【2017年整理】物理化学表面及胶体习题.docVIP

PAGE PAGE 1 界面与胶体化学习题课 界面与胶体化学主要公式 表面张力（表面自由能） （单位 N/m,J/m2） 弯曲表面下的附加压力（Young-Laplace） （R为曲率半径，??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，?接触角） 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) 吸附等温式Langmuir，BET等（注意使用条件）： 吉布斯表面吸附等温式： （讨论正、负吸附） 接触角：0?90o固体被液体润湿； ?90o固体不为液体润湿。 胶体中沉降平衡时粒子随高度分布公式： 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)m·nI-,(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。 习题 1. 293K时，把半径为1.0mm的水滴分散成半径为1.0?m 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）=9.145×10-4J （3）Wf=9.145×10-4J 6. 在298K和101.325kPa压力下，将直径为1.0?m 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=29.39m 8. 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=4489.7pa 10. 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, 答：（1） （P1为Ps，R1＝∞）求得R2＝7.79×10－10m；（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HAuCl4＋5NaOH→NaAuO2＋4NaCl+3H2O 2NaAuO2＋3HCHO＋NaOH→2Au+3HCOONa+2H2O; NaAuO2稳定剂，写出胶团结构式，标出胶核、胶粒和胶团。 答：[(Au)m·n 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+H2O→H2SiO3 → 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)m·n 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)m·n HS-·(n-x)H+]x-·xH+ {[(Fe(OH)3)]m·n 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)Na3PO4 3 一个烧杯中，盛有某种溶胶 20×10-6 m3，如使其聚沉，至少需浓度为1000 mol·m-3的 NaCl 溶液 20×10-6m3, 或浓度为1 mol·m-3的 Na2SO4溶液100×10-6 m3，由这些数据得出的结论是 (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 ?