物化習(xí)題121140()

1、.M15.66B156.9溴苯溴苯溴苯1.593pM85.718水水水所以w溴苯159361.4%溴苯2.593w=W溴苯6.28kg水1.61.59315-24水乙醇乙酸乙酯三組分體系在70C時(shí)的平衡數(shù)據(jù)如下:水w/%水層乙醇乙酸乙酯水w/%乙酸乙酯層乙醇乙酸乙酯93.706.35.8094.291.02.26.86.51.092.588.04.57.58.23.188.782.38.49.312.87.779.5在三角形坐標(biāo)上畫出溶解度曲線和聯(lián)結(jié)線；水乙醇乙酸乙酯形成三元共沸混合物可用水洗法洗去其中的乙醇，從而獲得純度較高的乙酸乙酯，現(xiàn)將水200g加于共沸物（共沸物質(zhì)量分?jǐn)?shù)組成為：乙酸乙酯

2、83.2%，乙醇9.0%,水7.8%）100g中，劇烈攪拌使之充分混合，然后靜置，試求靜置后所得乙酸乙酯層和水層的組成，乙酸乙酯層各組分的量以及乙酸乙酯的損失量。解:（1）水乙醇（簡(jiǎn)稱醇）-乙酸乙酯（簡(jiǎn)稱酯）的相圖如圖15-7所示:（2）現(xiàn)加入200g水于100g共沸物中，其組成如下:%醇2001002007.869.3%水20010083,2酯200100在相圖中找出上述組成的點(diǎn)P，此點(diǎn)必位于原共沸物Q點(diǎn)與三角頂點(diǎn)A(水)連線上，加入200g水后物系點(diǎn)自Q向P移動(dòng)，體系總組成為P時(shí)，作一條通過P點(diǎn)的連線，交水層于a點(diǎn)，交酯層于b點(diǎn)，由相圖可得到：水層重量百分?jǐn)?shù)：水89%，酯7%，醇4%；酯層

3、重量百分?jǐn)?shù)：水7%，酯91%，醇2%.ab長(zhǎng)16.4cm,aP長(zhǎng)4.0cm,Pb長(zhǎng)12.4cm(上述數(shù)據(jù)均由邊長(zhǎng)為20cm的三角坐標(biāo)相圖中獲得).根據(jù)杠桿原理：酯層重n，300aP，型4.073.2gBab16.4而在b點(diǎn)，酯層中含乙酸乙酯91%，故酯層中含乙酸乙酯的量為73.2x91%=66.6g.原共沸點(diǎn)Q點(diǎn)含酯為83.2g.即損失乙酸乙酯為83.2-66.6=16.6g.15-26已知水和鄰硝基苯酚的蒸氣壓與溫度的數(shù)據(jù)如下：t/C49.890.4122.1146.4191214.5P鄰kPa0.1331.335.3313.3353.32101.36t/C40506070809094981

4、00P水/kPa7.4012.3319.9231.1547.3470.4981.4394.28101.36用作圖法確定在101.325kPa下用水蒸氣蒸餾鄰硝基苯酚混合液的沸騰溫度和在沸騰溫度時(shí)鄰硝基苯酚的蒸氣壓；在此沸騰溫度時(shí)，餾出液的質(zhì)量比是多少？鄰硝基苯酚所含的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？在上述條件下，欲蒸出100g鄰硝基苯酚需用去多少水？解：(1)根據(jù)題中數(shù)據(jù)作得圖5-8.從圖中可知t=99.4C時(shí)，混合液沸騰，此時(shí)p鄰=2.0kPa.(2)餾出液x纟水水px匕水水p水水水鄰%鄰.PM99.38水6.43pE2.039鄰鄰*00%13.5%3)需水水克船水0.135,641g水15-27圖15-8

5、習(xí)題15-26圖某純物質(zhì)A的溫度(237為337C，熔化熵變?yōu)?0JK-imol-i.其固體熱容較液體熱容小5熔液組成為xA亍0.600，當(dāng)把A視為非理想溶液中加3012016f200-的溶劑時(shí).求該溶液中組分A的活度眾數(shù)gA.解：(T,p,a)(T,p)AAAJ.K-i.mol-i，低共熔點(diǎn)溫當(dāng)aA改變時(shí)，T將發(fā)生變化，重新建立平衡后(T,p,a)dH(T,p)AAAA則ddaAT,pdT(T,p)RTInaAAASip所以S1dT空SITAaAA即空(S?SidTaAAA7.43因?yàn)閟lSHHa，代入上式AATT所以RTdaHAdTaATAAOaHdTiatRT2A而HH(T)CdTST5

