第12章胶体练习题
物化 第十二章 胶体化学
二、 胶体系统的分类
1、按胶体溶液的稳定性可分为两类 憎液溶胶:难溶物分散在介质中,有很大 的相界面,易聚沉,是热力学上不稳定、 不可逆体系。 亲液溶胶: 大分子分散在合适的溶剂中, 是热力学稳定、可逆体系。
2、按分散相和分散介质的聚集状态可分为
气溶胶、液溶胶和固溶胶三大类
分散介质 分散相 气 液 液 固 气 液 固 气 液 固 名 称 实 例
固
(液 )气 溶 胶 (固 )气 溶 胶 (气 )液 溶 胶 -泡 沫 (液 )液 溶 胶 -乳 状 液 (固 )液 溶 胶 -悬 浮 液 (气 )固 溶 胶 (液 )固 溶 胶 (固 )固 溶 胶
云、雾、油烟 烟尘、粉尘 肥皂泡沫 牛奶、含水原油 AgI 溶 胶 、 油 墨 泡沫塑料 珍珠、蛋白石 有色玻璃、合金
热力学不稳定性 :胶核粒子有互相聚集而降低 其表面积的趋势
因为粒子小,比表面大,表面自由能高,是热力 学不稳定体系,有自发降低表面自由能的趋势,即小 粒子会自动聚结成大粒子。
四、胶体的特征
动力稳定性强 散射作用明显 扩散速度慢 渗透压低 不能通过半透膜
五、胶体系统的制备与净化
1、胶体系统的制备
沉降平衡时粒子的高度分布公式
通过沉降速率的测定求算粒子半径
利用在超离心力场中的沉降平衡测定胶团或大分子物质的摩尔质量
14-4 胶体系统的电学性质
1、电动现象
电泳、电渗、沉降电势和流动电势统称为
溶胶的电动现象。
电泳是带电的胶粒在电场作用下作定向移动
若在多孔膜(或毛细管)的两端施加一 定电压,液体将通过多孔膜而定向流动,这 种现象称为电渗。
( z 1)cRT
唐南平衡(Donnan)
NazP NaCl
#第十二章胶体化学作业题解
第十二章作业题解12.11 Ba(NO 3)2的稀溶液中滴加Na 2SO 4溶液可制备BaSO 4溶胶。
分别写出(1)Ba(NO 3)2 溶液过量,(2)Na 2SO 4溶液过量时的胶团结构表示式。
解:(1)Ba(NO 3)2 溶液过量,则Ba(NO 3)2为稳定剂,溶胶选择性吸附Ba 2+ 而带电,胶团结构式为{[Ba(NO 3)2]m nBa 2+·(2n – x) NO -3}x+ xNO -3或 {[Ba(NO 3)2]m nBa 2+·2(n – x) NO -3}2x+ 2xNO -3(2)Na 2SO 4溶液过量时,溶胶选择性吸附SO 42- 而带负电,胶团结构式为{[Ba(NO 3)2]m nSO 42-·(2n – x) Na +}x- xNa +或 {[Ba(NO 3)2]m nSO 42-·2 (n – x) Na +}2x- 2xNa +12.13 以等体积的0.08 mol.dm -3 AgNO 3溶液和0.1 mol.dm -3 KCl 溶液制备AgCl 溶胶。
(1) 写出胶团结构式,指出电场中胶体粒子的移动方向;(2) 加入电解质MgSO 4,AlCl 3和Na 3PO 4使上述溶胶发生聚沉,则电解质聚沉能力大小顺序是什么?解:(1)相同体积的两种溶液,KCl 溶液的浓度大于AgNO 3溶液,故KCl 过量,为稳定剂。
所以胶团结构式为[(Ag Cl )m n Cl -⋅ (n -x )K +] x -x K +该AgCl 溶胶带负电荷,电泳时向正极移动。
(2)对上述溶胶起聚沉作用的是正离子,根据价数规则,三种电解质的聚沉能力大小顺序为AlCl 3 > MgSO 4 > Na 3PO 412.14 某带正电荷溶胶,KNO 3作为沉淀剂时,聚沉值为50*10-3 mol.dm -3,若用K 2SO 4溶液作为沉淀剂,其聚沉值大约为多少?解:KNO 3作为沉淀剂时,聚沉值为50*10-3 mol.dm -3 ,则聚沉能力为1/50*10-3 = 20dm.mol -3 电解质的聚沉能力之比可以近似地表示为反离子价数的6次方之比,即Me - : Me 2- : Me 3- = 16 : 26 : 36K 2SO 4溶液作为沉淀剂时,聚沉能力为20dm.mol -3 * 26 =1280dm.mol -3 则聚沉值为 1/1280dm.mol -3 = 7.81*10-4 mol.dm -312.15 在三个烧瓶中分别盛有0.020 dm 3的Fe(OH)3 溶胶,分别加入NaCl 、Na 2SO 4及Na 3PO 4 溶液使溶胶发生聚沉,最少需要加入:1.00 mol.dm -3的NaCl 溶液0.021dm 3;5.0*10-3 mol.dm -3 的Na 2SO 4溶液0.125dm 3;3.333*10-3 mol.dm -3的Na 3PO 4溶液0.0074dm 3。
无机及分析化学第十二章沉淀滴定和重量滴定课后练习与答案
