物理化学表面及胶体习题

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1、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：090o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：

2、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)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。34（一）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）=9.145×10-4J（3）Wf=9.145×10-4J6.在29

3、8K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P

4、2=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R2＝7.79×10－10m；（2）34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+3H2O2NaAuO2＋3HCHO＋NaOH→2Au+3HCOON

5、a+2H2O;NaAuO2稳定剂，写出胶团结构式，标出胶核、胶粒和胶团。答：[(Au)m·nAuO2-·(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·nSiO32-·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As2

6、S3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·nHS-·(n-x)H+]x-·xH+{[(Fe(OH)3)]m·nFeO+·(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)Na3PO4343一个烧杯中，盛有某种溶胶20×10-6m3，如使其聚沉，至少需浓度为1000m

7、ol·m-3的NaCl溶液20×10-6m3,或浓度为1mol·m-3的Na2SO4溶液100×10-6m3，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

8、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