物理化学胶体化学1
物理化学第七章
粗分散物系
>10-7m
混浊泥水，牛 奶，豆浆
3、胶体四大特征：（同溶液相比较）
①聚结不稳定性（热不稳自发聚沉）②多相不均匀性 聚结不稳定性 ②多相不均匀性（一相分散 于另一相，有相界面）③高分散性 ③高分散性（颗粒大小及胶团量不相同） 结构组成不确定性（受添加剂或添加物影响） ④结构组成不确定性 （真溶液：热稳，均相物系，组成，结构，分子量恒定） 4、胶体化学研究内容：表面现象，分散物系及高分子溶液 5、表面：物体处于真空或与本身饱和蒸气达平衡的面。 6、界面：物体与空气或其他物体相接触的面（存在于两相之间 几个nm厚度薄层） 7、表面现象（Surface phenomenon）：凡物质处于凝聚状态时， 其界面上发生的一切物理化学现象。（包括s-g,s-l,l-g,ss,l-l等统称表面）严格讲为界面现象，如：毛细现象，润湿 作用，液体过热，蒸气过饱和，吸附作用等统称界面现象 AS Sο (Interface phenomenon)。
（1）按分散相和分散介质的聚集状态分类
分散相 分散介质 名称 气 泡沫 液 液 乳状液 固 悬浮体，溶液胶 气 液 固 固溶胶 固 气 液 气 气溶胶 固
实例 肥皂泡沫 牛奶 泥浆，金溶胶 浮石，泡沫玻璃 珍珠，某些矿石 某些合金 雾 烟
（2）按分散相的分散度分类
类型 低分子 分散物系 分散相粒子半 径 <10-9m 分散相 原子 离子,小分子 性质 均相，热力学稳定物 系，扩散快，能透过 半透膜，形成真溶液 均相，热力学稳定物 系，扩散慢，不能透 过半透膜，形成真溶 液 举例 NaCI、蔗糖的 水溶液，混合 气体等 聚乙烯醇水溶 液
之一)：当毛细管插入润湿性液体水中时，管内液面呈凹面, △P背向 液面，使液体受到向上提升力而沿管内壁上升,当液柱产生的静压 力ρgh=△P时达平衡停止移动；反之，当毛细管插入非润湿性液体 汞中时产生管内凸液面，因△P向下,使管内液面下降至ρgh=△P 达平衡时停止，此为毛细现象。
物理化学各章概念总结、公式总结电子版1 表面化学与胶体
第8章 表面化学与胶体8．1 重要概念和规律1．比表面能与表面张力物质的表面是指约几个分子厚度的一层。
由于表面两侧分子作用力不同，所以在表面上存在一个不对称力场，即处在表面上的分子都受到一个指向体相内部的合力，从而使表面分子具有比内部分子更多的能量。
单位表面上的分子比同样数量的内部分子多出的能量称为比表面能(也称比表面Gibbs函数)。
表面张力是在表面上的相邻两部分之间单位长度上的相互牵引力，它总是作用在表面上，并且促使表面积缩小。
表面张力与比表面能都是表面上不对称力场的宏观表现，即二者是相通的，它们都是表面不对称力场的度量。
它们是两个物理意义不同，单位不同，但数值相同，量纲相同的物理量。
2．具有巨大界面积的系统是热力学不稳定系统物质表面所多余出的能量γA称表面能(亦叫表面Gibbs函数)，它是系统Gibbs函数的一部分，表面积A越大，系统的G值越高。
所以在热力学上这种系统是不稳定的。
根据热力学第二定律，在一定温度和压力下，为了使G值减少，系统总是自发地通过以下两种(或其中的一种)方式降低表面能γA:①在一定条件下使表面积最小。
例如液滴呈球形，液面呈平面；②降低表面张力。
例如溶液自发地将其中能使表面张力降低的物质相对浓集到表面上(即溶液的表面吸附)，而固体表面则从其外部把气体或溶质的分子吸附到表面上，从而改变表面结构，致使表面张力降低。
3．润湿与铺展的区别润湿和铺展是两种与固—液界面有关的界面过程。
两者虽有联系，但意义不同。
润湿是液体表面与固体表面相互接触的过程1因此所发生的变化是由固—液界面取代了原来的液体表面和固体表面。
润湿程度通常用接触角表示，它反映液、固两个表面的亲密程度。
当θ值最小(θ=0o)时,润湿程度最大，称完全润湿。
铺展是指将液体滴洒在固体表面上时，液滴自动在表面上展开并形成一层液膜的过程，因此所发生的变化是由固—液界面和液体表面取代原来的固体表面。
铺展的判据是上述过程的∆G:若∆G<0,则能发生铺展；若∆G≥0，则不能铺展。
胶体的性质
胶体的性质介绍胶体的性质胶体是一种特殊的物质系统，具有非常特殊的物理化学性质。
在化学中，胶体是指一种由微粒（粒径在1-1000纳米之间）悬浮于另一种物质中，形成的混合物。
这种混合物中的微粒被称为胶体粒子，其大小介于分子和颗粒之间。
胶体是许多自然和人工生产的物质的基础。
1. 稳定性胶体能够保持稳定并且不会沉淀下来，这是其最重要的性质之一。
这种稳定性是由胶体粒子和分散介质之间的相互作用所决定的。
这些相互作用包括静电斥力、范德华力和表面张力。
