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第五章胶体溶液

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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侧的浓度。

析在半透膜的两侧，大离子P－不能透过半透膜，小离子可以任意进出半透膜，达平衡时，依据Donnan膜平衡原理可进行计算。

解设平衡时半透膜内侧Cl－的浓度为χ mol·L-1，则平衡时各物质的浓度为：

c（Cl－）内= χ mol·L-1

c（Na+）内=0.10mol·L－1+χ mol·L-1

c（Na+）外= c（Cl－）外=0.50mol·L－1－χ mol·L-1

c（P－）内=0.10mol·L-1

达到Donnan平衡时存在如下关系：

c（Na+）内·c（Cl－）内= c（Na+）外·c（Cl－）外

将数据代入得：

χ·（0.10+χ）=（0.50－χ）（0.50－χ）

解得χ =0.23

所以达到Donnan平衡后，半透膜两侧离子的浓度分别为：

c（P－）内= 0.10 mol·L-1

c（Na+）内=0.10mol·L－1+0.23 mol·L-1=0.33 mol·L-1

c（Cl－）内= χ mol·L-1=0.23 mol·L-1

c（Na+）外= 0.50 mol·L－1－χ mol·L-1=0.27 mol·L-1

c（Cl－）外=0.50mol·L-1－χ mol·L-1=0.27 mol·L-1

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一、判断题（对的打√，错的打×，共10分）

1．溶液产生正吸附时、溶液的表面张力增大，溶液表层中溶质分子数目增多。（）2．加水进乳状液中，能均匀混合的是O/W型乳状液。（）

3．乳化剂的作用是降低液—液界面上的张力，形成保护膜。（）

4．电解质离子的聚沉能力与电解质离子所带的电荷数成反比。（）

5．用电泳技术可分离、鉴定蛋白质。（）

6．在水中加入少量表面活性剂，表面活性剂分子就会把疏水基端聚在一起，形成胶束。（）7．胶体分散系不一定都是多相系统。（）

8．一般来说，向胶体溶液加入的同种电解质愈多，热力学电位（φ）的绝对值便愈低，溶胶的稳定性愈差。（）

9．加入少量电解质盐类，引起胶粒聚结沉降的作用叫做盐析。（）

10．胶凝过程是线形高分子互相接近交联起来形成网状骨架。脱液收缩是胶凝过程的继续。（）二、选择题（将每题一个正确答案的标号选出，每题2分，共36分）[TOP]

1．胶体分散系，真溶液和粗分散系中，按分散相粒子大小排序为（）

A．胶体分散系>真溶液>粗分散系

B．粗分散系>真溶液>胶体分散系

C．胶体分散系>粗分散系>真溶液

D．粗分散系>胶体分散系>真溶液

E．真溶液>胶体分散系>粗分散系

2．乳状液属于（）

A．胶体分散系B．粗粒分散系C．溶胶

D．高分子溶液E．缔合胶体

3．表面活性物质（）

A．能形成负吸附的物质B．易溶于水的物质

C．降低系统内部能量的物质D．能降低溶剂表面张力的物质

E．能增加系统表面能的物质

4．高分子溶液有别于低分子真溶液而表面胶体性质的因素是（）

A．非均相性质B．分子带电荷C．粒子半径很大

D．热力学稳定性E．分子有两亲性基团

5．使Fe(OH)3溶胶聚沉，效果最好的电解质是（）

A．AlCl3B．NaNO3C．Na2SO4D．MgBr2E．K3PO4

6．当溶胶中有小分子杂质时，常用的除去方法是（）

A．过滤法B．离心分离法C．电泳法

D．渗析法E．沉淀法

7．蛋白质溶液属于（）