第十四章胶体分散系统和大分子溶液 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/12/23 4:50:18星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

3cV/3cV/d?6g【解析】r?g

4N??N??3?cV/? d??6g?N????1/3?1.5?10?4?5.02?10?14???6?3?4.1?3.142?5.2?10??1/3?8.774?10?8m

【12】在实验室中,用相同的方法制得两份浓度不同的溶胶,测得两份溶胶的散射光强度之比为I1/I2=10。已知第一份溶胶的浓度c1=0.10mol·dm-3,设入射光的频率和强度等实验条件都相同, 试求第二份溶胶的浓度c2。 【解析】根据

?I?I1c1?, c2?c1?1?=0.1/10?0.01molgdm?3 I2c2?I2?【13】在水中,当所用的电场强度为E=100V·m-1时, 直径为d=1.0μm的石英粒子的运动速度为u=30μm·s-1。试计算在石英-水界面上ξ电势的数值。设溶液的捻度?=0.001Pa·S,介电常数ε=8.89×10-9C·V-1·m-1。 【解析】根据公式u???E 6??6??u6?3.14?0.001Pa?s?3.0?10?5m?s?1??0.636V 得 ???E8.89?10?9C?V?1?m?1?100V?m?1【14】已知水与玻璃界面的ξ电势为-0.050V, 试计算在298K时,当在直径为1.0mm,、长1m的毛细管两端加40V电压时,介质水通过该毛细管的电渗速度。设水的黏度为?=0.001Pa·S,介电常数ε=8.89×10-9C·V-1·m-1。

【解析】电渗,电泳都是固-液相相对运动得速度,其计算公式相同。

??E0.05?8.89?10?9?404??u??1.415?10?6mgs?1 u???4??4?3.14?0.001?E【15】在三个烧瓶中同样盛0.02dm3的Fe(OH03溶胶, 分别加入NaCl、Na2SO4和Na3PO4溶液使其聚沉,实验测得至少需加电解质的数量分别为:①浓度为1.0mol·dm-3的NaCl溶液0.012dm3;②浓度为0.005mol·dm-3的Na2SO40.125dm3;③浓度为0.0033mol·dm-3的Na3PO4溶液0.0074dm3。试计算各电解质的聚沉值和它们聚沉值之比,并判断胶粒所带的电荷。 【解析】聚沉值得定义:使一定得溶胶在一定时间内完全聚沉所需电解质得最小浓度:

cNaCl1.0molgdm?3?0.021dm3?3 ??0.521molgdm3?0.020?0.021?dmcNa2SO4cNa3PO45.0?10?3molgdm?3?0.125dm3?3?3 ??4.31?10molgdm3?0.020?0.125?dm3.33?10?3molgdm?3?7.4?10?3dm3?4?3 ??8.99?10molgdm?33?0.020?7.4?10?dm所以,聚沉能力之比为:NaCl:Na2SO4:Na3PO4?11::?1119::575 cNaClcNa2SO4cNa3PO41可见对溶胶聚沉起作用的主要是阴离子,所以该胶粒带正电荷。 【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)试写出胶团的结构式,并注明胶核、胶粒和胶团; (2)指明二氧化硅胶团电泳的方向;

(3)当溶胶中分别加入NaCl、MgCl2、K3PO4时,哪种物质的聚沉值最小? 【解析】 (1)

2??????SiO2?m?nSiO3?(2n?x)H???xHx?胶核胶粒胶团

(2)由于胶核代负电,所以电泳的方向是向正极移动。 (3)NaCl与MgCl2相比,Na+的聚沉值大于Mg+;

NaCl与 K3PO4相比,K+的聚沉值大于Na+;所以聚沉值最小的是MgCl2。

【17】设有一聚合物样品,其中摩尔质量为10.0kg·mol-1的分子有10mol, 摩尔质量为100 kg·mol-1的分子有【解析】Mn??Mm和Mz的值(设a=0.6)。 5mol, 试分别计算各种平均摩尔质量Mn、ii????NM?Ni?10?10?5?100?40kggmol?1

10?5MwMzMv????NM?10?10?5?100?600?NMNM???98.2kggmolNM???NM???????80kggmol??NM???2ii2ii3ii2?1ii2?11/2iiii?2?85kggmol?1

?1【18】把1.0g的聚苯乙烯(已知Mn=200 kg·mol-1)溶在0.1dm3的苯中, 试计算所成溶液在293K时的渗透压。

【解析】该溶液得物质的量浓度为:

n1?10?3kg1g?0.05molgdm?3 【解析】c???1?3V200kggmol0.1dm渗透压为:??cRT?0.05?8.314?293?121.8Pa

【19】已知某蛋白质的数均摩尔质量为Mn=40 kg·mol-1,试分别求在298K时,含量为0.01kg·dm-3的蛋白质水溶液的冰点降低、蒸汽压降低和渗透压的值。已知在298K时:水的蒸汽压ps=3.168Kpa, 凝固点降低常数Kf=1.86K·kg·mol-1, 水的密度(近似等于溶液的密度

??HO=1.0×103kg·m-3)

2【解析】m?0.01kg1?4?1g?2.5?10molgkg ?13?340kggmol1dm?1.0kggdm?1?4?1则 ?Tf?kfm?1.86Kgmolgkg?2.5?10molgkg*根据溶液依数性公式,?p?pAxB有,xB??4.65?10?4K

?p0.01/40??4.545?10?6 *?3pA0.01/40?0.99148?10?6?p?p*?0.0144Pa Ax?3167.7Pa?4.545?10渗透压为:??cRT?0.01?8.314?298?619.4Pa 400.2nm2,摩尔质量为

【20】假定聚丁二烯分子为线型,其横截面积为

Mn=100 kg·mol-1,密度

?为?=920kg·m-3。在聚合物分子充分伸展时,试计算聚丁二烯分子的平均长度。 【解析】

?c?M100?7??9.02?10m ?2023ALg?20?10?6.0?10?920【21】在293K时,有某聚合物溶解在CCl4(l)中,得聚合物不同浓度c时的渗透压[以CCl4

(l)液柱上升的高度表示]数据如下表: C/(g·dm-3) △h/cm 2.0 0.40 4.0 1.00 =1594kg·m-3,

6.0 1.80 ?8.0 2.80 已知293K时, 溶液的密度为?【解析】

试计算聚合物的数均摩尔质量Mn。

?c?RT?A2c MnRT?对c作图,由图得截距 =23.0

Mnc???5?1?Mn??1.06?10kggmol ??r又???n?g,以

8.314?289故 Mn??106kggmol?1

23.0?【22】在298K时,测得某溶液在不同浓度时的相对黏度如下: C/[ g(·dm-3)] 0.152 1.226 0.271 1.425 0.541 1.983 ?r 求此聚合物得特性粘度???。

?sp【解析】对大分子溶液,比浓粘度和相对粘度?r与浓度得关系为:

c?spc?????k???c

2ln?r2?????????c c?spln?r分别以和对c作图,可得到两条直线,外推至c?0处,可得直线得截距和斜率,

cc再对所得数据进行线性拟合,得特性粘度

????0.136dm3gg?1。

【23】在298K时,具有不同相对分子质量Mr的同一聚合物,溶解在相同有机溶剂中所得的特性黏度如下表所示:

Mr 3.4×104 1.02 6.1×104 1.60 1.3×104 1.983 [?]/[(dm3·g-1) 求系统的a和K值。

【解析】由????kgMr,两边取对数ln???=lnk+?lnMr

?