【物理化学】第12章

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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。

物理化学第十二章

第十二章胶体化学1、把一种或几种物质分散在另一种物质中就构成分散体系。

其中，被分散的物质称为分散相（dispersed phase），另一种物质称为分散介质（dispersing medium)。

2、按分散相粒子的大小分类：分子分散体系；胶体分散体系，粗分散体系。

3、分子分散体系：分散相与分散介质以分子或离子形式彼此混溶，没有界面，是均匀的单相，分子半径大小在1nm以下。

通常把这种体系称为真溶液，如CuSO4溶液。

4、胶体分散体系：分散相粒子的半径在1 nm~100 0nm之间的高分散体系。

目测是均匀的，但实际是多相不均匀体系。

5、粗分散体系：当分散相粒子大于1000 nm,目测是混浊不均匀体系，放置后会沉淀或分层，如黄河水。

6、按分散相和介质的聚集状态分类：液溶胶；固溶胶；气溶胶。

7、液溶胶：a液-固溶胶（金溶胶，油墨，泥浆）；b液-液溶胶（牛奶，含水原油）；c液-气溶胶（肥皂泡沫）8、固溶胶：a固-固溶胶（有色玻璃，部分合金）；b固-液溶胶（珍珠，蛋白石）；c固-气溶胶（泡沫塑料）9、气溶胶：a气-固溶胶（烟，粉尘）；b气-液溶胶（雾，云）10、按胶体溶液的稳定性分类：憎液溶胶；亲液溶胶。

11、憎液溶胶（1）特有的分散程度：粒子的大小在10-9~10-7 m之间，因而扩散较慢，不能透过半透膜，渗透压低但有较强的动力稳定性和乳光现象。

（2）多相不均匀性：（3）热力学不稳定性12、按胶体溶液的稳定性分类，可把胶体分为溶胶、高分子溶液和缔合胶体。

13、溶胶：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，有很大的相界面，易聚沉，分散相与分散介质不同相，是热力学上的不稳定体系。

一旦将介质蒸发掉，再加入介质就无法再形成溶胶是一个不可逆体系。

14、高分子溶液：在胶体粒子范围内的高分子溶解在合适的溶剂中，亲液溶胶是热力学上稳定、可逆的体系。

15、缔合胶体（有时也称为胶体电解质）：分散相是由表面活性剂缔合而成的胶束。

物理化学12章_化学动力学基础(二)

低通道，但必须越过势能垒
Eb。Eb。是活化络合物与反应物最低势能之差，E0是两者零点能
之间的差值。
这个势能垒的存在说明了实验活化能的实质。
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2021/1/16
势能面剖面图
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2021/1/16
三原子系统振动方式
式中r0是分子中双原子分子间的平衡核间距,De是势能曲线的井深,a为与分子结构有关的常数.
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2021/1/16
双原子分子的莫尔斯势能曲线
AB双原子分子根据该公式画出的势能曲线如图所示。
当r>r0时,有引力,即化学键力。当r<r0时，有斥力。 0时的能级为振动基态能级，E0为零点能。
物理化学12章_化学动力学基础（二）
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物理化学电子教案—第十二章
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2021/1/16
第十二章化学动力学基础(二)
§12.1 碰撞理论 *§12.2 过渡态理论
§12.3 单分子反应理论 * §12.4 分子反应动态学简介
§12.5 在溶液中进行的反应 * §12.6 快速反应的几种测试手段
Ea≈ E
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2021/1/16
概率因子（probability factor）
由于简单碰撞理论所采用的模型过于简单，没有考虑分子的结构与性质，所以用概率因子来校正理论计算值与实验值的偏差。
P=k(实验)/k(理论)
概率因子又称为空间因子或方位因子。
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物理化学电子教案第十二章

12.1 表面吉布斯自由能和表面张力
❖表面和界面 ❖界面现象的本质 ❖比表面 ❖分散度与比表面 ❖表面功 ❖表面自由能 ❖表面张力 ❖界面张力与温度的关系 ❖影响表面张力的因素
•2020/7/20
表面和界面(surface and interface)
• 界面是指两相接触的约几个分子厚度的过渡区，若其中一相为气体，这种界面通常称为表面。
•2020/7/20
Young-Laplace 一般式的推导
•1. 在任意弯曲液面上取小矩形曲面ABCD(红色面) ，其面积为xy。曲面边缘AB和BC弧的曲率半径分别为和。
•2. 作曲面的两个相互垂直的正截面，交线Oz为O点的法线。
•3. 令曲面沿法线方向移动dz ，使曲面扩大到A’B’C’D’(蓝色面)，则x与y各增加dx和dy 。
•2020/7/20
表面功（surface work）
• 由于表面层分子的受力情况与本体中不同，因此如果要把分子从内部移到界面，或可逆的增加表面积，就必须克服体系内部分子之间的作用力，对体系做• 功。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：
•2020/7/20
Young-Laplace特殊式的推导
•2.对活塞稍加压力，将毛细管内液体压出少许，使液滴体积增加dV，相应地其表面积增加dA。克服附加压力ps环境所作的功与可逆增加表面积的吉布斯自由能增加应该相等。
•代入得：
•2020/7/20
附加压力与毛细管中液面高度的关系
•1.曲率半径R'与毛细管半径R
总压力为：Po-Ps ，所以凹面上所受的压力比平面上小。
•附加压力示意图

