1、第十章 膠體分散系統一基本要求1了解膠體分散系統的特有的分散程度、多相不均勻性和熱力學不穩定性等三個主要基本特性。2了解憎液溶膠在動力性質、光學性質和電學性質等方面的特點，以及如何應用這些特點，對憎液溶膠膠粒的大小、形狀和的帶電情況等方面進行研究。3 掌握憎液溶膠在穩定性方面的特點，知道外加電解質對憎液溶膠穩定性影響的本質，會判斷電解質的聚沉值和聚沉能力的大小。4了解大分子溶液與憎液溶膠的異同點，了解膠體分散系統的平均摩爾質量的多種測定方法。5了解凝膠的基本性質和納米科技的基本內容和廣泛的應用前景。二把握學習要點的建議膠體分散系統以其特有的分散程度、多相不均勻性和熱力學不穩定性這三個基本特性，

2、使得與一般的分子分散系統或粗分散系統在性質上有很大的不同，主要表現在：動力性質、光學性質和電學性質等方面。不能把憎液溶膠的三個基本特性與它在動力、光學和電學方面的性質混為一談。了解憎液溶膠的動力性質、光學性質和電學性質，目的是將它區別于分子分散系統和粗分散系統，利用這些性質可以對膠粒的大小、形狀和帶電情況進行研究。大分子溶液與憎液溶膠在組成上完全是兩回事，大分子溶液是分子分散系統，是親液溶膠， 僅僅是因為大分子溶液的分子大小與憎液溶膠膠粒的大小相仿，在粒度效應方面有一點共同之處，才放在一起研究，其實兩者在光學性質、電學性質和受外來電解質影響方面有很大的區別。大分子是由小分子單體聚合而成的，由于

3、聚合的程度不同，所形成分子的大小也不同，所以大分子物質的摩爾質量只是一個平均值，而且隨著摩爾質量測定方法的不同，所得的摩爾質量的值也不同。納米科技目前是許多學科的研究熱點，采用較多的溶液相制備納米材料的的方法是類似于制備溶膠的方法，學好膠體分散系統的性質，對納米材料的研究有很大的幫助。這一章的計算題不多，主要是掌握憎液溶膠的制備、凈化、各種性質以及廣闊的應用 前景。三.思考題參考答案1 .憎液溶膠有哪些特征？答：主要有三個特征：(1)特有的分散程度。膠粒的大小一般在1 100 nm之間，所以有動力穩定性強、不能通過半透膜、擴散慢和對光的散射作用明顯等特點。(2)多相不均勻性。膠團結構復雜，膠粒

4、是大小不等的超微不均勻質點，膠粒與介質 之間存在相界面。(3)熱力學不穩定性。由于膠粒小、表面積大、表面能高，所以有自動聚結以降低表 面能的趨勢。在制備溶膠時要加適量的穩定劑，這樣在膠粒外面就會形成帶電的溶劑化層， 利用相同電荷相斥的性質，保護膠粒不聚沉。2 .有穩定劑存在時膠粒優先吸附哪種離子？答：制備溶膠時，一般是將略過量的某一反應物作為穩定劑。膠核優先吸附的是與作為膠核的化合物中相同的那個離子。例如，在制備AgI溶膠時，若用略過量的KI作為穩定齊心則AgI膠核優先吸附I 一離子，若用略過量的AgNO3作為穩定劑，則AgI膠核優先吸附Ag* 離子，利用同離子效應保護膠核不被溶解。若穩定劑是

5、另外的電解質，膠核將優先吸附使自己不被溶解的離子，或轉變成溶解度更小的沉淀的那種離子。在通常情況下，膠核優先吸附水化作用較弱的陰離子，所以自然界中的天然溶膠如泥漿水、豆漿和天然橡膠等， 其膠粒都帶負電。3 .把人工培育的珍珠長期收藏在干燥箱內，為什么會失去原有的光澤？能否再恢復？答：珍珠是一種膠體分散系統，其分散相為液體水，分散介質為蛋白質固體。珍珠長期在干燥箱中存放，作為分散相的水在干燥箱中逐漸被蒸發，膠體分散系統被破壞， 故失去光澤。這種變化是不可逆的，珍珠的光澤不可能再恢復。通常在珍珠表面要覆蓋一層保護膜， 保護水分不被蒸發，保護蛋白質不因被氧化而發黃。4 .當一束會聚光線通過憎液溶膠時

