胶体分散体系

加，ζ 电位下降，介质移动速度变慢。改用AgNO3溶液，移动方向相反，但增加AgNO3
溶液浓度也使运动速度变慢。
8、 大分子溶液和（憎液）溶胶有哪些异同点？对外加电解质的敏感程度有何不同？ 解：大分子溶液与溶胶的相同点：胶粒大小 1-100nm，不能通过半透膜。不同点：大 分子是热力学稳定体系，而溶胶不是，大分子 Tydall 现象不明显，而溶胶明显。对于 外加电解质，大分子溶液不敏感，大量电解质会盐析。而溶胶敏感，加入少量就会聚 沉。
解：粒子大小在 1-100nm 之间的材料称为纳米材料。目前主要利用物理和化学方法制 备。而纳米材料主要是量子效应和尺寸效应。主要应用于纳米器件的组装。
习题
1、在碱性溶液中用HCHO还原HAuCl4以制备金溶胶，反应可表示为： HAuCl4 + 5NaOH → NaAuO2 + 4NaCl + 3H2O
=
2.23×10−9 m
d = 2r = 4.46 ×10−9 m
( ) （3） M = 4 πr 3ρL = 4 × 3.142 × 2.23×10−9 31mg • m−3 × 6.02 ×1023 = 0.028mg
3
3
４、设某溶胶中的胶粒是大小均一的球形粒子，已知在 298K时胶体的扩散系数D = 1.04 ×10-10m2•S-1，其黏度η = 0.001Pa•S。试计算：
− 0.75× 3.142 ×1.83×10−4 2.74 ×10−8
3 × 9.8× 6.02 ×1023
= 3.29 ×10−4 m
( ) RT ln
或者；
N2 N1
= − 4 πr 3 3
ρ 粒子
− ρ介质
gL(x
N2 N1
⎟⎟⎠⎞'
=
−
4 3
πr
3
2NaAuO2 + 3HCHO + NaOH → 2Au + 3HCOONa + 2H2O 此处NaAuO2是稳定剂，试写出胶团结构式，并标出胶核、胶粒和胶团。 解：由于 NaAuO2 是稳定剂，所以将是 AuO2- 离子被吸附在胶核上，则胶团的结构式为：
[ ] (Au)m • nAuO2− • (n − x)Na+ x− • xNa+
( ) RT ln
N2 N1
= − 4 πγ 3 3
ρ粒
− ρ介质
gL(x2
− x1 )
解： 8.314 × 298ln 166 = − 4 × 3.142 × 3×10−8 × (19.3 −1)×103 × 9.8×10−4 × L
277 3
L = 6.2537 ×1023 mol
6、某金溶胶在 298K时达沉降平衡，在某一高度时粒子的密度为 8.89×108m-3，再上升 0.001m 粒子的密度为 1.08×108m-3。设粒子为球形，已知金的密度为ρAu = 1.93×104kg•m3，分散介 质水的密度为ρ介质 = 1.0×103kg•m3。试求：
13、 何谓乳状液？有哪些类型？乳化剂为何能使乳状液稳定存在？通常鉴别乳状液的 类型有哪些方法？其根据是什么？何谓破乳？何谓破乳剂？有哪些常用的破乳方法？
解：乳状液是指两种液体所构成的分散体系，一种液体是水或水溶液，而另一种是与 水互不相溶的有机液体。乳化剂使由机械分散的液滴不相互聚结。
鉴别乳状液的方法主要是稀释，染色和电导。使乳状液中的两相分离叫破乳，为破乳 加入的物质叫破乳剂。（1）用不能生成牢固的保护膜的表面活性剂代替乳化剂（2）用 试剂破坏乳化剂（3）加入适当数量起相反效应的乳化剂。
4、 Tydall 效应是由光的什么作用引起的？其强度与入射光波长有什么关系？粒子大小范 围落在什么区间内可以观察到 Tydall 效应？为什么危险信号要用红灯显示？为什么早 霞、晚霞的色彩特别鲜艳？
解：Tydall 效应是由光的散射作用引起的，其强度与入射光的波长的四次方成反比。离子 范围在 1-100nm 之间可以观察到 Tydall 效应。危险信号用红光的波长最长，因此其散射的 强度最小，而早霞和晚霞是由于白光经过散射，其中兰色与紫色散射作用最强，而透过的 光则呈橙红色。
（１） 298K 时，胶体的扩散系数 D; （２） 胶粒的平均直径 d;
（３） 胶团的摩尔质量 M。
( ) 解：（1） D = x2 = 1.4 ×10−5 2 = 9.8×10−11 m • s −1
2t
2×1
D = RT 1 L 6πηr
（2） r
=
RT DL6πη
=
9.8 ×10−11
298× 8.314 × 6.02 ×1023 × 6 × 3.142 × 0.001
２、某溶胶中离子的平均直径为 4.2nm，设其黏度和纯水相同，η = 0.001Pa•S。试计算： （１） 298K 时，胶体的扩散系数 D; （２） 在 1S 的时间里，由于 Brown 运动，离子沿 X 轴方向的平均位移。
