物理化学胶体化学3
fe(oh)3胶体粒子的表示
fe(oh)3胶体粒子的表示Fe(OH)3胶体粒子的表示胶体是指由一个或多个物质的微粒悬浮在另一种物质中而形成的分散体系。
Fe(OH)3胶体粒子即铁(III)氢氧化物的胶体粒子，是由铁离子和氢氧根离子形成的胶体。
铁(III)氢氧化物（Fe(OH)3）是一种无机化合物，由铁离子Fe3+和氢氧根离子OH-组成。
在水溶液中，铁(III)氢氧化物可以形成胶体粒子，这些粒子呈现出悬浮在溶液中的状态，不会沉淀或沉降。
Fe(OH)3胶体粒子的形成是通过铁离子和氢氧根离子之间的反应来实现的。
当铁离子和氢氧根离子在水溶液中遇到时，它们会发生中和反应，生成Fe(OH)3胶体粒子。
这些粒子具有一定的电荷，使它们能够悬浮在水溶液中，形成胶体。
Fe(OH)3胶体粒子的粒径通常在1到100纳米之间，具有较大的比表面积和表面电荷，使其具有许多独特的性质和应用。
由于其特殊的物理化学性质，Fe(OH)3胶体粒子广泛应用于领域。
Fe(OH)3胶体粒子在环境领域具有重要的应用。
由于其高比表面积和表面电荷，它们可以吸附和去除水中的重金属离子，如铅、汞等。
这使得Fe(OH)3胶体粒子成为一种有效的水处理材料，可以用于净化废水或处理含有重金属污染的自来水。
Fe(OH)3胶体粒子在医学领域也有广泛的应用。
由于其稳定的悬浮性质和生物相容性，Fe(OH)3胶体粒子可以作为药物载体用于靶向输送药物。
通过调整粒径和表面修饰，可以实现药物的控释和靶向释放，提高药物的疗效和减少副作用。
Fe(OH)3胶体粒子还可以用于电子材料和催化剂的制备。
由于其高比表面积和特殊的表面性质，Fe(OH)3胶体粒子可以作为电子材料的前驱体，用于制备导电薄膜、纳米线等。
同时，Fe(OH)3胶体粒子还可以作为催化剂的载体，用于催化反应的促进和控制。
总的来说，Fe(OH)3胶体粒子是一种重要的胶体材料，具有广泛的应用潜力。
通过调控其粒径和表面性质，可以实现材料的多样化设计和功能化，进一步拓展其应用领域。
物理化学第十章 胶体化学
3. 沉降与沉降平衡
多相分散系统中的粒子，因受重力作用而下 沉的过程，称为沉降。沉降与扩散为一对矛盾 的两个方面
沉降 扩散 分散相分布
真溶液
粗分散系统 胶体系统 平衡
均相
沉于底部 形成浓度梯度
贝林(Perrin)导出沉降平衡时粒子浓度随高度的分布：
o c2 Mg ln 1 ( h2 h1 ) c1 RT
胶核 可滑动面
胶粒
{[AgI]m nI－(n-x)K+}x- xK+ 胶团结构
K＋
K＋
I－
K＋
(AgI)m
I－
I－
K＋
特点：
1) 胶核：首先吸附过量的成核离子，然后吸附反离子； 2) 胶团整体为电中性
I－
§10.5
溶胶的稳定与聚沉
Derjaguin＆Landau(1941)
1. 溶胶的经典稳定理论DLVO理论
溶胶粒子间的作用力：
Verwey ＆Overbeek(1948) van der Waals 吸引力：EA -1/x2
势 能 ER
双电层引起的静电斥力：ER ae-x 总作用势能：E = ER + EA
E
EA 曲线的形状由粒子本
性决定，不受电解质影响；
Emax
0 x 第二最小值 EA 第一最小值
势 能 ER 电解质浓度： c1 < c2 < c3 ，
0EAc3源自c2c1E电解质浓度，ER，E，
溶胶稳定性。在 c3 以后， 引力势能占绝对优势，分散 相粒子一旦相碰，即可聚合。
41
