胶体化学要点概要.docx
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胶体化学要点概要
胶体化学要点
1.分散体系的分类?
根据被分散物质分散的程度可将分散体系分为粗分散体系、胶体分散体系和分子分散体系。
2.什么是胶体?
颗粒大小在1~1000nm范围内的分散相粒子称为胶体
3.胶体制备一般需具备什么条件?
常用的制备方法有哪些,举例说明?
条件:
a。
固体分散相粒子要足够小,使其有一定的动力学稳定性;b。
分散相在分散介质中的溶解度要足够小,形成分散相的反应物浓度低;c。
为了使分散相粒子具有抗凝结而保持稳定的性质,体系中必须有第三种物质存在
方法:
分散法——机械粉碎法、超声分散法、电分散法、胶溶法
凝聚法——化学凝聚、物理凝聚
胶溶法——吸附溶胶、洗涤沉淀胶溶、表面解离溶胶
例子:
洗涤沉淀胶溶法制备普鲁士蓝溶胶、改换介质法制备硫溶胶。
4.凝聚法制备溶胶的基本原理是什么?
反应物的浓度对溶胶粒子的大小有何影响?
5.什么是单分散溶胶?
其优点是什么?
在特定条件下制备的粒子大小、形状、组成均相同的溶胶称为单分散溶胶。
优点:
粒径细、比表面大、晶粒均匀。
6.单分散溶胶制备的原理?
在溶液中产物浓度超过其饱和浓度,并略高于成核浓度时,在短时间内形成全部晶核。
晶核形成后,溶液浓度迅速减小,低于成核浓度(仍高于饱和浓度),不再形成新晶核。
已形成的晶核在此浓度下以相同速度长大,从而得到单分散胶体粒子。
7.用化学凝聚法制备单分散溶胶的基本条件是什么?
8.什么是胶体晶体?
由一种或多种单分散的胶体粒子组装并规整排列的二维或三维有序结构称为胶体晶体,又称合成蛋白石。
9.胶体晶体制备中采用模板剂的作用是什么?
引导,组装胶体粒子
10.举例说明胶体晶体应用。
11.纳米粒子的特性是什么?
①表面与界面效应②小尺寸效应③量子尺寸效应④宏观量子隧道效应
12.纳米粒子产生电动现象的根本原因是什么?
胶体粒子常带有一定符号和数量的电荷。
13.纳米粒子的制备方法主要有哪些?
14.用反胶束和微乳法制备纳米粒子的原理是什么?
这些方法又什么优点?
15.为什么分散相质点在分散介质中表面常会带某种电荷?
产生电荷的主要原因有哪些?
当分散相与分散介质接触时,因为分散相质点表面解离或者吸附溶液中某些离子从而使表面带有电荷。
16.什么是临界聚沉浓度,它由哪些参数决定?
临界聚沉浓度是在一定时间内引起疏液体系胶体有明显变化所需要加入惰性电解质的最小浓度。
临界聚沉浓度主要由体系中反离子大小和价数、胶体粒子浓度、电解质加入方式和时间等因素决定。
17.我国著名的长江三角洲和珠江三角洲,它们土地肥沃,物产丰富,位置都是河海交汇处。
请问“三角洲”是怎样形成的?
江河携带的泥沙在到达入海口与海水接触时,因海水中大量电解质的作用,使其携带的泥沙上的电荷被中和,悬浊液的性质被破坏,这样泥沙就不能继续稳定地悬停在水中了,只好沉淀下来,加上海水的流速小于江河水的,于是就在入海口处沉积了下来,年深月久,就形成了三角洲。
18.什么是唐南(Donnan)平衡?
海水淡化的基本原理是什么?
19.试举例说明溶胶电动现象的应用。
电动现象是悬浮于分散介质中带某种电荷的胶体在外电场的作用下产生与液体介质的相对运动,或是带点固体与介质因相对运动而产生电势差,统称电动现象。
电动现象有四种:
电泳,电渗,流动电势和沉降电势。
20.试举例说明模板剂在纳米材料合成中的应用。
其主要原理是什么?