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。

第12章胶体化学

憎液溶胶是胶体分散体系中主要研究的内容
物理化学 24
3. 胶体的基本特性: 只有典型的憎液溶胶才能全面地表现出胶体的特性! 基本特性
物理化学
高度分散性 (1 nm-1000 nm)
(多相)不均匀性聚结不稳定性
(热力学不稳定性) 25
4. 胶体化学的应用范围与主要研究方向应用范围
农业生产: 医疗卫生: 日常生活: 自然地理: 工业生产: 军事领域: ∙∙∙∙∙∙
的大小分类
IUPAC
分子分散系统胶体分散系统粗分散体系统
液溶胶固溶胶气溶胶
按分散相和介质胶体分散系统的聚集状态分类按胶体溶液的液溶胶稳定性分类
物理化学
憎液溶胶分散介质亲液溶胶
28
分散相性质
11. 溶胶的基本特性之一是：(
)
A. 热力学上和动力学上皆属于稳定体系
B. 热力学上和动力学上皆属于不稳定体系
d >1000nm
粗颗粒
多相，热力学不稳定系统，扩散慢、不能透过半透膜或滤纸，形成悬浮液或乳状液
浑浊泥水，牛奶，豆浆等
物理化学
18
2.2 胶体分散体系分类 --按分散相和分散介质聚集状态分类 A. 液溶胶
将液体作为分散介质所形成的溶胶。当分散相为不同状态时，则形成不同的液溶胶：
(A) 液-固溶胶 (B) 液-液溶胶如油漆，AgI溶胶如牛奶，石油原油等乳状液
<1 nm
制备方法
物理化学
分散法：使固体粒子变小(加稳多级的定剂)。分散系凝聚法：使分子或离子凝聚成胶粒。
31
1. 胶体的制备 (1) 分散法(物理方法） A. 研磨法 B. 胶溶法 C. 超声波分散法 (2) 凝聚法 A. 化学凝聚法 B. 物理凝聚法

物理化学第12章光谱学简介

3. 振动光谱
一维谐振子模型Βιβλιοθήκη 双原子分子振动势能为V

1 kr
2
re 2
能级
Ev

v

1 2
hνe

v

1 2
hc

e
振动谱项为
Gv
Ev hc

v

1 2

e
v 0,1,2,...
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2020/1/31
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2020/1/31
1. 光谱的种类
• 光具有波动性和微粒性 c =λν =ν/σ E = hν = h c /λ
c：光速 λ：波长 ν：频率 E ：能量 σ：波数 h：普朗克常量（6.626×10-34 J•s）
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2020/1/31
1. 光谱的种类
物质吸收或放出电磁辐射的强度对频率所形成的关系图称为光谱(spectra)或波谱。
原子、分子等的能级结构能级寿命电子的组态分子的几何形状化学键的性质反应动力学
…….
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2020/1/31
1. 光谱的种类
在化学分析中
原子发射光谱法原子吸收光谱法原子荧光光谱法紫外-可见吸收光谱法荧光光谱法红外吸收光谱法核磁共振波谱法拉曼光谱 …….
2020/1/31
2. 光谱项与能级图
光谱选律
（1）主量子数的变化 Δn为整数，包括零；（2）总角量子数的变化ΔL = ±1；（3）内量子数的变化ΔJ =0， ±1；但是当J =0时， ΔJ =0的跃迁被禁阻；（4）总自旋量子数的变化ΔS =0 ，即不同多重性状态之间的跃迁被禁阻；