电解质对溶胶的聚沉规律：
(i)反离子的价数起主要作用
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。
物理化学表面现象及胶体化学总结
1.压缩因子任何温度下第七章表面现象1.在相界面上所发生的物理化学现象陈称为表面现象。
产生表面现象的主要原因是处在表面层中的物质分子与系统内部的分子存在着力场上的差异。
2.通常用比表面来表示物质的分散度。
其定义为：每单位体积物质所具有的表面积。
3.任意两相间的接触面，通常称为界面（界面层）。
物质与（另一相为气体）真空、与本身的饱和蒸气或与被其蒸汽饱和了的空气相接触的面，称为表面。
4.表面张力：在与液面相切的方向上，垂直作用于单位长度线段上的紧缩力。
5.在恒温恒压下，可逆过程的非体积功等于此过程系统的吉布斯函数变。
6.影响表面及界面张力的因素：表面张力与物质的本性有关、与接触相的性质有关（分子间作用力）、温度的影响、压力的影响。
7.润湿现象：润湿是固体（或液体）表面上的气体被液体取代的过程。
铺展：液滴在固体表面上迅速展开，形成液膜平铺在固体表面上的现象。
8.亚稳状态与新相生成：a.过饱和蒸汽：按通常相平衡条件应当凝结而未凝结的蒸汽。
过热液体：按通常相平衡条件应当沸腾而仍不沸腾的液体。
过冷液体：按相平衡条件应当凝固而未凝固的液体。
过饱和溶液：按相平衡条件应当有晶体析出而未能析出的溶液。
上述各种过饱和系统都不是真正的平衡系统，都是不稳定的状态，故称为亚稳（或介安）状态。
亚稳态所以能长期存在，是因为在指定条件下新相种子难以生成。
9.固体表面的吸附作用：吸附：在一定条件下一种物质的分子、原子或离子能自动地粘附在固体表面的现象。
或者说，在任意两相之间的界面层中，某种物质的浓度可自动发生变化的现象。
吸附分为物理吸附（范德华力）和化学吸附（化学键力）。
具有吸附能力的物质称为吸附剂或基质，被吸附的物质称为吸附质。
吸附的逆过程，即被吸附的物质脱离吸附层返回到介质中的过程，称为脱附（或解吸）。
10.吸附平衡：对于一个指定的吸附系统，当吸附速率等于脱附速率时所对应的状态。
当吸附达到平衡时的吸附量，称为吸附量。
气体在固体表面的吸附量与气体的平衡压力及系统的温度有关。
物理化学第十四章胶体化学
一、分散体系的分类
•真溶液 按分散相粒子的大小分类： •胶体分散体系
•粗分散体系 •液溶胶
按胶体溶液的稳定性分类
1.憎液溶胶 胶体化学的主要研究体系 半径在1 nm~100 nm之间的难溶物固体粒子
分散在液体介质中。溶剂与粒子间亲合力弱。
溶剂蒸发后，再加入溶剂无法再形成溶胶。 不可逆体系。
2.亲液溶胶 大分子溶液
溶剂与粒子（大分子 ）间亲合力强。溶剂蒸 发后，产生凝聚，再加入溶剂，又可形成溶胶。 热力学上稳定、可逆的体系。
按分散相和介质的聚集状态分类： •固溶胶 •气溶胶
按胶体溶液的稳定性分类： •憎液溶胶 •亲液溶胶
按分散相粒子的大小分类
1.真溶液（分子分散体系）
分散相与分散介质以分子或离子形式均匀的单 相，热力学稳定。分散相粒子半径小于1 nm。
2.胶体分散体系 分散相粒子半径1 nm~100 nm。高分散的多相 体系，粒子有自动聚集的趋势，热力学不稳定。
A.复分解反应制硫化砷溶胶 2H3AsO3（稀）+ 3H2S →As2S3（溶胶）+6H2O
B.水解反应制氢氧化铁溶胶 FeCl3 +3H2O （热）→ Fe(OH)3 （溶胶）+3HCl
