胶体化学的应用
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胶体化学的应用范文第1篇
物理化学中的每个概念、公式或模型都有其出现的背景，都是在某个年代为解决某一问题而提出的。适当讲授物理化学史有助于学生对本学科发展的了解，对培养学生的学习兴趣非常有利。比如讲化学平衡时向学生介绍:在1861－863年间，法国化学家贝赛洛和圣吉尔研究醋酸和乙醇的反应速率与浓度的关系时注意到逆反应的存在，并能达到动态平衡。1864－1879年间，挪威的瓦格和古德贝格在此基础上确立了质量作用定律，并指出速率常数之比只是温度的函数。荷兰的范特霍夫称之为平衡常数。1878年，美国的吉布斯引入化学势，得到了化学平衡条件。1884年法国的吕·查德里得出了平衡移动原理，即吕·查德里原理。1889年范特霍夫论证了吕·查德里原理，并得到平衡常数与温度的关系式，即范特霍夫方程。1906年德国的能斯特提出了热定理，解决了平衡常数的理论计算问题。这些史实的介绍使学生知道任何理论从提出、确立到完善都是逐渐完成的。化学史的讲解有助于增加学生学习的兴趣，也有助于学生人格和世界观的形成。
2理论联系实际，充分体现药学特色
物理化学的学习为药学类学生后续课程如药剂学、药理学等的学习提供方法和理论指导，因此，在教学的过程中恰当地介绍与药学有关的物理化学知识和新技术，不仅可以提高学生的学习兴趣，也可以开阔学生的视野，丰富教学内容。讲绪论时，可以举一个具体的药物合成的例子来说明物理化学课程的重要性，如药物合成的反应路线要根据热力学来确定反应的可能性，反应的条件及产率等通过化学平衡来解决，合成出来的药品其半衰期和有效期要由化学动力学来解决，其安全性、有效性要由药理学来确定，制备什么剂型来满足顺应性要由药剂学来完成。这个例子既彰显了物理化学的重要性，同时使物理化学知识与后续的药物化学、药理学、药剂学等有机地结合起来，使学生认识到物理化学不是独立和枯燥无味的，而且也体现了药学类专业的特点。如在讲授水的相图时，可以联系药剂学中常用的冷冻干燥技术，即青霉素等抗生素在水溶液中不稳定又不易制得结晶，先将盛有这类药物水溶液的敞口安瓿用快速、深度冷冻的方法，短时间内全部凝结成冰，同时将系统压力降至冰的饱和蒸气压以下，使冰升华出去，封口后便得到可以长时间储存的粉针剂;利用简单低共熔相图可以指导栓剂的制备，也可以用来检查药品的纯度。在讲授电化学时，可以适当讲述诸如酶等生物电化学传感器的相关知识，介绍多种生物传感器、微生物传感器等在药学和医学中的研究和应用。再如讲动力学中药物储存期的预测时，可详细讲解药剂学中常用的经典恒温法预测药物的有效期。既使物理化学知识得到了应用和扩展，也使物理化学与后续课程得到很好地衔接。讲胶体化学中沉降平衡时，可介绍药物制剂中一个重要的剂型－混悬剂，评定混悬剂的方法一个是混悬剂微粒大小的测定，另一个就是沉降容积比的测定。沉降容积比可用Hu/H0表示，H0为沉降前混悬液的高度，Hu为沉降后沉降面的高度。沉降容积比是时间的函数，以Hu/H0对沉降时间t作图，可得沉降曲线，根据沉降曲线的形状可以判断混悬剂处方设计的优劣。讲授胶体电泳现象时介绍利用胶体粒子带电的特点，可通过电泳方法进行体液分离来判断某器官是否存在病变，通过电泳的测定还可判定人体的肝功能是否正常。讲表面化学时的联系更多，如讲润湿和铺展时，可联系制剂中安瓿的内表面经常涂布一层非润湿性表面活性剂，使得在用注射剂吸取药品时可一次性吸干净;利用开尔文公式能很好理解制剂中为什么难溶性药物经常要微粉化，就是因为颗粒越小其溶解度就越大。讲授物理化学课程时除了与药学相联系外还要和生产生活紧密联系起来。比如说讲到表面化学中的固体吸附就可以举生活中为什么煎鱼时总粘锅的例子，就是因为鱼皮与锅的表面张力大，锅吸附鱼皮来降低自身的表面能。再比如说讲附加压力时，可以解释为什么人从高压区回到低压区时速度要非常慢。
3理清课程的脉络
教师在讲授课程时不能一味填鸭式地罗列材料，要把每一章重点是什么，每一章要解决的是什么问题等告诉学生，及时为学生归纳、梳理出一个大的框架和一个小的脉络，使学生学习起来能更方便、快捷，而且能抓住重点，从而能达到事半功倍的效果。比如说:热力学第一定律解决的是能量守恒问题;热力学第二定律解决的是方向问题;化学平衡解决的是限度问题;相平衡要解决的是物质的分离和提纯;电化学是热力学的一个重要应用;化学动力学解决的是化学反应的速率和机理问题;表面化学围绕Laplace方程、kelvin公式等五大方程，讲述的是四个现象一个物质;胶体化学围绕胶体的性质来展开等等。理清脉络后，学生就能对知识有个总体的把握，学习起来就不会感到无所适从。
4公式的记忆方法要得当
物理化学中公式特别多，而且公式的限制条件也多，这让学生记起来很吃力，也是学生感到课程难学，产生厌学的一大原因。多教学生一些记忆的方法将有助于增加学生学习物化的兴趣。
5重视物理化学实验
物理化学实验是对学生所学的有关基础理论的验证，也是对物理化学的基本概念、基本原理的理解和掌握程度的一个检验，能够增强学生解决实际化学问题的能力。由于在整个实验过程中学生是主体，要自己动手操作，因此很好地锻炼了其动手能力。药学类专业学生的物理化学实验共开设12－16个，实验内容体现了药学专业的特色。比如，凝固点降低法测定氯化钠注射液的渗透压;经典恒温法预测药物的有效期(一级反应－硫酸链霉素水解常数的测定);电导法测定十二烷基硫酸钠的临界胶束浓度;最大泡压法测溶液的表面张力(药品为正丁醇)。这些实验都是紧密围绕后续课程而设置的，大大增强了学生学习物理化学的兴趣。另外，针对课时较多的专业还开设了综合设计性实验，学生根据自己的兴趣查阅相关的文献，自己给出实验原理，并设计实验过程，自己动手进行药品配制、仪器操作、结果讨论，教师对整个过程加以指导。综合设计性实验的开设不仅锻炼学生查阅文献能力、动手能力、写作能力，同时也提高了科研思维能力，为以后的科研工作打下良好的基础。多年的实践表明综合设计性实验极大地激发了学生学习物理化学的兴趣。
6改进教学手段
胶体化学的应用范文第2篇
关键词：基础化学；非化学专业；专业特色
目前，我国的高等教育也逐渐从原来单一的知识传授模式向现在的全方面人才培养模式转变，这种人才培养模式的转变使得化学课的性质也发生了转变[1]。因此，高校教师在进行非化学专业基础化学教学时，就必须对教学方法进行改革。
一、河北农业大学渤海校区基础化学教学存在的问题
河北农业大学（以下简称“我校”）渤海校区在食品类、海洋科学类和水产养殖类专业中开设了基础化学课。目前，基础化学教学存在很多问题，如课程内容较多，而课时安排相对较少；再如，面对不同的开课专业，该类课程的教材、课程大纲、考核标准均相同，这种“一刀切”的教学方式，忽略了不同专业对化学基础知识的不同需求，无法根据学生的专业特色完成基础课与专业课的衔接[2]。
二、非化学专业基础化学的教学策略
（一）针对专业特点选择教学内容
