第十四章 胶体化学习题解答

第 十 四 章 习 题

复习题1、用As 2O 3与略过量的H 2S 制成硫化砷As 2S 3溶胶，试写出其胶团的结构式。用FeCl 3在热水中水解来制备Fe(OH)3溶胶，试写出Fe(OH)3溶胶的胶团结构。

解 (1) H 2S 略过量，做稳定剂。考虑它作一级电离，制成硫化砷As 2S 3溶胶的胶团结构为 [(As 2S 3)m nHS -·(n-x)H +]x -·x H +

(2)以水做分散介质时，不能再用水做稳定剂。较常使用FeCl 3做稳定剂。写出Fe(OH)3溶胶的胶团结构为

{[Fe(OH)3]m nFe 3+·3(n-x )Cl -}3x+·3xCl -

或 {[Fe(OH)3]m nFe 3+·(3n-y )Cl -}y+·yCl -

1、在碱性溶液中用HCHO 还原HAuCl 4以制备金溶胶，反应可表示为

HAuCl 4 +5NaOH →NaAuO 2+4NaCl+3H 2O

2 NaAuO 2+3HCHO+NaOH →2Au+3HCOONa+2H 2O

此处NaAuO 2是稳定剂，试写出胶团结构式。

由于NaAuO 2是稳定剂，所以将是AuO 2－离子被吸附在Au 胶核上，则胶团的结构式为

{(Au)m ·nAuO 2－·(n-x) Na +}x-·x Na +。

5、在298K 时，某粒子半径为3×10-8m 的金溶胶，在地心力场中达沉降平衡后，在高度相距1.0×10-4m 的某指定体积内粒子数分别为277和166。已知金的密度为1.93×104kg ·m -3，分散介质的密度为1×103kg ·m -3，试计算阿伏加德罗常数的值为多少？

解 根据沉降平衡的高度分布公式 )()(3

4ln 12312x x gL r N N RT ---=介质粒子ρρπ )()(3

4)/ln(12312x x g r N N RT L ---=介质粒子ρρπ )100.1(8.910)13.19()103(3

4)

277/166ln(298)314.8(42333811m s m m kg m K mol K J ------⨯⨯⋅⨯⋅⨯-⨯⨯⨯⨯-⨯⨯⋅⋅=π =6.2537×1023mol -1。

8、在某内径为0.02m 的管中盛油，使直径为1.588×10-3m 的钢球从其中落下，下降0.15m 需时16.7s 。已知油和钢球的密度分别为960和7650kg ·m -3。试计算在实验温度时油的黏度为若干？

解 粒子恒速沉降公式为： dt

dx r g r πηρρπ6)(343=-介质粒子 则 dt dx g r 6)(342介质粒子ρρη-=

s

m s m m kg m 7.1615.068.9)9607650()2110588.1(3

42

323⨯⋅⨯⋅-⨯⨯⨯=--- =1.023kg ·m -1·s -1=1.023Pa ·s

13、在水中，当所用的电场强度E 为100V ·m -1时，直径为1

m μ的石英粒子在电场中的运动速度为30?m ·s -1。试计算在石英－水界面上

ζ电势的数值。设溶液黏度η=0.001Pa ·s ，介电常数ε=8.89×10-9C ·V -1·m -1（C ·V -1=F ，F 为

电容法拉）。

解 把石英粒子看成是球形小粒子，K=1.5 V m V m V C s m s m kg E u 0506.01001089.8100.3001.05.15.111191

511=⋅⨯⋅⋅⨯⋅⨯⨯⋅⋅⨯==--------εηζ

15、在三个烧瓶中分别盛0.02dm 3的Fe(OH)3溶胶，分别加入NaCl 、Na 2SO 4和Na 3PO 4溶液使其聚沉，至少需加电解质的数量为(1)1mol ·dm -3的NaCl0.021dm 3，(2)0.005mol ·dm -3的Na 2SO 40.125dm 3，(3)0.0033mol ·dm -3的Na 3PO 47.4×10-3dm 3。试计算各电解质的聚沉值和它们的聚沉能力之比，从而判断胶粒带什么电荷？

解 聚沉值是使一定量的溶胶在一定时间内完全聚沉所需电解质的最小浓度，

33

3

3512.0)021.002.0(021.01)(--⋅=+⨯⋅=dm mol dm dm dm mol NaCl c 333

33421031.4)125.002.0(125.0005.0)(---⋅⨯=+⨯⋅=dm mol dm dm dm mol SO Na c

343

3333431091.8)104.702.0(104.70033.0)(-----⋅⨯=⨯+⨯⨯⋅=dm mol dm dm dm mol PO Na c 聚沉能力与聚沉值成反比，所以聚沉能力之比为

575:119:110

91.81:1031.41:512.0143=⨯⨯-- 聚沉能力随电解质负离子价数的增加而增加，因此可以判断胶粒带正电荷。

18、把1×10-3kg 的聚苯乙烯(

n M =200kg ·mol -1)溶在0.1dm3苯中，试计算所形成溶液在298K 时的渗透压值。

解 所形成溶液的浓度为 33

1305.01.01200101---⋅=⨯⋅⨯==m mol dm mol kg kg V n c Pa K mol K J m mol cRT 8.121293314.805.0113=⨯⋅⋅⨯⋅==∏---

23、在298K 时，溶解在有机溶剂中的聚合物的特性黏度如表所示

求该体系的和K 值。

解 聚合物的特性黏度与分子量间的关系式为αηr

KM =][，则 r M K ln ln ]ln[αη+=

即以 ln[η]对lnM r 作图，得一直线，斜率为

α，截距为

lnK 。ln[η]与lnM r 数据列于下表