何谓胶体稳定性
1. 何谓胶体稳定性？试用胶粒间相互作用势能曲线说明胶体稳定性的原因。
2. 混凝过程中，压缩双电层何吸附－电中和作用有何区别？简要叙述硫酸铝混凝作用机理及其与水的pH值的关系。
3. 高分子混凝剂投量过多时，为什么混凝效果反而不好？
4.为什么有时需要将PAM在碱化条件下水解成HPAM？PAM水解度是何涵义？一般要求水解度为多少？
5.混凝控制指标有哪几种？为什么要重视混凝控制指标的研究？你认为合理的
控制指标应如何确定？
6.混合和絮凝反应同样都是解决搅拌问题，它们对搅拌有何不同？为什么？
7.根据反应器原理，什么形式的絮凝池效果较好？折板絮凝池混凝效果为什么优于隔板絮凝池？
8.采用机械絮凝池时，为什么要采用3～4档搅拌机且各档之间需用隔墙分开？
9.试述给水混凝与生活污水及工业废水混凝各自的特点。
10.某粗制硫酸铝含Al2O315％、不溶解杂质30％，问：(1)商品里面Al2(SO4)3和溶解杂质各占的百分数；(2)如果水中加1克这种商品，计算在水中产生的
Al(OH)3、不溶解杂质和溶解的杂质分别重多少？
11.For a flow of 13500 m3/d containing 55mg/L of suspended solids, ferric sulfate is used as a coagulant at a dose of 50mg/L
(a) Assuming that there is little alkalinity in the water, what is the daily lime dose?
(b) If the sedimentation basin removes 90% of the solids entering it, what is the daily solids production from the sedimentation basin?
12.隔板絮凝池设计流量75000m3/d。絮凝池有效容积为1100m3。絮凝池总水头损失为0.26m。求絮凝池总的平均速度梯度G值和T
G值各为多少？（水厂自用水量按5%计）
13.某机械絮凝池分成3格。每格有效尺寸为2.6m（宽）?2.6m（长）?4.2m（深）。每格设一台垂直轴桨板搅拌器，构造按图15-21，设计各部分尺寸为：r2=1050mm；桨板长1400mm，宽120mm；r0=525mm。叶轮中心点旋转线速度为：第一格v1=0.5m/s
第二格v2=0.32m/s
第三格v3=0.2m/s
求：3台搅拌器所需搅拌功率及相应的平均速度梯度G值（水温按20℃计算）14. 当硫酸铝投加量为20毫克/升（商品重），消毒加氯量为5毫克/升，水厂产水量为10000米3/日，一级和二级泵房总提升高度为60米，试计算每日所耗药费和电费，又每千吨水的药费和电费为多少？（每吨硫酸铝和液氯分别按350
元及1500元估算，工业用电按每千瓦小时0.5元算，功率E=Q H/102η，千瓦；Q——流量，升/秒；H——水泵扬程，米；η——泵站总效率，一般为0.55～0.85）
第三章沉淀与澄清
1. 理想沉淀池应符合哪些条件？根据理想沉淀条件，沉淀效率与池子深度、长度和表面积关系如何？
2. 影响平流沉淀池沉淀效果的主要因素有哪些？沉淀池纵向分格有何作用？
3. Determine the settling velocity in m/s of a spherical sand particle with a specific gravity of 2.65 and diameter of 0.45 mm at temperature of 20 ?C.
4.平流沉淀池设计流量为720m3/h。要求沉速等于和大于0.4m/s的颗粒全部去
除。试按理想沉淀条件，求：
（1）所需沉淀池平面积为多少m3？
（2）沉速为0.1mm/s的颗粒，可去除百分之几？
5.原水泥砂沉降试验数据见下表。取样口在水面下180cm处。平流沉淀池设计
流量为900m3/h，表面积为500m2。试按理想沉淀池条件，求该池可去除泥沙颗粒约百分之几？（C0表示泥砂初始浓度，C表示取样浓度）
6. A laboratory settling analysis has been performed on a domestic wastewater exhibiting flocculent sedimentation with the results given in the following table. The column had a diameter of 14cm and total depth of 2.40m, with sampling ports spaced with 0.60m. The initial concentration of the wastewater was 300 mg/L. Determine the surface loading rate of sedimentation tank when SS overall removal of 65% is requested.
7. 如何从理想沉淀池的理论分析得出斜板（管）沉淀的设计原理？
8. 已知平流沉淀池的长度L=20m，池宽B=4m，池深H=2m。今欲改装成斜板沉
淀池，斜板水平间距10cm，斜板长度l=1m，倾角60度。如不考虑斜板厚度，当废水中悬浮颗粒的截留速度u0=1m/h，求改装后沉淀池的处理能力与原有池子比较提高多少倍？改装后沉淀池中水流的雷诺数Re为多少？与原有池子的Re 相差多少倍？
9. 澄清池的工作原理与沉淀池有何异同？运行上要注意什么问题？
10.简述4种澄清池的构造、工作原理和主要特点。
第四章气浮
1. 是否任何物质都能粘附在空气泡上，取决于哪些因素？
2. 为什么废水中的乳化油类不易相互粘聚上浮？
3. 混凝剂与浮选剂有何区别？各起什么作用？
4. 在处理同样水量的条件下，试比较加压溶气气浮、叶轮气浮与射流气浮三种设备的电耗比值。
