物理化学-12章_胶体化学

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天津大学物理化学教研室《物理化学》(第5版)(下册)配套题库

目　录第一部分　名校考研真题第7章　电化学第8章　量子力学基础第9章　统计热力学初步第10章　界面现象第11章　化学动力学第12章　胶体化学第二部分　课后习题第7章　电化学第8章　量子力学基础第9章　统计热力学初步第10章　界面现象第11章　化学动力学第12章　胶体化学答：分散相粒子直径d介于1～1000nm范围内的高分散系统称为胶体系统。

胶体系统的主要特征：高分散性、多相性和热力学不稳定性。

答：在暗室中，将一束经过聚集的光线投射到胶体系统上，在与入射光垂直的方向上，可观察到一个发亮的光锥，称为丁泽尔效应。

丁泽尔效应的实质是胶体粒子对光的散射。

可见光的波长在400～760nm的范围内，而一般胶体粒子的尺寸为1～1000nm。

当可见光投射到胶体系统时，如胶体粒子的直径小于可见光波长，则发生光的散射现象，产生丁泽尔效应。

答：胶体粒子带电、溶剂化作用和布朗运动是溶胶稳定存在的三个重要原因。

（1）胶体粒子表面通过以下两种方式而带电：①固体表面从溶液中有选择性地吸附某种离子而带电；②固体表面上的某些分子、原子在溶液中发生解离，使固体表面带电。

各胶体粒子带同种电荷，彼此之间相互排斥，有利于溶胶稳定存在。

（2）溶剂化作用：对于水为分散介质的胶体系统，胶粒周围存在一个弹性的水化外壳，增加了溶胶聚合的机械阻力，有利于溶胶稳定。

（3）布朗运动：分散相粒子的布朗运动足够强时，能够克服重力场的影响而不下沉，这种性质称为溶胶的动力稳定性。

答：胶体粒子带电、溶剂化作用及布朗运动是溶胶稳定的三个重要原因。

中和胶体粒子所带的电荷，降低溶剂化作用皆可使溶胶聚沉。

其中，加入过量的电解质（尤其是含高价反离子的电解质）是最有效的方法。

原因：增加电解质的浓度和价数，可以使扩散层变薄，斥力势能下降。

随电解质浓度的增加，使溶胶发生聚沉的势垒的高度相应降低。

当引力势能占优势时，胶体粒子一旦相碰即可聚沉。

答：乳化剂分子具有一端亲水而另一端亲油的特性，其两端的横截面通常大小不等。

胶体化学核心知识点

1.胶体的定义及分类胶体（Colloid）又称胶状分散体（colloidal dispersion）是一种较均匀混合物，在胶体中含有两种不同状态的物质，一种分散相，另一种连续相。

分散质的一部分是由微小的粒子或液滴所组成，分散质粒子直径在1~100nm之间的分散系是胶体；胶体是一种分散质粒子直径介于粗分散体系和溶液之间的一类分散体系，这是一种高度分散的多相不均匀体系。

