级物理化学4、参考复习课件

23:371

指导老师：宋伟明制作人：刘翔宇丁少军第十三章胶体分散体系和大分子溶液23:372小结内容基本概念自测题基本公式练习题23:373基本概念1.1分散体系和溶胶1.2沉降平衡1.3丁达尔（Jyndal）1.5电渗和反电渗1.4电泳与反电泳1.6双电层1.7ζ电势1.8唐南(Donnan)平衡23:3741.1分散体系和溶胶

把一种或几种物质分散在另一种物质中构成的体系叫分散体系，被分散的物质叫分散相，分散相所在的物质叫分散介质。按分散相粒子大小不同通常将分散体系分为分子分散体系、胶体分散体系和粗分散体系三类。分散相微粒的半径在10-9—10-7m之内的液态分散体系称胶体分散体系，简称胶体。若分散物质为有机物大分子，则叫亲液溶胶，特点是热力学上稳定光散射现象很弱，其余叫增液溶胶，简称溶胶，特点是热力学上不稳定，光散射现象明显。

23:3751.2沉降平衡

当悬浮在液体或气体介质中的固体微粒受到的重力与方向相反的扩散力相等时，各个高度上的微粒浓度不再随时间变化的状态叫沉降平衡或沉积平衡。

23:3761.3丁达尔（Jyndal）

当一束会聚的光线透过溶胶时，在入射光的垂直方向可看到一个光亮的圆锥体，这称之为丁达尔现象或丁达尔效应。23:3771.4电泳与反电泳

电泳是在外电场作用下，溶胶中的带电固体微粒在液体介质中向带异性电荷的电极定向运动的现象。例如：在电场作用下，氢氧化铁溶胶离子向阴极运动。反电泳是指悬浮在液体介质中的固体微粒在外力作用下急剧沉降时，在液体表面层和底层之间产生电势差的现象。反电泳是电泳的逆过程。23:3781.5电渗和反电渗

在外电场作用下，液体介质通过固定的多孔固定或毛细管束作定向运动的现象叫电渗或电内渗。若施外力使液体流过多孔固体或毛细管束，在其两端产生电势差的现象叫反电渗。这种电势差叫流动电势。23:3791.6双电层

在溶胶微粒的周围，因静电引力作用形成一个带电荷的紧密层，又因离子的热运动在紧密层外形成的电性与紧密层相反但量值相等的扩散层，紧密层和扩散层合称为双电层。实际上，任何固液界面附近都存在双电层结构。23:37101.7ζ电势

在外电场作用下，溶胶中的胶粒和分散介质反向相对移动时表现出的电势差称ζ电势。其量值与电解质浓度关系甚大，ζ电势只有胶粒与介质相对运动时才表现出来，它是紧密层与扩散层间的电势差。

23:37111.8唐南(Donnan)平衡

在大分子电解质溶液中，因大离子不能透过半透膜，而小粒子受大离子电荷影响，能够透过半透膜，当渗透达到平衡时，膜两边小离子浓度不相等，这种现象叫唐南(Donnan)平衡或膜平衡。23:3712公式及应用2.5溶胶中胶粒的电泳速度公式2.1布朗（Brown）运动公式2.2

分散体系中微粒的高度分布公式2.4瑞利(Rayleigh)公式2.3分散体系中微粒沉降的速度公式23:37132．1布朗（Brown）运动公式

(1)意义：悬浮在液体介质中微粒的平均自由路程与观察时间、温度、介质粘度和微粒半径的关系。适用条件：主要用于胶体分散体系，粗分散体系中粒子布朗运动不明显。

(2)意义：悬浮在液体介质中微粒的平均自由路程与观察时间和扩散系数的关系。适用条件：与（1）式相同，实际上D=(RT)/(6πηrL)。

23:37142.2分散体系中微粒的高度分布公式N2=N1exp[–4/3πr3(ρ粒子–ρ介质)gL(h2

–h1)×1/(RT)]意义：分散体系中微粒随高度分布的数目决定于微粒半径、微粒与介质的密度差、高度差、温度。适用条件：液体和气体介质中的微粒及空气。

23:37152.3分散体系中微粒沉降的速度公式意义：分散体系中微粒沉降的速度决定于微粒的大小，介质粘度和微粒与介质的密度差。适用条件：主要用于粗分散体系和胶体分散体系。23:37162.4瑞利(Rayleigh)公式

