2022年界面化学模拟试卷-综合.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆硕士讨论生 20XX 级界面化学模拟试卷1. 名词说明 闭卷 1 电渗:在外电场作用下,分散介质相对于静止的带电固体表面作定向运动;固体可以是毛细管或多孔性滤板;电渗是电泳的反现象;(课件其次讲第29 张)电泳:在外电场作用下,胶体粒子相对于静止介质作定向运动;2 滑动面 : 在外加电场作用下,带不同电荷的两相向相反的方向运动,相对运动的边界称为滑动面,位于靠近表面的液体内部;3 胶束或胶团 : 当表面活性剂得浓度达到肯定值后,多个表面活性剂分子(或离子)的疏水基团相互缔合,亲水基团朝向水相,形成胶体粒子大小的集合体成
2、为胶团,称为胶束;(溶液中表面活性剂分子的结合体) 4Cloud 点: 非离子型表面活性剂的溶解度往往会随温度上升而降低,升至肯定温度时会显现浑浊,经放置或离心可得到两个液相;此温度被称为该表面活性剂的浊点(Cloud Point);(课件第十讲第 20 张)5Kraft 点(克拉夫点): 离子型表面活性剂的溶解度在温度上升到肯定值时会陡然上升,此温度称做该表面活性剂的 Krafft 点;(课件第十讲第 20 张)6 聚电解质 : 也称高分子电解质,是一类在分子链上带有很多可解离基团的高聚物;其特点是高的分子量和高的电荷密度; (课本 P543) 7 超低界面张力;现在一般把1 ,所以粗化表面
3、的 cos 的肯定值比平滑表面的 cos 肯定值大; 这就是说,当 90时,固体表面越粗糙,润湿性越差;即随着表面粗糙程度的增加,简单润湿的表面变得更简单润湿,而难润湿的表面变得更难润湿;)(12)在推导 BET吸附等温式(多分子层吸附理论)时,假设条件之一是各种分子层的吸附速度和脱附速度相等;( )(缘由:几点假设: (1)第一层的吸附热Q1是常数;(2)其次层及以后各层的吸附热都一样,而且等于液化热QL;(3)吸附到S0 上的速度要和S1 层脱附的速度相等,同样,在S1 上的吸附速度等于从S2 上的脱附速度,依此类推;(4)认定其次层以上的吸附、脱附性质和液态吸附质的蒸发、凝结是一3.样的
4、,换言之,就是将其次层以上的吸附看作液体;)7 张)填空题 闭卷 (1)胶体化学讨论的对象包括分散体系、界面现象以及有序组合体(高分子溶液);(课件第一讲第(2)胶粒或界面带电的来源有电离、离子吸附、晶格取代、离子的溶剂化作用、两相对电子的亲和力不同;(课件其次讲第3338 张)25 张)(3)电动现象主要包含电泳 、 电渗 、 流淌电势和 沉降电势四种;(4)溶胶的颜色打算于溶胶对光的挑选性吸取和光的散射;(课件其次讲第( 5)使用显微电泳法测定胶体粒子电泳速度时,电泳管中的液体存在静止层,产生静止层的缘由是名师归纳总结 - - - - - - -vP 在整个管中应为定值,但 vL 就随液层
5、深度而变化;在靠近管壁处vL受电渗流淌掌握, 在管中心就受反流掌握;因此必定存在某个液层深度,该处的液体的电渗速度恰与反流速度相抵消,于是vL=0,这第 3 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆一位置称为静止层; ( 课件第三讲第 39 张)( 6) 使用光散射法和超速离心法测出的高分子平均分子量分别是重均分子量和 Z 均分子量平均分子量; (课本 P521)(7)泡沫破坏的主要缘由是液膜的排液,膜的破裂及气体的扩散; 第十一讲第九十八页 (8)在气体吸附的五种等温线类型中,、 属于吸附剂是非孔性的,且吸附空间没有限制;(第七讲第六十页)
