第十二章胶体化学作业题解
- 格式:doc
- 大小:32.50 KB
- 文档页数:2
胶体的性质和应用一、分散系相关概念1. 分散系:一种物质(或几种物质)以粒子形式分散到另一种物质里所形成的混合物,统称为分散系。
2. 分散质:分散系中分散成粒子的物质。
3. 分散剂:分散质分散在其中的物质。
4、分散系的分类:当分散剂是水或其他液体时,如果按照分散质粒子的大小来分类,可以把分散系分为:溶液、胶体和浊液。
分散质粒子直径小于1nm 的分散系叫溶液,在1nm -100nm 之间的分散系称为胶体,而分散质粒子直径大于100nm 的分散系叫做浊液。
⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎩⎨⎧→→⎩⎨⎧→→→→⎥⎦⎤乳浊液悬浊液浊液胶气溶胶;液溶胶;固溶粒子胶体:分子胶体胶体溶液分散系分散剂分散质 二、下面比较几种分散系的不同:分散系 溶 液 胶 体 浊 液分散质的直径 <1nm (粒子直径小于10-9m ) 1nm -100nm (粒子直径在10-9 ~ 10-7m ) >100nm (粒子直径大于10-7m ) 分散质粒子 单个小分子或离子 许多小分子集合体或高分子 巨大数目的分子集合体 实例溶液酒精、氯化钠等 淀粉胶体、氢氧化铁胶体等石灰乳、油水等 性质外观 均一、透明 均一、透明 不均一、不透明稳定性 稳定 较稳定 不稳定 能否透过滤纸 能 能 不能 能否透过半透膜能 不能 不能 鉴别无丁达尔效应有丁达尔效应静置分层注意:三种分散系的本质区别:分散质粒子的大小不同。
三、胶体1、胶体的定义:分散质粒子直径大小在10-9~10-7m 之间的分散系。
2、胶体的分类:①. 根据分散质微粒组成的状况分类:如:3)(OH Fe 胶体胶粒是由许多3)(OH Fe 等小分子聚集一起形成的微粒,其直径在1nm ~100nm 之间,这样的胶体叫粒子胶体。
又如:淀粉属高分子化合物,其单个分子的直径在1nm ~100nm 范围之内,这样的胶体叫分子胶体。
②. 根据分散剂的状态划分:如:烟、云、雾等的分散剂为气体,这样的胶体叫做气溶胶;AgI 溶胶、3)(OH Fe 溶胶、3)(OH Al 溶胶,其分散剂为水,分散剂为液体的胶体叫做液溶胶;有色玻璃、烟水晶均以固体为分散剂,这样的胶体叫做固溶胶。
第十二章作业题解12.11 Ba(NO 3)2的稀溶液中滴加Na 2SO 4溶液可制备BaSO 4溶胶。
分别写出(1)Ba(NO 3)2 溶液过量,(2)Na 2SO 4溶液过量时的胶团结构表示式。
解:(1)Ba(NO 3)2 溶液过量,则Ba(NO 3)2为稳定剂,溶胶选择性吸附Ba 2+ 而带电,胶团结构式为{[Ba(NO 3)2]m nBa 2+·(2n – x) NO -3}x+ xNO -3或 {[Ba(NO 3)2]m nBa 2+·2(n – x) NO -3}2x+ 2xNO -3(2)Na 2SO 4溶液过量时,溶胶选择性吸附SO 42- 而带负电,胶团结构式为{[Ba(NO 3)2]m nSO 42-·(2n – x) Na +}x- xNa +或 {[Ba(NO 3)2]m nSO 42-·2 (n – x) Na +}2x- 2xNa +12.13 以等体积的0.08 mol.dm -3 AgNO 3溶液和0.1 mol.dm -3 KCl 溶液制备AgCl 溶胶。
(1) 写出胶团结构式,指出电场中胶体粒子的移动方向;(2) 加入电解质MgSO 4,AlCl 3和Na 3PO 4使上述溶胶发生聚沉,则电解质聚沉能力大小顺序是什么?解:(1)相同体积的两种溶液,KCl 溶液的浓度大于AgNO 3溶液,故KCl 过量,为稳定剂。
所以胶团结构式为[(Ag Cl )m n Cl -⋅ (n -x )K +] x -x K +该AgCl 溶胶带负电荷,电泳时向正极移动。
