物理化学表面及胶体习题
胶体及表面活性剂问答题题库1..
1. 表面活性剂分子的结构特点及亲水亲油基的组成？答：表面活性剂由两部分构成：a.疏水基团，由疏水亲油的非极性碳氢链、硅烷基、硅氧烷基、或碳氟链构成; b.亲水基团，由亲水疏油的极性基团构成。
2. 表面活性剂按离子类型分类，常见类型有哪些？答：表面活性剂按离子分类有非离子型表面活性剂（如脂肪醇聚氧乙烯醚）和离子型表面活性剂，其中离子型表面活性剂又分为阴离子表面活性剂（如十二烷基苯磺酸钠），阳离子表面活性剂（如苄基三甲基氯化铵）及两性表面活性剂（如十二烷基甜菜碱）。
3. 表面活性剂在气-液界面上的吸附结构？答：表面活性剂分子在浓度较低时零散地分布在液体表面，随着浓度的不断增加，分子疏松的定向排列在表面，当浓度接近cmc时，表面活性剂分子紧密地定向排列在液体表面形成一层致密的单分子界面膜，并在内部开始形成胶束。
4. 影响表面活性剂吸附界面的物理化学因素？答：（1）表面活性剂亲水基：亲水基小者，分子横截面积小，饱和吸附量大。
（2）疏水基：疏水基小者，分子横截面积小，饱和吸附量大。
（3）同系物：一般规律是随碳链增长，饱和吸附量有所增加，但疏水链过长往往得到相反的效果。
（4）温度：饱和吸附量随温度升高而减少。
但对非离子表面活性剂，在低浓度时吸附剂量往往随温度上升而增加。
（5）无机电解质：对离子表面活性剂，加入无机电解质对吸附有明显的增强作用。
5. 表面活性剂在溶液表面吸附的功能？答：表面活性剂在溶液表面吸附主要有两方面的功能：一是降低液体的表面张力使增加气液界面的过程容易进行;二是形成表面活性剂分子或离子紧密定向排列的表面吸附层。
6. 影响表面活性剂在稀溶液吸附的因素？答：A.吸附质影响（吸附质分子结构与性质将影响它们分子间及其与溶剂、吸附剂间的相互作用，从而影响吸附性质）（1）吸附质为同系物若为极性分子，随有机物碳原子数增加吸附量增加;非极性的物质在水中易吸附非极性的或极性小的。
（2）异构体的影响直链易被吸附，异构体易于溶解。
物理化学表面现象练习题
物理化学表面现象练习题第一题：一张正方形纸片的质量为m，边长为l。
该纸片悬挂在水面上，完全浸没。
如果纸片边缘受到的浮力为F1，纸片下表面受到的压强为P1，上表面受到的压强为P2，求纸片周围的液体对纸片边缘的压力。
解题步骤：1. 首先，我们需要计算纸片的体积。
纸片的边长为l，可以计算出纸片的面积为A = l * l。
令纸片的厚度为δ，可以计算出纸片的体积为V = A * δ。
2. 然后，我们需要计算纸片受到的浮力。
根据阿基米德定律，浸没在液体中的物体受到的浮力等于其排开液体的体积乘以液体的密度。
所以，纸片受到的浮力为F = V * ρ，其中ρ为液体的密度。
3. 接下来，我们需要计算纸片下表面受到的压强P1。
假设液体对纸片下表面的压强为p。
由于压强的定义为P = F / A，我们可以得到P1 = F / A1，其中A1为纸片下表面的面积。
纸片下表面的面积可以表示为A1 = (l - 2δ) * (l - 2δ)。
因此，纸片下表面受到的压强为P1 = F / A1。
4. 最后，我们需要计算纸片周围的液体对纸片边缘的压力。
纸片周围的液体对纸片边缘的压力等于液体对纸片边缘施加的力除以纸片边缘的长度。
由于纸片边缘受到的力等于纸片边缘受到的浮力，我们可以得到液体对纸片边缘的压力为P = F1 / l。
根据以上步骤，我们可以计算出纸片周围的液体对纸片边缘的压力。
第二题：一块金属板被放置在一个达到热平衡的室温环境中。
金属板的初始温度为T1，室温为T2，金属板的质量为m，比热容为c。
金属板表面的面积为A，厚度为δ。
假设金属板和室温环境之间的热传导只发生在金属板的两个表面，并且忽略金属板的边缘效应。
请计算金属板表面温度随时间的变化。
解题步骤：1. 首先，我们可以根据热传导定律得出金属板表面温度随时间的变化率。
根据热传导定律，金属板表面温度随时间的变化率可以表示为dθ/dt = (1 / (ρcA)) * (dQ / dt)，其中ρ为金属板的密度，c为金屋比热容，A为金屋表面的面积，dQ / dt为单位时间内通过金属板表面传递的热量。
物理化学胶体与表面2
物理化学胶体与表⾯2物理化学胶体与表⾯2试卷⼀、选择题( 共21题40分)1. 某⽓体A2在表⾯均匀的催化剂上发⽣解离反应, 其机理为：A2(g) ＋2K 2 A K ─→C ＋D ＋2 K第⼀步是快平衡, 第⼆步是速控步, 则该反应的速率⽅程式为：( ) (A) r＝k pA2(B) r＝(k2aA2pA2)/(1+aA2pA2)(C) r＝(k2aA21/2pA21/2)/(1+aA21/2pA21/2)(D) r＝kaA21/2pA21/22. 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3.同⼀固体, ⼤块颗粒和粉状颗粒, 其熔点哪个⾼? ( )(A) ⼤块的⾼(B) 粉状的⾼(C) ⼀样⾼(D) ⽆法⽐较4. 2 分(7467)7467⽤三氯化铝AlCl3⽔解制备的氢氧化铝溶胶，哪种物质聚沉能⼒最强? ( )哪种物质聚沉能⼒最弱？( )(A) Na2SO4(B) MgCl2(C) La(NO3)3(D) K4[Fe(CN)6]5. 2 分(6765)676525℃时，⼀稀的肥皂液的表⾯张⼒为0.0232 N·m-1，⼀个长短半轴分别为0.8 cm和0.3 cm的肥皂泡的附加压⼒为：（）(A)5.8 Pa (B) 15.5 Pa(C) 18.4 Pa (D) 36.7 Pa6. 2 分(7482)7482对于带正电的Fe(OH)3和带负电的Sb2S3溶胶体系的相互作⽤, 下列说法正确的是：( )(A) 混合后⼀定发⽣聚沉(B) 混合后不可能聚沉(C) 聚沉与否取决于Fe和Sb结构是否相似(D) 聚沉与否取决于正、负电量是否接近或相等17. ⽤同⼀滴管分别滴下1 cm3 NaOH ⽔溶液、⽔、⼄醇⽔溶液, 各⾃的滴数为：( )(A) ⽔15 滴, NaOH ⽔溶液18 滴, ⼄醇⽔溶液25 滴(B) ⽔18 滴, NaOH ⽔溶液25 滴, ⼄醇⽔溶液15 滴(C) ⽔18 滴, NaOH ⽔溶液15 滴, ⼄醇⽔溶液25 滴(D) 三者的滴数皆为18 滴8. 某多分散体系，测得渗透压为∏, 其任意组分的渗透压为∏i , ∏与∏i之间关系为：( ) ∑∏i(A) ∏＝i∑i(B) ∏i＝∏ i /i(C) ∏＝∏i(D) ∏＝∏1·∏2…∏i9. 在催化剂表⾯上进⾏的双分⼦⽓相反应, 已知表⾯反应为控制步骤, 且测得反应速率r与反应物⽓相压⼒之间有下⾯如图关系, 则反应可能的历程为：( )(A) L－H 历程(B) R 历程(C) A,B 分⼦直接反应(D) A, B 皆可能10. 