胶体化学考点

一、σ的定义：恒温恒压下，可逆地增加单位表面积，环境对体系所做的功，单位J〃m-2 定义表面张力（σ）：单位长度液体表面的收缩力，单位N〃m-1（或mN〃m-1） 表面过剩：表面浓度与体相浓度之差

接触角：在固、l、g三相交界处，作l-g界面的切线，由此切线经液体内部与液固界面所成的夹角 二、Laplace方程：三种特殊情况下的表达式 1、曲面为球面，则R1=R2=R， ΔP=2σR 2、曲面为柱面，则R1=R，R2=≦，ΔP=σ/R

3、气泡存在两个g-l界面，且R1=R2=RΔP=4σ/R

三、沾湿、浸湿、铺展，润湿过程的热力学判据， 接触角判据。 • 热力学判据 沾湿 - Wa=σg-l(1+cosθ)≥0 θ≤180°

浸湿 A=σg-lcosθ≥0 θ≤90° 铺展 S=σg-l(cosθ-1)≥0 θ≤0°

• 接触角判据：通常真截将θ作为润湿与否的依据，θ>90°时，称为不润湿；θ<90°时，称为润湿；

θ≤0°时（或不存在）铺展。

四、吸附等温线的类型

类型Ⅰ：单分子层吸附，远低于P0时，即吸满单分子层，P上升, 不再增加 类型Ⅱ：S型吸附等温线（常见），低压下为单分子层，压力增加，产生多分子层吸附，图中B是低压下曲线的拐点，通常认为吸满了单分子层，B也即计算比表面的依据，如-195℃下氮在铁催化剂上的吸附。 类型Ⅲ：较少见，一开始即为多分子层吸附。类型Ⅱ、Ⅲ在P→P0时，曲线趋于纵轴平行线的渐近线，表明产生了吸附质的凝聚，如低温下（-137.7～-58℃）溴在硅胶上的吸附。

类型Ⅳ：低压下产生单分层吸附，压力增加，吸附剂的孔隙结构中产生毛细凝聚， 急剧上升，毛细孔中装满吸附质后, 不再上升。如常温下，苯在硅胶上的吸附。 类型Ⅴ：低压下即产生多分子层吸附，压力增加，毛细凝聚

五、单分子层吸附理论假设（1）被吸附分子间无作用力，因而分子脱附不受周围分子的影响。

（2）只有碰撞在空间表面的分子才有可能被吸附（单分子层吸附）。 （3）固体表面是均匀的，各处吸附能相同。

BET理论的基本假设：①固体表面是均匀的，同层分子（横向）间没有相互作用，分子在吸附和脱附时不受周围同层分子的影响。②物理吸附中，固体表面与吸附质之间有范德华力，被吸附分子间也有范德华力，即吸附是多分子层的。 六、影响溶液中吸附的因素

①吸附剂：溶质、溶剂三者极性的影响，极性物易溶于极性溶剂，非极性物易溶于非极性溶剂②温度：溶液吸附也是放热过程，一般T上升，吸附下降③溶解度：吸附与溶解相反，溶解度越小，越易被吸附④同系物的吸附规律：一般随C-H链的增长吸附有规律的增加和减少⑤吸附剂的孔隙大小⑥吸附剂的表面化学性质⑦混合溶剂的影响⑧多种溶质的混合溶液⑨盐的影响 5、固体向高分子溶液中吸附的一般特点

①吸附高分子是可溶的，因而是线性的。且一般高分子是多分散的，吸附与自多组份中的吸附相似② 同一界面上由于高分子有多种构型，所以吸附平衡时间长③ 描述高分子吸附状态需要参数很多，建立模型困难不易定量处理 ④T上升，吸附量上升，这与其它吸附不同⑤ 吸附膜厚⑥ 吸附高分子可以被其它高分子所取代，即产生交换吸附⑦吸附平衡后，用同一种溶剂稀释，可产生脱附。 七、离子交换吸附的强弱规律