5. 造纸废水量3000m3/d，悬浮物浓度平均为1,000mg/L，水温20℃，采用回流式加压溶气气浮处理流程，溶气水压力（表压）为3kg/cm2，溶气罐中停留时间2分钟，空气饱和率为70％，问在气浮池中释放出的空气量有多少L/m3，回流水量占处理水量的百分比是多少？投入的空气量占处理水量的体积百分比是多少（假设原来废水中溶解氧为0）？
第五章过滤
1. 试述快滤池的工作原理。
2.某天然海砂筛分结果见下表，根据设计要求：d10＝0.54mm，K80＝2.0。试问
筛选滤料时，共需筛除百分之几天然砂粒（分析砂样200g）。
3.某生活饮用水厂由于有预沉池，预沉池水的浊度保持在16～18度，试考虑能
否不投加混凝剂直接过滤，为什么？
4.直接过滤有哪两种方式？采用直接过滤应注意哪些问题？
5.什么叫“等速过滤”和“变速过滤”？两者分别在什么情况下形成？分析两
种过滤方式的优缺点并指出哪几种滤池属“等速过滤”？
6.什么叫滤料“有效粒径”和“不均匀系数”？不均匀系数过大对过滤和反冲
洗有何影响？“均质滤料”的涵义是什么？
7.设滤池尺寸为5.4m（长）×4m（宽）。滤层厚70cm。冲洗强度q＝14L/s.m2，
滤层膨胀度e＝40％。采用3条排水槽，槽长4m，中心距为1.8m。求：
a)标准排水槽断面尺寸；
b)排水槽顶距砂面高度；
c)校核排水槽在水平面上总面积是否符合设计要求。
8.滤池平面尺寸、冲洗强度及砂滤层厚度同上题，并已知：
冲洗时间6min；承托层厚0.45m；大阻力配水系统开孔比 ＝0.25％；滤料密度为2.62g/cm3；滤层孔隙率为0.4；冲洗水箱至滤池的管道中总水头损失按0.6计。求：
a)冲洗水箱容积；
b)冲洗水箱底至滤池排水冲洗槽高度。
9.如果过滤速度为10米/时，过滤周期为24小时，初步估算1米2滤池在过滤
周期内扣去冲洗水，净生产多少水量，又砂层里截留了多少你（重量）？（停止过滤至冲洗完毕约需10－20分钟，冲洗消耗清水约占滤池生产水量的1～3％）。
10.试述反冲洗配水不均匀的绝对性，怎样才能达到配水的相对均匀？
11.理想的滤池应是怎样的？
12.虹吸滤池分格数如何确定？虹吸滤池与普通快滤池相比有哪些主要优缺点？此信息来源于：无锡纯水设备公司：https://www.wendangku.net/doc/486813035.html,
界面与胶体化学试卷A
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乳化液的研究进展 摘要针对目前国内外乳化液在食品、化妆品、医药等各类生活用品的应用及发展论述。本文通过世界乳化液发展史，各类乳化液的作用延伸到现实生活中的应用，通过不同性质的物质经过实验加工合成各种各样对人们生产活动息息相关的乳化液。乳化液的应用主要体现在食品添加剂、化妆品的乳化理论与乳化技术上，都是通过人民生产生活对其的要求日益提高，乳化液相关工作人员不断改进乳化液的原料、生产合成工艺逐步完善乳化液的功能。得出了根据各种乳化液的HLB值不同、乳化液与分散相的亲和性、乳化液的配伍作用可以细分各类乳化液的相应及相对作用推广乳化液在各领域的使用。 关键字：乳化液，食品添加剂，化妆品，乳化液的HLB值 引言乳化液广泛应用于化工、食品、造纸、涂料、印染、纺织、环保、石油、医药、金属加工、石油产品、废水处理等各个领域。本文主要介绍乳化液的发展、制备、性质及应用，反映了乳化最新研究与应用成果，对乳化液的研究、开发和应用提供参考。 1.乳化液的乳化原理 乳化液作为一类食品添加剂，在食品工业中扮演着重要的角色，它是现代食品工业的重要组成部分，在食品工业中的需求量约占添加剂的50%[1]。基于其表面活性性质和与食品组分的相互作用，乳化液不仅在各种原料混合、融合等一系列加工过程中起乳化、分散、润滑和稳定等作用，而且还可以改进和提高食品的品质和稳定性。比如，它可以使食品舌感润滑、保持质感，还被用作蛋糕的起泡剂、豆腐的消泡剂等。在面包生产中，乳化液可以保护淀粉粒，防止老化，从而使面包食感得到改良，并在防氧化、抗菌和品质等方面得到改善。 乳化液是一种表面活性剂，既有亲水基团，又有亲油基团，两者分别处于两端，形成不对称的分子结构。可将两种不溶物质“吸附”在一起。乳化液是乳液的一种稳定剂，也是表面活性剂的一种。 乳化液可以分散在分散质的表面，形成薄膜或者是双电层，可以是分散相带有电荷，这样就可以阻止分散相的小液滴互相凝结，使形成的乳浊液比较稳定。例如，在农药的原药（固态）或原油（液态）中加入一定量的乳化液，再把它们溶解在有机溶剂里，混合均匀后可制成透明液体，叫乳油。常用的乳化液有肥皂、阿拉伯胶、烷基苯磺酸钠、硬脂酸钠盐、羧酸盐、硫酸盐等。 1.1液体物料中的乳化原理 在两种不相混合的液体中（如油和水），乳化液分子能吸附于液体界面上，并定向排列，亲水基团指向水相，疏水基团指向油相，通过乳化液的“架桥”作用，使水和油两相紧密地融 合在一起。 1.2 固体物料中的乳化原理乳化液与食品中的蛋白质、淀粉、脂类作用，改善食品结构。碳
胶体的稳定性和聚沉作用
8.4 胶体的稳定性和聚沉作用 8.4.1 溶胶的稳定 根据胶体的各种性质。溶胶稳定的原因可归纳为: (1) 溶胶的动力稳定性 胶粒因颗粒很小，布朗运动较强，能克服重力影响不下沉而保持均匀分散。这种性质称为溶胶的动力稳定性。影响溶胶动力稳定性的主要因素是分散度。分散度越大，颗粒越小，布朗运动越剧烈，扩散能力越强，动力稳定性就越大，胶粒越不溶易下沉。此外分散介质的粘度越大，胶粒与分散介质的密度差越小，溶胶的动力稳定性也越大，胶粒也越不溶易下沉。 (2) 胶粒带电的稳定作用 下图表示的是一个个胶团。蓝色虚线圆是扩散层的边界，虚线圆以外没有净电荷， 呈电中性。因此，当两个胶团不重迭时，如左图，它们之间没有静电作用力，只有胶粒间的引力，这种引力与它们之间距离的三次方成反比，这和分子之间的作用力（分子之间的作用力与分子之间距离的六次方成反比）相比，是一种远程力，这种远程力驱使胶 团互相靠近。当两个胶团重迭时，如右图，它们之间就产生静电排斥力。重叠越多，静电排斥力越大。如果静电排斥力大于胶粒之间的吸引力，两胶粒相撞后又分开，保持了溶胶的稳定。胶粒必须带有一定的电荷才具有足够的静电排斥力，而胶粒的带电量与ζ电势的绝对值成正比。因此，胶粒具有一定的ζ电势是胶粒稳定的主要原因。 (3) 溶剂化的稳定作用 物质和溶剂之间所起的化合作用称为溶剂化，溶剂若为水，则称水化。憎液溶胶的胶核是憎水的，但它吸附的离子都是水化的，因此增加了胶粒的稳定性。由于紧密层和分散 层中的离子都是水化的，这样在胶粒周围形成了水化层。实验证明，水化层具有定向排列 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ － － － － － － － － 胶核 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ － － － － － － － － 胶核
