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
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第七章 电化学7.3 用银电极电解AgNO 3溶液。
通电一定时间后，测知在阴极上析出0.078g 的Ag ，并知阳极区溶液中23.376g ，其中含AgNO 30.236g 。
已知通电前溶液浓度为1kg 水中溶有7.39g AgNO 3。
求Ag +和3NO -迁移数。
解法1：解法1：解该类问题主要依据电极区的物料守恒（溶液是电中性的）。
显然阳极区溶液中Ag +的总量的改变如。
n 电解后(Ag +)= n 电解前(Ag +)+ n 电解(Ag +)- n 迁移(Ag +)则：n 迁移(Ag +)= n 电解前(Ag +)+ n 电解(Ag +)- n 电解后(Ag +)n 电解(Ag +)=()()4Ag 0.0787.22910mol Ag 107.9m M -==⨯()3323.3760.2367.3910(Ag) 1.00710mol 169.87n -+--⨯⨯==⨯解前电30.236(Ag ) 1.38910mol 169.87n +-==⨯电解后n 迁移(Ag +) = 1.007×10-3+7.229×10-4-1.389×10-3=3.403×10-4mol()44Ag 3.40310Ag 0.477.22910n t n +-+-⨯==⨯移解（）=迁电 则：t （3NO -）= 1 - t （Ag +）= 1 – 0.471 = 0.53解法2：解该类问题主要依据电极区的物料守恒（溶液是电中性的）。
显然阳极区溶液中3NO -的总量的改变如下：n 电解后(3NO -)= n 电解前(3NO -) + n 迁移(3NO -)则：n 迁移(3NO -)=n 电解后(3NO -)- n 电解前(3NO -)n 电解后(3NO -)=30.236(Ag) 1.38910mol 169.87n +-==⨯解后电n 电解前(3NO-)=()3323.3760.2367.3910(Ag) 1.00710mol 169.87n -+--⨯⨯==⨯解前电n 迁移(3NO -) = 1.389×10-3-1.007×10-3 = 3.820×10-4moln 电解(Ag +)=()()4Ag 0.0787.22910mol Ag 107.9m M -==⨯()4334NO 3.82010NO 0.537.22910n t n ----⨯==⨯移解（）=迁电 则： t （Ag +）= 1 - t （3NO -）= 1 – 0.528 = 0.477.5 已知25℃时0.02mol·dm -3KCl 溶液的电导率为0.2768S·m -1。
最新天津大学物理化学第五版上、下册答案
天津大学物理化学第五版上、下册答案第一章 气体pVT 性质1-1物质的体膨胀系数V α与等温压缩系数T κ的定义如下：1 1T T pV p V V T V V⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=κα 试导出理想气体的V α、T κ与压力、温度的关系？ 解：对于理想气体，pV=nRT111 )/(11-=⋅=⋅=⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=T TVV p nR V T p nRT V T V V p p V α 1211 )/(11-=⋅=⋅=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=p p V V pnRT V p p nRT V p V V T T T κ 1-2 气柜内有121.6kPa 、27℃的氯乙烯（C 2H 3Cl ）气体300m 3，若以每小时90kg 的流量输往使用车间，试问贮存的气体能用多少小时？解：设氯乙烯为理想气体，气柜内氯乙烯的物质的量为mol RT pV n 623.1461815.300314.8300106.1213=⨯⨯⨯== 每小时90kg 的流量折合p 摩尔数为133153.144145.621090109032-⋅=⨯=⨯=h mol M v Cl H C n/v=（14618.623÷1441.153）=10.144小时1-3 0℃、101.325kPa 的条件常称为气体的标准状况。
试求甲烷在标准状况下的密度。
解：33714.015.273314.81016101325444--⋅=⨯⨯⨯=⋅=⋅=m kg M RT p M V n CH CH CHρ1-4 一抽成真空的球形容器，质量为25.0000g 。
充以4℃水之后，总质量为125.0000g 。
若改用充以25℃、13.33kPa 的某碳氢化合物气体，则总质量为25.0163g 。
试估算该气体的摩尔质量。
解：先求容器的容积33)(0000.10010000.100000.250000.1252cm cm V l O H ==-=ρn=m/M=pV/RTmol g pV RTm M ⋅=⨯-⨯⨯==-31.301013330)0000.250163.25(15.298314.841-5 两个体积均为V 的玻璃球泡之间用细管连接，泡内密封着标准状况条件下的空气。
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。
物理化学(天大第五版全册)课后习题答案
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若将其中一个球加热到100℃，另一个球则维持0℃，忽略连接管中气体体积，试求该容器内空气的压力。
解：方法一：在题目所给出的条件下，气体的量不变。
并且设玻璃泡的体积不随温度而变化，则始态为终态（f）时1-8 如图所示一带隔板的容器中，两侧分别有同温同压的氢气与氮气，二者均克视为理想气体。