a、同电性离子等电量交换 b、离子交换吸附是可逆的，吸附和脱附速度 受溶液中离子浓度的影响。 c、吸附速度较慢，吸附平衡需要时间

八、溶胶粒子表面的电荷来源

①电离作用②吸附离子作用（吸附作用）③离子的不等量溶解（离子的溶解作用）④晶格取代⑤摩擦带电 九、表面电势：带电质点的表面与液体内部的电位差

电动电势：固液两相发生相对运动的界面与液体内部的电位差，称电动电势或电势。

电泳：在电场作用下，带电的溶胶粒子向作与自己电荷相反的电极方向迁移，对液相作相对运动。

沉降电位：在外力作用下，使带电粒子作相对液相的运动所产生的电位，是与电泳现象相反的现象。 流动电位：在外力作用压，使液体沿作用体表面流动而产生的电位，与电渗现象相反。 十、Goay-chapman理论假设：

a、固体表面是平板型的，y和z方向无限大，而且表面电荷分布是均匀的。 b、离子扩散只存在于x方向，离子作为一个点电荷来考虑，它在双电层中的分布符合Boltzmann分布。 c、正负离子电荷数相等，整个体系为电中性。

d、在整个扩散层内溶剂的介电常数（ε）相同。 十一、Stern双电层模型。图示方法。

a、离子有一定大小，离子中心与表面的距离不能小于离子半径； b、离子与质点表面除静电相互作用外，还有范德华引力作用。

十二、聚沉的实验规律

1、schulze-hardy规则（符号价数法则）：起聚沉作用的主要是反离子，离子价数越高，其聚沉率也越高 2、离子大小：同价离子、离子水化半径小，聚沉能力大，水化半径越大，越不易被胶粒吸附（静电引力越弱），聚沉能力越弱，对一价离子犹其明显。 3、同号离子的影响

4、不规则聚沉：以高价离子或大的反离子作聚沉剂时，由于其在胶体质点上的强烈吸附。电解质浓度超过聚沉值时，溶胶聚沉。继续加入电解质，质点吸附大或高价反离子而重新带电，溶胶分散稳定，再加入电解质，由于反离子作用使溶胶重新聚沉。

5、混合电解质的聚沉：①加和性：电解质的聚沉各自，混合电解质的聚沉是两者的加和②对抗性：电解质的聚沉作用相互削弱，混合电解质的聚沉作 用比加和性予示的弱③协同效应：电解质的聚沉作用因另一电解质的存在而加强。

6、溶胶的相互聚沉：指电性相反的溶胶混合发生聚沉 十三、DLVO理论的要点：

胶体质点因范德华引力而相互接近时又因双电层相互重叠而相互排斥；溶胶的稳定性取决于双电层斥力与范德华引力的相对大小。如排斥胜过吸引而占优势，则溶胶稳定；如吸引胜过排斥，则溶胶聚沉。

十四、高分子絮凝剂的作用特点

1、较好絮凝剂一般是分子量高的线性化合物，既可是离子型也可是非离子型的。 2、高分子絮凝剂的分子量和线团尺寸对絮凝作用有重要影响。 3、絮凝剂有一最佳用量。 4、高分子链的电荷密度

5、高分子与胶粒表面的相互作用力要适中

6、二价无机盐如CaCl2常常能促进高分子的絮凝作用

7、絮凝剂与憎液胶体的混合条件，搅拌速度和条件、加入浓度和速度会影响絮块大小和程度。 十五、空间稳定理论的基本要点

1、带电聚合物被吸附以后，会影响胶粒间的静电斥力位能。这一点同吸附简单离子相同，同样可用DLVO理论处理。

2、高聚物的存在通常会减小胶粒间的Hamaker常数，因而也减小了范德华吸引能。 3、由于聚合物的存在而产生一种新的斥力位能——空间斥力位能。 十六、高分子保护作用的实验规律

1、高分子稳定剂的结构特点：最有效的高分子稳定剂一般而言是嵌段和接枝共聚物A-B。

2、分子量与浓度 分子量：一般分子量上升，吸附上升，稳定性上升，许多还有临界分子量，低于此分子量则无稳定作用，如聚乙烯醇，分子量高到何种程度为好，则需根据胶体实验选择。