8胶体溶液试题
第八章胶体溶液 1．溶胶稳定的主要原因是( A )。 A．胶粒带电和水化膜存在B．胶粒很小C．布朗运动的影响 D. 水分子有极性2．一种分散系分散质微粒直径为10-8m，则该体系属于( B )分散系。 A．粗B．胶体C．分子D．离子 3．胶体的电泳现象说明胶体( C )。 A．带正电B．带负电C．带电D．不稳定 4．能产生电泳现象的液体是( D )。 A．葡萄糖溶液B．酒精溶液C．生理盐水D．蛋白质溶液5．能产生电泳现象的液体是( D )。 A．苯溶液B．甲醇溶液C．水D．氢氧化铝溶胶 6．一种分散系分散质微粒直径为9×10-8m，它属于(B)分散系。 A．粗B．胶体C．分子D．离子 7．分散质颗粒直径在10-9～10-7m的分散系为( D )。 A．真溶液B．悬浊液C．乳浊液D．胶体溶液8．能产生电泳现象的是( C )。 A．酒精溶液B．丙酮溶液C．氢氧化铁胶体溶液D．水9．能使Fe(OH)3胶体聚沉的是( D )。 A．水B．酒精C．苯D．Na2SO4 10．能使As2S3胶体聚沉的是( B )。 A．苯B．碳酸钠溶液C．水溶液D．酒精溶液 11．带正电的Fe(OH)3溶胶通电后胶粒向( B )移动。 A．正极B．负极C．不移动D．无法判断 12．胶体聚沉的方法不包括( D )。 A．加热B．加入带相反电荷的溶胶C．加入电解质D．加压13．不能使Fe(OH)3溶胶聚沉的方法是( D )。 A．加热B．加入相反电荷的溶胶C．加CaCl2溶液D．加水14．不属于高分子化合物的是( B )。 A．蛋白质B．蔗糖C．淀粉D．聚乙烯 15．加热Fe(OH)3胶体溶液时发生的变化为( B )。 A．盐析B．聚沉C．电泳D．丁达尔现象 16．不能使Fe(OH)3溶胶聚沉的方法是( D )。 A．加热B．加入AlCl3C．加入NaCl D．加水 17．下列说法不正确的是( B )。 A．胶体颗粒大小在10-9～10-7m之间B．胶体分散系加入电解质不易聚沉
给水工程课后思考题答案
第十五章混凝 思考题 1、何谓胶体稳定性？试用胶粒间互相作用势能曲线说明胶体稳定性的原因。 答：胶体稳定性是指胶体粒子在水中长期保持分散悬浮状态的特性。原因P255最后一段。 2、混凝过程中，压缩双电层和吸附-电中和作用有何区别？简要叙述硫酸铝混凝作用机理及其与水的pH值的关系。 答：压缩双电层机理：由胶体粒子的双电层结构可知，反离子的浓度在胶粒表面处最大， 并沿着胶粒表面向外的距离呈递减分布,最终与溶液中离子浓度相等。当向溶液中投加电解 质，使溶液中离子浓度增高，则扩散层的厚度减小。该过程的实质是加入的反离子与扩散层 原有反离子之间的静电斥力把原有部分反离子挤压到吸附层中，从而使扩散层厚度减小。 由于扩散层厚度的减小，电位相应降低，因此胶粒间的相互排斥力也减少。另一方面， 由于扩散层减薄，它们相撞时的距离也减少，因此相互间的吸引力相应变大。从而其排斥力 与吸引力的合力由斥力为主变成以引力为主(排斥势能消失了)，胶粒得以迅速凝聚。 吸附-电中和机理：胶粒表面对异号离子、异号胶粒、链状离子或分子带异号电荷的部 位有强烈的吸附作用，由于这种吸附作用中和了电位离子所带电荷，减少了静电斥力，降低 了ξ电位，使胶体的脱稳和凝聚易于发生。此时静电引力常是这些作用的主要方面。上面提 到的三价铝盐或铁盐混凝剂投量过多，凝聚效果反而下降的现象，可以用本机理解释。因为 胶粒吸附了过多的反离子，使原来的电荷变号，排斥力变大，从而发生了再稳现象。 硫酸铝混凝作用机理及其与水的pH值的关系：Ph<3时，压缩扩散双电层作用。 Ph>3时,吸附-电中和作用。Ph>3时水中便出现聚合离子及多核羟基配合物，这些物质会吸附在胶核表面，分子量越大，吸附作用越强。 3,高分子混凝剂投量过多时，为什么混凝效果反而不好？ 答：在废水处理中，对高分子絮凝剂投加量及搅拌时间和强度都应严格控制，如投加量 过大时，一开始微粒就被若干高分子链包围，而无空白部位去吸附其他的高分子链，结果造 成胶粒表面饱和产生再稳现象。已经架桥絮凝的胶粒，如受到剧烈的长时间的搅拌，架桥聚 合物可能从另一胶粒表面脱开，重又卷回原所在胶粒表面，造成再稳定状态。 4、目前我国常用的混凝剂有哪几种？各有何优缺点？ 答：铝系：硫酸铝明矾聚合氯化铝（PAC）聚合硫酸铝（PAS） 铁系：三氯化铁硫酸亚铁聚合硫酸铁（PFS）聚合氯化铁（PFC） 有机高分子混凝剂：聚丙烯酰胺（PAM）
胶体化学期末复习试题及答案
例1：设每个银胶体均为立方体，边长为40 nm ，密度为10.5 g/cm3，问①0.1g 银可得多少个上述大小的纳米粒子？②所有这些粒子的总表面积及比表面多大？③0.1 g 银的立方体的表面积和比表面多大？ 解： ①ρAg=10.5 g/cm3=10.5×103 kg/m3 n=Vtotal/V0=0.1×10-3/[10.5×103×(40×10-9)3 ]= 1.48×1014 (个) ②Atotal=n A0=1.48×1014×6×(40×10-9)2 =1.42 m2 Sm=Atotal/m=1.42/0.1=14.2 m2/g SV=6 l2/ l3=6/40×10-9 =1.5×106 m-1 ③V Ag=m/ρ=0.1×10-3/10.5×103 =9.52×10-9 m3 L=V1/3=2.12×10-3 m A=6L2=6× (2.12×10-3)2=2.7×10-5 m2 Sm=6L2/m=2.7×10-5 /0.1=2.7×10-4 m2/g SV=6/L=6/2.12×10-3=2.83×103m-1 例2：某溶胶粒子的平均直径为42?