《膠體與表面化學(xué)》思考題

1、第一章凝膠思考題什么是凝膠？有何特征（兩個不同）？外界條件(如溫度、外力、電解質(zhì)或化學(xué)反應(yīng))的變化使體系由溶液或溶膠轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N特殊的半固體狀態(tài)，即凝膠。（又稱凍膠）其一，凝膠與溶膠(或溶液)有很大的不同。溶膠或溶液中的膠體質(zhì)點或大分子是獨立的運動單位，可以自由行動，因而溶膠具有良好的流動性。凝膠則不然，分散相質(zhì)點互相連接，在整個體系內(nèi)形成結(jié)構(gòu)，液體包在其中，隨著凝膠的形成，體系不僅失去流動性，而且顯示出固體的力學(xué)性質(zhì)，如具有一定的彈性、

2、強(qiáng)度、屈服值等。其二，凝膠和真正的固體又不完全一樣，它由固液兩相組成，屬于膠體分散體系，共結(jié)構(gòu)強(qiáng)度往往有限，易于遭受變化。改變條件，如改變溫度、介質(zhì)成分或外加作用力等，往往能使結(jié)構(gòu)破壞，發(fā)生不可逆變形，結(jié)果產(chǎn)生流動。由此可見，凝膠是分散體系的一種特殊形式，共性質(zhì)介于固體和液體之間。舉例說明什么是彈性和非彈性凝膠？由柔性的線性大分子物質(zhì)，如洋菜吸附水蒸氣先為單分子層吸附，然后轉(zhuǎn)變?yōu)槎喾肿訉游?，硫化橡膠在苯蒸氣中的吸附則是從一開始即為多分

3、子層吸附。這類凝膠的干膠在水中加熱溶解后，在冷卻過程中便膠凝成凝膠。如明膠、纖維素等，在水或水蒸氣中都發(fā)生吸附。不同的吸附體系，其吸附等溫線的形狀不同，彈性凝膠的吸附與解析通常會形成較窄的滯后圈。由剛性質(zhì)點（如SiO2、TiO2，V2O5、Fe2O3等）溶膠所形成的凝膠屬于非彈性凝膠，亦稱剛性凝膠。大多數(shù)的無機(jī)凝膠，因質(zhì)點本身和骨架具有剛性，活動性很小，故凝膠吸收或釋出液體時自身體積變化很小，屬于非膨脹型。通常此類凝膠具有多孔性結(jié)構(gòu)，液

4、體只要能潤濕，均能被其吸收，即吸收作用無選擇。這類凝膠脫水干燥后再置水中加熱一般不形成原來的凝膠，更不能形成產(chǎn)生此凝膠的溶膠，因此這類凝膠也稱為不可逆凝膠。試述凝膠形成的基本推薦？降低溶解度，使被分散的物質(zhì)從溶液中以“膠體分散狀態(tài)”析出。②析出的質(zhì)點即不沉降，也不能自由行動，而是構(gòu)成骨架，在整個溶液中形成連續(xù)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。凝膠形成的方法有哪幾種？改變溫度轉(zhuǎn)換溶劑加電解質(zhì)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)凝膠的結(jié)構(gòu)分為哪4種類型？A球形質(zhì)點相互聯(lián)結(jié)，由質(zhì)點聯(lián)成的

5、鏈排成三維的網(wǎng)架Ti02、Si02等凝膠。B棒狀或片狀質(zhì)點搭成網(wǎng)架，如V205凝膠、白土凝膠等。C線型大分子構(gòu)成的凝膠，在骨架中一部分分子鏈有序排列，構(gòu)成微晶區(qū)，如明膠凝膠、棉花纖維等。D線型大分子因化學(xué)交聯(lián)而形成凝膠，如硫化橡膠以及含有微量：二乙烯苯的聚苯乙烯都屬于此種情形。溶膠≒凝膠轉(zhuǎn)變時有哪些現(xiàn)象？轉(zhuǎn)變溫度（大分子溶液轉(zhuǎn)變?yōu)槟z時，無嚴(yán)格恒定的轉(zhuǎn)變溫度，它往往與冷卻快慢有關(guān)，并且凝點(膠凝溫度)常比熔點(液化溫度)低兩者相差可達(dá)(

