式中M为该固体的摩尔质量, 为其密度
大粒子与其溶液成平衡时 c1??s,T,p???RTln1?s,T,p? c?小粒子与其溶液成平衡时
c2?s,T,p2????s,T,p??RTln?
c c2RTln两溶液的化学势之差 c1
2?g?lM两粒子的化学势之差 '?R
c22?s?lM?11? ?ln??'?'?c1RT??R2R1? ?13.什么叫表面压?如何测定它?它与通常的气体压力有何不同?
表面压为纯水的表面张力与膜表面张力之差。可以用膜天平进行测定;与通常的气体压力不同的是它是二维压力。
14.接触角的定义是什么?它的大小受哪些因素影响?如何用接触角的大小来判断液对固体的润湿情况?
接触角为在气液固三相交接处,气-液界面与固-液界面 之间的夹角,其大小由三种界面张力的相对大小决定;
接触角为零 ,液体在固体表面 铺展 , 小于 90°液体能润湿固体, 大于 90°,不能润湿。
15.表面活性剂的效率和能力有何不同?表面活性剂有哪些主要作用?
表面活性剂的效率:使水的表面张力下降到一定值时所需表面活性剂浓度。 表面活性剂的能力:表面活性剂能使水的表面张力下降的程度(又称有效值),两种数值常常相反。 表面活性剂有润湿、气泡、乳化、增溶、洗涤作用。
16.什么叫吸附作用?物理吸附与化学吸附有何异同点?两者的根本区别是什么? 固体的表面有剩余的力场,使气体分子可以在固体的表面相对的浓集,这种作用中吸附作用。P369。 二者的根本区别在于吸附力的不同。
17.为什么气体吸附在固体表面一般是放热的?而确有一些气-固吸附是吸热的(H2(g)如在玻璃上的吸附),如何解释现象?
由于吸附总是自发过程,故△G<0,气体在固体表面被吸附,固体不变,体系△S<0,在等温下,由△H= △G +T△S,可推△H<0,故吸附一般放热。当有气体原子解离发生时有化学键的改变,使有些化学吸附的熵变大于零,这样吸热吸附的情况下,也可以使ΔG小于零。 18.试说明同一个气固相催化反应,为何在不同的压力下表现出不同的反应级数?请在符合Langmuir吸附假设的前提下,从反应物和产物分子的吸附性,解释下列实验事实:① NH3(g)在金属钨表面的分解呈零级数反应的特点;②N2O(g)在金表面的分解是一级反应; ③H原子在金表面的复合是二级反应;④ NH3(g)在金属钼的分解速率由于N2(g)的吸附而显著降低,但尽管表面被N2(g)所饱和,但速率不为零。
由于系统压力大小决定反应物在催化剂 表面的吸附快慢与强弱,因而决定反应速度,体现在速率方程上,就是反应级数不同。
① 由于反应物在表面的吸附很强,在分压很小时,达到饱和吸附,反应速率与分压无关;②N2O(g)在金表面的吸附较弱,其分解呈一级反应; ③H原子在金表面的吸附为弱吸附,复合时被吸附H的和气相H的反应而复合,是二级反应;④ N2(g) 在在金属钼表面的吸附为强吸附,可以形成饱和
????吸附,但即是饱和吸附时,仍有NH3的吸附,NH3分解速率不为零
19.为什么用吸附法测定固体比表面时,被吸附蒸气的比压要控制在0.05~0.35之间?BET吸附公式与Langmuir吸附公式有何不同?试证明BET公式在压力很小时(即时p< 因为压力过小时,建立不起来多层吸附平衡,在压力过大时,可能产生毛细管凝聚,吸附量不代表多层吸附平衡时固体表面所对应的吸附量。BET吸附公式与Langmuir吸附公式都是理想的吸附公式,而Langmuir吸附公式是单层吸附公式,BET公式是多层吸附公式。 20.如何从吸附的角度来衡量催化剂的好坏?为什么金属镍既是好的加氢催化剂,又是好的脱氢催化剂? 良好的催化剂应该具有适中的吸附与脱附性能。催化剂的活性与反应物在固体表面的吸附强度有关,只有合适的吸附强度,其催化活性才大。催化剂即可以加速正向反应,又能加速逆向反应,所以金属镍既是好的加氢催化剂,又是好的脱氢催化剂 第十四章 1.用As2S3与略过量的H2S制成的硫化砷As2S3溶胶,试写出其胶团的结构式。用FeCl3在热水中水解来制备Fe(OH)3溶胶,试写出Fe(OH)3溶胶的胶团结构。 H2S是弱酸,考虑它做一级电离: [(As2S3)m·nHS-·(n-x)H+]x-·xH+ {[Fe(OH)3]m·nFeO+·(n-xCl-)}x+·xCl- 2.在以KI和AgNO3为原料制备溶胶时,或者使KI过量,或者使AgNO3过量,两种情况制得的AgI溶胶的胶团结构有何不同?胶核吸附稳定离子时有何规律? 使KI过量时,胶团带负电,AgNO3过量时,胶团带正电。按照法杨斯规则,能和胶核形中离子成不溶物的离子优先被吸咐。 3.胶粒发生Brown运动的本质是什么?这对溶胶的稳定性有何影响? 胶粒发生Brown运动的本质是溶剂分子的无规则运动和溶剂分子对胶粒的不断碰撞。 Brown运动一方面可以使溶胶稳定,另一方面过于剧烈或过于缓慢的Brown运动会使溶胶聚沉。 4.Tyndall效应是由光的什么作用引起的?其强度与入射光的波长有什么关系?