，溶胶的黏度为0.01P （1P 泊=0.1Pa s ）求①25℃时胶粒的D ，②在1s 内由于Brownian motion 粒子沿x 轴的 是 多少？ 解：D=RT/NAf = 8.314×298/(6.02×1023×6×3.14×2.1×10-9× 0.01×0.1 ) =1.04×10-10(m2/s) = (2Dt) 1/2 = (2×1.04×10-10×1)1/2=1.44×10-5m 例3:直径为1μm 的石英微尘，从高度为1.7 m 处（人的呼吸带附近）降落到地面需要多少时间？已知石英的密度为 2.63×103 kg/m3。空气黏度为1.8×10-5 Pa s 。 解：粉尘在静止空气中的沉降速度： 例4：在某内径为0.02 m 的管中盛油，使直径1.588×10-3 m 的钢球从其中落下，下降0.15 m 需时16.7 s ，已知油和钢球的密度分别为960和7650 kg/m3，求油的黏度？ 解：下降速度 ν=h/t=0.15/16.7 r=d/2=7.94×10-4 m 4/3π r3(ρ球-ρ油)g=6πηr ν η =2r2(ρ球-ρ油)g/9ν =2×(7.94×10-4)2×(7650 - 960)×9.8/(9×0.15/16.7) =1.023 Pa s 例5：在离心机中离心AgCl 溶胶10分钟，起始界面位置x1=0.09 m ，终止时界面位置x2=0.14 m ，计算溶胶质点半径。已知粒子密度为5.6×103 kg/m3，分散介质密度1×103 kg/m3，离心机转速n=1000转/min ，介质黏度1×10-3 Pa s 。 解：将离心机转速换算为角速度ω： ω=2πn/60=2×3.14×1000/60=105 s-1 x x
水质工程学1第二次作业
思考题 1.何谓胶体稳定性？试用胶粒间互相作用势能曲线说明胶体稳定性的原因。 答：胶体稳定性是指胶体粒子在水中长期保持分散悬浮状态的特性。胶体稳定性分” 动力学稳定”和’聚集稳定”两种。动力学稳定性系指颗粒布朗运动对抗重力影响的能力，粒 子愈小，动力学稳定性愈高。聚集稳定性系指胶体粒子之间不能相互聚集的特性。胶体粒子 很小，比表面积大从而表面能很大，在布朗运动作用下，有自发地相互聚集的倾向。但由于 粒子表面同性电荷的斥力作用或水化膜的阻碍使这种自发聚集不能发生。胶体稳定性，关键在于聚集稳定性。对憎水胶体而言，聚集稳定性主要决定于胶体颗粒表面的动电位即ζ电 位，ζ电位愈高，同性电荷斥力愈大。虽然胶体的ζ电位是导致聚集稳定性的直接原因，但 研究方法却可从两胶粒之间相互作用力及其与两胶粒之间的距离关系来评价。DLVO理论认为，当两个胶粒相互接近以致双电层发生重叠时，便产生静电斥力, 其与两胶粒表面间距x 有关，用排斥势能ER表示，排斥势能随x 增大而指数关系减小。相互接近的两胶粒之间同 时还存在范德华引力，用吸引势能EA表示，与 x 成反比。当 0a
黑龙江科技大学试题胶体
黑龙江科技大学试题 (2017~2018学年第二学期) 课程名称：表面与胶体化学适用专业：全校各学科专业命题人：秦华课程编号：考试班级：2018级本科室主任：薛丽梅 （注：答案全部答在答题纸（卡）上，考试结束后试题与答题纸一并交回。考试时间为90分钟。） 一、选择题（共15分，每题1分） 1. 下列叙述不正确的是( ) (A) 比表面自由能的物理意义是，在定温定压下，可逆地增加单位表面积引起系统吉布斯自由 能的增量； (B) 表面张力的物理意义是，在相表面的切面上，垂直作用于表面上任意单位长度切线的表面 紧缩力； (C) 比表面自由能与表面张力量纲相同，单位不同； (D) 比表面自由能单位为J·m2，表面张力单位为N·m-1时，两者数值不同。 2. 在一个密闭的容器中，有大小不同的两个水珠，长期放置后，会发生( ) (A) 大水珠变大，小水珠变小；(B) 大水珠变大，小水珠变大； (C) 大水珠变小，小水珠变大；(D) 大水珠，小水珠均变小。 3. 涉及溶液表面吸附的说法中正确的是( ) (A) 溶液表面发生吸附后表面自由能增加； (B) 溶液的表面张力一定小于溶剂的表面张力； (C) 定温下，表面张力不随浓度变化时，浓度增大，吸附量不变； (D) 饱和溶液的表面不会发生吸附现象。 4. 某溶液表面张力σ与溶质浓度c的关系式：σ0 - σ = A + B ln c，式中σ0 为纯溶剂的表面张力，A、 B为常数. 则表面超量为( ) (A) Γ = c/RT(?σ/?c)T；(B) Γ = B/RT； (C) Γ = -B/RT；(D) Γ = Bc/RT。 5. 水对玻璃润湿，汞对玻璃不润湿，将一玻璃毛细管分别插入水和汞中，下列叙述不正确的是( ) (A) 管内水面为凹球面；(B) 管内汞面为凸球面； (C) 管内水面高于水平面；(D) 管内汞面与汞平面一致。 6. 通常称为表面活性剂的物质是指将其加入液体中后( )
胶体溶液的稳定性
胶体溶液的稳定性 胶体分散系统的稳定性主要取决于水化作用与胶粒的电荷二因素，现将亲水胶和疏水胶的稳定性分别讨论如下： （a）亲水胶体的稳定性 主要靠其强的溶剂化作用与胶粒的水化层。由于胶粒周围的水化层阻碍了粒子的相互聚结，水化层越厚，稳定性越大。因此，凡能破坏胶粒水化层的因素，均能引起亲水胶体的不稳定。如在亲水胶体中添加少量电解质时，不会因相反电荷的离子作用而引起凝结。一旦水化层被除去，形成了疏水胶粒后，则很容易发生凝结面析出沉淀。例如阿拉伯胶、琼脂等胶液中添加乙醇脱水后，胶粒失去水化层，遇阳离子即发生凝结。同样，若在亲水胶体中加入大量电解质，由于电解质离子本身具强烈的水化性质，加入后，脱掉了胶粒的水化层，也必引起凝结与沉淀。此作用称为盐析。 在亲水胶体中加入大量乙醇、丙酮、糖浆等脱水剂，亦可使溶剂化了的胶粒水化层破坏，脱水而析出。或者虽未析出，但对电解质的敏感性增加而更易盐析。亲水胶体若久经光、热、空气等影响而发生化学变化，其变化产物又具有较小的溶解度时，也会出现凝结现象。如在胶体溶液中加入不相混合的液体后通电，或猛烈振摇，或煮沸、冰冻时，均能产生部分或全部胶粒的凝结。紫外线与X射线亦能使胶液对电解质敏感。 （b））疏水胶体的稳定性 由于其胶粒不能水化而主要靠粒子表面带相同电荷，互相排斥才免于凝结而得稳定。但疏水胶粒只有在构成吸附层的吸附离子和部分异性离子存在时才能带电而具一定程度稳定性。若将疏液胶体（一般指溶胶）中少量电解质用透析法除去，胶粒失去电荷，胶体就产生凝结而沉淀。因此，胶体中必须有少量电解质的存在作稳定剂，其正负电荷组成胶粒的双电层结构，使疏水胶粒带一定量电荷而达到一定程度的稳定作用。电解质的加入量必须适当，若加入过多，随着外加离子浓度的增加，可将原来分布在扩散层中的异性离子挤到吸附层中，使其离予吸附层较远的扩散层中异性离子向吸附层靠近，使扩散层逐渐变薄，降低了起稳定作用的电位。当电位降至临界值下，胶粒发生凝结。可见溶胶对电解质是敏感的。