斥力和张力促使胶体粒子分散在介质中，而范德华力则影响粒子之间的相互作用。
2. 视觉透明度大多数胶体是透明的，这意味着它们不会散射光线并且具有高度的视觉透明度。
这是由于胶体粒子的尺寸通常比波长小，因此它们不会散射光线。
这种透明度使胶体作为某些光学应用程序的理想选择。
3. 凝胶形态凝胶是一种特殊的胶体，它具有固体的特性，但可以保持流动性。
凝胶的形成是由于胶体粒子之间的交互作用力将它们紧密地联系在一起。
凝胶通常是具有高度吸水性的生物材料，如明胶和琼脂。
4. 溶胶形态溶胶是一种均匀混合物，其中母体物质和溶解物粒子是完全混合的。
这种混合物是气体、液体或固体中的一种，通常具有均匀的性质，如温度和浓度。
与凝胶不同，溶胶不具有流动性，而且不会形成凝胶。
5. 色散性胶体是色散性的，这意味着它们对光线的波长和色彩非常敏感。
胶体粒子的大小和分散情况直接影响它们对光线的散射和吸收。
由于这种色散性质，胶体在生物组织中被广泛用于光学应用程序。
6. 光学性质胶体是一种光学性质非常优异的物质，它们可以通过光线的穿透、反射和散射来表现。
由于胶体粒子的大小和分散情况的影响，胶体具有光学性质优异的功能。
这些功能包括天然发光、光学稳定性和反射率，因此胶体已经被成功地应用于光学技术和光电子学领域。
7. 磁性、电性和热学性质胶体的磁性、电性和热学性质表现出了其独特的性质。
例如，胶体粒子可以通过磁性相互作用来进行制导和定位；另一方面，由于胶体的非常细小的尺寸，所以它们能够更快地传播热量，因此使得胶体适合于热学应用程序。
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-胶体化学
❖紧密层:离子紧密吸附在固体表面 ❖扩散层：斯特恩面至溶液本体
❖斯特恩面: 水化离子的中心线 ❖滑动面: 固液两相相对移动的界面
❖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
间的界面至溶液本体间的电势差 .
❖ 电势(流动电势)—滑动面至溶液本
体间的电势差
胶体粒子的结构
由于受到的力不平衡，所以连续以不同方向、不 同速度作不规则运动。随着粒子增大，撞击的次 数增多，而作用力抵消的可能性亦大。
当半径大于5 m，Brown运动消失。
扩散作用 胶粒也有热运动，因此也具有扩散和渗透压。只 是溶胶的浓度较稀，这种现象很不显著。
如图所示，在CDFE的桶内盛 溶胶，在某一截面AB的两侧溶 胶的浓度不同，c1>c2
[(AgI)m n I – (n-x)K+]x– xK+
胶核
|________________________|
|___胶__粒__（__带 ___负__电__）________________| 胶团（电中性）
K+
胶
K+
K+
K+
团
K+
I- I- I-
构 造 示
I-
I-
K+
I-
K+
(AgI)m 胶核
I-
胶 粒
胶 团
I-
I-
意
I- I- I-
K+
图
K+
K+
K+
K+
例2：AgNO3 + KI→KNO3 + AgI↓
过量的 AgNO3 作稳定剂 胶团的结构表达式：
物理化学及胶体化学课程设计
物理化学及胶体化学课程设计一、课程目标物理化学及胶体化学课程设计旨在帮助学生掌握物理化学相关基本概念，深度理解物理化学及胶体化学理论模型，并能够运用所学知识解决实践中的问题。
二、课程内容1. 物理化学基础部分1.1 物质的状态、热力学基础知识、热力学循环、热力学函数、扩散和黏度、物理化学动力学1.2 软物质基础知识、分子间相互作用概述、近代表征手段2. 胶体化学部分2.1 胶体的概念、性质、分类与检测2.2 胶体稳定性及解稳机理2.3 胶体与表面化学的关系2.4 软物质的基本原理3. 实验部分3.1 量热测量实验3.2 凝胶分析实验3.3 电泳分析实验3.4 毒性测试实验三、教学方法1. 听讲授课学生应保持好的听课态度，认真听讲，理解授课内容，及时复习巩固所学知识。
2. 讨论研究教师将布置针对每个章节或主题的探讨小组，鼓励学生积极参与讨论和交流学习。
同时，教师也将参与其中，促进教学质量的提高。
3. 实验授课实验授课环节为课堂的最重要部分，将帮助学生全面掌握所学知识与技能，提高学生对于理论知识的理解和应用能力。
教师将讲解实验的基本原理和操作技能，引导学生进行实验操作并进行分析讨论。
4. 上机练习通过上机练习，学生可以深入理解相关理论知识，并习得相关软件的操作技能。
四、考核方式学生的考核方式采用多维度的方式。
其中包括课堂作业、论文撰写、实验考核、课堂测试等。
1. 课堂作业随堂课上或课后布置相关作业，鼓励学生及时完成并互相交流。
2. 论文撰写学生需要根据自己的兴趣和所学知识撰写相关学术论文，提交给教师进行审阅和评分。