6、(TT)sAsATpA溶化得H301O5(T610)152505TsA代入前式，得Ina型dT仏T.4汕丄気辿平伽A610RT2610RT2R510610R610a0.498aA0.498，aA0.4980.83.AAx0.615-1指出下列各體系的平衡相數(shù)、組分?jǐn)?shù)和自由度：在指定下壓力，固體NaCl和它的飽和溶液；水蒸氣，固體NaCl和它的飽和溶液；TiCl4和SiCl4的溶液以及它們的蒸氣；(4)常溫和高溫下的Fe(s),FeO(s),Fe2O3(s),CO(g),CO2(g)反應(yīng)開始前，只存在(NH4)2CO3，反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)：(NH)CO_423-I-2N(g)+HO(g)+CO(g)2

7、2答案：(1)K=-2，=2，f=1；(2)K=2,-=3，f=1；(3)K=2，=2，f=2；(4)低溫時(shí)，K=5，=4，f=3；高溫時(shí)，K=3，=4，f=1(5)K=1，=2，f=1；15-2指出下列體系中的組分?jǐn)?shù)NaH2PO4在水中與蒸氣達(dá)平衡(忽略鹽在溶液中電離的可能性);在上述體系中，考慮鹽能完全電離成所有可能存在的離子；AlCl3在水中，考慮其水解作用和出現(xiàn)Al(OH)3沉淀。答案：(1)K=2,(2)K=2,(3)K=3.15-3見習(xí)題選解.15-4根據(jù)下列數(shù)據(jù)繪制碳的相圖(用lgp對(duì)T做圖)石墨的正常升華發(fā)生在4200K(p=1bar)；石墨液體蒸氣三相點(diǎn)發(fā)生在100bar,4

8、300K；石墨的最大熔點(diǎn)發(fā)生在55kbar,4900K；金剛石石墨液體三相點(diǎn)發(fā)生在126kbar,4100K；存在著第三種碳固態(tài)(固體III)，而金剛石-固體III-液體三相點(diǎn)發(fā)生在800kbar，1100K；300K時(shí)石墨轉(zhuǎn)化為金剛石發(fā)生在約15kbar.答案：圖略.(1)T=4200K，lgp=0；(2)T=4300K，lgp=2；(3)T=4900K，lgp=4.74；(4)T=4100Klgp=5.10；(5)T=1100K，lgp=5.90；(6)T=300K，lgp=4.18.15-5根據(jù)下面給出的I2的數(shù)據(jù)，給出I2的相圖.三相點(diǎn)：113C,12.159kPa臨界點(diǎn)：512C,1

9、1754kPa正常熔點(diǎn)：114C正常沸點(diǎn)：184C.答案：由題意得示意圖圖15-9：15-6假定25oC時(shí)空氣的相對(duì)濕度為50%。估計(jì)空氣的露點(diǎn)；若空氣溫度從25C升至30C而又不得失水蒸氣，估計(jì)相對(duì)濕度。已知IOC、20C、25C、30C時(shí)水的飽和蒸氣壓分別為1227.7、2337.8、3167.2和4242.8Pa。答案：(1)T=287.1K=13.9C；(2)相對(duì)濕度是37.3%；15-7見習(xí)題選解.15-8見習(xí)題選解.15-9利用對(duì)二甲苯和間二甲苯的熔點(diǎn)組成圖，若有100kg含70%對(duì)二甲苯的溶液，用深冷法結(jié)晶，問冷到15C能析出多少對(duì)二甲苯？答案：略.15-10說明圖15-10中點(diǎn)