6、，站在與入射光線垂直方向的同學，看到光柱的顏色是淡藍色；而站在與入射光 1800方向的同學看到的是橙紅色，這是為什么？答：站在與入射光線垂直方向(即側面)的同學，看到的是膠粒的散射光。根據瑞利公式，入射光的波長越短，其散射光就越強。所以，藍色、紫色等短波長的光容易被散射，其 散射光主要呈淡藍色。而對著入射光看的同學，看到的是經散射后的透射光。在白光中，波長較短的藍色、紫色光已大部分被散射掉了，剩下的透射光中主要是以波長較長的黃光和紅光為主，所以看到的透射光是橙紅色的。5為什么有的煙囪冒出的是黑煙，有的卻是青煙？答： 在燃燒不完全時，煙囪冒出的煙是黑色的，因為煙灰的粒子較大，屬于粗分散系統，對入

7、射光主要發生光的吸收和反射，人們看到的黑色是從大的煙灰粒子上反射出來的光，這種大的煙灰粒子在空氣中會很快沉降。當燃燒完全時，從煙囪冒出的灰粒極小，落到了膠體的粒徑范圍，灰粒的直徑已小于可見光的波長，對入射光主要發生散射作用。而短波長的藍光、紫光的散射作用強，所以散射光主要呈藍青色，所以看到的是青煙。實際上，看到的呈藍青色的并不是小灰粒的本身，而是它發出的散射光所形成的光點，要比小灰粒的本身大好幾倍。6為什么晴天的天空呈藍色？為什么日出、日落時的彩霞特別鮮艷？答： 太陽光是由七色光組成的。空氣中有灰層微粒和小水滴，當陽光照射到地球上時，波長較短的藍光、紫光容易被空氣中的微粒散射，所以藍紫色的散射

8、光較強，人們看到天空呈藍色，實際上看到的就是這種散射光。而在日出、日落時，太陽接近地平線，陽光要穿過厚厚的大氣層才能被人們看到，在陽光穿越空氣層時，其中波長較短的青色、藍色和紫色光，幾乎都被大氣層中的微粒散射掉了，人們看到的是散射后剩余的波長較長的透射光，主要以紅色和橙色的光為主，所以特別絢麗多彩。7為什么表示危險的信號燈用紅色？為什么車輛在霧天行駛時，裝在車尾的霧燈一般采用黃色？答： 因為紅色光的波長很長，不容易被散射，能傳得較遠，可以讓人在很遠的地方就能看到危險的信號。在霧天，白光中有一部分短波長的光會被微小的霧滴散射，使光線變弱，不可能傳得很遠， 所以用白色燈做霧燈是不合適的。紅色的燈光

9、雖然能傳得很遠，但容易與停車信號混淆。而黃色光的波長較長，不容易被散射，所以用黃色燈來做霧燈比較合適。霧天在高速公路上開車，除了要減速以外，還必須把霧燈打開，讓黃色的霧燈很遠就能被后面的駕駛員看見，可以防止汽車追尾相撞。8為什么在做測定蔗糖水解速率的實驗時，所用旋光儀的光源用的是鈉光燈？答： 因為在測定蔗糖水解的速率時，主要是用旋光儀測定溶液旋光度的變化，不希望有其他散射等因素干擾。鈉光燈放出的是波長單一的、波長較長的黃色光，不容易被散射，光線也比較強，能使實驗測定更精確。9 .什么是U電勢？ U電勢的正、負號是如何決定的？，電勢的大小與熱力學電勢有什么差別？，電勢與憎液溶膠的穩定性有何關系？