21.面粉厂为什么要防火?
面粉厂、棉纺厂、亚麻厂中的粉尘为什么也能引起爆炸?
(1)面粉是是碳水化和物,因此是可燃物(前提条件);
(2)面粉颗粒微小,成悬浮状态悬浮在空气中,与氧的接触面积很大;(3)悬浮的面粉颗粒达到了一定浓度(临界值)(4)温度达到着火点的火源,当满足以上几个条件时,面粉厂就可能发生爆炸,因此要注意防火。
根据可燃粉尘爆炸具备的三个条件,即粉尘本身具有爆炸性;粉尘必须悬浮在空气中并与空气混合到爆炸浓度;有足以引起粉尘爆炸的热能源。
面粉厂,棉纺厂,亚麻厂中的粉尘夹杂着面粉,棉纺或亚麻形成可燃性物质悬浮在空中,与空气充分混合,一遇到明火就迅速燃烧,且接触面积越大燃烧越快越剧烈,此时空气迅速膨胀,最终引起爆炸。
22.一把小麦,用火柴点燃不易着火,若磨成极细的面粉,并分散于容器中,易着火甚至爆炸。
因为细小晶体颗粒比大颗粒具有更高的表面能,在较低的温度下即可达到面粉着火点所需的能量,故细的面粉容易着火甚至爆炸。
23.为什么自然界中液滴、气泡总是圆形的?
为什么气泡比液滴更容易破裂?
同样体积的水,以球形的表面积为最小,亦即在同样条件下,球形水滴其表面吉布斯自由能相对为最小。
气泡同理。
半径极小的气泡内的饱和蒸气压远小于外压,因此在外压的挤压下,小气泡更容易破裂。
24.说出几种常见的测定液体表(界)面张力的方法和主要利用的原理。
方法:
液体表面张力的测定方法分静力学法和动力学法。
静力学法有毛细管上升法、duNoüy环法、Wilhelmy盘法、旋滴法、悬滴法、滴体积法、最大气泡压力法;动力学法有震荡射流法、毛细管波法
原理:
毛细管上升法:
γ=1/2(ρl-ρg)ghrcosθ,式中γ为表面张力,r为毛细管的半径,h为毛细管中液面上升的高度,ρl为测量液体的密度,ρg为气体的密度(空气和蒸气),g为当地的重力加速度,θ为液体与管壁的接触角。
若毛细管管径很小,而且θ=0时,则上式可简化为γ=1/2ρghr
Wilhelmy盘法:
W总-W片=2γlcosφ,式中,W总为薄片与液面拉脱时的最大拉力,W片为薄片的重力,l为薄片的宽度,薄片与液体的接触的周长近似为2l,φ为薄片与液体的接触角。
悬滴法:
由Laplace公式,描述在任意的一点P曲面内外压差为
γ(1R1+1R2)=p0+(ρl-ρg)gz,式中R1,R2为液滴的主曲率半径;z为以液滴顶点O为原点,液滴表面上P的垂直坐标;P0为顶点O处的静压力。
滴体积法:
当一滴液体从毛细管滴头滴下时,液滴的重力与液滴的表面张力以及滴头的大小有关。
简单关系式:
mg=2πrγ.实验结果表明,实际体积比按式(7)式计算
的体积小得多。
因此Harkins就引入了校正因子
f(r/V1/3),则更精确的表面张力可以表示为:
γ=mg2πrf(r/v1/3),其中m为液滴的质量,V为液滴体积,f为校正因子,可查表得到.
最大气泡压力法:
若在密度为ρ的液体中,插入一个半径为r
的毛细管,深度为t,经毛细管吹入一极小的气泡,其半径恰好与毛细管半径相等。
此刻,气泡内压力最大。
根据拉普拉斯公式,气泡最大压力为pm=ρgt+2γr即γ=1/2r(pm-ρgt).