从各个专业的培养目标及培养方案来看，不同专业的学生对基础化学知识的需求及应用存在明显差异。食品类专业其培养方案中涉及到的化学课程包含仪器分析化学、生物化学和物理化学与胶体化学，而基础化学课程中所涉及到的化学知识是食品类专业学生学习化学课程的基础。海洋类专业其培养方案中涉及到的化学知识包括化工原理、仪器分析、化工热力学以及海洋化工技术，而基础化学课程中分析化学是仪器分析化学的基础课程，无机化学中化学热力学部分、化学动力学部分以及四大化学平衡等内容是学习化工原理以及化工热力学的先行知识。相对来说，该类专业的学生对有机化学知识的需求较少。养殖类专业对化学知识的需求侧重于化学物质的分析及生化分析，其培养方案中涉及到的后续化学课程主要包含动物生物化学、水产动物药学与药理，该类课程的开展需要学生以部分有机化学的内容为基础知识。根据不同专业对知识的需求及使用情况，可以将授课内容分为三个层次。第一层次为全书详细讲解层次，其适用对象主要是食品类专业的学生，该类学生对基础化学知识的需求程度较高，化学知识在后续课程的应用面积较广。因此，可对基础化学三门课程中的知识点进行全书讲解；第二层次为部分讲解和部分自学层次，该层次的适用对象主要是海洋科学类专业的学生，该类学生对基础化学知识有一定的需求，但其联系又不是十分紧密，对知识的把握重在理解，而非以此为基础的应用；第三层次为侧重讲解和广泛性自学层次，该层次的适用对象主要是水产养殖类专业的学生，该类专业的学生对有机化学的内容需求较大，而其他化学内容则仅限于简单的了解。因此，该层次的授课则侧重于有机化学的讲解与学习。
（二）授课模式的改革
教师应根据各类别学生的专业特色及实际情况，逐渐转变传统课堂讲授模式，将理论知识和专业需求及实践情况相结合。此外，该类教学活动的授课对象均是非化学专业的学生，这类学生的化学基础知识十分薄弱，所接触到的化学知识也相对较少。因此，教师在授课过程中可以此为切入点，从生活实际出发，以知识理论联系生活实际为基础开展教学活动，在讲授基础知识的同时，调动学生的学习积极性。
（三）考核方式的改革
对不同层次的学生采取不同的教学内容进行教学活动，势必要根据不同专业学生的学习能力、学习需求、学习内容要求等合理设置考试方式，可以采取课堂作业、实践情况及试卷考试按一定比重结合的方式给出学生的最终成绩[3]。由于学生的教学层次不同，各类成绩在总成绩中所占的比重也应不同，如对于基础知识和应用知识要求较多的专业，应增大试卷成绩在总成绩的比重；而对于侧重知识理解的专业，则应增加实践及课堂作业在总成绩中的比重。
三、结语
采取分类针对性教学，能够结合我校的现状实际考虑不同专业学生对化学基础知识的需求，能够做到因材施教，因专业而教，与学生的发展及人才培养的需求相适应。
参考文献：
[1]何娉婷.浅谈非化学类大学化学教学与大学生综合素质的培养[J].时代教育,2009(2):122-123.
[2]陆时洪.大类招生下非化学专业《分析化学》课程分类教学模式探索[J].西南师范大学学报,2012,37(3):151-156.
胶体化学的应用范文第3篇
[关键词]物理化学；教学方法
在这几年的物理化学的教学中，通过本身的了解以及多方的查询资料。深知物理化学是药学类专业的必修课程,其理论在药学中得到广泛的应用,是一门重要的药学类基础课程，并且对于其他的自然科学理论课程中而言，物理化学课程居于承上启下的枢纽地位。因此，如何运用好的物理化学教学方法，使学生更轻松、全面、系统地掌握物理化学知识，并使学生在掌握知识的同时，引导学生善思、敢想、有创见，是物理化学教学中必须面对和思考的问题。在担任物理化学教学的几年里，鉴于本人自身教学经验及查询资料组织总结了如下一些方法，希望与同行老师们能够相互切磋，在教学中有所帮助。
一、注重学生推理能力的培养
物理化学中概念抽象，对于新学习本课程的学生而言，好多的概念不好记，也容易混淆，后期授课过程容易出现学生跟不上趟而厌学的现象。除此，物理化学中公式繁多，每个公式都是由物理化学的基本原理、基本概念和基本假设出发，通过逻辑推理，可以得到物理化学的有关理论和数学的表达式得到的，所以都有严格的适用条件。学生往往是理解记住了公式，却忽视了其适用条件。所以，必须经过学生自己的反复推导才能熟练应用。如在推导热力学基本函数关系式时，只要记住最基本的关系式：dU=TdS-PdV，知道H，F，G的定义，就可以逐步推出其他三个热力学基本关系式：dH=TdS+VdP；dF=-SdT-PdV；dG=-SdT+VdP；比如通过焦耳实验确定热力学能是温度的函数U=f（T），可以接下来让学生尝试自己去推理焓、热容等与温度的关系，只有亲自推理印象才会更深。当然，在授课过程中，还可结合学生实际情况--制药专业方向，有关一些繁冗的公式推导过程在教学中可以大胆地舍去，只需强调其适用条件，这样既减轻了学生的负担，又更加突出物理化学在实际生产中的作用。
二、联系与实际相结合
物理化学是理论性很强的一门学科，只有理论联系实际，才能让学生感觉到自己所学的东西具有实际意义，那些看似无用的理论推导和公式不单单是一些符号和字母，其中很多的理论知识不仅与大家熟悉的生产生活有关而，更是可以解决实际问题的工具。通过例证将理论与实际相联系，解释实际现象和问题，一方面可以增加学生对物理化学课程的学习兴趣，另一方面也可以提高学生的理论联系实践的能力。例如在讲自发过程和非自发过程时：水总是自发地从高处流向低处，气体总是自发地从压力高的地方向压力低的地方流动等等，而他们的相反过程虽然可以发生，但都是需要外力做功来完成的。在此处可以启发学生去发现并尝试解释生活中的自发现象，最终得出自发过程的共同特征是--不可逆性；在讲化学热力学和化学动力学的知识时，通常可以研究人体能量代谢与代谢速率为例子引入问题和进行推理，同时介绍与之相关的药物稳定性预测、药物的生产过程等；如讲真实气体临界状态时，我们给学生提出临界点是物质非常重要的特性，它导致了一种新兴技术的发展，即超临界萃取技术；讲述渗透压概念时，可以将其与医院常见的打吊针相联系；讲述渗透原理时，我们可以向学生介绍反渗透的应用包括海水淡化、环境中污水处理等；讲述界面现象时，对描述弯曲液面饱和蒸汽压的开尔文公式的定性定量讨论，可以解释人工降雨原理，喷雾；讲相平衡时,学生可以明白炼油厂中的精馏塔如何利用相平衡原理来实现组分的分离；讲述界面现象时,对描述弯曲液面饱和蒸汽压的开尔文公式的定性定量讨论， 可以解释人工降雨原理,喷雾干燥工艺原理，液滴蒸发现象；讲胶体化学时，学生可以从胶体化学的角度讨论黄河三角洲形成的原因，解释卤水点豆腐；讲化学动力学时，可以问生病吃药时，为何不同的药一天吃的次数不同? 在高山和山脚下煮鸡蛋为什么所需时间不同? 引这种理论与应用的结合，可激发学生的学习兴趣，引起学生探求知识的欲望。再次，教学过程中适当地介绍现代科技成果、前沿发展动态、重大发现、科研课题，不但可开阔学生的视野，丰富教内容，更重要的是可激发学生 的求知欲望、培养学生的创新精神。最后，物理化学教学中还应注意培养学生的归纳和演绎、分析和综合，具体和抽象等辩证思维方法。
三、将教学与科研相结合
教学与科研的关系是高等学校发展过程中一个永恒的话题，高校教师通过科研，在教学过程中适当地介绍现代科技成果、前沿发展动态、重大发现、科研课题；通过科研，不断更新自己的知识结构，从而可以不断地完善教材，充实教学内容，并进行教学改革; 在教学上就会得心应手，所讲授的课程内容也会更加生动、翔实，会更加注重理论与实际的有机结合，学生的学习效果会得到相应的提高。同时，不但可开阔学生的视野，丰富教学内容，更重要的是可激发学生 的求知欲望、培养学生的创新精神，尤其是在实践中融入自己的科研方面的内容，会使得课堂内容充实而丰富，这样教师既容易讲，学生也愿意听，更易于接受。
四、适当运用辅助工具
