大學(xué)物理化學(xué)核心教程第二版沈文霞課后參考答案第章

1、第十章 膠體分散系統(tǒng)一基本要求1了解膠體分散系統(tǒng)的特有的分散程度、多相不均勻性和熱力學(xué)不穩(wěn)定性等 三個(gè)主要基本特性。2了解憎液溶膠在動(dòng)力性質(zhì)、光學(xué)性質(zhì)和電學(xué)性質(zhì)等方面的特點(diǎn)，以及如何 應(yīng)用這些特點(diǎn)，對(duì)憎液溶膠膠粒的大小、形狀和的帶電情況等方面進(jìn)行研究。3掌握憎液溶膠在穩(wěn)定性方面的特點(diǎn)，知道外加電解質(zhì)對(duì)憎液溶膠穩(wěn)定性影 響的本質(zhì)，會(huì)判斷電解質(zhì)的聚沉值和聚沉能力的大小。4了解大分子溶液與憎液溶膠的異同點(diǎn)，了解膠體分散系統(tǒng)的平均摩爾質(zhì)量 的多種測(cè)定方法。5了解凝膠的基本性質(zhì)和納米科技的基本內(nèi)容和廣泛的應(yīng)用前景。二把握學(xué)習(xí)要點(diǎn)的建議膠體分散系統(tǒng)以其特有的分散程度、多相不均勻性和熱力學(xué)不穩(wěn)定性這三個(gè) 基

2、本特性，使得與一般的分子分散系統(tǒng)或粗分散系統(tǒng)在性質(zhì)上有很大的不同，主 要表現(xiàn)在：動(dòng)力性質(zhì)、光學(xué)性質(zhì)和電學(xué)性質(zhì)等方面。不能把憎液溶膠的三個(gè)基本 特性與它在動(dòng)力、光學(xué)和電學(xué)方面的性質(zhì)混為一談。了解憎液溶膠的動(dòng)力性質(zhì)、光學(xué)性質(zhì)和電學(xué)性質(zhì)，目的是將它區(qū)別于分子分 散系統(tǒng)和粗分散系統(tǒng)，利用這些性質(zhì)可以對(duì)膠粒的大小、形狀和帶電情況進(jìn)行研 究。大分子溶液與憎液溶膠在組成上完全是兩回事，大分子溶液是分子分散系統(tǒng)，是親液溶膠，僅僅是因?yàn)榇蠓肿尤芤旱姆肿哟笮∨c憎液溶膠膠粒的大小相仿，在 粒度效應(yīng)方面有一點(diǎn)共同之處，才放在一起研究，其實(shí)兩者在光學(xué)性質(zhì)、電學(xué)性 質(zhì)和受外來電解質(zhì)影響方面有很大的區(qū)別。大分子是由小分子單

3、體聚合而成的， 由于聚合的程度不同，所形成分子的大小也不同，所以大分子物質(zhì)的摩爾質(zhì)量只 是一個(gè)平均值，而且隨著摩爾質(zhì)量測(cè)定方法的不同，所得的摩爾質(zhì)量的值也不同。納米科技目前是許多學(xué)科的研究熱點(diǎn)，采用較多的溶液相制備納米材料的的 方法是類似于制備溶膠的方法，學(xué)好膠體分散系統(tǒng)的性質(zhì)，對(duì)納米材料的研究有 很大的幫助。這一章的計(jì)算題不多，主要是掌握憎液溶膠的制備、凈化、各種性質(zhì)以及廣 闊的應(yīng)用前景。三思考題參考答案1憎液溶膠有哪些特征？答：主要有三個(gè)特征：（1）特有的分散程度。膠粒的大小一般在 1100 nm 之間，所以有動(dòng)力穩(wěn)定 性強(qiáng)、不能通過半透膜、擴(kuò)散慢和對(duì)光的散射作用明顯等特點(diǎn)。（2）多相不均

4、勻性。膠團(tuán)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，膠粒是大小不等的超微不均勻質(zhì)點(diǎn)，膠 粒與介質(zhì)之間存在相界面。（3）熱力學(xué)不穩(wěn)定性。由于膠粒小、表面積大、表面能高，所以有自動(dòng)聚結(jié) 以降低表面能的趨勢(shì)。在制備溶膠時(shí)要加適量的穩(wěn)定劑，這樣在膠粒外面就會(huì)形 成帶電的溶劑化層，利用相同電荷相斥的性質(zhì)，保護(hù)膠粒不聚沉。2有穩(wěn)定劑存在時(shí)膠粒優(yōu)先吸附哪種離子？ 答：制備溶膠時(shí)，一般是將略過量的某一反應(yīng)物作為穩(wěn)定劑。膠核優(yōu)先吸附的 是與作為膠核的化合物中相同的那個(gè)離子。 例如，在制備 AgI 溶膠時(shí)， 若用略過量 的 KI 作為穩(wěn)定劑， 則 AgI 膠核優(yōu)先吸附 I 離子，若用略過量的 AgNO 3作為穩(wěn)定劑， 則 AgI 膠核優(yōu)先吸附

