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
第五版物理化学课后习题答案
第五版物理化学课后习题答案第五版物理化学课后习题答案物理化学是一门综合性的学科，涉及到物理学和化学的交叉领域，对于学习者来说，掌握习题的解答方法是非常重要的。
本文将为大家提供第五版物理化学课后习题的答案，帮助大家更好地理解和掌握物理化学知识。
第一章：热力学1. 根据热力学第一定律，ΔU = q + w，其中ΔU表示系统内能的变化，q表示系统吸收的热量，w表示系统对外界做的功。
2. 热容量C = q/ΔT，其中C表示热容量，q表示系统吸收的热量，ΔT表示温度变化。
3. 热力学第二定律表明，热量不会自发地从低温物体传递到高温物体，热量的传递总是从高温物体向低温物体传递。
4. 熵的变化ΔS = q/T，其中ΔS表示熵的变化，q表示吸收的热量，T表示温度。
5. 熵是一个系统无序程度的度量，熵的增加意味着系统的无序程度增加。
第二章：量子力学1. 波粒二象性是指粒子既可以表现出波动性质，也可以表现出粒子性质。
2. 波函数描述了量子力学系统的状态，波函数的平方表示在某个位置上找到粒子的概率。
3. 薛定谔方程描述了量子力学系统的演化。
4. 波函数的归一化要求波函数的平方在整个空间上的积分等于1。
5. 量子力学中的不确定性原理表明，无法同时精确测量粒子的位置和动量，精确测量其中一个属性，另一个属性的测量结果就会变得模糊。
第三章：电化学1. 电化学反应可以分为两类：氧化还原反应和非氧化还原反应。
2. 氧化还原反应中，氧化剂接受电子，被还原，而还原剂失去电子，被氧化。
3. 电解质溶液中的电解质会在电解过程中分解成离子。
4. 电解过程中，阳极是发生氧化反应的电极，阴极是发生还原反应的电极。
5. 电解质溶液中的电导率与电解质浓度成正比，与温度成反比。
第四章：动力学1. 反应速率可以通过反应物浓度的变化率来表示。
2. 反应速率与反应物浓度的关系可以由速率方程来描述。
3. 反应级数表示反应速率与反应物浓度的关系，可以是零级、一级或二级反应。
天津大学物理化学第五版(下)答案(完整版...
第七章电化学7.1用钳电极电解CuCl 2溶液。
通过的电流为20A,经过15min 后，问：(1) 在阴极上能析出多少质量的 Cu? (2)在的27C, 100kPa 下阳极上能析出多少体 积的的Cl 2 (g) ?解：电极反应为：阴极：Cu 2+ + 2e - t Cu 阳极：2Cl - — 2e- t CI 2 (g) 则：z= 2 根据：Q = nzF=ItIt 20 15 2n Cu =——= --------------- =9.326 10一molzF 2 96500因此：m (Cu) =n (Cu) xM (Cu) = 9.326 10-2>63.546 =5.927g 乂因为：n (Cu) = n (Cl 2) pV (C&) = n (Cb) RTn(Cl) RT 0.09326 8.314 300 3 因止匕：V(Cl) = --------------- =------- ； = 2.326dm 7.2用Pb （s ）电极电解PbNO 3溶液。
已知溶液浓度为1g 水中含有PbNO 3 1.66 10-2g 。
通电一定时间后，测得与电解池申联的银库仑计中有 0.1658g 的银 沉积。
阳极区的溶液质量为62.50g,其中含有PbNO 31.151g,计算Pb 2+的迁移数＜解法1:解该类问题主要依据电极区的物料守包（溶液是电中性的）。