按照分散剂状态不同分为：气溶胶——以气体作为分散剂的分散体系。

其分散质可以是液态或固态。

（如烟、雾等）液溶胶——以液体作为分散剂的分散体系。

其分散质可以是气态、液态或固态。

（如Fe(OH)3胶体）固溶胶——以固体作为分散剂的分散体系。

其分散质可以是气态、液态或固态。

（如有色玻璃、烟水晶）按分散质的不同可分为：粒子胶体、分子胶体。

如：烟，云，雾是气溶胶，烟水晶，有色玻璃、水晶是固溶胶，蛋白溶液，淀粉溶液是液溶胶；淀粉胶体，蛋白质胶体是分子胶体，土壤是粒子胶体。

2.胶体的不同表征方式胶体分散体系分为单分散体系和多分散体系。

单分散系表征可以用分散度、比表面积法（不规则形状包括单参数法，双参数法和多参数法）多分散体系可以用列表法、作图法，如粒子分布图，粒子累计分布图。

用激光粒度分析仪测定。

胶体的稳定性一般用zeta电位来表征。

zeta电位为正，则胶粒带正电荷，zeta电位为负，则胶粒带负电荷。

zeta电位绝对值越高，稳定性越好，分散度越好，一般绝对值>30mV说明分散程度很好。

胶体的流变性表征—黏度。

可用毛细管黏度计，转筒黏度计测定。

3.有两种利用光学性质测定胶体溶液浓度的仪器；比色计和浊度仪，分别说明它们的检测原理比色计它是一种测量材料彩色特征的仪器。

比色计主要用途是对所测材料的颜色、色调、色值进行测定及分析。

工作原理：仪器自身带有一套从淡色到深色，分为红黄蓝三个颜色系列的标准滤色片。

仪器的工作原理是基于颜色相减混合匹配原理。

罗维朋比色计目镜筒的光学系统将光线折射成90°并将观察视场分成可同时观察的左右两个部分，其中一部分是观察样品色的视场；另一部分是观察参比色（即罗维朋色度单位标准滤色片）的视场。

大学《物理化学》12.溶胶

若按分散相的大小来分类，若按分散相的大小来分类，可将分散体系分成三大类类型
粗分散体系（悬浮液）悬浮液）胶体分散系（溶胶、高分溶胶、子溶液）子溶液）
颗粒大小 > 10-7 m
例子
泥浆牛奶 Fe(OH)3溶
特
性
粒子不能透过滤纸，不扩散，粒子不能透过滤纸，不扩散，在一般显微镜下可见，在一般显微镜下可见，多相态。粒子能透过滤纸，粒子能透过滤纸，不能透过
可见光的波长范围为 : 450 nm ～ 700 nm ,
4 .5 × 10 −7 ～即
胶粒的大小范围大致为: 胶粒的大小范围大致为
7 ×10
～
−7
m m
10
−7
10
−9
由于胶粒的大小小于入射光的波长, 因此, 由于胶粒的大小小于入射光的波长因此观察光的散射作用引起的。到的光锥是由光的散射作用引起的到的光锥是由光的散射作用引起的。
2）对粗分散体系，由于粒子较大，来自四面八方的撞）对粗分散体系，由于粒子较大，击力大致相互抵消，因此，布朗运动不明显；击力大致相互抵消，因此，布朗运动不明显； 3）对分子分散系，由于分子剧烈的热运动，无法观察）对分子分散系，由于分子剧烈的热运动，到分子的运动轨迹，因此，也没有布朗运动。到分子的运动轨迹，因此，也没有布朗运动。在超显微镜下能够清楚看出粒子走过的路径，在超显微镜下能够清楚看出粒子走过的路径，因此能够测出在一定时间内粒子的平均位移。粒子越小，能够测出在一定时间内粒子的平均位移。粒子越小，布朗运动越激烈，其激烈程度不随时间而改变，朗运动越激烈，其激烈程度不随时间而改变，但随温度的升高而加剧。的升高而加剧。
光源光源