5、Ag 離子，利用同離子效應(yīng)保護(hù)膠核不被溶解。若穩(wěn)定劑是另 外的電解質(zhì)，膠核將優(yōu)先吸附使自己不被溶解的離子，或轉(zhuǎn)變成溶解度更小的沉 淀的那種離子。在通常情況下，膠核優(yōu)先吸附水化作用較弱的陰離子，所以自然 界中的天然溶膠如泥漿水、豆?jié){和天然橡膠等，其膠粒都帶負(fù)電。3把人工培育的珍珠長(zhǎng)期收藏在干燥箱內(nèi)，為什么會(huì)失去原有的光澤? 能否再恢復(fù) ?答：珍珠是一種膠體分散系統(tǒng)，其分散相為液體水，分散介質(zhì)為蛋白質(zhì)固體。 珍珠長(zhǎng)期在干燥箱中存放，作為分散相的水在干燥箱中逐漸被蒸發(fā)，膠體分散系 統(tǒng)被破壞，故失去光澤。這種變化是不可逆的，珍珠的光澤不可能再恢復(fù)。通常 在珍珠表面要覆蓋一層保護(hù)膜，保護(hù)水分不被蒸發(fā)，保

6、護(hù)蛋白質(zhì)不因被氧化而發(fā) 黃。4當(dāng)一束會(huì)聚光線通過憎液溶膠時(shí)，站在與入射光線垂直方向的同學(xué)，看到光柱的顏色是淡藍(lán)色；而站在與入射光 180o 方向的同學(xué)看到的是橙紅色，這是為 什么？答：站在與入射光線垂直方向（即側(cè)面）的同學(xué)，看到的是膠粒的散射光。根 據(jù)瑞利公式，入射光的波長(zhǎng)越短，其散射光就越強(qiáng)。所以，藍(lán)色、紫色等短波長(zhǎng) 的光容易被散射，其散射光主要呈淡藍(lán)色。而對(duì)著入射光看的同學(xué)，看到的是經(jīng) 散射后的透射光。在白光中，波長(zhǎng)較短的藍(lán)色、紫色光已大部分被散射掉了，剩 下的透射光中主要是以波長(zhǎng)較長(zhǎng)的黃光和紅光為主，所以看到的透射光是橙紅色5為什么有的煙囪冒出的是黑煙，有的卻是青煙？答：在燃燒不完全時(shí)，

7、煙囪冒出的煙是黑色的，因?yàn)闊熁业牧Ｗ虞^大，屬于粗 分散系統(tǒng)，對(duì)入射光主要發(fā)生光的吸收和反射，人們看到的黑色是從大的煙灰粒子上反射出來的光，這種大的煙灰粒子在空氣中會(huì)很快沉降。當(dāng)燃燒完全時(shí)，從 煙囪冒出的灰粒極小，落到了膠體的粒徑范圍，灰粒的直徑已小于可見光的波長(zhǎng)， 對(duì)入射光主要發(fā)生散射作用。而短波長(zhǎng)的藍(lán)光、紫光的散射作用強(qiáng)，所以散射光 主要呈藍(lán)青色，所以看到的是青煙。實(shí)際上，看到的呈藍(lán)青色的并不是小灰粒的 本身，而是它發(fā)出的散射光所形成的光點(diǎn)，要比小灰粒的本身大好幾倍。6為什么晴天的天空呈藍(lán)色？為什么日出、日落時(shí)的彩霞特別鮮艷？答：太陽(yáng)光是由七色光組成的?？諝庵杏谢覍游⒘：托∷危?dāng)陽(yáng)光照射到

8、地 球上時(shí)，波長(zhǎng)較短的藍(lán)光、紫光容易被空氣中的微粒散射，所以藍(lán)紫色的散射光 較強(qiáng)，人們看到天空呈藍(lán)色，實(shí)際上看到的就是這種散射光。而在日出、日落時(shí)， 太陽(yáng)接近地平線，陽(yáng)光要穿過厚厚的大氣層才能被人們看到，在陽(yáng)光穿越空氣層 時(shí)，其中波長(zhǎng)較短的青色、藍(lán)色和紫色光，幾乎都被大氣層中的微粒散射掉了， 人們看到的是散射后剩余的波長(zhǎng)較長(zhǎng)的透射光，主要以紅色和橙色的光為主，所 以特別絢麗多彩。7為什么表示危險(xiǎn)的信號(hào)燈用紅色？為什么車輛在霧天行駛時(shí)，裝在車尾的 霧燈一般采用黃色？答： 因?yàn)榧t色光的波長(zhǎng)很長(zhǎng)，不容易被散射，能傳得較遠(yuǎn)，可以讓人在很遠(yuǎn) 的地方就能看到危險(xiǎn)的信號(hào)。在霧天，白光中有一部分短波長(zhǎng)的光會(huì)被