意义：光线通过分散体系时散射光的强度I与入射光强度I0、波长λ、单位体积中粒子数目N、分散相和分散介质的折射率n1和n2及粒子体积V等诸多因素有关。适用条件：各类分散体系。胶体分散体系的散射光最强。23:37172.5溶胶中胶粒的电泳速度公式υ=（εEξ）/（4πη）意义：电泳速度决定于介质的介电常数ε、外电场强度E、电动电势ξ及介质粘度η。适用条件：粒子半径r与离子氛半径k-1之比r/k-1大于100才适用。也可用此式计算介质的电渗速度。

23:3718练习题(一)判断题(二)计算题23:3719判断题

判断题1.分散相微粒半径大于入射光波长是发生光散射现象的必要条件。(No)2.用AgNO3溶液和KI溶液制备溶胶时，AgNO3过量，得到的是负溶胶。(No)3.电解质对溶胶的聚沉能力常用聚沉值表示，若某电解的聚沉值越大，则其聚沉能力越强。(No)4.布朗运动只与微粒大小，体系温度两个因素有关。(No)5.电泳和电渗实际上都是荷电粒子在电场作用下定向运动。(Yes)

6.有机大分子溶液的光散射现象弱，是因为粒子的直径远大于入射光波长。(No)7.反电泳和反电渗实际上都是分散相微粒和介质在外力作用下定向运动的结果。(Yes)8.对散射光强度影响的因素很多，其中主要的是入射光波长。(Yes)23:3720计算题11.单分散硫溶胶在298K时扩散系数为110ms,沉降系数为110s,基质的=110kgms(1)在重力忽略不计的条件下,计算10秒内一个硫质点的扩散距离(2)忽略任何扩散运动的影响,单纯计算10秒内一个硫质点仅仅由于重力的作用可能沉降的距离解:(1)由D=Δ/2tΔ=1.410mΔ/t=Sg;(2)Δ=11098010=9.810m判断题

23:37212.在293K时,水的粘度为0.001kgms,某溶胶的半径为1210m,计算该溶胶在水中的扩散系数.解:D=RT/N6r=1.3810373/(63.1412100.001)=2.2810mS3.有一0.2%(重量)的金溶胶,在298K时测得粘度为0.001kgms,渗透压为46.25Pa,且已知金的密度为19.3gcm,胶粒为球形,试计算:(1)此溶胶的扩散系数;(2)0.5分钟内,由于布朗运动,粒子沿x轴方向的平均位移Δ解:(1)C=/(RT)=2/[(4/3)rN]]r={2RT/[(4/3)N]}}=1310cm=13A

D=RT/[6rN]]=1.710cm秒(2)Δ=(2Dt)=0.01cm23:37224.在293K时,以水为介质的某溶胶直径为1.410m,摩擦系数f=2.610kgs,在只考虑扩散系数情况下,计算该胶粒子移动0.3mm所需的时间解:D=RT/(6rNη)=KT/(6πrη)D=KT/f=1.5810mst=Δ/2D=2.8510s23:37235.一个直径为210m大小的胶体质点密度为1150Kgm试作出适当的假设和近似计算质点移动0.2mm所需的时间(1)只包含扩散运动;(2)扩散运动忽略不计,只考虑重力影响下的沉降,介质为水,298K时值为8.910kgms

