发布时间 : 星期六 文章胶体与界面习题与问题更新完毕开始阅读b07f690dba1aa8114431d9a9
11．用旋滴界面张力仪测定两不相混溶的液体的界面张力时得到下列数据： 转速 滴宽
12500r/min 0.0526cm
两相密度差 0.296g/cm3 求界面张力。
12．欲将石蜡油分散于水中做成乳状液，现有下列几种试剂，请提出你的配方建议。
C12H25SO4Na C17H33COOH
第五章 不溶性表面膜习题与问题
1．25℃时将一蛋白质铺展于硫酸铵水溶液表面上（pH=2.6），得下列数据，请推算此蛋白质的分子量。 表面压/（mN/m） 面积/（m2/mg） 0.135 1.89 0.210 1.74 0.290 1.67 0.360 1.64 0.595 1.58
C17H35COOH C17H33COOC6H11O4
C17H33COOC6H10O4(EO)nH C12H25OH
2．将52μg十六醇加在水表面以形成不溶膜。已知成膜水面宽14cm。移动浮片位置以改变膜面积，测定表面压与成膜水面长度得下列结果： 水面长/cm 表面压/（mN/m） 20.3 0.6 20.1 1.9 19.6 5.0 19.1 7.8 18.6 17.8 18.3 23.4 18.1 28.5 问十六醇形成凝聚膜时分子所占面积。
3. 18℃时测得一蛋白质单分子膜的表面浓度与表面压的关系如下： 表面浓度/（mg/m2） 表面压(mN/m） 求此蛋白质的分子量。
4．天然大分子化合物可铺展成每1m2含量为0.80mg的不溶膜。在20℃时，此膜使底液水的表面张力降低0.035mN/m。问此化合物的分子量。
5．10℃时，将C2H5OOC(CH2)11COOC2H5铺展在水面上形成不溶膜，测得表面压随面积变化的数据如下：
0.07 5 0.13 10 0.16 15 0.20 20 0.23 28 0.30 50 0.31 62 0.34 80 ?/（mN/m） A/nm2 15.4 0.19 14.1 0.24 14.0 0.31 13.5 0.71 11.6 0.82 10.0 1.00 5.0 1.36 3.3 1.60 2.0 2.00 1.0 3.10 0.5 7.00 0.2 18.5 请作??a图并解释所得结果。试利用所得结果推算Boltzmann常数。
6．已知长链醇在水面上形成液态凝聚膜时，将其??a曲线外推到??0处的分子面积为0.205nm2。现将一浓度为1mg/ml的未知醇溶液36μl滴加到水面上，待溶液挥发后测定其表面压与面积关系。结果表明将此物形成液态凝聚膜时??a曲线外推到??0处，膜面积为162.8cm2。请认证其化学成分。 7．25℃时实验测定白蛋白单分子层的??a关系，得到如下结果 ?/（mN/m） a/(m2/mg） 求白蛋白的分子量。
0.20 1.245 0.25 1.192 0.30 1.115 0.35 1.128 0.40 1.108 8．测定了C2H5OOC(CH2)16COOC2H5的不溶膜的表面电势（?V）随分子面积a变化，得到下列数据： A/(nm2/mol) 5.00 84 2.50 168 1.67 253 1.25 316 1.00 338 0.83 361 0.75 381 ?V/mV 请说明膜压缩时成膜分子定向情况。
9．用沟法表面粘度计测定一不溶物表面膜的表面粘度，得到下列数据：
?1?13.5mN/m; ?2?2.0mN/m 单位时间流过膜面积为1.36cm2/min;
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底液的粘度??1.02mN·s/m2;
沟的长度和宽度分别为4.46cm和0.126cm。 请计算此不溶膜的表面粘度。
10．请说明式（6-4）中a0的意义，为什么说它约等于分子面积的两倍？
第六章 润湿作用习题与问题
1．何谓润湿？举例说明润湿作用的重要性。
2．已知一液体对固体不能润湿，能不能用长度测量法来测定它们之间的接触角？若不能请说明原因。若能够请说明方法。
3．20℃时水在石蜡上的接触角为105°，计算水对石蜡的粘附功和铺展系数。 4．液体倒在固体表面上为什么会形成液饼？（即为何液滴有最大高度） 5．桌面上有一滩水，测其高度为0.3cm，问此桌面是高能表面还是低能表面？
6．有0.5kg炭黑，每1g具有100m2的表面积，水对炭黑表面的接触角为82°，问水对炭黑能进行什么样的润湿过程？有什么办法能使水在炭黑表面铺展？
7．有一孔性固体塞，为阻止液体进入需施以一定的压力。对于表面张力为50mN/m并能很好润湿此固定（?＝0）的液体所需压力是用另一表面张力为70mN/m的液体时所需压力的一倍。请计算后一液体对此固体的接触角。