差分最大气泡压力法:
γ={1/2Δp+(ρl-ρg)g((r2-r1)/3-1/2Δt)+g2(r23-r13)(ρl-ρg)2/(24γ)}(1/r1-1/r2)式中Δp为两毛细管的压差,Δt为两管插入液面的高度差。
25.决定和影响液体表面张力的主要因素是什么?
26.泡沫浮选的基本原理是什么?
27.泉水上面能浮起硬币,肥皂水行吗?
为什么?
硬币能浮在水面上是因为水的表面张力大于硬币质量。
滴入肥皂水后,水的表面的张力减小,所以托不住硬币了。
28.用同一支滴管滴出相同体积的水、NaCl稀溶液和乙醇溶液,滴数是否相同?
不相同。
因为在密度相差不大的情况下,液滴的大小与表面张力有关。
一般表面张力越大,在管端能悬挂的液滴体积也越大。
所以液体体积相同的情况下,表面张力最大的NaCl稀溶液液滴最大,滴数最少。
水居中,乙醇溶液液滴最小,滴数最多。
若液体密度相差大,还要考虑密度的影响。
29.天空为什么会下雨?
人工降雨依据什么原理?
向高空抛撒粉剂为什么能人工降雨?
天上的雨来自空中的云,空中的云就是水的凝结物,它来自地面的水汽蒸发。
当云中的水滴达到一定程度,也就是不能被上升的气流顶托住的时候,水滴(也可能是冰滴、雪花)就会落到地面上,即是我们所见的雨(雹、雪)。
一般来说,云中的水汽胶性状态比较稳定,不易产生降水,而人工增雨就是要破坏这种胶性稳定状态。
通常的人工降雨就是通过一定的手段在云雾厚度比较大的中低云系中播撒催化剂(碘化银),从而达到降雨的目的。
一时增加云中的凝结核数量,有利水汽粒子的碰撞并增大;二是改变云中的温度,有利扰动并产生对流。
而云中的扰动及对流的产生,将更加有利于水汽的碰撞并增大,当空气中的上升气流承受不住水汽粒子的漂浮时,并产生了降雨。
30.为什么会产生液体过热现象?
加入沸石为什么能消除过热现象?
进行有机物蒸馏时为什么通常加入素瓷片或毛细管?
久经煮沸的液体,溶于其中的空气全部跑掉后,因缺乏气泡,即缺乏汽化核,可以加热到沸点以上任不沸腾。
这样的液体称为过热液体,它处于亚稳态。
沸石作用:
由于沸石的多孔性硅酸盐性质,小孔中存有一定量的空气,常被用于防暴沸。
在加热时,小孔内的空气溢出,起到了汽化核的作用,小气泡很容易在其边角上形成。
进行有机物蒸馏时,加入素瓷片或毛细管,相当于加了沸石。
可防止爆沸。
31.什么是牛顿流体、胀流体、塑性体?
他们的主要区别是什么?
牛顿流体是指在受力后极易变形,且切应力与变形速率成正比的低粘性流体。
凡不同于牛顿流体的都称为非牛顿流体。
胀流体和塑流体都是非牛顿流体。
表观粘度随剪切速率增加而增加,称为胀流体;观粘度非常之高,直至外力达到某一临界值后,粘度陡然下降,此类型谓塑性体。
主要区别:
牛顿流体的流变特性是一条过原点的直线,牛顿流体各点的粘度值均相同,所以粘度点能表现出牛顿流体的特性;而非牛顿流体的流变特性则是曲线或不过原点的线。
在线上某点的正切值即为粘度。
32.活性碳为什么可以做防毒面具?
冰箱除臭剂?
活性炭是由含炭为主的物质作原料,经高温炭化和活化制得的疏水性吸附剂。
活性炭含有大量微孔,具有巨大的比表面积,能有效地去除色度、臭味,可去除二级出水中大多数有机污染物和某些无机物,包含某些有毒的重金属。
33.测定多孔物质的孔结构的主要方法有哪些?