显然 阳极区溶液中Pb 2+的总量的改变如下：1 O_L1Qi1Qi1Qi2+2+2+2 +n 电解后（一Pb ）= n 电解前（一Pb ）+ n 电解（一Pb ）- n 迁移（一Pb ）r1o 11o 11o 11o 12+2+2+2+、贝U: n 迁移（—Pb ）= n 电解前（一Pb ）+ n 电解（一Pb ）- n 电解后（一Pb ）n 电解(]Pb 2+)= n 电解(Ag ) = ^A^ =01658 =1.537K10*mol 2M Ag 107.9(62.50-1.151) x 1.66^102 331.2 1 / 2 1 2. 1.151 qn 电解尸(—Pb ) = ------ =6.950勺0 mol解 2 7331.2 1, 12+-3 , -一-3 -3 -4 , n 迁移(—Pb )=6.150 10 +1.537 10 -6.950 10 =7.358 10 mol 2n迁移(12*+) 7.358乂10里.八2 = = 0.479Pb 2) 1.537 10一一 _ 3 100 10n 电解前(1Pb 2)2- _ _ _3 = 6.150 10 mol , 2 + .■迁移 t(Pb )=——解法2:解该类问题主要依据电极区的物料守包(溶液是电中性的)。
物理化学解题指南--第2版--配天大第五版
内容简介《物理化学解题指南（第2版）》是天津大学物理化学教研室编写的《物理化学》（第五版）的配套学习参考书，针对性强，内容丰富。
章节安排与教材同步，每章包括三部分内容：概念、主要公式及其适用条件（列举重要知识点，强调公式应用范围及条件）；概念题（包括填空和选择题，帮助读者熟悉公式，辨析概念，掌握要领）；教材习题全解（巩固知识，拓展思路）。
《物理化学解题指南（第2版）》可帮助读者巩固所学知识，提高解决物理化学问题的能力；也可供相关学科教师参考。
目录第一章气体的pVT性质1.1 概念、主要公式及其适用条件1.2 概念题1.3 习题解答第二章热力学第一定律2.1 概念、主要公式及其适用条件2.2 概念题2.3 习题解答第三章热力学第二定律3.1 概念、主要公式及其适用条件3.2 概念题3.3 习题解答第四章多组分系统热力学4.1 概念、主要公式及其适用条件4.2 概念题4.3 习题解答第五章化学平衡5.1 概念、主要公式及其适用条件5.2 概念题5.3 习题解答第六章相平衡6.1 概念、主要公式及其适用条件6.2 概念题6.3 习题解答第七章电化学7.1 概念、主要公式及其适用条件7.2 概念题7.3 习题解答第八章量子力学基础8.1 概念、主要公式及其适用条件8.2 概念题8.3 习题解答第九章统计热力学初步9.1 概念、主要公式及其适用条件9.2 概念题9.3 习题解答第十章界面现象10.1 概念、主要公式及其适用条件10.2 概念题10.3 习题解答第十一章化学动力学11.1 概念、主要公式及其适用条件11.2 概念题11.3 习题解答第十二章胶体化学12.1 概念、主要公式及其适用条件12.2 概念题12.3 习题解答参考书目前言本书是普通高等教育“十一五”国家级规划教材——《物理化学》第五版（天津大学物理化学教研室编，高等教育出版社，2009年）的配套学习参考书。
编写本书的目的在于：帮助读者归纳、总结、深入理解物理化学的基本概念和基本原理，培养严谨的科学思维，提高运用基本原理分析和解决实际问题的能力。
天津大学第五版物理化学习题参考解答12
天津大学第五版《物理化学》第十二章“胶体化学”P657-659习题参考解答：12-1．胶体系统是分散相粒子线度的大小在1~100nm之间的分散系统，包括溶胶（憎液溶胶）、高分子溶液（亲液溶胶）、缔合胶体（胶体电解质）、微乳液等（后三者都是热力学稳定的均相系统）。
狭义的胶体系统主要是指溶胶。
其主要特征是特有的分散程度、多相不均匀性、聚结不稳定性。
具体有扩散慢、不能透过半透膜、渗透压低、动力学稳定性强、乳光亮度强等性质。
12-2．丁铎尔效应的实质是光的散射。
产生的条件是分散相粒子的尺寸小于入射光的波长，分散相与分散介质的折射率相差较大。
12-3．斯特恩（Stern）双电层模型（如右图）的要点是：（1）在靠近质点表面1~2个分子厚的区域内，反离子由于受到强烈地吸引而牢固地结合在表面，形成一个紧密的吸附层（还有一些溶剂分子同时被吸附），即斯特恩层；（2）在斯特恩层，反离子的电性中心形成一假想面，即斯特恩面。
在斯特恩层内，电势呈直线下降；（3）其余反离子扩散分布在溶液中，构成双电层的扩散层部分。