现代的教学方法已经逐步深入教学，尤其多媒体已经普及化。把多媒体引进课堂，许多教学内容形象化，能大大增加课堂信息量、提高教学效率，成为解决当前学时不足矛盾的重要手段。比如在讲解相平衡的知识时，利用水的气液平衡动态效果来演示相变的过程，就显得直观、形象。授课过程中要多了解学生理解、记录隋况，多收集学生对教学效果的意见，适时做出调整。同时，在实验教学方面也可以尝试用多媒体，我们学校已经进行了初步的试验，学生可以自由登陆学院网页进行实验内容的提前预习，总结，效果良好。
总之，教好物理化学课程并非易事，以上只是本人在物理化学教学中的一些体会。对教学方法的认识和探索是永无止境的，我们还在不断研究、探讨和改进，希望在今后的教学过程中，可以取得更好的效果。
[参考文献]：
胶体化学的应用范文第4篇
关键词：施陶丁格；高分子理论；化学史料
文章编号：1005-6629(2011)12-0063-05 中图分类号：G633.8 文献标识码：B
在现代化学史上，20世纪的二十到三十年代是个关键时期，因为它正是现代化学建立的初期。以共价键的提出为契机，现代化学家和部分物理学家开始着手奠定现代化学的理论基础。例如，量子化学和高分子化学两个领域。在量子化学领域，以美国化学家鲍林为代表，展开了对分子结构的准确描述和对化学键本质的探索，这方面的内容在前文中已作介绍。在本文中，将重点陈述和探讨德国化学家施陶丁格，为建立高分子理论而走过的艰难历程，以及他为高分子合成材料的发展所作出的历史性贡献。
1 化学实践召唤创新的高分子理论
施陶丁格(Hermann Staudinger，1881～1965)，德国有机化学家和高分子化学家，出身于沃尔姆斯一个知识分子家庭，父亲是位哲学教授。施陶丁格自幼爱好化学和化学实验，曾就读于达姆施塔特大学、慕尼黑大学，1903年获哈雷大学博士学位。后赴斯特拉斯堡大学深造，1907年任该校讲师，1908年任卡尔斯鲁厄工业学院副教授，1912年任苏黎世工业大学有机化学教授。1926年任弗赖堡大学化学教授，1940年任该大学高分子化学研究所所长，一直工作到1951年退休并任名誉教授终生。
施陶丁格从事高分子化合物研究，为此付出了常人难以想象的心血和代价。其重要原因在于，他所面临的研究对象既是古老的又是新生的，无论是高分子化合物的性质，还是高分子化合物的分子结构以及高分子化合物的改性和合成，都存在着新的实践和旧的理论或新的理论与传统观点之间的冲突。众所周知，高分子化合物自古以来就有之，一般称之谓“天然高分子物质”，它与人类的生活密切相关。例如，作为食物的蛋白质和淀粉，作为织物纤维的棉、毛和丝，作为涂料的天然树脂和油漆等都属于这类物质。不过在古代都是采集来这些物资后直接加以利用，没有什么化学加工，因此还谈不上对高分子物质的化学研究。早先，人们虽然天天在与天然高分子物质打交道，但对它们的本性却一无所知。随着社会生产力和化学技术的发展，从19世纪中叶开始，人们逐步涉及对天然高分子物质的化学改性的实践活动，已使它们更适应于工业、生活中某种需要的性能要求。而正是在这种化学改性的实践过程中，有些化学家开始了对天然高分子物质本性的探求。
1.1天然高分子物质的核心改性
首先应该提到的是橡胶的加工工艺。据记载，哥伦布第二次航海(1493-1496)到达拉丁美洲的海地时，曾发现当地土著人已经开始利用天然橡胶。1735年，法国科学院考察队在南美洲亚马逊河河谷发现野生橡胶树林；1876年，橡胶树中最重要的品种海维亚巴西橡胶被移植到英国，其后又移植到锡兰(现斯里兰卡)，而在今日马来西亚、印度尼西亚、泰国及越南等地得到了大发展。19～20世纪之交，亚洲地区橡胶的出口量已经达到7000多吨。而要将大量天然橡胶变为适合人们所需的橡胶制品，需要一系列的橡胶加工工艺将其改性。
第一步是解决固体生胶的溶解问题。最初是采用添加松节油和乙醚，后改进采用橡胶与硫磺及少量铅粉共煮变成弹性既好，又不发粘，而且坚韧的制品。这便是最早将线型天然橡胶分子用硫磺作交联剂，使其形成网状结构的成功尝试。这种硫化工艺从1885年开始被广泛采用并运用于橡胶轮胎的制造。20世纪初期，这种硫化橡胶工艺获得了进一步发展，其主要表现是硫化促进剂(苯胺)和补强剂(碳黑)的应用，以促进硫化过程的加速和硫化温度的降低。这不仅降低了成本，而且改善了橡胶轮胎的强度和耐磨性，从而提高了生产效率和产品质量。
其次，天然纤维素的化学改性也是一项意义重大的天然高分子加工工艺。主要涉及硝化纤维即“火药棉”的制造和“人造丝”的制作。1846年，瑞士化学家申拜恩(C.F.Schonbein)用硝酸一硫酸混合酸处理纤维素得到了火药棉(含氮量在12.0～13.5％，相当于纤维素三硝酸)。起初火药棉不稳定易爆炸，后经对产品长时间的水煮打浆处理、经干燥得到化学稳定的硝化棉。1868年，有化学家建议把压缩的硝化棉用作高级炸药；1875年，瑞典化学家诺贝尔(A.B.Nobel，1833～1896)发现硝化甘油和火药棉(或硝化棉)混合可以生成一种比较稳定而又具有强大爆炸性的胶状物(含有92％的硝化甘油和8％的火药棉)；它是最强烈的炸药之一，常用于爆破岩石、开山筑路。如果把其中的硝化甘油的比例减少，可以得到慢性炸药，用于作炮弹的发射药，具有重要的军事意义。
关于诺贝尔，值得推荐的是他把一生都献给了科学事业。他的主要化学发明都与炸药有关，每一次化学实验都是在死神的威胁下进行的。为了向大自然索取动力，他宁愿付出血的代价。尤其令人崇敬的是，他把因从事与炸药有关的商业活动而积蓄的财产设立一项专用基金，并立下遗嘱：“将上述财产兑换成现金，然后进行安全可靠的投资，以这份资金成立一个基金会，将基金所产生的利息每年将给在前一年中为人类作出杰出贡献的人。”一一这就是当今学术界最高荣誉诺贝尔奖的由来。
改性后的纤维素(硝酸纤维以及后来兴起的醋酸纤维)更广泛的用途则是制作人造丝。“人造丝”的想法是人们受自然界生物功能的启示而产生的。通常人们对蜘蛛、蚕等昆虫吐丝结网作茧的奇妙自然现象颇感兴趣。作为先行者是一些动物学家详细地研究了吐丝的蝶、蛾类的生理构造，发现它们的体内有许多粘稠的液体，通过它们的小口吐出，遇到空气便会凝结成丝。有些化学家从中也受到某种启迪，试图用人工方法仿制出类似的粘液，然后通过小孔进行抽丝。前面提到的申拜恩，在1846年制得的纤维素硝酸酯溶于有机溶液后，就具有这种类似粘液的性能。1855年，安地玛尔(A Andemars)以桑树枝为纤维原料，将其硝酸酯溶在乙醚一乙醇混合溶液中后，再把所得粘液通过毛细针管挤压到空气中，溶剂蒸发后就凝固成光亮、柔韧的丝，从而获得世界上第一根人造丝(Artificial Silk)。但这种物质极易爆燃，妨碍了它的工业化生产。后经法国技师夏东奈(H.de Chardonnet)革新，把棉花的硝化纤维素用NH4HS脱硝转化成安全脱硝硝化纤维素，再把它溶于酒精一乙醚后抽成人造丝，并于1889年，在巴黎国际博览会上展出，引起轰动，受到人们的赞赏。1891年，
夏东奈在法国贝尚松建厂，日产约50公斤，成为世界上第一家人造丝厂。这项天然纤维素改性的加工工艺的成功，向人们展现了人造丝的光辉前景，并有力推动了这方面的研究。
1.2高分子物质本性的探究
正是在对天然高分子物质进行化学改性的化学实验和生产实践中，化学家们开始了对高分子物质的性质与结构的理论性探究。这种探究长期以来进展缓慢，是跟高分子物质本身的复杂特性有着密切关系，例如，化学家们―直搞不清高分子的分子量究竟是多少；为什么它难于透过半透膜而类似胶体；为什么它没有固定的熔点和沸点且不太容易形成结晶等问题。以当时流行的化学观点来看，这些独特的性质是很难理解的。于是，个别化学家开始尝试一种对高分子物质性质的理论解释。
