表面现象与分散体系答案

第八章 表面现象与分散体系答案

一、填空题 1、r p

/4θ=∆

2、大；越小

3、大于

4、

凹平凸〉〉p p p

5、降低；大于

6、反比；正比

<

7、减小 8、红；１０

－９

－１０

－７

；正；负极

9、散射作用；４；反 10、+-+-⋅-⋅⋅xK K x n nI AgI x m ])()[(1 33])()[(-+-+⋅-⋅⋅xNO NO x n nAg AgI x m

11、单分子 12、亲水；亲油

：

13、负（阴）极；Ｋ３Ｆｅ（ＣＮ）６

二、单选题

三、多选题

%

四、简答题

1、油与水是互不相溶的，当两者互相剧烈振荡时，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，便自动分层。

2、若无碎磁片或沸石，则液体内部不易形成新相（气相）。因在形成新相的刹那间，该新气泡相的凹形表面的曲率很大，根据开尔文公式，P r>>P*,这样该微小的气泡便自发消失，因此体系便不能在正常情况沸腾，升高温度成为局部过热的介稳状态，而导致暴沸。如果在液体内加上沸石，则在沸石表面的尖端有较大的凸端，此处P r>>P*，因此便容易沸腾，又因在沸石内部吸附的空气，也因受热而脱附，成为形成气泡的气核，又因沸石与瓶底紧密相接，而成为局部过热处，两者相接处的液膜在瞬间成为过热，P r>>P*；便成为微泡使沸石跳动，结果便成为一新气泡上升。

3、任何物质的饱和溶液，当其中存在着不同大小以及甚微小的被溶解物质的平衡晶态物质，实际上这些不同大小的同种晶态物质的溶解度是不同的，其溶解度C r大于大块晶体的溶解度C*，因此，将这饱和溶液长期放置后，微晶、小晶便逐渐消失，而大块晶体却逐渐增大。

4、因水与玻璃的接触角小于90°，又水的表面为负的附加压力，这样就使水在玻璃管中成为凹面，而水

银与玻璃的接触角为大于90°，再加上水银表面的附加压力为正值，因而水银在玻璃管内呈凸形液面。

5、由于表面活性剂在亲水表面上定向排列，能在表面上铺盖一层憎水基向外的表面活性剂，这样就使固体表面形成一层憎水层，从而改变了固体表面的结构与性质，使其具有憎水性。

6、对于纯液体或纯气体，其n1 =n2，便应无散射现象，但实际上它们都有微弱的乳光，这是由于密度的涨落致使其折射率也有变化而引起的。一般溶液的散射光是很微弱的，由于一般的分子，其溶液的分子体积很小，因而乳光很微弱，远不如溶液明显。因此丁达尔效应便能成为辨别溶胶与其它溶液的简便方法。，

7、由于溶胶的布朗运动以及扩散作用，更由于胶粒表面的双电层结构及粒子溶剂化膜造成溶胶的动力学稳定性。但由于溶胶是高度分散的非均相体系，具有很大的表面自由能，因此有自发聚沉以降低体系能量的趋势，因此是热力学的不稳定体系。

8、在溶胶中加入电解质溶液，当溶胶开始明显聚沉时，每升溶胶中加入电解质的最小体积浓度称为这种电解质的聚沉值。

1mol·dm-3KCl溶液：1´´1000/（20+）=·mol·dm-3

·dm-3Na2SO4溶液：´´1000/(20+= m·mol·dm-3

´10-4mol·dm-3Na3PO4溶液：´´1000/（20+）=·mol·dm-3

9、当某物质蒸汽的压力大于同温下该物质的饱和蒸汽压时，仍未凝结的蒸汽称为过饱和蒸汽。当某液体的温度高于相同压力下的沸点时，仍未沸腾的液体称为过热液体。

蒸汽凝结时，产生的液滴往往很小，根据开尔文公式，微小液滴的饱和蒸汽压远大于平面液面的饱和蒸汽压。当没有液滴或液滴很小时，即使蒸汽的压力已大于平面液面的饱和蒸汽压，但仍小于微小液滴的饱和蒸汽压，故蒸汽不会在小液滴上凝结，相反，小液滴还会汽化。人工降雨是将粉末干冰或碘化银小晶粒喷洒在水蒸气过饱和的空气中，固体表面吸附蒸汽分子形成水膜，由于水膜表面曲率半径较大，使其对应的饱和蒸汽压小于相同温度下的水蒸气的分压，所以空气中的水蒸气能在固体颗粒表面凝结成水珠。