D=
解：（1）
Rt • 1 L 6πηγ
=
8.314 × 298 6.02 ×1023
7、 在两个充有 0.001mol•dm-3KCl溶液的容器之间放一个AgCl晶体组成的多孔塞，其细孔 道中也充满了KCl溶液，在多孔塞两侧放两个接支流电源的电极。问通电时，溶液将向 哪一极方向移动？若改用 0.01 mol•dm-3的KCl溶液，在相同外加电场中，溶液流动速度 是变快还是变慢？若用AgNO3溶液代替原来用的KCl溶液，情形又如何？ 解：充以KCl溶液，AgCl晶体吸附Cl-离子，介质带正电，介质向负极移动。KCl浓度增
ρ 粒子
− ρ介质
gL(x2
− x1 )
− 3 × 3.142 × 1.93×104 −1.0 ×103 × 9.8× (− 0.001)× 6.02 ×1023
4
r = 2.74 ×10−8 m
（2）
( ) ( ) x2
− x1
=
−
RT ln
3 πr 3 4
ρ 粒子
N2 N1
− ρ介质
gL
=
8.314 × 298× ln 1 2
5、 电泳和电渗有何异同点？流动电势和沉降电势有何不同？这些现象有什么应用？ 解：电泳是在外加电场下，胶体离子在分散介质中作定向移动称为电泳。电渗是在外 加电场下，分散介质会通过多空膜或极细的毛细管而移动，即固相不动而液相移动。 电泳可以用来分离蛋白质。
6、 在由等体积的 0.08mol•dm-3的KI和 0.10mol•dm-3的 AgNO3溶液制成的AgI溶胶中，分 别加入浓度相同的下述电解质溶液，请由大到小排出其聚沉能力大小的次序。 (1) NaCl; (2) Na2SO4; (3) MgSO4; (4) K3[Fe(CN)6] 解：（4） > （2）> （3） > （1）
•
6
×
3.142
1 × 10 −3
×
2.1×10−9
= 1.04 ×10−10 m2 • s −1
（2） D
=
x2 2t
x = 2tD =
2 ×1×1.04 ×10−10 = 1.44 ×10−5 m
3、已知某溶胶的黏度η = 0.001Pa•S，其粒子的密度近似为ρ = 1mg•m-3，在 1S时间内粒子在 X轴方向的平均位移 = 1.4×10-5m。试计算：
9、 大分子化合物有哪几种常用的平均摩尔质量？这些量之间的大小关系如何？如何用渗 透压法较准确地测定蛋白质（不在等电点时）的平均摩尔质量？ 解：大分子化合物有数均相对分子质量，质均相对分子质量，Z 均相对分子质量，粘 均相对分子质量，一般大分子化合物分子大小是不均匀的，
M n ≥ MW ≥ M Z 。利用膜渗透压法采取自然平衡法，测定每一个点要在恒温槽中放
11、 憎液溶胶是热力学上的不稳定系统的，但它能在相当长的时间内稳定存在，试解释 原因？
解：在制备溶胶时必须有稳定剂存在，另一方面，由于溶胶粒子小，Brown 运动激烈， 同时兼备聚沉稳定性和动力稳定性。所以可以在很长时间内稳定存在。
12、 试从胶体化学的观点解释，在进行重量分析时为了使沉淀完全，通常要加入相当数 量的电解质（非反应物）或将溶液适当加热。 解：加入大量的电解质使胶体完全的聚沉下来，使沉淀完全，通过加热也可以破坏胶 体的稳定，从而胶体完全的沉淀下来。
14、 凝胶中分散颗粒间相互联结形成骨架，按其作用力不同可以分为哪几种？各种的稳 定性如何？什么是触变现象？
解：主要分为：牛顿流体，非牛顿流体，触变性流体，粘弹性流体。 物体在切向作用下产生变形，若黏度暂时性降低，则该物体具有触变现象。
15、 何谓纳米材料？纳米材料通常可分为哪些类型？目前有哪些常用的制备方法？纳 米材料有何特性？有哪些应用前景？
=
2.1×10−9 m
(2) x = RT • t L 3πηr
( ) t
=
3πηrL RT x2
=
3× 3.142 × 0.001× 2.1×10−9 × 6.02 ×1023 8.314 × 298× 1.44 ×10−5 2
=
2.32 ×1019 s
（3） D
=
RT L
1 6πηr
=
8.314 × 298 6.02 ×1023 × 6 × 3.142 × 0.001× 2.1×10−9
= 1.075×10−10 m2
• s −1
5、在 298K时，某粒子半径r = 30nm的金溶胶，在地心力场中达沉降平衡后，在高度相距 1.0 ×10-4m的某指定区间内两边粒子数分别为 277 和 166。已知金的密度为ρAu = 1.93× 104kg•m3，分散介质的密度为ρ介质 = 1.0×103kg•m3。试计算Avogadro常数L的值。
( ) 解： AgI m 胶核在KI过量作稳定剂时吸附I-离子，AgNO3过量时则吸附Ag+离子。胶核吸