《胶体与界面化学》阐述了胶体和表面的基本概念,讨论了胶体分散体系的动力、光散射、带电界面的性质、絮凝稳定性和流变性质,并阐述了涉及液体表面和气、固与液、固界面的吸附、润湿和渗透等表面化学知识。内容深入浅出、系统全面,并具有教学与自学兼顾的特点,将理论知识和具体实例有机结合,使其针对性、适用性和实用性较强。
《胶体与界面化学》可作为化学工程、应用化学、纺织工程和轻化工程专业的胶体与界面化学课程的教科书,也可作为具备大学化学知识的有关人员的自学教材,还可供从事膜工业、日用化工、纺织工程等专业的工程技术人员和科研人员参考。
本书是为化学工程、轻化工程、应用化学和纺织工程专业编写的教科书,脱胎于1984年编写的胶体与表面化学讲义,并经三次易稿。
胶体与界面化学这门学科理论性强,实验方法独特,而且发展迅速,因此在编写过程中注意到以下几点:第一,力求由浅及深,系统全面;第二,强调基本概念;第三,不刻意回避重要理论公式的严密推导(不包括纯数学过程),有些公式的推导以小体字给出,以满足和方便那些喜爱深入探究的读者;第四,在编写本书时特别注意与物理化学课程的衔接,为学习本课程的学生能够顺利接受相关新知识搭建桥梁;最后,还介绍了一些领域的发展前沿,以期对从事相关学科工作的读者能有所借鉴和帮助。
本书第一章介绍了胶体和界面化学及相关的基本概念;第二章、第三章、第七章、第八章、第九章分别讨论了胶体的动力(沉降、扩散及其平衡)、光学(光散射)、带电界面性质、絮凝稳定性和流变性质。第四章、第五章和第六章分别涉及了液体表面、气一固界面和液一固界面发生的吸附和润湿等表面化学内容。最后一章介绍了包括乳状液、泡沫及其他应用广泛、实用性强的分散体系。本教材按照书中部分带“*”章节的取舍,可在45-60学时内完成。为了帮助读者更深入地复习和理解所学基本理论知识,每章后面都附有复习指导和思考题并给出参考答案。
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
二、表面和界面
三、胶体与表面的联系桥梁
四、胶体与表面化学的应用
第二节 分散体系
一、分散体系的分类及其特性比较
二、胶体分散体系的分类
三、小粒子表面的重要性
第三节 分散相粒子的形态特征
一、粒子形状及描述方法
二、多分散性
三、平均值
第四节 胶体分散体系的一般制备方法和净化
一、分散法
二、凝聚法
三、溶胶的净化
第五节 沉析过程与均匀胶体粒子的制备
一、过饱和溶液
二、成核过程
三、成长过程
四、陈化过程
复习指导
思考题
第二章 胶体分散体系的动力性质
第一节 重力场作用下的沉降
一、沉降
二、斯托克斯(Stokes)公式
三、阻力因子比∫/∫o
四、沉降实验
第二节 扩散
一、随机运动——布朗运动
二、扩散和菲克(Fick)定律
三、爱因斯坦-布朗位移方程
四、扩散系数D与阻力因子∫的关系
第三节 离心场中的沉降
一、离心机
二、沉降系数与沉降速度
第四节 沉降与扩散间的平衡
一、沉降与扩散
二、沉降平衡
第五节 渗透压
一、理想溶液的渗透压
二、非理想溶液的渗透压
三、数均分子量Mn
四、渗透压实验
第六节 唐南平衡
一、聚合电解质
二、唐南(Donnan)平衡
三、几种情况下的渗透压
第七节 渗透作用的实际应用
一、渗析作用
二、反渗透
复习指导
思考题
第三章 胶体分散体系的光学性质
第一节 廷德耳效应
一、廷德耳(Tyndall)效应
二、光散射的产生与光散射理论
第二节 瑞利光散射理论
一、基本概念
二、瑞利(Rayleigh)理论——溶胶的光散射
三、涨落现象——大分子溶液的光散射
第三节 光散射实验与重均分子量
一、光散射实验
二、重均分子量
第四节 德拜光散射理论
一、大粒子的光散射
二、德拜(Debye)理论
三、齐姆图(Zimmplot)——Debye理论的应用
第五节 米氏光散射理论
第六节 显微观测
一、放大倍数与分辨率
二、亮场显微镜
三、暗场显微镜——超级显微镜
四、电子显微镜
复习指导
思考题
第四章 液-气与液一液界面
第一节 弯曲界面现象
一、弯曲液面上的压力差——拉普拉斯(Laplace)公式
二、弯曲液面上的蒸气压——开尔文(Kelvin)公式
第二节 表面张力的测定
一、威廉米(Wilhelmy)板法(吊片法)
二、DuNoiiy环法
三、最大气泡压力法
四、滴重法(滴体积法)
五、毛细管法
第三节 表面活性剂的分子结构与分类
一、表面活性与表面活性剂
二、表面活性剂分子的结构
三、表面活性剂的分类
第四节 表面活性剂溶液的性质与胶团结构
一、表面活性剂溶液的性质
二、胶团形成
三、临界胶团浓度(CMC)
四、增溶作用
第五节 界面上的吸附现象
一、Gibbs吸附公式
二、关于Gibbs公式应用的讨论
三、表面活性剂在溶液表面的吸附
四、Gibbs公式的实验验证
五、表面活性剂分子在溶液表面的吸附状态
第六节 铺展
一、黏附与内聚
二、一种液体在另一种不互溶液体上的铺展
第七节 不溶性单分子膜
一、表面膜与表面压
二、单分子膜的研究方法
三、π-σ等温线与膜的各种状态
四、不溶性单分子膜研究的应用
复习指导
思考题
第五章 气一固界面
第一节 固体表面
一、固体表面与液体表面比较
二、固体的表面结构
三、固体表面的活性
第二节 吸附概述
一、吸附与吸附能力
二、影响吸附量Γ的因素
三、与溶液表面吸附的比较
四、固体对气体吸附的实验方法
第三节 物理吸附与化学吸附
一、物理吸附的吸附力
二、物理吸附与化学吸附的比较
第四节 吸附等温线
一、吸附曲线
二、吸附等温线
第五节 吸附等温式
一、Freundlich吸附经验式
第六章 固-液界面
第七章 带电界面
第八章 胶体分散体系的稳定性
第九章 胶体分散体系的流变性质
第十章 乳状液与泡沫及其他分散体系
附录
参考文献