C.氧化还原反应制备硫溶胶 2H2S(稀）+ SO2(g) → 2H2O +3S (溶胶） Na2S2O3 +2HCl → 2NaCl +H2O +SO2 +S (溶胶）
物理化学题库3
三、 表面现象和胶体化学(一) 名词解释1. 1. 表面活性剂2. 2. Critical micell concentration. CMC3. 3. Zeta potential4. 4. contact angle5. 5. adsorption6. 6. molar conductivity7. 7. surface tension8. 8. colloidal dispersed system(二) 简答题1. 1. 何谓溶液的表面吸附？为什么会产生这一现象？2. 2. 胶体分散体系有巨大的表面及高分散度是热力学不稳定体系，为什么它们又能在一定时期内稳定存在？3. Please write briefly the reasons why colloidal particle is charged?4. 4. 什么叫ζ电位？它如何受电解质的影响？1. 5. 写出等体积的0.08M AgNO 3和0.1M KI 溶液所形成的溶胶的胶团结构式，并指明电泳方向。
2. 6. 什么是胶体分散体系？它的基本特性是什么？3. 7. 写出等体积的0.08M AgNO 3和0.1M KI 溶液所形成的溶胶的胶团结构式，并指出下列电解质中何者的聚沉值最小：(1) Na 2CO 3 (2) CaCl 2 (3) AlCl 34. 8. 什么叫吸附？请说明Gibbs 吸附等温式中Γ的意义。
Γ＝5. 9. 下列电解质对某溶胶的聚沉值C （mmol·dm -3）分别为＝590；＝300；＝50；＝1.5，问此溶胶的电泳方向，为什么？6. 10. 有一Al(OH)3溶胶，在加入KCl 使其最终浓度为80mmol·dm －3时恰能聚沉，加K 2CrO 4浓度为0.4mmol·dm －3时恰能聚沉。
(1) Al(OH)3溶胶电荷是正是负？(2)为使溶胶聚沉大约需要CaCl 2的浓度为多少？7. 11. 有人用0.05M NaI 与0.05M AgNO 3溶液缓慢混合来制备AgI 溶胶。
物理化学第十章 胶体化学
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电渗
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第三节
溶胶的稳定与聚沉
一 溶胶的稳定性
溶胶的聚结不稳定性：
溶胶的动力稳定性:
1）分散相粒子的布朗运动：在重力场中不易沉降
2）扩散电势（ζ电势）：稳定剂的存在使胶团形成
双电层结构，ζ电势越大，越不易聚沉。
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18
二
1
溶胶的聚沉
电解质对聚沉的影响 少量电解质的存在对溶胶起稳定作用；
过量电解质的存在对溶胶起破坏作用（聚沉） 1）聚沉值： 使一定量溶胶在一定时间内完全聚沉所需最小电
解质的物质的量浓度。
2）反离子起聚沉作用，聚沉值与价数有关,聚沉值： 1 1 1 舒尔采(Schulze) 100 : 1.6 : 0.14 6 : 6 : 6 1 2 3 ——哈迪(Hardy)规则
+ ++ ++ + ++ + +
+ + -
-
+ + + -
热力学电势φ 0 斯特恩电势φ 电动电势ζ：
固体表面 斯特恩面 滑动面
+ +