斯特恩双电层由斯特恩层和扩散层构成；（4）当固、液两相发生相对移动时，斯特恩层与质点作为一个整体一起运动，其滑动面在斯特恩面稍靠外一些。
固体表面、斯特恩面、滑动面与ϕ、斯特恩电溶液本体之间的电势差分别称为热力学电势ϕ、ζ电势。
热力学电势是固液两相之间双电层的总电势δ势。
ζ电势在量值上比斯特恩电势略小，但它只有在固液两相发生相对移动时才能呈现出来，可以实验测定，反映胶粒带电的程度，极易受外加电解质的影响。
12-4．溶胶具有动力学稳定性的原因主要有三个：（1）胶粒带电。
静电斥力的存在使得胶粒难以互相靠近而引起聚结；（2）溶剂化作用。
由于扩散层反离子的溶剂化作用，使得胶粒周围形成了一个具有一定弹性的溶剂化薄膜层（外壳），增加了胶粒互相靠近时的机械阻力，使溶胶难以聚沉；（3）布朗运动。
布朗运动促使胶粒向四周扩散均匀分布（但也因此加剧胶粒之间的互相碰撞），克服重力达至沉降平衡，从而保持溶胶的稳定。
天大物理化学(第五版)课后习题答案
天津大学物理化学（第五版）习题答案32．双光气分解反应为一级反应。
将一定量双光气迅速引入一个 280 oC 的容器中， 751 s 后测得系统的压力为 2.710 kPa；经过长时间反应完了后系统压力为 4.008 kPa。
305 oC 时重复试验，经320 s 系统压力为 2.838 kPa；反应完了后系统压力为 3.554 kPa。
求活化能。
解：根据反应计量式，设活化能不随温度变化33．乙醛 (A) 蒸气的热分解反应如下518 oC 下在一定容积中的压力变化有如下两组数据：纯乙醛的初压100 s 后系统总压53.32966.66126.66430.531(1)求反应级数，速率常数；(2) 若活化能为，问在什么温度下其速率常数为518 oC 下的 2 倍：解：（ 1）在反应过程中乙醛的压力为，设为n级反应，并令m = n -1，由于在两组实验中kt 相同，故有该方程有解 ( 用 MatLab fzero 函数求解 ) m = 0.972，。
反应为2级。
速率常数（3）根据 Arrhenius 公式34．反应中，在 25 oC 时分别为和，在 35 oC 时二者皆增为 2 倍。
试求：（1）25 oC 时的平衡常数。
（2）正、逆反应的活化能。
（3）反应热。
解：（ 1）（2）（3）35．在 80 % 的乙醇溶液中， 1-chloro-1-methylcycloheptane 的水解为一级反应。
测得不同温度 t 下列于下表，求活化能和指前因子A。
0253545解：由 Arrhenius 公式，，处理数据如下3.6610 3.3540 3.2452 3.1432-11.4547-8.0503-6.9118-5.836236.在气相中，异丙烯基稀丙基醚 (A) 异构化为稀丙基丙酮 (B)是一级反应。
其速率常数k 于热力学温度 T 的关系为150 oC 时，由 101.325 kPa的 A 开始，到 B 的分压达到 40.023 kPa，需多长时间。
天津大学第五版物理化学下册习题解答
天津大学第五版物理化学下册习题解答第六章 相平衡6-1 指出下列平衡系统中的组分数C ，相数P 及自由度数F ： (1)I 2（s ）与其蒸气成平衡；(2)CaCO 3（s ）与其分解产物CaO （s ）和CO 2（g ）成平衡；(3)NH 4HS(s)放入一抽空的容器中，并与其分解产物NH 3(g)和H 2S(g)成平衡； (4)取任意量的NH 3(g)和H 2S(g)与NH 4HS(s)成平衡；(5) I 2作为溶质在两不相互溶液体H 2O 和CCl 4中达到分配平衡（凝聚系统）。