早在1861年，胶体化学的奠基人、英国化学家格雷阿姆(T.Graham，1805～1869)曾将高分子物质与胶体相比较，认为高分子是由一些小的结晶分子形成的；并从高分子溶液具有胶体的某些性质着眼，提出了所谓“高分子的胶体理论”。该理论在一定程度上解释了某些高分子的特性，得到较多称谓“胶体论者”的化学家们的支持。他们套用胶体化学的理论观念来阐述高分子物质的可能存在的结构，认为：“纤维素是葡萄糖的缔合体”，即认为它是一种小分子的物理集合。19世纪末，随着人们对胶体一系列物理化学特性的发现及展开，一些从事胶体化学研究的物理化学家进一步助推了“高分子胶体论”，并将其引伸为“高分子聚集体论”。该理论认为：胶体是一种物理的凝聚体，而有胶体性质的高分子化合物不仅是一种小分子的物理聚合或缔合；而且它还是由小分子借分子间的范德华力而结合产生的聚集体所组成。该理论强调高分子特性和分子外部作用力的对直与关联。
20世纪初期，当施陶丁格初登高分子化合物研究舞台之际，他所面临的理论境况是：胶体论者或聚合体论者主导着高分子化合物性质与结构研究的局面。对于施陶丁格来说面临着这样的抉择：要么顺应胶体论或聚集体论的潮流去推波助澜；要么努力创新去开拓研究高分子化合物性质与结构的新途径。施陶丁格选择的是后者，因为他崇尚：“研究学术，最重要的是需要具有自由的意志和独立的精神；没有自由思想、没有独立精神，就不可能发现科学真理，亦即不能研究学术理论”。基于长期从事有机合成反应的研究，施陶丁格大胆着手对这种新途径的探究。他从1908年就开始了对人工合成橡胶的研究，发明了“异戊二烯合成法”。1912年到1926年，施陶丁格就任瑞士苏黎世工业大学教授期间，还着重研究了乙烯酮、异戊二烯等不饱和烯烃。他从这些化合物的大量反应中发现和归纳出一个很值得关注的规律性特点，即这类化合物不仅容易与其他物质发生加成反应，而且它们自己还能进行自聚(即自身加成)。这样所生成的物质虽然在化学成分上与原来的单体没有什么不同，但化学性质和物理、机械性能都表现出极大差异。于是他指出：这不是一般的有机合成，而是一种新型的反应，即加成聚合反应；由苯乙烯聚合成聚苯乙烯就是典型的案例。异丁烯、醋酸乙烯酯等单体的聚合反应也产生类似的结果。很多实验表明，高分子物质可以由低分子单体物质经化学键(共价键)重复连接聚合而成。这―重要发现后来就导致高分子理论的诞生。
从20世纪20年代起，施陶丁格在论文中首先使用“Makromolekul”(高分子)这一名词来标记这类聚合物；并不断阐明他的这种观点，强调指出：“这类聚合物的微粒是真正的分子，并不是小分子的物理集合(或缔合)物。而且事实上，休想用别的任何试剂使它变成我们通常所说的那种典型的低分子溶液”。显然，施陶丁格的这种新观点是与当时流行的并占主导地位的“胶体论”或“聚集体论”的观点是相对立的。于是，一场激烈的学术论争已经不可避免。
2 学术论争中诞生的高分子理论
1922年，施陶丁格明确提出了高分子是由长键大分子构成的观点，他把当时作为小分子聚合体的一批有胶体特性的物质(橡胶、纤维素、淀粉、蛋白质等)看成是由成千上万个碳原子通过聚合反应由共价键连接起来的长链状大分子(或高分子)。这种创新的高分子观念动摇了胶体论或聚集体论的基础。同时，由于施陶丁格的高分子理念超越了当时的分子概念，跟传统的观念相抵触而互不相容，故遭到胶体论者或聚集体论者激烈反对。不少持保留态度的学者曾劝阻他：离开大分子(或高分子)这个概念吧!根本不可能有大分子那样的东西存在；有的甚至责难他缺乏足够的实验根据又无法证明所谓的高分子的分子量是多少。
面对种种对高分子理论的非议，施陶丁格没有退缩。他―方面认真地思考反对者的质疑，深入地对高分子概念进行再论证；另―方面设法在理论与实践的结合上去解决高分子物质的分子量的测定问题。此时，关键是要直面责难、大胆宣传正确的理论主张。为此，施陶丁格先后在1924年及1926年召开的德国博物学及医学会议上、1925年召开的德国化学会的会议上多次详细介绍和阐明了自己的高分子理论，跟“胶体论者”或“聚集体论者”展开了面对面的学术辩论。这场持续多年的学术论争，主要围绕三大焦点问题而展开。
2.1橡胶加氢过程实质的研判
胶体论者或聚集体论者认为，天然橡胶等是通过小分子之间的范德华力而缔合起来的；这种缔合归结于异戊二烯的不饱和状态。他们甚至预言：橡胶加氢将会破坏这种缔合，得到的产物将是一种低沸点的小分子(或低分子)烷烃。施陶丁格从理论与实践的结合上加以批驳。他首先研究了天然橡胶的加氢过程，结果得到的是加氢橡胶而不是低分子烷烃；并且加氢橡胶在性质上与天然橡胶几乎没有什么区别。实践结果增强了施陶丁格关于天然橡胶是由长链大分子构成的信念。随后他又将成果推广到多聚甲醛和聚苯乙烯，指出它们的结构同样是由共价键形成的长链状大分子。
2.2高分子溶液的粘度和分子量的关联
施陶丁格认为，测定高分子溶液的粘度可以换算出其分子量，而根据分子量的多少就可以确定它是大分子还是小分子。“胶体论者”或“聚集体论者”则认为，粘度和分子量没有直接的关联。由于当时缺乏必要的实验证明，施陶丁格起初显得比较被动，但他没有就此却步。1927年他提出：通过测定高分子稀溶液的粘度来验证高分子具有惊人巨大的分子量，这在实践中是有规律可循的。经过多年的努力，他终于在粘度和分子量之间建立起了定量关系式，这项工作在1936年导致了著名“施陶丁格粘度公式”的诞生：η=KmM，其中η代表高分子溶液的特性粘度、M为分子量、Km是由高分子的种类、溶剂性质和温度、浓度等因素所决定的常数。当Km为常数时，粘度与分子量之间存在线性关系，从而揭示出了粘度与分子结构间的内在联系。实验可以证明，任何一种高分子溶液的粘度总是与它的长链分子中的链节数(或单体的数目)成比例。
2.3高分子结构中晶胞与其分子的关系
学术论争双方都使用x射线衍射法来测定纤维素结构和拉伸橡胶的数据，均发现单体(小分子)与晶胞大小很接近，但双方对此的看法却截然不同；“胶体论者”或“聚集体论者”认为一个晶胞就是一个分子，晶胞通过晶格力相互缔合形成高分子；施陶丁格则认为，晶胞大小与高分子本身大小无关，一个高分子可以穿过许多晶胞，从一个结晶区通过一个无定形区，然后再进入另一个结晶区。双方对同一实验观测事实有着不同的解释，可见科学的解释有时与科学的实验同样重要。正当双方观点争执不下时，出现了一个转机，那就是在1923～1925年期间，瑞典化学家斯维德贝里(Theodor Svedberg，1884～1971)发明了超速离心机，获得比地球表面的重力加速度大几十万倍的力场，由此可利用沉降速度法测定出蛋白质的分子量在1.2万～200万之间(系指平均分子量)。同时，还创造出电泳和吸附方法，用以分离和提纯胶体和高分子化合物。这一事实，为施陶丁格的高分子聚合物的存在及其理论提供了直接的证明。1926年，斯维德贝里因发明超速离心机并用于研究高分散胶体物质和高分子化合物而荣获诺贝尔化学奖。
以此为转机，学术辩论双方的力量发生了显著的变化。在1928年召开的德国化学会上，除个别人仍持保留态度外大多数有机化学家和物理化学家都放弃了原先持有的“胶体论”或“聚合体论”观点。有两位主要反对者(马克和迈耶)则公开承认错误，同时高度评价了施陶丁格的科学思想、理论与实践以及坚韧不拔的科学精神。令人感动的是，他们还以实际行动具体协助施陶丁格完善与发展高分子理论。有机化学家和物理化学家们开始统一在高分子科学思想理论的旗帜之下。1932年，施陶丁格总结了自己的高分子理论，出版了划时代的名著《高分子有机化合物》，标志了高分子学科的诞生。
3 高分子理论经受住实践的检验
