表面与胶体习题答案

1

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 A

γ????====???? （ 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 B

B

B B

B

B B

B B B

B

d 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 A

γ?=?，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 B

A 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。下面就是这三种情况的γ－C 曲线。

2

§13.2 弯曲表面上的附加压力和蒸气压

一、弯曲表面上的压力 '''12211S p R R R γ??=

+ ??? ——Young-Laplace 公式 如是球面，则'

2S p R γ=，根据数学上规定，凸面的曲率半径取正值，凹面的曲率半径取负值。所以，凸面的附加压力指向液体，凹面的附加压力指向气体，即附加压力总是指向

球面的球心。

'22cos h R g R g

γγθρρ?=

=??????， '/cos R R θ= 二、弯曲液面上的蒸气压——Kelvin 公式

r 0P 2ln 'M RT P R γρ

?= ，式中r 为密度，M 为摩尔质量。对凸面，R'取正值，R'越小，液滴的蒸汽压越高，对凹面，R'取负值，R'越小，小蒸汽泡中的蒸汽压

越低。 推广的开尔文公式为：)11(2ln 1

212R R M P P RT -?=ργ，用于比较两个不同半径的液滴或气泡的蒸汽压之比。

§13.3 液体的表面吸附——Gibbs 吸附公式

222

a d RT da γΓ=-

?，a 2为溶液中溶质活度；γ为溶液的表面张力；2Γ为溶质的表面超额（表面超量）； 1.d γ/dc 2<0，增加溶质的浓度使表面张力下降，2Γ为正值，是正吸附，表面层中溶质浓度大于本体浓度，表面活性物质属于这种情况。

2.d γ/dc 2>0，增加溶质的浓度使表面张力升高，2Γ为负值，是负吸附，表面层

中溶质浓度低于本体浓度，非表面活性物质属于这种情况。

§13.4 液-液界面的性质

液体的铺展

一种液体能否在另一种不互溶的液体上铺展，取决于两种液体本

身的表面张力和两种液体之间的界面张力。一般说，若铺展后表面自

由能下降，则这种铺展是自发的。大多数表面自由能较低的有机物可

以在表面自由能较高的水面上铺展。设液体1和2的表面张力和界面张力分

别为γ1,g , γ2,g 和γ1,2。在三相接界点处，γ1,g 和γ1,2的作用力企图维持液体1

不铺展；而γ2,g 的作用是使液体铺展，如果γ2,g >(γ1,g +γ1,2)，则液体1能在液

体2上铺展。如果γ2,g <(γ1,g +γ1,2)，则液体1不能在液体2上铺展。

§13.6 液-固界面——润湿作用

180θ≤?，粘湿（粘附）；90θ≤?，浸湿（浸润）；0θ≈?，铺展；

3

接触角：在气、液、固三相交界点，气-液与液-固界面张力之间的夹角称为接触

角，通常用θ表示。cos s g l s l g

γγθγ----= （杨氏润湿方程） θ=0o ，完全润湿；0<θ<90o 固体被液体润湿；θ>90o 固体不为液体润湿。

由此可见，铺展是润湿的最高标准，凡能铺展，必能浸润，更能粘附。能被

液体润湿的固体，称为亲液性的固体；不被液体所润湿的固体，称为憎液性的固

体。

§13.7 表面活性剂及其应用

某些物质当它们以低浓度存在于其一体系中时，可被吸附在该体系的表面

（界面）上，使这些表面的表面张力（表面自由能）发生明显降低的现象，这些

物质被称为表面活性剂。

表面活性剂分子是由具有亲水极性基团和具有憎水的非极性基团所组成的

有机物化合物。它的非极憎水基团一般是烷基，非极性基团脱离水的表面（尾竖

在水面上），极性基团向着水（头浸在水中），采取定向排列。这种定向排列，

使表面上不饱和力场得到某种程度上的平衡，从而降低了表面张力（或界面张

力）。

一、表面活性剂的分类

即当表面活性剂溶于水时，凡能电离生成离子的，叫离子型表面活性剂，

凡在水中不电离的就叫做非离子型表面活性剂。离子型的还按生成的活性集

团是阳离子或阴离子再进行分类。

二、表面活性剂的几种重要作用

（1）润湿作用（2）起泡作用 (3)增溶作用（4）乳化作用 (5) 洗涤作用

§13.8 固体表面的吸附

一、吸附平衡和吸附量 当气体或蒸汽在固体表面被吸附时，固体称为吸附剂，

被吸附的气体称为吸附质。常用的吸附剂有：硅胶、分子筛、活性炭等。当吸附

和脱附的速率相等时，就达到吸附平衡.