试举几例说明
主要方法有气体吸附法和压汞泵法。
银压汞法是基于汞对固体表面的不可润湿性,即接触角大于90°的液体,不能自然进入小孔,,必须施加外力克服阻力,才能把它压入孔中。
因此,充满一定孔隙所需要的压力可以作为测量孔径大小的一种尺度。
34.什么是表面活性剂?
其主要的分类有哪些?
在很低的浓度就能显著降低溶剂(主要是水)的表面张力,且有实用价值的天然或合成的两亲性有机物质称为表面活性剂。
其主要的分类有非离子型、阴离子型、阳离子型、两性型等。
35.洗衣粉为什么有去污作用?
肥皂为什么能去污?
洗衣粉、肥皂的去污功能来自一些有表面活性的化学物质。
他们能够减小了水的表面张力,提高水的浸透能力,同时利用分子间存在电斥力的机理,清除污垢微粒。
36.为什么有些洗涤剂不能与肥皂、洗衣粉混用?
因为肥皂、洗衣粉一般为负电荷的表面活性物质,但是有些洗涤剂是阳离子的表面活性剂,混用会使得阴阳离子中和,而降低洗涤效果。
37.采油时,在生产油井附近常钻一些注水井,注入“活性水”,其主要成分是什么?
为什么要注入活性水?
活性水的主要成分是表面活性剂。
注入活性水,可以提高采收率,其原因有:
1、降低油水界面张力,降低粘附功能;2、活性剂使亲油的地层表面润湿反转为清水表面,提高洗油效率;3、使油乳化成水包油型乳状液,提高洗油效率;4、提高波及系数。
38.为什么利用矿物浮选可得到高品位的矿?
说明其主要原理和流程
矿物浮选:
在工业上应用是泡沫浮选。
基原理是:
在矿浆(矿石粉体在水中的不稳定悬浮体)中加入起泡剂、捕集剂等助剂,通入空气,形成泡沫,由于水对矿石粉不同组成的润湿性质(接触角)不同,有用矿粒附着富集于气泡上,并上浮被分离出,无用矿粉沉于底部。
泡沫浮选的过程主要包括:
使粉碎的矿粒处于湍流和悬浮状态;悬浮矿粒与浮选药剂作用而使其表面疏水化,增大水在其上的接触角;有一定疏水性的矿粒与弥散状态的气泡接触,并附着于气泡上,形成矿化气泡;矿化气泡上浮,形成精选泡沫层;排出精选泡沫层,回收精选矿。
39.溶液的各种性质为什么对应表面活性剂的浓度出现一个转折点?
该转折点对应的浓度是什么?
表面活性剂在界面富集吸附一般的单分子层,当表面吸附达到饱和时,表面活性剂分子不能在表面继续富集,而憎水基的疏水作用仍竭力促使基分子逃离水环境,于是表面活性剂分子则在浓液内部自聚,即疏水基在一起形成内核,亲水基朝外与水接触,形成最简单的胶团。
以上结果导致表面活性剂溶液的性质与纯水不同,许多性质在一个这个转折点附近出现变化,这个转折点称为临界胶束浓度CMC。
40.各种物质水溶液表面张力随浓度的变化规律有何特点?
为什么?
A线为无机盐和多羟基有机物等的结果,随溶质浓度增大,表面张力略有增大,显然,该类物质在溶剂表面吸附为负吸附。
B线溶液表面张力随溶液浓度增加而逐渐降低。
C线这种类型的特点是:
当浓度增加时,γ迅速下降并很快达最低点,此后溶液表面张力随浓度变化很小。
以上结果根据Gibbs吸附公式导出:
若溶质能够使溶剂的表面张力降低,dσ/dc<0,则Г>0,即表面层的浓度大于溶液中的浓度,说明该溶质在溶液表面层发生正吸附;
如果溶质能使溶剂表面张力增加,即dσ/dc>0,则Г<0,那么表面层浓度低于溶液内部的浓度。
说明该溶液是负吸附
41.讨论各种物质水溶液表面层结构与浓度的关系。
在两相接触形成的界面层区域中,不同组分的浓度变化规律可能不同。
如:
在含有单一溶质的水溶液表面层中,溶质的浓度可能高于或低于体相溶液中之浓度,但肯定高于气象中之浓度。
42.表面活性物质分子结构有何特点?