在学术论争中诞生的高分子理论是否是科学真理，最终还得经受实践的检验。实践表明，直至20世纪30年代末，美国化学家卡罗瑟斯(W.H.Carothers，1896～1937)在高分子理论指引下，按照缩聚反应的原理，研制成功了人造尼龙纤维，施陶丁格的高分子理论由此才得到科学界的普遍接受、认可和赏识。那是在1927年，美国伊利诺斯大学和哈佛大学的年轻化学教授卡罗瑟斯接受杜邦公司的邀请，研究高分子物质的合成和结构问题。他先通过二元醇和二元酸进行缩合聚酯反应的研究，对反应物配比严格要求，从而发现了缩合聚合的规律。1930年，他与助手希尔发现乙二醇与癸二酸缩合而得到的聚酯，其熔融物能拉伸成长纤维状的细丝，具有可纺性。而且冷却后仍可拉伸，强度和弹性并随增加担脂肪醇与脂肪酯的缩聚物熔点偏低，而且易水解，所以不适用作纤维使用。于是，他们转而集中精力研究聚酰胺，以二元胺替代二元醇，发现聚酰胺具有聚酯的各种特性，熔点高、耐水性也好。
卡罗瑟斯及其助手以极大的韧性合成了_上百种聚酰胺，最终筛选出由己二胺和己二酸反应生成的聚合物，命名为“Nylon-66”(即尼龙66，两个“6”分别代表二胺和二酸中的碳原子数)，由此奠定了熔体纺丝的生产工艺流程，包括缩聚、熔体纺丝及在室温下的冷拉伸等。尼龙66的生产规模发展很快，当时的杜邦公司曾用“我们生产如钢丝一样结实，像蜘蛛网那样纤细的具有美丽光泽的尼龙丝”的广告吸引顾客，加上可观的商业利润和市场需求的刺激，各国开始陆续建厂投产。以高分子化学工艺为基础的人工合成纤维材料开始走向世界。
正是高分子理论的建立，人造尼龙纤维的试制成功和大分子量测定方法的完善(渗透压法及光散射法相继成为有效的测定高分子物质分子量的手段)使高分子化学成为发展最迅速、应用最广泛的新兴学科之一。施陶丁格本人由于在这方面做出的开创性贡献而荣获1953年诺贝尔化学奖。
施陶丁格在高分子领域研究取得成功以后，开始按照早年的设想，将研究的重点逐步转向生物学领域。不过从实质上看，只是拓展了高分子的研究范围。事实上，他当初选择高分子这―课题时，就曾考虑到他与植物学的密切关系。早在1926年，他就曾预言大分子(或高分子)化合物在有生命的有机体中，特别是蛋白质之类的化合物中起着重要作用。于是一旦时机成熟，他顺理成章地将大分子(或高分子)概念引入生物学，积极倡导分子生物学的建立。他和妻子、植物生理学家玛格达-福特合作研究高分子和植物生理学的关系，在科学探索的道路上开始了新的征程。
要证明大分子(或高分子)同样存在于动植物等有生命的生物体内，施陶丁格夫妇俩认为最好能找到除了粘度法以外的其他方法，以证明高分子确实存在及其具体存在的方式。经过两年多的努力，他们利用电子显微镜等现代观测手段，终于用事实证明了生物体内存在着大分子(或高分子)即糖、脂、蛋白质和核酸及其衍生物等生物大分子。可是这项有重要意义的工作因希特勒法西斯的上台和第二次世界大战的爆发而被迫中断，施陶丁格所在的研究所毁于战火。第二次世界大战一结束，施陶丁格立即恢复了_一度中断的关于生物有机体中大分子的研究。1947年，他的新著《高分子化学和生物学》出版。在该著作中，施陶丁格尝试性地描绘了分子生物学的概貌，为分子生物学这一前沿学科的建立与发展打下了必要基础。此外他还关注着高分子化学的进展，为了配合高分子学科的继续发展，1947年起，他还主持编辑了《高分子化学》这一专业杂志。1961年，发行了新版《高分子有机化合物：橡胶和纤维素》。
总之，以20世纪30年代施陶丁格建立起现代高分子学说为开端，新的合成高分子化合物被不断地开发出来，尤其是20世纪50年代以后，伴随着石油化工的发展，高分子化学工业日新月异，发展迅猛。如今，塑料、合成纤维、合成橡胶、涂料及胶粘剂等高分子材料在日常生活中的应用已无所不在，同时也遍及所有工业部门和科技领域。随着高分子化学工业的高速发展，新颖的高分子材料给传统的材料结构带来了深刻变化。这就要求人们继续深化它们的结构与性能特征以及所涉及的基本理论，并探索高分子新的制法及其加工工艺。这样一门以有机化学、物理化学、生物化学、分子物理学等为基础的新科学一一“高分子科学”就应运而生。
迄今为止，高分子科学已成为一门相当完整、相对独立的基础科学分支。从施陶丁格的“高分子化学”到如今的“高分子科学”，人们对高分子化合物及其合成的研究又完成了一次认识上和实践上的飞跃。抚今追昔，人们不禁深深怀念施陶丁格的创新精神和杰出贡献。可以期望，施陶丁格和他的“高分子”理念将久远地共存于人们的心中。
参考文献：
胶体化学的应用范文第5篇
一、与学科特色相结合，优化学生的知识结构
因材施教，了解教学对象，明确教学目标是成功进行物理化学教学的前提和保证。非化学学院由于课时限制以及培养目标的不同，决定了不能简单地将化学专业的物理化学课程内容照搬到非化学专业，不同学院之间也不能简单一刀切。相对化学专业，我们有必要减少非化学专业物理化学理论性，强调课程的实用性。为此，首先必须精简复杂的理论推导，其次结合这些非化学专业的学科特色。调查研究相关学院的学科设置与化学基础以及化学支撑的要求非常必要。通过和学院负责人座谈，了解今后化学需求及化学应用侧重点，为此我们还主动将物理化学融合到药学学科建设中去，通过学科成员之间定期的交流，首先改善了教师自身的知识结构，教师基础理论得到强化，使得教师在讲授物理化学课时更有针对性。在此基础上我们修订了教学大纲，一方面对物理化学课程的讲授重点进行相应的调整，将与环境科学、医学、药学和生命科学紧密相关的热力学诸定律、化学平衡、相平衡、电化学、动力学、表面和胶体等部分作为讲授重点;另一方面，要根据学科的特色以及其与环境科学、医学、药学和生命科学的联系，对教学内容进行必要的拓展和延伸，使教学目标符合人才培养要求。其次化学基础学科内部优化也很重要，在学习物理化学时，学生已经学习了无机化学、有机化学、分析化学等课程，这些课程中的某些内容确实是和物理化学存在某种程度的重叠，只是系统性和深度不及物理化学，如能够在学科体系内，协调优化各类化学课程的教学内容，则可以避免重复讲授的状况，不致浪费本已削减的教学课时。由于物理化学是化学中的理论化学，因此在保证课程本身内容的连贯及衔接来对相关课程的教学内容重新整合，优化内容体系。
二、与生活实践相结合，加强趣味教学让学生主动思考
尽管物理化学枯燥、抽象，但物理化学主要是为了解决生产实际和科学实验中向化学提出的理论问题，揭示化学变化的本质而逐步发展起来的科学。可以说物理化学发展在很大程度上见证了近代科技的发展，如热力学三大定律就与工业革命有着紧密联系，所以物理化学与我们生活息息相关，我们应该充分利用这一优势，让物理化学教学与生活实践相结合。比如电化学中各式各样的电池，电池电量的确定与能斯特方程紧密结合，界面现象，防水材料，荷花效应，传输管道疏水或疏油处理，表面活性剂的增溶，相平衡中盐除冰，胶体大分子章节中，蓝天白云、晨曦晚霞无不是日常生活中的常见现象。以日常生活问题为切入点，可以让学生产生知识就在身边的感觉，激发学生的学习兴趣，引导学生思考。在完成理论教学之后，我们可以根据专业特点，把物理化学知识从和专业的联系上进行展开，同样是相平衡章节，材料化学中无机材料或金属材料就和药学院不一样。这就需要教师钻研教材，了解学科，因材施教。另外一方面，物理化学是化学的灵魂，物理化学理论知识为无机、有机与分析提供了理论指导。如蒸汽压与温度关系就与有机中减压蒸馏、水蒸气蒸馏紧密相关，分析中陈化在界面现象中过饱和溶液这一亚稳态得到理论说明，我们在学习物理化学知识巧妙的联系以前学过的化学知识，会让学生觉得恍然大悟，兴趣倍增。物理化学很多章节不仅与日常生活社会实践相联系，而且与传统文化紧密联系，如化学平衡移动中勒夏特列原理与老子《道德经》中补不足而损有余非常吻合。把单一的学科和社会生活、传统文化联系起来，不仅增强了学生兴趣，而且增强了学生对知识的理解，能取到良好的效果。总之，物理化学的特点注定了只要我们教师挖掘教材潜力就可以深入浅出，化枯燥为兴趣，化抽象为形象。
