第12章 胶体化学

胶体化学考研辅导答案1、胶体的基本特征为（多相性）、（高分散性）、（热力学不稳定性）2、对胶体分散体系，分散相的颗粒大小范围一般为（B）由于各教材不太一样，参考考研学校指定的教材A. 10-7~10-5mB. 10-9~10-7mC. 10-3~10-5mD. 10-1~10-9m3、溶胶与大分子溶液的相同点是（C）A、热力学稳定体系B、热力学不稳定体系C、动力学稳定体系D、动力学不稳定体系4、（B）描述最能说明胶体体系A、不均匀体系B、超微多相体系C、纳米体系D、能产生光反射的体系5、胶体的丁达尔效应是由于分散相粒子对光产生散射作用。

对6、当入射光波长（大于）胶体粒子线度时，则可出现Dyndall效应7、Dyndall现象是胶体粒子对光产生（散射）引起的，入射光波长越短，则此现象越（强）；这是因为短波长的光容易发生（散射）；信号灯常用红灯，因为红色光的波长(长)，不容易（散射)，容易（透射），使人们容易看到信号8、丁达尔效应最强的是（D）A、纯净空气B、蔗糖溶液C、大分子溶液D、金溶胶9、有关溶胶粒子的Brown运动，（B）说法不正确A、其与介质粘度和温度有关B、溶胶体系中只有Brown运动，无分子热运动C、与分子热运动的本质相同D、将导致涨落现象的发生10、当溶胶达到沉降平衡时，体系浓度保持均匀且不随时间改变。

错11、对于电动电势的描述，（B）不正确A 表示胶粒溶剂化层界面到均匀液相内的电势B其绝对值总是大于热力学电势C其值易随外加电解质而变化D当双电层被压缩到与溶剂化层叠合时，其以零为极限E电动电势一般不等于扩散电势12、对Stern双电层模型的描述，正确的是（ABCD）Aφ0的数值主要取决于溶液中与固体呈平衡的离子浓度Bξ电势随溶剂化层中离子的浓度而改变，少量外加电解质对其数值会有显著的影响，可以使其降低，甚至反号C少量外加电解质对φ0并不产生显著影响D利用双电层和ξ电势的概念，可以说明电动现象13、电泳和电渗的主要区别（电泳是固动液不动，电渗是液动固不动）14、电泳是（胶粒）的定向移动，在一定温度下，电泳速率取决于（电势梯度的大小、粒子带电的多少、粒子体积的大小）15、 U 型管有AgCl 的多孔塞，两侧通直流电，分散介质为NaCl, 则液体向_负极移动；分散介质为AgNO3, 则液体向_正_极移动16、胶体系统的电泳现象表明（ B ）A. 分散介质不带电B. 胶体粒子带有大量的电荷C. 胶团带电D. 胶体粒子处于等电状态17、凡溶胶达到了等电状态，说明胶粒（D ）A 带电，不易聚沉B 不带电，很容易聚沉C 不带电，不容易聚沉D 带电，容易聚沉18、一定的高聚物加入溶胶中可使溶胶聚沉，其聚沉作用主要是（搭桥效应）（脱水效应）（电中和效应）19、在三个烧瓶中分别盛0.02L 的Fe(OH)3溶胶，分别加入NaCl 、Na 2SO 4和Na 3PO 4溶液使其聚沉，至少需加入电解质的数量为1mol/L 的NaCl0.021L 、0.005mol/L 的Na 2SO 4 0.125L 、0.0033mol/L 的Na 3PO 40.0074L ，（1）计算各电解质的聚沉值和聚沉能力（2）判断胶粒带什么电荷解：（1）聚沉值和聚沉能力分别为NaCl:L mol /512.0021.002.0021.01=+⨯ 1/0.512=1.953L/mol Na2SO4:L mol /1031.4125.002.0125.0005.03-⨯=+⨯ 1/(4.31×10-3)=232L/molNa 3PO 4: L mol /1091.80074.002.00074.00033.04-⨯=+⨯ 1/(8.91×10-4)=1122L/mol (2)根据聚沉值和聚沉能力的大小，可以判断胶粒带负电20：将10cm3，0.03mol•dm -3的KCl 溶液和80 cm3，0.007mol•dm -3的AgNO3溶液混合以制造溶胶。

