胶体与表面化学 课程大纲及重点
第二章(表面化学和胶体化学)PPT课件
![第二章(表面化学和胶体化学)PPT课件](https://img.taocdn.com/s3/m/563be324f61fb7360a4c65cb.png)
可见光波长:
400 ~ 700 nm
在真溶液中,溶质颗粒太小(<10-9 m),
光的散射极弱,看不到丁达尔效应。阳光从狭
缝射进室内形成光柱也是丁达尔效应。
(2) 动力学性质(布朗运动)
在超显微镜下观察胶体溶液,可以看到胶体
粒子的发光点在介质中间不停地作不规则的运
动,称布朗运动。
-
24
布朗运动产生的原因: 分散质粒子本身处于不断的热运动中。 分散剂分子对分散质粒子的不断撞击。
① 离子选择性吸附 ② 离子交换吸附:
吸附和解吸的关系: 动态平衡
-
17
制备As2S3溶胶
2H3AsO3 + 3H2S = As2S3 + 6H2O
H2S发生电离:H 2 S
H ++H S -
As2S3 选择吸附HS- 而带负电荷。
-
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如:去离子水的制备(阴、阳离子交换树脂)
2 R -S O 3 H +C a 2 + (R -S O 3 )2 C a +2 H + 2 R -N (C H 3)3 O H + S O 4 2 - [R -N (C H 3)3 ]2S O 4 + 2 O H -
9
一克水分散成半径 1 × 10-9 m的小水 滴,需要做功220J,增加的能量可将这 一克水的温度升高50℃。
同一体系,其分散度越大,其表面 能越大。
-
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表面能
W•S
σ: 恒温恒压下增加单位表面
积所引起的系统能量增量
表面张力
σ: 与表面相切,垂直作用
于单位长度边界线上的力。
-
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润湿和润湿角
表面及胶体化学1
![表面及胶体化学1](https://img.taocdn.com/s3/m/09b78463c950ad02de80d4d8d15abe23482f036e.png)
表面及胶体化学1《表面及胶体化学》教学大纲课程名称:中文名称:表面及胶体化学;英文名称:Surface and colloid chemistry课程编码:111012学分:2总学时:32,理论学时:32适用专业:石油工程专业先修课程:无机及分析化学、物理化学、有机化学执笔人:陈明贵一、课程的性质、目的与任务表面与胶体化学课程是石油工程专业的一门选修课。
通过本门课程的学习,使学生对本大纲范围内的表面与胶体化学内容有较系统的了解;培养学生具有初步的分析问题和解决问题的能力;为后续相关课程和专业课程(油田化学原理)的学习打下良好的基础。
二、教学基本要求通过该课程的学习,学生应该基于界面与分子间力认识界面现象及产生的原因,并对油田开发中与胶体化学有关的问题进行分析,并提出解决问题的方法。
对油田常用表面活性剂的性质与用途应熟练掌握,并能利用胶体和表面化学基本原理做油田化学配方,从而为钻井液与完井液化学和油田化学课程的学习打下坚实的基础。
三、课程内容与学时分配绪论石油工业中的表面与胶体化学1学时水基成膜钻井液清洁压裂液地下交联酸泡沫排水采气微乳液驱油油田采出液破乳第一章液体表面 3学时第一节表面能及表面张力第二节弯曲液面下的附加压力第三节弯曲液面下的相平衡第四节液体表界面张力测定第二章表面活性剂 4学时第一节表面活性剂结构与类型第二节亲水亲油平衡值HLB第三节表面活性剂结构对HLB值的影响第四节胶束形成及影响因素第五节胶束聚集数及影响因素第三章 Gibbs吸附方程 2学时第一节表面过剩第二节 Gibbs吸附方程第三节表面活性剂在界面上的分子排列横截面积第四章胶束过程动力学 