2 分(7456)7456As2S3负溶胶，若⽤AlCl3使其聚沉，所需AlCl3的最⼩浓度约为0.093 mol·m-3，若改⽤Al2(SO4)3聚沉，所需最⼩浓度约为：( )(A) 0.188 mol·m-3(B) 0.094 mol·m-3(C) 0.047 mol·m-3(D) 0.00013 mol·m-311. 2 分(6755)6755⽓相中的⼤⼩相邻液泡相碰, 两泡将发⽣的变化是：( )(A) ⼤泡变⼤, ⼩泡变⼩(B) ⼤泡变⼩, ⼩泡变⼤(C) ⼤泡、⼩泡均不变(D) 两泡将分离开12. 2 分(7302)73022为直接获得个别的胶体粒⼦的⼤⼩和形状，必须借助于：( )(A) 普通显微镜(B) 丁铎尔效应(C) 电⼦显微镜(D) 超显微镜13. 两液体A和B表⾯张⼒γA=3γB，密度ρA=3ρB，⼀⽑细管插⼊A中液⾯上升2.0 cm，若将其插⼊B中液⾯上升的⾼度为：(A) 2.0 cm (B) 4.0 cm (C) 6.0 cm (D) 8.0 cm14. 下列四种电解质KCl，Na2SO4，MgSO4，K3[Fe(CN)6] ，对Fe2O3溶胶的聚沉能⼒⼤⼩次序为：( )(A) KCl ＞Na2SO4 ＞MgSO4 ＞K3[Fe(CN)6](B) K3[Fe(CN)6] ＞MgSO4 ＞Na2SO4 ＞KCl(C) K3[Fe(CN)6] ＞Na2SO4 ＞MgSO4＞KCl(D) Na2SO4 ＞K3[Fe(CN)6] ＞KCl ＞MgSO415.假定胶粒为球形，其半径为r，则瑞利(Rayleigh)公式适⽤的范围是：(A) r＝47 nm (B)r＞47 nm (C)r＜47 nm(D)r≤47 nm16. 溶胶与⼤分⼦溶液的相同点是：( )(A) 是热⼒学稳定体系(B) 是热⼒学不稳定体系(C) 是动⼒学稳定体系(D) 是动⼒学不稳定体系17. 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) 电动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18. 质均摩尔质量M w和数均摩尔质量M n的关系⼀般为：( )(A)M w＝M n(B)M w＞M n(C)M w＜M n(D)M w≠M n19. 对超离⼼沉降平衡，下列说法不正确的是: ( )(A) 沉降池中，某处的浓度与它所处位置离转轴距离有关(B) 沉降池中，某处的浓度与时间有关(C) 在测某物的摩尔质量时，超离⼼沉降平衡法的转动速度⽐超离⼼沉降速度法低(D) 沉降平衡法测得的摩尔质量，随处理⽅法不同⽽不同，可得M n、M w、M z20. 同外压恒温下，微⼩液滴的蒸⽓压⽐平⾯液体的蒸⽓压：( )(A) ⼤(B) ⼀样(C) ⼩(D) 不定21. 下列物系中为⾮胶体的是：( )(A) 灭⽕泡沫(B) 珍珠(C) 雾(D) 空⽓34 ⼆、填空题 ( 共 5题 10分 )22. 液态汞的表⾯张⼒γ = 0.4636 N ·m -1 + 8.32×10-3 N ·m -1·K -1·T - 3.13×10-7 N ·m -1·K -2·T 2 在 400 K 时，汞的（?U /?A ）T , V = 。
表面与胶体习题答案
第十三章 界面现象§13.1 表面张力及表面吉布斯自由能一、表面张力 在两相(特别是气-液)界面上，处处存在着一种张力，它垂直与表面的边界，指向液体方向并与表面相切。
把作用于单位边界线上的这种力称为表面张力，用γ 表示，单位是N ·m -1。
二、表面功与表面自由能温度、压力和组成恒定时，可逆使表面积增加dA 所需要对体系作的功，称为表面功。
用公式表示为：s W dA γ∂=，式中γ为比例系数，它在数值上等于当T ，p 及组成恒定的条件下，增加单位表面积时所必须对体系做的可逆非膨胀功。
B B B B ,,,,,,,,()()()()S V n S P n T V n T P n U H A G A A A Aγ∂∂∂∂====∂∂∂∂ （ 广义的表面自由能） 表面自由能考虑了表面功，热力学基本公式中应相应增加s dA γ一项，即由此可得：B BBB BBB BB B BBd d d d d d d d dA d d d d d d d s s s s U T S P V A dn H T S V P A dn S T P V A dn G S T V P A dn γμγμγμγμ=-++=+++=--++=-+++∑∑∑∑狭义的表面自由能定义：B ,,()p T n G Aγ∂=∂，表面吉布斯（Gibbs ）自由能，单位：J ·m -2。
三、界面张力与温度的关系,,,,S B B A V n s T V n S A T γ⎛⎫∂∂⎛⎫=- ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭,,,,S B BA P n s T P n S A T γ⎛⎫∂∂⎛⎫=- ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭ 四、溶液的表面张力与浓度的关系对于纯液体，当温度、压力一定时，其表面张力一定。
但对于溶液，由于溶质的加入形成了溶液，表面张力发生变化。
这种变化大致有三种情况:A.表面张力随溶质浓度增大而升高如：NaCl 、KOH 、NH 4Cl 、KNO 3等无机盐类；B.表面张力随浓度增大而降低，通常开始降低较快而后减慢，如醇类、酸类、醛类、酮类等极性有机物；C.一开始表面张力急剧下降，到一定浓度后几乎不再变化，如含8个碳以上的有机酸盐、有机胺盐、磺酸盐等。
物理化学课后习题解答
第8章 表面和胶体化学习题解答1. 若一球形液膜的直径为2×10-3m ，比表面自由能为0.7 J ·m -2，则其所受的附加压力是多少？ 解：球形液膜 3440.7 kPa 2.8 kPa 210/2p r γ-⨯∆===⨯ 2. 若水在293 K 时的表面力为72.75×10-3N ·m -1，则当把水分散成半径为10-5m 的小液滴时，曲面下的附加压力为多少？解：3452272.7510 Pa 1.4510 Pa 10p r γ--⨯⨯∆===⨯ 3. 在293 K 时把半径1 mm 的水滴分散成半径为1 µm 的小水滴，问比表面增加了多少倍？表面吉布斯函数增加了多少？完成该变化时，环境至少需做多少功？已知水的表面力为72.75×10-3 N ·m -1。
解：设半径1 mm 水滴的表面积为A 1，体积为：V 1，半径为：R 1；半径1 µm 水滴的表面积为A 2，体积为：V 2，半径为：R 2；N 为小水滴的个数。