何谓胶体稳定性
1. 何谓胶体稳定性？试用胶粒间相互作用势能曲线说明胶体稳定性的原因。 2. 混凝过程中，压缩双电层何吸附－电中和作用有何区别？简要叙述硫酸铝混凝作用机理及其与水的pH值的关系。 3. 高分子混凝剂投量过多时，为什么混凝效果反而不好？ 4.为什么有时需要将PAM在碱化条件下水解成HPAM？PAM水解度是何涵义？一般要求水解度为多少？ 5.混凝控制指标有哪几种？为什么要重视混凝控制指标的研究？你认为合理的 控制指标应如何确定？ 6.混合和絮凝反应同样都是解决搅拌问题，它们对搅拌有何不同？为什么？ 7.根据反应器原理，什么形式的絮凝池效果较好？折板絮凝池混凝效果为什么优于隔板絮凝池？ 8.采用机械絮凝池时，为什么要采用3～4档搅拌机且各档之间需用隔墙分开？ 9.试述给水混凝与生活污水及工业废水混凝各自的特点。 10.某粗制硫酸铝含Al2O315％、不溶解杂质30％，问：(1)商品里面Al2(SO4)3和溶解杂质各占的百分数；(2)如果水中加1克这种商品，计算在水中产生的 Al(OH)3、不溶解杂质和溶解的杂质分别重多少？ 11.For a flow of 13500 m3/d containing 55mg/L of suspended solids, ferric sulfate is used as a coagulant at a dose of 50mg/L (a) Assuming that there is little alkalinity in the water, what is the daily lime dose? (b) If the sedimentation basin removes 90% of the solids entering it, what is the daily solids production from the sedimentation basin? 12.隔板絮凝池设计流量75000m3/d。絮凝池有效容积为1100m3。絮凝池总水头损失为0.26m。求絮凝池总的平均速度梯度G值和T G值各为多少？（水厂自用水量按5%计） 13.某机械絮凝池分成3格。每格有效尺寸为2.6m（宽）?2.6m（长）?4.2m（深）。每格设一台垂直轴桨板搅拌器，构造按图15-21，设计各部分尺寸为：r2=1050mm；桨板长1400mm，宽120mm；r0=525mm。叶轮中心点旋转线速度为：第一格v1=0.5m/s 第二格v2=0.32m/s 第三格v3=0.2m/s 求：3台搅拌器所需搅拌功率及相应的平均速度梯度G值（水温按20℃计算）14. 当硫酸铝投加量为20毫克/升（商品重），消毒加氯量为5毫克/升，水厂产水量为10000米3/日，一级和二级泵房总提升高度为60米，试计算每日所耗药费和电费，又每千吨水的药费和电费为多少？（每吨硫酸铝和液氯分别按350
物理化学胶体：模拟试卷A
物理化学第十三章模拟试卷A 班级姓名分数 一、选择题( 共10题20分) 1. 2 分 质均摩尔质量M w和数均摩尔质量M n的关系一般为：( ) (A)M w＝M n(B)M w＞M n (C)M w＜M n(D)M w≠M n 2. 2 分 乳状液是由哪个分散体系组成? ( ) (A) 两种互不相溶的液体(B) 固体加液体 (C) 两种互溶的液体(D) 多种互溶的液体 3. 2 分 对亚铁氰化铜负溶胶而言, 电解质KCl, CaCl2, K2SO4, CaSO4的聚沉能力 顺序为：( ) (A) KCl > CaCl2 > K2SO4 > CaSO4 (B) CaSO4 > CaCl2 > K2SO4 > KCl (C) CaCl2 > CaSO4 > KCl > K2SO4 (D) K2SO4 > CaSO4 > CaCl2 > KCl 4. 2 分 (1) 在晴朗的白昼, 天空呈蔚蓝色的原因是：( ) (2) 日出和日落时, 太阳呈鲜红色的原因是：( ) (A) 蓝光波长短, 透射作用显著 (B) 蓝光波长短, 散射作用显著 (C) 红光波长长, 透射作用显著 (D) 红光波长长, 散射作用显著 5. 2 分 起始浓度分别为c1和c2的大分子电解质刚果红Na R与KCl 溶液分布在半透 膜两边，其膜平衡条件是：( ) (A) [Na+]内[Cl-]内＝[Na+]外[Cl-]外 (B) [K+]内[Cl-]内＝[K+]外[Cl-]外 (C) [K+]内[Na+]内＝[K+]外[Na+]外 (D) [K+]内/ [K+]外＝[Na+]内/ [Na+]外＝[Cl-]内/ [Cl-]外 6. 2 分 为直接获得个别的胶体粒子的大小和形状，必须借助于：( ) (A) 普通显微镜 (B) 丁铎尔效应 (C) 电子显微镜 (D) 超显微镜 7. 2 分 对于Helmholz紧密双电层模型, 下列描述中不正确的是：( )
物理化学胶体：模拟试卷C