表面活性物质与表面活性剂有何异同?
表面活性剂的分子结构具有两亲性,一端为亲水基团,一段为憎水基团。
能降低溶液表面张力的物资称为表面活性物质;而表面活性剂具有固定的亲水亲油基团,在溶液的表面能定向排列,并能使表面张力显著下降的物资。
43.试论Gibbs吸附公式在固气和固液界面的应用。
在固气、固液吸附研究中,易测定其吸附量,从而根据吉布斯吸附公式,了解吸附前后表面张力的变化,并且还可以以此公式为基础,导出其他有应用价值的吸附等温式。
44.举出几例增溶作用的实际应用。
加溶作用的应用极为广泛,最初的加溶作用主要用于染料工业,从而促进了染料工业的发展。
洗涤与去污过程是表面活性剂多种作用(如润湿、吸附、增溶、渗透和分散等)的综合作用,但胶束对油污的增溶具有重要作用。
高分子乳液聚合是增溶作用应用的典型实例。
高分子单体少量溶于水相,大部分被乳化剂作用形成O/W型乳状液珠,另一部分增溶于胶束中。
反应在水相引发,产生的单体自由基进入胶束,并使胶体内的单体发生聚合。
当胶束内单体因聚合而减少时,由乳状液液珠中单体补充。
在药剂学中常利用Tween、SDS、胆盐等表面活性剂胶束的增溶作用控制难溶药物的溶解或释放。
如难溶的中草药有效成分在胶束存在下能增加主药浓度,改善中药液体制剂的澄明度和稳定性。
45.临界胶束浓度的测定方法。
1.表面张力法2.电导法3.增溶法4.光散射法
46.干洗过程中的表面活性剂的主要作用。
1表面活性剂极性基团吸附于固体污垢和基底物表面,阻碍污垢的再沉积;2利用反胶束内核保持的水,增溶极性污垢。
47.什么是Kraffi点?
什么是浊点?
Krafft点温度是离子型表面活性剂形成胶束的下限温度,Krafft点是离子型表面活性剂在水中溶解度急剧增大时的温度。
对于非离子型表面活性剂,加热到达某一温度时,溶液会突然变浑,有大的聚集体沉淀物析出,这一温度被称为“浊点”。
48.什么是表面活性剂的HLB值?
亲水亲油平衡值,用来表示表面活性剂亲水或亲油能力大小的值。
HLB=亲水基的亲水性/亲油基的亲油性
49.胶束催化有时会显著地加快反应的速率,其主要的作用有哪些?
在胶束催化反应中胶束的作用主要有浓集效应、介质效应、降低反应活化能。
50.在实际应用表面活性剂作乳化剂、起泡剂时其浓度都要超过临界胶团浓度。
为什么?
当溶液浓度在CMC以下时,溶液中基本上是单个表面活性剂分子(或离子),表面吸附量随浓度而逐渐增加,直至表面上再也挤不下更多的分子,此时表面张力不再下降,也就是说‘σ-C曲线上’不再下降时的浓度可能正是开始形成胶束的浓度。
浓度继续增加,并超过CMC后,单个的表面活性剂离子的浓度基本上不再增加,而胶束浓度或数目增加。
因胶束表面是由很多亲水基覆盖的,故胶束本身不是表面活性的,因而不被溶液表面吸附。
而胶束内部皆为碳氢链所组成的亲油基团,有溶解不溶于水的有机物的能力。
51.什么是乳状液?
一般分为哪几类?
52.决定和影响乳状液类型的因素主要有些什么理论?
(1)能量因素说;
(2)几何因素(或定向楔);(3)液滴聚结速度;(4)相体积说;(5)乳化剂的浓度
53.乳化剂可使乳状液稳定的原因是什么?
