第十四章胶体分散系统及大分子溶液

第十四章胶体分散系统及大分子溶液 1. 在碱性溶液中HCHO还原HAuCl,以制备金溶胶，反应表示为 HAuCl4 5NaOH T NaAuO2 4NaCl 3H2O 2NaAuO2 2HCHO NaOH 2Au 3HCOONa 2H2O 此外NaAuO2是稳定剂，试写出胶团结构式，并标出胶核、胶粒和胶团。 解[Aum AuO, n - xNa ]A xNa j_ 胶核 / RT L 18.314x298 胶粒 d 2r 2x2.23x10 4.46x109 冷 44 3 M -7ir3pL j-x2.23x 10 93xlx 10 3x6.023x 1023 2.8x 10 5g■ mol1 4. 设某溶胶中的胶粒是大小均一的球形粒子，已知在298K时胶体的扩散系数 1.04x10 10m2-5 -其黏度〃 0.001Pa・s。试计算 1 该胶粒的半径r； 2 由于Brown运动，粒子沿x轴方向的平均位移x 1.44xl0 5m时所需的时间； 3 318K时胶体的扩散系数D,假定该胶粒的黏度不受温度的影响。 解1因为 堕・ L 6回, 所以 r_RT 1_ 8.314x298 y1- 2 lxlT L 6 兀rjD 6.023x1023 6xO.OOlxl.O4xlO_10 2 2因为D J 2t 所以局;看宫。 ls 3 D RT L 18.314x3181 6初「 6.023x1023 6x0.001x2.lxl09 1.1 IxlO秫2.广 5. 在298K时，某粒子半径r 30nm的金溶胶，在地心场中达沉降平衡后，在高度 相距1.0 xl0-4m的某指定区间内两边粒子分别为277和166。已知金的密度为 pAll 1.93xlO4Ag-m_3,分散介质的密度为介lxlO3Ag - m 3 o试计算Avogadro常数Z的 值。 解因为RTln -兀户p粒子-p介gLg- 时In匹 所以L、 万户Q粒子_ 介幺尤2 -工1 8.314x2981n L -4 6.254x10。尸 -j30 xl0-931.93xl04-1.0 xl03x9.8xl.0 xl0-4 6. 某金溶胶在298K时达沉降平衡，在某一高度时粒子的密度8.89xl08m \再上升 0.001m粒子的密度为1.08xl08m-3 o设粒子为球形，已知金的密度为 Pa. 1.93xl0g./nT ,分散介质的密度为p介lxl0g./-③。试求 1 胶粒的平均半径,及平均摩尔质量M； 2 使粒子的密度下降一半，需上升的高度。 解1因为 RTln成一与初*「粒子一p_gLx2 -Xj 时In匹 所以户鸟 _ 3兀粒子「介8心工2 xi 1.O8X1O8 8.314x2981n r3 8.89x10 1.154x10 23m3 -j 1.93 x 104 -1.0 x 103 9.8 x 6.023 x 1023 x 0.001 r 2.26xlO8/n 44 M j-r3pL j-x2.26xlO 83xl.93xlO 3x6.023x1023 5.62xl05-mo/ 2设使粒子密度下降一半需上升的高度为x,则有 -X8.89』 74q AT In一云兀rZ7粒子-PftgLx 0.037J 由题意，有 时In黑-粒子_p介gWOOl 0.037 J 两式相比，求得 X 3.29x10 4m 7. 在298K时，血红月完的超离心沉降平衡中，离转轴距离x, 5.5cm处的浓度为q, x2 6.5cm处的浓度为J , JiL c2 /q 9.40 ,转速co120r-s o已知血红月完的密度为Z7血纸完L335xl3.mT ,分散介质的密度为q介0.9982xlO3-m3。试计算血红月完的 平均摩尔质量M。 解 睥c.2x8.314x2981n9.40 M 1 1-口2x； -X 1 _0-9982x10 *2〃* 1202x[6.5xlO-22-5.5xlO-22] PtfiT1.335x10 64.5 * mol 8. 在内径为0.02所的管中盛油，使直径为d 1.558mm的钢球从其中落下，下降 0.15m需时16.7s。已知油和钢球的密度分别为/沛960 wT3和- 7650g - m3 ,试 计算在实验温度时油的黏度。 解钢球在油中达平衡时，沉降时受的重力与所受的阻力相等，即 4 3 /、匚 dx 4兀rQ粒子Q介g 6初「奇 4a4 1 588 EP 粒子一P 介号 x1t7650_960x9.8 匚 0.15 6x 16.7 ,dx G兀r dt 77 ； 1.023Ptz s 9. 试计算293K时，在地心力场中使粒子半径分别为①/i10//m；②r, 100//m； ③r3 15//m的金溶胶粒子降0.01/71 ,分别所需的时间。已知分散介质的密度为 p介10003,金的密度为p金1.93xlO4./nT,溶液的黏度近似等于水的黏度， 为 // 0.001Ptz -5 0 解粒子在重力场中达沉降平衡时，沉降所受的重力与所受的阻力相等，即 43 /、匚 dx ，兀r S粒子一Q介g 6 ① * 10//m lxl0-5m RCrl6r/x6x0.001x0.01. x 所以 7 7 7 2515 ；户〃粒子一〃介g jxlxl0-52x1.93xl04-1000x9.8 ② r, 100//m lx 10一7 m t - 6x0.001x0.01 mg 尸 S粒子一Q 介g jxlxio72x1.93xio4-1000x9.8 ③ 八15/zm 1.5x10 9m 6rx6x0.001x0.01. .. ..8z x t 7 1-12x1085 r3Z粒子一p介g jx1.5x 10 92 x1,93x 104 -1000x9.8 10. 密度为㈤2.152x103就3的球形CaC顷s粒子，在密度为 Q介1.595、13.秫-3, // 9.75xlO-4Ptz-5 的 CC/4/