33121244 , 33V NV R N R ππ== 33912 1 mm 101 μm R N R ⎛⎫⎛⎫=== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ 229222114 1 μm 1010004 1 mm A N R A R ππ⨯⎛⎫=== ⎪⎝⎭ 12221440.07288 N m 4()=9.14510 N m 9.14510 JA G dA NR R γπ---∆==⋅⨯-⨯⋅=⨯49.14510 J A W G -=-∆=-⨯4. 在298 K ，101.325 kPa 下，将直径为1 µm 的毛细管插入水中，问管需加多大压力才能防止水面上升？若不加额外压力，让水面上升达平衡后，管液面上升多高？已知：该温度下水的表面力为0.072 N ·m -1，水的密度为1000 kg ·m -3，设接触角为0o ，重力加速度为9.8 m ·s -2。
物理化学胶体问答题总结
(iii) 超声分散法: 用来制备乳状液 (iv) 电弧法: 电极间放电, 产生金属蒸汽，制备金、银、铂等金属溶胶 (V)气相沉积法：先将材料汽化，再反应生成纳米粒子 (2) 凝聚法: 使分子或离子聚结成胶粒。（由小变大）：由此直接制出的原级粒子可以聚集成较大的次级粒子
溶胶的稳定性：聚沉稳定性（热力学）和动力学稳定性。
聚沉稳定性：胶粒比表面很大, 体系表面能高, 粒子有自发聚集从而降低体系表面能的趋向（憎液溶胶为热力学 不稳定体系，不多大分子/亲液溶胶热力学稳定）。稳定剂—>聚沉稳定性。
由于布朗运动，胶粒在重力场中不易沉降，使溶胶具有动力学稳定性。不过，布朗运动所导致的碰撞既能阻止沉 降，也能加速粒子间的粘合和聚集。
溶胶的动力性质：溶胶粒子的不规则运动, 以及由此产生的扩散, 渗透, 沉降平衡等。
布朗运动: 溶胶粒子的扩散, 渗透, 沉降平衡等现象的理解均建立在此基础上。 粒子越小，布朗运动越激烈。其运动激烈的程度不随时间而改变，但随温度的升高而增加 布朗运动的本质： 基本假定：Brown 运动与分子运动类似, 溶胶中每个粒子的平均动能和液体分子一样, 为(3/2)kT； Brown 运动是分散介质分子以大小和方向不同的力对胶体粒子不断撞击的结果； 粒子受力不平衡，导致胶粒在不同方向上以不同速度作不规则运动； 随着粒子增大，撞击的次数增多，作用力抵消的可能性增大，因而尺寸大的粒子 Brown 运动不明显。
敏化
保护
DLVO 理论（关于胶体稳定性）
胶粒之间既存在使其相互聚结的吸引力（范德华引力），又存在阻碍其聚结的相互排斥力（双电层重叠时的静电排 斥力），胶体的稳定性取决于胶粒之间这两种力的相对大小。这两种作用力与胶粒之间的距离有关（离子扩散层有无重 叠），距离较远，离子扩散层未重叠, 两胶粒以吸引为主;随距离变小，扩散层重叠, 产生斥力。 静电排斥力大小取决于粒子电荷数目和胶粒间的距离(H)。 范德华相互作用与距离的 1 次方成反比，是一种远程作用力。
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。
物理化学表面及胶体习题
界面与胶体化学习题课（一）界面与胶体化学主要公式1. 表面张力（表面自由能）= （：G）TPn B（单位N/mJ/m2）:A2. 弯曲表面下的附加压力（Young-Laplace）R = ~^ = gh（R为曲率半径，为弯曲表面两边的物质密度差）（肥皂泡Ps =—）R毛细管中h —— = 2 8® , （R毛细管半径，7接触角）R仏P g R込P g3. 弯曲表面下的蒸气压（Kelvin）RT ln - = -_ （—1）（小液滴，大液滴，土壤中的R P R2 R1毛细管吸附水，不同粒度物质的溶解度）4. 吸附等温式Langmuir, BET等（注意使用条件）：a d?5. 吉布斯表面吸附等温式：-—（讨论正、负吸附）RT da6. 接触角：0<x90°固体被液体润湿；日>90°固体不为液体润湿。
7. 胶体中沉降平衡时粒子随高度分布公式：RTl门严八牛r3（'粒子一'介质）g N°（X2 —X i）N138 Rayleigh散射公式：散射光强度与入射光波长的四次方成反比例。
胶团构造：（AgI）[（Agl）m • n「,（n-x）K+]x-• xK +胶核，胶粒，胶团，双电层，电泳，电渗，流动电势，沉降电势。
（二）习题1.293K时，把半径为1.0mm的水滴分散成半径为1.0m的小液滴，试计算（已知293K时水的表面Gibbs自由能为0.07288J/m2）:（1）表面积是原来的多少倍？⑵表面Gibbs自由能增加多少？（3）完成该变化时环境至少需做多少功？答：（1）1000; （2）. G = A =9.145 X 10-4J-4（3）Wf=9.145 X 104J6. 在298K和101.325kPa压力下，将直径为1.05 的毛细管插入水中，问需在管内加多大压力才能防止水上升？若不加压力，水面上升，平衡时管内液面上升多高？（已知298K时水的表面张力为0.072N/m, 水密度为1000kg/m3,设接触角为0度，重力加速度g为9.8m/s2）答: P s gh，Ps=288kPa h=29.39mR8. 已知在298K，平面水的饱和蒸汽压为3168PQ求在相同温度下，半径为3nm的小液滴的饱和蒸汽压，已知298K时水的表面张力为30.072N/m，水密度为1000kg/m，水的摩尔质量为18g/mol）答；RTln巴二乙卫（--）主要密度，摩尔质量单位R P R2 R得到P2=4489.7pa10.水蒸气骤冷会发生过饱和现象，在夏天的乌云中，用飞机撒干冰微粒，使气温骤降至293K，水汽的过饱和度（P/Ps）达4。
物理化学表面胶体
m2
3.09
10 19 m2
5、在298K将少量的某表面活性物质溶解在水中，当溶
液的表面吸附达平衡后，实验测得该溶液的浓度为
0.2mol·m-3，表面层中活性剂的吸附量为3×10-6mol·m-2 。
已知在此稀溶液范围内，溶液的表面张力与溶液的浓度成
线形关系 = o –ba 。 o 为纯水表面张力，在298K为 72×10-3N·m-1。在298K 、p下，若纯水体系的表面积和上
1.439105 J
Wf GA 1.439 10 5 J
Q TS (298.23.140108)J 9.363106 J
3、（1）已知水的正常沸点为100℃，其汽化热为 40.35KJ·mol-1，计算106℃时水的饱和蒸气压；
（2）为了将某种湿吸附剂烘干，常压下最低应加 热到106℃，试估计此吸附剂的最小孔径。已知106℃时 水的密度为954.0㎏·m-3，表面张力为58.19mN·m-1；摩 尔质量为18.02㎏·mol-1，水在吸附剂表面接触角为0°。
b 0.03716 N m2 mol 1
γ γ0 ba (72103 0.03716 0.2)N m1 6.457102 N m1
对于纯水
G(水，表面) γ0 A (72103 105)J 7200J
对于溶液
G(液，表面) γ A (6.457102 105)J 6457J
2.376105 J
S