吸附量为达到吸附平衡时，单位质量的吸附剂所吸附气体的体积或物质的量：V q m

= 二、吸附等温式

（一）Langmuir 吸附等温式（单分子层吸附） 1ap ap

θ=+，以θ代表表面被覆盖的百分数 （二）BET 公式（多分子层吸附）

4

()1(1)S m s Cp

V V p p P C p =??-+-???

?，式中两个常数为C 和V m ，C 是与吸附热有关的常数，V m 为铺满单分子层所需气体的体积。p 和V 分别为吸附时的压力和体

积，P s 是实验温度下吸附质的饱和蒸汽压。

第十四章 胶体分散体系和大分子溶液

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 ，属单相体系。

2．胶体分有散体系。分散粒子的半径在10-9m 至10-7m 范围内，分散相与分散

介质已不是一相，存在相界面，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。

3．粗分散体系。分散粒子的半径约在10-7m 至10-5m 范围，是多相体系。例如，

“乳状液”（如牛奶）、“悬浊液”（如泥浆）等。

§14.1 胶体及其基本特性

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。这种体系

具有很大的相界面，极易被破坏而聚沉，聚沉之后往往不能恢复原态，因而是热

力学上不稳定、不可逆的体系。

（2）大（高）分子化合物的溶液，其分子的大小已经到达胶体的范围，因

此具有胶体的一些特性（例如扩散慢，不透过半透膜，有丁铎尔效应等等）。但

是它却是分了分散的真溶液。大分子化合物在适当的介质中可以自动溶解而形成

均相溶液，若设法使它沉淀，则当除去沉淀剂，重加溶剂后大分子化合物又可以

自动再分散，因而它是热力学上稳定、可逆的体系，即亲液溶胶。

胶体的基本特性是具有特定的分散度范围，具有不均匀多相性，因而体系必

然具有很大表面能是热力学不稳定体系；这样胶粒就能自发聚结而使体系能量降

低，所以它又具有聚结不稳定的独特性质；因此在讨论溶胶的制备和净化、胶体

分散体系的一系列物理化学性质及稳定性时，都是与胶体的这些基本特性密切相

关。

溶胶粒子的结构

以AgNO 3和KI 溶液混合制备溶胶为例，固体粒子AgI 称为“胶核”。若制

备时KI 过量，则胶核吸附I -而荷负电，反号离子K +一部分进入紧密层，另一部

分在分散层；若制备时AgNO 3过量，则胶核吸附Ag +而荷正电，反号离子NO 3-

一部分进入紧密层，另一部分在分散层。胶核、被吸附的离子以及在电场中能被

带着一起移动的紧密层共同组成“胶粒”，而“胶粒”与“分散层”一起组成“胶

5

团”，整个胶团保持电中性。[(AgI)m ·nI -,(n-x)K +]x-·xK +

§14.2 溶胶的制备和净化

一、溶胶的制备

1．分散法 这种方法是用适当方法使大块物质在稳定剂存在时分散成胶体粒子

的大小。常用的有以下几种方法。

（1）研磨法；

（2）胶溶法：亦称解胶法，它不是使粗粒分散成溶胶，而只是使暂时凝集起来

的分散相又重样分散。许多新鲜的沉淀经洗涤除去面所吸附的离子而决定如何选

用胶溶剂）后，则又可以制成溶胶，这种作用称为胶溶作用。

（3）超声波分散法：目前多用于制备乳状液。

（4）电弧法：

2. 凝聚法 这个方法的一般特点是先制成难溶物的分子（或离子）的过饱和溶液，再

使之互相结合成胶体粒子而得到溶液。通常可以分成两种：

（1）化学凝聚法：

（2）物理凝聚法：

（3）更换溶剂法：