物理化学第十三章模拟试卷C 班级姓名分数 一、选择题 ( 共10题 20分 ) 1. 2 分 以下诸因素中, 哪一个不是乳状液呈油/水型或水/油型的主要因素 ( ) (A) 乳化剂的性质 (B) 两种液体的互溶程度 (C) 两种液体的相对体积 (D) 温度 2. 2 分 在 pH ＜ 7 的 Al(OH)3溶胶中，使用下列电解质使其聚沉： (1)KNO3 (2) NaCl (3) Na2SO4 (4) K3Fe(CN)6 在相同温度、相同时间内，聚沉能力大小为：（） (A) (1) ＞ (4) ＞ (2) ＞ (3) (B) (1) ＜ (4) ＜ (2) ＜ (3) (C) (4) ＞ (3) ＞ (2) ＞ (1) (D) (4) ＜ (3) ＜ (2) ＜ (1) 3. 2 分 由 dm3 mol·kg-1的 KCl 和 dm3 mol·kg-1的 AgNO3溶 液混合生成 AgCl 溶胶，为使其聚沉，所用下列电解质的聚沉值由小到大的顺序为： ( ) (A) AlCl3＜ ZnSO4＜ KCl (B) KCl ＜ ZnSO4＜ AlCl3 (C) ZnSO4＜ KCl ＜ AlCl3 (D) KCl ＜ AlCl3＜ ZnSO4 4. 2 分 (1) o的数值主要取决于溶液中与固体呈平衡的离子浓度 (2) 电势随溶剂化层中离子的浓度而改变, 少量外加电解质对电势的数值会有 显著的影响, 可以使电势降低, 甚至反号。 (3) 少量外加电解质对0并不产生显著影响
(4) 利用双电层和电势的概念, 可以说明电动现象 上述对于stern双电层模型的表述, 正确的是： ( ) (A) (1) (B) (3) (C) (2) (4) (D) 都正确 5. 2 分 用三氯化铝 AlCl3水解制备的氢氧化铝溶胶，哪种物质聚沉能力最强 ( ) 哪种物质聚沉能力最弱 ( ) (A) Na2SO4 (B) MgCl2 (C) La(NO3)3 (D) K4[Fe(CN)6] 6. 2 分 用新鲜Fe(OH)3沉淀来制备Fe(OH)3溶胶时，加入的少量稳定剂是：（） (A) (A) KCl (B) (B) AgNO3 (C) (C) FeCl3 (D) (D) KOH 7. 2 分 关于电动电位描述正确的是： ( ) (A) 电动电位是恒定不变的 (B) 电动电位是胶核与介质间的电位差 (C) 电动电位是可以粗略地看成吸附层与扩散层间的电位差 (D) 电动电位仅与吸附的离子浓度有关 8. 2 分 混合等体积的 mol·dm-3 KI 和 mol·dm-3 AgNO3溶液，得到一溶胶体系， 分别加入 (1) MgSO4； (2) CaCl2； (3) Na2SO4，则其聚沉能力大小是： ( )
给水工程下册考试复习试卷四套试卷
《给水工程》试卷（1）一、填空题（每空1 分，共16 分） 1．水中两胶体微粒间距大于两胶体微粒半径之和时，表现为，两胶体微粒间距小于两胶体微粒半径之和时，表现为。当其间距越过排斥能峰时，则两胶粒间占优势。 2．臭氧比氯消毒杀菌作用，由于臭氧在水中很，经过臭氧消毒的自来水通常在其进入管网前以维持水中一定的消毒剂剩余水平。 3．混凝剂对水中胶体粒子的混凝作用有3 种：、 和。 4．直接过滤有两种方式，分别是和。 5．给水处理中常遇到的两种沉淀类型是和。 6．当水中存在氨氮时与无氨氮时相比，加氯消毒作用过程不同，水中存在氨氮时消毒作用比较、需接触时间，强度亦有所。 二、选择题（每题2 分，共20 分） 1．平流式沉淀池的处理流量为15000m 3 /d，水厂自用水量按5%计，颗粒截留沉速为0.7mm/s，其表面负荷约为（）m 3 /（m 2 ·d）。 A、110 B、600 C、16.8 D、60.5 2．水泵混合的条件是（）。 A、混合均匀 B、取水泵房距水厂500 米； C、取水泵房距水厂300 米 D、取水泵房距水厂150 米。 3．对一般浊度的原水所采用的常规处理方法是（）。 A、混凝、沉淀、过滤、消毒 B、混凝、气浮、沉淀、消毒 C、预沉、氧化、澄清、二沉 D、预沉、混凝、过滤、吸附 4．滤料的K 80 系数越大说明滤料（），对（）。 A、组成越均匀；过滤越有利 B、组成越不均匀；过滤和冲洗越不利 C、厚度越大；冲洗和过滤越不利 D、厚度越小；冲洗越不利 5．某一水厂的快滤池正常滤速为8m/h，若要求强制滤速达到12m/h，则滤池最少为（）个。 A、2 B、3 C、5 D、6 页1 第 6．硫酸铝混凝剂适用的pH 值范围比三价铁盐（）。处理低温低浊水时三氯化铁的效果（）硫酸铝。 A、窄；不如 B、宽；相当于 C、宽；远不如 D、窄；优于 7．滤池的滤速是指（）。 A、过滤水在滤料中的流速 B、过滤水在滤料孔隙中的流速 C、单位面积滤层上所承担的过滤水量 D、清洁滤料的流速 8．目前在絮凝阶段通常以（）作为控制指标。 A、水头损失和时间 B、最高水位和速度梯度 C、G、GT 值 D、G 值和水头损失9．机械搅拌（加速）澄清池主要由（）组成。 A、第一絮凝室、第二絮凝室和分离 B、第一絮凝室、第二絮凝室和导流室 C、第一絮凝室、导流室和分离室 D、
胶体的稳定性和聚沉作用
胶体的稳定性和聚沉作用 摘要：化学物品胶体已经广泛应用于现代生活，了解胶体的稳定性和聚沉作用对于我们高效利用有很大帮助。 关键词：稳定性胶体聚沉电解质 溶胶的稳定 根据胶体的各种性质。溶胶稳定的原因可归纳为: （1）溶胶的动力稳定性 胶粒因颗粒很小，布朗运动较强，能克服重力影响不下沉而保持均匀分散。这种性质称为溶胶的动力稳定性。影响溶胶动力稳定性的主要因素是分散度。分散度越大，颗粒越小，布朗运动越剧烈，扩散能力越强，动力稳定性就越大，胶粒越不溶易下沉。此外分散介质的粘度越大，胶粒与分散介质的密度差越小，溶胶的动力稳定性也越大，胶粒也越不溶易下沉。 (2) 胶粒带电的稳定作用 下图表示的是一个个胶团。蓝色虚线圆是扩散层的边界，虚线圆以外没有净电荷，呈电中性。因此，当两个胶团不重迭时，如左图，它们之间没有静电作用力，只有胶粒间的引力，这种引力与它们之间距离的三次方成反比，这和分子之间的作用力（分子之间的作用力与分子之间距离的六次方成反比）相比，是一种
