2022年责任分散效应
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责任分散效应2篇
第1篇: 责任分散效应
第八章 胶体分散系
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习题解析
本章练习
本章练习答案
章后习题答案
习题解析 [TOP]
例10-1 为什么溶胶是热力学不稳定系统，同时溶胶又具有动力学稳定性？
解 溶胶是高度分散的多相分散系统，高度分散性使得溶胶的比表面大，所以表面能也大，它们有自动聚积成大颗粒而减少表面积的趋势，即聚结不稳定性。因而是热力学不稳定系统。另一方面，溶胶的胶粒存在剧烈的Brown运动，可使其本身不易发生沉降，是溶胶的一个稳定因素；
同时带有相同电荷的胶粒间存在着静电斥力，而且胶团的水合双电层膜犹如一层弹性膜，阻碍胶粒相互碰撞合并变大。因此溶胶具有动力学稳定性。
例10-2 硅酸溶胶的胶粒是由硅酸聚合而成。胶核为SiO2分子的聚集体，其表面的H2SiO3分子可以离解成SiO32-和H+。
H2SiO3 2H+ +SiO32-
H+离子扩散到介质中去。写出硅胶结构式，指出硅胶的双电层结构及胶粒的电性。
解 硅胶的结构式
[（SiO2）m·nSiO32-·2（n－x）H+] 2x－·2xH+
胶核表面的SiO32-离子和部分H+离子组成带负电荷的吸附层，剩余的H+离子组成扩散层，由带负电荷的吸附层和带正电荷的H+离子组成的扩散层构成电性相反的扩散双电层。胶粒带负电荷。
例10-3 什么是表面活性剂？试从其结构特点说明它能降低溶液表面张力的原因。
解 在水中加入某些溶质可使水的表面张力降低，这种使水的表面张力降低的物质叫做表面活性物质（表面活性剂）。这种物质大都有一个亲水基团（－Ｏ）和一个疏水基团（－R）组成，且疏水基团大于亲水基团。当溶于水溶液中时，由于表面活性剂的两亲性，它就有集中在溶液表面的倾向（或集中在不相混溶两种液体的界面，或集中在液体和固体的接触面），从而降低了表面张力。
例10-4 将适量的高分子电解质（NaP）溶液和小分子电解质溶液分别放于半透膜的两侧，初始浓度如下图所示：
膜内
膜外
P－
Na+
Na+
Cl－
0.10mol·L+
0.10mol·L+
0.50mol·L-1
0.50mol·L-1
计算达到Donnan平衡后各离子在膜两侧的浓度。
析 在半透膜的两侧，大离子P－不能透过半透膜，小离子可以任意进出半透膜，达平衡时，依据Donnan膜平衡原理可进行计算。
解 设平衡时半透膜内侧Cl－的浓度为χ mol·L-1，则平衡时各物质的浓度为：
c（Cl－）内= χ mol·L-1
c（Na+）内=0.10mol·L－1+ χ mol·L-1
c（Na+）外= c（Cl－）外=0.50mol·L－1－χ mol·L-1
c（P－）内=0.10 mol·L-1
达到Donnan平衡时存在如下关系：
c（Na+）内·c（Cl－）内 = c（Na+）外·c（Cl－）外
将数据代入得：
χ·（0.10+χ）=（0.50－χ）（0.50－χ）
解得 χ =0.23
所以达到Donnan平衡后，半透膜两侧离子的浓度分别为：
c（P－）内= 0.10 mol·L-1
c（Na+）内=0.10mol·L－1+ 0.23 mol·L-1=0.33 mol·L-1
c（Cl－）内= χ mol·L-1=0.23 mol·L-1
c（Na+）外= 0.50 mol·L－1－χ mol·L-1=0.27 mol·L-1
c（Cl－）外=0.50 mol·L-1－χ mol·L-1=0.27 mol·L-1
本章练习 [TOP] 判断题 选择题 填空题 问答题 计算题
一、判断题（对的打√，错的打×）
1.用电泳技术可分离、鉴定蛋白质。