10、答：膠粒表面的電荷分布與電極表面一樣，是雙電層結構。膠粒在移動時會帶著它吸附的緊密層和緊密層中離子的水化層一起移動，移動時會產生一個滑移界面，這滑移界面與本體溶液之間的電勢差稱為，電勢。因為只有在膠粒移動時才會出現滑移界面，所以 ，電勢 也稱為動電電勢。，電勢的正、負號與膠核首先吸附的離子符號相同，即與緊密層所帶電荷的符號相同。C電勢總是小于熱力學電勢。U電勢可以使憎液溶膠具有一定的穩定性，因為膠粒所帶電荷的符號相同，在兩個膠粒相互接近到一定程度時，由于同性電荷相斥， 會阻止膠粒凝聚，電勢越大，溶膠就越穩定。但是， ，電勢會受外加電解質的影響，隨著 電解質的加入，電勢變小，直至等于零，這時憎液

11、溶膠會發生聚沉而被破壞。有時加入 過量的電解質，會使 ，電勢改變符號。10 .在一個U型玻璃管中間，放一個用 AgCl晶體組成的多孔塞，管中放濃度為30.001 mol dm 的KCl溶液。在多孔塞的兩邊，放與直流電源相接的電極。接通電源后， 管中的介質將向哪一極方向移動？如果將KCl溶液的濃度增加10倍，則介質遷移的速度是變慢了還是變快了？如果管中放的是濃度為0.001 mol dm二的AgNO3溶液，電滲的方向會改變嗎？答：當AgCl晶體與介質水接觸時，一旦發生溶解，由于Ag +的體積比Cl-小，擴散速度快，可以遠離晶體表面，所以 Ag +的溶解量相對而言要比 Cl 一大得多,而AgCl晶

12、體又優 先吸附溶液中的Cl謫子，因而多孔塞帶負電，則介質帶正電。電滲時，帶正電的介質會向 負極移動。將KCl的濃度增加，會使晶體多孔塞的二電勢下降，使電滲速度變慢。當用AgNO 3代替KCl時，AgCl多孔塞優先吸附溶液中的 Ag +離子，使多孔塞帶正電， 則介質帶負電，電滲的方向與剛才相反。11 .為什么輸油管和運送有機液體的管道都要接地？答：固體表面通常都會吸附一些電荷，形成雙電層結構，使得固體表面與擴散層之間形成電勢差。在用泵輸送石油或其它碳氫化合物時，由于用泵的壓差來迫使液體流動，在流動的擴散層和管道表面之間會產生電勢差，這就是流動電勢。如果流動電勢很大， 就會產生電火花，以至引發爆炸

13、。為了防止事故發生，都要將這種管道接地或加入有機電解質，增加它 的電導，降低流動電勢。12 .為什么明磯能使渾濁的水很快澄清？答：明磯是硫酸鉀鋁復鹽，溶于水后產生K +, Al3+等離子。另外， Al3+離子在水中發生水解，產生 Al(OH)3絮狀膠體，這種膠粒帶正電。混濁的水中有大量帶負電的泥沙膠 粒，受電解質Al 3+ 離子的作用，很快就發生凝聚，并與帶正電的Al(OH)3絮狀膠體相互作用，兩種帶不同電荷的膠體發生混凝而迅速下沉，所以明磯能使渾濁的水很快澄清。目前的凈水劑也大多用 Al2(SO4)3系列的鹽類。13 .用電解質把豆漿點成豆腐， 如果有三種電解質：NaCl , MgCl 2和