第十二章沉淀溶解平衡与沉淀滴定法一、选择题1.下列说法违反无定形沉淀条件的是()A. 在浓溶液中进行B. 在不断搅拌下进行C. 陈化D. 在热溶液中进行2.下列不属于沉淀重量法对沉淀形式要求的是()A.沉淀的溶解度小B.沉淀纯净C.沉淀颗粒易于过滤和洗涤 D.沉淀的摩尔质量大3.指出下列哪一条不是晶形沉淀所要求的沉淀条件()A.沉淀作用宜在较稀溶液中进行 B.应在不断地搅拌作用下加入沉淀剂C.沉淀应陈化 D.沉淀宜在冷溶液中进行4.在重量法测定硫酸根实验中,硫酸钡沉淀是()A.非晶形沉淀B.晶形沉淀C.胶体D.无定形沉淀5.晶形沉淀的沉淀条件是()A.浓、冷、慢、搅、陈 B.稀、热、快、搅、陈C.稀、热、慢、搅、陈 D.稀、冷、慢、搅、陈6.用 SO42-沉淀 Ba2+时,加入过量的 SO42-可使 Ba2+沉淀更加完全,这是利用()A.络合效应B.同离子效应 C.盐效应D.酸效应7.在重量分析中,待测物质中含的杂质与待测物的离子半径相近,在沉淀过程中往往形成()A.后沉淀 B.吸留 C.包藏 D.混晶8. 为了获得纯净而易过滤、洗涤的晶形沉淀,要求()A.沉淀时的聚集速度小而定向速度大B.沉淀时的聚集速度大而定向速度小C.溶液的过饱和程度要大D.沉淀的溶解度要小9.下列哪些要求不是重量分析对称量形式的要求()A.要稳定B.颗粒要粗大C.相对分子质量要大D.组成要与化学式完全符合10. 恒重是指样品经连续两次干燥或灼烧称得的重量之差小于()。
A. 0.1mgB. 0.1gC. 0.3mgD. 0.3g11. 有利于减少吸附和吸留的杂质,使晶形沉淀更纯净的选项是()A.沉淀时温度应稍高B. 沉淀完全后进行一定时间的陈化C.沉淀时加入适量电解质D. 沉淀时在较浓的溶液中进行12.重量分析中,依据沉淀性质,由()计算试样的称样量。
A.沉淀的质量B.沉淀的重量C.沉淀灼烧后的质量D.沉淀剂的用量13.在重量分析中能使沉淀溶解度减小的因素是()。
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。
胶体习题
五章胶体首页难题解析学生自测题学生自测答案章后习题解答难题解析[TOP]例5-1 为什么溶胶是热力学不稳定系统,同时溶胶又具有动力学稳定性?解溶胶是高度分散的多相分散系统,高度分散性使得溶胶的比表面大,所以表面能也大,它们有自动聚积成大颗粒而减少表面积的趋势,即聚结不稳定性。
因而是热力学不稳定系统。
另一方面,溶胶的胶粒存在剧烈的Brown运动,可使其本身不易发生沉降,是溶胶的一个稳定因素;同时带有相同电荷的胶粒间存在着静电斥力,而且胶团的水合双电层膜犹如一层弹性膜,阻碍胶粒相互碰撞合并变大。
因此溶胶具有动力学稳定性。
例5-2硅酸溶胶的胶粒是由硅酸聚合而成。
胶核为SiO2分子的聚集体,其表面的H2SiO3分子可以离解成SiO32-和H+。
H2SiO3 2H+ +SiO32-H+离子扩散到介质中去。
写出硅胶结构式,指出硅胶的双电层结构及胶粒的电性。
解硅胶的结构式[(SiO2)m·nSiO32-·2(n-x)H+] 2x-·2x H+胶核表面的SiO32-离子和部分H+离子组成带负电荷的吸附层,剩余的H+离子组成扩散层,由带负电荷的吸附层和带正电荷的H+离子组成的扩散层构成电性相反的扩散双电层。
胶粒带负电荷。
例5-3 什么是表面活性剂?试从其结构特点说明它能降低溶液表面张力的原因。
解在水中加入某些溶质可使水的表面张力降低,这种使水的表面张力降低的物质叫做表面活性物质(表面活性剂)。
这种物质大都有一个亲水基团(-O)和一个疏水基团(-R)组成,且疏水基团大于亲水基团。
当溶于水溶液中时,由于表面活性剂的两亲性,它就有集中在溶液表面的倾向(或集中在不相混溶两种液体的界面,或集中在液体和固体的接触面),从而降低了表面张力。
例5-4 将适量的高分子电解质(NaP)溶液和小分子电解质溶液分别放于半透膜的两侧,初始浓度如下图所示:膜内膜外P-Na+Na+Cl-0.10mol·L+0.10mol·L+0.50mol·L-10.50mol·L-1计算达到Donnan平衡后各离子在膜两则的浓度。
胶体习题(1)
第十三章胶体与大分子溶液练习题一、判断题:1.溶胶在热力学和动力学上都是稳定系统。
2.溶胶与真溶液一样是均相系统。
3.能产生丁达尔效应的分散系统是溶胶。
4.通过超显微镜可以看到胶体粒子的形状和大小。
5.ζ电位的绝对值总是大于热力学电位φ的绝对值.6.加入电解质可以使胶体稳定,加入电解质也可以使肢体聚沉;二者是矛盾的。
7.晴朗的天空是蓝色,是白色太阳光被大气散射的结果。
8.旋光仪除了用黄光外,也可以用蓝光。
9.大分子溶液与溶胶一样是多相不稳定体系。
10.将大分子电解质NaR的水溶液与纯水用半透膜隔开,达到Donnan平衡后,膜外水的pH值将大于7。
二、单选题:1.雾属于分散体系,其分散介质是:(A) 液体; (B) 气体;(C) 固体; (D) 气体或固体。
2.将高分子溶液作为胶体体系来研究,因为它:(A) 是多相体系;(B) 热力学不稳定体系;(C) 对电解质很敏感;(D) 粒子大小在胶体范围内。
3.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不稳定体系;(C) 热力学上不稳定而动力学上稳定体系;(D) 热力学上稳定而动力学上不稳定体系。
4.溶胶与大分子溶液的区别主要在于:(A) 粒子大小不同;(B) 渗透压不同;(C) 丁铎尔效应的强弱不同;(D) 相状态和热力学稳定性不同。