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

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。

表面化学-胶体化学

表面化学-胶体化学表面化学-胶体化学表面化学是研究物质表面的性质和现象的一门学科，而胶体化学则是表面化学的一个重要分支，研究胶体溶液中物质的性质和行为。

胶体化学的研究内容涉及到胶体的形成、稳定性、表面性质、胶体颗粒的相互作用以及胶体溶液的性质等。

本文将介绍表面化学和胶体化学的基本概念、研究方法以及应用领域。

表面化学最早起源于对溶液表面现象的研究，如水的表面张力、液滴的形成和液体的湿润性等。

表面化学研究的对象是固体和液体的界面以及液体和气体的界面，主要涉及到界面上的吸附现象、界面能和界面活性物质等。

固体-液体界面上的吸附现象包括离子吸附、分子吸附和表面电荷等，而液体-气体界面上的吸附现象则涉及到液滴形成和表面张力等。

胶体化学研究的是胶体溶液中胶体颗粒的性质和行为。

胶体是一种介于溶液和悬浮液之间的物质，其特点是颗粒很小，约为1纳米到1微米大小，并且能够在溶液中均匀分散。

胶体的稳定性是胶体化学研究的重要内容，稳定性的源于胶体颗粒表面的电荷，正负电荷的平衡使得颗粒之间相互排斥，从而保持胶体溶液的稳定性。

此外，胶体溶液中还包含着胶体的吸附、吸附剂的选择、界面张力、胶体性质的测定以及胶体与其他物质的相互作用等方面的研究内容。

表面化学和胶体化学的研究方法主要包括物理化学方法和化学方法两种。

物理化学方法包括表面张力测定、界面能测定、电化学方法、X射线衍射、电子显微镜等。

而化学方法包括有机合成、溶胶-凝胶法、聚合法、共沉淀法等多种方法。

表面化学和胶体化学在许多领域中都有重要的应用。

在光学领域中，胶体颗粒可以通过改变其尺寸和组成来调控其光学性质，从而应用于光学传感器、太阳能电池、红外吸收材料等。

在材料科学领域中，胶体颗粒可以通过自组装形成多孔材料和有序结构，具有较大的比表面积和孔径，被广泛用于催化剂、分离膜和储能材料等。

此外，表面化学和胶体化学还在生物医学、环境污染治理、油水分离、食品加工等领域发挥着重要的作用。

综上所述，表面化学和胶体化学是研究物质表面性质和胶体溶液行为的学科，涉及到物质界面的吸附现象、界面能、表面张力等。

关于物理化学课程中胶体化学教学的探索与实践

剂的水加入地层，因为它能较好地润湿砂石的表
明确胶体化学与物理化学的关系
胶体化学原为物理化学的一部分，几十年来近
已发展成为一门独立的学科，它与物理化学关系但又很密切。物理化学和胶体化学是属于同～范畴，
现出一定的规律性。液表面的吸附量可自热力学溶导出的Ｇｂｓｉ公式计算。圃一气吸附可用单分子层ｂ吸附或多分子层吸附理论的Ｉ彻印Ⅲ ｒ式或ＢＴｉ公Ｅ公式来加以描述。这样既可以使学生对表面现象有
的学时常被削减，至被挤掉。目前的现状看来，甚从
体化学只有ｌ时，实太少。Ｏ学确搞好胶体化学教学
首先要保证足够的讲课时数，胶体化学教学看作把
可有可无，甚至随意挤掉的做法是完全错误的。
胶体化学涉及到物质表面的各种现象与胶体分散体系的各种性质，内容极为广泛。因此搞好胶体化学教学必须精选教材，认真地组织好课堂教学，在讲授中既要有系统的理论概述，又要突出重点，注意与实际应用的联系，并以及理论与实际的新发展，使学生了解胶体化学，而对胶体化学发从生兴趣。我们认为搞好胶体化学教学应该注意以下
的分子因为它们的吸引力未能完全饱和，以能量所
在，因此水的净化就涉及到如何破坏胶体的问题。