三、多种教学方法相结合，引导学生积极思考
物理化学是一门理论化学，解决实验向化学提出的理论问题，决定了物理化学知识具有层次性。实际问题包括日常生活问题很实在的问题，理论问题比较抽象，而工业生产实践则处于两者之间，如果我们能引导学生进行积极思考，由浅入深、举一反三必将取得良好的教学效果，为了达成这一目的，我们多种教学方法相结合，发挥学生的主体作用。
1.课堂讨论式教学方法。
讨论式交流是启发式教学的典型代表，注重培养学生自己思考分析的能力。在物理化学中，有很多理论模型，例如理想气体、可逆过程等，虽然不存在但有很重要的意义。通过讨论看有没有更好的模型，现有模型的意义和优缺点。这种方式不仅培养了学生自我学习知识的能力，同时还锻炼了学生主动发言的能力。在讨论结束后，教师再在讨论基础上归纳总结，对于他们没有提到的意义和特点进行补充。
2.案例教学方法。
在教学实践中，案例教学方法实际上已经被广泛使用，案例教学法最重要的是先找到合适的案例，对一些知识进行归纳总结。如热力学第二定律是探讨方向的定律，我们可以介绍人类把石墨变成金刚石，即点石成金的历史。围绕1954年通用公司条件探讨该反应298K标况下能否进行，继而可得必要条件，每步都是问题，每步都在思考，让学生在思考中巩固所学知识。
3.课题项目导向法。
课题项目导向法是让学生完成指定的工作项目，在教师指导下学生自己完成信息收集、方案设计、过程实施及最终评价，从而获得学习成果的一种教学方法。这方面的探索我们目前主要集中在实验教学上。我们在不改变教学内容的前提下，改变教学模式，把传统实验改造成设计性、研究性实验。课题通知下达后，学生进行合作与交流，查阅文献，制订工作计划，并在教师指导下进行完善，最后确定工作方案，完成相应的实验。在教师确认原始记录后，学生通过计算机处理数据，完成实验报告。教学模式的改变让学生必须思考实验中的理论实践问题，自己理论联系实际，分析解决问题。
四、与多媒体辅助手段相结合，提高教学效率
胶体化学的应用范文第6篇
关键词：物理化学 教学改革
物理化学是以物理学的原理和技术研究化学问题的学科，是化工类各专业中最重要的的四大基础课程之一[1]。它在数学、物理学及无机化学、有机化学、分析化学的基础上，进一步系统阐述化学的理论，为后续的专业课程学习、知识应用和科学研究提供更全面、更直接的基础，是链接基础学科和应用学科、科学研究的桥梁。[1]
由于该课程内容逻辑性强、概念抽象难懂、公式较多，导致学生常常不易理解接受，难以学好。加上我校学生多来自西部民族地区，原有理论基础较为薄弱，因此结合我校实际情况，对物理化学课程的教学思想、教学方法等进行了一系列的实践与探索。
1 重新设计教学方案，体现分层教学思想
我校化工学院和生命科学与工程学院均开设物理化学课程，共涉及7个专业，在教学方案设计上，分为3个层次：第一层次为化学工程与工艺专业、高分子材料与工程专业、应用化学专业；第二层次为环境工程专业，制药工程专业；第三层次为食品工程专业，生物工程专业。针对不同专业的培养方案和要求，在实际教学中需要在各个层次上体现出教学学时，教学目的，教学内容上的差别，通过设计教学的各个环节使各专业学生达到专业培养方案中所提到的要求，因此我们制定分层次的教学大纲，制定分层次的教学进度表，在教学中除了讲授物理化学基础理论知识之外，还要整理不同专业方向的前沿知识，注重理论联系实际，体现分级教学的思想。[2]
2 大胆探索和尝试，提出3大教学法
以著名教育学家奥苏贝尔的同化理论为依据，结合物理化学课程的自身特点，充分考虑学习者的心里特征，通过教学方法的创新，使学生对知识本身和形成过程产生兴趣，从而达到良好的教学效果。
2.1框架式教学方法
物理化学分为热力学、动力学、电化学、界面化学、胶体化学五大部分，在教学中要让学生掌握每一个部分要解决的核心问题，比如热力学解决能量、方向和限度问题；动力学解决速率和机理问题；电化学解决电解质溶液理论问题，可逆电化学问题和不可逆电化学问题。对物理化学理论知识体系有一个全面的认识。
在具体到每一章每一节的学习，在教学中会把事先准备好的教学提纲材料印发给学生，提纲中包含了章节学习重点、难点；知识结构主线；要预习的内容、进度；讨论的问题；达到的学习要求等信息。
在每一个章节学习结束后，都加一个框架总结的环节，例如在物理化学热力学的教学中，要求学生做到以下几点：
① 掌握热力学中 U H F G S函数间的联系
②掌握五个函数及重要公式间的联系
③掌握重要公式间的联系
④提倡由一个公式出发推导其他公式。
2.2 科学研究辅助式教学法
科研和教学本身就是相辅相成的，以科研来带动教学，激发学生的兴趣， 拓展学生的能力，提升学生的科学素养[2]，在实际教学中我们会安排二类研究性题目，一是学生感兴趣的题目；二是教师的科研题目。从实验题目的选择、实验方案的设计到实验数据的处理， 都由学生独立完成， 这既能让学生在分析问题，解决问题的过程中巩固和提高理论知识，又为学生将来的科学研究打下了良好的基础。通过这种教学方式的实施，取得了良好的教学效果，并多次在学校“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛中取得优异成绩。
2.3 互动式教学法
教学是以学生为中心的双边活动，教师在主持，设计，调整教学的过程中，应该把学生的学习主体地位摆在首位，使学生在学习过程中有着积极的兴趣和饱满的精神状态，积极主动的思考。在实际教学中，我们发现互动式学习是一个很好的教学模式。例如， “ 偏摩尔量”和“化学势” 一节的教学中， 可以采用课堂讨论方式，课前教师给学生拟定如下几个讨论题目： （1）偏摩尔量和摩尔量的区别是什么？为什么在多组分体系热力学中必须要学习偏摩尔量？ （2）从化学势的定义中能够看出化学势是一个表示什么含义的物理量？（3）学完偏摩尔量、化学势和偏摩尔量集合公式，我们能从理论上解决什么问题？在交流互动中，认真听取每一个学生的发言，对独特的见解或新颖的观点， 进行鼓励。在交流互动中，对学生的观点进行归纳和总结[3]，取得了良好教学效果。[3]
3 教学改革的实践效果
物理化学教学改革实施多年，在化工学院和生命科学与工程学院近40个左右的专业班级上实践，取得了良好的教学效果，主要表现为以下几个方面：
1）实现了分级教学，教学内容更加合理。
2）借鉴和吸收先进教育理论，由传统的“老师为中心”的模式转变为“学生为中心”的模式，注重了学生的学习心理。
3）在教学方法上实现转变，由传统的“教师讲学生记记笔记做习题”转变为框架式教学法、科学研究辅助式教学法、互动式教学法相结合。
总之， 物理化学课程作为化工类各专业的一门基础理论课程， 需要我们结合化工类各专业的特点和培养要求，合理选取和不断更新教学内容，大胆尝试教学内容改革；不断学习和借鉴新的教育学，心理学的最新成果和理论，大胆尝试教学方法改革。最终培养出基础知识深厚，创新意识和创新能力强的实用型专业人才。
参考文献：
[1] 苏育志 宋健华关于物理化学课程教学改革的实践和探索[J]广州师院学报.1998（4）.19：14-18.