解：（1） S-R-R '=1-0-0=1；P=2；F=C-P+2=1 （2） S-R-R '=3-1-0=2；P=3；F=C-P+2=1 （3） S-R-R '=3-1-1=1；P=2；F=C-P+2=1 （4） S-R-R '=3-1-0=2；P=2；F=C-P+2=2 （5） S-R-R '=3-0-0=3；P=2；F=C-P+1=2 6-2常见的)(32s CO Na 水合物有)(10)(7),(232232232s O H CO Na s O H CO Na s O H CO Na ⋅⋅⋅和（1）101.325kPa 下，与32CO Na 水溶液及冰平衡共存的水合物最多有几种？ （2）20℃时，与水蒸气平衡共存的水合物最多可能有几种？ 解 系统的物种数S=5，即H 2O 、)(32s CO Na 、)(10)(7),(232232232s O H CO Na s O H CO Na s O H CO Na ⋅⋅⋅和。
独立的化学反应式有三个：)()()(232232s O H CO Na l O H s CO Na ⋅=+)(7)(6)(2322232s O H CO Na l O H s O H CO Na ⋅=+⋅ )(10)(3)(72322232s O H CO Na l O H s O H CO Na ⋅=+⋅则R=3没有浓度限制条件 0'=R所以，组分数 C=S-R-'R =5-3-0=2在指定的温度或压力的条件下，其自由度数 F=C-P+1=3-P 平衡条件下F=0时相数最多，因此上述系统最多只能有3相共存。
《物理化学》第五版(天津大学物理化学教研室 著)课后习题答案 高等教育出版社
由于汽缸为绝热，因此
2.20 在一带活塞的绝热容器中有一固定的绝热隔板。隔板靠活塞一侧为 2 mol，0 C 的
单原子理想气体 A，压力与恒定的环境压力相等；隔板的另一侧为 6 mol，100 C 的双原子
理想气体 B，其体积恒定。今将绝热隔板的绝热层去掉使之变成导热板，求系统达平衡时的
T 及过程的
与温度的函数关系查本书附录，水
的比定压热容
。
解：300 kg 的水煤气中 CO(g)和 H2(g)的物质量分别为
300 kg 的水煤气由 1100 C 冷却到 100 C 所放热量
设生产热水的质量为 m，则
2.18 单原子理想气体 A 于双原子理想气体 B 的混合物共 5 mol，摩尔分数
，始态温
（1）
（2）
的；
（3）
的；
解：（1）C10H8 的分子量 M = 128.174，反应进程
。
（2）
。
（3） 2.34 应用附录中有关物资在 25 C 的标准摩尔生成焓的数据，计算下列反应在 25 C 时 的 及。
解：将气相看作理想气体，在 300 K 时空气的分压为
由于体积不变（忽略水的任何体积变化），373.15 K 时空气的分压为
由于容器中始终有水存在，在 373.15 K 时，水的饱和蒸气压为 101.325 kPa， 系统中水蒸气的分压为 101.325 kPa，所以系统的总压
第二章 热力学第一定律
解：该过程图示如下
设系统为理想气体混合物， 则
1.17 一密闭刚性容器中充满了空气，并有少量的水。但容器于 300 K 条件下大平衡时，容 器内压力为 101.325 kPa。若把该容器移至 373.15 K 的沸水中，试求容器中到达新的平衡时 应有的压力。设容器中始终有水存在，且可忽略水的任何体积变化。300 K 时水的饱和蒸气 压为 3.567 kPa。
天大物理化学第五版课后习题答案
第七章电化学7.1用铂电极电解溶液。
通过的电流为20 A，经过15 min后，问：（1）在阴极上能析出多少质量的?(2) 在的27 ØC，100 kPa下的？解：电极反应为电极反应的反应进度为因此：7.2在电路中串联着两个电量计，一为氢电量计，另一为银电量计。
当电路中通电1 h后，在氢电量计中收集到19 ØC、99.19 kPa的；在银电量计中沉积。
用两个电量计的数据计算电路中通过的电流为多少。
解：两个电量计的阴极反应分别为电量计中电极反应的反应进度为对银电量计对氢电量计7.3用银电极电解溶液。
通电一定时间后，测知在阴极上析出的，并知阴极区溶液中的总量减少了。
求溶液中的和。
解：解该类问题主要依据电极区的物料守恒（溶液是电中性的）。
显然阴极区溶液中的总量的改变等于阴极析出银的量与从阳极迁移来的银的量之差：7.4用银电极电解水溶液。
电解前每溶液中含。
