第十四章胶体分散系统和大分子溶液

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。

第十四章 胶体分散系统及大分子溶液1.在碱性溶液中HCHO 还原4HAuCl 以制备金溶胶，反应表示为：422543HAuCl NaOH NaAuO NaCl H O +→++2222232NaAuO HCHO NaOH Au HCOONa H O ++→++此外2NaAuO 是稳定剂，试写出胶团结构式，并标出胶核、胶粒和胶团。

解：2[(),()]x m Au AuO n x Na xNa -+-+-胶核胶粒胶团2.某溶液中粒子的平均直径为4.2nm ，设其黏度和纯水相同，0.001Pa s η=⋅。

试计算：（1）298K 时，胶体的扩散系数D ；（2）在1s 的时间里，由于Brown 运动，粒子沿x 轴方向的平均位移x 。

解：（1）102123918.31429811.0410()4.26 6.0231060.001(10)2RT D m s L r πηπ---⨯=⋅=⨯=⨯⋅⨯⨯⨯⨯ （2）因为22x D t=所以51.4410x -===⨯(m)3.已知某溶胶的黏度0.001Pa s μ=⋅，其粒子的密度近似为31mg m ρ-=⋅，在1s 时间内粒子在x 轴方向的平均位移51.410x m -=⨯。

试计算：（1）298K 时，胶体的扩散系数D ； （2）胶粒的平均直径d ； （3）胶团的摩尔质量M 。

解：（1）2521121(1.410)9.810()221x D m s t ---⨯===⨯⋅⨯ （2）因为16RT D L rπη=⋅ 所以9231118.31429812.2310()6 6.0231060.0019.810RT r m L D πηπ--⨯=⋅=⨯=⨯⨯⨯⨯⨯9922 2.2310 4.4610()d r m --==⨯⨯=⨯（3）3933235144(2.2310)110 6.02310 2.81033M r L g mol πρπ----==⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⋅4.设某溶胶中的胶粒是大小均一的球形粒子，已知在298K 时胶体的扩散系数10211.0410()D m s --=⨯⋅，其黏度0.001Pa s μ=⋅。

第十四章胶体分散体系和大分子溶液教学目的：通过本章学习使学生了解胶体结构及性质，胶体分散体系和大分子溶液区别。

掌握有关大分子溶液的渗透及有关唐南平衡的求算重点和难点：唐南平衡是本章的重点和难点基本要求：1．了解胶体分散体系的基本特征。

2．了解胶体分散体系的动力性质、光学性质和电学性质。

3．了解胶体的稳定性和胶体的聚沉。

4．了解大分子溶液与溶胶的异同点5．掌握什么是唐南平衡，并能用唐南平衡准确求算大分子物质的相对分子质量教学内容：一种或几种物质分散在另一种物质中所构成的体系系统称为“分散体系”。

被分散的物质称为“分散相”；另一种连续相的物质，即分散相存在的介质，称“分散介质”。

按照分散相被分散的程度，即分散粒子的大小，大致可分为三类：1．分子分散体系。

分散粒子的半径小于10-9m，相当于单个分子或离子的大小。

此时，分散相与分散介质形成均匀的一相，属单相体系。

例如，氯化钠或蔗糖溶于水后形成的“真溶液”。

2．胶体分有散体系。

分散粒子的半径在10-9m至10-7m范围内，比普通的单个分子大得多，是众多分子或离子的集合体。

虽然用眼睛或普通显微镜观察时，这种体系是透明的，与真溶液差不多，但实际上分散相与分散介质已不是一相，存在相界面。

这就是说，胶体分散体系是高度分散的多相体系，具有很大的比表面和很高的表面能，因此胶体粒子有自动聚结的趋势，是热力学不稳定体系，难溶于水的固体物质高度分散在水中所形成的胶体分散体系，简称“溶胶”，例如，AgI溶胶、SiO2溶胶、金溶胶、硫溶胶等。

3．粗分散体系。

分散粒子的半径约在10-7m至10-5m范围，用普通显微镜甚至用眼睛直接观察已能分辨出是多相体系。

例如，“乳状液”（如牛奶）、“悬浊液”（如泥浆）等。

§14.1 胶体和胶体的基本特性通过对胶体溶液稳定性和胶体粒子结构的研究，人们发现胶体体系至少包含了性质颇不相同的两大类：（1）由难溶物分散在分散介质中所形成的憎液溶胶(简称胶液)，其中的粒子都是由很大数目的分子（各粒子中所含分子的数目并不相同）构成。

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 g g gFe(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。

第十四章胶体分散系统和大分子溶液练习题一、选择题1．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。

2．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。

3．由过量KBr与AgNO3溶液混合可制得溶胶，以下说法正确的是：(A) 电位离子是Ag+(B) 反号离子是NO3-(C) 胶粒带正电(D) 它是负溶胶。

4．将含0.012 dm3 NaCl 和0.02 mol·dm-3 KCl 的溶液和100 dm3 0.005 mol·dm-3的AgNO3液混合制备的溶胶，其胶粒在外电场的作用下电泳的方向是:(A) 向正极移动(B) 向负极移动(C) 不作定向运动(D) 静止不动5．将橡胶电镀到金属制品上，应用的原理是：(A) 电解(B) 电泳(C) 电渗(D) 沉降电势6．在大分子溶液中加入大量的电解质, 使其发生聚沉的现象称为盐析, 产生盐析的主要原因是：(A) 电解质离子强烈的水化作用使大分子去水化(B) 降低了动电电位(C) 由于电解质的加入，使大分子溶液处于等电点(D) 动电电位的降低和去水化作用的综合效应7．在H3AsO3的稀溶液中，通入过量的H2S 气体，生成As2S3溶胶。

用下列物质聚沉，其聚沉值大小顺序是：(A) Al(NO3)3＞MgSO4＞K3Fe(CN)6(B) K3Fe(CN)6＞MgSO4＞Al(NO3)3(C) MgSO4＞Al(NO3)3＞K3Fe(CN)6(D) MgSO4＞K3Fe(CN)6＞Al(NO3)38．对亚铁氰化铜负溶胶而言, 电解质KCl, CaCl2, K2SO4, CaSO4的聚沉能力顺序为：(A) KCl > CaCl2 > K2SO4 > CaSO4(B) CaSO4 > CaCl2 > K2SO4 > KCl(C) CaCl2 > CaSO4 > KCl > K2SO4(D) K2SO4 > CaSO4 > CaCl2 > KCl9．将大分子电解质NaR 的水溶液用半透膜和水隔开，达到Donnan 平衡时，膜外水的pH值：(A) 大于7 (B) 小于7 (C) 等于7 (D) 不能确定10．只有典型的憎液溶胶才能全面地表现出胶体的三个基本特性, 但有时把大分子溶液也作为胶体化学研究的内容, 一般地说是因为它们：(A) 具有胶体所特有的分散性,不均匀(多相)性和聚结不稳定性(B) 具有胶体所特有的分散性(C) 具有胶体的不均匀(多相)性(D) 具有胶体的聚结不稳定性11．溶胶的电学性质由于胶粒表面带电而产生,下列不属于电学性质的是：(A) 布朗运动(B) 电泳(C) 电渗(D) 沉降电势12．溶胶的聚沉速度与电动电位有关, 即:(A) 电动电位愈大，聚沉愈快(B) 电动电位愈小，聚沉愈快(C) 电动电位为零，聚沉愈快(D) 电动电位愈负，聚沉愈快13．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，影响大离子通过半透膜；(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浓度不同；(D) 大离子浓度大，妨碍小离子通过半透膜。