第十二章胶体化学

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12章胶体练习题

第十二章胶体化学练习题一、是非题（对者画√，错者画×）1、溶胶是均相系统，在热力学上是稳定的。

（）2、长时间渗析，有利于溶胶的净化与稳定。

（）3、有无丁达尔效应是溶胶和分子分散系统的主要区别之一。

（）4、亲液溶胶的丁达尔效应应比憎液胶体强。

（）5、在外加直流电场中，碘化银正溶胶向负电极移动，而其扩散层向正电极移动。

（）6、新生成的Fe(OH)3沉淀中加入少量稀FeCl3溶液，会溶解，再加入一定量的硫酸盐溶液则又会沉淀。

（）7、丁达尔效应是溶胶粒子对入射光的折射作用引起的。

（）8、胶束溶液是高度分散的均相的热力学稳定系统。

（）9、胶体粒子的扩散过程和布朗运动本质上都是由粒子的热运动而发生的宏观上的定向迁移现象。

（）10、在溶胶中加入电解质对电泳没有影响。

（）11、溶胶粒子因带有相同符号的电荷而相互排斥，因而在一定时间内能稳定存在。

（）12、同号离子对溶胶的聚沉起主要作用。

（）13、大大过量电解质的存在对溶胶起稳定作用，少量电解质的存在对溶胶起破坏作用。

（）14、由瑞利公式可知，分散介质与分散相之间折射率相差愈大，则散射作用愈显著。

是不是?（）15、溶胶是亲液胶体，而大分子溶液是憎液胶体。

（）16、乳状液必须有乳化剂存在才能稳定。

（）17、晴朗的天空是蓝色，是白色太阳光被大气散射的结果。

（）18、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。

（）19、溶胶在热力学和动力学上都是稳定系统。

（）20、能产生丁达尔效应的分散系统是溶胶。

（）二、选择题：1、大分子溶液分散质粒子的线尺寸为：（）（1）>1μm （2）<1μm （3）1nm- 1μm2、溶胶和大分子溶液: （）（1）都是单相多组分系统（2）都是多相多组分系统（3）大分子溶液是单相多组分系统, 溶胶是多相多组分系统（4）大分子溶液是多相多组分系统, 溶胶是单相多组分系统3、下列分散系统中丁达尔效应最强的是: （）,其次是: （）（1）空气（2）蔗糖水溶液（3）大分子溶液（4）硅胶溶胶4、向碘化银正溶胶中滴加过量的KI溶液,则所生成的新溶胶在外加直流电场中的移动方向为: （）（1）向正极移动（2）向负极移动（3）不移动5、电动现象直接与: （）有关.（1）固体表面热力学电势（2）斯特恩电势（3）动电电势（4）表面电荷密度6、在两个充满0.001mol.dm-3AgNO3溶液的容器中间是一个由固体制成的多孔塞，塞中细孔充满了AgNO3溶液，在两管口中插入电极，充以直流电，容器中液体( )移动，当以0.1mol.dm-3AgNO3代替0.001mol.dm-3AgNO3时，加以相同电压后,液体的流动( ),如果以KCL溶液代替AgNO3溶液时,液体的流动( )移动。

物理化学第12章胶体化学

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12章胶体化学

第12章胶体化学思考题1．憎液溶胶有哪些特征？2．有稳定剂存在时胶粒优先吸附哪种离子？3．当一束会聚光通过溶胶时，站在与光线垂直方向的同学，看到光柱的颜色是淡蓝色；而站在入射光180°方向的同学看到的是橙红色，这是为什么？4．为什么有的烟囱冒出的是黑烟，有的却是青烟？5．为什么晴天的天空呈蓝色？为什么日出、日落时云彩特别红？6．为什么危险信号灯用红色？为什么车辆在雾天行驶时雾灯规定用黄色？7．为什么做旋光分析时，光源用的是钠光灯？8．在一个U形管中间，放有用AgCl晶体组成的多孔塞，管中放有浓度为0.001mol·dm-3的KCl溶液。

多孔塞两边放直流电源的电极。

通电时溶液将向哪一级移动？将KCl浓度增加100倍，介质流动速率是变慢还是变快？9．为什么输油管和运送有机液体的管道要接地？10．为什么明矾能将浑浊的水澄清？11．用电解质把豆浆点成豆腐，有三种盐：NaCl，MgCl2，CaSO4·2H2O，哪种聚沉能力最强？12．在能见度很小的雾天飞机急于起飞，地勤人员搬一个很大的高音喇叭，喇叭一开，很长一段时间跑道上的雾就消失了。

