第十一章膠體化學

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第十一章膠體化學

一、本章小結(jié)

1．膠體系統(tǒng)及其特點

膠體：分散相粒子在某個方向上的線度在1~100nm范圍的高分散系統(tǒng)稱為膠體。憎液溶膠具有高分散性、多相性、以及熱力學不穩(wěn)定性的特點。2．膠體系統(tǒng)的光學性質(zhì)

丁鐸爾效應：由于膠體粒子大小，小于可見光的波長，而發(fā)生的光的散射之結(jié)果。散射光的強度可由瑞利公式計算：

229π2V2C(n2?n0)(1?cos2?)I0I?42222?l(n?2n0)適用條件：入射光為非偏振光，各粒子散射光之間相互干擾忽略，分散相粒子不導電。

單位體積散射光的強度I⑴與膠體分散相粒子體積的平方成正比；⑵與入射光波長的4次方成反比；⑶分散相與分散介質(zhì)的折射率相差越大，散射光越強；⑷與粒子的數(shù)密度成正比。

3．膠體系統(tǒng)的動力性質(zhì)

(a)布朗運動

(b)擴散菲克第一定律

dndc??DAsdtdxD稱為擴散系數(shù)，單位：m2·s?1

(c)沉降與沉降平衡

ln?C2Mg??(1?0)(h2?h1)——貝林分布定律C1RT?4．膠體系統(tǒng)的電學性質(zhì)

⑴Stern雙電層模型

⑵ζ電勢：滑動面與溶液本體之間的電勢差稱為ζ電勢。ζ電勢的正負取決于膠體所帶電荷的符號，膠體帶正電荷時ζ>0，膠體帶負電荷時ζ0；膠體帶負電荷時ζMgSO4>KCl

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第十一章膠體化學

T7.以等體積的0.08mol·dm?3AgNO3溶液和0.1mol·dm?3KCl溶液制備AgCl溶膠。(1)寫出膠團結(jié)構式，指出電場中膠體粒子的移動方向；

(2)參與電解質(zhì)MgSO4、AlCl3、Na3PO4使上述溶膠發(fā)生聚沉，則電解質(zhì)聚沉能力大小順序是什么？

解：(1){[AgCl]mnCl?·(n?x)K+}x?·xK+，膠粒向正極移動

(2)電解質(zhì)聚沉能力：AlCl3>MgSO4>Na3PO4

T8.某帶正電荷溶膠，KNO3作為沉淀劑時，聚沉值為50×10?3mol·dm?3，若用K2SO4

作沉淀劑，其聚沉值大約為多少?

解：K2SO4的聚沉值大約為50×10?3/26＝0.78×10?3mol·dm?3

T9.在三個燒瓶中分別盛有0.02dm3的Fe(OH)3溶膠，分別參與NaCl、Na2SO4、Na3PO4

溶液使溶膠發(fā)生聚沉，最少需要參與1.00mol·dm?3的NaCl溶液0.021dm3；5.0×10?3mol·dm?3的Na2SO4溶液0.125dm3；3.333×10?3mol·dm?3的Na3PO4溶液0.0074dm3。試計算各電解質(zhì)的聚沉值、聚沉能力之比，并指出膠粒的帶電符號。

解：NaCl的聚沉值為：0.021×1/(0.020＋0.021)＝0.512mol·dm?3Na2SO4的聚沉值為：0.125×5×10?3/(0.125＋0.020)＝4.31×10?3mol·dm?3Na3PO4的聚沉值為：3.333×10?3×0.0074/(0.0074＋0.020)＝0.9×10?3mol·dm?3聚沉能力之比為：

111::?1:120:5695124.310.90Fe(OH)3膠體離子帶正電。

T10.直徑為1?m的石英微塵從高度為1.7m處下降到地面需要多少時間？已知石英密度2.63×103kg·m?3，空氣黏度?＝1.82×10?5Pa·s。

解：石英粒子沉降速度u＝2r2(???0)g/9??

＝2×(5×10?7)2×2.63×103×9.80/(9×1.82×10?5)＝7.87×10?5m·s?1下降到地面需要的時間t＝h/u＝1.7/7.87×10?5s＝21607.8s＝6.002h

T11.如下圖，在27oC時，膜內(nèi)高分子水溶液的濃度為0.1mol·dm?3，膜外NaCl濃度為0.5mol·dm?3，R+代表不能透過膜的高分子正離子，試求平衡后溶液的滲透壓為多少？

R+，Cl?0.1，0.1解：設平衡后膜內(nèi)外的濃度如下圖R+，Cl?，Na+0.1，0.1+x，xRCl的起始濃度為c＝0.1mol·dm?3

則平衡時(0.1+x)x(mol·dm?3)2=(0.5?x)2(mol·dm?3)2解得x＝0.227