( )
2.在人体液pH＝7.4的情况下，血清蛋白（pI pI D. 加酸使pH 真溶液>粗分散系 B. 粗分散系>真溶液>胶体分散系
C. 胶体分散系>粗分散系>真溶液 D. 粗分散系>胶体分散系>真溶液
18.利用KCl和过量的AgNO3作用制备AgCl溶胶时，欲使溶胶聚沉，聚沉值最小的是( )
A. NaCl B. Na2SO4 C. Na3PO4 D. CaCl2
19.下列关于溶胶和高分子溶液的正确叙述是( )
A. 两者均为均相热力学稳定体系
B. 两者均为多相热力学不稳定体系
C. 溶胶为多相热力学不稳定体系，而高分子溶液是均相热力学稳定体系
D. 溶胶为均相热力学稳定体系，而高分子溶液是多相热力学不稳定体系
20.利用AgNO3和过量的KCl作用制备AgCl溶胶，下列说法错误的是( )
A. 胶粒带负电荷
B. 胶核吸附的离子是Cl-
C. 在电场中胶粒向正负极移动
D. 进入吸附层的反离子越多，胶粒所带电量越多
三、填空题 [TOP]
1.使蛋白质分子沉淀析出，最常用的盐析试剂是___________。它的作用原理是_________________________。
2.用AgNO3和过量的KI溶液作用制备的AgI溶胶，胶核是_________，它优先吸附_______________(离子)，从而_________________电荷。
3.高分子溶液比胶体稳定是因为 。
4.将10 ml 0.001 mol/L AgNO3与10 ml0.005 mol/L KI溶液混合制成AgI溶胶，其胶团结构式为 ，其吸附离子为 ，反离子为 ，将此溶胶置于外加电场中，则 向 极移动，这种现象称为 。若在此溶胶中加入等量的Na3PO4或AlCl3，则 更易使溶胶发生聚沉。
5.蛋白质溶液的最主要稳定因素是 ；
而溶胶的最主要稳定因素是 。
四、问答题 [TOP]
1.产生表面现象的原因是什么？
2.为什么小液滴和小气泡总是呈球状？
3.什么是表面活性剂？试从其结构特点说明它能降低溶液表面吉布斯自由能的原因。
4.什么是分散系？根据分散系粒子的大小不同，分散系可分为哪几种类型？
5.何为凝胶？举例说明。
6.血浆中含有多种小分子、小离子和大分子等物质，故可以把血浆看成胶体。当因病或受伤而失去大量蛋白质时，会有什么后果，怎样尽快改善？
7.胶粒怎样带电？所带电荷性质有什么决定？
8.在以KBr和AgNO3为原料制备AgBr溶胶时，或者使KBr过量，或者使AgNO3过量，两种情况下制得的AgBr溶胶的胶团结构有何不同？胶核吸附离子时有何规律？
9.何谓电泳？As2S3溶胶进行电泳时，发生电泳迁移的是什么粒子？写出其结构式(已知胶核优先吸附HS- 离子，反离子是H+ 离子)。
10.有人用0.05 mol/L NaI与0.05 mol/L AgNO3 溶液缓慢混合以制备AgI溶胶。为了净化此溶胶，小心地将其放置在渗析池中，渗析液蒸馏水的水面与溶胶液面相平。结果发现，开始时溶胶液面逐渐上升，随后又逐渐下降。试解释产生此现象的原因。
五、计算题 [TOP]
1.将Al(OH)3溶胶平均分装在三个烧杯中，分别加入NaCl，Na2SO4，Na3PO4三种溶液使Al(OH)3溶胶聚沉，它们的最低加入量各为：0.1 mol/L NaCl 20 ml，0.05 mol/L Na2SO4 12 ml，0.003 mol/L Na3PO4 7.5 ml，通过计算推断Al(OH)3溶胶的电泳方向。
2.向0.002 mol/L AgNO3溶液中加入等体积的0.0018 mol/L NaCl溶液制备AgCl溶胶，这种溶胶的电泳方向如何？
3.在pH值为4.75的HAc-NaAc缓冲溶液中，加入pI＝4.75的蛋白质，问这种蛋白质在此溶液中带电情况？稳定性如何？
本章练习答案 [TOP]
