第十二章 胶体化学.doc

第十二章 胶体化学12.1 如何定义胶体系统？胶体系统的主要特征是什么？答：按分散质粒子线度的大小定义，粒子线度在 1~100nm 之间的分散系统为胶体；小于 1nm 及大于 100nm 的分散系统则分别为真溶液和粗分散系统胶体系统的主要特征是：高度分散的多相性和热力学不稳定性12.4 什么是 ξ 电势？如何确定 ξ 电势的正、负号？ξ 电势在数值上一定要少于热力学电势吗？请说明原因答：ξ 电势就是当固液两相发生相对运动时，不滑动面所包围的带电体与溶液本体之间的电势差ξ 电势的正、负号取决于胶粒所带电荷的符号胶粒带正电时 ξ>0；胶粒带负电时ξ<0ξ 电势在数值上不一定小于热力学电势 E一般情况下，ξ

2)已知该金溶胶中含 Au(s)微粒的质量浓度 ρ(Au)=1.00㎏·m -3金原子的半径 r1=1.46×10-10m，纯金的密度 ρ=19.3×103㎏·m -3假设每个金的微粒皆为球形，其半径 r2=1.00×10-8m试求：(a)每立方厘米溶胶中含有多少金胶粒？(b)每立方厘米溶胶中，胶粒的总表面积为多少？(c)每个胶粒含有多少金原子？解：(1)Au(s)的固体表面易于吸附 AuO2-离子，Na +为反离子，故其胶团结构式为： xNanAuOm胶 粒 )()(2胶核胶团(2)(a)每个胶粒的质量 kgrV2033832184. 10.9).(4则每立方厘米溶胶中含胶粒个数为 个162034.184./)( mAu(b) 每立方厘米溶胶中，胶粒的总表面积A 总 =每个胶粒面积×1dm 3 溶胶胶粒个数=4πr22×1.24×1016=4×3.14×(1×10-8)2×1.24×1016=15.5m2(c)若按质量计算，则每个胶粒中金原子个数为 个原 子胶 粒 532200147.197.684. /./ LMmAu若按体积计算，扣除原子间堆积空隙后(空隙率为 26%)，每个 胶粒中金原子个数为个原 子胶 粒 5108312 3132.46.%7)(4)/(Vrr12.8 某粒子半径为 30×10-7cm 的金溶胶，25℃时，在重力场中达到沉降平衡后，在高度相距 0.1mm 的某指定体积内粒子数分别为 277 个和 166 个，已知金与分散介质的密度分别为 19.3×103㎏·m -3 及 1.00×103㎏·m -3。

试计算阿伏加德罗常数为若干？解：沉降平衡公式： )(1ln12012hRTMgC其中 M=4/3×(πr3ρL)， c2/c1=n2/n1123 33380125.6 15.294. 10.)()(.94.7ln)(l  molLLr个12.9 由电泳实验测定 Sb2S3 溶胶( 设为球形粒子)，在电压 210V 下(两极相距 38.5cm)，通过电泳的时间为 36min12s，引起溶液界面向正极移动 3.20cm，该溶胶分散介质的相对介电常数 εr=81.1，粘度 η=1.03×10-3Pa·s，试求该溶胶的 ξ 电势已知相对介电常数 εr、介电常数 ε 及真空介电常数 ε0 间有如下关系：εr=ε/ε0 ε0=8.854×10-12F·m-1 1F=1C·V-1解：由 有EvEvr0其中 sPamVEsv311510..548207.60.故 V7.385.485.0.71212.10 写出由 FeCl3 水解制得 Fe(OH)3 溶胶的胶团结构已知稳定剂为 FeCl3解：水解反应： FeCl3+3H2O==Fe(OH)3+3HClFeCl3 为稳定剂时，固体表面吸附的是 Fe3+，Cl -为反离子，胶团结构为： xCllxnFeOHem)(])([ 333 胶 粒胶核胶团12.11 在 H3AsO3 的稀溶液中通入 H2S 气体，生成 As2S3 溶胶。

已知 H2S 能电离成 H+和HS-试写出 As2S3 胶团的结构解：稳定剂为 H2S，吸附 HS-，故胶团的结构为： xnAsm胶 粒 )()(32胶核胶团12.14 在三个烧瓶中分别盛有 0.020dm3 的 Fe(OH)3 溶胶，分别加入 NaCl、Na 2SO4 及Na3PO4 溶液使溶胶发生聚沉，最少需要加入： 1.00mol·dm-3 的 NaCl0.021dm3；5.0×10 -3mol·dm-3 的 Na2SO40.125 dm3 及 3.333×10-3mol·dm-3 的 Na3PO40.0074 dm3试计算各电解质的聚沉值、聚沉能力之比，并指出胶体粒子的带电符号解：各电解质的聚沉值为 333432 33109.074..1:.25..50.0.1: dmolPONaSdolaCl三种电解质聚沉能力之比为NaCl：Na 2SO4：Na 3PO4=1/512：1/4.31：1/0.90=1：119：569胶体粒子的带电符号为负号12.16 如图所示，在 27℃时，膜内某高分子溶液的浓度为 0.1mol·dm-3，膜外 NaCl 浓度为0.5mol·dm-3，R +代表不能透过膜的高分子正离子，试求平衡后溶液的渗透压为多少？R+，Cl -0.1，0.1Na+，Cl -0.5，0.5解：浓度单位采用 mol·dm-3。

设平衡后左侧 c(Na+)=x，则平衡后两侧各离子浓度如图所示达到唐南平衡时：R+，Na +，Cl -0.1，x，0.1+xNa+， Cl-0.5－x，0.5－xC(Na+)左 ·c(Cl-)右 = C(Na+)右 ·c(Cl-)右 x(0.1+x)=(0.5－x) 20.1x+x2=0.25－x+x 2x=0.2273 mol·dm-3将上图中的 x 用 0.2273 表示即得R+， Na+， Cl-0.1，0.2273，0.3273Na+， Cl-0.2727，0.2727膜两侧的浓度差：Δc=(R++Na++Cl-)左 －(Na ++Cl-)右 =(0.1+0.2273+0.3273)－(0.2727+0.2727)=0.109 mol·dm -3渗透压 π3=ΔcRT=2.72×105Pa=272kPaR+，Cl -0.1，0.1。