解:(1)f=6r=1.6810KgSD=KT/f=2.4510mst=Δ/2D=8.1610s(2)S=4/3r(-)/f=3.7410s

由Δ/t=Sg

所以t=5.4610s23:37246.某溶胶的扩散系数为1.0410ms,设其粘度和纯水相同=0.001kgms,试计算:(1)298K时,胶粒的平均直径;(2)在2(Sec)内由于布朗运动粒子沿x轴方向的平均位移解:(1)D=(RT/N)[1/(6r)]r=2110m=21Ad=420nm(2)Δ=(2Dt)=2.0410m

23:3725自测试题(一)单选题(二)双选题23:3726(一)单选题1.下列物系中，不属于胶体的是

()

（Ａ）云雾

（Ｂ）烟

（Ｃ）珍珠

（Ｄ）空气2.测得某蛋白质水溶液的电泳速度结果如下

pH4.204.565.205.65电泳速度/(μmsV)0.500.18-0.25-0.65该蛋白质溶夜的等电点pH在

()

（Ａ）４．２０～４．５６之间（Ｂ）４．５６～５．２０之间

（Ｃ）５．２０～５．６５之间（Ｄ）无法通过该实验确定

1.2题答案23:37273.盐析作用产生的主要原因是

()（Ａ）大量电解质的离子发生强烈水化作用，而使大分子去水化（Ｂ）降低了电动电势（Ｃ）电动电势降低及去水化作用的综合结果（Ｄ）电解质加入使大分子溶液处于等电点4.ξ电势的绝对值(1)与热力学电势的绝对值(2)之间的关系为

()（Ａ）(1)<(2)（Ｂ）(1)>(2)（Ｃ）(1)=(2)（Ｄ）(1)与(2)无关

3.4题答案

23:37285.制备Ｆｅ（ＯＨ）溶胶时，常将该溶胶置入火棉薄膜袋中，然后浸入纯水中

进行净化，这种过程称为

()

（Ａ）盐析法

（Ｂ）迁移法

（Ｃ）渗析法

（Ｄ）超过滤法6.在金溶胶中加入足量的明胶溶液，可使金溶胶

()

（Ａ）显著提高稳定性

（Ｂ）明显更容易聚沉

（Ｃ）显著加快电泳速度（Ｄ）显著加快布朗运动

5.6题答案

23:37297.下面关于胶体电动电势（ξ电势）的描述中，不正确的是

（Ａ）ξ电势表示了胶体粒子溶剂化层界面到均匀液相间的电势

（Ｂ）ξ电势的绝对值总是大于热力学电势φ

（Ｃ）ξ电势的值易被少量外加电解质改变

（Ｄ）当双电层被压缩到与胶粒溶剂化层相合时，ξ电势为零8.对于胶体体系,下列现象（１）沉降

（２）扩散（３）电泳

（４）丁达尔现象中显示动力性质的是

()

（Ａ）

（１）（２）（Ｂ）

（３）（４）

（Ｃ）

（１）（３）（Ｄ）（２）（４）

7.8题答案

23:37301题答案

1.下列关于电位不正确的说法是

()(A)电位就是胶体粒子紧密层内的电位

(B)电位的正负和大小决定于胶粒所带电荷和反离子在双电层中的分布

(C)电位与电泳速度,电渗速度和布朗运动速度均成正比

(D)用渗析法净化溶胶可使其电位增加

(E)在胶体中加入电解质可使电位减小或改变符号（二）双选题23:37312.关于布朗运动的各种叙述中正确的是

()(A)大小不同的粒子有相同的布朗运动速度

(B)粒子质量不同,布朗运动的平均位移不同

(C)布朗运动不需要外加能量,是介质分子热运动的结果

(D)布朗运动的速度与粒子质量无关

(E)不同的粒子,布朗运动平均位移的时间不同3.用间接方法测定胶体粒子的大小应借助于

()(A)普通显微镜

(B)电子显微镜

(C)超显微镜

(D)电动现象

(E)扩散现象

2.3题答案

23:37324.在电解质的作用下,使大分子化合物从溶液中析出的过程称为盐析,其重要原因为

()(A)大量电解质的离子发生强烈水化作用而使大分子去水化(B)降低了电位(C)电位的降低和去水化两方面的结果(D)电解质的加入使大分子溶液处于等电点(E)电解质离子均为带电离子5.溶胶的基本特性是