（1）保持容器内温度恒定时抽去隔板，且隔板本身的体积可忽略不计，试求两种气体混合后的压力。
（2）隔板抽去前后，H2及N2的摩尔体积是否相同？（3）隔板抽去后，混合气体中H2及N2的分压力之比以及它们的分体积各为若干？解：（1）抽隔板前两侧压力均为p，温度均为T。
（1）得：而抽去隔板后，体积为4dm3，温度为，所以压力为（2）比较式（1）、（2），可见抽去隔板后两种气体混合后的压力仍为p。
（2）抽隔板前，H2的摩尔体积为，N2的摩尔体积抽去隔板后所以有，可见，隔板抽去前后，H2及N2的摩尔体积相同。
（3）所以有*1-17 试由波义尔温度TB的定义式，试证范德华气体的TB可表示为TB=a/（bR）式中a、b为范德华常数。
解：先将范德华方程整理成将上式两边同乘以V得求导数当p→0时，于是有当p→0时V→∞，（V-nb）2≈V2，所以有 TB= a/（bR）第二章热力学第一定律2-1 1mol理想气体于恒定压力下升温1℃，试求过程中气体与环境交换的功W。
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
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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。
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。
物理化学第五版课后习题答案
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ζ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ϕ0直线下降至处的ϕs，ϕs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ϕs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ζ电势。
热力学电势ϕ0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ϕs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》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。
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、斯特恩电溶液本体之间的电势差分别称为热力学电势、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。
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。
物理化学胶体分散系统和大分子溶液章节习题
欢迎共阅一、选择题1. 在蒸馏实验中，常在液体中投入一些沸石或一端封口的毛细管等多孔性物质，这样做是为了破坏哪一个亚稳状态？( C )（A ）过饱和溶液 （B ）过冷液体（C ）过热液体 （D ）过饱和蒸气2. 外加直流电于胶体溶液，向电极作电极移动的是 ( B )（A ）胶核 （B ）胶粒 （C ）胶团 （D ）紧密层3 下列物体为非胶体的是（ D ）(A)K 3[Fe(CN)6] (B)NaNO 3 (C)MgSO 4 (D)FeCl 310 一定量的以KCl 为稳定剂的AgCl 溶胶中加入电解质使其聚沉，下列电解质的用量由小到大的顺序正确的是（ A ）11 (A)AlCl 3<ZnSO 4<KCl (B)KCl<ZnSO 4<AlCL 312 (C)ZnSO 4<KCl<AlCl 3 (D)KCl<AlCl 3<ZnSO 411 下列各电解质对溶胶的聚沉值分别为该胶粒的带电情况为（ A ）（A）带负电（B）带正电（C）不带电（D）不能确定3C 膜两边同一电解质的浓度相同；D膜两边的离子强度相同。
16 当溶胶中加入大分子化合物时： ( C )A 一定使溶胶更稳定；B 一定使溶胶更容易为电解质所聚沉；C 对溶胶稳定性影响视加入量而定；D 对溶胶稳定性没有影响17 溶胶的聚陈速度与电动电位有关（ C ）A 电动电位愈大，聚沉愈快B 电动电位越小，聚沉愈快C 电动电位为零，聚沉愈快D 电动电位越负，聚沉愈快18 将橡胶电镀在电制品上，是应用了（ B ）A 电解B 电泳C 电渗D 沉降电势19 在电泳实验中，发现分散相向阳极运动，这表明（ B ）A 胶粒带正电B 胶粒带负电质均摩尔质量w和数均摩尔质量＝n B w＞n C n DD 热力学上稳定而动力学上属于不稳定体系25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 ）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测量散射光的振幅二、填空题1、溶胶是热力学不稳定体系，但它能在相当长的时间里稳定存在，主要原因是_______________。
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·d m-3，膜外NaCl的浓度为0.5 mol·d m-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+] =d m-30.2727mol·12.18 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·d m-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mol-1膜内大分子酸的摩尔质量为 6.50 kg·12.20 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。