这是为什么？概念题1．在稀的砷酸溶液中，通过H2S以制备硫化砷溶胶(Ag2S)，该溶胶的稳定剂是H2S，则其胶团结构式是：（A）[(As2S3)m·n H+(n-x) HS-]x-·x HS-（B）[(As2S3)m·n HS- (n-x) H+]x-·x H+（C）[(As2S3)m·n H+(n-x) HS-]x+·x HS-（D）[(As2S3)m·n HS- (n-x) H+]x+·x H+2．溶胶的动力性质是有由于粒子的不规则运动产生的，在下列各种现象中，不属于溶胶动力性质的是：（A）渗透压（B）扩散（C）沉降平衡（D）电泳3．Tyndall现象是发生了光的什么结果？（A）散射（B）反射（C）折射（D）透射4．日出和日落时，太阳呈鲜红色的原因是：（A）蓝光波长短，透射作用显著（B）蓝光波长短，折射作用显著（C）红光波长长，透射作用显著（D）红光波长长，散射作用显著5．在电泳实验中，观察到分散相向阳极移动，表明：（A）胶粒带正电（B）胶粒带负电（C）动电电位相对于溶液本体为正（D）Stern面处电位相对溶液本体为正6．胶体粒子的Zeta电势是指：（A）固体表面与本体溶液之间的电位降（B）紧密层、扩散层分界处与本体溶液之间的电位降（C）扩散层与本体溶液之间的电位降（D）固液之间可以相对移动处与本体溶液之间的电位降7．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8．均匀的牛奶是乳浊液，从其中沉淀脂肪和蛋白质的方法是：（A）加入一些酒精（B）将牛奶静止（C）过滤（D）加酸9．对于过量的KI存在的AgI溶胶，下列电解质中聚沉能力最强的是：（A）NaCl （B）K3[Fe(CN)6]（C）MgSO4（D）FeCl310．混合等体积的0.08mol·dm-3KI和0.1mol·dm-3AgNO3溶液，得到一溶胶系统，分别加入(1)MgSO4，(2)CaCl2，(3)Na2SO4，则其聚沉能力大小是：（A）(1)＞(2)＞(3)（B）(2)＞(1)＞(3)（C）(3)＞(1)＞(2)（D）(3)＞(2)＞(1)11．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: （A）大于7（B）小于7（C）等于7（D）不能确定1.B2.D3.A4.C5.B6.D7.A8.D9.D 10.C 11. B。

物理化学：第十二章胶体化学(2)

van der Waals 吸引力：EA -1/x2 双电层引起的静电斥力：ER ae-x
总作用势能：E = ER + EA
粒子的平动能＝(3/2) RT <Emax时，溶胶稳定; >Emax时，溶胶不稳定
ER 势能
E
Emax
0
x
第二最小值
EA 第一最小值
EA曲线的形状由粒子本性决定，不受电解质影响； ER曲线的形状、位置强烈地受电解质浓度的影响。电解质浓度对胶体粒子势能的影响：
2. 扩散双电层理论
常用名词：双电层：质点表面电荷与周围介质中的反离子
构成的电层；
表面电势0：带电质点表面与液体的电势差：电势：固、液两相发生相对运动的边界处与液
体内部的电势差。
1) 亥姆霍兹平板电容器模型
0
1879年，亥姆霍兹首先提出在固液两相之间的界面上形成双电层的概念。
0
x
电泳或电渗实验证明：溶胶的分散质和分散介质都带电，且所带的电性是不同的。
在电泳实验中，当溶胶粒子向负极迁移时，说明胶粒带正电，此溶胶称为正溶胶；当溶胶粒子向正极迁移时，说明胶粒带负电，此溶胶称为负溶胶
在电渗实验中，则正好相反。当介质向负极迁移时，说明胶粒带负电，此溶胶称为负溶胶；当介质向正极迁移时，说明胶粒带正电，此溶胶称为正溶胶。
本体之间的电势差
Stern 模型：固定层＋扩散层
固体表面 Stern面滑动面
电势
0
0
--- 热力学电势，固体表面与溶液本体的电
势差与溶液中电位离
子的浓度有关。
---- Stern电势。 Stern面与溶液本体的
电势差
距离
---- 电动电势（Zata电势）滑动面与溶液本体的电势差其值取决于可动层的厚度