2学时第一节胶束动力学和弛豫时间第二节测量胶束动力学的方法第三节表面活性剂浓度对胶团寿命的影响第四节胶束动力学在乳化润湿起泡中的重要性第五节胶束稳定性对动态表面张力的影响第六节慢弛豫时间与界面现象第七章扩散双电层和Zeta电位 2学时第一节表面电荷的产生第二节扩散双电层的几个模型第三节 Zeta电位及影响因素第四节吸附特异性第五节 Zeta电位测定方法第八章界面与分子间力-范德华力4学时第一节分子间力的类型-引力与斥力第二节分子间力的表达式第三节范德华力的三个表达式第四节表面与颗粒之间的作用力第五节哈默克常数的影响因素第六节界面张力的范德华引力处理第七节界面分子间力的力曲线测量-壁虎墙壁爬行的解释第九章静电力与DLVO理论4学时第一节双电层表面电势与作用距离的关系第二节双电层电动力的计算-边界条件与解析表达式第三节双电层电动斥力的影响因素第四节基于范德华力与电动力的DLVO理论第五节胶体的絮凝与聚结过程的DLVO理论解释第六节聚沉值第七节疏水相互作用分子间力解释第八节化学驱产出液污水处理第十章乳状液 4学时第一节乳状液定义与分类第二节乳化剂类型第三节决定乳状液类型的Bancraft规则第四节表面活性剂HLB和CPP对乳状液类型的影响第五节乳状液类型的鉴别第六节乳状液稳定性影响因素第七节乳化用表面活性剂的选择第八节 Pickering乳液型油基压裂液第十一章泡沫 4学时第一节泡沫结构类型与起泡能力测试第二节界面弹性对泡沫稳定性的影响第三节泡沫排液过程对泡沫稳定性的影响第四节气体通过液膜边界层的扩散对泡沫稳定性的影响第五节扩散双电层的厚度对泡沫稳定性的影响第六节表面粘度对泡沫稳定性的影响第七节表面活性剂结构与泡沫稳定性的关系第八节泡沫稳定剂与消泡剂第九节泡沫排水采气第十二章微乳液2学时第一节微乳液的定义-宏观乳液与微乳液的区别第二节微乳液的形成与稳定性构成第三节微乳液的形成与Bancraft规则第四节影响中相微乳液形成的因素第五节微乳液在三次采油中的应用第六节微乳酸四、大纲说明本科程是在物理化学学习的基础上开设的,有关化学位等基础知识可不讲。
表面和胶体化学学习提纲
![表面和胶体化学学习提纲](https://img.taocdn.com/s3/m/bf223028ccbff121dd368394.png)
胶体化学学习提纲本提纲是结合《胶体化学》(华东化工学院版)录相片拟定的,要求同学们在看录相前后,使用本提纲,并按要求回答问题。
§1.分散体系的分类和胶体的概念:要求:1.了解分散体系的分类方法;2.了解胶体分散体系的定义;请把下表中粒子直径的数字填入:粒子直径(nm)粗分散体系——悬浮液多相分散体系泡沫胶体分散体系乳状液溶胶分散体系高分子溶液均相分散体系以分子形式分散的分散体系为真溶液注:1n m(纳米)=10-7c m=10-3μm=100A1 μm(微米):10-4cm胶体体系的定义是:§2.分散体系的基本性质:一、光学性质:要求:1.了解粗组分体系,胶体分散体系和真溶液在光学性质上的差异;2.了解产生丁达尔现象的原因.1.分散体系对光的作用有三个:________________、________________ 和________________。
2.C u2+溶液吸收________________,透过________________,溶液显________________;F e3+溶液吸收________________,透过________________,溶液显________________。
3.发生反射和折射的条件是粒子直径为________________;发生散射的条件是粒子直径为________________。
4.写出散射光强度服从的Rayleigh公式:说明公式中各符号的意义:由Rayleigh公式分析当用白光照射硫溶胶时,硫溶胶的散射光显____色,透过光显____色。
5.从超显微镜下观察到的亮点是粒子本身形象吗?还有哪些实验手段可直接证实胶体体系中有固相粒子存在?6.什么是丁达尔现象?它是如何产生的?为什么胶体溶液既透明又有丁达尔现象?二、动力性质:要求:1.了解布朗运动产生原因;2.动力性质包括哪些内容?什么叫动力稳定性?如何表示?从动力稳定性来理解胶体稳定存在的原因。