10、、線、面的含義，并說明為什么電解稀土熔鹽要添加KCl(或其他氯化物如NaCl,CaCl2等).答案：x為穩(wěn)定化合物：I:溶液；II：LaCl3(s)+l；III：x(s)+l；W：LaCl3(s)+x(s)；V：x(s)+1；W：KCl(s)+1；W：x(s)+KCl(s)；ab線為L(zhǎng)aCl3(s)在x(l)中的溶解度曲線；be線為x(s)在LaCl3(1)中的溶解度曲線；ed線為x(s)在KC1(1)中的溶解度曲線;de線為KC1(s)在x(1)中的溶解度曲線;b點(diǎn)為L(zhǎng)aC13(s)+x(s)+1的三相點(diǎn)；d點(diǎn)為x(s)+KCl(s)+1在x(1)的三相點(diǎn)；添加KC1是為降低LaC13的熔點(diǎn)

11、.圖15-10習(xí)題15-10圖15-11見習(xí)題選解.15-12在101.325kPa下，酚的熔點(diǎn)為40C,1-萘胺的熔點(diǎn)為50C,酚和萘胺的體系的相點(diǎn)中有兩個(gè)低共熔點(diǎn)，摩爾比值分別為75%酚(17C)和36%酚(23C)在50%酚處生成化15-14利用下面數(shù)據(jù)做出Mg-Cu體系的相圖：t=648C,t=1085C，形成兩個(gè)金溶(Mg)熔(Cu)屬間化合物，其熔點(diǎn)分別為t=800C,t=580C，形成三個(gè)低共熔混合物，熔(MgCug熔(Mgu)其組成分別含質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%、33%、65%Mg，熔點(diǎn)分別為690C，560C和380C。將一個(gè)含25%的Mg的樣品在坩堝中于惰性氣氛下加熱到800,利用相

12、圖說明當(dāng)此熔體緩慢地冷到室溫過程中，在600r溫度下，是哪些相處于平衡，它們的組成及相對(duì)量各為多少？答案：相圖略.冷至600r時(shí)，液體與MgCu2（s）平衡存在體系中，此時(shí)液相中含Mg重量百分比為30%，MgCu2（s）相含Mg重量百分比為16%，液相和MgCu2（s）相對(duì)量為1.68：1.15-15見習(xí)題選解.15-16銀（熔點(diǎn)960r和銅（熔點(diǎn)1083r）在779r形成一最低共熔混合物，其組成為含摩爾分?jǐn)?shù)39.9%銅，該體系有兩個(gè)固溶體和，在不同溫度時(shí)其組成如下所示：t/rXCu/%77914.195.15003.199.02000.3599.9作出該體系的溫度-組成圖，指明各相區(qū)的相名。

13、若xC=20%的溶液冷卻，當(dāng)冷到500r時(shí),Cu固熔體占總量的摩爾分?jǐn)?shù)為多少？答案：相圖略.固溶體占總量的82.4%.15-17根據(jù)下列數(shù)據(jù)，繪出Mg-Ni體系相圖（以質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示）.Mg的熔點(diǎn)為651r，Ni的熔點(diǎn)為1452r.兩者生成MgNi2化合物（含Ni82.84%）,它的熔點(diǎn)為1145C，又生成另一個(gè)Mg2Ni化合物（含Ni54.68%），在770r時(shí)分解為液相（50%Ni）和固相MgNi2，兩個(gè)低共熔點(diǎn)分別問510r（23%Ni）和1080r（89%的Ni）.答案：略.15-18根據(jù)下面數(shù)據(jù)作出完全互溶的A和B的液-固相圖。如果1.00kg組成為xB=0.50的溶B液，則剛?cè)刍瘯r(shí)，

14、與它成平衡的液相的組成為多少？t/r60708090100液相的XBB0.000.190.420.651.00固相的yB0.000.580.780.901.00答案：相圖略.xb.1515-19根據(jù)下面數(shù)據(jù)作出完全互溶液體A和B體系的氣-液相圖.如果將一個(gè)含有xb=0.80的溶液分餾，欲分出99%的純A,問需要幾塊理論塔板?t/C0102030405060液相中XBB0.000.390.620.770.870.951.00氣相中yB0.000.090.210.350.550.751.00答案：相圖略.需要理論塔板3塊.15-20見習(xí)題選解.15-21把間甲苯胺溶解在甘油中，由室溫開始加熱，得到

