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天津大学第五版物理化学习题参考解答12

天津大学第五版《物理化学》第十二章“胶体化学”

P657-659习题参考解答：

12-1．胶体系统是分散相粒子线度的大小在1~100nm之间的分

散系统，包括溶胶（憎液溶胶）、高分子溶液（亲液溶胶）、缔合胶

体（胶体电解质）、微乳液等（后三者都是热力学稳定的均相系统）。

狭义的胶体系统主要是指溶胶。其主要特征是特有的分散程度、多相

不均匀性、聚结不稳定性。具体有扩散慢、不能透过半透膜、渗透压

低、动力学稳定性强、乳光亮度强等性质。

12-2．丁铎尔效应的实质是光的散射。产生的条件是分散相粒子

的尺寸小于入射光的波长，分散相与分散介质的折射率相差较大。

12-3．斯特恩（Stern）双电层模型（如右图）的要点是：（1）

在靠近质点表面1~2个分子厚的区域内，反离子由于受到

强烈地吸引而牢固地结合在表面，形成一个紧密的吸附层

（还有一些溶剂分子同时被吸附），即斯特恩层；（2）在斯

特恩层，反离子的电性中心形成一假想面，即斯特恩面。

在斯特恩层内，电势呈直线下降；（3）其余反离子扩散分

布在溶液中，构成双电层的扩散层部分。斯特恩双电层由

斯特恩层和扩散层构成；（4）当固、液两相发生相对移动

时，斯特恩层与质点作为一个整体一起运动，其滑动面在

斯特恩面稍靠外一些。固体表面、斯特恩面、滑动面与

、斯特恩电

溶液本体之间的电势差分别称为热力学电势

、ζ电势。热力学电势是固液两相之间双电层的总电

势

δ

势。ζ电势在量值上比斯特恩电势略小，但它只有在固液

两相发生相对移动时才能呈现出来，可以实验测定，反映

胶粒带电的程度，极易受外加电解质的影响。

12-4．溶胶具有动力学稳定性的原因主要有三个：（1）胶粒带

电。静电斥力的存在使得胶粒难以互相靠近而引起聚结；（2）溶剂化

作用。由于扩散层反离子的溶剂化作用，使得胶粒周围形成了一个具

有一定弹性的溶剂化薄膜层（外壳），增加了胶粒互相靠近时的机械

阻力，使溶胶难以聚沉；（3）布朗运动。布朗运动促使胶粒向四周扩

散均匀分布（但也因此加剧胶粒之间的互相碰撞），克服重力达至沉

降平衡，从而保持溶胶的稳定。

12-5．破坏溶胶的方法有：加电解质（足量），加大分子（少

量），加相反电荷溶胶，加热、辐射、增大浓度等。其中最有效的方

法是加电解质。适量的电解质存在，对溶胶起到稳定的作用（提供电

位离子）。当电解质加入过多，尤其是高价反离子的加入，往往会使

溶胶聚沉。原因是电解质的浓度增大时，会使扩散层受挤压而变薄，

减少胶粒所带的电荷数，减弱扩散层反离子的溶剂化作用，导致胶粒

碰撞而聚沉。

12-6．乳化剂分子具有一端亲水、一端亲油的特性，当它吸附在

乳状液的界面层时，常呈现“大头”朝外、“小头”朝里的几何构型。

对于一价碱金属皂类，金属离子一端是亲水的“大头”，故形成“水

包油”型乳状液；而对于高价金属皂类，金属离子一端是亲水的“小

头”，故形成“油包水”型乳状液。

12-7．（1）由爱因斯坦—布朗平均位移公式

1/2

1/2

523938.3145298.1511.4410m336.022102.1101.010RTtxL

rπηπ??

===????????????

（2）由爱因斯坦—斯托克斯方程

()

2

2

5102-11.44101.0410ms6221

RTx

DLrt

πη--?=

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=

12-8．由贝林高度分布定律

()()()30221021143ln1rLg

CMghhhhCRTRT

πρρρρ??==()()()3

9333430109.8066166

3ln19.3101.00100.1102778.3145298.15

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-16.2510molL=?

12-9．电泳速度3

5-125.5101.41710ms3060

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