一、判断题
1. 2. 3. 4. 5. × 6. 7. 。
二、选择题
1. B 2. C 3. C 4. D 5. D 6. D 7. C 8. D 9. A 10. B 11. B 12. D 13 .B 14. D 15. B 16. A 17. D 18. C 19. C 20.
三、填空题
1．(NH4)2SO4，破坏水化膜
2．(AgI)m，I-，负电
3．含有亲水基团形成水化膜
4．[(AgI)m·nI-·(n-x)K+]x-·xK+；
I-；
K+；
胶粒；
正；
电泳，AlCl3
5．水化膜；
带电荷
四、问答题
1．物质表面层的分子，它所受相邻分子吸引力的合力不等于0。
2．相同条件下，球形的分散度为最小，表面能也最小。
3．在水中加入某些溶质可使水的表面张力降低，这中使水的表面张力降低的物质叫做表面活性物质。这种物质大都有一个亲水基团(-H)和一个疏水基团(-R)组成，且疏水基团(-R)大于亲水基团(-H)。当溶于水中时，疏水基团位于外测，紧密排列形成表面为圆形，降低了分散度，因而降低了吉布斯自由能。
4．一种和几种物质分散在另一种物质中所形成的系统叫分散系。它可分为低分散系、胶体分散系和粗分散系。
5．高分子溶液或溶胶失去水分子后粘度变大，失去流动性而形成的具有立体网状结构的弹性半固态物质叫凝胶。如人体皮肤、指甲、毛发等。
6．血液中蛋白质减少时，减低了血液的胶体渗透压，血液中小分子等从血管壁流向组织间液引起水肿。临床上常给病人静脉输入高分子胶体溶液。
7．胶粒可以吸附与本身结构相似的离子而带电。吸附的离子的电荷决定胶体的电性。
8．KBr溶液过量时,胶团结构：{（AgBr）mnBr-(n-x)K+}x+xK+
AgNO3溶液过量时,胶团结构：{（AgBr）mnAg+(n-x)NO3-}x+xNO3-
胶团优先吸附与胶核结构相似的粒子。
9．在外电场的作用下，分散相向一极移动的现象为电泳；
{mAs2S3nHS-(n-x)H+}x-xH+
发生电泳迁移的是胶粒。
10．开始时水分子可以自由地通过半透膜，从渗透液进入溶胶，造成溶胶液面上升。由于溶胶液面上升，静水压逐渐增大，因而随后溶胶液面又逐渐下降。
五、计算题
1．解：
使一定量Al(OH)3 溶胶完全聚沉所需各电解质的量分别为：
n(NaCl)＝0.120＝2 mmol
n(Na2SO4)＝0.0512＝0.6 mmol
n(Na3PO4)＝0.0037.5＝0.0225 mmol
Na3PO4聚沉能力最强，可以推断Al(OH)3 溶胶带正电荷，向负极泳动。
2．解：
n(Ag+) > n(Cl-),AgNO3溶液过量，胶核(AgCl)m优先吸附Ag+ 带正电荷，胶粒电泳时向负极移动。
3．解：
溶液的pH值等于这种蛋白质的等电点pI，蛋白质不带电，稳定性较差。
章后习题答案 [TOP]
1．第（3）种情况引起汞中毒的危险性最大。这是因为液态汞分散成微小汞液滴后，比表面增大，处于表面上的高能量Hg原子的数目增加，更易挥发成汞蒸气，与人体各器官接触的机会激增，更易引起汞中毒。
2．20℃及100kPa的压下力，把半径为的水滴分散成半径为1.00×10-3mm的小水滴。问需作多少焦尔的功？已知在20℃时水的σ值为0.0728N·m-1(1N10-2J·cm-1)。
2．设分散前水滴半径r1=1.00mm，分散后水滴半径r2=1.00×10-3mm、水滴数目N。分散前后水滴的表面积分别为：
A1=4r1， A2=N×(4πr)
因为分散前后水的总体积相等：
N=
所做的功为：
W′ = σ(A2－A1) = σ
= 4×3.14×(1.00×10-3m)2×0.0728N·m-1×
= 9.13×10-4J
3．一种或数种物质分散在另一种物质中所形成的系统称为分散系；
被解散的物质称为分散相，容纳分散相的均匀介质称为分散介质。如青霉素的葡萄糖点滴液是青霉素和葡萄作为分散相，分散在水中所形成的分散系。
4．体表层分子受力不均，合力指向液体内 ，液体表面有自动缩小的趋势。克服液相内部分子的引力增大表面而做的功称为表面功；
作用在单位长度表面上的力称为表面张力，两者为同一物理概念的不同表达。
5．胶核可以吸附与本身结构相似的离子形成胶粒并带电荷，被吸附的离子所带的电荷决定了胶体的电性。
6．溶胶中的胶粒较真溶液的微粒大，是非均相系统在重心引力作用下有聚结不稳定性；
但由于胶粒带有电荷，相同电荷之间的排斥作用，使胶粒不易聚结。并且胶粒的溶剂化膜保护作用和布朗运动都使得溶胶能相对稳定存在。
7．河水中含有泥沙胶粒，海水中含有NaCl等电解质。在长江、珠江等河流的入海处，河水与海水相遇，河水中的泥沙胶粒所带的电荷被海水中带相反电荷的离子所中和，胶粒之间的排斥作用减小，相互凝聚而沉积在入海处，长期积累就形成了三角洲。