该项作业有利于学生对于所学知识的深入理解和应用，同时可以提高学生的写作能力。
3. 实验考核教师将进行实验考核环节，检查学生的实验室操作技能和实验结果解释等方面。
4. 课堂测试每个章节的结束，将组织小测验，考查学生掌握情况，为教师调整课程进度和学生复习提供依据。
五、教学评估教学评估是课程设计中不可或缺的重要环节。
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）
物理化学第十章 胶体化学
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+
–
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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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页
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 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 8章表面化学与胶体化学
p大气
在液面处达力平衡
rm
ps= 2σ/r p静压=ρgh
r
cosθ=rm/r
p大气
∵2σ/r =ρgh
pS
h
∴2σcosθ/rm=ρgh
h = 2σcosθ/rmρg rm ↘, ρ↘, h↗
rm：毛细管半径 r：凹液面曲率半径
θ＜90o，h＞0； θ＞90o ，h＜0；rm→∞，h →0
2020/1/31
只有降低熔点，才能使 r,B减小，故有：
Tf（微小）＜ Tf（大块）
2020/1/31
物理化学
▲ 微小固体物质的溶解度大 溶解度：恒T﹑p下，溶质在溶剂中达到溶解
平衡时的（饱和）浓度。 将开尔文公式与亨利定律结合，推导得：
ln c2 2M ( 1 1 ) c1 RT r2 r1
和
ln cr 2M 1 c0 RT r
δW ' ∝ dAs 2ldx
δW ' dAs fdx
——表面张力
f
2l
l
σ
m1
m2
f
2020/1/31
物理化学
表面张力：垂直作用于单位长度相界面上，与表 面平行（平面）或相切（曲面）的收 缩力。
力的方向：与液面相切，与单位线段垂直。 力的类型：表面收缩力。 力的单位量纲：N·m-1 表面层分子受力不均匀 内压力 表面张力 体系的一种强度性质，受到多种因素的影响。
如何表示？
固体表面有过剩的Gibbs自由能吗？它与
液体的有何不同？
2020/1/31
物理化学
§3 弯曲表面的特性
一、弯曲液面下的附加压强
1.液面的曲率
2.弯曲液面的附加压强
物理化学-胶体化学1
固 液溶胶或悬浮液 金溶胶，油墨，泥浆
气
固
液
固
固溶胶
泡沫塑料 珍珠，蛋白石 有色玻璃，某些合金
❖ §10.1溶胶的制备
（三）溶胶分类方法（2种）： 1、按分散相和介质的聚集状态分类分为3类：液溶胶、固溶
胶、气溶胶 （1）、液溶胶 将液体作为分散介质所形成的溶胶，称为液溶胶，简称溶胶 例：液－固溶胶 如油漆、AgI溶胶 （2）、固溶胶 将固体作为分散介质所形成的溶胶： 例：固－固溶胶：如有色玻璃，不完全互溶的合金 固－液溶胶：如珍珠，某些宝石 固－气溶胶：如泡沫，沸石分子筛 （3）．气溶胶 将气体作为分散介质所形成的溶胶。 A、气－固溶胶 如烟、含尘的空气 B、气－液溶胶 如雾、云
过量的FeCl3为稳定剂，胶粒带正电荷
As2S3溶胶： As2O3 + 3H2O 2H3AsO3 2H3AsO3 + 3H2S As2S3 + 6H2O
HS－为稳定剂，胶粒带负电荷
11Leabharlann §10.1溶胶的制备❖ 三、溶胶的净化： ❖ 主要有渗析法和过滤法。最常用的是渗析法。 ❖ 渗析法------利用胶体粒子不能透过半透膜的
浑浊泥水，牛 奶，豆浆等
4
❖ §10.1溶胶的制备 ❖ （四）分散系统性质比较
§10.1溶胶的制备
（二）、按分散相和分散介质的聚集状态不同进行分类 (P615页)：
表12.0.2 分散系统分类(按聚集状态)
分散介质 分散相
名称
实例
气
液
固
气溶胶
云，雾 烟，含粉尘的空气
气
泡沫
肥皂泡沫
液
液
乳状液
牛奶，含水原油
特点，分离出溶胶中多余的电解质或其它杂 质，一般用羊皮纸，动物膀胱膜，硝酸或醋 酸纤维素等作为半透膜。
物理化学胶体化学知识点
金属Ag块体
>100nm 光反射，银白色
6.２ 胶体系统的制备
粗分散系统
(d>1000nm)