9、微小的霧滴散射，使光線變?nèi)酰?可能傳得很遠(yuǎn)，所以用白色燈做霧燈是不合適的。紅色的燈光雖然能傳得很遠(yuǎn)， 但容易與停車信號(hào)混淆。而黃色光的波長(zhǎng)較長(zhǎng)，不容易被散射，所以用黃色燈來 做霧燈比較合適。霧天在高速公路上開車，除了要減速以外，還必須把霧燈打開， 讓黃色的霧燈很遠(yuǎn)就能被后面的駕駛員看見，可以防止汽車追尾相撞。8為什么在做測(cè)定蔗糖水解速率的實(shí)驗(yàn)時(shí)， 所用旋光儀的光源用的是鈉光燈？ 答：因?yàn)樵跍y(cè)定蔗糖水解的速率時(shí)，主要是用旋光儀測(cè)定溶液旋光度的變化， 不希望有其它散射等因素干擾。鈉光燈放出的是波長(zhǎng)單一的、波長(zhǎng)較長(zhǎng)的黃色光， 不容易被散射，光線也比較強(qiáng)，能使實(shí)驗(yàn)測(cè)定更精確。9什么是 電勢(shì)？ 電勢(shì)的

10、正、負(fù)號(hào)是如何決定的？ 電勢(shì)的大小與熱力學(xué) 電勢(shì)有什么差別？ 電勢(shì)與憎液溶膠的穩(wěn)定性有何關(guān)系？答：膠粒表面的電荷分布與電極表面一樣，是雙電層結(jié)構(gòu)。膠粒在移動(dòng)時(shí)會(huì)帶 著它吸附的緊密層和緊密層中離子的水化層一起移動(dòng)，移動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)滑移界 面，這滑移界面與本體溶液之間的電勢(shì)差稱為 電勢(shì)。因?yàn)橹挥性谀z粒移動(dòng)時(shí)才 會(huì)出現(xiàn)滑移界面，所以 電勢(shì)也稱為動(dòng)電電勢(shì)。 電勢(shì)的正、負(fù)號(hào)與膠核首先吸 附的離子符號(hào)相同，即與緊密層所帶電荷的符號(hào)相同。 電勢(shì)總是小于熱力學(xué)電 勢(shì)。 電勢(shì)可以使憎液溶膠具有一定的穩(wěn)定性，因?yàn)槟z粒所帶電荷的符號(hào)相同， 在兩個(gè)膠粒相互接近到一定程度時(shí)，由于同性電荷相斥，會(huì)阻止膠粒凝聚， 電 勢(shì)越

11、大，溶膠就越穩(wěn)定。但是， 電勢(shì)會(huì)受外加電解質(zhì)的影響，隨著電解質(zhì)的加 入， 電勢(shì)變小，直至等于零，這時(shí)憎液溶膠會(huì)發(fā)生聚沉而被破壞。有時(shí)加入過 量的電解質(zhì)，會(huì)使 電勢(shì)改變符號(hào)。10.在一個(gè)U型玻璃管中間，放一個(gè)用 AgCl晶體組成的多孔塞，管中放濃度 為 0.001 mol dm 3 的 KCl 溶液。在多孔塞的兩邊，放與直流電源相接的電極。接通 電源后，管中的介質(zhì)將向哪一極方向移動(dòng)？如果將KCl溶液的濃度增加10倍，則介質(zhì)遷移的速度是變慢了還是變快了？如果管中放的是濃度為 0.001 mol dm 3的AgNO 3 溶液，電滲的方向會(huì)改變嗎？答：當(dāng) AgCl 晶體與介質(zhì)水接觸時(shí)，一旦發(fā)生溶解，由

12、于 Ag 的體積比 Cl 小， 擴(kuò)散速度快，可以遠(yuǎn)離晶體表面，所以 Ag 的溶解量相對(duì)而言要比 Cl 大得多，而 AgCl 晶體又優(yōu)先吸附溶液中的 Cl 離子， 因而多孔塞帶負(fù)電， 則介質(zhì)帶正電。 電滲 時(shí)，帶正電的介質(zhì)會(huì)向負(fù)極移動(dòng)。將 KCl 的濃度增加，會(huì)使晶體多孔塞的 電勢(shì)下降，使電滲速度變慢。當(dāng)用AgNO代替KCl時(shí)，AgCl多孔塞優(yōu)先吸附溶液中的 Ag離子，使多孔塞帶正電，則介質(zhì)帶負(fù)電，電滲的方向與剛才相反。11為什么輸油管和運(yùn)送有機(jī)液體的管道都要接地？答：固體表面通常都會(huì)吸附一些電荷，形成雙電層結(jié)構(gòu)，使得固體表面與擴(kuò)散 層之間形成電勢(shì)差。在用泵輸送石油或其它碳?xì)浠衔飼r(shí)，由于用泵的