胶体与表面化学课程大纲及重点
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胶体与表面化学第一章绪论(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。
重点:胶体、分散系统、分散相、分散介质的概念。
难点:胶体与表面化学在矿物加工工程中的作用及意义。
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。
第二章胶体与纳米材料制备(4学时)2.1胶体的制备胶体制备的条件和方法,凝聚法原理。
2.2胶体的净化渗析、渗透和反渗透。
2.3单分散溶胶单分散溶胶的定义及制备方法。
2.4胶体晶体胶体晶体的定义及制备方法2.5纳米粒子的制备什么是纳米材料,纳米粒子的特性及制备方法重点:胶体的制备、溶胶的净化、胶体晶体的制备。
难点:胶体制备机理。
教学方法建议:用多媒体教学,注重理论联系实际。
第三章胶体系统的基本性质(8学时)3.1溶胶的运动性质扩散、布朗运动、沉降、渗透压和Donnan平衡。
3.2溶胶的光学性质丁道尔效应和溶胶的颜色。
3.3溶胶的电学性质电动现象、双电层结构模型和电动电势(。
电势)3.4溶胶系统的流变性质剪切速度越切应力,牛顿公式,层流与湍流,稀胶体溶液的黏度。
3.5胶体的稳定性溶胶的稳定性、DLVO理论、溶胶的聚沉、高聚物稳定胶体体系理论。
3.6显微镜及其对胶体粒子大小和形状的测定显微镜的类型及基本作用重点:沉降、渗透压、电泳、电渗、。
电势的计算、双电层结构模型、DLVO理论、溶胶的聚沉。
难点:双电层结构模型。
教学方法建议:多媒体教学和板书教学相结合。
第四章表面张力、毛细作用与润湿作用(6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液-液界面张力Anntonff规则、Good-Girifalco公式、Fowkes理论和液-液界面张力的测定。
4.3毛细作用与Laplace公式和Kelvin公式毛细作用,Laplace公式和Kelvin公式的应用,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。
胶体与表面化学
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英国:1829年Brown发现了Brown运动
四、胶体化学的发展史
❖ 1861年,英国科学家Graham系统研究。
1861年 溶 液
半透 膜
水 Thomas Graham 实验
I:一些物质,如氯化钠等无 机盐,可以透过半透膜,溶 液蒸干后,溶质以晶体形式 析出。 晶体
II:如氢氧化铁、蛋白质等, 其溶液不能透过半透膜,蒸 干后,以粘稠形式出现。
胶体
Thomas Graham 实验
实验现象
1)糖、无机盐、尿素等溶液,扩散快,易从羊皮纸渗 析出来; 2)明胶、氢氧化铝、硅酸等,扩散慢,不能或难以渗 析出来。
Thomas Graham 实验
若将待测溶液蒸去水分后:
• 前者 (扩散快者):易于成晶体析出; • 后者 (扩散慢者):大多成无定型的胶状物;Graham首先 提出这种胶状物为 “胶体”,其溶液叫作 “溶胶” 。
光学性能 流变学性能 纳米材料 润湿、摩擦、粘附 吸附现象 界面电动现象 界面层结构
溶液中的有序分子组合 体、生物膜与仿生膜、 有机无机混合膜、有序 组合体中的理论化学反 应
体系
理论
气溶胶、憎液溶胶、亲液溶胶、 成核理论,DLVO 与 HVO
粗分散体系(悬浮液)、智能流 稳定理论、高分子溶液
体,电磁流变学、单分散溶胶、 理论、胶束理论、光散
六、胶体与表面化学的发展
❖ 1、自然科学带动胶体与表面化学的提高:
☆现代物理化学理论,解决胶体化学中的基本理论问题; ☆现代精密仪器和方法解决胶体化学许多悬而未决的问题; ☆胶体知识应用广泛,丰富了科学内容,促进了对知识的探索。
❖ 2、工农业飞跃发展对胶体表面化学提出新要求:
