胶体与大分子溶液(精)

第十四章胶体分散系统和大分子溶液一、选择题1. .以下说法中正确的是：( ) A通过超显微镜能看到胶体粒子的大小和形状；B溶胶和真溶液一样是均相系统；C溶胶能产生丁铎尔效应；D溶胶在热力学和动力学上都是稳定系统。

2.溶胶的基本特性之一是( ) A热力学上和动力学上皆属于稳定系统；B热力学上和动力学上皆属于不稳定系统；C热力学上不稳定而动力学上属于稳定系统；D热力学上稳定而动力学上属于不稳定系统。

3外加直流电场于胶体溶液，向某一电极作定向移动的是：( ) A胶粒；B胶核；C胶团；D紧密层4.区别溶胶与真溶液和悬浮液最简单灵敏的方法是：( ) A乳光计测定粒子浓度； B观察丁铎尔效应；C超显微镜测定粒子大小；D观察ζ电位。

5.工业上为了将不同蛋白质分子分离，通常采用的方法是利用溶胶性质中的: ( ) A电泳；B电渗；C沉降；D扩散。

6.当溶胶中加入大分子化合物时：( ) A一定使溶胶更稳定；B一定使溶胶更容易为电解质所聚沉；C对溶胶稳定性影响视加入量而定；D对溶胶稳定性没有影响。

7.对于Donnan平衡，下列哪种说法是正确的：( ) A膜两边同一电解质的化学位相同；B膜两边带电粒子的总数相同；C膜两边同一电解质的浓度相同；D膜两边的离子强度相同。

8.Donnan平衡产生的本质原因是：( ) A溶液浓度大，大离子迁移速度慢；B小离子浓度大，影响大离子透过半透膜；C大离子不能透过半透膜，且因静电作用使小离子在膜两边的浓度不同；D大离子浓度大，妨碍小离子通过半透膜。

9.对大分子溶液发生盐析的现象，不正确的说法是：( ) A加入大量电解质才能使大分子化合物从溶液中析出；B盐析过程与电解质用量无关；C盐析的机理包括电荷中和和去极化两个方面；D电解质离子的盐析能力与离子价态关系不大。

10.有关胶粒ζ电势的叙述中，下列说法不正确的是：( )A正比于热力学电势φ；B只有当固液相对运动时，才能被测定；C与胶粒的扩散速度无关；D不能利用能斯特公式计算。

第十二章胶体与大分子溶液 6 + 2 学时本章概略地阐明溶胶的制备及其性质，以及大分子溶液的性质。

▲基本要求：1、了解分散体系的基本特性。

2、了解胶体的动力性质、光学性质与电学性质。

3、了解胶体粒子带电原因、胶团结构、双电层结构和电动电动势的概念。

4、了解胶体的稳定性与聚沉作用。

5、了解大分子溶液性质及分子量的测定方法。

7、理解什么是唐南平衡，如何准确地用渗透压法测定大分子物质的相对分子量8、了解大分子溶液的粘度及粘均分子量。

★基本内容：1、胶体的分类、基本特性、溶胶的制备和净化。

2、胶体的动力学性质。

布朗运动与扩散、沉降与沉降平衡。

3、胶体的光学性质：丁铎尔效应、瑞利公式。

*乳光的偏振性、*光散射测分子量4、胶体的电学性质电泳和电渗现象、胶粒带电原因、胶团结构、双电层结构和电动电势。

5、胶体的稳定性和聚沉作用：胶体的稳定性、影响聚沉作用的一些因素、电解质聚沉能力的规律、胶体稳定性的DLVO理论。

6、大分子溶液特征：7、大分子溶液渗透压与唐南平衡。

8、大分子溶液几种粘度及粘均分子量测量。

9、盐析与胶凝。

★重点：溶胶的定义与基本性质，溶胶的制备与胶团结构式表示，溶胶的动力学性质，溶胶的光学性质，胶粒的双电层结构， ζ电势与电动现象，胶体的稳定性与聚沉规律，大分子溶液的特性，大分子溶液渗透压和唐南平衡及其计算，。