二、溶胶的净化 在制得的溶胶中常含有一些电解质，通常除了形成胶团所需要

的电解质以外，过多的电解质存在反而会破坏溶胶的稳定性，因此必须将溶胶净

化。常用方法有如下几种：

1．渗析法

2．超过滤法

§14.3 溶胶的动力学性质

一、布朗运动

x =二、扩散和渗透压

dm dc DA dt dx

=-， Fick （斐克）第一定律 22dc d c D dx dx

=，Fick （斐克）第二定律 溶胶的渗透压可以借用稀溶液渗透压公式计算：n cRT RT V

∏==

三、沉降平衡 溶胶是高度分散体系，胶粒一方面受到重力吸引而下降，另一方

面由于布朗运动促使浓度趋于均一。当这两种效应相反的力相等时，粒子的分布

达到平衡，粒子的浓度随高度不同有一定的梯度，这种平衡称为沉降平衡。

3221141exp ()()3

N r g L X X N RT πρρ??=--??-????粒子介质

§14.4 溶胶的光学性质

一、丁达尔（Tyndall ）效应和瑞利（Rayleigh ）公式

当光线照射到不均匀的介质时，如果分散相粒子直径比光的波长大很多倍，

粒子表面对入射光产生反射作用。例如粗分散的悬浮液属的这种情况。

如果粒子直径比光的波长小，则粒子对入射光产生散射作用，其实质是入射光使颗粒中的电子作与入射光波同频率的强迫振动，致使颗粒本身像一个新的光源一样向各个方向发出与入射光同频率的光波，产生散射作用。

由于溶胶和真溶液的分散相粒子直径都比可见光的波长小，所以都可以可见光产生散射作用。但是，对真溶液来说，一则由于溶质粒子体积太小，二则由于溶质有较厚的溶剂化层，使分散相和分散介质的折射率变得差别不大，所以散射光相当微弱，一般很难观察到。对于溶胶，分散相和分散介质的折射率可有较大的差别，分散粒子的体积也有一定的大小，因此有较强的光散射作用，这就是丁达尔效应产生的原因。

瑞利（Rayleigh）研究发散射作用得出，对于单位体积的被研究体系，它所

散射出的光能总量为：

2

22

222

12

422

12 24

2

n n

A V

I

n n

πν

λ

??

-

= ?

+

??

散射光总能量与入射光波长的四次方成反比。入射光波长愈短，散射愈显著。

所以可见光中，蓝、紫色光散射作用强。若以白光为入射光，在光路垂直方向上呈蓝色，透射光的方向上呈橙红色。这就说明了晴朗的白昼，天空呈蓝色而旭日或夕阳附近的天空呈红色的原因。若要观察散射光，选用波长短的光源；若要观察透射光，选用波长长的光源。而且分散介质与分散相之间折射率相差愈显著，则散射作用也愈显著。

§14.5 溶胶的电学性质

一、电动现象

在外电场作用下，分散相与分散介质发生相对移动的现象，称为溶胶的“电动现象”。电动现象是溶胶粒子带电的最好证明。电动现象主要有“电泳”和“电渗”两种，及沉降电势和流动电势。

在电场作用下，固体的分散相粒子在液体介质中作定向移动，称为“电泳”

与电泳现象相反，使固体胶粒不动而液体介质在电场中发生定向移动的现象称为“电渗”。

二、胶粒带电的原因

溶胶粒子带电主要有如下可能的原因：

（1）吸附：（2）电离：（3）同晶置换（4）溶解量的不均衡

§14.6 双电层理论和电动电势（ζ电势）

由于吸附或电离，溶胶粒子带有电荷，而整个溶胶一定保持电中性，因此分工散介质亦必然带有电性相反的电荷。与电极_溶液界面处相似，溶胶粒子周围也会形成双电层，其反电荷离子层也由紧密层与分散层两部分构成。紧密层中反号离子被束缚在粒子的周围，若处于电场之中，会随着粒子一起向某一电极移动；分散层中反号离子虽受到溶胶粒子静电引力的影响，但可脱离溶胶粒子而移动，若处于电场中，则会与溶胶粒子反向而朝另一电极移动。

