胶体分散系统Word文档格式.docx

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一般优先吸附水化作用较弱的阴离子，所以自然界的天然胶粒如泥沙、豆浆、橡胶等都带负电。

3.当一束会聚光通过溶胶时，站在与入射光线垂直方向的同学，看到光柱的颜色是淡蓝色；

而站在入射光180o方向的同学看到的是橙红色，这是为什么？

站在与入射光线垂直方向（即侧面）的同学，看到的是胶粒的散射光。

根据瑞利公式，入射光波长越短，散射光越强。

所以，蓝色、紫色光容易散射，散射光呈淡蓝色。

而对着入射光看的同学，看到的是透射光。

在白光中，波长较短的蓝色、紫色光已被散射，剩下的透射光主要是波长较长的光，所以看到的透射光是橙红色的。

4.为什么有的烟囱冒出的是黑烟，有的却是青烟？

有的烟灰粒子很大，属粗分散系统，主要发生光反射和吸收，所以看到的是黑色。

这种粒子很快会沉降。

而有的灰粒极小，小于可见光波长，主要发生光散射。

而短波长的蓝光、紫光的散射光强，所以看到的是青烟。

实际上，看到的不是灰粒的本身，而是它的散射光。

5.为什么晴天的天空呈蓝色？

为什么日出、日落时云彩特别红？

太由七色光组成。

空气中有灰层微粒和小水滴，当照射地球时，波长较短的蓝光、紫光被微粒散射后的散射光较强，所以，看到的天空呈蓝色，实际上看到的是这种散射光。

而在日出、日落时，太阳接近地平线，要穿过厚厚的大气层我们才能看到。

中短波长的青色、蓝色、紫色光被大气层中的微粒散射掉了，我们看到的是散射较弱的红色、橙色的透射光，所以特别绚丽多彩。

6.为什么危险信号灯用红色？

为什么车辆在雾天行驶时雾灯规定用黄色？

因为红色光波长很长，不容易散射，传得远，可以让人在很远时就能看到危险信号。

雾天，如果用白色雾灯，其中一部分短波长的光被雾滴散射，光线就会变弱。

而黄色光波长较长，不容易散射。

所以雾天在高速公路上，必须把后雾灯打开，黄色的雾灯很远就能看见，可以防止汽车追尾相撞。

7.为什么在做旋光分析时，光源用的是钠光灯？

因为在蔗糖水解时，主要测定其旋光度的变化，而不希望有散射因素干扰。

钠光灯放出的是单一的、波长较长的黄色光，不容易发生散射。

8.在一个U型管中间，放用AgCl晶体组成的多孔塞，管中放浓度为0.001mol.dm-3的KCl溶液。

多孔塞两边放接直流电源的电极。

通电时溶液将向哪一极方向移动？

将KCl浓度增加100倍，溶液流动速度是变慢了还是变快了？

因为AgCl晶体中Ag+比Cl-溶解度大，扩散快，AgCl晶体又优先吸附溶液中的Cl-离子，使多孔塞带负电，介质带正电。

所以，电渗时液体介质向负极移动。

KCl浓度增加，ζ电位下降，电渗速度变慢。

当用AgNO3代替KCl，AgCl优先吸附Ag+离子，介质带负电，电渗方向与刚才相反。

9.为什么输油管和运送有机液体的管道要接地？

在用泵输送石油或其它碳氢化合物时，由于压差迫使液体流动，在扩散层和管道表面会产生电势差，这就是流动电势。

流动电势太大会产生火花，引起爆炸。

为了防止事故发生，都将这种管道接地或加入有机电解质，以降低流动电势。

