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《胶体与界面化学》复习思考题

《胶体与表面化学》复习思考题

一、凝胶

什么是凝胶?有何特征(两个不同)?

答:外界条件如温度、外力、电解质或化学反应的变化使体系由溶液或溶

胶转变为一种特殊的半固体状态,即凝胶。(又称冻胶)其一,凝胶与溶胶或溶液有

很大的不同。溶胶或溶液中的胶体质点或大分子是独立的运动单位,可以自由行

动,因而溶胶具有良好的流动性。凝胶则不然,分散相质点互相连接,在整个体系

内形成结构,液体包在其中,随着凝胶的形成,体系不仅失去流动性,而且显示出

固体的力学性质,如具有一定的弹性、强度、屈服值等。

其二,凝胶和真正的固体又不完全一样,它由固液两相组成,属于胶体分散体

系,共结构强度往往有限,易于遭受变化。改变条件,如改变温度、介质成分或外

加作用力等,往往能使结构破坏,发生不可逆变形,结果产生流动。由此可见,凝胶

是分散体系的一种特殊形式,共性质介于固体和液体之间。

举例说明什么是弹性和非弹性凝胶?

由柔性的线性大分子物质,如洋菜吸附水蒸气先为单分子层吸附,然后转变

为多分子层吸附,硫化橡胶在苯蒸气中的吸附则是从一开始即为多分子层吸附。

这类凝胶的干胶在水中加热溶解后,在冷却过程中便胶凝成凝胶。如明胶、纤维

素等,在水或水蒸气中都发生吸附。不同的吸附体系,其吸附等温线的形状不同,

弹性凝胶的吸附与解析通常会形成较窄的滞后圈。

由刚性质点(如SiO2、TiO2,V2O5、Fe2O3等)溶胶所形成的凝胶属于非弹

性凝胶,亦称刚性凝胶。大多数的无机凝胶,因质点本身和骨架具有刚性,活动性

很小,故凝胶吸收或释出液体时自身体积变化很小,属于非膨胀型。通常此类凝胶

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具有多孔性结构,液体只要能润湿,均能被其吸收,即吸收作用无选择。这类凝胶

脱水干燥后再置水中加热一般不形成原来的凝胶,更不能形成产生此凝胶的溶胶,

因此这类凝胶也称为不可逆凝胶。

试述凝胶形成的基本条件?

答:P275

凝胶形成的方法有哪几种?

答:P275?276

凝胶的结构分为哪4种类型?

答:球型质点相互联结,由质点联成的链排成三维的网架;如TiO2、SiO2等凝

胶;片状或棒状质点搭成网架,如V2O5凝胶;线型大分子构成的凝胶,在骨架中

一部分分子链有序排列构成为晶区;④线型大分子因化学交联而成凝胶。如聚苯

乙烯的交联结构

溶胶?凝胶转变时有哪些现象?

答:转变温度(大分子溶液转变为凝胶时,无严格恒定的转变温度,它往往与

冷却快慢有关,并且凝点胶凝温度常比熔点液化温度低.两者相差可达10-20度

或更大些。)热效应(大分子溶液形成凝胶时常常放热,这可视为结晶作用的潜

热)

光学效应(溶胶转变为凝胶时,Tyndall效应光散射增强,这是由于质点增

大、水化程度减弱的缘故)流动性质(溶胶转变为凝胶后流动性质变化很大,溶

胶失去流动性.凝胶获得了弹性、屈服值等)

电导(溶胶胶凝后,体系的电导无明显变化)

凝胶表面的亲水性(溶胶中的质点表面若具有亲水性基团,则胶凝后其表

面仍具有亲水性)

要制备很浓的明胶溶液而又不使胶凝,应加入什么物质比较好?为什么?

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