()(A)热力学不稳定性(B)动力学不稳定性(C)分散度高的多相体系(D)分散度高的均相体系

(E)光散射现象弱,渗度压小

4.5题答案

23:37336.大分子溶液加入溶胶中,下列说法错误的是

()(A)对溶胶仅起保护作用(B)有可能促使电解质对溶胶的聚沉作用(C)有可能产生絮凝作用(D)可产生盐析作用(E)可改变溶胶胶粒的电位7.下列关于丁达尔效应的叙述不正确的是

()(A)光线透过溶胶可以从光的进行方向观察到丁达尔效应

(B)丁达尔效应是胶粒对光的散射作用引起的

(C)丁达尔效应观察到的是透射光

(D)真溶液所产生的丁达尔效应甚微

(E)超显微镜是根据丁达尔效应原理制成的

7.8题答案

23:3734(一)单选题1.下列物系中，不属于胶体的是

(D)

（Ａ）云雾

（Ｂ）烟

（Ｃ）珍珠

（Ｄ）空气2.测得某蛋白质水溶液的电泳速度结果如下

pH4.204.565.205.65电泳速度/(μmsV)0.500.18-0.25-0.65该蛋白质溶夜的等电点pH在

(B)

（Ａ）４．２０～４．５６之间（Ｂ）４．５６～５．２０之间

（Ｃ）５．２０～５．６５之间（Ｄ）无法通过该实验确定

23:37357、

BET公式在实验技术上的重要意义在于建立了(D)（A）

测定吸附中心数目的定量方法（B）

测定吸附热的标准方法（C）

区别物理吸附和化学吸附的标准方法(D)测定固体比表面的标准方法3.盐析作用产生的主要原因是

(C)（Ａ）大量电解质的离子发生强烈水化作用，而使大分子去水化（Ｂ）降低了电动电势（Ｃ）电动电势降低及去水化作用的综合结果（Ｄ）电解质加入使大分子溶液处于等电点4.ξ电势的绝对值(1)与热力学电势的绝对值(2)之间的关系为

(A)（Ａ）(1)<(2)（Ｂ）(1)>(2)（Ｃ）(1)=(2)（Ｄ）(1)与(2)无关

23:37365.制备Ｆｅ（ＯＨ）溶胶时，常将该溶胶置入火棉薄膜袋中，然后浸入纯水中

进行净化，这种过程称为

(C)

（Ａ）盐析法

（Ｂ）迁移法

（Ｃ）渗析法

（Ｄ）超过滤法6.在金溶胶中加入足量的明胶溶液，可使金溶胶

(A)

（Ａ）显著提高稳定性

（Ｂ）明显更容易聚沉

（Ｃ）显著加快电泳速度（Ｄ）显著加快布朗运动

23:37377.下面关于胶体电动电势（ξ电势）的描述中，不正确的是

（Ａ）ξ电势表示了胶体粒子溶剂化层界面到均匀液相间的电势

（Ｂ）ξ电势的绝对值总是大于热力学电势φ

（Ｃ）ξ电势的值易被少量外加电解质改变

（Ｄ）当双电层被压缩到与胶粒溶剂化层相合时，ξ电势为零8.对于胶体体系,下列现象（１）沉降

（２）扩散（３）电泳

（４）丁达尔现象中显示动力性质的是

(A)

（Ａ）

（１）（２）（Ｂ）

（３）（４）

（Ｃ）

（１）（３）（Ｄ）（２）（４）

23:37381.下列关于电位不正确的说法是

(AC)(A)电位就是胶体粒子紧密层内的电位

(B)电位的正负和大小决定于胶粒所带电荷和反离子在双电层中的分布

(C)电位与电泳速度,电渗速度和布朗运动速度均成正比

(D)用渗析法净化溶胶可使其电位增加