阳极溶解下来的银与溶液中的反应生成，其反应可表示为总反应为通电一定时间后，测得银电量计中沉积了，并测知阳极区溶液重，其中含。
试计算溶液中的和。
解：先计算是方便的。
注意到电解前后阳极区中水的量不变，量的改变为该量由两部分组成（1）与阳极溶解的生成，（2）从阴极迁移到阳极7.5用铜电极电解水溶液。
电解前每溶液中含。
通电一定时间后，测得银电量计中析出，并测知阳极区溶液重，其中含。
试计算溶液中的和。
解：同7.4。
电解前后量的改变从铜电极溶解的的量为从阳极区迁移出去的的量为因此，7.6在一个细管中，于的溶液的上面放入的溶液，使它们之间有一个明显的界面。
令的电流直上而下通过该管，界面不断向下移动，并且一直是很清晰的。
以后，界面在管内向下移动的距离相当于的溶液在管中所占的长度。
计算在实验温度25 ØC下，溶液中的和。
解：此为用界面移动法测量离子迁移数7.7已知25 ØC时溶液的电导率为。
一电导池中充以此溶液，在25 ØC时测得其电阻为。
天津大学物理化学教研室《物理化学》(下册)章节题库(胶体化学)
第12章胶体化学一、选择题1．对于有过KI存在的AgI溶腔．电解质聚沉能力最强的是（）。
[中国科学技术大学2010研]A．MgSO4B．FeCl3C．NaClD．K3[Fe(CN)6]【答案】B【解析】AgI溶胶中KI过量，KI过量时，AgI胶团的结构为{(AgI)m·nI-·(n－x)K+}x-·xK+，表面带了负电荷，，阳离子价数越高，聚沉能力越强。
2．向25cm3、浓度为0．02mol·dm-3的AgNO3溶液中滴入25cm3的0．01mol·dm-3KI 溶液制备AgI溶胶，该溶胶ζ电位( )。
[天津大学2008研]A．＞OB．=0C．＜OD．不确定【答案】A【解析】因AgNO3过量，故制备的AgI溶胶为正溶胶，溶胶的ζ电位＞0。
．3．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：[中国石油大学(华东)2005年] 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。
4．憎液溶胶有如下性质：[中国石油大学(北京)2004年]A．是均相系统B．胶粒直径小于100nmC．胶粒可透过半透膜D．胶团带电【答案】B【解析】形成憎液溶胶的必要条件是：①分散相的溶解度要小；②必须有稳定剂的存在，否则胶粒易聚结而聚沉。
5．对于AgI的水溶胶，当以KI为稳定剂时胶团结构式为：、其中称为胶粒的是：(北京化工大学2001年)A．(AgI)mB．(AgI)m·nI-【答案】C6．导致Donnan平衡产生的根本原因是：(中国科学技术大学2006年)A．溶液浓度大，大离子迁移速度慢B．小离子浓度大，影响大离子通过半透膜C．大离子不能透过半透膜，且因静电作用使小离子在膜两边浓度不同D．大离子浓度大，妨碍小离子通过半透膜【答案】C7．有关DLVO理论，以下哪种说法不正确：(中国科学技术大学2006年)A．能够定量描述胶体稳定性与粒子之间相互排斥和吸引作用之间的关系B．能够在理论上解释Schulze-Hardy规则C．仅适合胶体粒子表面带有电荷的体系D．能够阐述ζ电势的物理意义【答案】D【解析】DLVO理论的基本观点：①胶粒之间存在着斥力势能和吸力势能；②系统总势能是斥力势能和吸力势能的加和；③总势能、斥力势能和吸力势能均随胶粒间距的改变而改变。
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。
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
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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。
采用这样的几何构型，可使分散相液滴的表面积最小，界面吉布斯函数最低，而且可以使界面膜更牢固。