14、CaS042H2O , 哪種電解質的聚沉能力最強？答：點豆腐是用合適的電解質溶液(俗稱鹵水)將豆漿膠粒凝聚，變成凝膠。天然的豆 漿膠粒是帶負電的，電解質中的正離子起主要作用。對于負溶膠，顯然 NaCl的聚沉能力最 弱，Mg2#口 Ca2 +的聚沉能力差不多，但由于MgCl2中Cl一是負一價的，而CaS04 2H20 中S04一是負二價的，所以相對而言，聚沉能力最強的應該是MgCl2。但由于Mg2 + 加多了會有苦味，所以目前較多是用CaS04 2H2O (即生石膏)的溶液來點豆腐。14 .在能見度很低的霧天飛機急于起飛，地勤人員搬來一個很大的高音喇叭，喇叭一開，很長一段跑道上的霧就消失了，這是

15、為什么？答：這叫高音消霧。聲音是有能量的，喇叭的音波能促使霧粒相互碰撞，使小水滴凝結 成大水滴而下降，部分更小的水滴獲得能量后會氣化，所以在音波作用的較近的范圍內，霧會很快消失。由清華大學席葆樹教授研制的大喇叭，輸出功率為20 000聲瓦。喇叭長5 m,直徑為2.86 m 。在霧天，這只喇叭朝飛機跑道上大吼一聲，可以開出500 m到1000 m的清亮大道。15.江河入海口為什么會形成三角洲?答：這有兩種原因，一是由于上游的水土流失，江水中常常夾帶大量的泥沙，到入海口時，河道變寬，水的流速變慢，懸浮的泥沙沉積。另一個原因是江水中的泥沙微粒是帶負電 的膠粒，碰到含有大量電解質的海水，就會凝聚下沉，

16、所以，江水一般是渾濁的，而海水都 是澄清的。這樣兩種因素加在一起，由于泥沙不斷的沉積，就慢慢形成了三角洲I。四.概念題參考答案1 .在稀的神酸溶液中， 通入H2s(g)以制備硫化神 As2G溶膠，該溶膠的穩定劑是略過量的H2s(g),則所形成膠團的結構式是()(A) (As2S3)m nH (n-x)HS1x- xHS-(B) (As2s3)m nHS- (n-x)H 廣 xH +(C) (As2S)m nH (n-x)HSx xHS -(D) (As2s3)m nHS，n-x)H x xH +答：(B) o穩定劑H2s(g)溶于水后生成氫硫酸，是弱酸，一般發生一級解離，H2slz也 H+ +

17、Hs一，膠核優先吸附Hs-,使膠粒帶負電。而膠團是電中性的。2 .將FeC3在熱水中水解，制成 Fe(OH)3溶膠的反應如下：FeGl+ 3H 擒(一1FeGOH3(+) 3HC1溶液中一部分Fe(OH)3還會發生如下的反應：Fe(OH)3+HCl一一FeOCl+2H2O,FeOClL1二 FeO+CP則Fe(OH)3溶膠的膠團結構式為()(A) (Fe(OH)3)m nFeO (n-x)Clx(B) (Fe(OH)3)m nFeO (n-x)Clx xCx(C) (Fe(OH)3)m nCl (n-x)FeO x xFeO(D) (Fe(OH)3)m nC(n-x)FeO 廣答：(B)。Fe

18、(OH)3膠核優先吸附FeO +,然后有部分Cl 一進入吸附層，形成的膠粒如（B）所示。（A）所示，是帶正電的。而膠團是電中性的，所以膠團結構式如3 .溶膠的動力性質是由于粒子的不規則運動而產生的，在下列各種現象中，不屬于溶膠動力性質的是（）（A）滲透壓（B）擴散（C）沉降平衡（D）電泳答：（D）由于溶膠粒子的不規則Brown運動，使粒子在分散介質中可以擴散、與重力達沉降平衡，在半透膜兩邊產生滲透壓。而電泳屬于溶膠的電學性質，不屬于溶膠的動力性質。4 . Tyndall現象是發生了光的什么作用的結果（）（A）散射（B）反射（C）折射（D）透射答：（A）。由于膠粒半徑遠小于入射光的波長，入射光在