10.为什么明矾能将浑浊的水很快澄清？

明矾是硫酸钾铝复盐。

溶于水后产生K+，Al3+等离子。

另外，Al3+离子在水中发生水解，产生Al（OH）3絮状胶体。

混浊的水中有大量带负电的泥沙胶粒，受Al3+离子作用很快凝聚，并与Al（OH）3胶体发生相互作用而一起下沉。

所以明矾能使混水迅速变清。

但这种含Al3+离子的水不能多吃。

11.用电解质把豆浆点成豆腐，有三种盐：

NaCl,MgCl2,CaSO4.2H2O,哪种聚沉能力最强？

点豆腐是将豆浆胶粒聚沉，变成凝胶。

天然的豆浆胶粒带负电，电解质中正离子起主要作用。

显然NaCl聚沉能力最弱，Mg2+和Ca2+离子聚沉能力差不多，但由于MgCl2中Cl-是负一价的，所以相对而言聚沉能力最强的应该是MgCl2。

但由于MgCl2加多了有苦味，所以目前较多用CaSO4.2H2O即生石膏点豆腐。

12.在能见度很小的雾天飞机急于起飞，地勤人员搬来一个很大的高音喇叭，喇叭一开，很长一段跑道上的雾就消失了，这是为什么？

这叫高音消雾。

声音是有能量的，喇叭的音波促使雾粒碰撞，使小水滴凝结成大水滴而下降，部分更小的水滴获得能量后气化。

所以在音波作用的较近的围，雾会很快消失。

由清华大学席葆树教授研制的大喇叭，输出功率为20000声瓦。

喇叭长5m,直径2.86m。

在雾天，这只喇叭朝飞机跑道上大吼一声，可以开出500m到1000m的清亮大道。

13.江河入海处为什么会形成三角洲？

由于水土流失，江水中常常夹带大量泥沙。

到入海处河道变宽，流速变慢，泥沙沉积。

另一原因是江水中的泥沙微粒是带负电的胶粒，碰到含有大量电解质的海水就凝聚下沉。

这样长时间的沉积就形成了三角洲。

四．概念题参考答案

1．在稀的砷酸溶液中，通入H2S以制备硫化砷溶胶（As2S3），该溶胶的稳定剂是

H2S，则其胶团结构式是：

（）

（A）[（As2S3）m·

nH+（n-x）HS-]x-·

xHS-

（B）[（As2S3）m·

nHS-,（n-x）H+]x-·

xH+

（C）[（As2S3）m·

nH+,（n-x）HS-]x+·

（D）[（As2S3）m·

nHS-,（n-x）H+]x+·

（B）稳定剂H2S发生一级解离，胶核优先吸附HS-，使胶粒带负电，

2．溶胶的动力性质是由于粒子的不规则运动而产生的,在下列各种现象中,不属于溶胶动

力性质的是：

（）

（A）渗透法（B）扩散

（C）沉降平衡（D）电泳

（D）电泳不属于溶胶的动力性质，属于溶胶的电学性质。

3．Tyndall现象是发生了光的什么的结果：

（）

（A）散射（B）反射

（C）折射（D）透射

（A）由于胶粒半径远小于入射光的波长，发生光的散射现象，这就是Tyndall现象，是憎液溶胶的特有性质。

4．日出和日落时,太阳呈鲜红色的原因是：

（A）蓝光波长短,透射作用显著（B）蓝光波长短,折射作用显著

（C）红光波长长,透射作用显著（D）红光波长长,散射作用显著

（C）太透过厚厚的大气层时，散射作用显著的短波长光如蓝光、紫光等已被散射，剩下透射作用显著的长波长光，如红光、黄光等。

5．在电泳实验中，观察到分散相向阳极移动，表明:

（）

（A）胶粒带正电（B）胶粒带负电

（C）电动电位相对于溶液本体为正（D）Stern面处电位相对溶液本体为正

（B）异电性相吸。

6．胶体粒子的Zeta电势是指：

（A）固体表面处与本体溶液之间的电位降

（B）紧密层、扩散层分界处与本体溶液之间的电位降

（C）扩散层处与本体溶液之间的电位降

（D）固液之间可以相对移动处与本体溶液之间的电位降

（D）Zeta电势又称为动电电势，只有胶粒在移动时才能显示出来，是指固液之间可滑移的界面与本体溶液之间的电位降

7．溶胶的电学性质由于胶粒表面带电而产生，下列不属于电学性质的是：

（）

（A）布朗运动（B）电泳

（C）电渗（D）沉降电势

（A）布朗运动属于溶胶的动力性质。

8．均匀的牛奶是乳浊液，从其中沉淀脂肪和蛋白质的方法是：

（）

（A）加入一些酒精（B）将牛奶静置

（C）过滤（D）加入酸

（D）牛奶是乳脂分散在水中形成的乳浊液，加入酸这种强电解质会破坏乳浊液，使脂肪与水分离。

9．对于有过量的KI存在的AgI溶胶，下列电解质中聚沉能力最强者是：

（）

（A）NaCl（B）K3[Fe（CN）6]

（C）MgSO4（D）FeCl3

（D）AgI胶核优先吸附碘离子，使胶粒带负电，阳离子价数越高，聚沉能力越强。

10．混合等体积的0.08mol·

dm-3KI和0.1mol·

dm-3AgNO3溶液，得到一溶胶系统，

分别加入：

（1）MgSO4；

（2）CaCl2；

（3）Na2SO4，则其聚沉能力大小是：

（A）

（1）＞

（2）＞（3）（B）

（2）＞

（1）＞（3）

（C）（3）＞

（1）＞

（2）（D）（3）＞

（2）＞

（1）

（C）AgNO3溶液过量，AgI胶核优先吸附银离子，使胶粒带正电，阴离子价数越高聚沉能力越强。

MgSO4中阳离子价数比Na2SO4高，所以MgSO4聚沉能力最强。

11．用渗透压法测大分子化合物的摩尔质量，这样测得的摩尔质量属于：

（）

（A）质均摩尔质量（B）数均摩尔质量

（C）Ｚ均摩尔质量（D）粘均摩尔质量

（B）渗透压法利用的是稀溶液的依数性，所以测得的是数均摩尔质量。

12．将大分子电解质NaR的水溶液用半透膜和水隔开，达到Donnan平衡时，膜外水

的pH值：

（A）大于7（B）小于7

（C）等于7（D）不能确定

（A）大分子电解质中的R-离子不能透过半透膜，而Na+和H+可以。

为了维持溶液的电中性，有Na+出来，必有H+进去，使膜外水的pH值升高。

五．习题解析

1．对于AgI的水溶胶,当以AgNO3为稳定剂时,如果

电势为0,请写出等电态时的胶团结构式。

解：

（AgI）m为胶核，胶核优先吸附稳定剂中的Ag+，由于是在等电态时，NO

与Ag+等量，胶团呈电中性，胶团结构式示意图为：

[（AgI）m·

nAg+·

nNO

]

2．把人工培育的珍珠长期收藏在干燥箱，为什么会失去原有的光泽?

能否再恢复?

珍珠是一种胶体分散系统，其分散相为液体水，分散介质为蛋白质固体。

珍珠长期在干燥箱中存放,分散相水逐渐被干燥箱吸收,胶体分散系统被破坏，故失去光泽。

此变化是不可逆的，不能再恢复。

3．用化学凝聚法制成Fe（OH）3胶体的反应如下：

FeCl3+3H2O=Fe（OH）3（溶胶）+3HCl

溶液中一部分Fe（OH）3有如下反应：

Fe（OH）3+HCl=FeOCl+2H2O

FeOCl=FeO++Cl-

请写出Fe（OH）3溶胶的胶团结构式。

Fe（OH）3]m胶核优先吸附水解产物中的FeO+，另外，由于正负离子相互吸引的原因，使部分Cl-离子围绕在周围，胶粒带正电，整个胶团结构式为：

{[Fe（OH）3]m·

nFeO+·

（n-x）Cl-}x+·

xCl-

4．请讲述：

（1）在晴朗的白昼,天空呈蔚蓝色的原因；

（2）日出和日落时,太阳呈鲜红色的原因。

5．有人在不同pH的条件下，测定出牛的血清蛋白在水溶液中的电泳速度，结果如下：

pH4.204.565.205.656.307.00

泳速/（m2/s·

V）0.500.18-0.25-0.65-0.90-1.25

根据此实验数据，确定该蛋白等电点的围。

该蛋白在pH4.56与5.20之间，电泳的方向发生改变，说明经历了一个动电电位变小、等于零并改变符号又继续增大的过程，所以该蛋白的等电点在pH等于4.56与5.20之间。