分散相固全表面与溶液本体之间的电势差称为“热力学电势”，记作

?；由于紧密层外界面与溶液本体之间的电势差决定溶胶粒子在电场中的运动速度，故称为“电动电势”，记作ζ（读作Zeta），所以也常称电动电势为ζ电势。与

电化学中电极_溶液界面电势差相似，热力学电势

?只与被吸附的或电离下去的那种离子在溶液中的活度有关而与其它离子的存在与否及浓度大小无关。电动电

6

势ζ只是热力学电势ε的一部分，而且对其它离子十分敏感，外加电解质浓度的变化会引起电动电势的显著变化。因为外加电解质浓度加大时会进入紧密层的反号离子增加，从而使分散层变薄，ζ电位下降。当电解质浓度增加到一定程度时，分散层厚度可变为零。这就是溶胶电泳速度随电解质浓度加大而变小，甚至变为

无直接关系，而与电动电势零的原因。溶胶的电泳或电渗速度与热力学电势

ζ直接相关。

§14.7 溶胶的稳定性与聚沉作用

一.溶胶的稳定性

导致胶粒结合，使体系的分散程度降低，分散相变为沉淀析出过程称为聚沉作用。

二、影响聚沉作用的一些因素

1、电解质对于溶胶聚沉作用的影响

溶胶受电解质的影响非常敏感，通常用聚沉值来表示电解质的聚沉能力。所谓聚沉值是使一定量的溶胶在一定时间内完全聚沉所需电解质的最小浓度。

根据一系列实验结果，可以总结出如下一些规律：

(1)聚沉能力主要决定于与胶粒带相反电荷的离子的价数。对于给定的溶胶，异电性离子一、二、三价的电解质，其聚沉值的比例大约为100:1.6:0.14,这表示聚沉值与异电性离子价数的六次方成反比，称为Schulze-Hardyrule（舒尔茨-哈代）规则。

(2)价数相同的离子聚沉能力也有所不同。

同价离子聚沉能力的这一次序称为感胶离子序。

(3)有机化合物的离子都具有很强的聚沉能力，这可能是与其具有很强的吸附能力有关。

(4电解质的聚沉作用是正负离子作用的总和。有时与胶具有相同电荷离子的性质也有显著影响，通常同电性离子的价数愈高，则电解质的聚沉能力愈低，这可能与这些同电性离子的吸附作用有关。

2、胶体体系的相互作用

将胶粒带相反电荷的溶胶互相混合，也会发生聚沉。

§14.8 乳状液

两种互不相溶的液体，其中一种液体以极细小的液滴，均匀分散到另一种液体里的过程，称为乳化作用；所形成的体系称为乳状液。

若仅仅是两种互不相溶的纯液体组成的这种分散体系，则是不稳定的，很易分层；因此要使体系具有一定的稳定度，必须加入稳定剂，通常称为乳化剂，它们多是表面活性物质或固体粉末等。

牛奶是典型的乳状液，它是由微小的脂肪液滴分散在水中所形成的分散体系，它所以具有一定的稳定性，是由于牛奶中的蛋白质起了乳化剂的作用。

在乳状液中，以极细小液滴的形式存在的那个相是不连续的相，一般称为内相；而与之不互溶的另一液相是连续的相，称为外相。

乳化剂的性质决定乳状液的类型，O/W型、W/O型乳状液

§14.9 凝胶

高分子溶液在适当条件下，可以失去流动性，整个体系变为弹性半固体状态。

7

这是因为体系中大量的高分子好像许多弯曲的细线，互相联结形成立体网状结构，网架间充满的溶剂不能自由流动，而构成网架的高分子仍具有一定柔顺性，所以表现出弹性半固体状态。这种体系叫做凝胶；液体含量较多的凝胶也叫做胶冻。如琼脂、血块、肉冻等含水量有时可达99%以上。高分子溶液（或溶胶）形成凝胶的过程叫胶凝作用。