19、膠粒上發生散射現象，產生一束乳白色的散射光，這就是Tyndall現象，是憎液溶膠的特有性質。5 .日出和日落時太陽呈鮮紅或橙黃色的原因是（）（A）藍光波長短，透射作用顯著（B）藍光波長短，折射作用顯著（C）紅、黃光波長長，透射作用顯著（D）紅、黃光波長長，散射作用顯著答：（C）。日出和日落時太陽光透過厚厚的大氣層時，散射作用顯著的短波長的光如藍光、紫光等大部分已被散射，剩下了透射作用顯著的長波長的光，如紅光、黃光等。6 .在電泳實驗中，觀察到膠粒向陽極移動，表明（）（A）膠粒帶正電（B）膠粒帶負電（C），電勢為正（D）介質帶負電答：（B）。由于異性電荷相吸，膠粒總是向帶相反電荷的電極移動，所以

20、向陽極移動 的膠粒帶負電。7 .膠體粒子的，（Zeta）電勢是指（）（A）膠粒固體表面與本體溶液之間的電勢差（B）雙電層中緊密層與擴散層的分界處與本體溶液之間的電勢差（C）擴散層與本體溶液之間的電勢差（D）固體與溶液之間可以相對移動的界面與本體溶液之間的電勢差答：（D）。Zeta電勢又稱為動電電勢，只有膠粒在移動時才能顯示出來，是指固體與溶液之間可滑移的界面與本體溶液之間的電勢差。8 .溶膠的電學性質是由膠粒表面帶電而產生的，下列不屬于電學性質的是（）（A）布朗運動（B）電泳（C）電滲（D）沉降電勢答：（A）布朗運動屬于溶膠的動力性質。9 .均勻的牛奶是乳狀液，如下哪種方法可以從中沉淀出脂肪和

21、蛋白質（）（A）加入一些酒精（B）將牛奶靜置（C）過濾（D）加入酸答：（D）。牛奶是乳脂分散在水中形成的水包油乳狀液，加入酸這種強電解質會破壞乳 狀液，使脂肪和蛋白質與水分離。用超離心的方法也可以達到同樣的目的。10 .對于有略過量的 KI存在的AgI溶膠，下列電解質中聚沉能力最強的是（）（A） NaCl（B） K3Fe（CN） 6（C） MgSO4（D） FeCl3答：（D）o有過量的KI存在時，AgI膠核優先吸附碘離子，使膠粒帶負電。電解質所 含的正離子的電價數越高，其聚沉能力也越強。11 .混合等體積的濃度為0.08 mol dm3的KI溶液和濃度為 0.10 mol dm3的AgNO3

22、溶液，得到AgI的憎液溶膠。在這溶膠中分別加入濃度相同的MgSO4,CaCl2,Na2SO4,它們聚沉能力大小的次序是（）（A） 下（B） （C） 下（D） 下答：（C）。這里AgNO3略過量，生成的 AgI膠核優先吸附銀離子，使膠粒帶正電。所以，陰離子的價數越高，其聚沉能力就越強。MgSO4與Na2SO4雖然陰離子相同，但 MgSO4中的陽離子是正二價的，比鈉離子的價數高，會減弱硫酸根的聚沉能力，所以Na2SO4的聚沉能力最強。12 .用滲透壓法測定大分子化合物的摩爾質量，這樣測得的摩爾質量屬于（）（A）質均摩爾質量（B）數均摩爾質量（C） Z均摩爾質量（D）黏均摩爾質量答：（B）。滲透壓法

23、利用的是稀溶液的依數性，所以測得的是數均摩爾質量。13 .將大分子電解質 NaxR的水溶液用半透膜與純水隔開，大分子電解質中的R一不能透過半透膜，其余的小離子和水分子可以。當達到 Donnan平衡時，膜外水的 pH值將(A)大于7(C)等于7(B)小于7(D)不能確定答：(A)。大分子電解質中的 R -不能透過半透膜，而 Na +和H以。為了維持溶液的電中性，有Na十出來，必有H + 進去，使膜外水的pH值升高。14 .對于Fe(OH)3水溶膠，NaCl的聚沉值為512.2 mmol dm, Na2so4的聚沉值為4.31 mmol dm',若用ZnSO4將其聚沉，其聚沉值約為()33