❖ 5、油水井的正常维护
胶体与表面化学讲义第一章 基本概念
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《胶体与界面化学》讲义第一章基本概念第一节胶体与表面一、胶体与胶体分散体系•目前科学地将颗粒大小在10-6~10-9m这样的物质(不管其聚集状态是气态、液态还是固态)称为胶体。
•胶体与其分散在其中的介质组成分散体系,介质可以是气、液和固体并与胶体颗粒间存在相界面,因此它还是高分散的多相的分散体系。
•胶体分散体系一般是两个组分以上的多组分体系,不过也存在极为罕见的单组分胶体分散体系,这类分散体系是液体,但由于分子的热运动而出现的涨落现象,一些分子会在液态内部聚集成较大的聚集体,这种分散体系称为类胶体(iso-colloid)分散体系。
聚合物或大分子量物质•聚合物或大分子量物质过去也称之为胶体分散体系的物质。
•如蛋白质,纤维素以及各种天然的和人工合成的聚合物,其尺寸也在胶体范围、并具有胶体的某些性质,比如慢扩散性,不透过半透膜,电泳行为等。
•因此过去也把它们作为胶体与表面化学的讲解内容。
但由于其迅速的发展,形成一个庞大的大分子家族,而成为一个独立学科去研究,不过它的某些理论和研究方法确系胶体的理论和研究方法。
二、表面和界面•表面(surface):是指凝聚相与真空,空气或其蒸气间的交界•界面(interface):是指凝聚相与其他相间的交界面。
•水的表面张力是水的表面(与空气或蒸汽的交界面)上的表面张力,约为72.8×10-3N/m;水和苯间界面张力为35×10-3N/m;水与汞间界面张力为375×10-3N/m。
•由此可见,界面张力值决定于相邻相的物质。
相边界上“面”的含义•这里所说的“面”是指相边界上的化学概念上的而非数学概念上的面。
数学面只有面积而无厚度,而化学面是有一定厚度的,起码有几个分子大小的厚度。
数学面所示在面上相的性质(如密度、浓度等)发生突变是不可思议的,而化学面中相的性质逐渐变化才是可理解的。
但在描述它时,由于其厚度值与两相本体尺寸比较可忽略不计近似为零。
《胶体与表面化学》课件
![《胶体与表面化学》课件](https://img.taocdn.com/s3/m/6a8caa77ef06eff9aef8941ea76e58fafab045db.png)
展望
展望胶体与表面化学的未来发展趋势和潜在应用。
2 不稳定性现象
探讨胶体不稳定性的原因和影响,如聚集、沉淀和相分离。
胶体凝聚和稳定性机制
1
稳定性机制
2
介绍胶体稳定性的不同机制,如扩散、电化学和ຫໍສະໝຸດ 面改性。3胶体凝聚
描述胶体凝聚的过程和机制,如吸附、 糖胶体和复合胶体。
应用案例
通过实际应用案例展示胶体凝聚和稳定 性机制的重要性。
界面化学概述
1 界面定义
解释界面化学中界面的定义和特性。
2 界面分析
介绍界面分析的各种技术和方法。
界面化学的重要性和应用
1 应用领域
探讨界面化学在实际应用领域的重要性,如 材料科学和生物医学。
2 界面控制
解释如何利用界面化学来控制物质的性质和 相互作用。
总结与展望
结论
总结胶体与表面化学的关键概念和应用领域,并强 调其重要性。
《胶体与表面化学》PPT 课件
本课程将介绍胶体和表面化学的关键概念和应用,从概述到实际应用领域, 帮助您深入了解这个令人着迷的领域。
胶体和表面化学概述
1 胶体
介绍胶体的定义和特性,以及胶体与其他化 学领域的关联。
2 表面化学
介绍表面化学的基本概念和研究领域。
参与者和机制
1 溶剂、溶质和溶剂剂量
讨论溶剂、溶质和溶剂剂量在胶体和表面化学中的作用。
2 表面张力和界面张力
展示表面张力和界面张力的关系,以及它们对界面性质的影响。
胶体状态和特性
1 分散系统
探讨各种胶体分散系统,如溶液、凝胶和乳液等。
2 分散相和连续相
解释分散相和连续相对胶体稳定性和性质的影响。
稳定性和不稳定性
表面及胶体化学教学大纲-延安大学腰鼓精品课程延安大学腰鼓精品