5.大分子溶液和普通小分子非电解质溶液的主要区分是大分子溶液的:(A) 渗透压大;(B) 丁铎尔效应显著;(C) 不能透过半透膜;(D) 对电解质敏感。
6.以下说法中正确的是:(A) 溶胶在热力学和动力学上都是稳定系统;(B) 溶胶与真溶液一样是均相系统;(C) 能产生丁达尔效应的分散系统是溶胶;(D) 通过超显微镜也不能看到胶体粒子的形状和大小。
7.对由各种方法制备的溶胶进行半透膜渗析或电渗析的目的是:(A)(A)除去杂质,提高纯度;(B)(B)除去小胶粒,提高均匀性;(C)(C)除去过多的电解质离子,提高稳定性;(D) 除去过多的溶剂,提高浓度。
第十二章 生化分离技术与应用-习题
第十二章生化分离技术和应用一、选择题⒈下列哪种方法可用于测定蛋白质的分子量()A、SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳法;B、280/260nm紫外吸收比值;C、凯氏定氮法;D、荧光分光光度法;E、Folin酚试剂法⒉氨基酸和蛋白质共有的理化性质为()A、胶体性质;B、两性性质;C、沉淀性质;D、变性性质;E、双缩脲性质⒊蛋白质溶液的稳定因素为()A、蛋白质溶液为真溶液;B、蛋白质在溶液中做布朗运动;C、蛋白质分子表面带有水化膜和同性电荷;D、蛋白质溶液的黏度大;E、以上都不对⒋关于蛋白质在等电点时的特性描述,哪项是错误的?()A、导电性最小;B、溶解度最小;C、黏度减小;D、电泳迁移率最小;E、以上都不对⒌今有①、②、③、④、四种蛋白质的混合液,等电点分别为:5.0、8.6、6.8和9.2 ,在pH8.6的条件下进行电泳分离,四种蛋白质电泳区带自正极的排列顺序为:()A、①、③、②、④;B、①、②、③、④;C、④、②、③、①;D、③、②、①、④;E、②、④、③、①;⒍盐析沉淀蛋白质的原理为()A、中和电荷,破坏水化膜;B、与蛋白质结合成不溶性盐;C、次级键断裂,蛋白质构象改变;D、调节蛋白质溶液的等电点;E、以上都不是⒎关于下列多肽Glu-His-Arg-Val-Lys-Asp的叙述,哪个是错的?()A、在pH12时,在电场中向阳极移动;B、在pH3时,在电场中向阴极移动;C、在pH5时,在电场中向阴极移动;D、在pH11时,在电场中向阴极移动;E、该肽的等电点大约在pH8⒏用下列方法测定蛋白质含量,哪一种方法需要完整的肽键()A、双缩脲反应;B、凯氏定氮;C、紫外吸收;D、茚三酮;E、奈氏试剂⒐蛋白质用硫酸铵沉淀后,可选用透析法除去硫酸铵,要确定硫酸铵是否从透析袋中除净,你选用下列哪一种试剂检查()A、茚三酮试剂;B、奈氏试剂;C、双缩脲试剂;D、Folin-酚试剂;E、斐林试剂⒑将抗体固定在层析柱的载体上,使抗原从流经此柱的蛋白质样品中分离出来,这种技术属于()A、吸附层析;B、离子交换层析;C、分配层析;D、亲和层析;E、凝胶过滤⒒若用电泳分离Gly-Lys、Asp-Val和Ala-His三种二肽,在下列哪个pH值条件下电泳最合适()A、pH2以下;B、pH2-4;C、pH7-9;D、pH10-12;E、pH12以上;⒓进行疏水层析时,以下哪种条件比较合适?()A、在有机溶剂存在时上柱,低盐溶液洗脱;B、在有机溶剂存在时上柱,高盐溶液洗脱;C、在低盐条件下上柱,高盐溶液洗脱;D、在高盐条件下上柱,按低盐、水和有剂溶剂顺序洗脱;E、低盐缓冲液上柱,低盐洗脱⒔对一个富含His残基的蛋白质,在使用离子交换层析时应优先考虑()A、严格控制蛋白质上样液的浓度;B、严格控制盐浓度;C、严格控制NaCl的浓度;D、严格控制洗脱液的pH值;E、严格控制洗脱液的体积⒕定性鉴定20种氨基酸的双向纸层析是()A、交换层析;B、亲合层析;C、分配层析;D、薄层层析二、判断是非⒈用凝胶过滤法分离蛋白质时,总是分子质量大的蛋白质首先被洗脱下来。
物理化学第12章胶体体学
§12.1-1溶胶的制备
(2)化学凝聚法:利用生成不溶性物质的化学反应, 控制析晶过程,使其停留在胶核尺度的阶段,而 得到溶胶。所谓控制析晶过程,系指采用有利于 大量形成晶核,减缓于晶体生长的条件,例:采 用较大的过饱和浓度,较低的操作温度。 例:在不断搅拌条件下,将FeCl3稀溶液,滴入 沸腾的水中水解,即可生成棕红色透明的 Fe(OH)3 溶胶。
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绪 论-2、分散系统的分类
(1)溶胶: (憎液溶胶)
胶 体 系 统
高度分散、多相的、热力学不稳定。
(2)高分子溶液: (亲液溶胶) 高度分散、均相的、热力学稳定。 (3)缔合胶体: 高度分散、均相的、热力学稳定。
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绪 论-2、分散系统的分类
粗分散系统 d>1000nm
当光束通过分散体系时,一部分自由地通过(光 的透过),一部分被吸收、反射或散射。可见光的波 长约在400~700 nm之间。 入射光波长 < 分散粒子尺寸——反射