[2]高盘亮 与时俱进，实现物理化学教学的创新[J]临沂师范学院学报2004（6）.26：76-78.
[3] 赵东江 高师院校物理化学教学的改革与实践[J]吉林省教育学院学报2005（2）.21：54-56.
Research and Exploration on the teaching of physical chemistry curriculum reform in Ethnic Universities and colleges of Engineering Physics
PengCheng1 TianHUA1
（1 Chemical Engineering institute of Northwest University For Nationalities Gansu Lanzhou 730030）
胶体化学的应用范文第7篇
1.接触性药剂的剂型分类
1.1粉剂
我国当前农药制剂中主要剂型之一。粉剂的质量标准主要是原药含量和粉剂的细度，粉剂细度用筛目衡量示，以能通过一定筛目的百分率表示。为了喷洒均匀，目前要求不小于95%通过75微米筛（即200目），不结块，流动性良好。
1.2可湿性粉剂
是用农药原药和惰性填料及一定量的助剂（湿润剂、悬浮稳定剂、分散剂等）按比例充分混匀和粉碎后的细粉。可湿性粉剂应能被水润湿，并均匀悬浮在水中。
1.3乳油
是农药剂型中主要剂型之一，这种药剂加水稀释后变成乳状液，可供喷雾使用。农业生产中使用的多为水包油型，要求乳液中有效成分浓度保持均匀一致，充分发挥药效，避免产生药害。
1.4粒剂
以一定粒度的颗粒为载体，在其上喷布低量液态农药，经载体吸附而成，或将矿土、原药、水混合压制成各种形状使用统称粒剂。我国目前使用的粒剂主要有微囊粒剂、粉粒剂、颗粒剂、大粒剂、水分散粒剂、可分散粒剂等。这些制剂的优点是药效期较长，不易产生药害，对害虫的天敌影响小，使用方便，对施药人员较安全，并能减轻劳动强度。
1.5缓释剂
为利用物理的、化学的手段控制有效成分从介质中缓慢释放的制剂。将农药储存于农药的加工品中，然后又使之有控制地释放出来的过程即缓释化。缓释剂可以提高药剂持效期，降低对作物的药害。微胶囊剂便属于缓释剂的范畴。
1.6超低容量喷雾剂
一般为有效成分含量20%～50%的油剂，也可加少量溶剂，增加对原药的溶解，使用时不需稀释而直接喷洒。采用超低量喷雾器械如电动超低量喷雾器施药，可将农药喷洒成100微米以下细小雾滴。
1.7胶体剂
加水后成为胶体状或类似胶体状悬浊液的块状、粗粉状或黏胶状农药剂型。胶体剂物理状态为固体，加入水中为胶悬液。按胶体化学概念，粒径应为0.01～0.1微米，在液体中方呈现胶态。胶悬液药粒直径一般在1微米以下，为0.001～0.1微米，药液稳定度在99.4%以上。
1.8悬浮剂
是不溶或微溶于水的固体原药借助某些助剂，通过超微粉碎，较均匀分散于水中。有效成分的含量一般为5%～50%。一般粒为1～5微米，平均粒径为3微米左右。
1.9烟剂
农药制剂中的一个重要剂型，烟剂引燃后，有效成分以烟状分散体系悬浮于空气中。
2.接触性药剂常用施用技术
2.1喷雾
喷雾法是将乳油、乳粉、胶悬剂、可溶性粉剂、水剂和可湿性粉剂等农药制剂，兑入一定量的水混合成均匀的乳状液、溶液和悬浮液等，利用喷F器使药液形成微小的雾滴的施药方法。喷雾法常分为高容量喷雾、中容量喷雾、低容量喷雾、很低容量喷雾和超低容量喷雾等几大类。高容量喷雾可用于环境场所的药剂施用；中容量喷雾又称常量喷雾，药液兑水稀释后浓度在1000毫克/公斤以上，雾滴直径为250～400微米；低容量喷雾又称细喷雾或弥雾，药剂兑水稀释浓度在0.8%～3%，雾滴直径为150-250微米。很低容量喷雾药剂以水或油为载体，浓度在3%～10%，雾滴直径在80-150微米。超低容量喷雾又称微量喷雾，以油或水为载体，农药浓度达10%60%，雾滴直径为15～75微米。目前国外工业比较发达的国家，多采用小容量喷雾方法，如多采高浓度、低喷量、细雾粒超低量或低量喷雾。超低量喷雾要求气温30～C以下、相对湿度500/0以上。对于不同的防治对象在选择适当剂型和施药方式后，要针对性地选择相对的药剂，用药后要严格执行国家规定的农药使用安全间隔期，即农产品在最后一次使用农药到收获上市之间的最短时间。
2.2喷粉
喷粉施药法是利用喷粉机械所产生的风力将粉剂吹送到作物和防治对象表面上的一种方法。要求药粉均匀施用，使被喷施农作物体表均匀覆盖一层药粉，轻摸叶片会有轻微药粉沾在手指上为宜。喷粉法的优点是不需要对水，不受水源限制，不易发生药害。缺点是药粉易被风吹失和被雨水冲刷，影响药剂的残效期，降低防治效果，单位耗药量较多，经济性较喷雾差。粉粒能在空中飘扬，故喷粉应在晴天无风无上升气流时进行，清晨和傍晚一般风小，是喷粉的最佳时间。
2.5毒饵
利用有害生物喜食的饵料与农药拌和而成，诱其取食，以达到毒杀目的。主要用于防治为害农作物幼苗并在地面活动的地下害虫，如小地老虎及家鼠等。麦麸、米糠、玉米屑、豆饼、木屑、青草、树叶和新鲜蔬菜等都可用作毒饵。饵料要磨细切碎，炒出焦香味更佳，然后再拌和农药制成毒饵。
2.4烟熏
在密闭的条件下，将烟剂点燃，农药受热气化成烟，在空气中冷却凝聚成微粒，沉降于植物体表面，以杀灭病虫的一种方法。此法适用于防治虫害和病害，但不能用于杂草防治。其特点是能自行扩散到很远距离，沉降缓慢，药粒可沉积在农作物的各个部位。烟熏法主要应用在封闭的小环境中，如仓库、房舍、温室、塑料大棚以及大片森林和果园。烟熏时要注意尽量在封闭环境中使熏烟均匀分布，在相对开放的环境中要注意气流因素的影响。风向风速能影响熏烟的流向和运行速度及广度，烟熏应在风力较小，风向有利于熏烟更多分散于地面或作物表面为好。傍晚和清晨放烟效果较好。
胶体化学的应用范文第8篇
[关键词] 絮凝 形态 水处理
水是生命之源，是人类生活和生产不可或缺的重要物资，也是不可替代的重要自然资源。但随着经济的发展、人口的增长、城市化水平和人们物质文化生活水平的提高，水资源的污染问题日益突出，取自任何水源的水中都含有不同程度的杂质，水问题已经关系到国民经济与人类健康的发展。由于水环境的日益恶化与工农业生产、生活用水需求剧增的矛盾，水质问题成为我国国民经济发展中仅次于人口问题的第二大难题。
