华中科大金继红物化习题解答-273-286 第十四章 胶体分散系和大分子溶液-考研试题资料系列

1、华中科大金继红物化习题解答-273-286 第十四章 胶体分散系和大分子溶液-考研试题资料系列华中科大金继红物化习题解答-273-286 第十四章 胶体分散系和大分子溶液-考研试题资料系列华中科大金继红物化习题解答-273-286 第十四章 胶体分散系和大分子溶液-考研试题资料系列华中科大金继红物化习题解答-273-286 第十四章 胶体分散系和大分子溶液-考研试题资料系列 第十四章 胶体分散系和大分子溶液 基本公式Bro运动公式 球形粒子的扩散系数 Einstenron位移方程 沉降平衡时粒子随高度分布公式 粗分散体系粒子半径由重力场中沉降平衡得 胶体分散体系粒子摩尔质量由超离心力场中沉降平

2、衡得 电动电势的计算公式 大分子稀溶液渗透压公式 习题详解在碱性溶液中用HC还原AC4以制备金溶胶，反应可表示为 此处aAuO是稳定剂,试写出胶团的结构式,并标出胶核、胶粒和胶团。解 胶核优先吸附与其有共同组成的，因此胶团结构为 2。某溶液中粒子的平均直径为4.2 nm,设其粘度与纯水相同，。 Pas，,试计算:98 时，胶体的扩散系数D；2在1s时间内,由于ron运动,粒子延x轴方向的平均位移.解 由Einstein 公式得 2由Ennrwn位移方程得3.已知某溶胶的黏度=0。001 Pas，其粒子的密度近似为=1 mm-，在 s时间内粒子在x轴方向的平均位移。试计算：98 K时,胶体的扩散

3、系数D;胶粒的平均直径;(）胶团的摩尔质量。解 1由EinsteinBrwn位移方程得得(3）胶团的摩尔质量为某溶液中的胶粒是大小均一的球形粒子,已知在时,胶体的扩散系数D=.4100 2，其黏度=0001 Pas.试计算：1该胶粒的半径；2由于row运动，粒子在x轴方向的平均位移时所需的时间；338K时胶体的扩散系数，假定该胶粒的黏度不受温度的影响。解 由Eise公式得该胶粒的半径为2由Eei-Brown位移方程得因该胶粒的黏度不受温度的影响,故在318时5。在298 K时，某粒子半径为r=30 nm的金溶胶，在重力场中达沉降平衡后,在高度相距1.010 m的某指定区间内两边粒子数分别为7和

4、166。已知金的密度u=191 gm3，介质的密度介=1 gm3，试计算vogdro的常数L的值.解 由高度分布公式得6。某金溶胶在98 时达沉降平衡，在某一高度时粒子的密度为8。89108 ,再上升0.01 粒子的密度为1.018 m3。设粒子为球形,已知金的密度Au=1.9304 kgm3，分散介质水的密度介=1 g-3，试求：胶粒的平均半径及平均摩尔质量;2使粒子的密度下降一半,需上升的高度。解 1由高度分布公式 故 2设粒子的密度下降一半需上升的高度为,则而 两式相除，得7。在28 K时,血红脘的超离心沉降平衡实验中，离转轴距离x1=55cm处的浓度为c，x2=6.5 cm处的浓度为2

5、，且，转速=20 s-。已知血红脘的密度血红脘=1.33513 m3，分散介质水的密度介=09820 kg-3。试计算血红脘的平均摩尔质量M.解血红脘的平均摩尔质量为 8。在某内径为0.0 2的管中盛油,使直径d=1。88 mm的钢球从其中落下，下降0。1m需时16。 s.已知油和钢球的密度分别为油=60 gm-和球=0kgm-，试计算在试验温度时油的黏度。解 当钢球在油中达到沉降平衡时,有沉降力=黏滞阻力9。试计算在293 K时,在重力场中使粒子的半径分别为1r1=0 nm2r2100 nm33=5 m的金溶胶下降001 m,分别所需的时间。已知分散介质的密度介=1 kg-,金的密度u=1。

6、93104 kgm3,溶液的黏度近似等于水的黏度，0.01 a。解 当粒子在重力场中达到沉降平衡时，有沉降力=黏滞阻力故1时2时310。密度为粒=215210 kgm3的球形粒子，在密度为介=1595103 kgm3、黏度为=970-4Pas的CC4l中沉降，在100 时间内下降了498，计算此球形Cs粒子的半径.解当粒子在重力场中达到沉降平衡时，有故球形粒子的半径为1。把. m中含。 kgFOH的溶胶先稀释10000倍，在放在超显微镜下观察，在直径和深度各为0.04 mm的视野内数得粒子的数目平均为4.个。设粒子为球形,其密度粒=2.15110kgm-3，试求粒子的直径。解 1 m3溶胶中粒