物理化学与胶体化学教学大纲

《物理化学与胶体化学》教学大纲(供四年制药物制剂本科专业用)前言物理化学与胶体化学是一门专业基础理论课。

药物制剂本科专业的学生在继无机化学、有机化学和分析化学后学习本门课程，能为以后学习中药化学、药剂学、炮制学和中药鉴定等专业课程以与将来从事中药与药物制剂研究开发工作奠定良好的化学理论基础。

物理化学与胶体化学的理论很多都是从生产实践中概括出来，因此，反过来它将为生产和科研服务。

随着医疗技术的发展和医药研究的深入，学科之间的相互渗透与相互联系越来越多，药学科学与物理化学与胶体化学的结合也越来越紧密。

从天然药物中分离提取有效成分，需要应用蒸馏、萃取、乳化、吸附等原理和方法，需要掌握溶液与表面现象、胶体化学等方面的知识。

在药物生产中，选择工艺路线，需要掌握影响化学反应速度的各种因素，要探索反应的机理，这就需要化学动力学和化学热力学的知识。

对产品的精制、产品的稳定性的研究，需要掌握溶液、表面现象与化学动力学等方面的知识。

在药物合成的研究中，应了解药物的结构与性质的关系，以便寻找最有效的药物，这就需要掌握物质结构的知识。

而合成的过程中，需要化学动力学的知识。

在药物制剂方面，剂型的研究、改革时，应了解表面现象方面的内容，了解分散程度对药物性能的影响，同样的药物，主药颗粒越细小，药效越好。

如纳米技术的发展必将对药物剂型的改革起着十分重要的作用。

从发展的趋势来看，药学的各个领域中正日益深广地与物理化学相结合，掌握好物理化学与胶体化学的原理和方法，对药学工作者来说是非常必要的。

根据药学专业对本课程的要求，系统和重点相结合，选定化学热力学，相平衡，化学平衡，电化学，化学动力学、表面现象、溶胶，大分子溶液等作为讲课和实验的基本内容。

根据教学计划(甘肃中医学院)，本课程共90学时，其中讲课共60学时，实践30学时。

教学要求和内容理论讲授部分绪论[教学要求]1、掌握物理化学与胶体化学课程的基本内容。

2、熟悉学习物理化学与胶体化学必须的数理知识。

天津大学物理化学第五版-第十二章-胶体化学

溶胶粒子间的作用力： Verwey ＆Overbeek(1948)
van der Waals 吸引力：EA -1/x2 双电层引起的静电斥力：ER ae-x
总作用势能：E = ER + EA
EA曲线的形状由粒子本
性决定，不受电解质影响；
ER曲线的形状、位置强
烈地受电解质浓度的影响。
ER 势能
E
n : 分散相的折射率； n0：分散介质的折射率；
：散射角；
l : 观测距离
I＝ 9 2V 2C 2 4 l 2
n 2 n02 n2 2n02
2
1 cos 2
I0
由 Rayleigh 公式可知：
1) I V 2
可用来鉴别小分子真溶液与胶体溶液；
如已知 n 、n0 ，可测 I 求粒子大小V 。
2. 憎液溶胶的聚沉溶胶粒子合并、长大，进而发生沉淀的现
象，称为聚沉。
(1) 电解质的聚沉作用聚沉值使溶胶发生明显的聚沉所需电解质的最小浓度聚沉能力聚沉值的倒数
EA 曲线的形状由粒子本性决定，不受电解质影响； ER 曲线的形状、位置强烈地受电解质浓度的影响。
电解质浓度与价数增加，使胶体粒子间势垒的高度与位置发生变化。
分散系统：一种或几种物质分散在另一种物质之中
分散相：被分散的物质（dispersed phase）分散介质：另一种连续分布的物质
medium)
（dispersing
分子分散系统
胶体分散系统
粗分散系统
例如：云，牛奶，珍珠
按分散相粒子的大小分类
类型
粒子大小
特性
举例
低分子溶液(分子分
散系统)
<1nm