第十二章 胶体化学12.1 如何定义胶体系统？胶体系统的主要特征是什么？答：按分散质粒子线度的大小定义，粒子线度在1~100nm 之间的分散系统为胶体；小于1nm 及大于100nm 的分散系统则分别为真溶液和粗分散系统。

胶体系统的主要特征是：高度分散的多相性和热力学不稳定性。

12.4 什么是ξ电势？如何确定ξ电势的正、负号？ξ电势在数值上一定要少于热力学电势吗？请说明原因。

答：ξ电势就是当固液两相发生相对运动时，不滑动面所包围的带电体与溶液本体之间的电势差。

ξ电势的正、负号取决于胶粒所带电荷的符号。

胶粒带正电时ξ>0；胶粒带负电时ξ<0。

ξ电势在数值上不一定小于热力学电势E 。

一般情况下，ξ<E ，这是由于在静电力作用下反离子进入固、液两相滑动面之内，使胶粒带电荷数量减少所造成的。

但如果静电力不起主导作用，有可能由于同号离子被强烈地吸附进滑动面，致使胶粒所带电荷得以增强，此时，ξ电势就比热力学电势E 大。

12.7 在 NaOH 溶液中用HCHO 还原HAuCl 4可制得金溶胶：HAuO 2+5NaOH==NaAuO 2+3H 2O2NaAuO 2+3HCHO+NaOH==2Au(s)+3HCOONa+2H 2O(1) NaAuO 2是上述方法制得金溶胶的稳定剂，试写出该金溶胶胶团结构的表示式。

(2)已知该金溶胶中含Au(s)微粒的质量浓度ρ(Au)=1.00㎏·m -3。

金原子的半径r 1=1.46×10-10m ，纯金的密度ρ=19.3×103㎏·m -3。

假设每个金的微粒皆为球形，其半径r 2=1.00×10-8m 。

试求：(a)每立方厘米溶胶中含有多少金胶粒？(b)每立方厘米溶胶中，胶粒的总表面积为多少？(c)每个胶粒含有多少金原子？解：(1)Au(s)的固体表面易于吸附AuO 2-离子，Na +为反离子，故其胶团结构式为：{}+-+-⋅-⋅⋅x N a Na x n nAuO Au x m胶粒)()(2 胶核胶团(2)(a)每个胶粒的质量kgr V m 203383210084.8103.19)1000.1(14.33434--⨯=⨯⨯⨯⨯⨯===ρπρ 则每立方厘米溶胶中含胶粒个数为个162031024.110084.810/)(⨯=⨯=--m Au ρ(b) 每立方厘米溶胶中，胶粒的总表面积A 总=每个胶粒面积×1dm 3溶胶胶粒个数=4πr 22×1.24×1016=4×3.14×(1×10-8)2×1.24×1016=15.5m 2(c)若按质量计算，则每个胶粒中金原子个数为个原子胶粒5323203201047.21097.1961002.610084.8/1010084.8/⨯=⨯⨯⨯⨯=⨯⨯=----L M m m Au 若按体积计算，扣除原子间堆积空隙后(空隙率为26%)，每个 胶粒中金原子个数为 个原子胶粒510831231321038.21046.11000.1%74)%(74)34/()34%(74V %74⨯=⨯⨯===⨯--r r r r V ππ12.8 某粒子半径为30×10-7cm 的金溶胶，25℃时，在重力场中达到沉降平衡后，在高度相距0.1mm 的某指定体积内粒子数分别为277个和166个，已知金与分散介质的密度分别为19.3×103㎏·m -3及1.00×103㎏·m -3。

第十二章 胶体化学主要公式及其‎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） 布朗运动胶体粒子由于‎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。

其平均位移可‎x 按下列爱因斯‎坦－布朗位移公式‎计算2/1)π3/(ηr L RTt x =式中：t 为时间，r 为粒子半径‎，η为介质的粘‎度。

（2） 扩散、沉降及沉降平‎衡扩散是指当有‎浓度梯度存在‎时，物质粒子（包括胶体粒子‎）因热运动而发‎生宏观上的定‎向位移之现象‎。

沉降是指胶体‎粒子因重力作‎用而发生下沉‎的现象。

沉降平衡：当胶体粒子的‎沉降速率与其‎扩散速率相等‎时，胶体粒子在介‎质的浓度随高‎度形成一定分‎布并且不随时‎间而变，这一状态称为‎胶体粒子处于‎沉降平衡。

其数密度C 与‎高度h 的关系‎为}{[])()/(1)/()/ln(12012h h RT Mg C C ---=ρρ式中ρ及ρ0‎分别为粒子及‎介质的密度，M 为粒子的摩‎尔质量，g 为重力加速‎度。