![表面及胶体化学教学大纲-延安大学腰鼓精品课程延安大学腰鼓精品](https://img.taocdn.com/s3/m/d2a8088858fafab068dc0299.png)
延安大学化学与化工学院《胶体与界面化学》教学大纲一、课程基本信息1、课程英文名称:Surface and coiled chemistry2、课程编号:HHHGZX02723、课程类别:选修课4、课程学时:365、学分:26、适用专业:应用化学,化工工艺,化工分析,化学教育二、课程的目的与任务:《表面及胶体化学》是物理化学学科的重要分支,主要研究各种界面的物理和化学变化规律、多相分散体系的形成规律及特征。
其内容涉及近代化学领域的许多方面,其基本原理、结论和研究方法在化学工业及石油工业中有重要的应用。
因此《表面及胶体化学》课是应用化学专业的一门重要的必修专业课。
本课程的主要任务是使学生掌握表面及胶体化学的基本理论和研究方法,从而为学习、分析和解决油田化学、石油化工及环境化学等各领域内的表面及胶体化学问题打下坚实的理论基础。
三、课程的基本要求:本课程应在无机及分析化学、有机化学、物理化学等课程的基础上进行学习,可为油田化学、环境化学、油藏物理等课程提供必要的基础理论知识;学生应全面、系统地掌握表面及胶体化学的基本内容,着重掌握固体表面的润湿、吸附以及液体表面的吸附,表面活性剂的性质和应用,胶体分散体系的动力性质、电学性质、聚沉规律以及凝胶的性质;熟练运用所学的知识,分析和解决石油工业以及其他行业中有关表面及胶体化学的问题。
四、教学内容、要求及学时分配:理论教学绪论0.5学时介绍表面及胶体化学的发展概况及研究方法。
第一章表面现象 3.5学时内容:表面能及表面张力,弯曲液体的表面现象,润湿作用,接触角及润湿方程,固体表面的润湿性质,接触角的测定及其影响因素。
重点:表面能及表面张力,弯曲液体的表面现象,润湿作用和接触角及润湿方程。
难点:弯曲液体的表面现象。
第二章固体表面的吸附 3.5学时内容:固体表面特征,固体对气体的等温吸附方程,多孔性固体的吸附与凝聚,固体自溶液中的吸附规律。
重点:固体对气体的三大等温吸附方程(Langmuir,BET,Freundlish),固体自溶液中的吸附规律。
胶体与表面化学教学大纲
![胶体与表面化学教学大纲](https://img.taocdn.com/s3/m/157cb9d97f1922791688e86d.png)
课程代码:0303181课程英文名称:Colloid and Surface Chemistry课程类别:专业选修课课程负责人:王英滨胶体与表面化学教学大纲(总学时:40讲课:40)一、课程教学目的本课程是为材料化学专业开设的专业选修课,同时也可作为材料学、环境工程等专业的选修课。
通过本课程的学习,学生在大学物理化学的基础上,进一步了解胶体与表面的基本理论问题,并能在以后的研究工作中加以应用。
二、课程教学基本内容、要求及学时分配第一章绪论 2学时,了解胶体的定义与特点,胶体化学发展简史,胶体化学的研究对象和意义,胶体与表面化学的发展。
第二章胶体的制备和性质 6学时,掌握溶胶的制备和净化,溶胶的动力学性质,溶胶的光学性质,溶胶的电学性质和胶团结构,溶胶的稳定性和聚沉,流变性质。
第三章凝胶 6学时,掌握凝胶通性及分类,凝胶的形成与结构,胶凝作用及其影响因素,凝胶的性质,几种重要的凝胶。
第四章界面现象和吸附 8学时,掌握表面张力和表面能,弯曲界面的一些现象,润湿和铺展,固体表面的吸附作用,吸附等温方程式,固体-溶液界面吸附第五章常用吸附剂的结构、性能和改性 6学时,掌握多孔性物质物理结构的测定方法,常用吸附剂的结构和性能,固体的表面改性第六章表面活性剂 6学时,掌握表面活性剂的分类和结构特点,表面活性剂在界面上的吸附,表面活性剂的体相性质,胶束理论,表面活性剂的亲水亲油平衡(HLB)问题,表面活性剂的作用第七章乳状液 6学时,掌握乳状液的制备和物理性质,影响乳状液类型的因素和乳状液类型的鉴别,影响乳状液稳定性的因素,乳化剂的选择,乳状液的变形和破乳,乳状液的应用三、本课程与其它课程的联系与分工学习本课程需无机化学、有机化学、物理化学等课程基础。