12章_溶胶

3. 溶胶的光学性质-Tyndall效应
溶液
溶胶云锁高山,哪个尖峰得出日照漏壁,这条光棍难拿
2020/7/26
4. 溶胶的动力学性质-Brown运动
布朗用显微镜观察到悬浮在液面上的花粉不断地作不规则的运动。 Brown运动的宏观效果使胶粒从高浓度区扩散到低浓度区。
2020/7/26
4. 溶胶的动力学性质-沉降平衡
2020/7/26
3. 溶胶的光学性质-光散射
可见光的波长在400~700 nm。胶粒尺寸1~100nm （1）当光束通过粗分散体系，由于粒子尺寸大于入射光的波长，主要发生反射，体系呈现混浊。
（2）当光束通过胶体溶液，由于胶粒直径小于可见光波长，主要发生散射，即Tyndall效应。
（3）当光束通过溶液，由于溶液十分均匀，散射光因相互干涉而完全抵消。令一束光通过溶胶，从侧面可以看到一条光柱，这就是 Tyndall效应，是判别溶胶与溶液的最简便的方法。
结构表达式
[(AgI)m nI- (n-x)K+ ]x- xK+
胶核
紧密层
扩散层
胶粒
胶团
胶团的图示式由内到外分别是胶核，胶粒，胶团。
2020/7/26
5. 溶胶的电性质-胶粒的结构
若AgNO3过量，则AgI胶核吸附Ag+而带正电。反离子 NO3-一部分进入紧密层(stern层)，一部分进入扩散层。若KI过量，则AgI胶核吸附I-而带负电。反离子K+一部分进入紧密层(stern层)，一部分进入扩散层。胶核、吸附的离子和紧密层共同组成胶粒，胶粒与扩散层一起组成胶团，整个胶团显电中性。
2. 电离，分散相电离，一部分离子进入介质中。
2020/7/26

物理化学及胶体化学课后答案

52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 0直线下降至处的 s， s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 s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，称为电势。

热力学电势 0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 s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。

物理化学十一、十二章问答题(界面现象和胶体)

第十一章界面现象1．表面能、表面自由能、比表面自由能、表面张力是否是一个概念？相同否？答：总的说来四者都是描述表面的过剩能量，但概念上有区别，表面能为物质表面较其内部多余的能量；若在T，p恒定时，这部分能量称为表面自由能（表面吉布斯自由能）；若在T，p恒定时，单位表面的自由能，便称为比表面自由能，其单位为J·m－2，因J ＝N·m，故J·m－2也可化为N·m－1，这样表面自由能又转变为另一概念，成为垂直作用于单位长度相表面上沿着相表面的切面方向的力，称为表面张力。

虽然比表面自由能和表面张力的数值相同，也可混用，但概念有差别，前者是标量，后者是矢量。

2．若在容器内只是油与水在一起，虽然用力振荡，但静止后仍自动分层，这是为什么？答：油与水是互不相溶的，当二者剧烈振荡时，可以相互分散成小液滴，这样一来，表面能增大，这时又没有能降低表面能的第三种物质存在，因此这时为不稳定体系，体系有自动降低能量的倾向，分层后，体系能量降低，因此会自动分层。