此式适用于单‎级分散粒子在‎重力场中的沉‎降平衡。

3． 光学性质当将点光源发‎出的一束可见‎光照射到胶体‎系统时，在垂直于入射‎光的方向上可‎以观察到一个‎发亮的光锥，此现象称为丁‎达尔现象。

丁达尔现象产‎生的原因是胶‎体粒子大小，小于可见光的‎波长，而发生光的散‎射之结果。

散射光的强度‎I 可由下面瑞‎利公式计算：()22222200422209π1cos 22n n V C I I l n n αλ⎛⎫-=+ ⎪+⎝⎭式中：I0及λ表示‎入射光的强度‎与波长；n 及n0分别‎为分散相及分‎散介质的折射‎率；α为散射角，为观测方向与‎入射光之间的‎夹角；V 为单个分散‎相粒子的体积‎；C 为分散相的‎数密度；l 为观测者与‎散射中心的距‎离。

第十二章胶体化学贾晓辉1．下列性质中既不属于溶胶动力学性质又不属于电动现象的是A.电导B.电泳C. Brown运动D. 沉降平衡2．在Tyndall效应中，关于散射光强度的描述，下列说法中不正确的是A 随入射光波长的增大而增大B 随入射光波长的减小而增大C 随入射光强度的增大而增大D 随粒子浓度的增大而增大3．对As2S3水溶胶，当以H2S为稳定剂时，下列电解质中聚沉能力最强的是A. KCl B. NaCl C. CaCl2 D. AlCl34．用等体积的0.05mol·m-3AgNO3溶液和0.1mol·dm-3KI溶液混合制备的AgI 溶胶，在电泳仪中胶粒向A.正极移动B.负极移动C.不移动D.不能确定5．对一胶粒带正电的溶胶，使用下列电解质聚沉时，聚沉值最小的是A. KClB. KNO3C. K2C2O4D. K3[Fe(CN)6]6．电动电势ζ是指A. 固体表面与滑移面的电势差B. 固体表面与溶液本体的电势差C. 滑移面与溶液本体的电势差D. 紧密层与扩散层分界处与溶液本体的电势差7．外加电解质可以使溶胶聚沉，直接原因是A. 降低了胶粒表面的热力学电势0B. 降低了胶粒的电动电势ζC. 同时降低了0和ζD. 降低了|0 |和|ζ|的差值蒋军辉胶体化学一.填空题1.溶胶系统所具有的三个基本特点是; ;。

2.在超显微镜下看到的光点是 ,比实际胶体的体积大数倍之多，能真正观测胶体颗粒的大小与形状的是_。

3.溶胶的动力性质包括。

4.用和反应制备溶胶当过量时胶团结构式为。

当过量时，胶团结构式为,在电泳实验中该溶胶的颗粒向移动。

5.关于胶体稳定性的D LVO理论认为，胶团之间的吸引力势能产生于;而排斥力势能产生于。

6.当用等体积的溶液制备Ag Br溶胶，其胶体结构为,请标出胶核，胶粒，胶团，上述溶胶在中，聚沉值最大的是。

7.在外加电场作用下，胶粒在分散介质中的移动称为。

8.胶体系统的光学性质表现为 ,电学性质表现为。

思考题：1.为什么加入与胶体粒子电荷异号离子能引起聚沉呢？2.在进行重量分析实验时，为了尽可能使沉淀完全，通常加入大量电解质，或将溶胶适当加热，为什么？试从胶体分散体系观点解释。