8．有1ml液体质量为1.062g，表面张力为63mN/m。倒在一固体表面上，液体的大小形状如下图所示。请设法求此液体对固体的接触角。
9．汞在一非极性固体表面上形成接触角为128°的液滴，请推算此固体的表面能。
10．有一种纤维直径为15μm，密度为1.3g/cm3，水对它的接触角为105°。将此纤维织成布，表观密度为0.92g/cm3。请估算水对布的表观接触角。若用此布做一直径为3cm的玻璃管的底，将此管直立，问其中能盛多少水不漏？
11．有某种碳氢高分子化合物做成的管子，水在其中不形成弯月面。请给出此管材的表面能色散力分量?s。 12．请论述表面活性剂对水/固体体系润湿性的影响。
13．若测定了水及表面活性剂水溶液的表面张力曲线和对固体的接触角曲线，能不能得出此表面活性剂在固体上的吸附等温线？说明其方法及原理。
14．设计根据上题原理测定表面活性剂在低能固体表面上吸附的最佳实验方法。
15．已知苯在铝粉表面的接触角为0°，实验测定了苯、四氯化碳及乙醇在此铝粉柱中的透过速度，得到下列数据，请推算四氯化碳和乙醇对铝粉的接触角。
t/s 苯 h/mm 乙醇 四氯化碳 30 3.64 2.33 2.63 50 5.76 3.70 4.17 100 8.15 5.23 5.89 150 9.98 6.44 7.22 200 11.52 7.40 8.34 250 12.88 8.77 9.33 300 14.11 9.07 10.22 400 16.29 10.47 11.80 500 18.22 11.92 13.19 600 19.95 12.82 14.45 d第七章 固液界面的吸附作用习题与问题
1．将2g活性炭放入不同浓度C0的醋酸溶液中，25℃吸附平衡后测得各液之浓度C如下： C0/(mol/L) C/(mol/L) 0.177 0.018 0.239 0.031 0.330 0.062 0.496 0.126 0.785 0.268 1.151 0.471 1.709 0.882 根据上列数据，画吸附等温线，并写出描述该等温线的具体方程。
2．自溶液中吸附染料可估计粉末固体的比表面。若1g炭与100ml初浓度为1×10-4mol/L的亚甲蓝水溶液共摇，吸附平衡后染料浓度为0.6×10-4mol/L。若用2g炭进行此实验，平衡浓度为0.4×10-4mol/L。若吸附结果服从Langmuir方程，试计算该炭的比表面。设单分子层中亚甲蓝分子截面积为0.65nm2。
3．利用炭自水溶液中吸附苯胺的实验数据，作吸附等温线，并用Langmuir方程处理求出极限吸附量和吸
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附常数b值： C0/(mol/L) C/(mol/L) 吸附量ns/(μmol/m2) 0.3 0.1 0.3 0.5 0.4 0.58 1.0 0.75 0.70 1.5 1.25 0.87 2.0 1.75 0.90 4.粘土自水中吸附硝基本质素的结果如下： 硝基木质素平衡浓度/（％） 吸附量/（mg/g） 用Freundlich方程处理，求各常数。
5．活性炭自水中吸附醋酸服从Freundlich方程，用1g活性炭自10ml溶液中吸附有下列数据： 初始浓度/（mol/L） 平衡浓度/（mol/L） 求出Freundlich方程常数。
6.炭从溶液中吸附某溶质可用Langmuir方程处理，得极限吸附量nm＝4.2mmol/g，吸附常数b=2.8ml/mmol。若将5g炭加入0.2mol/L的200ml此溶质溶液中，求吸附平衡时的浓度。
7．石墨自环己烷中吸附硬脂酸，当吸附平衡时溶液中硬脂酸的摩尔分数约为0.001以上时等温线变平，相应的吸附量为0.123mmol/g。已知石墨比表面为84.1m2/g，计算每个硬脂酸分子在石墨上占据的面积，并分析分子排列情况。
8．Fe2O3从正庚烷中吸附脂肪酸，所得结果服从Langmuir方程。下面是得到的各根限吸附量值：
脂肪酸 乙酸 丙酸 正丁酸 正己酸 正庚酸 正辛酸 极限吸附量 μmol/g 30.0 23.6 21.1 17.8 14.0 13.0 脂肪酸 十二酸 十四酸 十六酸 十七酸 十八酸 极限吸附量 μmol/g 10.4 9.7 9.1 8.2 8.1 s0.12 5.0 0.24 12.0 0.44 21.0 0.65 26.0 0.98 35.0 1.2 38.0 0.0648 0.0181 0.1441 0.0638 0.2405 0.1294 0.4901 0.3330 计算极限吸附时每个分子占的面积。已知Fe2O3的比表面为3.45m2/g。
