第 十 章 胶体分散系
9. 在 H3AsO3的稀溶液中，通入过量的H2S气体，生成 As2S3溶胶。用下列物质聚沉：Al(NO3)3，MgSO4和K3Fe(CN)6，请排出聚沉值由大到小的顺序。
解：用过量的 H2S 气体作为稳定剂，H2S发生一级解离，生成HS- 离子，生成的As2S3胶核优先吸附HS- 离子，胶粒带负电。外加电解质中正离子电价越低，聚沉能力越弱，聚沉值越大。所以聚沉值由大到小的顺序为：K3Fe(CN)6＞MgSO4＞Al(NO3)3 。
10. 墨汁是一种胶体分散系统，在制作时，往往要加入一定量的阿拉伯胶（一种大分子物质）作稳定剂，主要原因是什么？
解：加适量的大分子化合物，大分子吸附在小的碳颗粒周围，使碳颗粒不易凝聚，对溶胶起保护作用。 11. 混合等体积的 0.08 mol·dm-3 KI 和 0.1 mol·dm-3 AgNO3溶液所得的溶胶。
（1）试写出胶团结构式； （2）指明电泳方向；
（3）比较 MgSO4，Na2SO4，CaCl2电解质对溶胶聚沉能力的大小。
解：（1）由于AgNO3 的浓度大于KI的浓度，所以等体积混合时，AgNO3过量，生成的AgI胶核优先吸附Ag+ ，使胶粒带正电，则胶团的结构式为：｛[(AgI)m.nAg+],(n-x)NO3｝x-·x NO3 （2）因为胶粒带正电，电泳方向是往负极移动
（3）聚沉胶粒带正电的溶胶，外加电解质中负离子价数（绝对值）越大，聚沉能力也越强。所以聚沉能力大小的次序为： Na2SO4>MgSO4>CaCl2 。虽然前两种电解质中负离子相同，但由于Na2SO4中正离子是一价的，聚沉能力要比正离子是二价的稍大一些。 12. 在制备二氧化硅溶胶的过程中。存在如下反应：
SiO2 + H2O
H2SiO3（溶胶） H2SiO3 SiO32- + 2H+
??（1）试写出二氧化硅溶胶的结构式： （2）指明胶粒电泳的方向：
（3）当加入子NaCl、MgCl2和K3PO4时，哪种物质的聚沉值最小？
2??解：（1）??H2SiO3??nSiO3??2n?2x?H?m??2x??2xH?
（2）向正极移动。 （3）MgCl2
13. 298 K时, 膜的一侧是0.1dm-3水溶液，含0.5 g 某大分子Na6P化合物, 膜的另一侧是 1.0×10-7 mol·dm-3的稀NaCl溶液, 测得渗透压6881 Pa 。求该大分子的数均摩尔质量。 解：当一侧电解质浓度极低时, 由唐南平衡得：
第 十 章 胶体分散系
П ?
z+1)c2RT
6881 Pa?(6?1)?0.5 g?1?1?8.314J?mol?K?298K 3M?0.1dm
0.5 ?10?3kg?1?1?1M?(6?1)??8.314J?mol?K?298K=12.6 kg?mol ?336881 Pa?0.1?10m14. 298 K时，在半透膜两边，一边放浓度为0.100 mol·dm-3的大分子有机物RCl，RCl能全部解离，但R+不能透过半透膜；另一边放浓度为0.500 mol·dm-3的NaCl，计算膜两边达平衡后, 各种离子的浓度和渗透压。
解：由膜平衡条件： [Cl-]左[Na+]左=[Cl-]右[Na+]右
(0.1+x)x =(0.5-x)(0.5-x) => x = 0.227 mol·dm-3
所以平衡时，左边： [Cl-] = 0.327 mol·dm-3 [Na+] = 0.227 mol·dm-3 右边 [Cl-] = 0.273 mol·dm-3 [Na+] = 0.273 mol·dm-3 П = ?c·RT
=[(0.1 +0.1 +2x) – 2 (0.5-x)]RT =2.676×105 Pa
15. 在 25℃下，一半透膜内，有 0.1dm3的很稀盐酸水溶液，其中溶有 1.3×10-3 kg 的一元大分子酸，假设它完全解离。膜外是 0.1 dm3的纯水，达到渗透平衡时，膜外pH = 3.26，膜电势为 34.9 mV，假设溶液为理想溶液，试计算：
（1）膜内的 pH 值；
（2）该大分子物质的摩尔质量。
解：（1）根据膜电势的计算公式，达膜平衡时，其膜电位为：
?HRT????内E膜?ln?F?H???外
或 E（膜） = 0.0592 (pH外－pH内)， 即：.0349 V= 0.0592 (3.26－pH内)
得 pH内＝2.67
（2）设大分子酸和盐酸在膜内的起始浓度分别为 c1和c2 ，达平衡后，盐酸在膜外的浓度为x ，根据膜平衡条件，有：
[H+]内 [Cl-]内 ＝ [H+]外 [Cl-]外
即： 因为
(c1?c2?x)(c2?x)?x2 （1）
?lgx?4?3x?5.495?10mol?dm?3.26 ?31 mol?dm第 十 章 胶体分散系
已知
?lg(c1?c2?x)?2.67 c1?c2?x?2.14?10?3mol?dm?3 ?31 mol?dm将这两个值代入（1）式，可求得：
c2?6.91?10?4mol?dm?3 c1?2.00?10?3mol?dm?3
因为
m11.3?10?3kgc1???2.00?10?3mol?dm?3 33M1?0.1 dmM1?0.1 dm
1.3?10?3kgM1??6.50 kg?mol?1 ?3?332.00?10mol?dm?0.1 dm膜内大分子酸的摩尔质量为 6.50 kg·mol-1
16. 半透膜两边离子的起始浓度 (单位为mol·dm-3) 如下(膜两侧溶液体积相等)：
Na+ P- K+ Cl- 0.01 0.01 0.1 0.1
其中 P- 是不能透过膜的大离子，试求：
（1）膜平衡条件；
（2）膜平衡时各小离子在膜两边的浓度。
解：（1）膜平衡条件为膜两边离子的化学势相等，即活度积相等，在假设活度因子为1时，膜两边离子的浓度积相等，即：
[Na+]内×[Cl-]内＝ [Na+]外×[Cl-]外 [K+]内×[Cl-]内＝ [K+]外×[Cl-]外
（2）膜平衡时离子在膜两边浓度分布为：
Na+ P- K+ Cl- K+ Na+ Cl- 0.01-y 0.01 x x-y 0.1-x y 0.1-x+y 其中 y 表示膜内 Na+ 浓度减小值，x 为膜外 K+ 浓度减小值，单位均为mol·dm-3 根据膜平衡条件有：
(0.0?1y)x(?y?)y(0.?1x?y x(x?y)?(0.1?x)(0.1?x?y)
解连立方程得：
x?0.0524 mol?dm?3 y?0.00476 mol?dm?3
则： [Na+]内= 0.00524 mol·dm-3 [Na+]外 = 0.00476 mol·dm-3 [K+ ]内= 0.0524 mol·dm-3 [K+ ]外 = 0.0476 mol·dm-3 [Cl-]内 = 0.0476 mol·dm-3 [Cl-]外 = 0.0524 mol/dm3