3.胶粒吸附稳定离子时有何规律？4.影响胶粒电泳速率的主要因素有哪些？电泳现象说明什么问题？5.什么是ζ-电势？如何确定ζ-电势的正、负号？选择题：1.溶胶与大分子溶液的相同点是（C）A．热力学稳定体系B．热力学不稳定体系C. 动力学稳定体系D. 动力学不稳定体系2.稀的砷酸溶液中通入H2S制备As2S3溶胶，H2S适当过量，则胶团结构为（B）A．[(As2S3)m·nH+，(n-x)HS—]x+·xHS—B．[(As2S3)m·nHS—，(n-x)H+]x-·xH+C. [(As2S3)m·nH+，(n-x)HS—]x-·xHS—D. [(As2S3)m·nHS—，(n-x)H+]x+·xHS-3.下列诸性质中，哪一个属于亲液溶胶（A）A．溶胶与凝胶作用可逆B．需要第三种物质作稳定剂C. 对电解质十分敏感D. 丁达尔效应很强4.关于ζ-电势，描述错误的是（C）A．是指胶粒的相对运动边界与液体内部的电位差B．其值随外加电解质而变化C. 其值一般高于热力学电势D. 有可能因外加电解质而改变符号5.有两种利用光学性质测定溶胶浓度的仪器：比色计和比浊计，它们分别观察胶体溶液的（B）A．透射光、折射光B．透射光、散射光C. 透射光、反射光D. 折射光、散射光6.大分子溶液分散质的粒子尺寸为（C）A．> 1μm B．< 1 nm C. 1 nm ~ 1μm D. > 1 mm7.下列分散系统中，丁达尔效应最强的是（D）A．空气B．蔗糖水溶液 C. 大分子溶液 D.硅胶溶胶8.向碘化银正溶胶中滴加过量的KI溶液，生成的新溶胶在外加直流电场中的移动方向为（A）A．向正极移动B．向负极移动 C. 不移动 D.无法确定9.用0.08mol·L-1的KI和0.1mol·L-1的AgNO3溶液等体积混合制成水溶胶,电解质CaCl2、Na2SO4、MgSO4对它的聚沉能力顺序为（C）A．Na2SO4 > CaCl2 > MgSO4B．MgSO4 > Na2SO4 > CaCl2C. Na2SO4 > MgSO4 > CaCl2D. CaCl2 > Na2SO4 > MgSO410.下面属于水包油型乳状液（O/W型）基本性质之一的是BA．易于分散在油中B．导电性强C. 导电性弱D. 乳化剂的特点是亲油性强11.将两滴K4[Fe(CN)6]水溶液滴入过量的CuCl2水溶液中形成亚铁氰化铜正溶胶，下列四种电解质聚沉值最大的是（A ）A. KBrB.K2SO4C. K4[Fe(CN)6]D. NaCl12.在相同的温度及浓度下，同一高分子化合物在良性溶剂中与在不良性溶剂中其散射强度是 （ ）A. 在良性溶剂中的散射强度大于在不良性溶剂中的散射强度B. 在良性溶剂中的散射强度小于在不良性溶剂中的散射强度C. 在良性溶剂中的散射强度等于在不良性溶剂中的散射强度D. 无法确定13. 下列属于溶胶光学性质的是（ B ）A ．唐南平衡 B. 丁达尔效应C ．电泳 D. 沉降平衡14. 在等电点上，两性电解质（如蛋白质、血浆等）和溶胶在电场中（C ）A ．向正极移动 B. 向负极移动C ．不移动 D.无法确定15. 胶体系统产生丁达尔现象的实质是胶体粒子对光的 （ C ）A ．反射 B. 透射 C ．散射 D. 衍射16. 若分散相固体微小粒子表面吸附负离子，则该胶体粒子的ζ-电势（ B ）A ．大于零 B. 小于零 C ．等于零 D. 等于外加电势差17. 对于以AgNO 3为稳定剂的AgCl 水溶胶胶团结构，被称为胶体粒子的是（ D ）A ．m AgCl ][ B. -+--⋅x m Ag x n nNO AgCl })(]{[3C ．-+-+⋅-⋅33})(]{[xNO NO x n nAg AgCl x m D. +-+-⋅x m NO x n nAg AgCl })(]{[318. 一定量以KI 为稳定剂的AgI 溶胶，分别加入浓度c 相同的下列电解质溶液，在一定时间范围内，聚沉值最小的是 （ A ）A ．La(NO 3)3 B. NaNO 3 C ．KNO 3 D.Mg(NO 3)219. 作为乳化剂的表面活性剂分子大的一端亲水，小的一端亲油，则此乳化剂有利于形成（ ）型乳状液A ．O/W B. O/W C ．O/W 和O/W D. 不确定20. 使用明矾KAl(SO 4)2·12H 2O 来净水，主要是利用（ A ）A. 胶体的特性吸附B. 电解质的聚沉作用C. 溶胶之间的相互作用D. 高分子的絮凝作用判断题1. ζ-电势在数值上一定小于热力学电势。