7、子的数目为则故 12。在实验室中，用相同的方法制备两份浓度不同的硫溶胶，测得两份硫溶胶的散射光强之比为。已知第一份溶胶的浓度，设入射光的频率和强度等实验条件都相同，试求第二份溶胶的浓度。解 因实验条件都相同，则由Rayeg公式可得故13.在水中，当所用的电场强度时，直径的石英粒子的运动速度.试计算石英-水界面上电势的数值。设溶液黏度，介电常数.解 电动电势与电渗速度之间的关系为故1。在三个烧瓶中同样盛。02 m3的FeO3溶胶，分别加入N、aS4、a3PO4使其聚沉,实验测得至少需加电解质的数量分别是1浓度为. mldm3的NaC0。02 dm3；2浓度为.05mod3的NSO0。125dm3

8、；3浓度为0。0033 moldm3的N3O40.00 dm3.试计算各电解质的聚沉值和它们的聚沉能力之比,并判断胶粒所带的电荷.解 各电解质的聚沉值如下：聚沉能力之比为 阴离子价态不同,聚沉值差别很大。故对溶胶聚沉起主要作用的是阴离子，胶粒带正电。16。已知在二氧化硅溶胶的形成过程中，存在以下反应： 试写出胶团结构式，并标出校核、胶粒和胶团；指明二氧化硅胶团电泳的方向；当溶胶中分别加入Nl、gl2、3O4时，哪种物质的聚沉值最小？解1胶团结构式如下所示： 2因胶粒带负电，故电泳方向正极移动。3因是负溶胶，故聚沉离子为正离子，而聚沉离子的价态的价态越高其聚沉值越小.所以Mg2的聚沉值最小。17

9、.设有一聚合物样品,其中摩尔质量为。0kgo的分子有0mo，摩尔质量为设100kgml-1的分子有5 mol,试分别计算各种平均摩尔质量=.6各为多少。解 8.把1. 的聚苯乙烯溶在01dm3苯中，试计算所成溶液在2K时的渗透压.解 聚苯乙烯的浓度为 则根据稀溶液的渗透压公式，得 19.已知某蛋白质的数均摩尔质量为0 mol-1，试分别求在298 K时，含量为001 kgdm-的蛋白质水溶液的冰点降低、蒸气压降低和渗透压的值。已知29时,水的饱和蒸气压为ps3.18 kPa，凝固点降低常数f=86Kmolg,水的密度近似等于溶液的密度 。解设蛋白质为，水为，水的质量为 kg,则该溶液中的蛋白质

10、的质量摩尔浓度为 故 又 由于溶液的密度近似等于水的密度，所以 20.假定聚丁二烯分子为线型,其横截面积为02nm，摩尔质量,密度。在聚合物分子充分伸展时，试计算聚丁二烯分子的平均长度。解 聚丁二烯摩尔体积为 则聚丁二烯分子的平均长度为 21。在293 K，某聚合物溶解在Cl4l中，得到聚合物不同浓度c时的渗透压以CC4l液柱上升的高度表示数据如下： 20 4。0 6。0 8.0 040 100 1。 2。8已知3 K，溶液的密度,计算聚合物的数均摩尔质量 解 大分子稀溶液渗透压公式为 又根据C4上升的高度得 故 以题给数据计算的值列于下表： 2。0 。 6.8.0 3. 39. 4. 547

11、以上述数据按式作线性拟合，得 故 22。在298 时,测得某聚合物溶液在不同浓度时的相对粘度如下： 0。152 0。271 0.541 1。26 425 .983求此聚合物的特性粘度。 解 对于聚合物的稀溶液，比浓粘度和相对粘度与浓度的关系为 以题给数据计算的和的值列于下表： 15。2 2.1 5.1 026 0。425 0.983 0。0187 0。00568 0.0817 0034 0。013070.126上述数据按式和式分别进行线性拟合，所得截距分别为和，故所求特性粘度为 23。在298 K时,具有不同相对分子质量的同一聚合物，溶解在相同有机溶剂中所得的特性粘度如下: 3。4104 61

12、104 315 1.2 16 2。75求该系统的和值. 解 由，得 以题给数据计算的和的值列于下表： 4 47 5。1 0.0080 0。04 39以上述数据按式作线性拟合，得 故 4.在25 下，有一聚苯乙烯的甲苯溶液，测得其特性粘度。已知该系统的K和的值为别为和，求该聚苯乙烯的黏均摩尔质量。解 由，得 2529K时,在某半透膜的两边分别放入浓度为的大分子有机物RC和浓度为的aC，设有机物RC能全部解离,但R不能透过半透膜。计算达到膜平衡后,两边各种离子的浓度和渗透压。解 设达到膜平衡时，膜两边各离子浓度为，,，则由膜平衡条件,得 即 得 所以平衡时， 又因渗透压是由膜两边粒子数不同即浓度不