A2 S
dA
A1 A T , p,nB
A2 γ
dA γ
Байду номын сангаас
A
A1 T p,A,nB
T p,A,nB
[( 1.570104 ) 2.000104 ]J K1
物理化学7
• 21. 溶胶的动力性质是由于粒子的不规则运动而产生， 在下列各现象中，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
• 19. 只有典型的增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，一般地说是因为他们： • （ 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. 当表面活性物质加入溶剂后，所产生的结 果是： • （A） d／da <０，正吸附 • （Ｂ） d／da <０，负吸附 • （C） d／da > ０，正吸附 • （D） d／da >０，负吸附
• 12. 已知某溶液溶于水后，溶液表面张力 与活度 a 的 关系为： ＝ ０-Ａｌｎ(１+ｂa)，其中０为纯水表 面张力,Ａ ,b为常数，则此溶液中溶质的表面过剩 Г与 活度a的关系为： • (A)Г=－Ａa／ＲＴ（１+ｂa） • (Ｂ)Г=－Ａｂa／ＲＴ（１+ｂa） • (C)Г=Ａa／ＲＴ（１+ｂa） • (D)Г=－ｂa／ＲＴ（１+ｂa）
• 25. 下列四种电解质 KCl ， Na2SO4 ， MgSO4 ， K3[Fe( Ｃ Ｎ)6]，对 • Fe2O3溶胶的聚沉能力次序为： • （A）KCl ＞ Na2SO4＞MgSO4 ＞ K3[Fe(ＣＮ)6] • （Ｂ）KCl＜ Na2SO4＜ MgSO4＜ K3[Fe(ＣＮ)6]
胶体与表面化学期末复习资料(老马押题小组出品)
第一章绪论1.相：体系中物理化学性质完全相同的均匀部分；2.界面：相与相之间的交界面；3.表面：一相为气相的界面；4.比表面：单位体积或重量的物质所具有的总表面积；5.胶体化学：研究胶体体系的科学；6.表面化学：研究发生在物质表面或界面上的物理化学现象的一门学科；7.胶体：粒子大小1~100nm ，热力学不稳定，动力学稳定，扩散速度慢，不发生渗析，能通过滤纸，在超显微镜下可见；8.胶体分类：按分散介质可分为“气、液、固溶胶”。
第二章胶体的制备1.胶体制备的一般条件：①分散相在介质中的溶解度必须极小，反应物浓度很稀，生成难溶物晶体颗粒很小，不具备长大条件；②必须有稳定剂存在；2.胶体制备方法：（一）分散法①机械分散法：适用于脆而易碎的物质，对于柔韧性物质必须先硬化再粉碎。
②电分散法：将金属做成两个电极，浸在水中，盛水的盘子放在冷浴中。
在水中加入少量氢氧化钠做稳定剂。
制备时在两电极上施加100V 左右的直流电，调节电极间距离，使之发出电火花，这时表面金属蒸发，是分散过程，接着金属蒸汽立即被水冷却而凝聚成凝胶。
③超声波分散法：将分散相和分散介质两种不混溶的液体放在样品管中，样品管固定在变压器油浴中。
在两电极上通入高频电流，使电极中间的石英片发生机械震荡，使样品管中的两个液相均匀地混合成乳状液。
④溶胶分散法：新生成的沉淀中加入电解质或改变体系温度而形成溶胶体系。
（二）凝聚法：用物理方法或化学反应使分子、离子狙击成胶体粒子的方法。
（1）物理凝聚：将蒸汽状态或溶解状态的物质凝聚成胶体状态的方法。
①蒸汽骤冷法；②更换溶剂法；（2）化学凝聚：通过各种化学反应使生成物呈过饱和状态。
使初生成的难溶物微粒结合成胶粒，在少量稳定剂存在的条件下形成溶胶。
3.溶胶的净化方法（一）粗粒子：过滤、沉降、离心；（二）电解质：渗析、电渗析、超过滤、渗透与反渗透4.单分散溶胶定义：溶胶粒子的尺寸、形状、结构都相同的溶胶体系；5.单分散溶胶制备理论（LaMer ）控制溶质的过饱和浓度，使之略高于成核浓度，爆发式成核。
化学工业出版社物理化学答案第11章 胶体化学
第11章 胶体化学1.1 某粒子半径为30×10-7 cm 的金溶胶，在25℃时，在重力场中达到沉降平衡后，在高度相距0.1 mm 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 kg·m -3及1.00×103 kg·m -3。
试计算阿伏伽德罗常数。
解：由胶粒在达到沉降平衡时的分布定律()02211ln 1C Mg h h C RT ρρ⎛⎞=−−−⎜⎟⎝⎠则：()()()21021ln //1RT C C M g h h ρρ=−− 上式中，M 为胶粒在h 2～h 1范围内的平均摩尔质量，其又可由下式算的()343M V L r L ρπρ==粒子 故：()()()213021ln /43RT C C L r g h h πρρ=−−()()()3-833-423-18.314298.15ln 166/2774 3.0109.81.001019.310 1.0103=6.2610mol π××=××××−×××× 答：6.26×1023 mol -11.2有一金溶胶，胶粒半径为3×10-8 m ，25℃时在重力场中达沉降平衡后，在某一高度处单位体积中有166个粒子，试计算比该高度低10-4 m 处体积粒子数为多少？已知金的体积质量ρB 为19 300 kg·m -3，介质的体积质量ρ0为1 000 kg·m -3。
解：由胶粒在达到沉降平衡时的分布定律()02211ln 1C Mg h h C RT ρρ⎛⎞=−−−⎜⎟⎝⎠上式中，M 为胶粒在h 2～h 1范围内的平均摩尔质量，其又可由下式算的()343M V L r L ρπρ==粒子 故：]3)()(4exp[210312RTh h gL r C C −⋅−⋅=ρρπ272]15.298314.83100.1)100.1103.19(1002.68.9)103(14.34exp[1664332338=×××××−×××××××××=−−答：272 个1.3试用沉降平衡公式验证。
表面化学、胶体化学选题、填空课外补充练习(化学工程10级1-6班)
表面化学、胶体化学选择、填空题课外补充题选自《物理化学例题与习题》表面化学部分一、填空题：1．20℃、101.325kpa下，把一半径r1=5㎜的水珠分散成r2=10-3㎜的小水滴，则小水滴的数目为个。
此过程系统ΔG= J。
（已知20℃时，σ（H2O）=7.275× 10-2N/m）。
2．20℃、101.325kpa的大气压力下，在液体水中距液面0.01m处形成r=1mm的小气泡时，气泡内气体的压力P = 。
3．同种液体，在一定温度下形成液滴、气泡和平面液体，对应的饱和蒸气压分别为p 滴、p 泡和p 平，若将三者按大小顺序排列应为。
4．空气中有一肥皂泡，其泡内气相压力p内泡外气相压力p外（填“>”，“<”或“=”），若肥皂液的表面张力为σ，泡的半径为r，则P内—P外= 。