四、教学方式主要以课堂讲授方式进行,使用多媒体教学。
五、成绩评定方法本课程的考核以课堂提问情况、完成作业等平时成绩和期末撰写读书报告成绩综合评价,平时成绩占20%,期末读书报告成绩占80% 。
胶体及表面化学教学大纲
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《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。
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胶体与表面化学第一章绪论(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。
重点:胶体、分散系统、分散相、分散介质的概念。
难点:胶体与表面化学在矿物加工工程中的作用及意义。
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。
第二章胶体与纳米材料制备(4学时)2.1胶体的制备胶体制备的条件和方法,凝聚法原理。
2.2胶体的净化渗析、渗透和反渗透。
2.3单分散溶胶单分散溶胶的定义及制备方法。
2.4胶体晶体胶体晶体的定义及制备方法2.5纳米粒子的制备什么是纳米材料,纳米粒子的特性及制备方法重点:胶体的制备、溶胶的净化、胶体晶体的制备。
难点:胶体制备机理。
教学方法建议:用多媒体教学,注重理论联系实际。
第三章胶体系统的基本性质(8学时)3.1溶胶的运动性质扩散、布朗运动、沉降、渗透压和Donnan平衡。
3.2溶胶的光学性质丁道尔效应和溶胶的颜色。
3.3溶胶的电学性质电动现象、双电层结构模型和电动电势(ζ电势)3.4溶胶系统的流变性质剪切速度越切应力,牛顿公式,层流与湍流,稀胶体溶液的黏度。
3.5胶体的稳定性溶胶的稳定性、DLVO理论、溶胶的聚沉、高聚物稳定胶体体系理论。
3.6显微镜及其对胶体粒子大小和形状的测定显微镜的类型及基本作用重点:沉降、渗透压、电泳、电渗、ζ电势的计算、双电层结构模型、DLVO理论、溶胶的聚沉。
难点:双电层结构模型。
教学方法建议:多媒体教学和板书教学相结合。
第四章表面张力、毛细作用与润湿作用(6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液-液界面张力Anntonff规则、Good-Girifalco公式、Fowkes理论和液-液界面张力的测定。
4.3毛细作用与Laplace公式和Kelvin公式毛细作用,Laplace公式和Kelvin公式的应用,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。
4.4润湿作用和杨氏方程润湿现象、润湿角,润湿角的测量方法、润湿角的影响因素、铺展、杨方程、润湿热的计算。
4.5固体表面能固体表面能的特点与表面张力的区别重点:润湿现象、润湿角、润湿角的计算;Laplace公式和Kelvin公式的计算公式;润湿热的计算。
难点:Fowkes理论和杨方程。
教学方法建议:启发性讲解与讨论式教学相结合,板书与多媒体教学相结合。
第五章表面活性剂溶液(6学时)5.1表面活性剂表面活性剂的定义和结构特点、分类及、溶解性质及HLB值的表示方法及计算。
5.2表面活性剂水溶液的性质胶束与临界胶束浓度(CMC)的含义、胶束的结构、CMC的测定及其影响因素。
5.3反胶束与囊泡反胶束与囊泡的结构。
5.4 Gibbs吸附公式及表面活性剂吸附层结构Gibbs吸附公式定义、物理意义及注意事项、表面活性剂在气-液界面上的吸附层结构。
5.5表面活性剂的增溶作用和胶束催化增溶作用和胶束催化的定义,特点及应用。
5.6表面活性剂的其他重要作用和应用洗涤作用、润湿的应用、渗透、分散、絮凝、气泡和消泡5.7表面活性剂和环境表面活性剂的毒性和生物降解性5.8三种新型表面活性剂Gemini型、Bola型和树枝状高分子表面性活性剂,以Gemini型表面活性剂为主,讲解其结构特点及应用。