入射光频率 = 分子固有频率—— 吸收
入射光波长 > 分散粒子尺寸——散射 (可见光波长 400 -760 nm;胶粒 1-1000nm) 无作用 ——— 透过
C A F
C1
C2
D
B
F
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12.3-2、扩散
分散介质中的分散相粒子的扩散遵守费克定律。
费克(第一)扩散定律
dn dc DA s dt dx
dn dt —单位时间内通过某
一截面的物质的量;
dc / dx —该处的浓度梯度;
D——扩散系数。单位:m2.s-1
上式意义:表示单位时间通过某一截面的物质的量与 该处的浓度梯度及面积成正比。
第十二章 胶体化学
第十二章胶体化学贾晓辉1.下列性质中既不属于溶胶动力学性质又不属于电动现象的是A.电导B.电泳C. Brown运动D. 沉降平衡2.在Tyndall效应中,关于散射光强度的描述,下列说法中不正确的是A 随入射光波长的增大而增大B 随入射光波长的减小而增大C 随入射光强度的增大而增大D 随粒子浓度的增大而增大3.对As2S3水溶胶,当以H2S为稳定剂时,下列电解质中聚沉能力最强的是A. KCl B. NaCl C. CaCl2 D. AlCl34.用等体积的0.05mol·m-3AgNO3溶液和0.1mol·dm-3KI溶液混合制备的AgI 溶胶,在电泳仪中胶粒向A.正极移动B.负极移动C.不移动D.不能确定5.对一胶粒带正电的溶胶,使用下列电解质聚沉时,聚沉值最小的是A. KClB. KNO3C. K2C2O4D. K3[Fe(CN)6]6.电动电势ζ是指A. 固体表面与滑移面的电势差B. 固体表面与溶液本体的电势差C. 滑移面与溶液本体的电势差D. 紧密层与扩散层分界处与溶液本体的电势差7.外加电解质可以使溶胶聚沉,直接原因是A. 降低了胶粒表面的热力学电势0B. 降低了胶粒的电动电势ζC. 同时降低了0和ζD. 降低了|0 |和|ζ|的差值蒋军辉胶体化学一.填空题1.溶胶系统所具有的三个基本特点是; ;。
2.在超显微镜下看到的光点是 ,比实际胶体的体积大数倍之多,能真正观测胶体颗粒的大小与形状的是_。
3.溶胶的动力性质包括。
4.用和反应制备溶胶当过量时胶团结构式为。
当过量时,胶团结构式为,在电泳实验中该溶胶的颗粒向移动。
5.关于胶体稳定性的D LVO理论认为,胶团之间的吸引力势能产生于;而排斥力势能产生于。
6.当用等体积的溶液制备Ag Br溶胶,其胶体结构为,请标出胶核,胶粒,胶团,上述溶胶在中,聚沉值最大的是。
7.在外加电场作用下,胶粒在分散介质中的移动称为。
8.胶体系统的光学性质表现为 ,电学性质表现为。
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第十二章表面现象练习题一、判断题:1.只有在比表面很大时才能明显地看到表面现象,所以系统表面增大是表面张力产生的原因。
2.对大多数系统来讲,当温度升高时,表面张力下降。
3.比表面吉布斯函数是指恒温、恒压下,当组成不变时可逆地增大单位表面积时,系统所增加的吉布斯函数,表面张力则是指表面单位长度上存在的使表面张紧的力。
所以比表面吉布斯函数与表面张力是两个根本不同的概念。
4.恒温、恒压下,凡能使系统表面吉布斯函数降低的过程都是自发过程。
5.过饱和蒸气之所以可能存在,是因新生成的微小液滴具有很大的比表面吉布斯函数。
6.液体在毛细管内上升或下降决定于该液体的表面张力的大小。
7.单分子层吸附只能是化学吸附,多分子层吸附只能是物理吸附。
8.产生物理吸附的力是范德华力,作用较弱,因而吸附速度慢,不易达到平衡。
9.在吉布斯吸附等温式中,Γ为溶质的吸附量,它随溶质(表面活性物质)的加入量的增加而增加,并且当溶质达饱和时,Γ达到极大值。
10.由于溶质在溶液的表面产生吸附,所以溶质在溶液表面的浓度大于它在溶液内部的浓度。
11.表面活性物质是指那些加人到溶液中,可以降低溶液表面张力的物质。
二、单选题:1.下列叙述不正确的是:(A) 比表面自由能的物理意义是,在定温定压下,可逆地增加单位表面积引起系统吉布斯自由能的增量;(B) 表面张力的物理意义是,在相表面的切面上,垂直作用于表面上任意单位长度功线的表面紧缩力;(C) 比表面自由能与表面张力量纲相同,单位不同;(D) 比表面自由能单位为J·m2,表面张力单位为N·m-1时,两者数值不同。
2.在液面上,某一小面积S周围表面对S有表面张力,下列叙述不正确的是:(A) 表面张力与液面垂直;(B) 表面张力与S的周边垂直;(C) 表面张力沿周边与表面相切;(D) 表面张力的合力在凸液面指向液体内部(曲面球心),在凹液面指向液体外部。
3.同一体系,比表面自由能和表面张力都用σ表示,它们:(A) 物理意义相同,数值相同;(B) 量纲和单位完全相同;(C) 物理意义相同,单位不同;(D) 前者是标量,后者是矢量。
胶体练习
第二章1、F e(O H)3胶体中,分散质是___,作____(定向或不规则)运动。
2.NaCl溶液中,Na+和Cl―作__运动。