浓度：一般认为吸附高分子能盖住胶粒表面，形成包被层，再多并不能增加其稳定作用，用量过低，吸附少，覆盖少，反而起絮凝作用（高分子敏化作用）。

3、溶剂的良劣 良溶剂：胶粒重叠时，分子链不发生相互吸引，排斥能上升，利于稳定。

不良溶剂：高分子与溶剂亲合力小，胶粒重叠时，高分子链相互吸引，不利于稳定。

4、溶胶被高分子稳定后，体系的物化性质发生显著变化，变得与所加高分子溶液的性质更为接近 被保护的溶胶具有以下特点：

①.AgBr溶胶的电泳速度与[Ag+]有关，但加入0.1%的明胶后，电泳速度与[Ag+]无关，而却与pH有关，

表示体系从AgBr溶胶转变为具有明胶溶液有性质。 ②.被高分子保护的憎液溶胶具有抗老化性。

③.被高分子保护的憎液溶胶在较宽的浓度范围内稳定. ④.被高分子保护的憎液溶胶具有自动胶溶的可逆性。 ⑤.抗盐聚沉的能力显著提高。

十七、表面活性剂的定义：很少加量即能显著降低水溶液表面张力的物质 表面活性物质：能降低水溶液表面张力的物质。 十八、表面活性剂的结构特点及分类

表面活性剂分子结构的最大特点是具有两亲结构，表面活性剂分子由亲油基（也称憎水基）和亲水基（也称憎油基）两部分组成，即双亲分子。应当注意的是，当C原子数在8-20之间时，才具有明显的表面活性剂特征，当C原子数太大时，由于形成不溶于水的化合物，又失去活性剂的作用。 1、 阴（或负）离子表面活性剂：

①羧酸盐：肥皂——脂肪酸盐（一般为钠盐），是最古老的表面活性剂，容易制造，羧酸盐在PH小于7的水溶液中不稳定，易生成不溶的自由酸而失去活性。

②磺酸盐1）烷基苯磺酸盐（ABS）用途：大多数日用洗衣粉中的表面活性剂为烷基苯磺酸钠。 优点：硬水中不生成Ca、Mg沉淀，耐酸、耐硷。 制备：原料主要来源于石油 2）烷基萘磺酸盐 用途：纺织、印染、农药中的润湿性，“拉开粉”即为（二十基或二异丙基）萘磺酸盐。 3）烷磺酸盐（AS） 用途：洗涤制品

优点：毒性小，易降解

缺点：效果比ABS差，成本高，但近年来产量在逐渐上升

4）石油磺酸盐 用途：切削油，农药中作乳化剂，燃料油中作分散剂、防蚀剂，三采中提高采收率。 ③硫酸脂盐 用途：乳化、起泡

代表产品：硫酸十二烷基（或月桂基）钠（或称十二烷基硫酸钠 优缺点：良好的表面活性，缺点（C>14时），常温下不溶于水。 ④磷酸酯盐 用途：乳化剂，抗静电剂及抗蚀剂

优点：低泡，抗电解质及抗硬水性较强, 应用不多，生产较少 2、阳（或正）离子表面活性剂

+-

铵盐型 通式：[RNH3]〃CL 或 RNH2〃HAc

用途：酸性介质中作乳化、分散、润湿剂、浮选剂。 局限性：PH较高时（pH>7），自由胺易析出，失去表面活性

+

季铵盐型 即NH4的四个氢被有机基团所取代（常用） 通式：[R1R2N+R3R4]〃Cl-（或Br-） 一般只有1-2个R基是长C-H链，其余R的C原子数多为1-2，如十六烷基三甲基溴化铵。 3、非离子表面活性剂 是应用较晚的一类表面活性剂，但发展十分迅速。