《物理化学Ⅲ》(80学时)课程大纲
《物理化学Ⅲ》课程教学大纲根据2015版化工类本科培养计划英文课程名称：Physical Chemistry I课程编号：B043022总学时：80总学分：5先修课程：高等数学、概率与统计、大学物理、无机化学、分析化学、有机化学等适用专业：应用化学、化学工程、制药、材料、材化、生物、生技、食品、轻化工等开课单位：化学工程学院 物理化学教研室执笔人： 审校人：一、课程教学内容绪论物理化学课的目的和基本内容；学习物理化学的要求及方法；物理化学量的表示及运算：物理量的表示；对数中的物理量；量值计算。
第一章 气体的P V T 关系第一节 理想气体的状态方程理想气体状态方程；理想气体模型；摩尔气体常数。
第二节 理想气体混合物混合物的组成；理想气体状态方程对理想气体混合物的应用；道尔顿定律；阿马加定律。
第三节真实气体的液化与临界参数液体的饱和蒸气压；临界参数；真实气体的m V p -图及气体的液化。
第四节 真实气体的状态方程真实气体的m V p -图及波义尔温度；范德华方程；维里方程；其他重要方程举例。
第五节 对应状态原理及普遍化压缩因子图压缩因子；对应状态原理；普遍化压缩因子图。
第二章 热力学第一定律第一节热力学基本概念及术语系统和环境；状态和状态函数；过程和途径。
第二节 热力学第一定律功；热；热力学能；热力学第一定律。
第三节 恒容热、恒压热及焓恒容热；恒压热；焓；H Q U Q P v ∆=∆=,两关系式的意义。
第四节 摩尔热容热容；气体恒容变温过程；气体恒压变温过程；凝聚态物质变温过程。
焦尔实验；焦尔实验的讨论；理想气体的热力学能；理想气体的焓。
第五节 相变焓相变焓；相变焓与温度的关系。
第六节化学反应焓化学计量数；反应进度；摩尔反应焓；标准摩尔反应焓。
第七节标准摩尔反应焓反应焓的计算由标准摩尔生成焓及由标准摩尔生成焓计算标准摩尔反应焓；标准摩尔燃烧焓及由标准摩尔燃烧焓计算标准摩尔反应焓；标准摩尔反应焓随温度的变化—基希霍夫公式；恒容反应热与恒压反应热之间的关系；燃烧和爆炸反应的最高温度。
物理化学 第七章胶体
使一定量溶胶在一定时间内明显聚沉所需的外加电解质的最小浓度 称为此电解质的聚沉值或凝结值。常用的单位是: mol•m-3或 mmol•d
m-3
电解质的聚沉值越小，其聚沉能力越大。故定义聚沉值的倒数为电 解质的聚沉能力。电解质对溶胶聚沉的影响有如下经验规律： 1. 电解质中主要起聚沉作用的是与胶粒所带电荷电性相反的离子 （即反离子），且反离子的价数越高，聚沉能力越大。一、二、三 价离子的聚沉能力之比为： 1 : 26 : 36 。此规律称叔采-哈迪价数 规则。 2. 价数相同的离子其聚沉能力相近但有差别，部分一价离子的聚沉 能力大小顺序为：H+ >Cs+ >Rb+ >NH4+ >K+ >Na+ >Li+ F- >IO3- >H2PO4- >BrO3 ->Cl- >ClO3- > Br->I->CNS 3.有机离子的聚沉能力很强，如高分子凝结剂。
(2) 若液-固界面张力小于气-固表面张力， cosθ ＞
0, θ＜ 90°, 此种情况称为润湿。当θ=0°时，则为
完全润湿，即发生铺展。
3.毛细现象 毛细现象是指具有细微缝隙的固体与液体接触时，液体 沿缝隙上升或下降的现象。例如：将一玻璃毛细管插入水 中，管内液面升得比管外液面高，如下图7.5 (a)所示； 而将一玻璃毛细管插入汞中，管内液面降得比管外液面 低，如下图7.5 (b)所示.
