《表面活性剂化学》第三章习题

第三章表面活性剂在界面上的吸附
一、选择题
1. 表面活性剂在界面上的吸附主要是由于其分子结构中的哪两部分之间的相互作用？（）
A. 亲水头部和疏水尾部
B. 疏水头部和亲水尾部
C. 两个亲水头部
D. 两个疏水尾部
2. Gibb吸附公式中，ΔG代表什么？（）
A. 吸附过程中的吉布斯自由能变化
B. 吸附过程中的焓变
C. 吸附过程中的熵变
D. 吸附过程中的活化能
3. 在气-液界面上，表面活性剂的吸附通常导致以下哪种现象？（）
A. 表面张力降低
B. 表面张力增加
C. 溶液粘度降低
D. 溶液粘度增加
4. 下列哪种因素不影响表面活性剂在固-液界面上的吸附？（）
A. 固体表面的性质
B. 溶液的pH值
C. 溶液的温度
D. 溶液的体积
5. 表面活性剂在界面上吸附达到平衡时，以下哪个描述是正确的？（）
A. 吸附速率等于脱附速率
B. 吸附速率大于脱附速率
C. 吸附速率小于脱附速率
D. 吸附速率和脱附速率都不变
二、填空题
1. 表面活性剂在界面上的吸附是由于其分子结构中的______和______两部分之间的相互作用，这种相互作用使得表面活性剂分子在界面上形成______排列。

2. Gibb吸附公式是______，其中ΔG是______，R是______，T是______，π是______，c是______。

3. 在气-液界面上，表面活性剂的吸附会导致表面张力______，这是由于表面活性剂的______部分覆盖了液体表面，减少了表面分子的______。

4. 表面活性剂在固-液界面上的吸附受到多种因素的影响，包括______、______和______，这些因素共同决定了吸附的______和______。

5. 当表面活性剂在界面上吸附达到平衡时，吸附层中的表面活性剂分子会形成一种______结构，这种结构称为______，它对界面的性质有显著影响。

三、简答题
1. 简述表面活性剂在界面上的吸附过程，包括吸附的初始阶段、中间阶段和平衡阶段的特点。

2. 解释Gibb吸附公式中各个符号的含义，并说明如何通过实验数据计算表面活性剂在界面上的吸附量。

3. 为什么表面活性剂在气-液界面上的吸附会导致表面张力降低？请从分子层面上解释这一现象。

4. 影响表面活性剂在固-液界面上吸附的因素有哪些？请分别说明这些因素是如何影响吸附过程的。

5. 简述表面活性剂在液-液界面上的吸附行为，包括吸附动力学、吸附等温线和吸附机理。

四、论述题
1. 论述表面活性剂在气-液界面上的吸附机制，包括吸附过程中的能量变化、分子排列和界面张力变化。

并讨论吸附等温线的主要类型，如Langmuir型、Freundlich型和Temkin型。

2. 探讨表面活性剂在固-液界面上的吸附行为，包括吸附动力学、吸附等温线和吸附机理。

结合实例说明表面活性剂在固-液界面吸附中的应用，如涂料、胶粘剂和矿物浮选。

五、计算题
1. 已知某表面活性剂在水溶液中的浓度为0.01 mol/L，表面张力降低值为20 mN/m，若吉布斯吸附公式中的积分常数k=1.5，计算该表面活性剂在水表面的饱和吸附量（以mol/m²表示）。

2. 一块干净的玻璃片（假设表面积为1 m²）浸入含有0.1 mol/L表面活性剂的溶液中，若该表面活性剂在玻璃表面的饱和吸附量为5×10⁻⁸mol/m²，计算在吸附平衡时，玻璃片表面吸附的表面活性剂的总摩尔数。

假设溶液体积足够大，表面活性剂的浓度变化可以忽略不计。

六、实验题
1. 设计一个实验方案，用于测定某表面活性剂在气-液界面上的吸附等温线。

实验中需要考虑的因素包括溶液浓度、温度、pH值等。

2. 描述如何通过表面张力测量来确定表面活性剂在固-液界面上的吸附量。

实验步骤应包括样品准备、仪器校准、数据采集和分析方法。