15、下列實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)w/%182040608085t1/C48188101925t2/C53901201189353試根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制出它們的相圖，并求出完全互溶時(shí)的上、下限溫度;若在60C時(shí)，將間甲苯胺一滴一滴地加到甘油中去，將會(huì)出現(xiàn)什么情況，并說明在每一個(gè)濃度出現(xiàn)的相的數(shù)目，它們的組成和數(shù)量。答案：（1）相圖略，上限t=120C，下限t=8C.（2）將間甲苯胺滴加入甘油中，當(dāng)間甲苯胺達(dá)到18%時(shí)，溶液出現(xiàn)混濁，隨著它的不斷加入，當(dāng)達(dá)到84%時(shí)，又開始澄清成一均相.下面是組成、相數(shù)和相對(duì)量變化情況表：總的組成w%18及以下2040608085及以上相數(shù)122221相對(duì)量1（18%間甲苯胺）10097

16、.067.237.37.501（84%間甲苯胺）03.032.862.792.510015-22見習(xí)題選解.15-23見習(xí)題選解.15-24見習(xí)題選解.15-25氯化鉀和氟鉭酸鉀組成化合物KClK2TaF7，其熔點(diǎn)為758C,并且在KC1的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.2和0.8時(shí)，在700C與K2TaF7形成兩個(gè)低共熔體(KC1熔點(diǎn)770C，K2TaF7熔點(diǎn)726C)。繪出氯化鉀、氟酸鉭鉀體系的相圖(假定液相線和固相線都是直線)；在相圖的各個(gè)區(qū)域標(biāo)明物質(zhì)存在的狀態(tài)；應(yīng)用相律說明該體系在低共熔點(diǎn)時(shí)的自由圖15-12習(xí)題15-25圖度；如果將含90%KCl的100mol體系，從高溫冷卻到720C，問將析出多

17、少KCl?根據(jù)相圖，問用熔融鹽電解法制取鉭，應(yīng)選怎樣的電解液？答案：(1)相圖如圖5-12所示.相圖各區(qū)域的物質(zhì)存在狀態(tài)見圖中所示，其中OI代表化合物KClK2TaF7，A表示K2TaF7，B表示KCl，l表示熔融液.因?yàn)槭侨帱c(diǎn)f=3,所以自由度=0.析出KCl為28.2mol.取含20%KCl的電解液最好，因?yàn)檫@樣可在較低溫度下進(jìn)行電解.15-26見習(xí)題選解.15-27見習(xí)題選解.第六章將質(zhì)量為100g的苯分散成半徑為10-4cm的球滴，已知2C時(shí)苯的表面張力為2.88X10-2Nm-i,密度為0.8788cm-3.計(jì)算(1)吉氏自由能變化G；(2)環(huán)境所需做的最小功為多少？試問計(jì)算時(shí)作了

18、什么假定？解：解本題的關(guān)鍵是求表面的增量A,才可知道G和W.r總的球滴體積vnI43.m，TOC o 1-5 h z3式中，m為質(zhì)量，為密度.總的球滴表面積a|4ir2N3m2r因?yàn)槠鹗紭悠返谋砻娣eA1與球滴表面積A2相比可忽略，即A所以吉布斯自由能變化G!3m23.10010氈2.886.10G0.8788103106環(huán)境所需做的最小功：W=-G=-9.852Jr計(jì)算時(shí)假定分散過程是在恒溫恒壓可逆情況下進(jìn)行.一根半徑為0.01cm的玻璃毛細(xì)管垂直插入苯水兩相體系中，如圖6-1所示，水-苯彎月面在管內(nèi)上升的高度為4.0cm.玻璃-水-苯之間的接觸角為4,水和苯的密度分別為1.00和0.88gc

19、m-3.計(jì)算在該實(shí)驗(yàn)溫度下水-苯的界面張力.解：解本題主要是要掌握求液-液界面張力的公式圖16-1例題2圖()ghr/2cos把已知數(shù)據(jù)：H=1.00gcm-3,H=0.88gcm-3,cos40o=0.766等代入公式得到(1.000.88)H039.84.0H0慈0.01H0()ghr/2cos20.7663.1H0Mm-1毛細(xì)管升高法測(cè)定氣-液和液-液界面表面張力的基礎(chǔ)是楊-拉普拉斯公式邛竺(球形界R面）.更精確的公式為，當(dāng)=0o時(shí)，）gr（h.丄r），h為彎月面底部的咼度.請(qǐng)23讀者證明之.3.兩根內(nèi)半徑分別為0.600mm和0.400mm的毛細(xì)管，插入與空氣接觸的密度為0.901gc