若AB为凸液面，则周围液体的表面张力方向与AB 面相切，合力向下，表现为指向液体内部的附加压力。
若AB为凹液面，那么周围液体的表面张力方向仍 与AB面相切，表现为指向液体外部的附加压力。
二.液体对固体的润湿作用
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。
物理化学考研章节题库-第10章 胶体化学【圣才出品】
第10章 胶体化学一、选择题1．用相同体积0.01mol·dm－3KI和0.15mol·dm－3AgNO3溶液制备的AgI溶胶，分别加入相同浓度的下列电解质，聚沉能力最强的是：（）。
A．NaClB．FeCl3C．MgSO4D．K3PO4【答案】D【解析】所制备的AgI溶胶为AgI的正溶胶，即胶粒带正点，起聚沉作用的主要是负离子。
比较选项中阴离子的价位可知，聚沉能力最强的是K3PO4。
2．向溶胶中加入电解质可以：（）。
A．降低热力学电势B．减小扩散层厚度C．减小紧密层厚度D．减少胶团荷电量【答案】B【解析】处在溶液中的带电固体表面，由于静电吸引力的作用，必然要吸引等量的相反电荷的离子形成双电层。
电解质的加入会改变存在于溶液中的离子状态。
3．若需研究电解质对某一溶胶稳定性的影响，最好的方法是测定：（）。
A．电泳速度B．电渗速度C．电解质的聚沉D．沉降速度【答案】C【解析】电解质对溶胶的影响主要是改变扩散层的厚度，也即斥力势能的大小，从而改变胶体的稳定性。
4．丁铎尔现象的本质是光的散射，下列说法中错误的是：（）。
A．大分子溶液中大分子的大小与胶粒相近，两者丁铎尔效应的强弱也相近B．小分子溶液中溶质粒子小，故丁铎尔效应不明显C．散射现象仅是光传播方向发生变化其波长不变D．在超显微镜下观察到的光点不是胶粒的真实形状【答案】A【解析】丁铎尔效应是胶体粒子的一种特殊的光学性质。
其本质是光的散射，散射光强度与粒子大小成正比。
5．Tyndall现象是发生了光的什么作用的结果（）。
A．散射B．反射C．折射D ．透射【答案】A【解析】当入射光的波长远大于胶粒半径时，入射光会在胶粒上发生散射现象，产生一束乳白色的散射光，即Tyndall 现象。
6．日出和日落时太阳呈鲜红或橙黄色的原因是（ ）。
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、黄光波长长，透射作用显著D ．红、黄光波长长，散射作用显著【答案】C【解析】日出和日落时太阳光透过厚厚的大气层时，散射作用显著的短波长光如蓝光、紫光等大部分已被散射，剩下了透射作用显著的长波长光，如红光、黄光等。
物理化学14章_胶体与大分子溶液
物理化学14章_胶体与大分子溶液一、胶体胶体是一种分散体系，其中分散相的粒子大小在1-100nm之间。
这种分散体系具有一些特殊的性质，例如光学、电学和动力学性质，这使得胶体在许多领域都有广泛的应用。
1、胶体的分类胶体可以根据其分散相的不同分为不同类型的胶体，例如：（1）金属胶体：以金属或金属氧化物为分散相的胶体，如Fe(OH)3、TiO2等。
（2）非金属胶体：以非金属氧化物、硅酸盐、磷酸盐等为分散相的胶体，如SiO2、Al2O3、Na2SiO3等。
（3）有机胶体：以高分子化合物为分散相的胶体，如聚合物、蛋白质、淀粉等。
2、胶体的制备制备胶体的方法有多种，例如：（1）溶解法：将物质溶解在适当的溶剂中，通过控制浓度和温度等条件使物质析出形成胶体。
（2）蒸发法：将溶剂蒸发，使溶质析出形成胶体。
（3）化学反应法：通过化学反应生成胶体粒子。
3、胶体的性质胶体具有一些特殊的性质，例如：（1）光学性质：胶体粒子对光线有散射作用，因此胶体具有丁达尔效应。
（2）电学性质：胶体粒子可以带电，因此胶体具有电泳现象。
（3）动力学性质：胶体粒子由于其大小限制，表现出不同于一般粒子的动力学性质，例如扩散速度较慢、沉降速度较慢等。
二、大分子溶液大分子溶液是一种含有高分子化合物的溶液，其中高分子化合物通常具有较大的分子量。
这种溶液具有一些特殊的性质，例如分子量较大、分子链较长、分子间相互作用较强等。
1、大分子溶液的分类大分子溶液可以根据其组成的不同分为不同类型的溶液，例如：（1）合成高分子溶液：由合成高分子化合物组成的溶液。
（2）天然高分子溶液：由天然高分子化合物组成的溶液，如蛋白质、淀粉、纤维素等。
2、大分子溶液的制备制备大分子溶液的方法有多种，例如：（1）溶解法：将大分子化合物溶解在适当的溶剂中，通过控制浓度和温度等条件使其溶解。