重点:面活性剂的定义、特点、分类;HLB值、CMC的含义及计算;表面活性剂的作用。
难点:Gibbs吸附公式及表面活性剂吸附层结构。
教学方法建议:专题讨论、教师讲解与总结的教学方式。
第六章乳状液(6学时)6.1乳状液概念及类型乳状液定义,分类。
6.2乳状液的制备和物理性质乳状液制备方法,影响分散度的因素,乳状液物理性质(大小与外观、光学性质、黏度和电导)。
6.3乳状液类型的鉴别和影响类型的因素鉴别方法,决定和影响乳状液类型的因素。
6.4乳状液的分类与选择乳化剂分类,选择原则。
6.5乳状液稳定性的影响因素热力学不稳定系统、油-水界面膜的形成机理,黏度,液滴大小及其分布和粉末乳化剂的稳定作用。
6.6乳状液的变型和破乳乳状液的变型及影响因素,乳状液的破坏。
6.7微乳状液微乳状液微观结构、助表面活性剂的作用、微乳状液形成机理,制备,性质和应用。
6.8微乳状液的应用控制反应、农药乳剂、沥青乳状液、降黏和纺织工业6.9多重乳状液和液膜分离多重重乳状液的定义和液膜分离重点:乳状液的概念、制备方法、物理性质;微乳状液的定义;乳状液的应用。
难点:微乳状液的微观结构与机理。
教学方法建议:多媒体教学。
第七章吸附作用与吸附剂(7学时)7.1固-气界面上的吸附作用物理吸附、化学吸附、吸附热、吸附曲线、吸附量测定的实验方法、固-气吸附的影响因素。
7.2气体吸附等温方程式Freundlich吸附等温式、Langmuir吸附等温式(单分子层吸附理论)和BET吸附等温式-多分子层吸附理论。
7.3吸附法气体分离不同吸附剂的选择性气体分离、变温吸附、变压吸附。
7.4固-液界面吸附的作用溶液吸附的一般影响因素、自稀溶液吸附的等温式和等温线。
7.5水处理中的吸附作用活性炭的吸附机理、活性碳再生、絮凝方法在水处理中的应用。
7.6吸附法测定固体比表面、孔径分布及表面分维值气体法和溶液法测定固体比表面的原理与计算公式、气体吸附法和压汞法测定固体孔径分布的原理与计算公式,气体吸附法测定固体比表面的分维值的原理与计算公式。
重点:固-气界面上的吸附作用;Freundlich吸附等温式、Langmuir吸附等温式(单分子层理论);活性炭法、絮凝法在水处理上的应用。
难点:Freundlich吸附等温式、Langmuir吸附等温式、BET多分子层理论。
教学方法建议:多媒体教学。
第八章常用吸附剂的结构、性能和改性(4学时)8.1多孔性物质性能参数的测定方法密度、比表面积、孔体积、平均孔半径、孔径分布及粒度的定义和测定方法。
8.2常用吸附剂的结构和性能硅胶、活性氧化铝、活性炭、吸附树脂、硅藻土的基本结构模型和性能及应用。
8.3固体表面的改性及其应用表面改性效果的评定、表面改性方法和机理、表面改性的应用重点:密度、比表面积、粒度的定义与测定方法;硅胶、活性炭、硅藻土的结构和特点;表面改性的定义及意义。
难点:固体的表面改性机理。
教学方法建议:多媒体教学。
第九章凝胶、气溶胶、泡沫和膜(7学时)9.1凝胶(气凝胶)凝胶形成、结构、性质;气凝胶定义、制备、特性9.2气溶胶气溶胶的定义、形成、类型、特性9.3泡沫泡沫的形成,性质,稳定性及其影响因素;起泡剂、稳泡剂、消泡和消泡剂9.4膜膜的定义,作用,LB膜的制备,BLM膜的制备重点:凝胶、气凝胶、气溶胶、泡沫和膜的概念、特点、应用;起泡剂、稳泡剂、消泡和消泡剂的含义和作用。
难点:膜的结构。
教学方法建议:多媒体教学。
五、教学方法建议1、胶体系统的定义,表面张力、毛细作用如润湿作用,泡沫的定义、作用及在矿物加工工程中的作用,为矿物表面物理化学分选提供前期基础;2、采用课堂教授与多媒体教学相结合,特别是动画的演示,更有助于学生的理解和想象;3、讲清楚表面活性剂溶液,乳状液,吸附剂的定义、作用及影响,让学生理解其含义,为后续课程的浮选药剂奠定基础;4、必须特别重视学生查阅相关文献资料,加深对本门课程的理解。
六、考核方式1、本课程考核采用平时成绩(考勤占5%、课堂互动占5%、作业占20%)占30%,期末考试(闭卷)占70%。
2、凡缺课三次及三次以上者,其成绩一律作不及格处理。