20、m-3的液體中，空氣密度為0.001gcm-3，兩管的毛細(xì)管升高之差為1.00cm，求s（假設(shè)接觸角為零）.解：解本題的關(guān)鍵是毛細(xì)管越細(xì)，液體上升的高度越高.R1=0.600mm，r2=0.400mm，故h=h2-忙=1.00cm.氣-液表面張力的公式（）ghr/2cos，因?yàn)?0o,cos=1丄()ghr丄()ghr211222hrhr(hh)r1122120.600h1=0.400(h1+1.00)，0.200h1=0.400h1=0.400/0.200=2.00cm()ghr/20.5(0.9010.001)1039.82.0010沁0.600105.2910沁Nm-1因?yàn)榻佑|角難于測(cè)準(zhǔn)

21、，所以只有當(dāng)=0o時(shí)，毛細(xì)管升高法才是準(zhǔn)確的對(duì)于氣-液表面，由于故我們可用近似公式土ghr（當(dāng)=0。時(shí)）來計(jì)算液體的表面張力.4.當(dāng)正丁醇蒸氣迅速冷卻到0o時(shí)，發(fā)現(xiàn)液滴自發(fā)核化的過飽和度必須為4左右.已知0o時(shí)正丁醇的表面張力是0.0261Nm-1,密度為0.8089gcm-3.試問：（1）在此過飽和度時(shí)所形成液滴的半徑為多少？（2）一個(gè)液滴有多少個(gè)分子？（設(shè)表面張力與曲率半徑無關(guān)）解：（1）用開爾文公式計(jì)算開始形成液滴的半徑r2BMTln(pp)r020.0261R400.8098038.314273.15ln41.515109m2）一個(gè)液滴有N個(gè)分子44-3一B3.1416(1.515BI

22、O)30.8098B103NQ96個(gè)M/N7410-36.023023A開爾文公式適用條件：V1不隨壓力變化，蒸氣為理想氣體以及表面張力與曲率半徑無關(guān).開m爾文公式雖然是一個(gè)近似式，但用途很大.由能F.比表面能Us，比表面熵Ss5.液體汞的(N)0.46368.32IO*TB3.1310勢(shì)T2，計(jì)算400K時(shí)，比表面亥姆霍茲自和比表面焓hsH.AA,VA,VT,p解：解本題是從熱力學(xué)基本方程著手.掌握全微分的性質(zhì).先導(dǎo)出題中的關(guān)系式，再進(jìn)行計(jì)算.熱力學(xué)基本方程：dFSdTpdV/A(純物質(zhì)或組成不變的封閉體系)T,V有全微分性質(zhì)得：T,VA,VA,V已知(Nn!)O.46368.32IO匿T3

23、.13IOT2比表面亥姆霍茲自由能Fs0.46368.32IOWOO3.13IO(400)2O.4468Jm-28.32IO匿6.26IOT)SsA,V置8.32IO匿.6.26IOOO)1.672IOJm-2K比表面焓UsFsTSsT!O.44684OO1.672IOO.5137J祂THsAT,pT,pA,VT,pUO.5137JA,p6.研究濃度較稀的表面活性劑溶液.在某些合理假設(shè)的情況下，表面活性劑的表面過剩濃度()/RT.式中，分別為純水和溶液的表面張力.已知溶液的濃度c2為1.2OO2X1O-4modm-3，現(xiàn)刮去一已知面積的表面薄層，2C測(cè)得為3.OX1O-1Omocm-2.2(3

24、時(shí)0為72.8X10-3Nm-3.導(dǎo)出該溶液在2C時(shí)的表面張力與其濃度c2的關(guān)系式解：低濃度仍可顯著降低水的表面張力的物質(zhì)叫做表面活性劑元體系稀溶液的吉布斯吸附等溫式為：2鞋RT氏2TRTRTlnc2T2T()T，|Stds|!B*/ln(c/c(cq=1modm-3)不定積分：ln（o）ln（c/霸K（式中K為常數(shù)）2oKc/c（式中K為常數(shù)）2將已知數(shù)據(jù)代入，求出K.oRTKc/c22所以oKc/c72.8IO60.93c/c(Nm-1)22RTc2/c3.010o1048.314293.151.21060.3Nn2C時(shí)的表面張力與其濃度c2的關(guān)系為:(Nim町72.8060.93c/c2