5．将一玻璃毛细管垂直插入某液体中，若该液体对毛细管不润湿，则管内液面呈形，产生的附加压力的方向指向，管内液面管外平液面。
6．一般物质当温度升高时，表面张力，达到温度时，表面张力为零。
7．室温下，水、汞的表面张力分别为σ（H2O）=73mN/m,σ(Hg)=485mN/m,水—汞的界面张力σ（H2O/Hg）=375mN/m, 则水在Hg表面上的铺展系数ϕ= ，表明水在Hg表面上铺展。
8．比较物理吸附与化学吸附的区别,并填入下表：项目物理吸附化学吸附吸附作用力吸附选择性吸附速度吸附分子层吸附热吸附稳定性9. 气体被固体吸附的过程，系统的熵变ΔS0，焓变0。
（填“>”、“<”，或“=”）10．273k时，已知某气体在固体吸附剂上的吸附服从Langmuir吸附规律，实验测得该气体在不同压力下的吸附量V(STP), 以p /V对p 作图，所得的直线斜率为6×10-3m-3,截距为1.2×109Pa/m-3。
则该气体在固体吸附剂上的吸附系数b= 。
11．在溶剂中加入某溶质B,能使该溶液的表面张力增大，则该溶质的表面浓度体相浓度，发生负吸附，该溶质为表面物质。
工科大学化学(物理化学)表面化学与胶体部分习题及解答
第11章表面化学与胶体化学1．在293 K时，把半径为1×10st1:chmetcnv TCSC="0" NumberType="1" Negative="True" HasSpace="False" SourceValue="3" UnitName="m">-3m的水滴分散成半径为1×10-6m的小水滴，比表面增加多少倍?表面吉布斯自由能增加多少?环境至少需做功多少?已知293 K时。
（答案：9.15×10-4 J）解：一滴大水滴可分散成N个小水滴：小水滴的面积为：，大水滴的面积为：4π面积增加倍数为：2．在298 K时，1,2—二硝基苯(NB)在水中所形成的饱和溶液的浓度为5.9×10-3mol·L-1，计算直径为1×10-8m的NB微球在水中的溶解度。
已知298 K时NB／水的表面张力为25.7 mN·m-1，NB 的密度为1 566 kg·m-3。
（答案：2.625×10-3 mol·dm-3）解：根据开尔文公式：，将数值代入，得：3．373 K时，水的表面张力为58.9 mN·m-1，密度为958.4 kg·m-3，在373 K时直径为1×10-7m的气泡内的水蒸气压为多少?在101.325 kPa外压下，能否从373 K的水中蒸发出直径为1×10-7m的气泡?（答案：99.89kPa）解：气泡为凹面，且r = 0.5×10-7m因p r p外，故不能蒸发出直径为1×10-7m的气泡。
4．水蒸气骤冷会发生过饱和现象。
在夏天的乌云中，用干冰微粒撒于乌云中使气温骤降至293 K，此时水气的过饱和度(p／pｓ)达4，已知293 K时，ρ(H2O)＝997 kg·m-3。
第十三章表面物理化学练习题及答案
第十三章表面物理化学练习题一、选择题1．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) 电动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2．通常称为表面活性物质的就是指当其加入于液体中后：(A) 能降低液体表面张力(B) 能增大液体表面张力(C) 不影响液体表面张力(D) 能显著降低液体表面张力3．实验测得O2在金表面上的吸附热Q与吸附量无关，这种吸附满足以下哪种吸附规律？(A)L angmuir等温式(B) Freundlich等温式(C) TëMKuH等温式(D) 以上三种皆可以4．对于有过量KI 存在的AgI 溶液，电解质聚沉能力最强的是：(A) K3[Fe(CN)6] (B) MgSO4(C) FeCl3(D) NaCl5．多孔硅胶的强烈吸水性能说明硅胶吸附水后，表面自由能将(A) 变高(B) 变低(C) 不变(D) 不能比较6．为直接获得个别的胶体粒子的大小和形状，必须借助于：(A) 普通显微镜(B) 丁铎尔效应(C) 电子显微镜(D) 超显微镜7．由0.01 dm3 0.05 mol·kg-1的KCl 和0.1 dm3 0.002 mol·kg-1的AgNO3溶液混合生成AgCl 溶胶，为使其聚沉，所用下列电解质的聚沉值由小到大的顺序为：(A) AlCl3＜ZnSO4＜KCl (B) KCl ＜ZnSO4＜AlCl3(C) ZnSO4＜KCl ＜AlCl3(D) KCl ＜AlCl3＜ZnSO4 8．将一毛细管端插入水中，毛细管中水面上升5 cm，若将毛细管向下移动，留了 3 cm 在水面，试问水在毛细管上端的行为是：(A) 水从毛细管上端溢出(B) 毛细管上端水面呈凸形弯月面(C) 毛细管上端水面呈凹形弯月面(D) 毛细管上端水面呈水平面9．明矾净水的主要原理是：(A) 电解质对溶胶的聚沉作用(B) 溶胶的相互聚沉作用(C) 电解质的敏化作用(D) 电解质的对抗作用10．在pH ＜7 的Al(OH)3溶胶中，使用下列电解质使其聚沉：(1)KNO3(2) NaCl (3) Na2SO4(4) K3Fe(CN)6在相同温度、相同时间内，聚沉能力大小为：(A) (1) ＞(4) ＞(2) ＞(3) (B) (1) ＜(4) ＜(2) ＜(3)(C) (4) ＞(3) ＞(2) ＞(1) (D) (4) ＜(3) ＜(2) ＜(1) 11．兰缪尔的吸附等温式为Γ = Γ∞bp/(1+bp)，其中Γ∞为饱和吸附量，b为吸附系数。
物理化学（界面化学练习2009级84题）
界面与胶体化学练习（化学2006级2008-12-15）一、选择题( 共35题)1. 测得氧在纯净的金属W 表面上化学吸附热为596.64 kJ·mol-1, 而气态氧原子的吸附热为543.92 kJ·mol-1, 氧的解离能为491.53 kJ·mol-1, 则氧在W 表面上吸附性质为：( )(A) 分子吸附, 范德华力(B) 分子吸附, 生成氢键(C) 原子吸附, 生成共价键(D) 原子吸附, 生成吸附配位键2. 两液体A和B表面张力γA=γB，密度ρA=2ρB，一毛细管插入A中液面上升2.0 cm，插入B中液面上升多少？（假定两液体皆完全润湿管壁）（）(A) 1.0 cm (B) 2.0 cm(C) 4.0 cm (D) 5.0 cm3. 已知1000 K 时，界面张力如下：γ( Al2O3(s)-g ) = 1 N·m-1,γ( Ag(l)-g )= 0.92 N·m-1, γ( Ag(l)-Al2O3(s) )= 1.77 N·m-1。