现有常规地表水净水工艺为混凝—沉淀—过滤—消毒。混凝工艺是传统水质净化工艺中较为重要的环节，准确控制絮凝剂的投加量是取得良好混凝效果的首要前提。传统混凝工艺的目的是去除水体中的颗粒物与以腐殖酸类为主的色度等。由于需要加药，所以混凝工艺决定着后续流程的运行工况以及最终出水水质和运行成本。而同时水处理中的混凝现象比较复杂，不同种类的混凝剂和不同水质的原水之间混凝机理都有所不同，在实际的水处理中，往往是几种混凝作用并存，因而无法确定当时的混凝机理，另外，混凝效果又受水的温度、pH值、碱度、水中杂质颗粒的性质、混凝剂自身的类型及其混凝效能和水力条件等诸多因素的影响，因而投药量和投药方式应根据这些因素对混凝效果产生的综合影响和变化情况来确定。
在给水处理中，混凝过程可以分解成凝聚和絮凝两个阶段。凝聚指水中憎水胶体的脱稳过程，絮凝指胶体结成絮体的絮凝过程，两者总称为混凝过程。但在实际过程中，混凝的发生是连续运行的，因而无法划分凝聚和絮凝的界限。
混凝的作用机理主要有：电性中和/吸附、吸附架桥、网捕或卷扫等。混凝的过程是一个复杂的物理和化学过程，除了混凝剂的种类、性质、结构和投加量对混凝作用有很大的影响外，温度、pH值、搅拌强度和时间、水中杂质的成分和共存盐类等也会直接影响混凝的效果。
目前，混凝理论发展的很快，并且随着在水处理过程中絮凝法的地位日益提高和我国对饮用水浊度的要求越来越严格，对絮凝过程的研究越来越受到重视。
近几十年来，絮凝技术领域研究在水处理应用方面取得了较大的成果，呈现出十分活跃的发展趋势，并面临着突破性进展的问题，特别是絮凝过程中的一些形态研究尤为突出。在过去的絮凝研究过程中，只是对比絮凝剂的投入和产生的絮凝效果的输出，即使考虑到了微观过程，也只是将其中所有的胶粒抽象为球形，并用胶体化学的理论去加以解释，絮凝形态的研究有助于人们更好的认识絮凝这一过程，从而更好的运用于实际生产。
一、 原水中胶体颗粒的形态
水中胶粒的形状、大小，连同粒径、级配、空间结构以及与此相关的某些化学因素等性质统称为胶粒的形态。在经典的水处理絮凝理论中，天然水中的胶体颗粒通常被简化成均匀对称的球形，但越来越多的研究表明，水中的胶体颗粒有着各种不同的大小、形状及厚薄。
胶粒形状对絮凝过程的影响，主要是因为它们决定了胶体颗粒上作用力的分布而造成的，单个非对称胶粒上作用力分布的不同，也就导致了颗粒间相互作用能的不同。同时非均匀对称胶粒上水化膜随不同部位的变化，也会对絮凝结构产生一定的影响。从理论上分析，胶粒的形态对絮凝的影响主要有以下三个方面：
(1)相互作用力：①静电作用力：由于实际中的胶体颗粒并非都是均匀对称的理想球形，其表面电性的正负、双电层的分布、带电的强弱以及由此而引起的静电作用力都变得更为复杂；②范德华力：包括取向力、诱导力和色散力等三个基本组成部分，其中色散力是普遍存在的，大多数分子间均以色散作用为主，而色散力的大小与分子外形的变形性有很大关系，因此颗粒的不同形态必然影响到范德华力的大小和分布；
(2)碰撞机率：胶粒之间的碰撞机率与颗粒的形态和体系的水力学条件密切相关。球形颗粒间的碰撞几率是各向均等的，而非球形颗粒则不然，而且在一定的流场中可能会出现定向现象；
(3)连接方式：由于颗粒的形态不同，必然导致颗粒与颗粒之间、颗粒与絮凝剂之间相互聚集的连接方式变得更加多样化和复杂化，而这又导致了絮体的结构和性质的不同。
原水在自然静沉中呈现较强的规律性：当浊度较低时，颗粒为自由沉降，余浊率接近于某一固定常数；而当浊度较高时，出现重力絮凝作用，余浊率按照一定的规律骤减。水体中悬浮颗粒物浓度变化对絮凝出水水质有较大影响，且投药浓度较低时影响更大；对于无机类水样，无机药剂处理效果明显优于有机药剂，无机药剂作用机理以压缩双电层为主，有机药剂以吸附架桥为主。
二、絮凝剂形态
絮凝剂的形态主要是指其在水体中的多种原始的和水解条件下的化学形态分布和物理形态结构，以及絮凝剂投加到水中后，进行的一系列的物理化学过程：水解聚合、微界面电中和/吸附、表面络合沉淀等等。 在包含着如此众多反应和作用的混和—凝聚—絮凝—分离的水处理过程中，絮凝产物的形态和结构将随之发生不断地转化。水处理的效果、功能和控制方法与各时刻的形态是紧密相关的，因而絮凝过程的研究和争论始终是围绕着其形态进行的。
絮凝剂主要分为无机盐类絮凝剂、无机高分子絮凝剂、有机高分子絮凝剂和生物絮凝剂。絮凝剂在水中可以通过以下三种方式影响微粒的稳定性：①提供电荷相反的离子而达到压缩双电层厚度并降低 电位的作用；②溶解产生的各种离子与微粒表面发生特性化学作用而达到的电荷中和作用；③由水解金属盐类生成的沉淀物发挥的卷扫网捕作用。
三、絮凝体形态
在水处理工艺中，絮凝的主要目的是让水中分散的细小的颗粒物、胶体物质聚集、凝聚成具有高度孔洞、不规则形貌的聚集体，这一转变过程是絮凝工艺研究的核心，这种聚集体就是絮体。水处理中絮凝工艺的目的是将水体中的污染物以固体颗粒物的形式去除，一旦污染物质形成了固体颗粒物，那么就很容易通过沉淀、气浮等工艺去除，因而，絮体的形态特征决定了整个水处理的效率。
目前认为絮体的结构有原颗粒、原絮粒、絮体和聚集絮体，由原颗粒构成原絮粒，由原絮粒构成絮体，由絮体构成聚集絮体，其中，原颗粒是指水中在絮凝还未开始时原水中含有的颗粒，是组成浊度的颗粒；原絮粒是由少数原颗粒构成，能承受絮凝过程中的最大剪切力，是较密实的结构，同时也是絮体的最基本的结构单元；絮体的结构较松散；聚集絮体则是絮体的松散结合体。
絮凝过程中产生了大量各种大小不一的絮体，形成的絮体粒径大，则絮凝沉降速度快；絮体粒径小，则絮凝沉降速度慢。在絮凝剂的最佳投药量下，这些絮体颗粒呈不规则状，内部构造不连续；当投药量大于或小于最佳投药量的时候，形成的絮体颗粒小一些，呈球状或扁球状。
絮体性状的影响因素有：①pH值的影响：pH值影响了金属絮凝剂的水解速率，决定形成的水解产物的种类、数量和电荷，同时还控制了化学反应的计量，影响颗粒及絮凝剂的表面电性，从而影响了颗粒表面和絮凝剂之间的吸附动力学趋势；②水力条件的影响：良好的水力条件使胶体脱稳并借助颗粒的布朗运动和紊动水流进行凝聚，而后形成大的具有良好沉淀性能的絮体；③水温的影响：无机盐类絮凝剂的水解过程是吸热反应，水温低时，水解比较困难，而同时，水的粘度与水温也有关，水温低，水的粘度大，布朗运动减弱，胶粒间的碰撞概率减小，不利于胶粒的相互絮凝；④药剂及其投加量的影响：在最佳投药量下形成的絮体多密实，而投加量不足则形成的絮体尺寸小、结构松散，投加量过多则会出现再稳定；⑤水中颗粒的成分的影响：水中颗粒级配越单一、越细小越不利于沉降，大小不一的颗粒聚集成的絮体越密实，沉降性能越好。