6、1020)度或更大些。）熱效應(yīng)（大分子溶液形成凝膠時常常放熱，這可視為結(jié)晶作用的潛熱）光學(xué)效應(yīng)（溶膠轉(zhuǎn)變?yōu)槟z時，Tyndall效應(yīng)(光散射)增強(qiáng)，這是由于質(zhì)點增大、水化程度減弱的緣故）流動性質(zhì)（溶膠轉(zhuǎn)變?yōu)槟z后流動性質(zhì)變化很大，溶膠失去流動性凝膠獲得了彈性、屈試述凝膠色譜（GPC）技術(shù)的基本原理？分子大小不同的混合物溶液通過用凝膠顆粒填充的色譜柱時，尺寸越小的分子進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的機(jī)會越多，在其間停留的時間也越長。反之，尺寸較大的分子進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)

7、的機(jī)會較小，甚至不能進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)之中，只能停留在凝膠顆粒之間的縫隙中。當(dāng)以溶劑淋洗色譜柱時，被吸附在色譜柱上的物質(zhì)將按分子的尺寸，從大到小的順序依次被淋洗下來，從而達(dá)到分離的目的。這正是凝膠色譜(GPC)技術(shù)的基本原理。試用Ostwald的過程和理論解釋Liesegang環(huán)現(xiàn)象。當(dāng)高濃度的AgN03溶液由中心向四周擴(kuò)散時，遇到K2Cr207發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并生成橙紅色的Ag2Cr207沉淀環(huán)。第一環(huán)沉淀形成后，環(huán)外地帶的K2Cr2O7濃度變得很

8、低，成為空白區(qū)。在此區(qū)域內(nèi)難以滿足形成Ag2Cr207沉淀的過飽和條件，所以無沉淀生成。AgN03溶液越過空白區(qū)后，重又與K2Cr2O7反應(yīng)并形成第二個沉淀環(huán)，依此類推，但各環(huán)的間距逐漸變大，沉淀環(huán)也逐漸變寬和變得模糊。形成Liesegang環(huán)的必要條件是什么？物質(zhì)在擴(kuò)散過程中無對流和擾動是形成Liesegang環(huán)的必要條件高吸水性材料高吸水性材料不僅應(yīng)含有相當(dāng)多的親水基因，而且本身還要不溶于水試述高吸水性凝膠的結(jié)構(gòu)、組成和吸水性能的關(guān)

9、系。高吸水性材料不僅應(yīng)含有相當(dāng)多的親水基因，而且本身還要不溶于水。超強(qiáng)吸水劑為彈性凝膠，吸水后形成水凝膠：凝膠的種類不同，結(jié)構(gòu)不同，其吸水能也大有不同離子性聚合物的親水性比非離子性聚合物強(qiáng)。吸水能力強(qiáng)，在離子性聚合物中，離子化程度越高，吸水能力越強(qiáng)。超強(qiáng)吸水劑有很強(qiáng)的吸水能力，但從使用角度考慮，它應(yīng)不溶解于水。聚丙烯酸類吸水劑有很強(qiáng)的吸水能力，但易水溶，為解決此問題，合成時應(yīng)加入適量交聯(lián)劑甲醛(或環(huán)氧氯丙烷等)。在制備超強(qiáng)吸水劑時，同種

10、類型凝膠的一般規(guī)律是：交聯(lián)度增加，吸水能力降低；但交聯(lián)度太低，又可使凝膠吸水時成為無限膨脹。什么是高吸油性樹脂？其吸油能力主要起源于什么作用力？吸油材料是一種用于處理廢油的功能性材料。它主要用于原油泄漏、工廠機(jī)器滲漏油和食品廢油的處理等。高吸油樹脂的吸油機(jī)理是什么？機(jī)理吸油樹脂通常都是由親油單體構(gòu)成的，具有適當(dāng)交聯(lián)度的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚合物，因而樹脂內(nèi)部均有一定的微孔。當(dāng)樹脂與油品接觸時，開始油分子向微孔中擴(kuò)散，當(dāng)進(jìn)入一定量的油分子后，高

11、分子鏈段發(fā)生溶劑化(vanderWaals力)，當(dāng)油分子進(jìn)入足夠多時，則高分子鏈段伸展并發(fā)生溶脹。溶脹過程中交聯(lián)點之間分子鏈的伸展又會降低其構(gòu)象熵值，ΔG=ΔHTΔSΔG增加，這必然引起分子網(wǎng)的彈性收縮力，力圖使分子網(wǎng)收縮，最后這兩種相反的傾向達(dá)到平衡，并表現(xiàn)出一定的吸油率。水凝膠中的水、按作用力的強(qiáng)弱可分為哪4種狀態(tài)？①靠氫鍵與吸水劑相互作用的水②親水基團(tuán)周圍的極化水層③網(wǎng)絡(luò)微孔中的水④顆粒間隙和大孔中的水第二章表面活性劑性質(zhì)與應(yīng)用1