^

液体中的气泡呈凹液面，由开尔文公式可知，气泡中的液体饱和蒸汽压比平面液体的小，且气泡越小，蒸汽压越低。即使温度高于沸点小气泡中的蒸汽压仍不够高，不能发生沸腾，从而产生了过热液体。

10、一定面积的固体吸附剂，吸附之后，△G=A·σ。吸附使σ下降，△G<0，为自发过程。

11、分散在空气中的尘埃和雾滴等粒子，半径在10－９－10－６m之间，构成胶体分散系统。分散相粒子对光

产生散射作用，根据雷莱公式，散射光的强度与入射光波长的四次方成反比，因此入射光的波长越短，

则散射越强。如果入射光为白光，则大气中波长较短的蓝色和紫色光散射作用最强，而波长较长的红色光散射较弱，主要产生透射，所以晴朗的天空呈现蓝色，是离子对太阳光散射的结果，而晚霞呈现红色则是透射光的颜色。

12、溶胶能稳定存在的原因有三：（１）胶体粒子较小，有较强的布朗运动，能阻止其在重力作用下的沉降，

即具有动力稳定性；（２）胶粒表面具有双电层结构，当胶粒相互接近时，同性电荷的静电斥力及离子氛的重叠区由于过剩离子产生的渗透压，阻碍胶粒的凝结，即具有凝结稳定性；（３）由于带电离子都是溶剂化的，在胶粒表面形成一层溶剂化膜，溶剂化膜有一定的弹性，其中的溶剂有较高的浓度，使之成为胶粒相互接近时的机械障碍，聚结稳定性是溶胶能稳定存在的最重要因素。

13、氢氧化铁固体微粒表面易吸附溶液中的FeO＋离子而带正电，Cl－则为反粒子，则胶团结构为｛［Fe（OH）

＋（n-x）Cl－｝ｘ＋·xCl-

３］ｍ·ｎFeO

对溶胶起聚沉作用的主要是与胶粒带的电荷符号相反的离子，该离子的价数越高沉聚能力越强。对于同电性离子，通常价数越高沉聚能力越弱，由此可以判断沉聚能力的强弱大致为：Na２SO４＞MgSO４＞AlCl３＞MgCl２＞NaCL

14、在新生的Fe(OH)３沉淀中加入少量的三氯化铁溶液中，Fe(OH)３固体表面优先吸附溶液中的Fe３+ 而形成

双电层的胶粒，使沉淀溶解为溶胶。此现象称为胶溶作用，加入的三氯化铁是稳定剂。当再加入一定量的硫酸盐时，有较多的与固体表面电荷相反的离子SO４２－进入紧密层或溶剂化层，双电层的厚度变薄，ξ电势值下降，致使溶胶失去稳定性而聚沉。

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15、（１）在多孔的AgCl表面上选择性的吸附NaCl溶液中的Cl－，使毛细管表面带负电荷，溶液相带正电

荷，在外电场的作用下，溶液中的离子向负极移动。

（２）当NaCl溶液的浓度增加时，将有较多的Na+ 进入紧密层，使胶粒所带的静负电荷减少，ξ电势值下降。由电渗公式可知溶液流动的速度变慢，当NaCl的浓度足够大时ξ＝０，达到等电点，溶液不会流动。

（３）当AgNO３代替NaCl溶液时，AgCl表面将选择性的吸附Ag+，使毛细管表面带正电荷，反离子NO

－则以扩散状态分散在溶液中，使溶液带负电荷，在外加电场作用下，溶液离子向正极流动。

３

16、水在两玻璃板和两石蜡板间的状态如下图，对玻璃板，附加压力△P指向液体外部，说明液体压力小

于外压力，且两板越靠近，此压力差越大，使两板难以拉开。石蜡板的情况相反，液体压力大于外压力，易于拉开。