6、(9)依据 Stokes 沉降公式,球形粒子的沉降速度与粒子半径、颗粒与介质的密度差、介质粘度 和重力加速度 等因素有关;(其次讲第十页)( 10 )浊 度 计 是 根 据 散 射 光 强 度 与 单 位 体 积 的 质 点 数 c 成 正 比原理来检测自来水中固体悬浮物含量的;(其次讲其次十三页)(11)电动电势一般采纳 电泳 方法测定,其值的大小通常在:几十 mv几百 mv 范畴内(见第 3讲最终)范畴;一般来讲,只有当电动电势的肯定值大于 30mv (见第 4 讲第 2 小节)时,胶体才有可能比较稳固;(12)胶体的动力稳固性是指:由于胶粒很小,剧烈的 具有动力稳固性;Brown 运动能
7、阻挡其在重力场中的沉降,因而(13)单分散溶胶是指:颗粒的大小、外形和化学组成完全一样的溶胶,一般制得溶胶均是多分散性的;(见第 1 讲单分散溶胶)(14)测定液体表面张力的方法有:毛细管上升法、环法、吊片法、最大压差法、滴体积法、停滴法、悬滴法;(15)润湿的类型包括 沾湿、浸湿 和 铺展;(16)低能固体表面是指有机固体表面,如石蜡和高分子化合物;它们的表面自由能低于 100 mJ/m 2;(17)乳状液的类型取决于 乳化剂的性质与结构;(18)影响乳状液稳固最主要的一个因素是 界面膜的性质(强度与紧密程度);(19)颗粒粒度分析法有 筛分法、光学显微镜计数法、电泳法、运算机图像成像法、电
8、感应法、重力沉降法、离心分析法、激光衍射散射法、(后三种是课件中提到的),其中激光衍射散射法中的激光粒度分析仪 应用最为广泛;(20)双子表面活性剂是指 通过化学键将两个或两个以上的同一或几乎同一种表面活性剂单体在亲水 头 基 或 靠 近 亲 水 头 基 附 近 用 联 接 基 团 将 这 两 亲 成 份 联 接 在 一 起 , 形 成 的 一 种 表 面 活 性 剂此图为示意图;( 21)可通过 改性,复配,将直链结构变为带有支链结构的分子(没找到的,自己懂得的)等途径提高高分子的耐盐性能;名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - -
9、- - - 学而不思就惘,思而不学就殆4.问答题 部分闭卷、部分开卷 (1)如胶体颗粒表面带 20 个单位的负电荷,特性吸附离子为 4 个铝离子,溶液中的电解质为氯化钠,请画出双电层结构,并在电势- 距离坐标图中标出滑动面的位置,电动电势的大小;如往溶液中进一步添加氯化钠,双电层结构如何变化?图示说明;(2)试推导 Langmuir 吸附等温式方程; (课件第七讲第 65 张)答: Langmuir 在推导时作了如下假设: 吸附是单分子层的,只有碰在空白处才有可能被吸附; 气体在吸附时不受气体分子的影响; 表面是匀称的,发生吸附时,能量相同,吸附热相同定义掩盖度 = S1/SS1 吸附了气体的
10、位置(位) ;S 表面总吸附位置;当吸附平稳时,吸附速度与脱附速度相等,于是有,吸附速度V吸au 1;a 吸附几率, u 碰撞分子数;脱附速度V 脱2,所以 ,1auu. a由分子运动论得,uppmkT代入得:1bp2pmkT如以 Vm表示每 g吸附剂盖满单分子(=1)时的饱和吸附量,V表示吸附平稳压力为 p时的吸附量,V V bp V m bp.所以,或 VV m V m 1 bp 1 bpb 吸附系数,主要受温度和吸附热的影响,吸附热 q 增大, b也增大,但 T 上升, b减小;(3)简述制备溶胶的各种方法和原理;(课件第一讲第 14 张)答:( 1)分散法研磨 使用球磨机和胶体磨;超声
11、波分散法在电极上加高频高压沟通电,使石英片发生同频机械振荡,此高频机械波经变压器油传入试管内后,名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆即产生相同频率的疏密交替波,对分散相产生很大的撕碎力,从而使分散相匀称分散;胶溶法如很多不溶性沉淀,当加入少量某种可溶性物质或洗去体系中过多的电解质时,能自动地分散变成胶体;这种使沉淀变成胶体的方法叫做胶溶法;所加可溶性物质叫胶溶剂,这个过程叫胶溶作用;(2)凝结法 由分子或离子分散集合成胶体粒子的方法;化学凝结法物理凝结法晶核的生成速度 V1 ,晶核的成长速度