25、吉布斯吸附等溫式otI（二元體系）的使用條件為溶劑不吸附，即10.7.一種摩爾質(zhì)量為60kg.moH的蛋白質(zhì)，在水上形成了一個(gè)理想的氣體膜.在25C時(shí)薄膜壓力為0.0052m-1,試問每毫克蛋白質(zhì)產(chǎn)生的膜面積應(yīng)是多少？解：一個(gè)理想的氣體膜遵循的方程類似于三維理想氣體的狀態(tài)方程pV=nRT.它是nRT.即mRT1H08.314298.15m2cm2即（m/M）RTA-8.26H0?m282.6cm222M60D.0052故每毫克蛋白質(zhì)的膜面積應(yīng)是82.6cm2.&下表給出了不同壓力下每克活性炭在10C時(shí)所吸附的氮的cm3數(shù)（已換算成0C,101325Pa時(shí)的體積）p/Pa524173130584

26、5347497v/cm3g-i0.9873.045.087.0410.31（1）根據(jù)朗繆爾等溫式，將數(shù)據(jù)作圖并確定吸附平衡常數(shù)b和vm.（2）已知一個(gè)N2分子的截面積為0.158nm2，計(jì)算吸附劑的比表面積.解：朗繆爾吸附等溫式：衛(wèi)P丄（非解離的氣體）vvbvmm作Pp的圖（圖16-2），應(yīng)得一直線，其斜率為丄截距為丄.用所給的數(shù)據(jù)列表:vvmbvmp/Pa5241731305845347497v/cm3g-10.9873.045.087.0410.31p/v/Pagcm-3530.9569.4602.0644.0727.2p/Pa5241731305845347497v/cm3g-i0.98

27、73.045.087.0410.31p/Pa5241731305845347497v/cm3g-i0.9873.045.087.0410.31圖中截距1/bv516Pagmmb(516v)!(516354)5.470Pam朗繆爾吸附等溫式可用于物理吸附或化學(xué)吸附（理想的單分子層，E,Ed與q無關(guān)，吸附焓d等于常數(shù)）Vm截距.朗繆爾吸附等溫式1丄丄vvbvpmm讀者也可作1對(duì)丄的圖，應(yīng)得一直線,vp2)v比表面S的關(guān)系為：m150m2尾vLA35.4IO-66.02310230.158IO8Smm22.4IO刖22.4IO9.4.00g木炭放進(jìn)濃度為0.0157modm-3，體積為200cm3醋

28、酸溶液中，吸附平衡時(shí)，溶液的濃度為3.33X10-3modm-3,試問多少克木炭加入0.252modm-3的同體積醋酸溶液中，平衡濃度為0.202modm-3.已知弗因德利希(Freundlich)吸附等溫式為：王.0.28二，式中,mex為吸附質(zhì)的質(zhì)量，m為吸附劑的質(zhì)量，n為常數(shù)，且n1；c為吸附平衡時(shí)，溶液的濃度,e單位modm-3.解：先求出弗因德利希吸附等溫式中的丄.nx-(cc)VM-(0.01573.330氈)2000氈0-0.1484g0eHAc因?yàn)閤+-0.28Cn所以丄lgnx0.28m/lgclge0.14840.284.00/lg(3.3310)0.354設(shè)mg木炭加入0

29、.252modm-3的200cm3溶液中，被吸附的HAc為xg.王0.28(c)：.mex(cc)VM0eHAcx.(c)VM.(0.2520.202)20000.m0eHAc3.77g110.28(0.202)0.3540.28(c)n0.28(c)nee弗因德利希吸附等溫式適用條件是物理吸附和化學(xué)吸附，吸附熱q隨覆蓋度的增加而對(duì)數(shù)下降qqoln,弗因德利希吸附等溫式Kp:適用于中等覆蓋度.通常在中等壓力范圍內(nèi)，它比朗繆爾等溫式更準(zhǔn)確.弗因德利希方程常用于液體溶液的溶質(zhì)在固體上的吸附.10.在30C和80C時(shí)研究了氨在木炭上的吸附.已知每克木炭吸附一定量的氨所需要的壓力是：在30C時(shí)為14.