远程力，这种远程力驱使胶 团互相靠近。当两个胶团重迭时，如右图，它们之间就产生静电排斥力。重叠越多，静电排斥力越大。如果静电排斥力大于胶粒之间的吸引力，两胶粒相撞后又分开，保持了溶胶的稳定。胶粒必须带有一定的电荷才具有足够的静电排斥力，而胶粒的带电量与ζ电势的绝对值成正比。因此，胶粒具有一定的ζ电势是胶粒稳定的主要原因。 (3) 溶剂化的稳定作用 物质和溶剂之间所起的化合作用称为溶剂化，溶剂若为水，则称水化。憎液溶胶的胶核是憎水的，但它吸附的离子都是水化的，因此增加了胶粒的稳定性。由于紧密层和分散层中的离子都是水化的，这样在胶粒周围形成了水化层。实验证明，水化层具有定向排列结构，当胶粒接近时，水化层被挤压变形，它有力图恢复定向排列结构的能力，使水化层具有弹性，这成了胶粒接近时的机械阻力，防止了溶胶的聚沉。 以上影响溶胶稳定的三种因素中，尤以带电因素最重要。 溶胶的聚沉 溶胶中的分散相颗粒相互聚结而变大，以至最后发生沉降的现象称为聚沉。一般ζ电势的绝对值大于0.03伏时，溶胶是稳定的。造成溶胶聚沉的因素很多，如浓度、温度、光的作用、搅拌、外加电解质、胶体相互作用和高分子化合物的作用等，其中尤以外加电解质和胶体相互作用最为重要。
胶体与界面化学精彩试题及问题详解
实用文档 1.什么是气凝胶？有哪些主要特点和用途？ 当凝胶脱去大部分溶剂，使凝胶中液体含量比固体含量少得多，或凝胶的空间网状结构中充满的介质是气体，外表呈固体状，这即为干凝胶，也称为气凝胶。气凝胶是一种固体物质形态，世界上密度最小的固体。气凝胶貌似“弱不禁风”，其实非常坚固耐用。它可以承受相当于自身质量几千倍的压力，在温度达到1200摄氏度时才会熔化。此外它的导热性和折射率也很低，绝缘能力比最好的玻璃纤维还要强39倍。 用途：（1）制作火星探险宇航服（2）防弹不怕被炸 （3）过滤与催化（4）隔音材料（5）日常生活用品 2.试述凝胶形成的基本条件？ ①降低溶解度，使被分散的物质从溶液中以“胶体分散状态”析出。②析出的质点即不沉降，也不能自由行动，而是构成骨架，在整个溶液中形成连续的网状结构。 3.简述光学白度法测定去污力的过程。 将人工制备的污布放在盛有洗涤剂硬水的玻璃瓶中，瓶内还放有橡皮弹子，在机械转动下，人工污布受到擦洗。在规定温度下洗涤一定时间后，用白度计在一定波长下测定污染棉布试片洗涤前后的光谱反射率，并与空白对照。 4.试述洗涤剂的发展趋势。 液体洗涤剂近几年的新的发展趋势： (1)浓缩化 (2)温和化、安全化(3)专业化 (4)功能化(5)生态化: ①无磷化②表面活性剂生物降解③以氧代氯 5.简述干洗的原理 干洗是在有机溶剂中进行洗涤的方法，是利用溶剂的溶解力和表面活性剂的加溶能力去除织物表面的污垢。 6. 脂肪酶在洗涤剂中的主要作用是什么？ 脂肪酶，人的皮脂污垢如衣领污垢中因含有甘油三脂肪酸酯而很难去除，在食品污垢中也含有甘油三脂肪酸酯类的憎水物质，脂肪酶能将这些污垢分解成甘油和脂肪酸。 7.在洗涤剂中作为柔和剂的SAA主要是什么物质？ 用作柔和剂的表面活性剂主要是两性表面活性剂 8.用防水剂处理过的纤维为什么能防水？ 织物防水原理：将纤维织物用防水剂进行处理，可使处理后的纤维不表面变为疏水性，防水织物由于表面的疏水性使织物与水之间的接触角θ>90°，在纤维与纤维间形成的“毛细管”中的液面成凸液面，凸液面的表面张力的合力产生的附加压力△P的方向指向液体内部因此有阻止水通过毛细管渗透下来的作用。 9.请举出几个润湿剂的应用实例。 （1）润温剂在农药中的应用。加入润湿剂后，药液在蜡质层上的润湿状况得到改善甚至可以在其上铺展。 （2）润湿剂在原油开采中的应用。溶有表面活性剂的水，称之为活性水，活性
给水工程课后思考题答案15-19章
十四章： 1、水中杂质按尺寸大小可分成几类？了解各类杂质主要来源、特点及一般去除方法。 答：水中杂质按尺寸大小可分成三类： １）悬浮物和胶体杂质： 悬浮物尺寸较大，易于在水中下沉或上浮。但胶体颗粒尺寸很小，在水中长期静置也难下沉，水中所存在的胶体通常有粘土、某些细菌及病毒、腐殖质及蛋白质等。有机高分子物质通常也属于胶体一类。天然水中的胶体一般带有负电荷，有时也含有少量正电荷的金属氢氧化物胶体。 粒径大于０.1mm的泥砂去除较易，通常在水中很快下沉。而粒径较小的悬浮物和胶体物质，须投加混凝剂方可去除。 ２）溶解杂质，分为有机物和无机物两类。它们与水所构成的均相体系，外观透明，属于真溶液。但有的无机溶解物可使水产生色、臭、味。无机溶解杂质主要的某些工业用水的去除对象，但有毒、有害无机溶解物也是生活饮用水的去除对象。有机溶解物主要来源于水源污染，也有天然存在的。 3、了解《生活饮用水卫生标准》中各项指标的意义。(7’) 答：在《标准》中所列的水质项目可分成以下几类。一类属于感官性状方面的要求，如不的水度、色度、臭和味以及肉眼可见物等。第二类是对人体健康有益但不希望过量的化学物质。第三类是对人体健康无益但一般情况下毒性也很低的物质。第四类有毒物质。第五类细菌学指标，目前仅列细菌总数、总大肠菌数
和余氯三项。 4、反应器原理用于水处理有何作用和特点？(7’) 答：反应器是化工生产过程中的核心部分.在反应器中所进行的过程,既有化学反应过程,又有物理过程,影响因素复杂。在水处理方面引入反应器理论推动了水处理工艺发展。在化工生产过程中，反应器只作为化学反应设备来独立研究，但在水处理中，含义较广泛。许多水处理设备与池子都可作为反应器来进行分析研究，包括化学反应、生物化学反应以至物理过程等。例如，不的氯化消毒池，除铁、除锰滤池、生物滤池、絮凝池、沉淀池等等，甚至一段河流自净过程都可应用反应器原理和方法进行分析、研究。 9、PF型和CMB型反应器为什么效果相同？两者优缺点比较。 答：在推流型反应器的起端（或开始阶段），物料是在C0的高浓度下进行的，反应速度很快。沿着液流方向，随着流程增加（或反应时间的延续），物料浓度逐渐降低，反应速度也随之逐渐减小。这也间歇式反应器的反应过程是完全一样的。介它优于间歇式反应器的在于：间歇式反应器除了反应时间以外，还需考虑投料和卸料时间，而推流型反应器为连续操作。 11、何谓“纵向分散模型”？纵向分散模型对水处理设备的分析研究有何作用？(7’) 答：纵向分散模型就是在推流型基础上加上一个纵向的混合，而这种混合又可设想为一种扩散所引起的，其中既包括分子
水质工程学1第二次作业复习过程
水质工程学1第二次 作业