§14.10 大分子溶液

一、大分子分类

Staudinger把相对分子质量大于104的物质称之为大分子。

二．聚合物摩尔质量的表示法

由于聚合过程中，每个分子的聚合程度可以不一样，所以聚合物的摩尔质量只能是一个统计平均值。常用有四种平均方法：数均摩尔质量，质均摩尔质量，Z均摩尔质量和粘均摩尔质量。

三、分子溶液的粘度

高分子溶液的粘度表示方法有：相对粘度、增比粘度、比浓粘度和特性粘度。

1、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

2、在绝热条件下，将液体分散成小颗粒液滴，液体（）(B)

(A)上升(B) 下降

(C) 不变(D) 无法判定

3、在相同温度下，固体冰和液体水的表面张力哪个大? ( ) (A)

(A) 冰的大(B) 水的大

(C) 一样大(D) 无法比较

4、在临界温度时，纯液体的表面张力（）(C)

(A)大于零(B) 小于零

(C) 等于零(D) 无法确定

5、在298 K 时，已知A 液的表面张力是B 液的一半，其密度是B 液的两倍。如果A，

B 液分别用相同的毛细管产生大小相同的气泡时，A 液的最大气泡压力差等于B液的：( ) (A)

(A) 1/2倍(B) 一倍(C) 二倍(D) 四倍

6、298 K，101.325 kPa 下，将直径为1μm 的毛细管插入水中，问需要多大压力才能防止水面上升？（已知此时水的表面张力为71.97×10-3 N·m-1，水对玻璃完全润湿cosθ = 1）( ) (A)

(A) 288 kPa (B) 316 kPa (C) 489 kPa (D) 576 kPa

7、弯曲表面上附加压力的计算公式：?p= 2γ/R' 中，R' 的符号：( ) (A)

8

(A) 液面为凸面时为正，凹面为负

(B) 液面为凸面时为负，凹面为正

(C) 总为正

(D) 总为负

8 、液体在毛细管中上升的高度与下列那一个因素无关：( ) (D)

(A) 温度

(B) 液体密度

(C) 重力加速度

(D) 大气压力

9、在相同温度下，同一液体被分散成具有不同曲率半径的物系时，将具有不同饱和蒸气压。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，则三者之间的关系是：( ) (C)

(A) p平> p凹> p凸

(B) p凹> p平> p

(C) p凸> p平> p凹

(D) p凸> p凹> p平

10、把玻璃毛细管插入水中，凹面下液体所受的压力p与平面液体所受的压力p0相比：( ) (B)

(A) p = p0(B) p < p0(C) p > p0(D) 不确定

11 、有一露于空气中的球形液膜，若其直径为2×10-3 m，表面张力为0.7 N·m-1，则该液膜所受的附加压力为：( ) (B)

(A) 1.4 kPa

(B) 2.8 kPa

(C) 5.6 kPa

(D) 8.4 kPa

12 、设水在某玻璃毛细管内上升的高度为h，若此毛细管被折断，露在水面以上的长

度是h/2，则水在毛细管上升到h/2 以后，将：(C) ( )

(A) 不断从管中流出

(B) 不从管中流出，管内液面曲率半径缩小到1/2 倍

(C) 不从管中流出，管内液面曲率半径增大到2 倍

(D) 不从管中流出，管内液面曲率半径不变

13、有两根半径相同的玻璃毛细管插入水中，水面上升高度为h，其中一根在1/2

h处使其弯曲向下，试问水在此毛细管端的行为是：(C) ( )

(A) 水从毛细管端滴下

(B) 毛细管端水面呈凸形弯月面

(C) 毛细管端水面呈凹形弯月面

(D) 毛细管端水面呈水平面

9

10

14、气固相反应 CaCO 3(s)CaO(s) + CO 2(g) 已达平衡。在其它条件不变的情况

下，若把 CaCO 3(s) 的颗粒变得极小，则平衡将： (B) ( )

(A) 向左移动 (B) 向右移动

(C) 不移动 (D) 来回不定移动

15、 液滴越小，饱和蒸气压越 __________；而液体中的气泡越小，气泡内液体的饱

和 蒸气压越 __________ 。 [答] 大，小。 16 天空中的水滴大小不等, 在运动中, 这些水滴的变化趋势如何? (B) ( )

(A) 大水滴分散成小水滴, 半径趋于相等

(B) 大水滴变大, 小水滴缩小

(C) 大小水滴的变化没有规律

(D) 不会产生变化

17、 两个细管 a , b 中都装有油和水, 其润湿情况如图所示, 若在左端对水施加压力,

能否分别将管内油全都赶出去?