分子分散系统
(d<1nm)
胶体系统
(1<d<1000nm)
（１） 分散法: 1) 机械粉碎；2）电分散；3）超声分散法；4）胶溶法
（２）凝聚法：
1）物理凝聚法：
如：蒸气凝聚法，固态苯与钠,在真空下气化, 到冷却的 器壁上冷凝。
如：还原法， 主要制备金属溶胶 氧化法， 主要制备非金属溶胶
水解法， 主要制备金属氧化物溶胶
复分解法， 主要制备盐类溶胶
3）有序分子组装法：Fendler开创的膜模拟技术。 如：单分子膜法 反胶束法 囊泡法 自组装法
这些方法的共同特点是：降低形成新相的表面能； 使已形成的新相不再生长。
不讲 3、 胶体形成热力学基础
第六章 胶体物理化学
6.1 概念
胶体是一种分散系统 分散系统：一种或几种物质分散在另一种物质之中, 所构成 的系统
分散相：被分散的物质 分散介质：另一种连续分布的物质
分散系统
粗分散系统 ( d > 103 nm) 胶体系统（1 nm < d < 103 nm) 真溶液（d < 1nm)
(氢原子半径 0.05 nm)
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。
如：
AgI KI AgI I Ag
m
m1
可见在KI溶液中，AgI颗粒易带负电（可理解为AgI局部溶解）。
AgI AgNO3 AgI Ag I
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
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1班级姓名分数一、选择题( 共21题40分)1. 2 分(7552)7552以下诸因素中, 哪一个不是乳状液呈油/水型或水/油型的主要因素? ( )(A) 乳化剂的性质(B) 两种液体的互溶程度(C) 两种液体的相对体积(D) 温度2. 2 分(7255)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3. 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4. 2 分(7364)7364关于电动电位描述正确的是：( )(A) 电动电位是恒定不变的(B) 电动电位是胶核与介质间的电位差(C) 电动电位是可以粗略地看成吸附层与扩散层间的电位差(D) 电动电位仅与吸附的离子浓度有关5. 2 分(7457)7457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)1(C) (4) ＞(3) ＞(2) ＞(1)(D) (4) ＜(3) ＜(2) ＜(1)6. 2 分(7304)7304在分析化学上，有两种利用光学性质测定胶体溶液浓度的仪器，一是比色计，另一个是比浊计，分别观察的是胶体溶液的：( )(A) 透射光；折射光(B) 散射光；透射光(C) 透射光；反射光(D) 透射光；散射光7. 2 分(7251)7251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…∏i8. 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 > KCl9. 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10. 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2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11. 2 分(7305)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12. 2 分(7302)7302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. 2 分(7464)7464混合等体积的0.08 mol·dm-3 KI 和0.1 mol·dm-3 AgNO3溶液，得到一溶胶体系，分别加入(1) MgSO4；(2) CaCl2；(3) Na2SO4，则其聚沉能力大小是：( )(A) (1) ＞(2) ＞(3)(B) (2) ＞(1) ＞(3)(C) (3) ＞(1) ＞(2)(D) (3) ＞(2) ＞(1)14. 2 分(7206)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315. 