★难点：溶胶与大分子溶液的特性与区别，溶胶的光学性质及自然现象解释，胶团的双电层结构，电动现象与ζ电势计算，胶团稳定的DLVO 理论，唐南平衡的计算。

★ 主要公式及其适用条件1． 胶体系统及其特点胶体：分散相粒子在某方向上的线度在1～100 nm 范围的高分散系统称为胶体。

对于由金属及难溶于水的卤化物、硫化物或氢氧化物等在水中形成胶体称憎液溶胶（简称为胶体）。

憎液溶胶的粒子均是由数目众多的分子构成，存在着很大的相界面，因此憎液溶胶具有高分散性、多相性以及热力学不稳定性的特点。

2． 胶体系统的动力学性质（1） 布朗运动体粒子由于受到分散介质分子的不平衡撞击而不断地作不规则地运动，称此运动为布朗运动。

第十四章 胶体分散系统和大分子溶液【复习题】【1】用As 2O 3与略过量的H 2S 制成的硫化砷 As 2S 3溶胶，试写出其胶团的结构式。

用FeCl 3在热水中水解来制备Fe(OH)3溶胶，试写出Fe(OH)3溶胶的胶团结构。

【解析】 H 2S 是弱酸，考虑它的一级电离，故其胶团结构式为：-+x-23[(As S )m nHS (n-x)H ]xH +Fe(OH)3溶胶的胶团结构式为{[Fe(OH)3]m ·n Fe(OH)2+·(n-x )Cl -}x -·x Cl -。

【2】在以KI 和AgNO 3为原料制备AgI 溶胶时，或者使KI 过量，或者使AgNO 3过量，两种情况所制得的AgI 溶胶的胶团结构有何不同？胶核吸附稳定离子时有何规律？【解析】(AgI)m 胶核在KI 存在时吸附I -离子，当AgI 过量时则吸附Ag ＋，胶核吸附离子的规律为，首先吸附使胶核不易溶解的离子及水化作用较弱的离子。

【3】胶粒发生Brown 运动的本质是什么？这对溶胶的稳定性有何影响？【解析】Brown 运动的本质是质点的热运动，它使溶胶产生扩散、渗透压、沉降核沉降平衡。

【4】Tyndall 效应是由光的什么作用引起的？其强度与入射光波长有什么关系？粒子大小范围落在什么区间内可以观察到Tyndall 效应？为什么危险信号要用红色灯显示？为什么早霞、晚霞的色彩？【解析】Tyndall 效应是由光散射作用形成的。

其强度与入射光强度的关系为：222221242212242n n A V I n n πνλ⎛⎞−=⎜⎟+⎝⎠ A 为入射光的振幅；λ为入射光的波长；ν为单位体积中的粒子数；V 为单个粒子的体积，n 1和n 2为分散相的分散介质的折射率。

可见， Tyndall 效应的强度与入射光的波长的4次方成反比。

在1～100nm 范围内可观察到Tyndall 效应。

危险信号要用红色灯显示的主要原因是红光的波长较长不易散射。

第十三章胶体与大分子溶液练习题一、判断题：1．溶胶在热力学和动力学上都是稳定系统。

2．溶胶与真溶液一样是均相系统。

3．能产生丁达尔效应的分散系统是溶胶。

4．通过超显微镜可以看到胶体粒子的形状和大小。

5．ζ电位的绝对值总是大于热力学电位φ的绝对值.【6．加入电解质可以使胶体稳定，加入电解质也可以使肢体聚沉；二者是矛盾的。

7．晴朗的天空是蓝色，是白色太阳光被大气散射的结果。

8．旋光仪除了用黄光外，也可以用蓝光。

9．大分子溶液与溶胶一样是多相不稳定体系。

10．将大分子电解质NaR的水溶液与纯水用半透膜隔开，达到Donnan平衡后，膜外水的pH值将大于7。

二、单选题：1．雾属于分散体系，其分散介质是：(A) 液体；(B) 气体；(C) 固体；(D) 气体或固体。

、2．将高分子溶液作为胶体体系来研究，因为它：(A) 是多相体系；(B) 热力学不稳定体系；(C) 对电解质很敏感；(D) 粒子大小在胶体范围内。

3．溶胶的基本特性之一是：(A) 热力学上和动力学上皆属于稳定体系；(B) 热力学上和动力学上皆属不稳定体系；(C) 热力学上不稳定而动力学上稳定体系；(D) 热力学上稳定而动力学上不稳定体系。

)4．溶胶与大分子溶液的区别主要在于：(A) 粒子大小不同；(B) 渗透压不同；(C) 丁铎尔效应的强弱不同；(D) 相状态和热力学稳定性不同。

5．大分子溶液和普通小分子非电解质溶液的主要区分是大分子溶液的：(A) 渗透压大；(B) 丁铎尔效应显著；(C) 不能透过半透膜；(D) 对电解质敏感。

6．以下说法中正确的是：&(A) 溶胶在热力学和动力学上都是稳定系统；(B) 溶胶与真溶液一样是均相系统；(C) 能产生丁达尔效应的分散系统是溶胶；(D) 通过超显微镜能看到胶体粒子的形状和大小。

7．对由各种方法制备的溶胶进行半透膜渗析或电渗析的目的是：(A) 除去杂质，提高纯度；(B) 除去小胶粒，提高均匀性；(C) 除去过多的电解质离子，提高稳定性 ； (D) 除去过多的溶剂，提高浓度 。