[答] (a)图中, 油能润湿管壁, 对水加压, 油不会全部被赶出。

而(b)图中，油可全部被赶出。

18、水能完全润湿毛细管玻璃，现有一两端半径不同的毛细管，里面有少量水如图所示。

试回答水在毛细管内如何运动，为什么？

[答] 水在毛细管将向左移动。 s 2p r

γ= ，左边的附加压力p s 大于右边的附加压力。 19、 在农药中通常都要加入一定量的表面活性物质, 如烷基苯磺酸盐, 其主要目的是：

( ) (B)

(A) 增加农药的杀虫药性

(B) 提高农药对植物表面的润湿能力

（C ） 防止农药挥发

(D) 消除药液的泡沫

20、 把细长不渗水的两张白纸互相靠近(距离为 d )，平行地浮在水面上, 用玻璃棒轻轻

地在两纸中间滴一滴肥皂液, 两纸间的距离将： (A) ( )

(A) 增大 (B) 减小

(C) 不变 (D) (A).(B).(C)都有可能

21、 水在玻璃毛细管 A 中可上升到 h 处, 若将毛细管 B 中部扩大(如图), 水在毛细管

中上升情况如何? 若将水抽到 h 以上 b 处, 再让其自动下降, 结果又如何? 为什么?

11

[答] (1):水将升到 a 处后不再上升。 因 B 中扩大部分无附加压力。

(2):水下降稳定时,高度仍为 h 。因静压力与附加压力相等, 2γ/R ＇=ρgh

22、 在某液体中加入表面活性物质后，则该液体的表面张力将： (B) ( )

(A) 增加

(B) 降低

(C) 不变

(D) 增加还是降低，不能确定

23、 兰缪尔吸附等温式 ： ( ) (C)

(A) 只适用于化学吸附

(B) 只适用于物理吸附

(C) 对单分子层的物理吸附及化学吸附均适用

(D) 对单分子层和多分子层吸附均适用

24、298 K 时，水-空气的表面张力 γ = 71.97×10-3 N ·m -1， (?γ / ?T )p , A = -0.157×10-3

N ·m -1·K -1，

试求298 K 和 p ?压力下，可逆地增大 2 cm 2表面积时，体系的热效应 Q ，?H 和?S 。

[答] ?G = γ ?A = 1.44×10-5 J

?S = - (?γ/?T )p , A ?A = 3.14×10-8 J ·K -1

?H = ?G + T ?S = 2.38×10-5 J

Q = T ?S = 9.36×10-6 J

25、已知水的表面张力在20℃时为0.072 75 N ·m -1，30℃时为0.071 18 N ·m -1，水的密度为997 kg ·m -3，忽略它随温度的变化，求下列各过程的?G ，?H ，Q ，W 。

(1) 1 cm 3水在25℃，从101.325 kPa 加压至1013.25 kPa ；

(2) 30℃，101.325 kPa 下，用一浸在水中的铁丝框慢慢提起以形成一面积为1 cm 2的水膜，随后水膜破裂；

(3) 在20℃，101.325 kPa 下，将总面积为1 m 2的雾滴捕集起来得到1 cm 3的水。

[答] (1) W =0 Q =0

()21

21d 0.9119 J p p H V p V p p ?=

=-=?

21d 0.9119 J p p G V p ?==?

(2) ?H =0 ?G =0 ?U =0

45

0.071 182110 J 1.4210 J Q W A γ--=-=?=-???=-?