通直流电后作_运动,Na+向__极移动,Cl―向___极移动。
3、在水泥和冶金工厂常用高压电对气溶胶作用,除去大量烟尘,以减少对空气的污染。
这种做法应用的主要原理是 ( )A.电泳B.渗析C.凝聚D.丁达尔现象4、已知土壤胶粒带负电,在土壤里施用含氮量相等的下列肥料,肥效较差的是 ( )A.(NH4)2SO4B.NH4HCO3C NH4NO3D.NH4Cl5、下列分散系能产生丁达尔效应的是 ( )A、食盐水B、酒精溶液C、淀粉溶液D、F e(O H)3溶胶6、FeCl3溶液和F e(O H)3胶体溶液共同具备的性质是 ( )A、分散质的粒子都可以通过滤纸B、都比较稳定,密封一段时间也不会产生沉淀C、都能产生丁达尔效应D、加入盐酸先产生沉淀,然后沉淀溶解。
7、下列事实与胶体性质无关的是 ( )A、在豆浆里加入盐卤做豆腐B、在河流入海处易形成沙洲C、一束光线照射蛋白质溶液时,从侧面可以看到一束光亮的通路D、FeCl3溶液中滴入NaOH溶液出现红褐色沉淀8.将某溶液逐滴加入到Fe(OH)3胶体内,开始出现沉淀,继续滴加时沉淀又溶解,该溶液是A. 2mol/LH2SO4溶液 B. 2mol/LNaOH溶液C. 2mol/LMgSO4溶液 D. 硅酸溶胶(胶体粒子带负电荷)9.下列分散系不能发生丁达尔现象的是()A.豆浆B.牛奶C.蔗糖溶液D.烟、云、雾10.溶液、胶体和浊液这三种分散系的根本区别是()A.是否是大量分子或离子的集合体B.分散质粒子的大小C.是否能通过滤纸D.是否均一、透明、稳定11. 观察丁达尔现象的正确方法是()A.观察者视线与入射胶体内一束光平行 B.将一发光的白炽灯悬在盛有胶体的烧杯正上方C.观察者视线垂直于一束入射光,胶体置暗盒内D.胶体置明亮背景处,观察者视线与入射胶体内的红色激光垂直12.用特殊方法把固体物质加工到纳米级(1~100nm,1nm=10-9m)的超细粉末粒子,然后制得纳米材料。
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
第十二章 思考题
第十二章胶体化学思考题1.胶束增溶与微乳状液有何异同点?答:相同之处:它们都是热力学稳定的系统。
不同之处:胶束增溶中增溶物一般是有机物质,与表面活性剂有很强的亲和性。
微乳状液中,表面活性剂包括助剂聚集于油水界面相互缔合形成界面层,在界面层内则形成小水池,好像一个油包水的乳状液。
2.净化溶胶通常有几种方法?答:制备溶胶过程中,常生成一些电解质,除少量用作稳定剂外,多余的必须除去,否则会影响溶胶的稳定性。
常用的净化方法有渗析法和超过滤法:A.渗析法:溶胶粒子不能通过半透膜,而电解质离子可以通过。
所以把需要净化的溶胶装在半透膜制成的容器内(常用的半透膜材料有羊皮纸、动物膀胱和火棉胶等),膜外放纯溶剂,由于浓差因素,膜内电解质离子不断向膜外渗透,经常更换外面溶剂,便可达到净化溶胶的目的。
有时为加快渗析速度,在膜两侧外加电场,提高离子的迁移速度,这就是电渗析。
B.超过滤法:超过滤法是用孔径极小而孔数很多的半透膜作为过滤膜,利用加压或吸滤的方法使胶粒和含有杂质的介质在压差作用下迅速分离,将所得胶粒用纯介质迅速分散。
若一次不行,可再次过滤,这样可得较纯的溶胶。
有时为加快过滤速度,可以在半透膜两边安放电极,加上一定电压,将电渗析和超过滤两种方法合并使用,这样可降低超过滤压力,这种方法称为电超过滤。
3.什么是丁铎尔(Tyndall)效应?答:当一束会聚光通过溶胶时,可从侧面看到一个混沌发亮的光柱。
这种乳光现象最早由丁铎尔(Tyndall)于1869年发现,所以称之为丁铎尔效应。
由于胶粒直径小于入射光波长,故发生光散射现象,观察到的乳光是胶粒对入射光散射的结果。
同时,Tyndall效应实际上已成为判别溶胶与真溶液最简便的方法。
4.从瑞利公式可得哪些推论?答:(1) 散射光强度与入射光波长的四次方成反比,即入射光波长越短,散射越强烈。
(2) 分散相与分散介质的折光率相差越大,散射越显著。
(3) 散射光强度与粒子浓度成正比。
自测习题 第12章 胶体化学
4.0×10-4mol·dm-3,若用 CaCl2 进行聚沉,则聚沉值为
mol·dm-3。
3. 下列诸性质中,哪一个属于亲液溶胶()
A.溶胶与凝胶作用可逆 C. 对电解质十分敏感
B.需要第三种物质作稳定剂 D. 丁达尔效应很强
4. 关于ζ-电势,描述错误的是()
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()
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()
A.> 1μm B.< 1 nm C. 1 nm ~ 1μm D. > 1 mm
7. 下列分散系统中,丁达尔效应最强的是()
A.[ AgCl]m
B. {[ AgCl]m nNO3− ⋅ (n − x) Ag + }x−
C.{[ AgCl]m nAg + ⋅ (n − x)NO3−}x+ ⋅ xNO3−