亲水基团：由一定数量的含氧基团（一般为醚基和羟基）构成。

特点：耐酸硷，不易受强电解质存在的影响，水中、油中均能较好溶解，与其它活性剂

相溶性好，具有浊点（1%的表面活性剂溶液变混浊的温度）。

形态：多为液态、浆状或膏状

制备：聚氧乙烯为亲水基的表面活性剂的合成步骤比较简单。一般以亲油基及含活性氢（如-OH、NH2、-COOH中的H）的化合物在催化剂参与下与一定量的环氧乙烷（EO）作用而制成。 1）脂肪醇聚氧乙烯醚：稳定性较好，较易生物降解，较好的水溶性，润滑性好 2）脂肪酸聚氧乙烯酯RCOO(C2H4O)nH 3）烷基苯酚聚氧乙烯醚（OP）：化学性质稳定，耐酸、硷、抗温较高，亦不易氧化，根据n的多少， 可制成油溶性、弱亲 水性、亲水性以及浊点100℃以上的产品。 4）苯酚聚氧乙烯醚（P型表活剂），n=1-30

5）Pluronic型表面活性剂 聚丙二醇与环氧乙烷加成物，又称之为聚醚型非离子表面活性剂。 6）聚氧乙烯烷基胺

8）多元醇型表面活性剂（无毒，用于食品、医药）主要是脂肪酸与多羟基物作用而生成的酯，常见的有甘油酯、聚甘油酯、糖酯及失水六醇（失水山犁醇）等。

9）聚氧烯整体共聚表面活性剂 特点：很多品种低浓度时，即有较好的降低界面张力的能力，一般无臭、无味、无刺激性、无毒，有些品种可在人造血液中作乳化、分散剂。

油包水或水包油体系的有效乳化剂，也可用于原油破乳，有的品种低泡。 4、两性表面活性剂 酸性基主要是羧基和磺酸基（也有磷酸基），硷性基主要是胺基或季胺基 5、一些特殊类型的表面活性剂

①氟表面活性剂 特点：表面活性很高，水溶液的表面张力可低于20mN/m（甚至低于12mN/m），化学性质十分稳定，耐高温，强酸、强硷甚至强氧化剂也不能破坏。全氟表面活性剂在固体表面上的单分子层不能完全被烷烃液体所润湿（铺展），表现出憎油性，因此也能降低碳氢化合物液体（或其它有机溶剂）的表面张力

②硅表面活性剂 以聚硅氧烷为憎水基而形成表面活性剂。聚硅氧烷（硅油、硅树脂即为此种化合物）的憎水性非常突出，可作为活性剂的亲油基，不长的硅氧烷链就能使化合物具有表面活性。 特点：表面活性高，最低可低于20mN/m，C-H链30mN/m以上。

③高分子表面活性剂 聚乙烯醇，部分水解聚丙烯酰胺及聚丙烯酸等，一般可作乳化剂和分散剂。 一般而言，凡有很高分子量的水溶性物质皆有保护胶体的作用。 十九、胶团的结构（四层） 1、胶团内核：a、胶体与单体之间的平衡非常快，同时胶团对于不同结构的憎水分子有良好的溶解能力； b、胶团的热容和压缩性与液烃相似；

c、表活剂的偏mole体积测定表明，胶团内核中的碳氢链比一般液态碳氢链还要松散些。 2、胶团内核中的渗入水：①分子作垂直于胶团表面的定向排列，从几何角度看，表面CH基团不可能紧密排列，水分子有渗入的可能性②极性基团必然会有相当量的水（水化水），水化作用利于水分子渗入到邻近的CH2周围。

3、胶团－水“界面”：这里的“界面”并非宏观界面，而是指胶团与单体水溶液之间的一层区域。当然，若胶团看成是与水溶液不同的一相，则胶团与水间就有一界面。 4、扩散双电层部分

二十、表活剂的化学结构与临界胶团浓度的关系

1、表活剂的碳氢链链长

a、离子型表活剂，C为8-16，同系物中一般每增加一个C原子，CMC下降约为一半。 b、非离子表活剂，增加憎水基C原子数，CMC下降更大。一般每增加2个C原子。CMC下降至1/10。 2、碳氢链分支及极性基位臵的影响 a、同样C原子数，有支链者CMC较大 b、极性基移向C-H链的中部，CMC增大

