胶体及表面化学教学大纲

《胶体及表面化学》教学大纲

学时: 45学时 学分: 2.5 学分

理论学时：45 实验学时：0

适用专业：应用化学，材料化学 课程号： BF001004

大纲执笔人：路福绥 大纲审定人：姜林

一、说明

1、课程的性质、地位和任务

胶体及表面化学是研究胶体及表面特性的科学。本课程是应用化学等专业的方向模块选修课程。本课程的主要任务是使学生全面系统地掌握胶体及表面化学的原理和方法，提高学生分析问题、解决问题的实际能力。

2、课程教学的基本要求

学生在学完物理化学课程的基础上，通过本课程对胶体分散体系及表面特性的理论及方法进一步学习，通过学习，培养学生的创新思维能力，提高学生运用胶体及表面化学知识分析问题、解决问题的工作能力。

3、课程教学改革

本课程的教学中注重理论联系实际，跟踪学科发展前沿。在授课方式上，尽量采用多媒体教学。

二、教学大纲内容

第一章 绪论（2学时）

1.1 胶体的概念

什么是胶体，胶体的分类

1.2 胶体化学发展简史

1.3 胶体化学的研究对象

表面现象，疏液胶体，缔合胶体，高分子溶液。

本章重点与难点：胶体概念及类型，胶体及表面化学研究内容及方法。

思考题：胶体的主要特征有哪些？

教学方法建议：启发式教学，引导学生对胶体及表面化学的兴趣。

第二章 胶体的制备及性质（8学时）

2.1 胶体的制备和净化

胶体制备的条件、方法，凝聚法原理，溶胶的净化，单分散胶体，超细颗粒。

2.2 溶胶的运动性质

扩散，Brown运动，沉降。

2.3 溶胶的光学性质

光散射，超显微镜的工作原理，粒子大小及形状的测定。

2.4 溶胶的电学性质

电动现象及其应用，表面电荷的来源，双电层结构模型，电动电势。

2.5 胶体的稳定性

溶胶的稳定性，溶胶的聚沉，高聚物稳定胶体体系的理论。

2.6 流变性质

流变基本概念和术语，胶体稀溶液的粘度，浓分散体系的流变性质。

2.7 胶体的形貌

胶体的形状、大小与分散度，分形理论。

本章重点与难点：胶体的制备原理及方法，胶体的性质与稳定性。

思考题：如何提高胶体的稳定性？

教学方法建议：讨论式教学，注重理论联系实际。

第三章 凝胶（6学时）

3.1 概述

凝胶及其通性，凝胶的分类。

3.2 凝胶的形成

凝胶形成的条件，凝胶形成的方法。

3.3 凝胶的结构

质点形状，质点的柔性和刚性，质点间联结力。

3.4 胶凝作用及影响因素

胶凝现象，影响胶凝作用的因素。

3.5 凝胶的性质

触变作用，离浆作用，膨胀作用，吸附。

3.6 凝胶中的扩散和化学反应

扩散作用，化学反应。

3.7 几种重要的凝胶

硅酸铝凝胶，高吸水性聚合物，凝胶色谱，凝胶薄膜。

本章重点与难点：凝胶的性质与结构的关系及应用。

思考题：凝胶的性质与结构的关系为何？

教学方法建议：讨论式教学。

第四章 界面现象和吸附（7学时）

4.1 表面张力和表面能

净吸力和表面张力的概念，影响表面张力的因素，液体表面张力和固体表面张力的测定方法。

4.2 弯曲界面的一些现象

曲界面两侧的压力差及与曲率半径的关系，毛细管上升或下降现象，弯曲液面上的饱和蒸气压。

4.3 润湿和铺展

润湿现象和润湿角，铺展，润湿热。

4.4 固体表面的吸附作用

固体表面的特点，吸附作用和吸附热，吸附曲线，吸附量测定的实验方法。

4.5 吸附等温方程式

Freundlich吸附等温式，Langmuir吸附等温式—单分子层吸附理论，BET吸附等温式—多分子层吸附理论。

4.6 固体－气体界面吸附的影响因素

温度的影响，压力的影响，吸附剂和吸附质性质的影响。

4.7 固体－溶液界面吸附

吸附量及影响因素，混合吸附，多分子层吸附，对高分子的吸附，对表面活性剂的吸附，对电解质的吸附，二元液体混合物中的吸附。

本章重点与难点：表面能及测定方法，吸附理论及应用。

思考题：应用表面吸附理论可解决哪些实际问题？

教学方法建议：启发性讲解与讨论式教学相结合。

第五章 常用吸附剂的结构、性能和改性（4学时）

5.1 多孔性物质的表征及测定

密度、比表面积、孔体积、平均孔半径、粒度及测定方法。

5.2 常用吸附剂的结构和性能

硅胶、活性氧化铝、活性碳、吸附树脂、粘土、分子筛等吸附剂的结构和性能。 5.3 固体的表面改性及其应用

表面改性效果的评定，表面改性方法和机理，表面改性的应用。

本章重点与难点：常用吸附剂的性能及表征，表面改性及应用。

思考题：常用吸附剂有哪些？

教学方法建议：采用学生自学、专题讨论、教师总结的教学方式。

第六章 表面活性剂（7学时）

6.1 概述

表面活性剂的定义及结构特点。

6.2 表面活性剂的类型

表面活性剂的分类方法、结构特征及应用。

6.3 表面活性剂在界面上的吸附

Gibbs吸附公式及含义，吸附层结构，单分子膜及应用。

6.4 表面活性剂的体相性质

各种性质对浓度的转折点，表面活性剂的溶度。

6.5 胶束理论

胶束与临界胶束浓度，胶束的结构。

6.6 表面活性剂的亲水亲油平衡（HLB）值

HLB值的定义，HLB值的计算方法，HLB值的影响因素。

6.7 表面活性剂的作用及应用

增溶作用，润湿和渗透，分散和絮凝，起泡和消泡，去污作用，胶束催化。

本章重点与难点：表面活性剂的性能及应用。

思考题：表面活性剂有哪些实际应用？

教学方法建议：讨论式教学。

第七章 乳状液（7学时）

7.1 概述

乳状液的定义、类型。

7.2 乳状液的制备和物理性质

乳状液的制备方法，乳化剂的加入方式，影响分散度的因素，乳状液的物理性质。

7.3 乳状液类型的鉴别