13、壓差來迫 使液體流動(dòng)，在流動(dòng)的擴(kuò)散層和管道表面之間會(huì)產(chǎn)生電勢(shì)差，這就是流動(dòng)電勢(shì)。 如果流動(dòng)電勢(shì)很大，就會(huì)產(chǎn)生電火花，以至引發(fā)爆炸。為了防止事故發(fā)生，都要 將這種管道接地或加入有機(jī)電解質(zhì)，增加它的電導(dǎo)，降低流動(dòng)電勢(shì)。12為什么明礬能使渾濁的水很快澄清？答： 明礬是硫酸鉀鋁復(fù)鹽，溶于水后產(chǎn)生 K ， Al 3 等離子。另外， Al3 離子 在水中發(fā)生水解，產(chǎn)生 Al(OH) 3絮狀膠體，這種膠粒帶正電?；鞚岬乃杏写罅繋?負(fù)電的泥沙膠粒，受電解質(zhì) Al3 離子的作用，很快就發(fā)生凝聚，并與帶正電的 Al(OH) 3絮狀膠體相互作用，兩種帶不同電荷的膠體發(fā)生混凝而迅速下沉，所以明 磯能使渾濁的水很快澄

14、清。目前的凈水劑也大多用Al2(SO4)3系列的鹽類。13用電解質(zhì)把豆?jié){點(diǎn)成豆腐，如果有三種電解質(zhì)：NaCl， MgCl 2 和CaSO4 2H2O ，哪種電解質(zhì)的聚沉能力最強(qiáng)？答：點(diǎn)豆腐是用合適的電解質(zhì)溶液（俗稱鹵水）將豆?jié){膠粒凝聚，變成凝膠。 天然的豆?jié){膠粒是帶負(fù)電的，電解質(zhì)中的正離子起主要作用。對(duì)于負(fù)溶膠，顯然NaCI的聚沉能力最弱，Mg2和Ca2的聚沉能力差不多，但由于MgCI 2中Cl是負(fù)一 價(jià)的，而CaSO4 2H2O中SO2是負(fù)二價(jià)的，所以相對(duì)而言，聚沉能力最強(qiáng)的應(yīng)該是 MgCI 2。但由于Mg2加多了會(huì)有苦味，所以目前較多是用CaSO4 2出0 （即生石膏） 的溶液來點(diǎn)豆腐。1

15、4在能見度很低的霧天飛機(jī)急于起飛，地勤人員搬來一個(gè)很大的高音喇叭， 喇叭一開，很長(zhǎng)一段跑道上的霧就消失了，這是為什么？答：這叫高音消霧。聲音是有能量的，喇叭的音波能促使霧粒相互碰撞，使小 水滴凝結(jié)成大水滴而下降，部分更小的水滴獲得能量后會(huì)氣化，所以在音波作用 的較近的范圍內(nèi)，霧會(huì)很快消失。由清華大學(xué)席葆樹教授研制的大喇叭，輸出功率為 20 000 聲瓦。喇叭長(zhǎng) 5 m， 直徑為 2.86 m 。在霧天，這只喇叭朝飛機(jī)跑道上大吼一聲，可以開出 500 m 到 1000 m 的清亮大道。15江河入?？跒槭裁磿?huì)形成三角洲？ 答：這有兩種原因，一是由于上游的水土流失，江水中常常夾帶大量的泥沙， 到入海

16、口時(shí)，河道變寬，水的流速變慢，懸浮的泥沙沉積。另一個(gè)原因是江水中 的泥沙微粒是帶負(fù)電的膠粒，碰到含有大量電解質(zhì)的海水，就會(huì)凝聚下沉，所以， 江水一般是渾濁的，而海水都是澄清的。這樣兩種因素加在一起，由于泥沙不斷 的沉積，就慢慢形成了三角洲四概念題參考答案1在稀的砷酸溶液中，通入H2S(g)以制備硫化砷As2S3溶膠，該溶膠的穩(wěn)定劑是 略 過 量 的 H2S(g) ， 則 所 形 成 膠 團(tuán) 的 結(jié) 構(gòu) 式 是( )(A)(As 2S3)m nH(nx)HS x xHS(B)(As 2S3)m nHS(nx)H x xH+(C)(As 2S3)m nH(nx)HSx xHS(D)(As 2S3)

17、m nHS (nx)H xxH +答：(B)。穩(wěn)定劑H2S(g)溶于水后生成氫硫酸，是弱酸，一般發(fā)生一級(jí)解離,H2S噲? H+ HS ,膠核優(yōu)先吸附HS ,使膠粒帶負(fù)電。而膠團(tuán)是電中性的。2 將FeCb在熱水中水解，制成Fe(OH)3溶膠的反應(yīng)如下：溶液中一部分Fe(OH)3還會(huì)發(fā)生如下的反應(yīng):Fe(OH)3 HClFeOCl 2H2O，F(xiàn)eOCl 噲垐 ? FeO Cl則 Fe(OH)3 溶 膠的 膠 團(tuán) 結(jié) 構(gòu) 式 為)(A) (Fe(OH) 3)m nFeO (n x)Cl x(B) (Fe(OH) 3)m nFeO (n x)Cl x xCl(C) (Fe(OH) 3)m nCl (n