9.活性炭自水中吸附有机物的结果可用Dubinin方程处理。下列是在293K活性碳自水中吸附对氯苯胺的结果，C是平衡浓度，Cs是饱和溶液浓度，V为吸附体积： C/Cs V/(ml/g) 0.0058 0.0562 0.010 0.0813 0.0185 0.120 0.0385 0.174 0.100 0.257 利用Dubinin方程处理数据。已知用苯蒸气吸附测得该活性炭比孔容为0.433ml/g。 10．按与9题相同的要求处理293K吸附硝基苯的结果： C/Cs V/(ml/g) 0.01 0.0589 0.0185 0.0933 0.0262 0.117 0.0385 0.148 0.0595 0.186 0.100 0.235 0.196 0.295 11．石墨自水中吸附Triton X-100的结果表明，当Triton X-100浓度达cmc时其吸附量也达极限值，此时每个分子占据面积约为0.77nm2。随着Triton X-100浓度的增加，测得水在石墨上的接触角由大变小，当达cmc时接触角也为最小值（～10°）。当Triton X-100浓度再增加时吸附量和接触角都不再变化。你对此结果有何看法？
12．活性炭自水中吸附低分子量聚乙二醇的结果表明，极限吸附时每个分子占据的面积与分子量的关系为通过原点的直线。这一结果说明什么？
13．在浓溶液吸附中什么情况下可能出现S型等温线，为什么？
14．为什么活性炭既可从水中也可从有机溶剂（包括非极性的有机溶剂）中吸附？而硅胶很难用于从水中
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吸附有机物？
15．自稀溶液中吸附什么情况下可能出现S型等温线？ 16．硅胶自环已烷中吸附苯甲酸的实验结果如下： 15℃ 平衡浓度C/（mol/L） 吸附量ns(mmol/g) 30℃ 平衡浓度C/（mol/L） 吸附量ns(mmol/g) 0.0012 0.183 0.0010 0.200 0.0022 0.399 0.0021 0.395 0.0054 0.740 0.0060 0.692 00.0123 0.892 0.0127 0.851 00.0211 0.950 0.0223 0.872 00.0300 0.980 0.0318 0.897 作吸附等温线，用Langmuir方程处理，计算吸附过程的?G、?H和?S，并对所得结果给予解释。
第八章 固气界面吸附习题与问题
1．物理吸附与化学吸附的最本质区别是什么？ 2．吸附与吸收的区别是什么？
3．在0℃时不同氮的压力下1g活性炭吸附氮的数据如下： p/Pa V/ml(STP) 57.2 0.111 161 0.298 523 0.987 1728 3.043 3053 5.082 4527 7.047 7484 10.31 10310 13.05 试用Langmuir方程表示实验结果。
4．G代表气体分子，S代表固体，若在一个吸附位上只能吸附一个分子，表示为GS。利用质量作用定律
??处理G+S????GS平衡，导出与Langmuir方程相似的结果。
5．20℃时1g活性炭在不同的乙醇蒸气的相对压力（p/p0）下吸附量（W）如下： p/p0 W/g 5959Pa。
6．330K时CO2在活性炭上的吸附结果如下（p为平衡压力；x为吸附量）： p/Pa x/(mg/g) p/Pa x/(mg/g) 1185 2.45 50645 35.6 4925 7.11 62158 44.1 10142 12.3 83747 54.4 18847 19.0 100557 60.8 27725 25.7 40782 33.4 0.03 0.139 0.12 0.194 0.15 0.204 0.21 0.209 0.40 0.224 0.61 0.237 0.68 0.237 0.80 0.237 若为单分子层吸附，并服从Langmuir方程，计算单层饱和吸附量和吸附常数。已知乙醇的饱和蒸气压为
考查Langmuir方程、Freundlich方程和Temkin方程对结果的适用性。
7．已知77K时氮在1g氧化钨上的吸附体积V(cm3,STP),由这些数据计算相对压力（p/p0）0.1时吸附膜的表面压，氧化钨的比表面为13.8m2/g。 p/p0 V 0.0001 0.5 0.001 1.5 0.0025 2.0 0.01 2.5 0.03 2.8 0.07 3.0 0.10 3.3 8．已知CO2在某吸附剂上的吸附服从Langmuir方程，并得到单层饱和吸附量Vm＝182kg/g,b=0.1×10-2。计算和作出平衡压力在1～40kPa间的吸附等温线。
9．用下列数据绘出吸附等温线，并根据Langmuir方程计算戊烷在炭黑上的饱和吸附量Vm和b值,从不同温度时的b值和等温线的形状看出什么规律？
t/℃ P0/Pa p pa -63.7 463.2 V ml/g p pa 0 2496 V ml/g p pa 5.24 31358 V ml/g p pa 20.5 59243 V ml/g 8