胶体分散系统和大分子溶液 1.显微镜为何要用强的光源?
2.如何理解溶胶是动力学上稳定而热力学上不稳定的系统,且有聚沉不稳定的特性? 3.在三个烧杯中各装有20cm的同种溶胶,加入电解质使其开始显著聚沉时,在第一个烧
杯需加1mol·dm-3KCl溶液2.1 cm3,第二个烧杯需加12.5cm3的0.005mol·dm-3Na2SO4溶液,第三个烧杯需加7.5cm的3.3×10mol·dmNa3PO4溶液。试确定其聚沉值及该溶胶电荷符号。
4.为什么晴天的天空呈蓝色,晚霞呈红色?
5.憎液溶胶是热力学上的不稳定系统,为什么它能在相当长的时间内存在?
6.写出由FeCl3水解得到Fe(OH)3胶团的结构。物质量浓度相同的NaCl、MgCl2、MgSO4、
Na2SO4各溶液对Fe(OH)3溶胶聚沉能力强弱的次序如何?
7.为什么在新生成的Fe(OH)3沉淀中加入少量的稀FeCl3溶液,沉淀会溶解?如再加入一
定量的硫酸盐溶液,又会析出沉淀?
8.两个充满了电解质溶液的容器,中间用一个由AgCl制成的多孔塞将两容器连通,在靠
近多孔塞的两侧放入两只平行板电极并通直流电,问溶液为0.020mol·dm-3的NaCl稀溶液流向何方?
9.混合等体积的0.1mo1.dm-3 KBr和0.09 mol.dm-3 AgNO3 溶液所得的溶胶, (1) 试写出胶团结构式;
(2)指明电泳方向。
10.胶体体系的主要特征是什么?
11.CaCO3粒子沉降时加入适量的Na2P2O7溶液后,为什么会使沉降速度就加快? 12.为什么我们看到的炊烟呈淡蓝色;太阳落山时,我们看到的是橙红色? 胶体分散系统和大分子溶液
1.对于纯液体或纯气体,其n1 =n2,便应无散射现象,但实际上它们都有微弱的乳光,这是由于密度的涨落致使其折射率也有变化而引起的。一般溶液的散射光是很微弱的,由于一般的分子,其溶液的分子体积很小,因而乳光很微弱,远不如溶液明显。因此丁达尔效应便能成为辨别溶胶与其它溶液的简便方法。
2.由于溶胶的布朗运动以及扩散作用,更由于胶粒表面的双电层结构及粒子溶剂化膜造成溶胶的动力学稳定性。但由于溶胶是高度分散的非均相体系,具有很大的表面自由能,因此有自发聚沉以降低体系能量的趋势,因此是热力学的不稳定体系。
3
-4
-3
3
3.在溶胶中加入电解质溶液,当溶胶开始明显聚沉时,每升溶胶中加入电解质的最小体积浓度称为这种电解质的聚沉值。
1mol·dm-3KCl溶液:1?2.1?1000/(20+2.1)=95.02m·mol·dm-3
0.005mol·dmNa2SO4溶液:0.005 ?12.5?1000/(20+12.5)=1.923 m·mol·dm 3.3 ?10-4mol·dm-3Na3PO4溶液:0.00033?7.5?1000/(20+7.5)=0.091m·mol·dm-3
4.分散在空气中的尘埃和雾滴等粒子,半径在10-10m之间,构成胶体分散系统。分散
相粒子对光产生散射作用,根据雷莱公式,散射光的强度与入射光波长的四次方成反比,因此入射光的波长越短,则散射越强。如果入射光为白光,则大气中波长较短的蓝色和紫色光散射作用最强,而波长较长的红色光散射较弱,主要产生透射,所以晴朗的天空呈现蓝色,是离子对太阳光散射的结果,而晚霞呈现红色则是透射光的颜色。 5.溶胶能稳定存在的原因有三:(1)胶体粒子较小,有较强的布朗运动,能阻止其在重
力作用下的沉降,即具有动力稳定性;(2)胶粒表面具有双电层结构,当胶粒相互接近时,同性电荷的静电斥力及离子氛的重叠区由于过剩离子产生的渗透压,阻碍胶粒的凝结,即具有凝结稳定性;(3)由于带电离子都是溶剂化的,在胶粒表面形成一层溶剂化膜,溶剂化膜有一定的弹性,其中的溶剂有较高的浓度,使之成为胶粒相互接近时的机械障碍,聚结稳定性是溶胶能稳定存在的最重要因素。
6.氢氧化铁固体微粒表面易吸附溶液中的FeO+离子而带正电,Cl-则为反粒子,则胶团结
构为{[Fe(OH)3]m·nFeO+ (n-x)Cl-}x+·xCl-。
对溶胶起聚沉作用的主要是与胶粒带的电荷符号相反的离子,该离子的价数越高沉聚能力越强。对于同电性离子,通常价数越高沉聚能力越弱,由此可以判断沉聚能力的强弱大致为:Na2SO4>MgSO4>AlCl3>MgCl2>NaCl。
7.在新生的Fe(OH)3沉淀中加入少量的三氯化铁溶液中,Fe(OH)3固体表面优先吸附溶液中
的Fe3+ 而形成双电层的胶粒,使沉淀溶解为溶胶。此现象称为胶溶作用,加入的三氯化铁是稳定剂。当再加入一定量的硫酸盐时,有较多的与固体表面电荷相反的离子SO
2-4
-3-3
-9-6
进入紧密层或溶剂化层,双电层的厚度变薄,ζ电势值下降,致使溶胶失去稳定性
而聚沉。
8.在多孔的AgCl表面上选择性的吸附NaCl溶液中的Cl,使毛细管表面带负电荷,溶液
相带正电荷,在外电场的作用下,溶液中的离子向负极移动。 9.KBr + AgNO3→AgBr+ KNO3 ,KBr过量,为稳定剂。 (1) [ (AgBr)m nBr-·( n-x )K+ ]x-· xK+
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(2) 胶粒带负电,电泳时向正极移动。
10.胶体体系的主要特征是多相性,高度分散性,热力学不稳定性。
11.CaCO3粒子沉降时,会吸附介质中某些离子而带电,具有一定的ζ电位,不宜降沉,当
加入适量的Na2P2O7溶液后,会使ζ电位下降,沉降速度就加快了。
12.根据雷莱公式,散射光强度与入射光强度的4四方成反比,即波长愈短其散射光愈强。可见光中蓝、紫光波长最短,散射光最强;而红光波长最长,散射光最弱。当可见光照射溶胶时,在与入射光垂直的方向上观察呈淡蓝色,透射光呈橙红色。大气都是溶胶,太阳光被烟尘散射后,在垂直方向上我们看到缕缕上升的炊烟呈淡蓝色;太阳落山时,我们看到的是透过光,故呈橙红色。