（2）化学反应法：通过化学反应合成大分子化合物并将其溶解在适当的溶剂中。
3、大分子溶液的性质大分子溶液具有一些特殊的性质，例如：（1）粘度：大分子溶液通常具有较高的粘度，这是因为大分子链较长，运动较困难。
物理化学第十章,胶体化学
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Stern面
0
热力学电势 —
由固体表面至溶液本体间的电势差 0；
斯特恩电势 — 由紧密层与扩散层之间的分界处至溶液
本体间的电势差 ；
电动现象说明，溶胶粒子表面带有电荷。而溶胶粒 子带有电荷也正是它能长期存在的原因
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1.溶胶带电的原因：
a）固体的溶胶粒子，可从溶液中选择性地吸附某种离 子而带电。 其规则是：离子晶体表面从溶液中优先吸附能与它晶 格上离子生成难溶或电离度很小化合物的离子。
例： AgI溶胶： 溶液中I－过量时，可吸附I－而带负电， 溶液中Ag+过量时，可吸附Ag+而带正电。
（1）电泳 在外电场的作用下，胶体粒子在分散介质中定向移动 的现象，称为电泳。
界面法测电泳装置示意图
＋
+
－
–
NaCl溶液
Fe(OH)3溶胶
首先，在U形管中加入NaCl 溶液，然后，从下方支管缓慢 压入棕红色 Fe(OH)3溶胶， 以使其与 NaCl溶液间有清晰 的界面存在。通入直流电后， 可观察到，电泳管中阳极一端 界面下降，阴极一端界面上升。
位差为 。也只有在固液两相发生相 对移动时，才呈现 电势。
距离
2019/11/13
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２）电解质溶液浓度对 的影响
当溶液中电解质浓度增加时，介质中反离子的浓度加大 ，将压缩扩散层使其变薄，把更多的反离子挤进滑动面以内 ，使 电势在数值上变小，如下图。
0
滑动面
天津大学物理化学第五版-第十二章-胶体化学
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
feoh3胶体的实验现象
feoh3胶体的实验现象胶体是介于溶液和悬浮液之间的一种分散体系，具有特殊的物理化学性质。
在实验中，我们可以制备一种名为feoh3胶体的胶体溶液，并观察到一些特殊的实验现象。
我们需要准备一定浓度的氢氧化铁溶液。
将适量的氢氧化铁固体加入到水中，并进行充分搅拌，直到溶解完全。
这样就得到了氢氧化铁溶液。
接下来，我们需要将氢氧化铁溶液转化为feoh3胶体。
为了实现这一点，我们需要加入一定量的酸。
常用的酸有盐酸、硫酸等。
在实验中，我们可以选择盐酸。
将适量的盐酸缓慢滴加到氢氧化铁溶液中，并同时进行充分搅拌。
在滴加过程中，我们会观察到溶液的颜色发生变化，从原来的混浊悬浊液变为透明的胶体溶液。
feoh3胶体的形成是由于盐酸与氢氧化铁反应产生的氯化铁离子和氢氧根离子之间的相互作用。
氯化铁离子与氢氧根离子会形成电荷相同、大小相近的离子对，这些离子对会在溶液中形成胶体颗粒。
观察到的实验现象是feoh3胶体溶液的透明性。
在实验开始时，氢氧化铁溶液是混浊的悬浊液，其中的氢氧化铁颗粒比较大，散射光线，使溶液呈现出浑浊的外观。
但是随着盐酸的滴加，氯化铁离子和氢氧根离子之间的相互作用使得氢氧化铁颗粒变得微小且均匀分散，从而减少了光线的散射，使溶液变得透明。
我们还可以观察到feoh3胶体溶液的稳定性。
胶体溶液的稳定性是指胶体颗粒在溶液中的分散状态是否能够长时间保持。
如果胶体颗粒趋于聚集或沉降，溶液将失去胶体性质。
在实验中，我们可以观察到feoh3胶体溶液的稳定性较好，胶体颗粒不会迅速沉降。
feoh3胶体的实验现象可以通过胶体的特殊性质解释。
胶体的颗粒大小一般在1纳米到1微米之间，与溶液中的分子相比较大。
这使得胶体颗粒能够通过散射光线而使溶液呈现出浑浊的外观。
当胶体颗粒变得微小且均匀分散时，散射光线减少，溶液变得透明。
feoh3胶体的实验现象是溶液中氢氧化铁颗粒变得微小且均匀分散，从而使溶液由混浊悬浊液变为透明胶体溶液。
这一实验现象可以通过胶体的特殊性质解释，即胶体颗粒的大小与溶液中的分子相比较大，能够通过散射光线而使溶液呈现出浑浊的外观。
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。