30、1kPa，在80C時(shí)為74.6kPa.計(jì)算吸附焓.解：解本題的關(guān)鍵是用克勞修斯-克拉貝龍方程來計(jì)算等量吸附焓.克勞修斯-克拉貝龍方程為：ln厶Hm(T2T1)pRTT121因?yàn)槲届蕿樨?fù)值，所以上式改為：-p-H(TT)ln2adsm21pRTT121RTTp8.314303.15353.1574.6Hrln2ln12.966H104JnoladsmTTp303.15353.1514.1121H29.7kJnol1adsm因?yàn)樵?)y無W下，吸附是表面自由能降低的自發(fā)過程，GV0又因?yàn)闅怏w分子在固體T,p表面吸附后，分子的平動(dòng)受到了限制，伴隨著熵的減小，SV根據(jù)熱力學(xué)公式HGTS，所以HV0.

31、由此可見，吸附總是放熱的過程.嚴(yán)格講，這結(jié)論只有對(duì)惰性的吸附劑才是正確的.11.試問在什么條件下，BET吸附公式可以還原為L(zhǎng)angmiur吸附等溫式？解：本題要求掌握BET吸附公式和Langmiur吸附等溫式及它們的適用條件.BET公式為：_p_丄.CUEQ(p0p)VCVCp0mm式中，V表示在平衡壓力p時(shí)的吸附量，V表示在固體表面上鋪滿單分子層時(shí)所需氣體的m體積，p0為實(shí)驗(yàn)溫度下氣體的飽和蒸氣壓，C是與吸附熱有關(guān)的常數(shù).Langmiur吸附等溫式為：2丄.上QVbVmmQ式與Q式對(duì)照，設(shè)C-1C(一般情況下C1成立)Q式為丄丄V(p0p)VCVp0mm又設(shè)pp0，JVp0VCVp0mmP匹

32、.EVCVmm上丄VbVmm即為L(zhǎng)angmiur吸附等溫式，其中bC/p0.故BET吸附公式還原為L(zhǎng)angmiur吸附等溫式的條件為：C1，pp0，bC/p0.BET吸附公式只適用于多層的物理吸附,ppo約在0.05-0.35之間.它常用來測(cè)定吸附劑的比表面.12.有一A1(OH)3溶膠，在加入KC1使其最終濃度為8.X10-2moldm-3時(shí)恰能聚沉.若加入K2C2O4，其最終濃度為4.0X10-4moldm-3時(shí)恰能聚沉.試問：(1)Al(OH)3溶膠電荷是正還是負(fù)？為使該溶膠聚沉，大約需要CaCl2的濃度為多少?解：(1)起聚沉作用的主要是帶有與膠粒電荷相反的離子，稱為反離子反離子價(jià)數(shù)越

33、高，聚沉能力越強(qiáng).此即舒爾茨-哈迪(Schulze-Hardy)規(guī)則.這是本題的關(guān)鍵.已知加入KCl，其最終濃度為8.X10-2moldm-3恰能聚沉，而加入K2C2O4，其濃度為4.0X10-4moldm-3就能聚沉，它們具有相同的K+,說明起作用的反離子是負(fù)離子，其價(jià)數(shù)越高,聚沉能力越強(qiáng).因聚沉能力正比于(聚沉值)-1，聚沉值之比約為KC1:K2C2O4=8.X10-2:4.0X10-4=200:1,故聚沉能力K2C2O4KC1,這更說明是負(fù)離子起作用，由此可見A1(OH)3溶膠電荷是正的.(2)已知加入KC1使其最終濃度為8.X10-2moldm-3時(shí)恰能聚沉，加入CaCl2，就會(huì)有2個(gè)