13、同引起的,所以 26 2时，在一半透膜口袋中装有0.1 dm很稀的Hl水溶液，其中溶有某一元大分子有机酸HR。3，设该有机酸在水中能完全解离。膜外是 dm的纯水,当在98 达成渗透平衡时,测得膜外水的pH值为3。6，测得膜电势为4.9mV，假定溶液为理想溶液,试求：1膜内溶液的pH值；2该有机酸的平均摩尔质量。 解1根据膜电势公式有 故 2因该溶液是理想溶液，活度因子为1，可根据pH值分别求得H浓度为 由膜平衡条件，得 而,所以 根据电荷平衡，膜内R的浓度为 故HR的平均摩尔质量为 自测 题1当某一溶胶达扩散平衡时，以下结论正确的选项是 A 沉降速率和扩散速率相等 B.扩散动力和摩擦阻力相等C

14、.各不同位置的浓度相等 。各不同位置的化学势相等2，使用瑞利Reyeigh散射光强度公式,在以下问题中科院解决的是 A溶胶粒子的大小 B。溶胶粒子的形状。测量散射光的波长 测量散射光的振幅对于电动电势的描述，不正确的选项是 A。 电动电势表示了胶粒溶剂化界面到溶液本体内的电势差B电动电势的绝对值总是大于热力学电势C.电动电势值极易因少量外加电解质而变化D。当双电层被压缩到溶剂化层或紧密层相合时，电动电势变为零4。在大分子溶液中加入大量的电解质,使其发生聚沉的现象称为盐析，产生盐析的主要原因是 A电解质离子强烈的水化作用使大分子去水化B。降低了电动电势C由于电解质的加入使大分子溶液处于等电点D电

15、动电势的降低和去水化作用的综合效应5由的Cl溶液0.01 dm和的gNO3溶液0.01m3混合生成gC溶胶，为了使其聚沉,所用以下电解质的聚沉值由小到大的顺序为 。 BC。 。 一个烧杯中盛有某种溶胶，如使其聚沉，至少需浓度为的NC溶液，或浓度为的Na2SO4溶液,由这些数据得出的结论是 A 溶胶带正电，al的聚沉值比Na4的聚沉值小B溶胶带负电，NaCl的聚沉值比2O的聚沉值大C溶胶带正电,NaCl的聚沉值比N2SO4的聚沉值大D. 溶胶带正电，Nal的聚沉能力比a2SO4的聚沉能力强。对于水包油O/型乳状液，下述哪种说法正确？ A。易于分散在油中 B.有导电性 C无导电性 。不需用乳化剂8

16、.质均摩尔质量和数均摩尔质量的关系一般为 A。 . C。 D。9。起始浓度分别为c1和c2的大分子电解质刚果红NR与KCl溶液分布在半透膜两边，其膜平衡条件是 A。 BC. D。10.将大分子电解质NaR的水溶液用半透膜和水隔开,达到Dnnan平衡时，膜外水的pH值 .大于7 B小于7 C等于 D不能确定1.把人工培育的珍珠长期收藏在干燥箱内，为什么珍珠会失去原有的光泽？能否再恢复?12在稀的砷酸溶液中通入H2S制备AS3溶胶，稳定剂是2S.1写出该胶团的结构，并指明胶粒的电泳方向；2电解质NCl、gSO4、MgCl2,对该胶体的聚沉能力哪种最强?13。含2%质量分数的蛋白质水溶液，由电泳实验

17、发现其中有两种蛋白质，一种摩尔质量是,另一种是,两者的物质的量相等,设蛋白质分子为球形,温度为98,计算:1两种分子的扩散系数之比；2沉降系数之比；3将c3蛋白质溶液铺展成10000 cm的单分子膜的膜压力。14在两个充满C溶液的容器之间放一个Al晶体组成的多孔塞,其细孔道中也充满了Kl溶液,在多孔塞两侧放置两个平行板电极并通一直流电.1溶液将向何方流动？2当Cl浓度增大时，在相同的外加电压下,溶液的流速有何变化？如果以AO3代替Cl,则溶液又将如何流动？1试证明对多分散体系用渗透压测得的摩尔质量是数均摩尔质量。16。刚果红溶液10 m,浓度为,按下式全部解离 若将它放在一半透膜做的袋内与00

18、 mL水达成平衡，试计算膜两边的pH值和膜电位. 自测题参考答案:1。A。4。D.A。生成的AgCl溶胶为负溶胶。6C。7。B。乳状液亦形成双电层，故可导电.8。B。.D。10.A。膜平衡时，同一组分在膜两边的化学势相等。1.珍珠是一种胶体分散系统，其分散相为液体水，分散介质为固体。珍珠长期在干燥箱中存放,水分逐渐被干燥箱吸收,系统被破坏,故失去光泽。此变化不可逆，不能再恢复。2校核A23优先吸附与其有共同组成的HS-,因此溶胶的结构式为 胶粒带负电，故电泳时向正极移动.2因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，聚沉能力越强,因而从反号离子来看，MgSO和gCl2的聚沉能力差不多,Nal的聚沉能力较弱；但对于与胶粒同电性的离子，