物理化学电子教案—第十二章

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2011-5-28
§12.1
碰撞理论
9.反应截面 10.碰撞理论计算速率系数的公式 11.反应阈能与实验活化能的关系 12.概率因子 13.碰撞理论的优缺点
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1.速率理论的共同点 2.两个分子的一次碰撞过程 3.有效碰撞直径和碰撞截面 4.A与B分子互碰频率 5.两个A分子的互碰频率 6.硬球碰撞模型 7.碰撞参数 8.有效碰撞分数
3.三原子分子的核间距
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2011-5-28
4.势能面对于反应: 令∠ABC=180o, EP=EP(rAB,rBC)。随着核间距rAB和rBC的变化，势能也随之改变。这些不同点在空间构成高低不平的曲面，称为势能面，如图所示。
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2011-5-28
物理化学电子教案—第十二章
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2011-5-28
第十二章化学动力学基础(二) §12.1 §12.2 §12.3 §12.4 §12.5 §12.6 §12.7 §12.8
上一内容
碰撞理论过渡态理论
§12.9 催化反应动力学
单分子反应理论分子反应动态学简介* 在溶液中进行的反应快速反应的测试* 光化学反应化学激光简介*
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2011-5-28
2.两个分子的一次碰撞过程两个分子在相互的作用力下，先是互相接近，接近到一定距离，分子间的斥力随着距离的减小而很快增大，分子就改变原来的方向而相互远离，完成了一次碰撞过程。粒子在质心体系中的碰撞轨线可用示意图表示为：

南京大学《物理化学》练习第十二章界面现象

第十二章界面现象返回上一页1. 在298 K,101.325 kPa下,将直径为1 μm的毛细管插入水中,问需在管内加多大压力才能防止水面上升?若不加额外的压力,让水面上升,达平衡后管内液面上升多高?已知该温度下水的表面张力为0.072 N/m,水的密度为1000 kg·m-3,设接触角为0度重力加速度为。

g=9.8 m/s2.2. 将内径为0.01 cm毛细管插入水银中,问管内液面下降多少?已知在该温度下水银的表面张力为0.48 N/m,水银的密度为13500 kg·m-3, 重力加速度为g=9.8 m/s2,设接触角近似等于180度.3. 求在283 K时,可逆的使纯水表面增加1.0 平方米的面积,吸热0.04 J.求该过程的ΔG, W, ΔU, ΔH, ΔS和ΔF各为多少?已知该温度下纯水的表面吉布斯自由能为0.074 J·m-2.4. 在298 K时,平面水面上的饱和蒸汽压为3168 Pa,求在相同温度下,半径为3 nm的小水滴上水的饱和蒸汽压.已知此时水的表面张力为0.072 N/m, 水的密度为1000 kg·m-3.5. 将正丁醇(Mr=74)蒸汽骤冷至273 K,发现其过饱和度(即p/p0)约达到4,方能自行凝结为液滴.若在273 K时,正丁醇的表面张力为0.0261 N/m, 密度为1000 kg·m-3,试计算:(1) 在此过饱和度下开始凝结的液滴的半径.(2) 每一液滴中所含正丁醇的分子数.6. 373K时,水的表面张力为0.589 N/m, 密度为958.4 kg·m-3,问:(1)直径为1×m的气泡内(即球形凹面上),在373 K时的水蒸气压力为多少?(2)在101.325 kPa外压下,能否从373 K的水中蒸发出直径为1×m的蒸汽泡?7. 水蒸气骤冷会发生过饱和现象.在夏天的乌云中,用飞机撒干冰微粒,使气温降至293 K,水气的过饱和度(p/p s)达4.已知在293 K时,水的表面张力为0.07288 N/m,密度为997 kg·m-3,试计算:(1) 此时开始形成雨滴的半径.(2) 每一雨滴中所含的分子数.8. 在298K时,1,2-二硝基苯(NB)在水中形成的饱和溶液的浓度为5.9×mol·dm-3,计算直径为0.01 μm的NB微球在水中的溶解度?已知在该温度下,NB与水的γ(l-s)为0.0257 N/m,NB的密度为1566 kg·m-3.9. 在292K时,丁酸水溶液的表面张力可以表示为:,式中γ0为纯水的表面张力,a,b为常数.(1) 试求该溶液中丁酸的表面超额Γ2和其浓度c之间的关系式(设活度系数均为1)(2) 若已知a=0.0131 N/m,b=19.62, 试计算当c=0.2 mol·dm-3时Γ2值为多少?(3) 如果当浓度增加到>>1时,再求Γ2的值为多少?设此时表面上丁酸成单分子紧密排列层,试计算在液面上丁酸分子的截面积为若干?10. 在298K时,乙醇水溶液的表面张力与溶液活度之间的关系为γ=γ0-Aa+B,式中常数A=5×N/m,B=2×N/m,求活度a=0.5时的表面超额Γ2为多少?11. 在298K时有一月桂酸的水溶液,当表面压为1×N/m时,每个月桂酸分子的截面积为3.1×平方米, 假定表面膜可看作是二度空间的理想气体,试计算二度空间的气体常数,将此结果与三度空间的气体常数(R=8.314 J/(K·mol))比较.12. 在298K时,用刀片切下稀肥皂水的极薄表面层0.03 平方米,得到0.002 dm3溶液,发现其中含肥皂为4.013×mol,而其同体积的本体溶液中含肥皂为4.00×mol,试计算该溶液的表面张力.已知298 K时,纯水的表面张力为0.072 N/m,设溶液的表面张力与肥皂活度呈线性关系, γ=γ0-Aa,活度系数为1.13. 293K时,根据下列表面张力的数据:界面苯-水苯-气水-气汞-气汞-水γ×/( N/m ) 35 28.9 72.7 483 375试计算下列情况的铺展系数及判断能否铺展:(1) 苯在水面上(未互溶前)(2) 水在水银上(3) 苯在汞上.14. 氧化铝瓷件上需要涂银,当加热至1273 K时,试用计算接触角的方法判断液态银能否润湿氧化铝瓷件表面?已知该温度下固体氧化铝的表面张力γ(s-g)=1.0 N/m,液态银表面张力γ(l-g)=0.88 N/m,液态银和固体氧化铝的界面张力γ(s-l)=1.77 N/m.15. 在473 K时,测定氧在某催化剂上的吸附作用,当平衡压力为101.325 kPa和1013.25 kPa时,每千克催化剂吸附氧气的量(已换算成标准状况)分别为2.5及4.2 dm3,设该吸附作用服从兰缪尔公式,计算当氧气的吸附量为饱和值的一半时,平衡压力应为若干?16. 用活性碳吸附CHCl3,符合兰缪尔吸附等温式,在273K时的饱和吸附量为93.8 dm3/kg.以知CHCl3的分压为13.4kPa时的平衡吸附量为82.5 dm3/kg,试计算:(1) 兰缪尔等温吸附式中的常数a.(2) CHCl3的分压为6.67 kPa时的平衡吸附量.。