34、Cl-，所以需要CaCl2濃度大約為0.5X8.X10-2=4.X10-2moldm-3聚沉值，即臨界聚沉濃度(c.c.c.)其定義是：使某溶膠發(fā)生明顯聚沉所需加人電解質(zhì)溶液的最低濃度.聚沉值越小，所加電解質(zhì)的聚沉能力越強(qiáng).13.將10cm30.02moldm-3的AgNO3溶液和等體積0.005moldm-3的KC1溶液混合制成AgC1溶膠.寫出這個(gè)溶膠的膠團(tuán)結(jié)構(gòu)，并指出膠粒的電泳方向.(2)試比較三種電解質(zhì)K3Fe(CN)6,MgSO4,FeC13何者對(duì)此溶膠具有較大的聚沉能力；若將等體積的0.02mo1dm-3的KC1和0.005mo1dm-3的AgNO3溶液相混合制成AgCl溶膠.再比

35、較上述三種電解質(zhì)的聚沉能力.解：由方程AgNO3+KC1=KNO3+AgC1,可知等體積0.02mo1dm-3的AgNO3溶液和0.005moLdm-3的KC1溶液混合制成AgCl溶膠.AgNO3過量，穩(wěn)定劑是AgNO3,在溶液中，膠粒表面吸附了過量的Ag+而帶正電荷，膠團(tuán)結(jié)構(gòu)式為：(AgCl)nAg,(nx)NOxxNOTOC o 1-5 h znv33v膠核/V、膠粒/V膠團(tuán)在外加電場(chǎng)影響下，膠體粒子在分散介質(zhì)中作定向移動(dòng)稱為電泳，所以帶正電荷的AgCl膠粒向負(fù)極移動(dòng).(2)因?yàn)檫@個(gè)AgCl溶膠帶正電荷，所以負(fù)離子能引起它的聚沉，其價(jià)數(shù)越高，聚沉能力越強(qiáng)，故三種電解質(zhì)的聚沉能力是：K3Fe

36、(CN)6MgSO4FeCl3.若將等體積的0.02moldm-3的KCl和0.005moldm-3的AgNO3溶液相混合制成的AgCl溶膠，那么KCl過剩，該溶膠帶負(fù)電荷，正離子能引起它的聚沉.這三種電解質(zhì)的聚沉能力則為：FeCl3MgSO4K3Fe(CN)6.14.由電泳實(shí)驗(yàn)測(cè)得Sb2S3溶膠在電壓為210V，兩極間距離為38.5cm時(shí)，通電36minl2s，引起溶膠界面向正極移動(dòng)3.2cm已知介質(zhì)的粘度在25C時(shí)為0.00103P&S,相對(duì)介電常數(shù)為81.1.設(shè)Sb2S3為棒形粒子，試計(jì)算：(1)粒子的電泳淌度；粒子電勢(shì)的近似值.解：本題的要求是掌握電泳淌度的定義，它與電勢(shì)的關(guān)系，并知道

37、真空介電常數(shù)0=8.854X10-12Fm-1.v(1)電泳淌度u子；E電泳速度v3.210.1.473lO.mS603612電勢(shì)梯度e210.545.5V38.5毗祂故v1.473105故u2.70.10m2.E545.5(2)電動(dòng)電勢(shì)的近似式為ku式中，是介質(zhì)的介電常數(shù)，是介質(zhì)的粘度，k為常數(shù)，對(duì)于棒形粒子，k=1,對(duì)于球形粒子k=1.5.棒形粒子.0.0387V.u.2.7000.001038.8540281.10r15.某粒子半徑為3.0X10-6cm的金溶膠，在地球重力場(chǎng)中達(dá)到沉降平衡后，在高度相差0.01cm的某指定體積內(nèi)粒子數(shù)分別為277和166.已知20C時(shí)，金的密度為19.3

38、gcm-3,分散介質(zhì)的密度為1.0gcm-3,試計(jì)算阿佛加德羅常數(shù)L.解：粒子體積大小均一的溶膠，其濃度隨高度分布的規(guī)律為：InNLV()(hh)NRT0212式中，竹和化分別是高度h1和h2處，單位體積溶液內(nèi)的粒子數(shù)；0和分別是分散介質(zhì)和粒子的密度；V是單個(gè)粒子的體積；g為重力加速度.已知hh0.01cm,N=277，N=166，“=19.3gcm-3和=1.0gcm-3,21120r=3.0X10-6cm,y.4.33代入公式RTln普8.314293.15ln77166L2-V()g(h2h1)4(3.0105IQ).(19.3l.Q)IQs9.8Q.OMO6.15B1023mol-i膠體不穩(wěn)定性的一種表現(xiàn)為沉降重力使粒