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物理化学胶体化学试卷3班级姓名分数一、选择题( 共21题40分)1. 2 分(7481)7481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 > KCl2. 2 分(7360)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3. 2 分(7303)7303使用瑞利(Reyleigh) 散射光强度公式，在下列问题中可以解决的问题是：( )(A) 溶胶粒子的大小(B) 溶胶粒子的形状(C) 测量散射光的波长(D) 测量散射光的振幅4. 2 分(7477)7477在碱性溶液中，HCOH还原HAuCl4制备金溶胶：HAuCl4＋5NaOH─→NaAuO2＋4NaCl＋3H2O2NaAuO2＋3HCHO＋NaOH─→2Au＋3HCOONa＋2H2O其稳定剂是：( )(A) NaCl (B) NaAuO2(C) NaOH (D) HCOONa5. 2 分(7701)7701起始浓度分别为c1和c2的大分子电解质刚果红Na R与KCl 溶液分布在半透膜两边，其膜平衡条件是： ( ) (A) [Na +]内 [Cl -]内 ＝ [Na +]外 [Cl -]外 (B) [K +]内 [Cl -]内 ＝ [K +]外 [Cl -]外 (C) [K +]内 [Na +]内 ＝ [K +]外 [Na +]外 (D) [K +]内/ [K +]外 ＝ [Na +]内/ [Na +]外 ＝ [Cl -]内 / [Cl -]外6. 2 分 (7459) 7459在 H 3AsO 3的稀溶液中，通入过量的 H 2S 气体，生成 As 2S 3溶胶。
用下列物质 聚沉，其聚沉值大小顺序是： ( ) (A) Al(NO 3)3＞ MgSO 4＞ K 3Fe(CN)6 (B) K 3Fe(CN)6＞ MgSO 4＞ Al(NO 3)3 (C) MgSO 4＞ Al(NO 3)3＞ K 3Fe(CN)6 (D) MgSO 4＞ K 3Fe(CN)6＞ Al(NO 3)37. 2 分 (7454) 7454由 0.01 dm 3 0.05 mol ·kg -1 的 KCl 和 0.1 dm 3 0.002 mol ·kg -1 的 AgNO 3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) AlCl 3＜ ZnSO 4＜ KCl (B) KCl ＜ ZnSO 4＜ AlCl 3 (C) ZnSO 4＜ KCl ＜ AlCl 3 (D) KCl ＜ AlCl 3＜ ZnSO 48. 2 分 (7392) 7392对于Gouy-Chapman 提出的双电层模型, 下列描述不正确的是： ( ) (A) 由于静电吸引作用和热运动两种效应的综合, 双电层由紧密层和扩散层组成 (B) 扩散层中离子的分布符合Boltzmann 分布 (C) ⎪ζ⎪⎪φ0⎪ (D) ζ 电势的数值可以大于φ09. 2 分 (7301) 7301下列诸分散体系中， Tyndall 效应最强的是： ( ) (A) 纯净空气 (B) 蔗糖溶液 (C) 大分子溶液 (D) 金溶胶10. 2 分 (7721) 7721在试样的分子大小不均匀的情况下，比较n M 、w M 和Z M 的大小时，则： （ ）(A) n M ＞w M ＞Z M (B) n M ＞Z M ＞w M (C) n M ＜Z M ＜w M (D) n M ＜w M ＜Z M11. 2 分 (7361) 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)(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，电动电位变为零12. 2 分 (7553) 7553乳状液是由哪个分散体系组成? ( ) (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13. 2 分 (7358) 7358向 FeCl 3(aq) 中加入少量氨水，可制备稳定的氢氧化铁溶胶，此时胶体粒子带 电荷情况为： ( ) (A) 总是带正电 (B) 在 pH 较大时带正电 (C) 总是带负电 (D) 在 pH 较大时带负电14. 2 分 (7252) 7252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 z15. 