3．铅酸蓄电池的两个电极，一个是活性铅电极，另一个是活性氧化铅电极，你是怎样理解这理解这“活性”两字？答：这里活性是指铅或氧化铅处于多孔性，即具有大的比表面积，具有较高比表面自由能，处于化学活性状态。

这是在制备电极时经过特殊活化工序而形成的高分散状态，根据热力学理论及表面性质，若铅蓄电池长期使用或者长期放置而未能及时充电，电极的高分散状态会逐渐减低，这种活性也就消失。

4.在化工生产中，固体原料的焙烧，目前很多采用沸腾焙烧，依表面现象来分析有哪些优点？答：沸腾焙烧是将固体原料碎成小颗粒，通入预热的空气或其它气体，使炉内固体颗粒在气体中悬浮，状如沸腾，这样就增大了固气间的接触界面，增强了传质与传热，使体系处于较高的化学活性状态。

5. 在滴管内的液体为什么必须给橡胶乳头加压时液体才能滴出，并呈球形？答：因在滴管下端的液面呈凹形，即液面的附加力是向上的，液体不易从滴管滴出，因此若要使液滴从管端滴下，必须在橡胶乳头加以压力，使这压力大于附加压力，此压力通过液柱而传至管下端液面而超过凹形表面的附加压力，使凹形表面变成凸形表面，最终使液滴滴下，刚滴下的一瞬间，液滴不成球形，上端呈尖形，这时液面各部位的曲率半径都不一样，不同部位的曲面上所产生附加压力也不同，这种不平衡的压力便迫使液滴自动调整成球形，降低能量使液滴具有最小的表面积。

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第12章胶体化学12.1 复习笔记分散系统：把一种或几种物质分散在一种介质中构成的系统称为分散系统，包括分散相和分散介质。

分散相：被分散的物质。

分散介质：分散系统中呈连续分布的物质。

根据分散相粒子的大小，将分散系统分为三类：①真溶液（被分散物质以分子、原子或离子即质点直径d＜1nm形式均匀分散，不存在相界面）；②胶体系统（分散相粒子直径d 介于1～1000nm之间）；③粗分散系统（分散相粒子直径d＞1000nm，包括悬浮液、乳状液等，存在明显的相界面）。

一、胶体系统分散相粒子粒径d在1～1000nm范围之间的高度分散系统称为胶体系统。

可分溶胶（分散相为由许多原子或分子组成的有界面的粒子，热力学不稳定系统）、高分子溶液（分散相是没有相界面的大分子，均相热力学稳定系统）和缔合胶体（分散相是由表面活性剂缔合形成的胶束）。

特点：可发生光散射；胶体粒扩散速率慢；不能透过半透膜；具有较高的渗透压；高度分散性。

二、溶胶的光学性质在暗室中当将点光源发出的一束经聚集的光照射到胶体系统时，在垂直于入射光的方向上可观察到一个发亮的光锥，此现象称为丁铎尔效应。

丁铎尔效应是胶体粒子粒径小于可见光的波长而发生光的散射的结果。

单位体积液溶胶的散射光强度I 可由瑞利公式计算()2222200422209π1cos 2λ2V C n n I αI l n n ⎛⎫-=+ ⎪+⎝⎭式中：I 0及λ表示入射光的强度与波长；n 及n 0分别为分散相及分散介质的折射率；α为散射角，即观察方向与入射光之间的夹角；V 为单个分散相粒子的体积；C 为分散相的数浓度即单位体积中的粒子数；l 为观察者与散射中心的距离。

此式适用于粒子尺寸远小于入射光波长时，可将粒子看成点光源；粒子不导电；粒子相距较远，不考虑各粒子散射光之间的相互干涉。

由公式可知：（1）单位体积的散射光强度与每个粒子体积的平方成正比；（2）散射光强度与入射光波长的4次方成反比，即波长愈短其散射光愈强；（3）分散相与介质的折射率相差愈大，散射光愈强；（4）散射光强度与粒子的数浓度成正比。