1. 在碱性溶液中用HCHO还原HAuCl4以制备金溶液，反应可表示为HAuCl4 + 5NaOH NaAuO2 +4NaCl + 3H2O2NaAuO2 +3HCHO +NaOH 2Au + 3HCOONa + 2H2O此处NaAuO2是稳定剂，试写出胶团结构式，并标出校核，胶粒和胶团。

解：胶核（Au）m优先吸附与其有共同组成的AuO2-,因此胶团结构为：6.某金溶液在298K时达沉降平衡，在某一高度时离子的密度为 8.89×108 m-3，再上升0.001m粒子的密度为1.08×108 m-3。

设粒子为球形，已知金的密度ρAu = 1.93× 104 kg · m-3，分散介质水的密度ρ介 = 1× 103 kg · m-3，试求：（1）胶粒的平均半径及平均摩尔质量；（2）使粒子的密度下降一半，需上升的高度。

解：（1）由高度分布公式得到：可得： r=2.26 х 10-8 m（2）设使粒子的浓度下降一半需要上升的高度为x，则：而：两式相除，得到：13 在水中，当所用的电场强度E = 100 V · m -1 时，直径 d=1.0 μm 的石英粒子的运动速度 u = 30 μm · s -1 。

试计算石英-水界面上ζ 电势的数值。

设溶液粘度 η = 0.001 Pa · s ，介电常数 ε =8.89×10-9 C · V -1 · m -1 解： 根据题意，石英粒子为球形，则：15． 在三个烧瓶中同样盛 0.02 dm 3 的 Fe(OH)3 溶胶，分别加入NaC l 、NaSO 4和Na 3PO 4溶液使其聚沉，实验测得至少需要加电解质的数量分别为（1）浓度为 1.0 mol · dm -3 的NaC l 0.021 dm -3 ; （2）浓度为 0.005 mol · dm -3 的Na 2SO 4 0.125 dm -3 ;(3)浓度为 0.0033 mol · dm -3 的Na 3PO 4 0.0074 dm 3 。

第十四章胶体分散系统和大分子溶液[本章要求]：1.了解胶体分散系统的分类，对憎液溶胶的胶粒结构，制备和净化方法等要有一定的掌握。

2.了解憎液溶胶在动力学性质，光学性质，电学性质等方面的特点。

3.了解溶胶在稳定性方面的特点，掌握什么是电动电位以及电解质对溶胶稳定性的影响。

会判断电解质聚沉能力的大小。

4.了解乳状液的种类，乳化剂的作用以及在工业和日常生活中的应用。

5.了解凝胶的分类、形成及注意性质，了解大分子溶液与溶胶的异同点及大分子物质平均摩尔质量的种类和测定方法。

把一种或几种物质分散在另一种物质中构成分散系统，在分散系统中被分散的物质叫做分散相（分散质），分散在其中的物质叫做分散介质。

分散系统分类：（按分散相粒子的大小）1.分子（或离子）分散系统：即真溶液，分散相粒子半径r<10-9m2.胶体分散系统：多分子或离子的集合体，分散相粒子半径为10-9m<r<10-7m，分散相和分散质不是一相的多相体系，具有很高的表面能和比表面，是热力学不稳定系统。

3.粗分散系统：r (10-7.10-5)m§14.1 胶体和胶体的基本特性一.胶体的分类：1.憎液溶胶：（胶体）：由难溶物分散到分散介质中所形成。

分散微粒是很大数目的分子集合体。

该系统具有很大的相界面，很高的表面自由能，很不稳定，极易被破坏而聚沉，且不能恢复原态，是热力学不稳定和不可逆系统。

2.大分子溶液：（亲液溶胶），大分子化合物的溶液，其分子的大小已达到胶体范围，具有胶体的一些特性，但它却是分子分散的真溶液，大分子化合物在适当介质中可自动溶解而形成均相溶液，若设法使它沉淀，当出去沉淀剂，再重新加入溶剂又可自动再分散，是热力学稳定，可逆的系统。

胶体系统按分散相和分散介质的聚沉状态分类，P4.6，表14.2所示。

3.胶体的基本特性：特有的分散程度，不均匀（多相）性，易聚集的不稳定性等。

二.胶团的结构如：利用AgNO3和 KI溶液反应制备AgI溶胶若KI过量：[(AgI)m·nI-·(n-x)K+]x-·xK+若AgNO3过量：[(AgI)m·nAg+·(n-x)NO3]x+·xNO3在溶液中胶粒是独立运动单位，通常所说的溶胶带电是指胶粒而言，整个胶团是电中性的。