24、(A)> 512.2 mmol dm(B) < 4.31 mmol dm33(C) =4.31 mmol dm(D) 略大于 4.31 mmol dm答：(D)o從兩者的聚沉值看出 Fe(OH)3溶膠帶正電，所以外加電解質負離子的價數越高，聚沉能力就越強，而聚沉值卻就越小。而ZnSO4雖然與Na2sO4負離子相同，但由于陽離子是兩價的，所以聚沉能力要略弱一點，聚沉值就要略大一點。15.對于AgI的水溶膠，如下三種電解質 Al(NO3"，Mg(NO3)2和NaNO3的聚沉值 分別為 0.067 mmol dm, 2.60 mmol dm 和 140 mmol dm ,則 A

25、gI 溶膠的膠粒所 帶的電荷是()(A) 正的(B) 負的(C)不帶電(D)無法判斷答：(B)。因為Al(NO3)3的聚沉值最小，而 NaNO3的聚沉值最大，可以看出Al3+的聚沉能力最強，所以 AgI溶膠的膠粒所帶的電荷是負的。五.習題解析1,將FeCl3在熱水中水解，制得Fe(OH)3溶膠后，為什么要用半透膜進行滲析？解：FeCl3在熱水中水解后，除了得到 Fe(OH)3溶膠外，溶液中還含有較多的 HCl。HCl 是強電解質，對于 Fe(OH)3溶膠而言，就是外加電解質，它會使溶膠的雙電層壓縮，電勢變小，使制得的Fe(OH為溶膠不穩定，容易聚沉，所以要用滲析的方法除去多余的HCl。檢驗滲析

26、是否已經完成的方法是，用稀的 AgNO 3溶液檢測半透膜外面的水，若不出現AgCl的白色沉淀，表明Cl加濃度已很低，則剩余的HCl就不會再影響Fe(OH)3溶膠的穩定性了。2 .用如下反應制備 BaSO4溶膠，用略為過量的反應物Ba(CNS)2作穩定劑Ba(CNS)2+K2so43BaSO4(溶膠)+ 2KCNS請寫出膠核、膠粒和膠團的結構式，并指出膠粒所帶的電性。解：形成的月遢是(BaSO4)mo由于同離子效應，膠核優先吸附穩定劑中的 Ba2+,吸 附層中還有CNS-離子,所以膠粒的結構為，(BaSO4)m nBa2+ 2(nx)CNS2x+,膠粒 帶正電。膠團是電中性的，所以膠團的結構為：

27、(Bas。4 nBa2+ 2(n-x)CNS12x 2xCNS-3 .對于AgI的水溶膠，當以 AgNO3為穩定劑時，如果 q電勢為0,請寫出在等電點 時膠團的結構式。解：(AgI)m為膠核，膠核優先吸附穩定劑中的Ag + ,由于是在等電態，NO ” Ag +的數量相等，膠團呈電中性，膠團結構式示意圖為(AgI) m nAg+ n NO 丁 4 .某溶膠中，膠粒的平均半徑為2.1 nm,溶膠的黏度為，。=0.001 Pa s。試計算(1) 298 K時，膠體的擴散系數 D。(2)在1 s的時間里，由于 Brown運動，粒子沿 x軸方向的平均位移x。解 (1)根據Brown運動公式和曰nstei

28、n位移方程RTD =L8.314J molK298 K-6.02 1023mol1 6 3.14 0.001Pa s 2.1 103m =1.0 4 1"0° m - s計算時要注意單位換算，1 Pa-1 N m： 1 J=1 N m1 2(2) <x> =(2Dt)1 2=2 1.04 10 m s 1 s =1.44 10 m5.有人在不同的pH條件下，測定了牛的血清蛋白在水溶液中的電泳速度，結果如下:6.307.00-0.90-1.25pH4.204.565.205.65泳速/(出2/s V) 0.500.18-0.25-0.65根據此實驗數據，確定該血清