当K、Na等碱金属的皂类作为乳化剂时，含金属离子的一端是亲水的“大头”，非极性的一端是亲油的“小头”，故易于形成O/W型的乳状液；而Zn、Mg等高价金属的皂类作为乳化剂时，非极性的一端是亲油的“大头”，含金属离子的一端是亲水的“小头”，故易于形成W/O型的乳状液。
12.7 某溶胶中粒子平均直径为 4.2×10-9m，设25℃时其黏度η=1.0×10-3 Pa·s。
计算。
（1）25℃时，胶粒因布朗运动在1秒钟内沿x轴方向的平均位移；（2）胶粒的扩散系数。
解：（1）根据Brown公式则：（2）根据Einstein-Brown位移方程：则：12.8 某金溶胶粒子的半径为30nm。
25℃时，于重力场中达到平衡，在高度相距0.1nm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19.3×103kg·m-3及1.00×103kg·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则：上式中，M为胶粒在h2～h1范围内的平均摩尔质量，其又可由下式算的故：12.9 通过电泳实验测定BaSO4溶胶的电势。
实验中。
两极之间电势差为150V，距离为30cm，通电30min溶胶移动25.5mm，求该溶胶的电势。
已知分散介质的相对介电常数εr= 81.1，黏度η =1.03×10-3 Pa·s，相对介电常数εr、介电常数ε及真空介电常数ε0间有如下关系：解：因为设两电极间的距离为l，溶液界面移动的距离为l1，由题给的条件所以12.10. 在碱性溶液中用HCHO和还原HAuCl4以制备金溶胶，反应可表示为：HAuCl4+ 5NaOH → NaAuO2 + 4NaCl + 3H2O2NaAuO2+ 3HCHO + NaOH → 2Au +3HCOONa + 2H2O此处NaAuO2是稳定剂。
（1）试写出胶团结构式，并标出胶核、胶粒；（2）物质的量的浓度相同的FeCl3、K3[Fe(CN)6]和Mg2SO4溶液，其中沉能力最大的是那种溶液？（2）FeCl312.11 在Ba(NO3)2溶液中加入Na2SO4溶液制备BaSO4溶胶。
分别写出（1）Ba(NO3)2溶液过量；（2）Na2SO4溶液过量时的胶团结构表示式Ba(CNS)2+ K2SO4 = BaSO4（溶胶）+ 2KCNS 解：（1）Ba(NO3)2溶液过量胶团的结构式：：（2）Na2SO4溶液过量时胶团的结构式：12.12 在H3AsO3的稀溶液中通入H2S气体，生成As2S3溶胶。
已知H2S能电离H+和HS-。
试写出胶团的结构，比较电解质AlCl3，MgSO4和KCl对该溶胶聚沉能力大小。
解：用过量的H2S气体作为稳定剂，H2S发生一级解离，生成HS- 离子，生成的As2S3胶核优先吸附HS- 离子，胶粒带负电。
则胶团的结构式：外加电解质中正离子电价越低，聚沉能力越弱，聚沉值越大。
所以聚沉值由大到小的顺序为：AlCl3＞MgSO4＞KCl。
12.13. 以等体积的0.08 mol·dm-3 AgNO3和0.1mol·dm-3 KCl溶液制备AgCl溶胶。
（1）试写出胶团结构式；（2）指明电泳方向；（3）加入电解质MgSO4，AlCl3，Na3PO4使上述溶胶聚沉，则电解质聚沉能力大小顺序是什么？解：（1）由于AgNO3的浓度大于KCl的浓度，所以等体积混合时，AgNO3过量，生成的AgI胶核优先吸附Ag+ ，使胶粒带正电，则胶团的结构式为：（2）因为胶粒带正电，电泳方向是往负极移动（3）聚沉胶粒带正电的溶胶，外加电解质中负离子价数（绝对值）越大，聚沉能力也越强。
所以聚沉能力大小的次序为：Na3PO4>MgSO4> AlCl3。
12.14 某带正电和溶胶，KNO3作为沉淀剂时，聚沉值为50×10-3mol·dm-3，若用K2SO4溶液作为沉淀剂，其聚沉值为多少？解：根据舒尔策-哈迪价数规则：聚沉值一般可以近似表示为与反离子价数的6次方成反比，即有12.15 在三个烧杯中分别盛有0.02dm3的Fe(OH)3溶胶，分别加入NaCl、Na2SO4及Na3PO4溶液使溶胶发生聚沉，最少需要加入：1.00 mol·dm-3的NaCl溶液0.021dm3；5×10-3 mol·dm-3的Na2SO4溶液0.125dm3；3.333×10-3 mol·dm-3的Na3PO4溶液0.0074dm3。