(2)对上述溶胶起聚沉作用的是正离子,根据价数规则,三种电解质的聚沉能力大小顺序为AlCl 3 > MgSO 4 > Na 3PO 412.14 某带正电荷溶胶,KNO 3作为沉淀剂时,聚沉值为50*10-3 mol.dm -3,若用K 2SO 4溶液作为沉淀剂,其聚沉值大约为多少?解:KNO 3作为沉淀剂时,聚沉值为50*10-3 mol.dm -3 ,则聚沉能力为1/50*10-3 = 20dm.mol -3 电解质的聚沉能力之比可以近似地表示为反离子价数的6次方之比,即Me - : Me 2- : Me 3- = 16 : 26 : 36K 2SO 4溶液作为沉淀剂时,聚沉能力为20dm.mol -3 * 26 =1280dm.mol -3 则聚沉值为 1/1280dm.mol -3 = 7.81*10-4 mol.dm -312.15 在三个烧瓶中分别盛有0.020 dm 3的Fe(OH)3 溶胶,分别加入NaCl 、Na 2SO 4及Na 3PO 4 溶液使溶胶发生聚沉,最少需要加入:1.00 mol.dm -3的NaCl 溶液0.021dm 3;5.0*10-3 mol.dm -3 的Na 2SO 4溶液0.125dm 3;3.333*10-3 mol.dm -3的Na 3PO 4溶液0.0074dm 3。
物理化学下册第五版天津大学出版社第十二章胶体化学习题答案12.1 如何定义胶体系统?总结交替的主要特征。
解:分散相粒子在某方向上的线度在1~100nm范围内的高度分散系统成为胶体系统。
胶体系统的主要特征是高度分散、多相性和热力学不稳定性。
12.2 丁铎尔效应的实质及其产生的条件?解:丁铎尔效应实质是光的散射作用引起的。
粒子的半径小于入射光的波长时才能观察到丁铎尔效应。
12.3 简述斯特恩双电层模型的要点指出热力学电势、斯特恩(stern)电势和ζ电势的区别?解:Stern 模型:固定层+扩散层、三个面、三个电势。
具体如下:1924年斯特恩提出扩散双电层:离子有一定的大小;部分反离子被牢固吸附,形成固定吸附层或斯特恩固体面;Stern面:Stern层中反离子电性中心所形成的假想面;滑动面:固液两相发生相对移动时界面。
热力学电势0:固体面—溶液本体;Stern电势:Stern面—溶液本体;电势:滑动面—溶液本体12.4 溶胶能在一定时间内稳定存在的主要原因?解:分散相粒子的带电、溶剂化作用以及布朗运动是溶胶系统相当长得时间范围内可以稳定存在的主要原因。
12.5 破坏胶体最有效的办法是什么?说明原因。
解:破坏胶体最有效的办法是在溶胶中加入过量的含有高价相反号离子的电解质。
这主要是因为电解质的浓度或价数增加时,都会压缩扩散层,是扩散层变薄,电势降低,斥力势能降低,当电解质的浓度足够大时就会使溶胶发生聚沉;若加入的反号离子发生吸附,斯特恩层内的反离子数目增加,使胶体粒子的带电量降低,而导致碰撞聚沉。
过量的电解质加入,还将使胶体粒子脱水,失水化外壳而聚沉。
12.6 K、Na等碱金属的皂类作为乳化剂时,易于形成O/W型的乳状液;Zn、Mg等高价金属的皂类作为乳化剂时,易于形成W/O 型的乳状液。
解:乳化剂分子具有一端亲水而另一端亲油的特性,其两端的横截面不等。
当它吸附在乳状液的界面面层时,常呈现“大头”朝外,“小头”向里的几何构型,就如同一个个的锲子密集的钉在圆球上。
第十二章胶体化学12-1 如何定义胶体系统?总结胶体系统的主要特征。
答:(1) 胶体定义:胶体系统的主要研究对象是粒子直径d至少在某个方向上在1-100nm之间的分散系统。
(2) 胶体系统的主要特征:溶胶系统中的胶粒有布朗运动,胶粒多数带电,具有高度分散性,溶胶具有明显的丁达尔效应。
胶体粒子不能透过半透膜。
[注] 溶胶系统中的胶粒的布朗运动不是粒子的热运动,且只有溶胶才具有明显的丁达尔效应。
12-2 丁铎尔效应的实质及产生的条件是什么?答:丁铎尔现象的实质是光的散射作用。
丁铎尔效应产生的条件是分散相粒子的直径小于入射光波长、分散相与分散介质的直射率相差较大。