乳状液是多相粗分散物系,界面总面积及界面能是很大的,是热力学不稳定体系,加入乳化剂(一般为表面活性剂)能降低界面张力,促使乳状液稳定。
54.为什么得到相对稳定的乳状液必须有乳化液的存在?
二互不相容的纯液体为什么制不成乳状液?
因为乳状液是热力学不稳定体系。
乳状液是高度分散的体系,为使分散相分散,就要对它作功,所作功即以表面能形式贮存在油-水界面上,使体系的总能量增加,故到相对稳定的乳状液必须有乳化液的存在。
仅仅两种不相容的纯液体并不能形成乳状液,它们必须在乳化剂的作用下才能稳定。
55.常用制备乳状液的分散手段有哪几种?
对这些方法,你有何评价?
分散手段有:
1、机械搅拌混合法方法:
用螺旋桨搅拌器较高速度制备乳状液优点:
设备简单、操作方便缺点:
分散度低,不均匀,切易混入空气应用:
实验室和工业化生产中常用。
2、胶体磨混合法方法:
将分散的体系由进料斗加入到胶体磨中,在磨盘间切力的作用下使待分散物料分散为极细的液滴,乳状液由出料口放出。
上下磨盘间的隙缝可以调节。
3、超声波乳化器混合法用超声波乳化器制备乳状物是实验室中常用的乳化方式,它是靠压电晶体或磁致伸缩方法产生的超声波破碎分散的液体。
大规模制备乳状液的方法则是用哨子形喷头,将待分散液体从一小孔中喷出,设在一极薄的刀刃上,刀刃发生共振,其振幅和频率由刀的大小、厚薄以及其他物理因素来控制。
4、均质器混合法均质器实际是机械加超声波的复合装置。
将待分散的液体加压,从一可调节的狭缝中喷出,在喷出过程中超声波也在起作用。
均质器设备简单,操作方便,其核心是一台泵,课加压到60MPa,一般在20~40Mpa下操作。
均质器的优点是分散度高、均匀空气不易混入。
56.絮凝和聚沉
分散相粒子相互聚集形成聚集体。
一般认为如聚集体较紧密,易于与分散介质分离,称为聚沉;如聚集体较松散,常可搅动后再分散,为絮凝。
57.乳化剂选择的一般性原则
有良好的表面活性,能降低表面张力2、乳化剂在油水界面能形成稳定和紧密的凝聚膜3、水溶和油溶性乳化剂混合使用效果更好4、乳化剂应能适当增加外相黏度5、满足乳化体系的特殊要求6、要用最小的浓度和最低的成本达到乳化效果。
58.为何在实际应用时,常常将HLB值小的乳化剂与HLB值大的乳化剂一起混合使用?
一个理想的乳化剂,不仅要与油相亲和力强,而且也要与水相有较强的亲和力。
把HLB值小的乳化剂与HLB值大的乳化剂混合使用,形成的混合膜与油相和水相都有强的亲和力,可以同时兼顾这两方面的要求,所以使用混合乳化剂比使用单一乳化剂效果更好。
59.说出一些生活中常见的乳状液的应用,比如在化妆品和药物中的应用。
化妆品乳状液:
乳状液化妆品又称乳化体化妆品,通常将常温下呈半固态的称为膏霜;流体状态的称为奶液或乳液。
乳化体膏霜的主要组成是油相原料、水相原料及乳化剂。
食品乳状液:
牛奶中脂肪含量高,长期放置容易出现稀奶油层,可因震动形成颗粒,均质处理后,脂肪球变小,表面积增加,可防止脂肪颗粒聚结,使脂肪球比重增大,上浮能力变小,可保证其品质。
药用乳状液:
天然维生素E是一种脂溶性的维生素,具有很高药用价值,但不易分散于水,难以被吸收。
将其转化为水分散性的乳状液,可提高维生素E的利用率。
沥青乳状液:
沥青的粘度很大.不便于在室温下直接用于铺路面。
若用阳离子型乳化剂将其制成O/W型乳状液,则表观粘度大大降低,并改善了对砂石的润湿性.操作简便,效果好。
比较有效的是阳离子型表面活性剂。
这主要是因为砂石表面荷负电,易于吸引荷正电的沥青乳状液液滴.并使其破乳,水分蒸发后沥青将砂石粘连在一起。
60.什么是单分子层的不溶性薄膜?