2 分(7236)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) KOH16. 2 分(7454)7454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＜ZnSO417. 2 分(7355)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/(μm2/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18. 2 分(7316)7316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 nm19. 2 分(7393)7393对于Helmholz紧密双电层模型, 下列描述中不正确的是：( )(A) 带电的固体表面和带相反电荷的离子构成平行的两层, 称为双电层(B) 此双电层距离约等于离子半径, 如同一个平板电容器(C) 在此双电层内, 热力学电势φ0呈直线下降4(D) 由于模型上的缺陷, 此双电层模型不能说明电泳现象20. 1 分(7586)7586斯陶丁格把相对分子质量为多少的物质称之为高分子化合物？（）(A) 103(B) 104(C) ＞103(D) ＞10421. 1 分(6658)6658液体在毛细管中上升的高度与下列那一个因素无关：( )(A) 温度(B) 液体密度(C) 重力加速度(D) 大气压力二、填空题( 共5题10分)22. 2 分(7585)7585按照聚合反应机理来分，聚合物可分为____________聚合物和____________聚合物两类。
23. 2 分(7556)7556乳状液有O/W型和W/O型, 牛奶是一种乳状液, 它能被水稀释, 所以它属于________型。
24. 2 分(7604)7604苯乙烯的聚合反应被K2S2O8所引发, 自由基R·按下列公式产生引发K2S2O8────→2 R·假定k i =0.080 h-1, 引发剂的起始浓度为0.010 mol·dm-3, 则引发速率d [R·]/ d t=_________________ mol·dm-3·s-125. 2 分(7468)74680.01 dm3某溶胶，在外电场作用下向正极移动，加入0.02 dm3 0.01 mol·dm-3NaNO3水溶液时，溶胶发生聚沉。
则大约需加____ dm3 0.01 mol·dm-3 Mg(NO3)2水溶液就可使溶胶聚沉。
26. 2 分(7321)732156在晴朗的白昼，由于蓝光波长______，____________作用显著，所以天空呈蔚蓝色。
三、计算题 ( 共 5题 50分 ) 27. 10 分 (7264) 7264摩尔质量为 60 kg ·mol -1，密度为 1300 kg ·m -3的一种蛋白质分子，其沉降系数 为 4×10-13 s ；介质为水, 其密度为 1000 kg ·m -3, 温度为 25℃。
水的 =0.001Pa ·s 。
(A) 试计算表观阻力系数和斯笃克斯定律阻力系数 (B) 解释两个值之间差异的可能原因28. 10 分 (7675) 7675将某聚合物样品5.0 g 分成各种级别，用渗透压法测出各级别的相对数均分子质量n M ，所得结果为：假定每个级别的相对分子质量是均匀的，试计算原聚合物的w M 和n M 及w M /n M 。
29. 10 分 (7265) 7265球形血红花青分子在水中沉降系数是 17.4×10-13 s ，其密度为 1350 kg ·m -3，试 计算分子的半径和它的摩尔质量，已知水的粘度系数是 10-3 Pa ·s 。
30. 10 分 (7277) 7277半径为 1µm ，密度为 2.6×103 kg ·m -3的玻璃小微球， 20℃时，因热运动在水中平均 移动 0.01m 需时间多少？设水的粘度系数为 8.9×10-4 kg ·m -1·s -1，若在重力场作用下在水中沉降相同的距离需时又为多少？31. 10 分 (7267) 7267在 30℃下，0.1 dm 3羰基血红朊溶液中含溶质 0.00096 kg ，溶液的密度为 0.9469 kg ·dm -3，溶质的比容为 0.755 dm 3·kg -1，在高速离心机中沉降测得如下数据： 实验次数 时间/ h △x /m x 平均/m n /(转·min -1)1 0.5 0.00074 0.04525 393002 0.5 0.00078 0.04601 39400 表中△x 是界面移动距离，x 平均是在规定时间内溶液界面离轴心的平均距离，n 为转 速，已知扩散系数为 7×10-11 m 2·s -1，求羰基血红朊的摩尔质量。