6．在两个充满0.001mol·

dm-3KCl溶液的容器之间，是一个AgCl多孔塞,塞中细孔充满溶液,在两个容器中插入电极通以直流电,试问溶液将向何方移动?

当以0.1mol·

dm-3KCl来代替,加以相同的电压,溶液的流动是加快还是减慢?

如果以AgNO3来代替KCl,则溶液又将如何流动？

AgCl多孔塞在KCl溶液中，一方面由于银离子扩散快，另一方面由于同离子效应优先吸附氯离子，所以AgCl多孔塞带负电,则介质溶液带正电,在直流电电场中，溶液向负极移动。

当KCl溶液的浓度增加，使动电电位变小，溶液电渗的减慢。

如以AgNO3代替KCl,由于同离子效应优先吸附银离子，所以AgCl多孔塞带正电，则溶液带负电,溶液电渗向正极移动。

7．（A）水解FeCl3制取Fe（OH）3溶胶，为什么要渗析？

（B）加明矾为什么会使混浊的泥水澄清？

（A）FeCl3水解后，制得的Fe（OH）3溶胶中含有大量HCl。

电解质的浓度大，会使溶胶的双电层压缩，电位变小，使制得的Fe（OH）3溶胶不稳定，容易聚沉，所以用渗析的方法除去过量的HCl。

（B）明矾是硫酸钾铝复盐，溶解后既有大量的钾离子和铝离子，铝离子水解得Al（OH）3溶胶，该溶胶带正电。

而泥沙是一种带负电的悬浊液，在加入阳离子以后，使其电位变小，并且这两种带相反电荷的系统混合，正、负电荷中和，故产生相互聚沉，使混浊的泥水很快澄清。

8．由0.01dm30.05mol·

kg-1的KCl和0.1dm30.002mol·

kg-1的AgNO3溶液混合，生成AgCl溶胶。

为使其聚沉，使用下列电解质：

KCl，AlCl3和ZnSO4，请排出聚沉值由小到大的顺序。

这两种溶液混合，KCl略过量，所以生成的AgCl胶核优先吸附氯离子，胶粒带负电，外加电解质中正离子电价越高，聚沉能力越强，而聚沉值越小。

所以聚沉值由小到大的顺序为：

AlCl3＜ZnSO4＜KCl。

9．在H3AsO3的稀溶液中，通入过量的H2S气体，生成As2S3溶胶。

用下列物质聚沉：

Al（NO3）3，MgSO4和K3Fe（CN）6，请排出聚沉值由大到小的顺序。

用过量的H2S气体作为稳定剂，H2S发生一级解离，生成HS-离子，生成的As2S3胶核优先吸附HS-离子，胶粒带负电。

外加电解质中正离子电价越低，聚沉能力越弱，聚沉值越大。

所以聚沉值由大到小的顺序为：

K3Fe（CN）6＞MgSO4＞Al（NO3）3。

10．墨汁是一种胶体分散系统，在制作时，往往要加入一定量的阿拉伯胶（一种大分子物质）作稳定剂，主要原因是什么？

加适量的大分子化合物，大分子吸附在小的碳颗粒周围，使碳颗粒不易凝聚，对溶胶起保护作用。

11．混合等体积的0.08mol·

dm-3AgNO3溶液所得的溶胶。

（1）试写出胶团结构式

（2）指明电泳方向

（3）比较MgSO4，Na2SO4，CaCl2电解质对溶胶聚沉能力的大小。

（1）由于AgNO3的浓度大于KI的浓度，所以等体积混合时，AgNO3过量，生成的AgI胶核优先吸附Ag+，使胶粒带正电，则胶团的结构式为：

｛[（AgI）m.nAg+],（n-x）NO

｝x-·

xNO

（2）因为胶粒带正电，电泳方向是往负极移动

（3）聚沉胶粒带正电的溶胶，外加电解质中负离子价数（绝对值）越大，聚沉能力也越强。