12-3 简述斯特恩双电层模型的要点,指出热力学电势、斯特恩(Stern)电势和ζ电势的区别。
答:斯特恩认为离子是有一定大小的,而且离子与质点表面除了静电作用外还有范德华力。
(1) 在靠近质点表面1~2个分子厚的区域内,反离子受到强烈地吸引而牢固地结合在质点表面,形成一个紧密地吸附层-斯特恩层,(2) 在斯特恩层,非离子的电性中心将形成一假想面-斯特恩面。
在斯特恩面内电势呈直线下降的变化趋势,即由质点表面的ϕ0直线下降至处的ϕs,ϕs称为斯特恩电势;(3) 其余的反离子扩散地分布在溶液中,构成双电层的扩散层部分。
在扩散层中,电势由ϕs降至零。
因此斯特恩双电层由斯特恩层和扩散层构成;(4) 当固、液两相发生相对运动时,紧密层中吸附在质点表面的反离子、溶剂分子与质点作为一个整体一起运动,滑动面与溶液本体之间的电势差,称为ζ电势。
热力学电势ϕ0是质点表面与液体内部的总的电位差,即固液两相之间双电层的总电势。
它与电极∕溶液界面的双电层总电势相似,为系统的热力学性质,在定温定压下,至于质点吸附的(或电离产生的)离子在溶液中活度有关,而与其它离子的存在与否无关。
斯特恩电势ϕs是斯特恩面与容液本体的电势差,其值与集中在斯特恩层里的正负离子的电荷总数有关,即与双电层的结构状态有关。
【导语】胶体是化学学习中的重要的混合物,下⾯将为⼤家带来关于胶体的练习题的介绍,希望能够帮助到⼤家。
1.(2011•杭州⾼⼀质检)英国《⾃然》杂志曾报告说,科学家⽤DNA制造出⼀种臂长只有7 nm的纳⽶级镊⼦,这种镊⼦能钳起分⼦或原⼦,并对它们随意组合。
下列分散系中分散质的微粒直径与纳⽶级粒⼦具有相同数量级的是( )A.溶液B.悬浊液C.乳浊液D.胶体 解析: 答案: D 2.近年来我国不少地区多次出现⼤雾天⽓,致使⾼速公路关闭,航班停飞。
从物质分类⾓度来看,雾属于下列分散系中的( )A.溶液B.悬浊液C.乳浊液D.胶体 解析: 雾是空⽓中的⽔分结合凝结核(通常是灰尘颗粒)遇冷⽽产⽣的,属于⽓溶胶。
答案: D新课标 3.下列叙述错误的是( ) A.胶体粒⼦的直径在1~100 nm之间 B.氢氧化铁胶体带电 C.可⽤渗析的⽅法分离淀粉和氯化钠的混合溶液 D.胶体能稳定存在的原因是胶粒带电荷 解析: 胶体粒⼦直径在1~100 nm之间,这是胶体的本质特征;由于氢氧化铁胶粒能吸附阳离⼦⽽使氢氧化铁胶粒带正电,⽽整个胶体不带电; 由于胶体粒⼦不能透过半透膜,溶液中的⼩分⼦、离⼦能透过半透膜,可⽤此⽅法分离淀粉胶体和氯化钠溶液;胶体能稳定存在的重要原因是胶粒带电荷,胶粒之间电性相互排斥,⽽使胶粒不会聚沉。
答案: B 4.“纳⽶材料”是粒⼦直径为1~100 nm的材料,纳⽶碳就是其中的⼀种。
某研究所将纳⽶碳均匀地分散到蒸馏⽔中,得到的物质①是溶液 ②是胶体 ③具有丁达尔效应 ④不能透过半透膜 ⑤不能透过滤纸 ⑥静置后会出现⿊⾊沉淀。
其中正确的是( )A.①④⑥B.②③⑤C.②③④D.①③④⑥ 解析: 纳⽶碳均匀分散到蒸馏⽔中形成的分散系为胶体,具有⼀般胶体的性质。
答案: C 5.将某溶液逐滴加⼊氢氧化铁溶胶内,开始产⽣沉淀,后⼜溶解的是( )A.2 mol•L-1的氢氧化钠溶液B.2 mol•L-1的硫酸溶液C.2 mol•L-1的硫酸镁溶液D.2 mol•L-1的⼄醇溶液 解析: 加⼊硫酸,先发⽣聚沉,⼜因硫酸和氢氧化铁能发⽣反应⽽溶解。
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。
第十二章 胶体化学练习题一、简答题1. 什么叫ζ电势?它如何受电解质的影响?2. 什么是胶体分散体系?它的基本特性是什么?3. 为什么说胶体系统具有热力学不稳定性和动力学稳定性?4. 胶体具有聚结稳定性的主要原因是什么?5. 什么是布朗运动?为什么粗分散系统和真溶液观察不到布朗运动?6. 为什么晴朗洁净的天空呈蓝色,而阴雨天时则是白茫茫的一片?7. 把人工培育的珍珠长期收藏在干燥箱内,为什么会失去原有的光泽? 能否再恢复?8. 什么是ζ电势?用ζ电势说明溶胶的电泳和电渗现象。
