题目
, 在以KI和AgNO3为原料制备AgI溶胶时,或者使KI过量,或者使AgNO3过量,两种情况所制得的AgI溶胶的胶团结构式有何不同?指出胶核、胶粒和胶团的组成。并说明胶核吸附稳定离子时有何规律。
, 在以KI和AgNO3为原料制备AgI溶胶时,或者使KI过量,或者使AgNO3过量,两种情况所制得的AgI溶胶的胶团结构式有何不同?指出胶核、胶粒和胶团的组成。并说明胶核吸附稳定离子时有何规律。
题目解答
答案
答:KI过量时,[(AgI)mnI-,(n-x)K+]x-xK+。AgNO3过量时,[(AgI)mnAg+,(n-x)NO3-]x+xNO3-。胶核优先吸附稳定离子时,首先吸附使胶核不易溶解的离子及水化作用较弱的负离子。
解析
本题考查溶胶的胶团结构以及胶核吸附稳定离子的规律相关知识。解题思路如下:
- 确定胶核:在以$KI$和$AgNO_3$为原料制备$AgI$溶胶时,$AgI$是不溶物,会形成许多小颗粒,这些小颗粒聚集在一起构成胶核,用$(AgI)_m$表示,其中$m$表示胶核中$AgI$分子的数目。
- 分析$KI$过量时的胶团结构:
- 当$KI$过量时,溶液中有大量的$I^-$离子。胶核$(AgI)_m$会优先吸附与它组成相关且能使胶核不易溶解的$I^-$离子,吸附的$I^-$离子数为$n$个,此时胶核和吸附的$I^-$离子共同构成胶粒,即$[(AgI)_m\cdot nI^-]$。
- 由于胶粒带负电,会吸引溶液中带正电的$K^+$离子作为反离子。但并不是所有的$K^+$离子都被紧密吸附在胶粒周围,只有$(n - x)$个$K^+$离子被紧密吸附在胶粒表面,与胶粒一起构成胶团的紧密层,即$[(AgI)_m\cdot nI^- \cdot (n - x)K^+]^{x -}$。
- 剩下的$x$个$K^+$离子则分布在胶团的扩散层,所以$KI$过量时胶团的结构式为$[(AgI)_m\cdot nI^- \cdot (n - x)K^+]^{x -}\cdot xK^+$。
- 此时胶核为$(AgI)_m$;胶粒为$[(AgI)_m\cdot nI^-]$;胶团为$[(AgI)_m\cdot nI^- \cdot (n - x)K^+]^{x -}\cdot xK^+$。
- 分析$AgNO_3$过量时的胶团结构:
- 当$AgNO_3$过量时,溶液中有大量的$Ag^+$离子。胶核$(AgI)_m$会优先吸附与它组成相关且能使胶核不易溶解的$Ag^+$离子,吸附的$Ag^+$离子数为$n$个,此时胶核和吸附的$Ag^+$离子共同构成胶粒,即$[(AgI)_m\cdot nAg^+]$。
- 由于胶粒带正电,会吸引溶液中带负电的$NO_3^-$离子作为反离子。只有$(n - x)$个$NO_3^-$离子被紧密吸附在胶粒表面,与胶粒一起构成胶团的紧密层,即$[(AgI)_m\cdot nAg^+ \cdot (n - x)NO_3^-]^{x +}$。
- 剩下的$x$个$NO_3^-$离子则分布在胶团的扩散层,所以$AgNO_3$过量时胶团的结构式为$[(AgI)_m\cdot nAg^+ \cdot (n - x)NO_3^-]^{x +}\cdot xNO_3^-$。
- 此时胶核为$(AgI)_m$;胶粒为$[(AgI)_m\cdot nAg^+]$;胶团为$[(AgI)_m\cdot nAg^+ \cdot (n - x)NO_3^-]^{x +}\cdot xNO_3^-$。
- 总结胶核吸附稳定离子的规律:胶核优先吸附稳定离子时,首先吸附使胶核不易溶解的离子及水化作用较弱的负离子。这是因为吸附使胶核不易溶解的离子可以增加胶核的稳定性,而水化作用较弱的负离子更容易被胶核吸附。