D. {[ AgCl]m nAg + ⋅ (n − x)NO3−}x+
18. 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
的量,称为电解质对溶胶的
。
6. 一定量的高分子化合物加入溶胶中可使溶胶聚沉,其聚沉作用主要是
、
、
。
7. 乳状液的类型可分为
,其符号为
和
,其
符号为
。
8. 电解质 Na2SO4、MgCl2、AlCl3 对某溶胶的聚沉值分别为 148、12.5 和 0.17,
第12章胶体练习题及答案
9
2、氢氧化铁溶胶显红色,由于胶体粒子吸附正电荷,当把直流电源
的两极插入该溶胶时,在
极附近颜色逐渐变深,这是
现象的结果。(2、负,电泳)
3、ζ电势在量值上
于热力学电势φ,当外加电解质增加时,
(1) 胶粒间的引力本质上是所有分子的范德华力的总和 ;
(2) 胶粒间的斥力本质上是双电层的电性斥力 ;
(3) 胶粒周围存在离子氛,离子氛重叠越大,胶粒越不稳定 ;
(4) 溶胶是否稳定决定于胶粒间吸引作用和排斥作用的总效
应。
三、填空题
1、溶胶(憎液溶胶)的三个主要特征是:
,
,
。(1、高
度分散的,热力学不稳定多相系统,)
第十二章胶体化学练习题 一、是非题 (对者画√,错者画×)
1、溶胶是均相系统,在热力学上是稳定的。( - ) 2、长时间渗析,有利于溶胶的净化与稳定。( - ) 3、有无丁达尔效应是溶胶和分子分散系统的主要区别之一 。 (+ ) 4、亲液溶胶的丁达尔效应应比憎液胶体强。( - ) 5、在外加直流电场中,碘化银正溶胶向负电极移动,而其扩散层 向正电极移动。(+ ) 6、新生成的 Fe(OH)3 沉淀中加入少量稀 FeCl3 溶液,会溶解,再加 入一定量的硫酸盐溶液则又会沉淀。( + ) 7、丁达尔效应是溶胶粒子对入射光的折射作用引起的。( - ) 8、胶束溶液是高度分散的均相的热力学稳定系统。( + ) 9、胶体粒子的扩散过程和布朗运动本质上都是由粒子的热运动而 发生的宏观上的定向迁移现象。( + ) 10、在溶胶中加入电解质对电泳没有影响。( - ) 11、溶胶粒子因带有相同符号的电荷而相互排斥,因而在一定时 间内能稳定存在。( + ) 12、同号离子对溶胶的聚沉起主要作用。( - ) 13、大大过量电解质的存在对溶胶起稳定作用,少量电解质的存 在对溶胶起破坏作用。( - ) 14、由瑞利公式可知,分散介质与分散相之间折射率相差愈大, 则散射作用愈显著。是不是?( + ) 15、溶胶是亲液胶体,而大分子溶液是憎液胶体。( - ) 16、乳状液必须有乳化剂存在才能稳定。( + )
天津大学物理化学教研室《物理化学》(第6版)笔记和课后习题详解(胶体化学)【圣才出品】
第12章胶体化学12.1 复习笔记分散系统:把一种或几种物质分散在一种介质中构成的系统称为分散系统,包括分散相和分散介质。
分散相:被分散的物质。
分散介质:分散系统中呈连续分布的物质。
根据分散相粒子的大小,将分散系统分为三类:①真溶液(被分散物质以分子、原子或离子即质点直径d<1nm形式均匀分散,不存在相界面);②胶体系统(分散相粒子直径d 介于1~1000nm之间);③粗分散系统(分散相粒子直径d>1000nm,包括悬浮液、乳状液等,存在明显的相界面)。
一、胶体系统分散相粒子粒径d在1~1000nm范围之间的高度分散系统称为胶体系统。
可分溶胶(分散相为由许多原子或分子组成的有界面的粒子,热力学不稳定系统)、高分子溶液(分散相是没有相界面的大分子,均相热力学稳定系统)和缔合胶体(分散相是由表面活性剂缔合形成的胶束)。
特点:可发生光散射;胶体粒扩散速率慢;不能透过半透膜;具有较高的渗透压;高度分散性。
二、溶胶的光学性质 在暗室中当将点光源发出的一束经聚集的光照射到胶体系统时,在垂直于入射光的方向上可观察到一个发亮的光锥,此现象称为丁铎尔效应。
丁铎尔效应是胶体粒子粒径小于可见光的波长而发生光的散射的结果。
单位体积液溶胶的散射光强度I 可由瑞利公式计算()2222200422209π1cos 2λ2V C n n I αI l n n ⎛⎫-=+ ⎪+⎝⎭式中:I 0及λ表示入射光的强度与波长;n 及n 0分别为分散相及分散介质的折射率;α为散射角,即观察方向与入射光之间的夹角;V 为单个分散相粒子的体积;C 为分散相的数浓度即单位体积中的粒子数;l 为观察者与散射中心的距离。
此式适用于粒子尺寸远小于入射光波长时,可将粒子看成点光源;粒子不导电;粒子相距较远,不考虑各粒子散射光之间的相互干涉。
由公式可知:(1)单位体积的散射光强度与每个粒子体积的平方成正比;(2)散射光强度与入射光波长的4次方成反比,即波长愈短其散射光愈强;(3)分散相与介质的折射率相差愈大,散射光愈强;(4)散射光强度与粒子的数浓度成正比。
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第十二章胶体化学练习题一、是非题(对者画√,错者画×)1、溶胶是均相系统,在热力学上是稳定的。
()2、长时间渗析,有利于溶胶的净化与稳定。