七、其它说明八、选用教材及主要参考书(写明名称、编著者、出版社、出版时间)1、课程教材:《胶体与表面化学》,第四版,沈钟赵振国,康万利编著,化学工业出版社,2011。
2、参考书1、《胶体化学》,蒋以超黄天栋主编,北京农业大学出版社,1993;2、《胶体化学基础》,周祖康等,北京大学出版社,1987;3、《表面化学》,顾惕人等,科学出版社,1994;4、《界面化学基础》,朱瑶等,化学工业出版社,1996。
九、学时分配1、本课程考核采用平时成绩考勤占5%、课堂提问5%、作业占20%,期末考试(闭卷)占70%。
2、凡缺课三次及三次以上者,其成绩一律作不及格处理。
《胶体与表面化学》习题集第一章绪论1.什么是分散系统、分散相、分散介质?2.胶体分为哪几类?3.胶体化学主要研究的对象及意义?第二章胶体与纳米粒子的制备1.胶体制备条件有哪些?2.胶体制备的方法有哪些?3.什么是渗析及其应用?4.什么是渗透及其应用?5.反渗透应用有哪些?6.单分散溶胶的制备方法有哪些?7.什么是胶体晶体及其制备方法有哪些?8.什么是纳米材料?9.纳米材料的特性及应用?10.纳米材料与纳米污染的含义?第三章胶体系统的基本性质1.溶胶的运动性质有哪些?2.什么是丁道尔现象?3.决定溶胶颜色的因素有哪些?4.什么是电动现象?5.双电层结构模型的含义和电动电势所代表的意义?6.胶体系统的流变性包括哪些,并详细说明?7.影响溶胶稳定性的因素有哪些?8.什么是DLVO理论?第四章表面张力、毛细作用与润湿作用1.解释表面张力、毛细作用和润湿现象的含义?2.影响表面张力的因素有哪些及测定方法?place公式和Kelvin公式的推导过程及应用?4.润湿角的测定方法有哪些?5.影响润湿角大小的因素有哪些?6.润湿热代表什么及怎样计算?7.固体的表面能的特点及与表面张力的区别?第五章表面活性剂溶液1.什么是表面活性剂?2.表面活性的结构与特点是什么?3.临界胶束浓度(CMC)的含义及计算方法?4.胶束的结构有哪些?5.反胶束和囊泡的结构特点?6.Gibbs吸附公式的演算过程及意义?7.什么增溶作用和胶束催化?8.表面活性剂的应用有哪些?第六章乳状液1.什么乳状液及其分类?2.乳状液的制备方法及物理性质有哪些?3.影响乳状液类型的因素有哪些?4.乳化剂的类型?5.决定乳化剂稳定性因素有哪些?6.乳状液的变型和破乳代表什么含义?7.什么微乳状液?8.助表面活性剂的作用有哪些?9.乳状液的主要应用有哪些?第七章吸附作用与吸附剂1.什么是吸附作用?物理吸附和化学吸附的区别?2.什么是吸附量及测定方法?3.固-气界面吸附的影响因素有哪些?ngmuir吸附等温式及意义是什么?5.什么是变温吸附和变压吸附及各自的特点有哪些》6.影响溶液吸附的因素有哪些?7.活性炭在水处理上的机理及应用?8.什么是絮凝法?9.常见的絮凝剂的类型哪些?10.吸附在絮凝中的作用机理是什么?11.影响絮凝的因素有哪些?第八章常用的吸附剂的结构、性能和改性1.密度的表达形式及其作用有哪些?2.测定孔体积的方法有哪些?3.粒度的分析方法有哪些?4.列举常用吸附剂的结构和性能?5.硅胶的制备方法有哪些?6.什么是固体表面的改性?7.评价表面改性效果的指标有哪些?8.列举表面改性的方法?第九章凝胶、气溶胶、泡沫和膜1.什么是凝胶及其形成条件?2.控制哪些因素影响凝胶的形成?3.凝胶的性质有哪些?4.膨胀的机理及影响因素?5.什么是凝胶过程中的扩散作用和化学反应?6.什么是气凝胶?7.如何制备气凝胶?8.气凝胶的特性有哪些?9.什么是气溶胶?10.常见的气溶胶有哪些?11.气溶胶的动力学特性有哪些?12.气溶胶的电学性质有哪些?13.气溶胶的危害与应用有哪些?14.什么是泡沫?15.评价泡沫稳定性的方法?16.影响泡沫稳定性的因素有哪些?17.什么是起泡剂和稳泡剂,良好的起泡剂所具备的条件是什么?18.什么消泡及消泡机理?19.消泡剂的分类?20.什么是泡沫驱及泡沫驱机理?21.什么是膜及其主要作用?22.不溶物单层膜的状态和结构有哪些?23.什么LB膜及其制备原理、类型?。