二、判断题1. 加入电解质,使溶胶发生明显聚沉时所需电解质的最低浓度称为聚沉值,这时溶胶的ζ电位叫临界电位,其值为零。
2. 无论用什么方法制备溶胶,都要净化处理,所以制备的溶胶净化得越干净越好。
3. 电解质使溶胶发生聚沉时,反离子价数越高,聚沉能力越强,聚沉值越大。
4. 外加电解质的聚沉值越小,对溶胶的聚沉能力就越弱。
5.溶胶在热力学和动力学上都是稳定系统。
6.溶胶与真溶液一样是均相系统。
7.能产生丁达尔效应的分散系统是溶胶。
8.通过超显微镜可以看到胶体粒子的形状和大小。
9.ζ电位的绝对值总是大于热力学电位φ的绝对值.10.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。
11.晴朗的天空是蓝色,是白色太阳光被大气散射的结果。
12.大分子溶液与溶胶一样是多相不稳定体系。
三、选择题1. 下列措施中,不一定会使溶胶发生聚沉的是( )A . 加热溶液; B. 加入电解质; C. 加入大分子溶液。
2. 用20×10-3d m3 0.05mol. dm -3的KI 和20×10-3 d m3 0.1mol. dm -3A gNO 3溶液制备的AgI 溶胶,结构式为( )A. {(AgI)m.nI -.(n-x)K +}x-.xK +B . {(Ag I)m .nAg +.(n -x)NO 3-}x +.x NO 3-C. {(AgI)m .nK +.(n -x) NO 3-}x+.x NO 3-3.能使胶体{[AgI]m n I- . (n -x )K +}x- . x K+发生聚沉的最强电解质是( )。
胶体性质及应用练习题及答案胶体的性质及其应用胶体是指由一种物质在另一种物质中分散形成的混合物,其粒径在1纳米到1微米之间。
胶体溶液的本质区别于其它分散系在于其粒子大小介于溶液和悬浮液之间,而且胶体溶液不会通过滤纸或半透膜。
制备Fe(OH)3胶体时,可以将FeCl3逐滴加入到NaOH 中,反应的离子方程式为FeCl3 + 3NaOH → Fe(OH)3↓ +3NaCl。
如果将得到的Fe(OH)3胶体加热至沸腾,会出现胶体凝聚并沉淀的现象,原因是热能使胶体粒子振动加剧,胶体粒子间的吸引力增强,导致胶体凝聚。
有一种桔红色的硫化锑(Sb2S3)胶体,装入U形管,插入电极后通以直流电,发现阳极附近桔红色加深,这叫做电泳现象。
它证明Sb2S3胶粒带负电荷,它之所以带有该种电荷,是因为表面吸附了一些带负电荷的离子。
向Fe(OH)3胶体中逐滴加入盐酸至过量,会出现胶体凝聚并沉淀的现象,原因是盐酸中的H+会与Fe(OH)3表面的-OH基反应生成水,使得胶体粒子间的吸引力增强,导致胶体凝聚。
在陶瓷工业上常遇到因陶土里混有氧化铁而影响产品质量的情况,解决的方法是将陶土和水一起搅拌,使微粒直径处于10-9m~10-7m之间,然后插入两根电极,接通直流电源,这时阳极聚集氧化铁粒子,阴极聚集氢氧化铁粒子,理由是氧化铁粒子带正电荷,而氢氧化铁粒子带负电荷。
1.水是一种极性分子,具有良好的溶解性。
在水中溶解的物质分为离子和分子两种。
离子在水中形成电解质溶液,分子在水中形成非电解质溶液。
离子在水中的溶解度与其电荷量、离子半径、水合能力等有关。
2.胶体是一种介于分子和粗大物质之间的物质,具有颗粒微小、不易分散、稳定性强等特点。
胶体颗粒的大小在1nm 到1000nm之间,常见的胶体有溶胶、凝胶、浊液和胶体溶液等。
3.胶体颗粒带电荷是胶体稳定的重要原因。
胶体颗粒带电荷的来源有两种,一种是自身带电,如金属溶胶;另一种是吸附离子而带电,如氢氧化铁胶体吸附阳离子而带正电,吸附阴离子而带负电。
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。