18、 x)FeO x xFeOx(D) (Fe(OH) 3)m nCl (n x)FeO x答：(B) 0 Fe(OH) 3膠核優(yōu)先吸附FeO ,然后有部分Cl進(jìn)入吸附層，形成的膠 粒如 (A) 所示，是帶正電的。而膠團(tuán)是電中性的，所以膠團(tuán)結(jié)構(gòu)式如 (B) 所示3 溶膠的動(dòng)力性質(zhì)是由于粒子的不規(guī)則運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的，在下列各種現(xiàn)象中，不屬于溶膠動(dòng)力性質(zhì)的是()(A) 滲透壓(B) 擴(kuò)散(C) 沉降平衡(D) 電泳答：(D)由于溶膠粒子的不規(guī)則 BroWn運(yùn)動(dòng)，使粒子在分散介質(zhì)中可以擴(kuò)散、與重力達(dá)沉降平衡，在半透膜兩邊產(chǎn)生滲透壓。而電泳屬于溶膠的電學(xué)性質(zhì)，不 屬于溶膠的動(dòng)力性質(zhì)。4 Tyndall 現(xiàn) 象

19、 是 發(fā) 生 了 光 的 什 么 作 用 的 結(jié) 果 ( )(A) 散射(B)反射(C) 折射(D)透射答： (A) 。 由于膠粒半徑遠(yuǎn)小于入射光的波長(zhǎng)，入射光在膠粒上發(fā)生散射現(xiàn) 象，產(chǎn)生一束乳白色的散射光，這就是 Tyndall 現(xiàn)象，是憎液溶膠的特有性質(zhì)。5日 出 和 日 落 時(shí) 太 陽(yáng) 呈 鮮 紅 或 橙 黃 色 的 原 因 是( )(A)藍(lán)光波長(zhǎng)短，透射作用顯著(B)藍(lán)光波長(zhǎng)短，折射作用顯著(C)紅、黃光波長(zhǎng)長(zhǎng)，透射作用顯著(D)紅、黃光波長(zhǎng)長(zhǎng)，散射作用顯著答： (C) 。日出和日落時(shí)太陽(yáng)光透過厚厚的大氣層時(shí)，散射作用顯著的短波長(zhǎng)的光如藍(lán)光、紫光等大部分已被散射，剩下了透射作用顯著的長(zhǎng)

20、波長(zhǎng)的光，如紅 光、黃光等。6在電泳實(shí)驗(yàn)中，觀察到膠粒向陽(yáng)極移動(dòng)，表明( )(A)膠粒帶正電(B)膠粒帶負(fù)電(C)電勢(shì)為正(D)介質(zhì)帶負(fù)電答： (B) 。 由于異性電荷相吸，膠粒總是向帶相反電荷的電極移動(dòng)，所以向 陽(yáng)極移動(dòng)的膠粒帶負(fù)電。7 膠 體 粒 子 的 ( Zeta ) 電 勢(shì) 是 指 ( )(A) 膠粒固體表面與本體溶液之間的電勢(shì)差(B) 雙電層中緊密層與擴(kuò)散層的分界處與本體溶液之間的電勢(shì)差(C) 擴(kuò)散層與本體溶液之間的電勢(shì)差(D) 固體與溶液之間可以相對(duì)移動(dòng)的界面與本體溶液之間的電勢(shì)差答： (D) 。 Zeta 電勢(shì)又稱為動(dòng)電電勢(shì)，只有膠粒在移動(dòng)時(shí)才能顯示出來，是 指固體與溶液之間可

21、滑移的界面與本體溶液之間的電勢(shì)差。8溶膠的電學(xué)性質(zhì)是由膠粒表面帶電而產(chǎn)生的，下列不屬于電學(xué)性質(zhì)的是 ( )(A) 布朗運(yùn)動(dòng) (B) 電泳(C) 電滲 (D) 沉降電勢(shì) 答： (A) 布朗運(yùn)動(dòng)屬于溶膠的動(dòng)力性質(zhì)。9均勻的牛奶是乳狀液，如下哪種方法可以從中沉淀出脂肪和蛋白質(zhì)(A)加入一些酒精(B)將牛奶靜置(C) 過濾(D)加入酸10對(duì)于有略過量的答： (D) 。牛奶是乳脂分散在水中形成的水包油乳狀液，加入酸這種強(qiáng)電解質(zhì) 會(huì)破壞乳狀液，使脂肪和蛋白質(zhì)與水分離。用超離心的方法也可以達(dá)到同樣的目 的。KI 存在的 AgI 溶膠，下列電解質(zhì)中聚沉能力最強(qiáng)的是(A) NaCl (B) K3Fe(CN) 6