所以聚沉能力大小的次序为：

Na2SO4>

MgSO4>

CaCl2。

虽然前两种电解质中负离子相同，但由于Na2SO4中正离子是一价的，聚沉能力要比正离子是二价的稍大一些。

12．在25℃下，一半透膜，有0.1dm3的很稀盐酸水溶液，其中溶有1.3×

10-3kg的一元大分子酸，假设它完全解离。

膜外是0.1dm3的纯水，达到渗透平衡时，膜外pH=3.26，膜电势为34.9mV，假设溶液为理想溶液，试计算：

（A）膜的pH值

（B）该大分子物质的摩尔质量

（A）根据膜电势的计算公式，达膜平衡时，其膜电位为：

或E（膜）=0.0592（pH外－pH）

0.0349V=0.0592（3.26－pH）得pH＝2.67

（B）设大分子酸和盐酸在膜的起始浓度分别为c1和c2，达平衡后，盐酸在膜外的浓度为x，根据膜平衡条件，有：

[H+][Cl-]＝[H+]外[Cl-]外

即：

（1）

因为

已知

将这两个值代入

（1）式，可求得：

膜大分子酸的摩尔质量为6.50kg·

mol-1

13．半透膜两边离子的起始浓度（单位为mol·

dm-3）如下（膜两侧溶液体积相等）：

Na+P-K+Cl-

0.010.010.10.1

其中P-是不能透过膜的大离子，试求：

（1）膜平衡条件

（2）膜平衡时各小离子在膜两边的浓度

（1）膜平衡条件为膜两边离子的化学势相等，即活度积相等，在假设活度因子为1时，膜两边离子的浓度积相等，即：

[Na+]×

[Cl-]＝[Na+]外×

[Cl-]外

[K+]×

[Cl-]＝[K+]外×

（2）膜平衡时离子在膜两边浓度分布为：

Na+P-K+Cl-K+Na+Cl-

0.01-y0.01xx-y0.1-xy0.1-x+y

其中y表示膜Na+浓度减小值，x为膜外K+浓度减小值，单位均为mol·

dm-3

根据膜平衡条件有：

解连立方程得：

则：

[Na+]=0.00524mol·

dm-3[Na+]外=0.00476mol·

[K+]=0.0524mol·

dm-3[K+]外=0.0476mol·

[Cl-]=0.0476mol·

dm-3[Cl-]外=0.0524mol/dm3

14．298K时,在半透膜两边,一边放浓度为0.100mol·

dm-3的大分子有机物RCl,RCl能全部解离,但R+不能透过半透膜;

另一边放浓度为0.500mol·

dm-3的NaCl,计算膜两边达平衡后,各种离子的浓度和渗透压。

由膜平衡条件：

[Cl-]左[Na+]左=[Cl-]右[Na+]右

（0.1+x）x=（0.5-x）（0.5-x）=>

x=0.227mol·

所以平衡时，左边：

[Cl-]=0.327mol·

dm-3[Na+]=0.227mol·

右边[Cl-]=0.273mol·

dm-3[Na+]=0.273mol·

П=c·

RT

=[（0.1+0.1+2x）–2（0.5-x）]RT=2.676×

105Pa

15．298K时,膜的一侧是0.1dm-3水溶液，含0.5g某大分子Na6P化合物,膜的另一侧是

1.0×

10-7mol·

dm-3的稀NaCl溶液,测得渗透压6881Pa。

求该大分子的数均摩尔质量。

当一侧电解质浓度极低时,由唐衡得：

П（z+1）c2RT