29、蛋白等電點的pH范圍。解：該蛋白在pH處于4.56到5.20之間，電泳的方向發生改變，說明經歷了一個動電電勢變小、等于零并改變符號又繼續增大的過程，所以該蛋白的等電點在pH等于4.56與5.20之間。6. 298 K時，有一球形膠粒的溶膠，膠粒的平均半徑為5.0Ml0/m的水溶膠，介質的介電常數 ©=8.89x10- C V- m-,溶膠的黏度 刈=0.001 Pa，s。當所用的電場強度E =100 V m°時，膠粒與溶液之間的動電電勢, =0.636 V，試計算膠粒的電泳速率。解：根據Huckel計算電泳速率的公式；E u = 6 二_ 0.636 V 8.89 10出

30、C V/m,100 V m6 3.14 0.001 Pa s=3.0 10- m s37 .在充滿0.001 mol dm AgNO3溶放的U形電滲管中，中間放置一個AgCl (s)多孔塞，塞中的細孔中都充滿了溶液。在多孔塞的兩側分別放置電極，并通以直流電。通電一段時間后，在電滲管上方的刻度毛細管中，液面的變化表示介質向哪個電極移動？如果將管中的溶液換為0.01 mol dm-3的AgNO3溶液，并保持直流電的電壓相同，問介質電滲的速度將如何改變？如果用KCl溶液來代替AgNO3溶液，則電滲的方向有何變化？解：將AgCl (s)多孔塞置于AgNO3溶液中，由于同離子效應，AgCl (s)優先吸

31、附Ag+ , 所以AgCl多孔塞帶正電，則介質溶液帶負電。在直流電的電場中，介質會向正極移動。當AgNO3溶液的濃度增加，使動電電位變小，介質的電滲速度會減慢。若以KCl溶液代替AgNO3溶液，由于同離子效應，多孔塞優先吸附Cl所以AgCl多孔塞帶負電，則介質溶液帶正電，電滲的方向剛好相反，會向負極移動。8 .由 0.01 dm3 0.05 mol kg-1 的 KCl 和 0.1 dm3 0.002 mol kg-1 的 AgNO3溶液混 合，生成AgCl溶膠。若使用下列電解質： KCl , AlCl 3和ZnSO4將溶膠聚沉，請排出聚沉值 由小到大的順序。解：這兩種溶液混合，KCl略過量，

32、作為穩定劑，所以生成的AgCl膠核優先吸附Cl, 膠粒帶負電。外加電解質中正離子的電價越高，聚沉能力就越強，而聚沉值則就越小。 所以這些電解質的聚沉值由小到大的順序為：AlC13V ZnSO4V KCl 。9 .在H3ASO3的稀溶液中，通入略過量的H2s氣體，生成 As2s3溶膠。若用下列電解質將溶膠聚沉：Al(NO 3)3 , MgSO4和K3Fe(CN)6,請排出聚沉能力由大到小的順序。解：用過量的H2s氣體作為穩定劑，H2s發生一級解離，生成HS一離子，生成的As2s3 膠核優先吸附hs-離子，膠粒帶負電。外加電解質中正離子的電價越高，聚沉能力越強， 所以聚沉能力由大到小的順序為：Al

33、(NO 3)3>MgsO4> K3Fe(CN)6 。10 .墨汁是一種膠體分散系統，在制作時，往往要加入一定量的阿拉伯膠(一種大分子物質)作穩定劑，主要原因是什么？解：墨汁是碳的微粒分散在水中形成的膠體分散系統，它不穩定，容易發生聚沉。加適量的大分子化合物，大分子吸附在小的碳顆粒周圍，使碳顆粒不易凝聚，對溶膠起保護作用。11 .混合等體積的 0.08 mol dm-3 KI和0.1 mol dm-3 AgNO 3溶液所得的溶膠。(1)試寫出膠團的結構式。(2)指明膠粒電泳的方向。(3)比較MgSO4, Na2SO4和CaCl2電解質對溶膠聚沉能力的大小。解：(1)由于AgNO 3的