(3) ?G A γ=?=－0.072 75 J

12

W =G ?=-0.072 75 J

0.071 180.072 750.000 157303.15293.15T,p A,p

S A T ??γ??-????=-=-= ? ?-???? 2

141d 1.5710 J K A A T,p

S S A A ??--???==-?? ???? 0.1188 J H G T S ?=?+?=-

0.046 J Q T S =?=-

26 在正常沸点时，如果水中仅含有直径为 10-6 m 的空气泡，问这样的水开始沸腾，

需过热多少度？水在 373 K 时的表面张力 γ = 0.05890 N ·m -1，气化热 ?Vap H m

= 40656 J ·mol -1。

[答] p ' = p 0+ 2γ /R ' = 336925 Pa

ln(p '/p 0)= ?Vap H m /R (1/T b - 1/T )

T = 410.6 K ，过热 37.6 K

27 用同一支滴管分别滴出下列液体 1 mL ，所用滴数如下表：

物 质 纯 水 纯 苯 正丁醇溶液(0.3mol ·kg -1) 洗液(K 2CrO 7+ 浓H 2SO 4) 滴 数 17 40 24 31

试定性解释后三种液体与水产生滴数不同的原因。

[答] 2γ /R ' = V ρg R '= 2γ /V ρg R ' 小则滴数多

苯的 ρ 比水小，而 γ 小得更多。

正丁醇的 ρ 与水相同，但 γ 比水小。

洗液的 ρ 比水大的多，虽γ 比水大一些。

28、苯的正常沸点为353.3 K ，298.15 K 时表面张力为0.028 22 N ·m -1，试估算半径为1×10-7 m 的小苯液滴的蒸气压力，已知苯的密度为ρ =873 kg ·m -3。

[答] 由楚顿规则

111

vap m b 88J K mol 31.09 kJ mol H T ---?=??=? vap m 211211310 9011ln 1.95788.314353.3298.15H p p R T T ?????=-=-=- ? ?????

214.3 kPa p =

3

r 7

0220.028 227810ln 0.020 348.314298.15873110p M p RT r γρ--???===???? r 14.59 kPa p =

1 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： (D) ( )

13

(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 溶胶（憎液溶胶）在热力学上是： (B) ( )

(A) 不稳定、可逆的体系

(B) 不稳定、不可逆体系

(C) 稳定、可逆体系

(D) 稳定、不可逆体系

3 在稀的砷酸溶液中，通入 H 2S 以制备硫化砷溶胶 (As 2S 3)，该溶胶的稳定剂是

H 2S ，则其胶团结构式是： (B)

(A) [(As 2S 3)m ·n H +,(n -x )HS -]x -·x HS -

(B) [(As 2S 3)m ·n HS -,(n -x )H +]x -·x H +

(C) [(As 2S 3)m ·n H +,(n -x )HS -]x -·x HS -

(D) [(As 2S 3)m ·n HS -,(n -x )H +]x -·x H +

4 溶胶与大分子溶液的相同点是： (C) ( )

(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

5用 NH 4VO 3和浓 HCl 作用，可制得稳定的 V 2O 5溶胶，其胶团结构是：

。

[答] [(V 2O 5)m ·n VO 3-,(n -x )NH 4+]x -·x NH 4+

6 下列物系中为非胶体的是： ( ) (D)

(A) 灭火泡沫 (B) 珍珠

(C) 雾 (D) 空气

7 溶胶有三个最基本的特性, 下列不属其中的是： (C) ( )

(A) 特有的分散程度 (B) 不均匀(多相)性

(C) 动力稳定性 (D) 聚结不稳定性

8 对于分散体系, 如果按照粒子的大小来区分, 当粒子半径为__________时, 称为分子

(或离子)分散体系; 半径为_____________时, 称为胶体分散体系; 半径为______________

时, 称为粗分散体系。

[答] r ＜10-9m, 10-9＜r ＜10-7m, r ＞10-7m

9 以 KI 和AgNO 3为原料制备AgI 溶胶时, 如果KI 过量, 则制得的AgI 胶团结构为：

；若AgNO 3过量, 则制得的AgI 胶

团结构为 。

[答] [(AgI)m ·n I -·(n -x )K +]x-·x K +

[(AgI)m ·n Ag +·(n -x )NO 3-]x+·x NO 3-

10 在稀的砷酸溶液中通入H 2S 制备As 2S 3溶胶，稳定剂是H 2S 。

(1) 写出该胶团的结构, 并指明胶粒的电泳方向

(2) 电解质NaCl, MgSO 4, MgCl 2, 对该胶体的聚沉能力何者最强?