22、(D) FeCl(C) MgSO 4答： (D) 。有過量的KI 存在時(shí)， AgI 膠核優(yōu)先吸附碘離子，使膠粒帶負(fù)電。電解質(zhì)所含的正離子的電價(jià)數(shù)越高，其聚沉能力也越強(qiáng)11混合等體積的濃度為0.08 mol dm 3的 KI 溶液和濃度為 0.10 mol dm 3的AgN(O溶液，得到Agl的憎液溶膠。在這溶膠中分別加入濃度相同的MgSO,CaCl2，Na2SO4 ，它 們 聚 沉 能 力 大 小 的 次 序 是( )(A)(B)(C)(D)答：(C)。這里AgN(O略過量，生成的 AgI膠核優(yōu)先吸附銀離子，使膠粒帶正電。所以，陰離子的價(jià)數(shù)越高，其聚沉能力就越強(qiáng)。MgSC與NqSQ雖然陰離子相

23、同，但MgSO中的陽(yáng)離子是正二價(jià)的，比鈉離子的價(jià)數(shù)高，會(huì)減弱硫酸根的聚沉能 力，所以NabSQ的聚沉能力最強(qiáng)。12用滲透壓法測(cè)定大分子化合物的摩爾質(zhì)量，這樣測(cè)得的摩爾質(zhì)量屬于( )(A) 質(zhì)均摩爾質(zhì)量(B)數(shù)均摩爾質(zhì)量(C) Z均摩爾質(zhì)量(D)黏均摩爾質(zhì)量答： (B) 。滲透壓法利用的是稀溶液的依數(shù)性，所以測(cè)得的是數(shù)均摩爾質(zhì)量。 13將大分子電解質(zhì) NaxR 的水溶液用半透膜與純水隔開，大分子電解質(zhì)中的R 不能透過半透膜，其余的小離子和水分子可以。當(dāng)達(dá)到 Donnan 平衡時(shí)，膜外 水的 pH 值將( )(A)大于 7(B)小于 7(C)等于 7(D)不能確定答：(A)。大分子電解質(zhì)中的 R

24、不能透過半透膜，而Na 和 H 可以。為了維持溶液的電中性，有 Na 出來，必有 H 進(jìn)去，使膜外水的PH值升高。14.對(duì)于 Fe(OH) 3水溶膠，NaCI的聚沉值為512.2 mmol dm 3， Na2SO4的聚沉值為 4.31 mmoIdm 3 ，若用 ZnSO4將其聚沉，其聚沉值約為()(A)> 512.2 mmoIdm 3(B)3< 4.31 mmol dm(C)4.31 mmol dm 3(D)略大于 4.31 mmol dm 3答： (D) 。從兩者的聚沉值看出 Fe(OH) 3溶膠帶正電，所以外加電解質(zhì)負(fù)離子 的價(jià)數(shù)越高，聚沉能力就越強(qiáng)，而聚沉值卻就越小。而ZnS

25、O4 雖然與 Na2SO4 負(fù)離子相同，但由于陽(yáng)離子是兩價(jià)的，所以聚沉能力要略弱一點(diǎn)，聚沉值就要略大一 點(diǎn)。15.對(duì)于Agl的水溶膠，如下三種電解質(zhì) AI(NO3)3 , Mg(No 3)2和NaNO3的聚沉值分別為 0.067 mmol dm 3， 2.60 mmol dm 3和 140 mmol dm 3，則 AgI 溶膠的膠粒所()(A)正的(B)負(fù)的(C)不帶電(D)無法判斷答：(B) 0因?yàn)?Al(NO3)3的聚沉值最小，而NaNO3的聚沉值最大，可以看出Al的電荷的聚沉能力最強(qiáng)，所以 AgI 溶膠的膠粒所帶的電荷是負(fù)的。五習(xí)題解析1將FeC3在熱水中水解，制得Fe(OH) 3溶膠后

26、，為什么要用半透膜進(jìn)行滲析？解：FeC3在熱水中水解后，除了得到Fe(OH)3溶膠外，溶液中還含有較多的HCl0 HCl是強(qiáng)電解質(zhì)，對(duì)于 Fe(OH)3溶膠而言，就是外加電解質(zhì)，它會(huì)使溶膠的 雙電層壓縮，？電勢(shì)變小，使制得的 Fe(OH)3溶膠不穩(wěn)定，容易聚沉，所以要用 滲析的方法除去多余的 HCl。檢驗(yàn)滲析是否已經(jīng)完成的方法是，用稀的AgNO溶液檢測(cè)半透膜外面的水，若不出現(xiàn) AgCl 的白色沉淀，表明 Cl 的濃度已很低，則剩 余的HCl就不會(huì)再影響Fe(OH)3溶膠的穩(wěn)定性了。2. 用如下反應(yīng)制備BaSO4溶膠，用略為過量的反應(yīng)物 Ba(CNS) 2作穩(wěn)定劑 請(qǐng)寫出膠核、膠粒和膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)式