12、 V2;如 V1V2,就溶液中形成大量晶核,所得粒子的分散度较大,有利于形成溶胶;如 V2V1,所得晶核极少,而晶核成长速度很快,故粒子得以长大并产生沉淀;(4)简述 DLVO理论;(课件第四讲第 14 张)1胶粒间的 Vander wadls 引力势能分子间的 Vander waals 引力包括诱导力,偶极力和色散力,其大小与分子间距的六次方成反比,也称六次律;胶粒是大量分子的集合体,Hamaker 假设,胶粒间的相互作用等于组成它们的各分子对之间相互作用的加和;两等同球形粒子:EAAr;两平行的等同平板粒子:EAA212H12 H2双电层的斥力势能因带电胶粒所带电荷的影响,在其四周形成双电
13、层,使Stern 层和扩散层中的反离子浓度高于体相中的浓度;而在扩散层以外任何一点不受胶粒电势的影响,由于胶粒所带电荷对它的作用被双电层中反离子 的作用抵消;由于这种反离子氛的“ 屏蔽作用” ,当两粒子的扩散层不重叠时,它们之间不产生任何斥力;当两粒 子的扩散双电层发生重叠时,胶粒对重叠区的作用不能被反离子氛完全屏蔽;重叠后反离子浓度增大,这 样既破坏了扩散层中的离子平稳分布,又破坏了双电层的静电平稳;前一种平稳的破坏使离子自浓度大的 重叠区向未重叠区扩散,从而产生渗透性的排斥力;后一种平稳的破坏引起胶粒间的静电性斥力;它们的 大小与粒子的外形有关;3胶粒间的总相互作用势能EA 下降速度比ER
14、缓慢的多,当胶粒间距很大时,粒子间无相互作用,(1)随离子之间距离的增大,E为零;(2)两粒子靠近时,第一起作用的是引力势能,因而E 呈负值;随着距离缩短,ER的影响逐步大于EA(有时会显现一个微小值,负值,为引力),因而 E 逐步增大变为正值;(3)但靠近肯定距离后,EA 的影响又超过ER,E 重新变为负值,且变化过程中显现一个峰值,称为势垒;名师归纳总结 (4)当胶粒相距极近时,由于电子云的相互作用而产生Born 斥力势能而使E 急剧上升,又形成一第 6 页,共 15 页个微小值(第一微小值);- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不
15、学就殆EEAE R斥 力E ER 势垒0Born 斥力EA 第 二 极 小粒子间距引 力第 一 极 小势能作用曲线(5)说明表面活性剂的HLB值、结构与使用性能的关系;(课件第 11 讲第 61 张)答: HLB 值比较低,表示某表面活性剂亲油性较强,如HLB 值较高,就表示其亲水性较强;由体会得知,通常 HLB 值为 36 的表面活性剂可用作 W/O 型乳状液的乳化剂,HLB 值为 818 的表面活性剂可用作 O/W 型乳状液的乳化剂,HLB 值为 1215 的表面活性剂可用作润湿剂,HLB 值为 1315 的表面活性剂可用作洗净剂,HLB 值为 1518 的表面活性剂可用作增溶剂;结构:起
16、泡剂: (1)非极性部分的烃链最好没有分支,因没有分支的结构更有利于泡沫中表面活性剂吸附层的非极性部分的横向结合;(2)非极性部分如有苯基,就苯基最好在烃基的一端,如苯基上有烃基和亲水基,就当它们处于对位时,有较好的稳固泡沫的才能;宜做起泡剂;(3)有两个或两个以上亲水基的表面活性剂不乳化剂:起泡剂对表面活性剂在分子结构上的要求同样适用于乳化剂 润湿剂:通过降低表面能的吸附来转变固体表面的润湿性的最好有分支结构,因分支结构不利于形成表 面活性剂的缔合分子和胶束,而有利于它在表面上吸附转变固体表面的润湿性;增溶剂:烃基最好没有分支,烃基上最好只有一个亲水基,而且亲水基最好在烃链的一端;(6)高分
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