[答] (1) [(As 2S 3)m ·n HS -·(n -x )H +]x -·x H +,

胶粒带负电, 向正极移动

(2) MgSO4和MgCl2差不多, 但同号离子SO42- 和Cl- 以低价为强，

故最强的应是MgCl2

11 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?

[答] 珍珠是一种胶体分散体系,

其分散相为液体水, 分散介质为蛋白质固体。

珍珠长期在干燥箱中存放, 水分逐渐被干燥箱吸收, 体系被破坏, 故失去光泽。

此变化不可逆, 不能再恢复。

12 溶胶的动力性质是由于粒子的不规则运动而产生的, 在下列各种现象中, 不属于溶胶动力性质的是：(D) ( )

(A) 渗透法(B) 扩散

(C) 沉降平衡(D) 电泳

13 下列诸分散体系中，Tyndall 效应最强的是：(D) ( )

(A) 纯净空气

(B) 蔗糖溶液

(C) 大分子溶液

(D) 金溶胶

14 Tyndall 现象是发生了光的什么的结果：(A) ( )

(A) 散射

(B) 反射

(C) 折射

(D) 透射

15 (1) 在晴朗的白昼, 天空呈蔚蓝色的原因是：(B) ( )

(2) 日出和日落时, 太阳呈鲜红色的原因是：(C) ( )

(A) 蓝光波长短, 透射作用显著

(B) 蓝光波长短, 散射作用显著

(C) 红光波长长, 透射作用显著

(D) 红光波长长, 散射作用显著

16瑞利(Rayleigh)在研究散射作用后得出，对于单位体积的被研究体系，散射光的总能量

与入射光波长的____次方成____比。因此，入射光的波长愈_____，散射光愈强。

[答] 四反短

17当用白光照射有适当分散度的溶胶时，从侧面看到的是__________光，呈________色，而透过光则呈__________色。若要观察散射光，光源的波长以______者为宜。

[答] 散射蓝紫橙红短

18 外加直流电场于胶体溶液，向某一电极作定向运动的是：(B) ( )

(A) 胶核

(B) 胶粒

(C) 胶团

(D) 紧密层

19 胶体粒子的Zeta 电势是指：(D) ( )

(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

14

20 下列各电解质对某溶胶的聚沉值分别为：[KNO3]= 50 ，[KAc]= 110 ，[MgSO4] = 0.81 ，[Al(NO3)3]= 0.095 mol·dm-3，该胶粒的带电情况是：(A) ( )

(A) 带负电

(B) 带正电

(C) 不带电

(D) 不能确定

21 试解释在Fe(OH)3溶胶界面电泳实验中，上升界面的速度与下降界面的速度往

往不一致，采取什么措施，使得上升与下降界面运动速度趋于一致。

[答] 采取的措施是使用溶胶电导率相同的辅助液。

22 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) ( )

(A) 布朗运动(B) 电泳

(C) 电渗(D) 沉降电势

23 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：(D) ( )

(A) NaCl

(B) K3[Fe(CN)6]

(C) MgSO4

(D) FeCl3

24 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)

(A) AlCl3＜ZnSO4＜KCl

(B) KCl ＜ZnSO4＜AlCl3

(C) ZnSO4＜KCl ＜AlCl3

(D) KCl ＜AlCl3＜ZnSO4

25 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：(C) ( )

(A) KCl > CaCl2 > K2SO4 > CaSO4

(B) CaSO4 > CaCl2 > K2SO4 > KCl

(C) CaCl2 > CaSO4 > KCl > K2SO4

(D) K2SO4 > CaSO4 > CaCl2 > KCl

26 乳状液是由哪个分散体系组成? (A) ( )

(A) 两种互不相溶的液体(B) 固体加液体

(C) 两种互溶的液体(D) 多种互溶的液体

15