粒子大小范围在什么区间内可以观察到Tyndall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? Tyndall效应是由光的散射作用引起的,其强度与入射光波长的四次方成反比。当粒子的尺度落在胶粒的范围内时,可以观察到Tyndall效应。危险信号要用红灯显示是因为红光的波长长,不易被空气中的尘粒子反射,早晨和晚上时,空气中的湿度大,水蒸气的液珠对阳光的红光产生了散射作用。 5.电泳和电渗有何异同点?流动电势与沉降电势有何不同?这些现象有什么应用? 电泳是在电场的作用下,胶粒相对于介质移动,而电渗是在电场作用下,介质相对于胶粒移动。流动电势是介质相对于胶粒移动产生电场,而沉降电势是由于胶粒相对于介质移动产生电场。这些现象在实践中有重要应用(可参考相关书籍) 6.在由等体积的0.08 mol·dm-3的KCl和0.10 mol·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的大小的次序。 (1)NaCl; (2)Na2SO4; (3)MgSO4; (4)K3[Fe(CN)6] (4)> (2)> (3) > (1) 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,在多孔塞两侧入两个接直流电源的电极,问通电时,溶液将 向哪一方向移动?若改用0.01mol·dm-3 KCl的溶液,在相同外加电场中,溶液流动速度是变快还是变慢?若用AgNO3溶液代替原来的KCl溶液,情形又将如何? 充以KCl溶液,AgCI晶体吸附Cl-离子,介质带正电,介质向负极移动。若改用0.01mol·dm-3KCl的溶液,ζ电势下降,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? 本题答案P454 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?如何利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? 大分子化合物的平均摩尔质量有:数均摩尔质量,质均摩尔质量,Z均摩尔质量。一般来说,大分子化合物的分子大小不均匀,三种平均值的大小为:P458可以利用渗透压公式P459(14.28) 10.试解释①江河入海处,为什么常形成三角洲?②加明矾为何能使混浊的水澄清?③使用不同型号的墨水,为什么有时会使钢笔堵塞而写不出来?④重金属离子中毒的病人,为什么喝了牛奶可使症状减轻?⑤做豆腐时“点浆”的原理是什么?哪些盐溶液可以用来点浆?⑥常用的微球形硅胶和做填充料的玻璃珠是如何制备的?用了胶体和表面化学的哪此原理?请尽可能多地列举出日常生活中遇到的有关胶体的现象及其应用。 ①因为江河水中常含有较多的泥砂,入海口处,和含有大量盐份的海水混合而沉淀,日积月累,形在三角洲。②加明矾到水中,会形成氢氧化铝溶胶,它正电,而由泥土形成的溶胶带负电,不同电性的溶胶混合,会相互聚沉,使混浊的水澄清。③不同型号的墨水,有时会带有不同的电荷,相互混合会发生聚沉作用。④重金属离子对金属离子有聚沉作用,这样,重金属离子和牛奶中的蛋白质颗粒结合形成沉淀,中毒的病人,为什么喝了牛奶可使症状减轻?⑤做豆腐时“点浆”的原理是加入电解质使豆浆中的蛋白质颗粒相互聚沉而制成豆腐,哪些对人体无不良作用的,并不会产生特殊味道的盐溶液可以用来点浆。 11.憎液溶胶是热力学上的不稳定系统,但它能在相当长的时间内稳定存在,试解释原因? 憎液溶胶是热力学上的不稳定系统,但由于胶粒的布朗运动和胶粒之间产生的双电层斥力,使胶粒之间难以结合而产生聚沉,这就是溶胶稳定性的原因。Brown运动、ζ电势和离子化膜等主要因素。 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。 加入过量的电解质,可以使胶粒的电动电位降低,使溶胶易于聚沉;加热使胶粒的热运动更加剧烈,使胶粒碰撞时可以克服它们之间的热垒,从而结合而聚沉。 13.何谓乳状液?有哪此类型?乳化剂为什么能使乳状液稳定存在?通常鉴别乳状液类型有哪些方法?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? 将一种液体分散到另一种与之不相溶的液体之中形成的系统;乳状液分为水(O/W)和油包水(W/O)两种类型;乳化剂可以增大两个液珠相互聚合的阻力,可以使乳状液稳定存在;根据连续相可以和同类的液体相溶合的性质,可以用稀释法,染色法等鉴别乳状液的类型;使乳状液破坏的过程称为破乳;少量即可以使乳状液破坏的物质称为破乳剂;常用的破乳方法有加热法,过滤法和破乳剂破乳法等 14.凝胶中分散相和颗粒相互联结形成骨架,按其作用力不同可同分为哪几种?各种的稳定性如何?什么是触变现象? 按其作用力不同,凝胶可以分为弹性凝胶和刚性凝胶,弹性凝胶分散介质的脱除和吸收具有可逆性,刚性凝胶则没有可逆性。触变现象是溶胶与凝胶相互转化的现象。