27、，并指出膠粒所帶的電性0解：形成的膠核是(BaSO4)m。由于同離子效應(yīng)，膠核優(yōu)先吸附穩(wěn)定劑中的Ba2+， 吸附層中還有 CNS 離子，所以膠粒的結(jié)構(gòu)為，(BaSO 4)m nBa2+ 2(n x)CNS 2x ，膠粒帶正電0膠團(tuán)是電中性的，所以膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)為：3. 對(duì)于AgI的水溶膠，當(dāng)以AgNO為穩(wěn)定劑時(shí)，如果？?電勢(shì)為0,請(qǐng)寫出在 等電點(diǎn)時(shí)膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)式0解：(AgI) m為膠核，膠核優(yōu)先吸附穩(wěn)定劑中的Ag+，由于是在等電態(tài)，NO與Ag+的數(shù)量相等，膠團(tuán)呈電中性，膠團(tuán)結(jié)構(gòu)式示意圖為(AgI)m nAg n NO3 4 .某溶膠中，膠粒的平均半徑為2.1 nm溶膠的黏度為，0.001 Pa S

28、。試計(jì)算(1) 298 K時(shí)，膠體的擴(kuò)散系數(shù) DO(2) 在1 S的時(shí)間里，由于BroWn運(yùn)動(dòng)，粒子沿X軸方向的平均位移x。解 (1)根據(jù)Brown運(yùn)動(dòng)公式和EinStein位移方程計(jì)算時(shí)要注意單位換算，1 Pa 1 Nm2, 1 J 1 N m 。(2) x2Dt 125. 有人在不同的PH條件下，測(cè)定了牛的血清蛋白在水溶液中的電泳速度，結(jié) 果如下：PH4.20 4.56 5.205.656.307.002泳速 /( m/s V) 0.50 0.18 -0.25 -0.65 -0.90 -1.25根據(jù)此實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，確定該血清蛋白等電點(diǎn)的PH范圍。解：該蛋白在PH處于4.56到5.20之間，電泳

29、的方向發(fā)生改變，說明經(jīng)歷了 一個(gè)動(dòng)電電勢(shì)變小、等于零并改變符號(hào)又繼續(xù)增大的過程，所以該蛋白的等電點(diǎn) 在PH等于4.56與5.20 之間。6. 298 K時(shí)，有一球形膠粒的溶膠，膠粒的平均半徑為5.0 10 7m的水溶膠，介質(zhì)的介電常數(shù)8.89 10 9 C V 1 m 1 ,溶膠的黏度 0.001 Pa S。當(dāng)所用的電場(chǎng)強(qiáng)度E 100 V m 1時(shí)，膠粒與溶液之間的動(dòng)電電勢(shì)0.636 V，試計(jì)算膠粒的電泳速率。解：根據(jù)HU Ckel計(jì)算電泳速率的公式7. 在充滿0.001 mol dm3 AgNO 3溶液的U形電滲管中，中間放置一個(gè) AgCl(S)多孔塞，塞中的細(xì)孔中都充滿了溶液。在多孔塞的兩

30、側(cè)分別放置電極，并通 以直流電。通電一段時(shí)間后，在電滲管上方的刻度毛細(xì)管中，液面的變化表示介 質(zhì)向哪個(gè)電極移動(dòng)？如果將管中的溶液換為 0.01 mol dm3的AgNO 3溶液，并保持 直流電的電壓相同， 問介質(zhì)電滲的速度將如何改變 ? 如果用 KCl 溶液來代替 AgNO3 溶液，則電滲的方向有何變化？解：將AgCl (S)多孔塞置于AgNO 3溶液中，由于同離子效應(yīng)，AgCl ( S)優(yōu)先吸附 Ag +，所以 AgCl 多孔塞帶正電，則介質(zhì)溶液帶負(fù)電。在直流電的電場(chǎng)中，介 質(zhì)會(huì)向正極移動(dòng)。當(dāng)AgNO 3溶液的濃度增加，使動(dòng)電電位變小，介質(zhì)的電滲速度會(huì) 減慢。若以 KCl 溶液代替 AgNO

31、 3溶液，由于同離子效應(yīng)，多孔塞優(yōu)先吸附 Cl ，所以 AgCl 多孔塞帶負(fù)電，則介質(zhì)溶液帶正電，電滲的方向剛好相反，會(huì)向負(fù)極移動(dòng)。3-13-18. 由 0.01 dm 0.05 mol kg-的 KCl 和 0.1 dm 0.002 mol kg-的 AgNO 溶液混合，生成 AgCl 溶膠。若使用下列電解質(zhì)： KCl， AlCl 3和 ZnSO4 將溶膠聚沉， 請(qǐng)排出聚沉值由小到大的順序。解： 這兩種溶液混合， KCl 略過量，作為穩(wěn)定劑，所以生成的 AgCl 膠核優(yōu)先 吸附 Cl ，膠粒帶負(fù)電。外加電解質(zhì)中正離子的電價(jià)越高，聚沉能力就越強(qiáng)，而聚 沉值則就越小。所以這些電解質(zhì)的聚沉值由小到