34、濃度大于KI的濃度，所以等體積混合時，AgNO 3過量，生成的AgI膠核優先吸附Ag+ ,使膠粒帶正電。則膠團的結構式為(AgI)m nAg (n-x)NO 丁 xNO3一(2)因為膠粒帶正電，電泳時往負極方向移動。(3)要使膠粒帶正電的溶膠聚沉，外加電解質中負離子的電價(絕對值)越大，聚沉 能力也就越強。所以聚沉能力大小的次序為：Na2SO4> MgSO4> CaCl2 。雖然前兩種電解質中負離子相同，但由于 Na2SO4中正離子是一價的，聚沉能力要比正離子是二價的稍大一 些。12 .在制備二氧化硅溶膠的過程中，存在如下反應：SiO2+H2OH2siO3(溶膠)H2siO-、 S

35、2P2 H(1)試寫出二氧化硅膠粒的結構式。(2)指明膠粒電泳的方向。(3)當溶膠中分別加入 NaCl, MgCl2, K3PO4時，哪種物質的聚沉值最小？解(1) H2SiO3(溶膠)的膠核優先吸附SiO3一，所以膠粒的結構式為(H 2SiO3)m nSiO2- 2(n-x)H 廣一(2)因為膠粒帶負電，所以在電泳實驗時，膠粒向正極移動。(3)根據Schulze-Hardy規則，對于負溶膠，外加電解質的正離子的價數越高，對溶膠的聚沉能力越強。而聚沉值與聚沉能力相反，所以MgCl2的聚沉值最小。13. 298 K時，在半透膜的一側是 0.1dm-3水溶液，其中含0.5 g某大分子化合物 Nae

36、P, 設大分子能完全解離，溶液是理想的。膜的另一側是濃度為1.0X10-7 mol . dm-3的NaCl稀溶液。測得滲透壓為 6 881 Pa。求大分子化合物 Na6P的數均摩爾質量。解：當膜的另一側的電解質濃度極低時，可以忽略它的影響，近似用van't Hoff的滲透壓公式計算：n (z 1)c2RT6 881 Pa =(6 1) 05g-3 8.314 J mol,K298K Mn 0.1dm解得3 ,Mn=(6 1) 00g_3-3 8.314 J molK298 K6 881 Pa 0.1 10 m1= 12.6 kg mol3 .14. 298 K時，在半透膜兩邊，一邊放濃

37、度為 0.100 mol dm 的大分子有機物 RCl, 設RCl能全部解離，但 R+不能透過半透膜。另一邊放濃度為 0.500 mol dm工的NaCl。試 計算達滲透平衡時，膜兩邊各種離子的濃度和滲透壓。解：達滲透平衡時，有CLNa3ClfNa即(0.1 x)x =(0.5 - x)(0.5 -x)解得x = 0.227 mol dm 飛所以平衡時，左邊：Cll =0.327 mol dm,； Na、L= 0.227 mol dm，右邊 ClR =0.273 mol dm” ； Na、R =0.273 mol dm"n = cRT二(0.1 0. 1x 2-) 2(x). RT )2. 676 1 0 Pa15. 25c時，在一個半透膜做成的袋內，裝有 0.1 dm3很稀的鹽酸水溶液，將 1.3 g 元大分子酸RH溶于其中，假設 RH能完全解離。膜的外面是 0.1 dm3的純水。達到滲透平 衡時，測得膜外溶液的 pH為3.26,膜電勢為34.9 mV ,假設溶液為理想溶液。試計算(1)半透膜袋內溶液的pH值。(2) 一元大分子酸RH的摩爾質量。解：(1)因為一元大分子酸的酸根R 一不能透過半透膜，但是溶劑分子、H+和Cl-可以。為了保持袋內的電中性，