则1000 K 时，液态银滴在Al2O3(s) 表面上的接触角θ是：( )(A) 33.2°(B) 46.5°(C) 101.2°(D) 146.8°4. 对于亲水性表面，其各界面张力之间关系是：( )(A) γs-l > γs-g(B) γs-l < γs-g(C) γs-l = γs-g(D) 不能确定5. 在298 K下，将液体水分散成小液滴，其热力学能：（）(A)增加(B) 降低(C) 不变(D) 无法判定在绝热条件下，将液体分散成小颗粒液滴，液体的温度将：（）(A)上升(B) 下降(C) 不变(D) 无法判定6. 一玻璃罩内封住半径大小不同的水滴，罩内充满水蒸气，过一会儿会观察到：（）(A) 大水滴变小，小水滴变大(B)大水滴变大，小水滴变小而消失(C)无变化(D) 大小水滴皆蒸发消失7. 下面说法不正确的是：( )(A) 生成的新鲜液面都有表面张力(B) 平面液面没有附加压力(C) 弯曲液面的表面张力的方向指向曲率中心(D) 弯曲液面的附加压力指向曲率中心8. 设θ为表面覆盖度, 根据Langmuir 理论, 其吸附速率为：( )(A) aθ(B) aθ p(C) a(1－θ)p(D) a(1－θ)9. 表面活性剂具有增溶作用,对增溶作用说法不正确的是：( )(A) 增溶作用可以使被溶物的化学势大大降低(B) 增溶作用是一个可逆的平衡过程(C) 增溶作用也就是溶解作用(D) 增溶作用与乳化作用不同10. 微小晶体与普通晶体相比较，哪一种性质不正确？( )(A) 微小晶体的饱和蒸气压大(B) 微小晶体的溶解度大(C) 微小晶体的熔点较低(D) 微小晶体的溶解度较小11. 用BET 流动法测定硅胶小球的比表面时，要求吸附质和吸附剂之间最好：( )(A) 只有化学吸附(B) 只有物理吸附(C) 既有物理吸附，又有化学吸附(D) 没有任何吸附12. 下列说法中不正确的是：( )(A) 生成的新鲜液面都有表面张力(B) 平面液体没有附加压力(C) 弯曲液面的表面张力的方向指向曲率中心(D) 弯曲液面的附加压力指向曲率中心13. 一个U 型管的两臂直径不同，一端为1×10-3 m，另一端为3×10-3 m，水的表面张力为0.072 N·m-1。
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。
物理化学题库10胶体化学选择填空题
湖南大学2005-2006学年二学期期末考试试卷班级:_______________学号:_______________姓名:_______________得分:_______________ 题目部分，(卷面共有104题,180.0分,各大题标有题量和总分)一、选择(55小题,共84.0分)(2 分)1.7458下列四种电解质 KCl，Na2SO4，MgSO4，K3[Fe(CN)6] ，对 Fe2O3溶胶的聚沉能力大小次序为： ( )(A) KCl ＞ Na2SO4 ＞ MgSO4 ＞ K3[Fe(CN)6](B) K3[Fe(CN)6] ＞ MgSO4 ＞ Na2SO4 ＞ KCl(C) K3[Fe(CN)6] ＞ Na2SO4 ＞ MgSO4＞ KCl(D) Na2SO4 ＞ K3[Fe(CN)6] ＞ KCl ＞ MgSO4(2 分)2.7360胶体粒子的 Zeta 电势是指： ( )(A) 固体表面处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) 扩散层处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(2 分)3.7763具有屈服值（亦称为塑变值）的流变曲线是：（）(A) 塑性流体流变曲线(B) 假塑性流体流变曲线(C) 胀性流体流变曲线(D) 牛顿流体流变曲线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(2 分)5.7465明矾净水的主要原理是： ( )(A) 电解质对溶胶的聚沉作用(B) 溶胶的相互聚沉作用(C) 电解质的敏化作用(D) 电解质的对抗作用(1 分)6.7605加聚反应属于：（）(A) 逐步聚合(B) 链式聚合(C) 逐步聚合或链式聚合(D) 以上三者难以确定哪一种聚合(1 分)7.7258粘度系数的量纲为： ( )(A) M-2·L·T(B) M·L-1·T-1(C) M·L·T-1(D) M-1·L·T（M、L、T 分别代表质量、长度、时间）对于 AgI 的水溶胶，当以 KI 为稳定剂时，其结构式可以写成：[(AgI)m·n I-,(n-x)K+]x-·x K+，则被称为胶粒的是指： ( )(A) (AgI)m·n I-(B) (AgI)m(C) [(AgI)m·n I-,(n-x)K+]x-·x K+(D) [(AgI)m·n I-,(n-x)K+]x-(2 分)9.7206溶胶与大分子溶液的相同点是： ( )(A) 是热力学稳定体系(B) 是热力学不稳定体系(C) 是动力学稳定体系(D) 是动力学不稳定体系(1 分)10.7461由等体积的 1 mol·dm-3 KI 溶液与 0.8 mol·dm-3 AgNO3溶液制备的 AgI溶胶，分别加入下列电解质时，其聚沉能力最强者是： ( )(A) K3[Fe(CN)6](B) NaNO3(C) MgSO4(D) FeCl3(1 分)11.7239(1) As2O3(稀溶液) +3H2S ─→ As2S3(溶胶) +3H2O(2) 2HAuCl4(稀溶液) +3HCHO(少量) +11KOH加热──→ 2Au(溶胶) +3HCOOK +8KCl +8H2OFeCl3(3) Fe(OH)3(新鲜沉淀) ───→ Fe(OH)3(溶胶)(4) FeCl3 +3H2O ──→ Fe(OH)3(溶胶) +3HCl以上制备溶胶的方法中，属于化学凝聚法的是： ( )(A) (1)(B) (2)(C) (3)(D) (1), (2)和(4)(2 分)12.7305(1)超显微镜在胶体研究中起过重要作用，它的研制是利用的原理是： ( )(A) 光的反射(B) 光的折射(C) 光的透射(D) 光的散射(2)超显微镜观察到的是： ( )(E) 粒子的实像(F) 粒子的虚像(G) 乳光(H) 透过光(2 分)13.7236用新鲜Fe(OH)3沉淀来制备Fe(OH)3溶胶时，加入的少量稳定剂是：（）(A) KCl(B) AgNO3(C) FeCl3(D) KOH(2 分)14.7361对于电动电位的描述，不正确的是: ( )(A) 电动电位表示了胶粒溶剂化界面到溶液本体内的电位差(B) 电动电位的绝对值总是大于热力学电位(C) 电动电位值极易为少量外加电解质而变化(D) 当双电层被压缩到与溶剂化层（或紧密层）相合时，电动电位变为零(1 分)15.7452均匀的牛奶是悬浮液，从其中沉淀脂肪和蛋白质的方法是： ( )(A) 加入一些酒精(B) 将牛奶静置(C) 过滤(D) 加入酸(1 分)16.7353对电动电位的描述错误的是： ( )(A) 电动电位表示了胶粒溶剂化层界面到均匀相内的电位(B) 电动电位的值易随少量外加电解质而变化(C) 