第十二章作业题解
12.11 Ba(NO 3)2的稀溶液中滴加Na 2SO 4溶液可制备Ba SO 4溶胶。
分别写出(1)Ba(NO 3)2 溶液过量,(2)Na 2SO 4溶液过量时的胶团结构表示式。
解:(1)Ba(NO 3)2 溶液过量,则Ba(NO 3)2为稳定剂,溶胶选择性吸附Ba 2+ 而带电,胶团结构式为 {[Ba(NO 3)2]m nBa 2+·(2n – x) NO -3}x+ xNO -3
或 {[Ba(NO 3)2]m nBa 2+·2(n – x) NO -3}2x+ 2xNO -3
(2)Na 2SO 4溶液过量时,溶胶选择性吸附SO 42- 而带负电,胶团结构式为
{[Ba(NO 3)2]m n SO 42-·(2n – x) Na +}x- xNa +
或 {[Ba(NO 3)2]m n SO 42-·2 (n – x) Na +}2x- 2xNa +
12.13 以等体积的0.08 mol.dm -3 AgNO 3溶液和0.1 mol.dm -3 KCl 溶液制备AgCl 溶胶。
(1) 写出胶团结构式,指出电场中胶体粒子的移动方向;
(2) 加入电解质MgSO 4,AlCl 3和Na 3PO 4使上述溶胶发生聚沉,则电解质聚沉能力大小顺序是什么?
解:(1)相同体积的两种溶液,KCl 溶液的浓度大于AgNO 3溶液,故KCl 过量,为稳定剂。
所以胶团结构式为
[(Ag Cl )m n Cl -⋅ (n -x )K +] x - x K +
该AgCl 溶胶带负电荷,电泳时向正极移动。
(2)对上述溶胶起聚沉作用的是正离子,根据价数规则,三种电解质的聚沉能力大小顺序为AlCl 3 > MgSO 4 > Na 3PO 4
12.14 某带正电荷溶胶,KNO 3作为沉淀剂时,聚沉值为50*10-3 mol.dm -3,若用K 2SO 4溶液作为沉淀剂,其聚沉值大约为多少?
解:
KNO 3作为沉淀剂时,聚沉值为50*10-3 mol.dm -3 ,则聚沉能力为1/50*10-3 = 20dm.mol -3 电解质的聚沉能力之比可以近似地表示为反离子价数的6次方之比,即
Me - : Me 2- : Me 3- = 16 : 26 : 36
K 2SO 4溶液作为沉淀剂时,聚沉能力为20dm.mol -3 * 26 =1280 dm.mol -3 则聚沉值为 1/1280 dm.mol -3 = 7.81*10-4 mol.dm -3
12.15 在三个烧瓶中分别盛有0.020 dm 3的Fe(OH)3 溶胶,分别加入NaCl 、Na 2SO 4及Na 3PO 4 溶液使溶胶发生聚沉,最少需要加入:1.00 mol.dm -3的NaCl 溶液0.021 dm 3;5.0*10-3 mol.dm -3 的Na 2SO 4溶液0.125 dm 3;3.333*10-3 mol.dm -3的Na 3PO 4溶液0.0074 dm 3。
试计算各电解质的聚沉值、聚沉能力之比,并指出胶体粒子的带电符号。
解:NaCl 溶液的聚沉值 = ;33-dm mol 105120.021
0.0200.0211.00-⋅⨯=+⨯;333-mol dm 1.953dm
mol 105121--⋅=⋅⨯=聚沉能力 Na 2SO 4溶液的聚沉值 = 333dm mol 10314125
00.020********---⋅⨯=+⨯⨯....
333-mol dm 232.0dm
mol 104.311--⋅=⋅⨯=聚沉能力 Na 3PO 4溶液的聚沉值 = 333dm mol 109000074
00.02000740103333---⋅⨯=+⨯⨯.... 333-mol dm 1111dm
mol 100.901--⋅=⋅⨯=聚沉能力 聚沉能力之比:1.953:232:1111 = 1:119 :569
阴离子价数越高,聚沉能力越强,说明电解质中阴离子起聚沉作用,故胶粒带正电荷。