3、C-H链中其它取代基的影响 a、C-H链中（憎水基）有苯基时，一个苯基相当于3.5个CH2 b、在憎水基中引入极性基（如-O-、-OH等），使CMC增大 4、碳氟链化合物 碳氟链表活剂具有很高的表面活性。

碳氢链中氢被F部分取代了的表活剂，其CMC随被取代程度上升而下降。 5、亲水基的影响 水溶液中，离子性表活剂的CMC远比非离子性大。

a、憎水基相同，离子性表活剂的CMC远大于非离子表活剂（大约100倍）； b、两性表活剂的CMC与有同碳原子数憎水基的离子性表活剂相近。 二十一、加溶作用的几种可能方式：a、胶团的内核 非极性加溶

b、胶团定向的表活剂分子之间，形成“栅栏” 结构极性—非极性加溶 c、胶团的表面，即胶团-溶剂交界处 吸附加溶 d、亲水基团之间 特殊加溶

2、影响加溶作用的一些因素：

a、表活剂的结构：形成的胶团越大，或其聚集数越大，则加溶量越大，在表活剂同系物中，形成胶团的大小随C原子数上升而上升，（CMC减小，聚集数上升），于是加溶作用增强。

b、加溶物的结构：脂肪烃与烷基芳烃，加溶程度随加溶物链长增加而减小，随不饱和程度及环化程度上升而上升，有支链的化合物与直链化合物的溶程度一般相差不大；一些烃类，分子越大，加溶程度越小。

c、有机物添加剂对加溶的影响：非极性化合物（如烃类）加溶于表活剂溶液中，会使胶团胀大，有利于极性物扦入胶团“栅栏”中，反之亦然；溶入胶团内。加溶一种极性有机物会使另一种极性有机物的加溶程度下降。

d、无机盐效应：少量无机盐加到离子表活剂中，可增加烃类的加溶程度，但却减少极性有机物的加溶程度。无机盐的加入使离子表面活性剂的CMC大为下降。

e、温度的影响：离子型表活剂，增加温度一般会引起极性与非极性有机物加溶程度增加。对于聚氧乙烯基的非离子表活剂温度增加，聚氧乙烯基水化作用减弱（与水连接的氢键发生破坏）胶团易形成，特别是当T接近浊点时，聚集数剧增，因此加溶程度↑ 二十二、添加剂对表面活性剂溶液性质的影响。

①同系物的影响： 同系物的混合物的物理化学性质，常介乎于各化合物之间，在表面活性上的表现即是如此。C原子数越大，表活性越高，越易在溶液中形成胶团（CMC变小）

②无机电解质：离子型表活剂，加入与表活剂有相同离子的无机盐时表面活性得到提高，CMC下降，表面张力大大下降。

③极性有机物:少量有机物的存在，能导致表活剂在水溶液中的CMC很大变化，常增加表面活性，出现最低表面张力现象

④非离子表活剂与离子表活剂的混合物: 非离子表活剂（特别是聚氧乙烯基作为亲水基）加到一般肥中量少时起钙皂分散作用（防硬水作用），量多时形成低泡配方，在非离子表活剂中加入离子表活剂，将使浊量升高。但这种混合物的浊点不清楚，界线不够分明。复配后一般表面活性增高。

⑤正离子与负离子表活剂的混合物: 传统观点，正离子与负离子表活剂在水溶液中不能混合，否则将失去表面活性不能应用，特别是在洗涤工业中往往作为一个常见的规律。

近代有关研究表明：一些正负离子表活剂混合物往往有更高的表面活性，更好的润湿性，更好的稳定性。在适当条件下可避免沉淀，防止失去表面活性 ⑥水溶性高分子化合物 在实际应用中，表活剂往往和一些水溶性高分子一起使用，如照相乳液中的明胶，洗涤剂中的羧甲基纤维素。水溶性高分子与表活剂之间的作用一般可分为三类，即电性相互作用、疏水作用及色散力作用。