电动电位的绝对值总是大于热力学电位(D) 电动电位一般不等于扩散电位(2 分)17.7391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(2 分)18.7355有人在不同 pH 的条件下，测定出牛的血清蛋白在水溶液中的电泳速度，结果如下： pH 4.20 4.56 5.20 5.65 6.30 7.00泳速/(m2/s·V) 0.50 0.18 -0.25 -0.65 -0.90 -1.25由此实验数据可知： ( )(A) 该蛋白的等电点 pH > 7.00(B) 该蛋白的等电点 pH < 4.20(C) 该蛋白的等电点 pH < 7.00(D) 从上述实验数据不能确定等电点范围(1 分)19.7453对于有过量的 KI 存在的 AgI 溶胶，下列电解质中聚沉能力最强者是： ( )(A) NaCl(B) K3[Fe(CN)6](C) MgSO4(D) FeCl3(1 分)20.7204一个气泡分散成直径为原来 1/10 的小气泡，则其单位体积所具有的表面积为原来的： ( )(B) 10 倍(C) 100 倍(D) 1000 倍(2 分)21.7255对于大小相同的胶粒，带电时与不带时相比，其扩散速度： ( )(A) 前者较慢(B) 前者较快(C) 两者相同(D) 不确定(1 分)22.7210乳状液、泡沫、悬浮液等作为胶体化学研究的对象, 一般地说是因为它们： ( )(A) 具有胶体所特有的分散性、不均匀性和聚结不稳定性(B) 具有胶体的分散性和不均匀性(C) 具有胶体的分散性和聚结不稳定性(D) 具有胶体的不均匀(多相)性和聚结不稳定性(2 分)23.7390(1) o的数值主要取决于溶液中与固体呈平衡的离子浓度(2) 电势随溶剂化层中离子的浓度而改变, 少量外加电解质对电势的数值会有显著的影响, 可以使电势降低, 甚至反号。
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界面与胶体化学习题课（一） 界面与胶体化学主要公式1． 表面张力（表面自由能）B n P T AG ,,)(∂∂=γ（单位 N/m,J/m 2） 2． 弯曲表面下的附加压力（Young-Laplace ）gh RP s ργ∆==2 （R 为曲率半径，∆ρ为弯曲表面两边的物质密度差） （肥皂泡RP s γ4=） 毛细管中gR g R h ⋅∆⋅⋅=⋅∆⋅=ρθγργcos 22，（R 毛细管半径，θ接触角） 3． 弯曲表面下的蒸气压（Kelvin ）)11(2ln 1212R R M P P RT -⋅=ργ (小液滴，大液滴，土壤中的毛细管吸附水，不同粒度物质的溶解度)4． 吸附等温式Langmuir ，BET 等（注意使用条件）：5． 吉布斯表面吸附等温式：da d RT a γ⋅-=Γ （讨论正、负吸附） 6． 接触角：0<θ<90o 固体被液体润湿；θ>90o 固体不为液体润湿。
7． 胶体中沉降平衡时粒子随高度分布公式：)()(34ln 120312X X N g r N N RT -⋅⋅--=介质粒子ρρπ 8． Rayleigh 散射公式：散射光强度与入射光波长的四次方成反比例。
胶团构造：（AgI ） [(AgI)m ·nI -,(n-x)K +]x-·xK +胶核，胶粒，胶团，双电层，电泳，电渗，流动电势，沉降电势。
（二） 习题1. 293K 时，把半径为1.0mm 的水滴分散成半径为1.0μm 的小液滴，试计算（已知293K 时水的表面Gibbs 自由能为0.07288J/m 2）:(1)表面积是原来的多少倍？(2) 表面Gibbs 自由能增加多少？（3）完成该变化时环境至少需做多少功？答：（1）1000； （2）A G ∆⋅=∆γ=9.145×10-4J（3）Wf =9.145×10-4J6. 在298K 和101.325kPa 压力下，将直径为1.0μm 的毛细管插入水中，问需在管内加多大压力才能防止水上升？若不加压力，水面上升，平衡时管内液面上升多高？（已知298K 时水的表面张力为0.072N/m ，水密度为1000kg/m 3,设接触角为0度，重力加速度g 为9.8m/s 2） 答：gh RP s ργ∆==2，Ps=288kPa ，h=29.39m8. 已知在298K ，平面水的饱和蒸汽压为3168Pa ，求在相同温度下，半径为3nm 的小液滴的饱和蒸汽压，已知298K 时水的表面张力为0.072N/m ，水密度为1000kg/m 3,水的摩尔质量为18g/mol ）答; )11(2ln 1212R R M P P RT -⋅=ργ主要密度，摩尔质量单位 得到P2=4489.7pa10. 水蒸气骤冷会发生过饱和现象，在夏天的乌云中，用飞机撒干冰微粒，使气温骤降至293K ，水汽的过饱和度（P/Ps ）达4。
已知在293K 时水的表面张力为0.07288N/m ，水密度为997kg/m 3,试计算：（1）在此时开始形成雨滴的半径。
（2）每滴所含水的分子数。
答：（1）)11(2ln 1212R R M P P RT -⋅=ργ （P1为Ps ，R1＝∞）求得R2＝7.79×10－10m ；（2）66343=⨯⋅=L MR N ρπ胶体：1．在碱性溶液中用HCHO还原HAuCl4制备金溶胶，反应可以表示为HAuCl4＋5NaOH→Na AuO2＋4NaCl+3H2O2Na AuO2＋3HCHO＋NaOH→2Au+3HCOONa+2H2O;Na AuO2稳定剂，写出胶团结构式，标出胶核、胶粒和胶团。
答：[(Au)m·n AuO2-·(n-x)Na+]x-·xNa+16.已知在二氧化硅溶胶的形成过程中，存在下列反应：SiO2+H2O→H2SiO3→ SiO32- +2H+(1)写出胶团的结构式。
(2) 溶胶电泳方向(3)溶胶中分别加入NaCl ，MgCl2，K3PO4时，哪种物质的聚沉值最小？答：（1）[(SiO2)m·n SiO32-·2(n-x)H+]2x-·2xH+(2) 溶胶电泳方向胶粒带负电，向正极方向运动。
(3) MgCl2聚沉值最小补充：1 用As2O3与略过量的H2S制成As2S3溶胶，试写出胶团表达式。
用FeCl3在热水中水解制备Fe(OH)3溶胶，试写出胶团的结构式。