物理化学14章_胶体与大分子溶液一、胶体胶体是一种分散体系，其中分散相的粒子大小在1-100nm之间。

这种分散体系具有一些特殊的性质，例如光学、电学和动力学性质，这使得胶体在许多领域都有广泛的应用。

1、胶体的分类胶体可以根据其分散相的不同分为不同类型的胶体，例如：（1）金属胶体：以金属或金属氧化物为分散相的胶体，如Fe(OH)3、TiO2等。

（2）非金属胶体：以非金属氧化物、硅酸盐、磷酸盐等为分散相的胶体，如SiO2、Al2O3、Na2SiO3等。

（3）有机胶体：以高分子化合物为分散相的胶体，如聚合物、蛋白质、淀粉等。

2、胶体的制备制备胶体的方法有多种，例如：（1）溶解法：将物质溶解在适当的溶剂中，通过控制浓度和温度等条件使物质析出形成胶体。

（2）蒸发法：将溶剂蒸发，使溶质析出形成胶体。

（3）化学反应法：通过化学反应生成胶体粒子。

3、胶体的性质胶体具有一些特殊的性质，例如：（1）光学性质：胶体粒子对光线有散射作用，因此胶体具有丁达尔效应。

（2）电学性质：胶体粒子可以带电，因此胶体具有电泳现象。

（3）动力学性质：胶体粒子由于其大小限制，表现出不同于一般粒子的动力学性质，例如扩散速度较慢、沉降速度较慢等。

二、大分子溶液大分子溶液是一种含有高分子化合物的溶液，其中高分子化合物通常具有较大的分子量。

这种溶液具有一些特殊的性质，例如分子量较大、分子链较长、分子间相互作用较强等。

1、大分子溶液的分类大分子溶液可以根据其组成的不同分为不同类型的溶液，例如：（1）合成高分子溶液：由合成高分子化合物组成的溶液。

（2）天然高分子溶液：由天然高分子化合物组成的溶液，如蛋白质、淀粉、纤维素等。

2、大分子溶液的制备制备大分子溶液的方法有多种，例如：（1）溶解法：将大分子化合物溶解在适当的溶剂中，通过控制浓度和温度等条件使其溶解。

（2）化学反应法：通过化学反应合成大分子化合物并将其溶解在适当的溶剂中。

3、大分子溶液的性质大分子溶液具有一些特殊的性质，例如：（1）粘度：大分子溶液通常具有较高的粘度，这是因为大分子链较长，运动较困难。

第十三章胶体分散系统和大分子溶液一、分散相和分散介质分散体系：把一种或几种物质分散在另一种物质中就构成分散体系。

分散相(dispersed phase)：被分散的物质称为分散相。

分散介质 (dispersing medium)：另一种物质称为分散介质。

二、分散体系的分类按分散相粒子的大小，通常有三种分散系统。

1.分子分散系统：分散相与分散介质以分子或离子形式彼此混溶，没有界面，是均匀的单相，分子半径在1 nm 以下。

2.胶体分散系统：分散相粒子的半径在1 ~100 nm之间，目测是均匀的，但实际是多相不均匀系统。

也有的将 1nm ~ 1000 nm之间的粒子归入胶体范畴。

3.粗分散系统：当分散相粒子大于1000 nm，目测是混浊不均匀系统，放置后会沉淀或分层。

§13.1 胶体和胶体的基本特性一、分散体系的分类1、根据胶体系统的性质至少可分为两大类：（1）憎液溶胶：简称溶胶，由难溶物分散在分散介质中所形成，粒子都是由很大数目的分子构成，大小不等。

特点：①系统具有很大的相界面，很高的表面Gibbs自由能，很不稳定，极易被破坏而聚沉。

②聚沉之后往往不能恢复原态，因而是热力学中的不稳定和不可逆系统。

注：本章主要讨论憎液溶胶。

（2）亲液溶胶：大（高）分子化合物的溶液通常属于亲液溶胶。

特点：①它是分子溶液，但其分子的大小已经到达胶体的范围，因此具有胶体的一些特性（例如：扩散慢，不透过半透膜，有Tyndall效应等等）。

②若设法去除大分子溶液的溶剂使它沉淀，重新再加入溶剂后大分子化合物又可以自动再分散，因而它是热力学中稳定、可逆的系统。

2、若根据分散相和分散介质的聚集状态进行分类。

（1）液溶胶：将液体作为分散介质所形成的溶胶。

当分散相为不同状态时，则形成不同的液溶胶：A. 液-固溶胶如油漆，AgI溶胶B. 液-液溶胶如牛奶，石油原油等乳状液C. 液-气溶胶如泡沫(2) 固溶胶:将固体作为分散介质所形成的溶胶。