2 分 (7357) 7357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16. 2 分(7205)7205在稀的砷酸溶液中，通入H2S 以制备硫化砷溶胶(As2S3)，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+17. 2 分(7460)7460一个烧杯中，盛有某种溶胶20×10-6 m3，如使其聚沉，至少需浓度为1000 mol·m-3的NaCl 溶液20×10-6m3, 或浓度为1 mol·m-3的Na2SO4溶液100×10-6 m3，由这些数据得出的结论是：( )(A) 溶胶带正电，NaCl 的聚沉值比Na2SO4的聚沉值小(B) 溶胶带负电，NaCl 的聚沉值比Na2SO4的聚沉值大(C) 溶胶带正电，NaCl 的聚沉值比Na2SO4的聚沉值大(D) 溶胶带正电，NaCl 的聚沉能力比Na2SO4的聚沉能力强18. 2 分(7391)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19. 2 分(7359)7359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20. 1 分(7280)7280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：( )(A) 渗透法(B) 扩散(C) 沉降平衡(D) 电泳21. 1 分(6607)6607298 K时，水－空气的表面张力γ= 7.17×10-2 N·m-1，若在298 K，标准压力p∃下，可逆地增加4×10-4 m2水的表面积，环境对体系应做的功W为：( )(∆U = Q - W)(A) -2.868×10-5 J(B) 2.868×10-5 J(C) -7.17×10-5J(D) 7.17×10 –5 J二、填空题( 共5题10分)22. 2 分(7216)7216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。
23. 2 分(7219)7218以KI和AgNO3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AgNO3过量, 则制得的AgI胶团结构为。
24. 2 分(7259)7259沉降系数(S) 的物理意义是，在重力场中和离心场中的表达式分别是和。
25. 2 分(7319)7319可以根据超显微镜视野中光点亮度的强弱来估计胶粒的_____________________；观察一个小体积范围内粒子数的变化情况来了解溶胶的__________________；根据闪光现象可以大致判断胶粒的_________。
26. 2 分(7490)7490在等体积相同浓度的AgNO3和KI混合液中，加入适量的HAc和NaNO3，则胶粒将优先吸附______离子，带______电。
三、计算题( 共5题50分)27. 10 分(7297)7297羰基血红脘溶液100 cm3中含有1g溶质, 在离心机中沉降达到平衡, 其数据如下:x/cm 4.61 4.56 4.51 4.46 4.41 4.36 4.31c 1.220 1.061 0.930 0.832 0.732 0.639 0.564 表中x是粒子到离心机轴心之距离, c为溶夜浓度。
若在293.2 K时, 离心机每分钟转8708 周, 溶液密度为0.9988×103 kg·m-3, 溶质比容ν=0.749×10-3 m3kg-1, 试计算溶质的相对分子质量。
28. 10 分(7298)7298人血纤蛋白溶酶原和血纤蛋白溶酶的分子摩尔质量及沉降系数如下:M/kg·mol-181.0 75.41013×S(20℃)/s 4.2 3.9已知ρ(粒)=1.40×103 kg·cm-3, ρ(介)=1.00×103 kg·cm-3, 求每种物质的扩散系数.29. 10 分(7299)7299在不同条件下, 用离心作用从脱脂乳中分离出质点大小不同的两种胶体(酪素胶团)，这两种制品的沉降系数与扩散系数如下：制备条件(20℃) D×1011/m2·s-1S×1013/s5 min(在5 000 rpm) 9.7 22.040 min(在20 000 rpm) 28.2 8.00假定分散相ρ(粒)=1.43×103 kg·m-3, 计算这两种胶团级分每个质点的摩尔质量。