答：[(As2S3)m·n HS-·(n-x)H+]x-·xH+{[(Fe(OH)3)]m·n FeO+·(n-x)Cl-]x-·xCl-2 等体积的0.08mol/dm3NaBr溶液和0.10mol/dm3AgNO3溶液混合制备AgBr溶胶，分别加入相同浓度的下述电解质溶液，其聚沉能力的大小顺序？( D> B> C> A)(A) KCl (B)Na2SO4(C)MgSO4(D)Na3PO43 一个烧杯中，盛有某种溶胶 20×10-6 m 3，如使其聚沉，至少需浓度为1000 mol ·m -3的 NaCl 溶液 20×10-6m 3, 或浓度为1 mol ·m -3的 Na 2SO 4溶液100×10-6 m 3，由这些数据得出的结论是 ：( c )(A) 溶胶带正电，NaCl 的聚沉值比 Na 2SO 4的聚沉值小(B) 溶胶带负电，NaCl 的聚沉值比 Na 2SO 4的聚沉值大(C) 溶胶带正电，NaCl 的聚沉值比 Na 2SO 4的聚沉值大(D) 溶胶带正电，NaCl 的聚沉能力比 Na 2SO 4的聚沉能力强4 液体的表面自由能 γ 可以表示为： ( c )(A) （∂H /∂A ）T p n i ,, (B) （∂F /∂A ）T p n i ,,(C) （∂U /∂A ）S V n i ,, (D) （∂G /∂A ）T V n i ,,5. 下列说法中不正确的是： ( c )(A) 生成的新鲜液面都有表面张力(B) 平面液体没有附加压力(C) 弯曲液面的表面张力的方向指向曲率中心(D) 弯曲液面的附加压力指向曲率中心6. 微小晶体与普通晶体相比较，哪一种性质不正确？ ( d )(A) 微小晶体的饱和蒸气压大 (B) 微小晶体的溶解度大(C) 微小晶体的熔点较低 (D) 微小晶体的溶解度较小7．液滴的半径越小，饱和蒸气压越大，液体中的气泡半径越小，气泡内液体的饱和蒸气压越小。
8. 用大小不同的CaCO 3（s ）颗粒做热分解实验，在相同温度下，哪些晶粒分解压大？答：小颗粒原因：)()()(32CaCO G CO G CaO G G m f m f m f m r θθθθ∆-∆+∆=∆θθp m r K RT G ln -=∆，9. 同温度下，同一液体，随表面曲率半径不同具有不同的饱和蒸气压，若以P 平、P 凹、P 凸分别表示平面、凹面和凸面液体上的饱和蒸气压，三者关系P 凹<P 平<P 凸10. 把大小不等的液滴封在一个玻璃罩能，隔相当长时间后，会发生什么现象：小液滴消失，大液滴增大。
11．加入表面活性剂，使液体的表面张力降低，表面层表面活性剂的浓度一定大于它在体相中的浓度。
12．润湿液体在毛细管中上升的高度与毛细管内径成反比例，与液体的表面张力成正比例。
13．在毛细管中分别装有两种不同液体，一种能润湿管壁，另外一种不能润湿。
水平放置时，当在毛细管一端加热时，液体向何方移动？原因？（左右）（温度升高时，纯液体的表面张力下降）14．在三通塞两端涂上肥皂液，关闭右端，在左端吹一大泡，关闭左端，在右端吹一小泡，然后使左右相通，将会出现什么现象？小泡变小，大泡变大15．在相同的温度及压力，把一定体积的水分散成许多小水滴，经这一变化过程以下性质保持不变的是：（d）（a）总表面能（b）比表面（c）液面下的附加压力（d）表面张力16．用同一滴管分别滴下1毫升的NaOH水溶液、水、乙醇水溶液，各自的滴数多少的次序为乙醇水溶液> 水> NaOH水溶液。
17．把细长不渗水的两张纸条平行地放在纯水面上，中间留少许距离，小心地在中间滴一滴肥皂水，则两纸条间的距离将（增大）。
18．将一毛细管插入水中，毛细管中水面上升5cm，在3cm处将毛细管折断，这时毛细管上端（C）。
（a）从上端溢出（b）水面呈凸面（c）呈凹形弯月面（d）呈水平面19.设有内径一样大的a,b,c,d,e,f管及内径比较大的g 管一起插入水中如下图，除f 管内壁涂有石蜡外，其余全都是洁净的玻璃管，若a 管内液面升高为h ，试估计其余管内的水面高度？若先在个管内（c,d 除外）都灌到h 的高度，再让其自动下降结果又如何？20．氢氧化铁溶胶显红色，胶粒直径的大小在10-9～10-7m 之间，由于氢氧化铁带正电荷，所以通过直流电时，在负极附近颜色逐渐变深。
21．外加直流电场于胶体溶液，向某一电极作定向移动的是胶粒。
22．用半透膜分离溶胶与胶体溶液的方法叫渗析。
23．丁达尔现象是光散射所引起的，其强度与入射光波长的四次方成反比例。
24．在晴朗的白昼，天空呈蔚蓝色的原因是蓝光波长短，散射作用显著。
25．明矾净水的主要原理是。
（b ）（a ） 电解质对溶胶的稳定作用；（b ）溶胶的相互聚沉作用（c ） 电解质的敏化作用； （d ）电解质的对抗作用26．将某血浆蛋白置于直流电场中，调整pH 值，该血浆蛋白当pH ≥ 4.72时移向正极，当pH ≤ 4.68时移向负极，其等电点范围为4.68～4.72。
27．已知298K 大粒径的二硝基苯的溶解度a ＝1.00×10-3mol/L ，固液γ＝2.57×10-2N/m,求直径为1.0×10-8m 的颗粒溶解度？（ρ＝1.589 g/cm 3）根据开尔文公式)11(2ln 1212R R M a a RT -⋅=ργ，a 2＝1.55×10-3mol/L28．试说明同一个气-固相催化反应，为何在不同的压力下表现出不同的反应级数？（表面催化，气体在不同压力与表面覆盖率的关系说明。
低压一级，高压零级）一、选择题1. 在催化剂表面上进行的双分子气相反应, 其机理为：A ＋K AKB ＋K BKAK ＋BK ─→C ＋D ＋2K若催化剂表面是均匀的, 表面反应为控制步骤, 且A、B的吸附皆弱, 则反应表现为几级? ( C )(A) 零级(B) 一级(C) 二级(D) 无数级2. 298 K时，蒸气苯在石墨上的吸附，符合Langmuir 吸附等温式，在40 Pa 时，覆盖度θ= 0.05，当θ= 1/2 时，苯气体的平衡压力为：( B ) ap =θ/ (1-θ) , p = 40 Pa , θ= 0.05a = 0.001315 Pa-1θ= 1/2 时，p = 760 Pa(A) 400 Pa (B) 760 Pa(C) 1 000 Pa (D) 200 Pa3. 在等温等压条件下，将1 mol水的表面积增加10 倍，作功为W，水的Gibbs自由能变化为∆G，此时W与∆G 的关系为：(∆U = Q - W) ( D )(A) ∆G = -W(B) ∆G = W(C) ∆G < -W(D) 不能确定4. 同一固体, 大块颗粒和粉状颗粒, 其溶解度哪个大? ( B )(A) 大块颗粒大 (B) 粉状颗粒大(C) 一样大(D) 无法比较5. 有一露于空气中的球形液膜，直径为2×10-3 m，表面张力为0.072 N·m-1，液膜的附加压力为（ D ）(A)36 Pa (B) 72 Pa(C) 144 Pa (D) 288 Pa6. 单组分气-液平衡体系，在孤立条件下，界面A 发生了d A> 0 的微小变化, 体系相应的熵变d S变化为：( C )(A) d S > 0 (B) d S = 0(C) d S < 0 (D) 不能确定7. 在下图的毛细管内装入普通不润湿性液体，当将毛细管右端用冰块冷却时，管内液体将：( A )(A) 向左移动(B) 向右移动(C) 不移动(D) 左右来回移动表面张力γ 随温度之增高而下降，由∆p = 2γ /R知，右端冷却时其附加压力增加而左端不变，故向左移动。