32、大的順序?yàn)椋篈lCl 3< ZnSO4VKCl 。9. 在HsAsO的稀溶液中，通入略過量的 HS氣體，生成AS2S溶膠。若用下列電解質(zhì)將溶膠聚沉：Al(NO3)3 ， MgSO4 和 K 3Fe(C N )6 ，請(qǐng)排出聚沉能力由大到小的 順序。解：用過量的HS氣體作為穩(wěn)定劑，HHS發(fā)生一級(jí)解離，生成HS離子，生成 的AshS3膠核優(yōu)先吸附HS離子，膠粒帶負(fù)電。外加電解質(zhì)中正離子的電價(jià)越高， 聚沉能力越強(qiáng)，所以聚沉能力由大到小的順序?yàn)椋篈l(No3)3> MgSdKBFe(CN)6 010墨汁是一種膠體分散系統(tǒng)，在制作時(shí)，往往要加入一定量的阿拉伯膠(一 種大分子物質(zhì))作穩(wěn)定劑，主要

33、原因是什么？解：墨汁是碳的微粒分散在水中形成的膠體分散系統(tǒng)，它不穩(wěn)定，容易發(fā)生聚 沉0加適量的大分子化合物，大分子吸附在小的碳顆粒周圍，使碳顆粒不易凝聚， 對(duì)溶膠起保護(hù)作用011. 混合等體積的0.08 mol dn- KI和0.1 mol dm3 AgN(O溶液所得的溶膠。(1) 試寫出膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)式0(2) 指明膠粒電泳的方向0(3) 比較MgSO, NaSO和CaCb電解質(zhì)對(duì)溶膠聚沉能力的大小。解：(1)由于AgN(O的濃度大于KI的濃度，所以等體積混合時(shí)，AgN(O過量,生成的 AgI 膠核優(yōu)先吸附 Ag ，使膠粒帶正電0則膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)式為(2) 因?yàn)槟z粒帶正電，電泳時(shí)往負(fù)極方向移動(dòng)0(3

34、) 要使膠粒帶正電的溶膠聚沉，外加電解質(zhì)中負(fù)離子的電價(jià)(絕對(duì)值)越大，聚沉能力也就越強(qiáng)0所以聚沉能力大小的次序?yàn)椋篘a2SO4> MgSO4> CaCl2雖然前兩種電解質(zhì)中負(fù)離子相同，但由于NaSO中正離子是一價(jià)的，聚沉能力要比正離子是二價(jià)的稍大一些012. 在制備二氧化硅溶膠的過程中，存在如下反應(yīng)：( 1 )試寫出二氧化硅膠粒的結(jié)構(gòu)式0( 2)指明膠粒電泳的方向0（3）當(dāng)溶膠中分別加入 NaCl， MgCl2，K3PO4 時(shí)，哪種物質(zhì)的聚沉值最?。拷猓?） H2SiO3（溶膠）的膠核優(yōu)先吸附Si3 ,所以膠粒的結(jié)構(gòu)式為（ 2）因?yàn)槟z粒帶負(fù)電，所以在電泳實(shí)驗(yàn)時(shí)，膠粒向正極移動(dòng)。（

35、3）根據(jù) Schulze-Hardy 規(guī)則,對(duì)于負(fù)溶膠,外加電解質(zhì)的正離子的價(jià)數(shù)越高，對(duì)溶膠的聚沉能力越強(qiáng)。而聚沉值與聚沉能力相反，所以MgCb的聚沉值最小。13 298 K 時(shí)，在半透膜的一側(cè)是 0.1dm-3 水溶液，其中含 0.5 g 某大分子化 合物NaP，設(shè)大分子能完全解離，溶液是理想的。膜的另一側(cè)是濃度為 1.0 × 10-7 mol dm3的NaCl稀溶液。測(cè)得滲透壓為 6 881 Pa。求大分子化合物 N&P的數(shù)均 摩爾質(zhì)量。解： 當(dāng)膜的另一側(cè)的電解質(zhì)濃度極低時(shí)，可以忽略它的影響，近似用van'tHoff 的滲透壓公式計(jì)算：解得14298 K 時(shí)，在半透膜兩邊，一邊放濃度為0.100 mol dm 3的大分子有機(jī)物RCl,設(shè)RCl能全部解離，但氏不能透過半透膜。另一邊放濃度為0.500 mol dm 3的 NaCl。試計(jì)算達(dá)滲透平衡時(shí)，膜兩邊各種離子的濃度和滲透壓。解： 達(dá)滲透平衡時(shí)，有 Cl LNa L Cl RNa R即（0.1 x）x （0.5 x）（0.5 x）解得0.22