胶体分散系讲解

第八章胶体分散系

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例10-1 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10-2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10-3 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10-4 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

本章练习[TOP]判断题选择题填空题问答题计算题

一、判断题（对的打√，错的打×）

1.用电泳技术可分离、鉴定蛋白质。 ( )

2.在人体液pH＝7.4的情况下，血清蛋白（pI<7）常以负离子状态存在。 ( )

3.由于溶胶有丁达尔效应，故常用于区分溶胶和真溶液。 ( )

4.CaCO3、Ca3(PO4)2等微溶性无机盐在血液中以溶胶形式存在，血液中蛋白质对这些盐类有保护作用，

所以它们在血液中浓度比在纯水中大，而且稳定。 ( )

5.老年人有皱纹和血管硬化的原因之一是由于皮肤和血管壁凝胶的膨润能力升高所致。

( )

6.NaCl在苯中分散成分子聚集体（粒子大小在1～100nm之间）时形成胶体溶液。( )

7.煤和石油燃烧产生的粉尘进入大气形成气溶胶。 ( )

二、选择题（将每题一个正确答案的标号选出）[TOP]

1.对于胶团[(AgBr)m·n Ag+·(n-x)NO3-]x+·x NO3-,下列说法中不正确的是（）。

A. 胶核是(AgBr)m

B. m＝n＋x

C. 胶粒是[(AgBr)m·n Ag+·(n-x)NO3-]x+

D. 在电场中胶粒向负极移动

2.对于As2S3（负溶胶），聚沉能力最大的是( )

A. K2SO4

B. CaCl2

C. AlCl3

D. Na3PO4

3.对于高分子溶液，以下说法不正确的是( )

A. 高分子溶液是稳定系统

B. 高分子溶液是均相系统

C. 高分子电解质在中性溶液中不带电

D. 高分子溶液的粘度都比较大

4．物质间发生物理吸附时的作用力是( )

A. 共价键

B. 离子键

C. 氢键

D. 范德华力

5.下列物质均可以使Fe(OH)3聚沉，但聚沉值最小的是( )

A. AlCl3

B. MgSO4

C. NaCl

D. K3[Fe(CN)6]

6.物理吸附和化学吸附的共同特点是( )

A. 有选择性

B. 热效应大

C. 单分子吸附

D. 降低表面能

7.当溶液的pH＝7.5时，乳清蛋白向负极泳动，欲使其反向移动则应( )

A. 增大电压

B. 加入同离子

C. 加碱使pH>pI

D. 加酸使pH

8.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

9.将50ml0.002mol/L AgNO3溶液和30ml0.0018mol/L KBr溶液混合制备AgBr溶胶，以下推论中

正确的是( )

A.胶粒带正电

B.胶粒带负电

C.胶粒不带电

D.胶核优先吸附Br-

10.高分子溶液与溶胶的鉴别可借助于( )

A. 布朗运动

B. 丁达尔现象

C. 电泳

D. 渗析

11.关于乳状液，以下说法中不正确的是( )

A. 乳状液是粗分散体系

B. 乳状液是热力学及动力学稳定体系