亲水性较差的两亲物质,如长链醇、酸等化合物,因其不溶于水,只能在水面上展开,形成单分子层的不溶性薄膜。
这些不溶性物质的亲水基团向水,而憎水基团排列于水面,此种不溶性的单分子膜,不能用Gibbs吸附公式来讨论其物理化学性质。
不溶性单分子膜的分子在足够大的水面上能自由移动,在室温下,它的移动速率为20cm/s,与普通气体的速率相仿,而且还有很多性质与三维空间气体的物理性质相识。
常称单分子层的分子性质为二维空间性质。
61.单分子层的不溶性薄膜随表面压的增大,主要会经历几种表面膜的状态变化
气态膜气液平衡膜液态扩张膜转变膜液态凝聚膜固态膜
62.举例说明单层膜的应用。
抑制底液蒸发:
在液体上形成单层膜后可以降低底液的蒸发速度。
铺有单层膜的的体系,底液分子逃离液相受到阻力有三:
液相分子的阻滞力(多种作用力),气相分子的碰撞阻滞力,单层膜分子的阻滞力。
单层膜中的化学反应:
单层膜中的化学反应包括成膜物分子间的化学反应(如表面聚合反应),也包括成膜分子与底液中物质及气相中物质的反应(如酯水解反应,不饱和有机物的氧化反应等)在单层膜中化学反应之重要意义不仅在于探索在准二维环境进行化学反应的各种特殊因素,实现有别于单位空间反应的特殊反应,而且有助于模拟和研究许多在膜中进行的生物过程。
复杂分子结构的推测:
这是不溶物单层膜的早期应用,现今各种现代科学仪器的开发和应用对物质结构的测定已经不需要这种简易、间接推测的方法。
但这种方法给人启迪,有时用简单的实验方法也能解决大问题。
早期成功的例子是确定胆固醇分子的结构。
长链酯的水解反应:
在碱性底液上的长链酯的水解反应对于研究生物体系的脂肪在界面上发生的自然分解和再合成反应很有意义。
例:
甘油月桂酸三脂在0.2mol.l-1NaOH表面水解,结论:
1若单层膜在液态扩张膜状态,酯水解反应速率和活化能与在体相溶液中进行时的接近;2表面压增加,活化能也增加,空间指数也增加,但速率常数无明显变化;3长链酯水解时,不溶于水的产物留在膜中,将明显将低反应速率;4在一定表面压时,速率常数与OH-的浓度有直线关系。
63.什么是LB膜?
其应用的例子
LB膜是Langmuir和Blodgett首先制备的一种超薄有序膜。
这种膜是用特殊的方法将在水面形成的两亲不溶有机物的单层膜按一定的排列顺序转移沉积到固体基底上的。
将固体基片在恒定表面压的条件下插入和抽出有凝聚态单层膜的底液表面可将成膜物以一定取向方式转移到基片上。
在基片上转移的各单层间成膜分子定向方式不同可使LB膜有不同的结构:
X、Y和Z型。
应用的例子:
光电化学研究:
将天然生物分子、有机染料分子等组装成LB膜,可以进行光电研究。
黄春辉等研究不同结构方酸衍生物的LB膜在SnO2电极上的光电转换性质。
气敏传感膜:
酞菁LB膜可以用于气敏传感膜。
不对称取代的酞菁及其锌配合物的气敏性质与中心离子有关。
若无金属离子,酞菁对NO2的响应很强,对NH3响应很弱;9层锌酞菁对NH3的响应很强,对NO
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