试计算各电解质的聚沉值、聚沉能力之比，并指出胶体粒子的带电符号。
解：聚沉值c的计算公式为：电解质则：聚沉能力为聚沉值的倒数，故三种电解质的聚沉能力之比为：:三种电解质的的负离子价态不同，聚沉值差别很大。
故对Fe(OH)3溶胶聚沉起作用的是负离子。
因而胶粒带正电。
12.16 直径为1μm的石英微尘，从高度为1.7m处（人的呼吸带附近）降落到地面需要多长时间？已知石英的密度为2.63×103kg·m-3。
空气的粘度η=1.82×10-5 Pa·s。
解：根据斯托克斯方程，并忽略空气的密度ρ0，石英微尘沉降的速度为：则石英降落到地面需要多长时间t为。
12.17 如图所示，在27℃，膜内高分子水溶液的浓度为0.1mol·dm-3，膜外NaCl的浓度为0.5 mol·dm-3，R+代表不能透过半透膜的高分子正离子；计算膜两边达平衡后，各种离子的浓度和溶液的渗透压。
R+Cl-Na+Cl-0.1 0.1 0.5 0.5解：由膜平衡条件：所以平衡时，左边：[Cl-] = 0.3273 mol·dm-3[Na+] = 0.2273 mol·dm-3右边[Cl-] = 0.2727 mol·dm-3[Na+] = 0.2727mol·dm-312.18 实验测得聚乙烯-苯溶液的比浓度黏度与溶质的质量浓度的关系如下数据：0.78 1.12 1.50 2.002.63 2.74 2.82 2.96且已知经验方程式中的常数项K=1.03×10-7g·dm3的，a=0.74，试计算聚苯乙烯的相对分子质量为若干？解：在足够稀的高聚物溶液里与之间符合下述经验关系式：作～图，外推到，从而求出。
由上图可知=2.45042×10-3 g·dm-3。
即：参考题12.19 在25℃下，一半透膜内，有0.1dm3的很稀盐酸水溶液，其中溶有1.3×10-3 kg 的一元大分子酸，假设它完全解离。
膜外是0.1 dm3的纯水，达到渗透平衡时，膜外pH = 3.26，膜电势为34.9 mV，假设溶液为理想溶液，试计算：（1）膜内的pH 值；（2）该大分子物质的摩尔质量。
解：（1）根据膜电势的计算公式，达膜平衡时，其膜电位为：或E（膜）= 0.0592 (pH外－pH内)，即：.0349 V= 0.0592 (3.26－pH内)得pH内＝2.67（2）设大分子酸和盐酸在膜内的起始浓度分别为c1和c2，达平衡后，盐酸在膜外的浓度为x，根据膜平衡条件，有：[H+]内[Cl-]内＝[H+]外[Cl-]外即：（1）因为已知将这两个值代入（1）式，可求得：因为膜内大分子酸的摩尔质量为6.50 kg·mol-112.20 半透膜两边离子的起始浓度(单位为mol·dm-3) 如下(膜两侧溶液体积相等)：Na+P-K+Cl-0.01 0.01 0.1 0.1其中P- 是不能透过膜的大离子，试求：（1）膜平衡条件；（2）膜平衡时各小离子在膜两边的浓度。
解：（1）膜平衡条件为膜两边离子的化学势相等，即活度积相等，在假设活度因子为1时，膜两边离子的浓度积相等，即：[Na+]内×[Cl-]内＝[Na+]外×[Cl-]外[K+]内×[Cl-]内＝[K+]外×[Cl-]外（2）膜平衡时离子在膜两边浓度分布为：Na+P-K+Cl-K+Na+Cl-0.01-y0.01 x x-y0.1-x y0.1-x+y 其中y表示膜内Na+ 浓度减小值，x为膜外K+ 浓度减小值，单位均为mol·dm-3根据膜平衡条件有：解连立方程得：则：[Na+]内= 0.00524 mol·dm-3[Na+]外= 0.00476 mol·dm-3 [K+ ]内= 0.0524 mol·dm-3[K+ ]外= 0.0476 mol·dm-3[Cl-]内= 0.0476 mol·dm-3[Cl-]外= 0.0524 mol/dm3。