()3、有无丁达尔效应是溶胶和分子分散系统的主要区别之一。
()4、亲液溶胶的丁达尔效应应比憎液胶体强。
()5、在外加直流电场中,碘化银正溶胶向负电极移动,而其扩散层向正电极移动。
()6、新生成的Fe(OH)3沉淀中加入少量稀FeCl3溶液,会溶解,再加入一定量的硫酸盐溶液则又会沉淀。
()7、丁达尔效应是溶胶粒子对入射光的折射作用引起的。
()8、胶束溶液是高度分散的均相的热力学稳定系统。
()9、胶体粒子的扩散过程和布朗运动本质上都是由粒子的热运动而发生的宏观上的定向迁移现象。
()10、在溶胶中加入电解质对电泳没有影响。
()11、溶胶粒子因带有相同符号的电荷而相互排斥,因而在一定时间内能稳定存在。
()12、同号离子对溶胶的聚沉起主要作用。
()13、大大过量电解质的存在对溶胶起稳定作用,少量电解质的存在对溶胶起破坏作用。
()14、由瑞利公式可知,分散介质与分散相之间折射率相差愈大,则散射作用愈显著。
是不是?()15、溶胶是亲液胶体,而大分子溶液是憎液胶体。
()16、乳状液必须有乳化剂存在才能稳定。
()17、晴朗的天空是蓝色,是白色太阳光被大气散射的结果。
()18、加入电解质可以使胶体稳定,加入电解质也可以使肢体聚沉;二者是矛盾的。
()19、溶胶在热力学和动力学上都是稳定系统。
()20、能产生丁达尔效应的分散系统是溶胶。
()二、选择题:1、大分子溶液分散质粒子的线尺寸为:()(1)>1μm (2)<1μm (3)1nm- 1μm2、溶胶和大分子溶液: ()(1)都是单相多组分系统(2)都是多相多组分系统(3)大分子溶液是单相多组分系统, 溶胶是多相多组分系统(4)大分子溶液是多相多组分系统, 溶胶是单相多组分系统3、下列分散系统中丁达尔效应最强的是: () ,其次是: ()(1)空气(2)蔗糖水溶液(3)大分子溶液(4)硅胶溶胶4、向碘化银正溶胶中滴加过量的KI溶液,则所生成的新溶胶在外加直流电场中的移动方向为: ()(1)向正极移动(2)向负极移动(3)不移动5、电动现象直接与: ()有关.(1)固体表面热力学电势(2)斯特恩电势(3)动电电势(4)表面电荷密度6、在两个充满0.001mol.dm-3AgNO3溶液的容器中间是一个由固体制成的多孔塞,塞中细孔充满了AgNO3溶液,在两管口中插入电极,充以直流电,容器中液体( )移动,当以0.1mol.dm-3AgNO3代替0.001mol.dm-3AgNO3时,加以相同电压后,液体的流动( ),如果以KCL溶液代替AgNO3溶液时,液体的流动( )移动。
(1)向正极(2)向负极(3)不发生(4)变快⑤变慢⑥不变7、用0.08mol.dm-3KI溶液和0.1mol.dm-3AgNO3溶液以等体积混合作成的水溶胶,电解质CaCl2,Na2SO4,MgSO4对它的聚沉能力为 ( )(1)Na2SO4>CaCl2>MgSO4(2)MgSO4>Na2SO4>CaCl2(3)Na2SO4> MgSO4> CaCl28、下面属于水包油型乳状液(O/W)基本性质之一的是( )(1)易于分散在油中(2)有导电性(3)无导电性9、将12 cm3 0.02 mol·dm-3的NaCl溶液和100 cm3 0.005 mol·dm -3的AgNO3溶液混合以制备AgCl溶胶,胶粒所带电荷的符号为:()(1)正;(2)负;(3)不带电。
10、将2 滴 K2[Fe(CN)4]水溶液滴入过量的CuCl2水溶液中形成亚铁氰化铜正溶液,下列三种电解质聚沉值最大的是:( )。
(1)KBr ;(2)K2SO4;(3)K4[Fe(CN)6]。
11、下面属于溶胶光学性质的是()。
(1)唐南(Donnan)平衡;( 2)丁铎尔(Tyndall)效应;(3)电泳。
12、溶胶有三个最基本的特征,下列不属其中的是()。
(1)高度分散性( 2)多相性(3)动力学稳定性 (4)热力学不稳定性 13、Tyndall 现象是发生了光的什么的结果( )。
(1)散射 ( 2)反射 (3)折射 (4)透射14、外加直流电场于胶体溶液,向某一电极作定向运动的是( )。
(1)胶核 ( 2)胶粒 (3)胶团 (4)紧密层15、对于电动电位的描述,不正确的是:( )。
(1)电动电位表示了胶粒溶剂化界面到溶液本体内的电位差 ( 2)电动电位的绝对值总是大于热力学电位 (3)电动电位值极易为少量外加电解质而变化(4)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 16、对于有过量的 KI 存在的 AgI 溶胶,下列电解质中聚沉能力最强者是:( )。
(1)NaCl (2)K 4[Fe(CN)6] (3)MgSO 4 (4)FeCl 317、下列各电解质对某溶胶的聚沉值分别为: [KNO 3]= 50 ,[KAc]= 110 ,[MgSO 4] = 0.81 ,[Al(NO 3)3]= 0.095 mol·dm -3,该胶粒的带电情况是:( )。
(1)带负电 ( 2)带正电 (3)不带电 (4)不能确定 18、对电动电位的描述错误的是:( )。
