物理化学表面及胶体习题2011.doc

界面与胶体化学习题课（一） 界面与胶体化学主要公式1 表面张力（表面自由能）（单位 N/m,J/m2）2 弯曲表面下的附加压力（Young-Laplace）（R为曲率半径，Dr为弯曲表面两边的物质密度差）（肥皂泡）毛细管中，（毛细管半径，q接触角）3 弯曲表面下的蒸气压（Kelvin） (小液滴，大液滴，土壤中的毛细管吸附水，不同粒度物质的溶解度)4 吸附等温式Langmuir，BET等（注意使用条件）： 5 吉布斯表面吸附等温式： （讨论正、负吸附）6 接触角：0q90o固体不为液体润湿。7 胶体中沉降平衡时粒子随高度分布公式：8 Rayleigh散射公式：散射光强度与入射光波长的四次方成反比例。胶团构造：（AgI） (AgI)mnI-,(n-x)K+x-xK+胶核，胶粒，胶团，双电层，电泳，电渗，流动电势，沉降电势。（二） 习题1. 293K时，把半径为1.0mm的水滴分散成半径为1.0mm 的小液滴，试计算（已知293K时水的表面Gibbs自由能为0.07288J/m2）:(1)表面积是原来的多少倍？(2) 表面Gibbs自由能增加多少？（3）完成该变化时环境至少需做多少功？答：（1）1000； （2）=9.14510-4J （3）Wf=9.14510-4J6. 在298K和101.325kPa压力下，将直径为1.0mm 的毛细管插入水中，问需在管内加多大压力才能防止水上升？若不加压力，水面上升，平衡时管内液面上升多高？（已知298K时水的表面张力为0.072N/m，水密度为1000kg/m3,设接触角为0度，重力加速度g为9.8m/s2）答：，Ps=288kPa，h=29.39m8. 已知在298K，平面水的饱和蒸汽压为3168Pa，求在相同温度下，半径为3nm的小液滴的饱和蒸汽压，已知298K时水的表面张力为0.072N/m，水密度为1000kg/m3,水的摩尔质量为18g/mol）答; 主要密度，摩尔质量单位得到P2=4489.7pa10. 水蒸气骤冷会发生过饱和现象，在夏天的乌云中，用飞机撒干冰微粒，使气温骤降至293K，水汽的过饱和度（P/Ps）达4。已知在293K时水的表面张力为0.07288N/m，水密度为997kg/m3,试计算：（1）在此时开始形成雨滴的半径。（2）每滴所含水的分子数。答：（1） （P1为Ps，R1）求得R27.791010m；（2）胶体：1在碱性溶液中用HCHO还原HAuCl4 制备金溶胶，反应可以表示为HAuCl45NaOHNaAuO24NaCl+3H2O2NaAuO23HCHONaOH2Au+3HCOONa+2H2O; NaAuO2稳定剂，写出胶团结构式，标出胶核、胶粒和胶团。答：(Au)mn AuO2-(n-x)Na+x-xNa+16.已知在二氧化硅溶胶的形成过程中，存在下列反应：SiO2+H2OH2SiO3 SiO32- +2H+(1) 写出胶团的结构式。(2) 溶胶电泳方向(3)溶胶中分别加入NaCl ，MgCl2，K3PO4时，哪种物质的聚沉值最小？答：（1）(SiO2)mn SiO32-2(n-x)H+2x-2xH+(2) 溶胶电泳方向 胶粒带负电，向正极方向运动。(3) MgCl2聚沉值最小补充：1 用As2O3与略过量的H2S制成As2S3溶胶，试写出胶团表达式。用FeCl3在热水中水解制备Fe(OH)3溶胶，试写出胶团的结构式。答：(As2S3)mn HS-(n-x)H+x-xH+(Fe(OH)3)mn FeO+(n-x)Cl-x-xCl-2 等体积的0.08mol/dm3NaBr溶液和0.10mol/dm3AgNO3溶液混合制备AgBr溶胶，分别加入相同浓度的下述电解质溶液，其聚沉能力的大小顺序？( D B C A)(A) KCl (B)Na2SO4 (C)MgSO4 (D)Na3PO43 一个烧杯中，盛有某种溶胶 2010-6 m3，如使其聚沉，至少需浓度为1000 molm-3的 NaCl 溶液 2010-6m3, 或浓度为1 molm-3的 Na2SO4溶液10010-6 m3，由这些数据得出的结论是 ：( c ) (A) 溶胶带正电，NaCl 的聚沉值比 Na2SO4的聚沉值小 (B) 溶胶带负电，NaCl 的聚沉值比 Na2SO4的聚沉值大 (C) 溶胶带正电，NaCl 的聚沉值比 Na2SO4的聚沉值大 (D) 溶胶带正电，NaCl 的聚沉能力比 Na2SO4的聚沉能力强 4 液体的表面自由能 g 可以表示为： ( c ) (A) （H/A） (B) （F/A） (C) （U/A） (D) （G/A） 5. 下列说法中不正确的是： ( c ) (A) 生成的新鲜液面都有表面张力 (B) 平面液体没有附加压力 (C) 弯曲液面的表面张力的方向指向曲率中心 (D) 弯曲液面的附加压力指向曲率中心 6. 微小晶体与普通晶体相比较，哪一种性质不正确？ ( d ) (A) 微小晶体的饱和蒸气压大 (B) 微小晶体的溶解度大 (C) 微小晶体的熔点较低 (D) 微小晶体的溶解度较小 7液滴的半径越小，饱和蒸气压越大，液体中的气泡半径越小，气泡内液体的饱和蒸气压越小。8. 用大小不同的CaCO3（s）颗粒做热分解实验，在相同温度下，哪些晶粒分解压大？答：小颗粒原因：，9. 同温度下，同一液体，随表面曲率半径不同具有不同的饱和蒸气压，若以P平、P凹、P凸分别表示平面、凹面和凸面液体上的饱和蒸气压，三者关系P凹P平 水 NaOH水溶液 。17把细长不渗水的两张纸条平行地放在纯水面上，中间留少许距离，小心地在中间滴一滴肥皂水，则两纸条间的距离将（增大）。18将一毛细管插入水中，毛细管中水面上升5cm，在3cm处将毛细管折断，这时毛细管上端（C）。（a）从上端溢出 （b）水面呈凸面 （c）呈凹形弯月面（d）呈水平面19.设有内径一样大的a,b,c,d,e,f管及内径比较大的g管一起插入水中如下图，除f管内壁涂有石蜡外，其余全都是洁净的玻璃管，若a管内液面升高为h，试估计其余管内的水面高度？若先在个管内（c,d除外）都灌到h的高度，再让其自动下降结果又如何？20氢氧化铁溶胶显红色，胶粒直径的大小在10-910-7m之间，由于氢氧化铁带正电荷，所以通过直流电时，在负极附近颜色逐渐变深。21外加直流电场于胶体溶液，向某一电极作定向移动的是胶粒。22用半透膜分离溶胶与胶体溶液的方法叫渗析。23丁达尔现象是光散射所引起的，其强度与入射光波长的四次方成反比例。24在晴朗的白昼，天空呈蔚蓝色的原因是蓝光波长短，散射作用显著。25明矾净水的主要原理是。（b）（a） 电解质对溶胶的稳定作用；（b）溶胶的相互聚沉作用（c） 电解质的敏化作用； （d）电解质的对抗作用26将某血浆蛋白置于直流电场中，调整pH值，该血浆蛋白当pH 4.72时移向正极，当pH 4.68时移向负极，其等电点范围为4.684.72。27已知298K大粒径的二硝基苯的溶解度a1.0010-