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(第五版傅献彩)第12_主要内容

∆≠r
H
O m
和活化熵
∆ ≠r
S
O m
解：
T1= 483K T2= 545K
k1= 2.05×10-4 s-1 k2= 186×10-4s-1
由
ln k2 k1
=
Ea R

1 T1
−
1 T2

得 Ea = 159.1 kJ·mol-1 T3= 500K，仍由阿仑尼乌斯式得 k3= 7.87×10-4s-1
(2) 说明除能量因素外，有时熵因素也会起决定反应速率的作用。
例：某双环烯的异构化是单分子反应，
logk = 14.21 - 4.881×104/RT
求323K时的表观活化能Ea和∆S≠ ，并解释所得的∆S≠值。
解：
k1= (ekBT/h)exp(∆S≠/R)exp(-Ea/RT) lnk1=-Ea/RT + ∆S≠/R + ln(kBT/h) logk1=-Ea/2.303RT+∆S≠/2.303R+log(kBT/h)
（D）活化络合物和产物间可建立平衡
5. 温度升高，反应速率增大，这一现象的最佳
解释是
（ C）
（A）反应分子的碰撞频率增加；
（B）阈能或能垒降低；
（C）能量超过活化能的分子的百分含量增加；
（D）反应历程改变。
6．有关催化剂以下说法不正确的是：（ A ）（A）改变反应物的平衡转化率（B）改变反应途径（C）改变频率因子（D）改变活化能

kA kB
=
exp

∆≠
Sm
(A)
− R
∆≠
Sm
(B)

exp

物理化学12章胶体化学

（2）按分散相和介质聚集状态分类
1.液溶胶
将液体作为分散介质所形成的溶胶。当分散相为不同状态时，则形成不同的液溶胶：
A.液-固溶胶如油漆，AgI溶胶 B.液-液溶胶如牛奶，石油原油等乳状液 C.液-气溶胶如泡沫
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（2）按分散相和介质聚集状态分类
2.固溶胶将固体作为分散介质所形成的溶胶。当分散相为
不同状态时，则形成不同的固溶胶：
A.固-固溶胶如有色玻璃，不完全互溶的合金
B.固-液溶胶 C.固-气溶胶
如珍珠，某些宝石如泡沫塑料，沸石分子筛
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（2）按分散相和介质聚集状态分类
3.气溶胶
将气体作为分散介质所形成的溶胶。当分散相为固体或液体时，形成气-固或气-液溶胶，但没有气-气溶胶，因为不同的气体混合后是单相均一体系，不属于胶体范围.
这种方法适用于脆而易碎的物质，对于柔韧性的物质必须先硬化后再粉碎。例如，将废轮胎粉碎，先用液氮处理，硬化后再研磨。
胶体磨的形式很多，其分散能力因构造和转速的不同而不同。
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1 溶胶的制备--研磨法
盘式胶体磨
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按分散相粒子的大小分类：
•分子分散体系 •胶体分散体系 •粗分散体系
•液溶胶按分散相和介质的聚集状态分类： •固溶胶
•气溶胶
•憎液溶胶按胶体溶液的稳定性分类： •亲液溶胶
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天津大学物理化学第五版-第十二章-胶体化学

溶胶粒子间的作用力： Verwey ＆Overbeek(1948)
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