(1)电动电位表示了胶粒溶剂化层界面到均匀相内的电位 (2)电动电位的值易随少量外加电解质而变化 (3)电动电位的绝对值总是大于热力学电位 (4)电动电位一般不等于扩散电位19、用三氯化铝 AlCl 3水解制备的氢氧化铝溶胶,哪种物质聚沉能力最强?( )。
(1)Na 2SO 4 ( 2)MgCl 2 (3)La(NO 3)3 (4)K 4[Fe(CN)6]20、对于带正电的Fe(OH)3和带负电的Sb 2S 3溶胶体系的相互作用, 下列说法正确的是:( )。
(1)混合后一定发生聚沉 (2)混合后不可能聚沉 (3)聚沉与否取决于Fe 和Sb 结构是否相似 (4)聚沉与否取决于正、负电量是否接近或相等21、按照爱因斯坦扩散定律,溶胶中胶粒的扩散速度:(1)与温度 T 成正比; (2)与温度 T 的平方根成正比; (3)与温度 T 的平方成反比 (4)与温度 T 的三次方成正比 22、胶体粒子的 Zeta 电势是指:(1)固体表面处与本体溶液之间的电位降; (2)紧密层、扩散层分界处与本体溶液之间的电位降; (3)扩散层处与本体溶液之间的电位降(4)固液之间可以相对移动处与本体溶液之间的电位降23、由 0.01 dm3 0.05 mol/kg 的 KCl 和 0.1 dm3 0.002 mol/kg 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: (1)AlCl 3< ZnSO 4< KCl ; (2)KCl < ZnSO 4< AlCl 3; (3)ZnSO 4< KCl < AlCl 3 (4)KCl < AlCl 3< ZnSO 424、 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:(1)Al(NO 3)3> Mg SO 4> K 3[Fe(CN)6 (2)K 3[Fe(CN)6> Mg SO 4>Al(NO 3)3 (3)Mg SO 4>Al(NO 3)3> K 3[Fe(CN)6 (4)Mg SO 4> K 3[Fe(CN)6>Al(NO 3)325、对亚铁氰化铜负溶胶而言, 电解质KCl, CaCl 2, K 2SO 4, Ca SO 4的聚沉能力 顺序为: (1)KCl > CaCl 2 > K 2SO 4,> Ca SO 4 (2)Ca SO 4> CaCl 2> K 2SO 4, > KCl (3)CaCl 2> Ca SO 4 > KCl > K 2SO 4, (4)K 2SO 4,> Ca SO 4 > CaCl 2> KCl26、将大分子电解质 NaR 的水溶液用半透膜和水隔开,达到 Donnan 平衡时,膜外水 的 pH 值: (1)大于 7 (2)小于 7 (3)等于 7 (4)不能确定27、溶胶的电学性质由于胶粒表面带电而产生,下列不属于电学性质的是:(1)布朗运动(2)电泳(3)电渗(4)沉降电势28、溶胶的聚沉速度与电动电位有关, 即:(1)电动电位愈大,聚沉愈快(2)电动电位愈小,聚沉愈快(3)电动电位为零,聚沉愈快(4)电动电位愈负,聚沉愈快29、典型的憎液溶胶才能全面地表现出胶体的三个基本特性, 但有时把大分子溶液也作为胶体化学研究的内容, 一般地说是因为它们:(1)具有胶体所特有的分散性, 多相性和聚结不稳定性(2)具有胶体所特有的分散性(3)具有胶体所特有的聚结不稳定性(4)具有胶体所特有的多相性30、乳状液是由哪个分散体系组成?(1)两种互不相溶的液体(2)固体加液体(3)两种互溶的液体(4)多种互溶的液体31.对于Donnan平衡,下列哪种说法是正确的:(1)膜两边同一电解质的化学位相同;(2) 膜两边带电粒子的总数相同;(3) 膜两边同一电解质的浓度相同;(4) 膜两边的离子强度相同。
32.Donnan平衡产生的本质原因是:(1)溶液浓度大,大离子迁移速度慢;(2) 小离子浓度大,影响大离子通过半透膜;(3) 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;(4) 大离子浓度大,妨碍小离子通过半透膜。
33.对由各种方法制备的溶胶进行半透膜渗析或电渗析的目的是:(1)除去杂质,提高纯度;(2) 除去小胶粒,提高均匀性;(3) 除去过多的电解质离子,提高稳定性;(4) 除去过多的溶剂,提高浓度。
34.有关电泳的阐述,正确的是:(1) 电泳和电解没有本质区别;(2) 外加电解质对电泳影响很小;(3) 胶粒电泳速度与温度无关;(4) 两性电解质电泳速度与pH值无关。
35.下列性质中既不属于溶胶动力学性质又不属于电动性质的是:(1) 沉降平衡; (2) 布朗运动;(3) 沉降电势; 4) 电导。
36.当在溶胶中加入大分子化合物时:(1) 一定使溶胶更加稳定;(2)一定使溶胶更容易为电解质所聚沉;(3)对溶胶稳定性影响视其加入量而定;(4) 对溶胶的稳定性没有影响。
37.根据DLVO理论,溶胶相对稳定的主要因素是:(1) 胶粒表面存在双电层结构;(2) 胶粒和分散介质运动时产生ζ电位;(3) 布朗运动使胶粒很难聚结;(4) 离子氛重叠时产生的电性斥力占优势。