思考题 1.何谓胶体稳定性？试用胶粒间互相作用势能曲线说明胶体稳定性的原因。 答：胶体稳定性是指胶体粒子在水中长期保持分散悬浮状态的特性。胶体稳定性分”动力学稳定”和’聚集稳定”两种。动力学稳定性系指颗粒布朗运动对抗重力影响的能力，粒子愈小，动力学稳定性愈高。聚集稳定性系指胶体粒子之间不能相互聚集的特性。胶体粒子很小，比表面积大从而表面能很大，在布朗运动作用下，有自发地相互聚集的倾向。但由于粒子表面同性电荷的斥力作用或水化膜的阻碍使这种自发聚集不能发生。胶体稳定性，关键在于聚集稳定性。 对憎水胶体而言，聚集稳定性主要决定于胶体颗粒表面的动电位即ζ电位，ζ电位愈高，同性电荷斥力愈大。虽然胶体的ζ电位是导致聚集稳定性的直接原因，但研究方法却可从两胶粒之间相互作用力及其与两胶粒之间的距离关系来评价。DLVO 理论认为，当两个胶粒相互接近以致双电层发生重叠时，便产生静电斥力,其与两胶粒表面间距x 有关，用排斥势能ER 表示，排斥势能随x 增大而指数关系减小。相互接近的两胶粒之间同时还存在范德华引力，用吸引势能EA 表示，与x 成反比。当0a
胶体化学考试题
名词解释 表面过剩：表面相与体相的浓度差。 液体表面能：恒温恒压下，可逆地增加单位表面积，环境对体系所做的功，单位J·m-2。 液体表面张力：沿液体表面，垂直作用于单位长度上的收缩力，单位N·m-1（或mN·m-1）。 接触角：三相交界点处，从固液界面经过液体内部与气液切线之间的夹角。 固体表面张力：新产生的两个固体表面的表面应力之和的一半叫表面张力。 表面电势：带电质点的表面与液体内部的电位差。 电动电势：固液两相发生相对运动的界面与液体内部的电位差，称电动电势或电势。 *电泳：在电场作用下，带电的溶胶粒子向作与自己电荷相反的电极方向迁移，对液相作相对运动。 *Stern双电层模型：以被吸附的水化离子中心连成的面称为Stern面，从固体表面到Stern面之间的吸附层被称为Stern层 聚沉：胶粒聚集变大而沉淀的过程，与沉淀反应不同，因聚沉电解质的量远少于沉淀量，其间不存在当量关系。 老化：由于小颗粒具有大的溶解度，静止时，溶液中的小颗粒溶解，大颗粒长大，直到形成分散度较单一的大颗粒，这一过程称为老化。 *表面活性剂：很少加量即能显著降低水溶液表面张力的物质。 表面活性物质：能降低水溶液表面张力的物质。 微乳液：两种互不相溶液体在表面活性剂界面膜作用下形成的热力学稳定的、各向同性的、低粘度的、透明的均相的分散体系。 泡沫：气体分散在液体中的分散系，气体是分散相，液体是分散介质。 絮凝：在溶胶或悬浮液内加入极少量的可溶性高分子化合物，导致溶胶迅速沉淀为疏松棉絮状的现象 凝胶：在适当的条件下，溶胶或高分子溶液中的分散颗粒相互联接成为网状结构，分散介质充满网络之中，体系成为失去流动性的半固体状态的胶冻，处于这种状态的物质称为凝胶。 临界胶团浓度：表面活性剂溶液性质发生突变的浓度。 加溶作用：表面活性剂在水溶液中形成胶束后，能够使原来不溶或微溶于水的物质溶解度显著增加。 Laplace方程：三种特殊情况下的表达式： 1、曲面为球面，则R1=R2=R，ΔP=2σR 2、曲面为柱面，则R1=R，R2=∞，ΔP=σ/R 3、气泡存在两个g-l界面，且R1=R2=RΔP=4σ/R Gibbs吸附公式
胶体稳定性的DLVO 理论
65 胶体稳定性的DLVO 理论 胶体(憎液溶胶)是一个高度分散的系统，它有很大的表面自由能，且具有自发降低表面自由能的倾向，这就是说，在本质上，憎液溶液胶属于热力学不稳定系统。某些物理条件的改变，特别是电解质的加入，会显著地影响它的稳定性，使它聚集而沉淀。早在一个世纪前，Schulze(舒尔茨)和Hardy(哈迪)就经验发现，异号离子的电荷数对溶胶的聚沉影响很大。电荷数(价数)愈高，聚沉能力愈大。如果将使溶胶聚沉的电解质最低浓度称为聚沉值，则一价、二价和三价异号离子的聚沉值之比约为66)31(:)21(:1，这个规律称为Schulze —Hardy 规则。怎样解释这个规则，就成了胶体稳定性理论必须面对的首要任务。直到上个世纪的四十年代，这个问题才被两位前苏联学者Дерягин(杰里亚金)、Ландау(朗道)和两位荷兰学者Verwey(弗威)和Overbeek(奥弗比克)所解决，因此，称为DLVO 理论。本专题就专门来介绍这个理论。鉴于理论是建立在数学解析的基础上，下面的介绍只取推导的结果，而将介绍的重心放在物理意义上。 1．DLVO 理论 这个理论完全着眼于溶胶粒子的作用势能与粒子间距的关系。认为粒子间存在着两个相互制约的作用力，一是van der Waals 引力，它要使粒子兼并而聚沉。另一是扩散双电层重迭所引起的静电斥力，它是维护溶胶稳定的原因。因此，溶胶是否能够相对地稳定就取决于这两种力谁占据优势，DLVO 理论的首要任务便是分别计算粒子之间的引力和斥力势能与粒子间距的定量关系。 (1) 粒子间的van der Waals 引力势能 如所周知，分子之间是存在短程的van der Waals 引力的，这种力的大小与分子间距的7次方成反比。它包括分子间的偶极—偶极作用，偶极与诱导偶极的作用和分子间的色散作用。后者亦称London 力，在胶体中常常起着主要的作用，量子力学算得，London 力的引力势能与分子间距的关系可由下式表示 662A 4 3???=?=x x h V βνα (65-1) 式中h 为Planck 常数, ν为分子的特征振动频率，α为分子的极化率，x 为分子间距，负号表示吸引。由于νh 近似地等于分子的解离势，故可近似认为β具有简单的加和性。 1937年，Hamaker(哈梅克)假设溶胶粒子间的引力势能等于一个粒子中的任意一个分子与另一粒子中的任意分子之间的引力势能的加和。从而导得溶胶粒子间的引力势能表示式为 H Ar V 12A ?= (65-2) 式中r 为粒子半径，H 为粒子表面间的最短距离，A 为物性常数，称为Hamaker 常数。不过，式(65-2)只适用于r H <<的情况，由式(65-2)可见，对于指定得溶胶，离子间的引力势能仅与粒子和粒子间的几何因素有关，而且导得的粒子间引力势能随距离增大的衰减要比式（65-1）所示的慢得多。 现在的关键在于Hamaker 常数A 的确定和计算。原则上，有两种计算方法：一是微观法，即根据溶胶粒子所含的分子或原子数，以及它们的解离势和极化率等微观性质，按粒子