8．溶胶的胶粒直径介于1~100nm之间，小于可见光的波长，当可见光照射溶胶时，胶粒对光的散射作用而产生Tyndall效应。
9．先加明胶溶液，明胶可对金溶胶起保护作用，再加NaCl溶液时金溶胶不会聚沉。若先加NaCl溶液，金溶胶发生聚沉，再加明胶溶液时，沉淀也不会溶解。
10．向溶胶中加入强电解质，当离子强度由小变大时，改变了胶团双电层中反离子的分布情况，迫使一部分反离子由扩散层进入吸附层，使扩散层变薄，ζ电位降低。若离子强度较大时，进入吸附层的反离子也较多，扩散层的厚度甚至可接近于零，ζ电位也趋近于零，胶粒所带电荷基本上被反离子所中和，使胶粒不带电，处于等电状态。而当离子强度过大时，反离子被胶核表面强烈吸附，使吸附层含有过剩的反离子，因此使ζ电位的符号发生改变，产生再带电现象。
11． n (KCl)=0.02 mol·L-1 ×0.012L=2.4×10-4 mol
n (AgNO3)=0.05 mol·L-1 ×0.100L=5.0×10-3 mol
由于AgNO3过量，AgCl溶胶的胶团式：
[(AgCl)m·n Ag+·(n－x)NO3-]x+·xNO3-
12．AgNO3溶液过量时胶粒带正电荷。电解质的阴离子起主要聚沉作用，聚沉能力的大小顺序为：
K3 [Fe (CN)6]>MgSO4 >A1C13
KI溶液过量时胶粒带负电荷。电解质的阳离子起主要聚沉作用，聚沉能力的大小顺序为：
AlCl3 >MgSO4 >K3 [Fe(CN)6]
13．设制备AgI负溶胶，加入AgNO3溶液χ mL
25ml ×0.016 mol·L-1 >χmL ×0.005mol·L-1
解得x0，则此Γ
第2篇: 责任分散效应
压力分散型预应力锚索对边坡危岩体的加固效应分析
黄静美;许有飞;何江达;符文熹
【摘要】以宜(宾-水(富路K120+125剖面所在地段的边坡危岩体为研究对象,建立了压力分散型锚索三维非线性有限元计算模型,通过对加固前后危岩体的应力、位移及安全系数进行对比,揭示了坡面结构体-预应力锚索-岩质边坡相互作用效应,为类似边坡岩体工程危岩段预应力锚索布置提供了科学依据和指导意义.【期刊名称】《公路交通技术》【年(卷,期】2006(000004【总页数】6页(P17-22
【关键词】压力分散型锚索;危岩体;加固效应;有限元【作者】黄静美;许有飞;何江达;符文熹
【作者单位】四川大学水电学院,成都,610065;重庆市水利局,重庆,400001;重庆交通科研设计院,重庆,400067;四川大学水电学院,成都,610065;四川大学水电学院,成都,610065【正文语种】中文【中图分类】工业技术
公路交通技术2脱年8月第4期TechnologyofHighwayandTransportAug.2（脱No.4压力分散型预应力锚索对边坡危岩体的加固效应分析黄静美1,2，许有飞3，何江达1，符文嘉l(I.四川大学水电学院，成都61α附：2.重庆市水利局，重庆4αl001;3.重庆交通科研设计院，重庆4阻"b7摘要：以宜（宾）－水
（富）路Kl20+125剖面所在地段的边坡危岩体为研究对象，建立了压力分散型铺索三维非线性有限元计算模型，通过对加固前后危岩体的应力、位移及安全系数进行对比，揭示了坡面结构体－预应力锚索－岩质边坡相互作用效应，为类似边坡岩体工程危岩段预应力锚索布置提供了科学依据和指导意义。关键词：压力分散型锚索；
危岩体；
加闺效应；
有限元文章编号：100-64"押｛细淄川－0017-06中图分类号：U416.γ4文献标识码：A\AnalysisofReinforcementforSlopeUnstableRockbyDistributedStressTypePre-
stressedAnchorCableHua略Ji,啄mei1"2,XuYoi件i3,HeJiangdn!,FuWenxi1Ab晒"Bet:Talceingslope山tstablerock以对yat由eK120+125s配lionofYibin-Sh山hR侃dasre目缸咄
咄·jed,thispapersetupsdistributedstressanchorcable3-Dnon-
linearlimitedelementcalculationmodel.咀rroughcomparisonamo吨strain,displacementandsa£町coefficientofunstablerockbeforeandafterreinforcement,itdisclosesinterac刷tyeffectsofslo严structure-Prestressedanchorcahl矿－Rockslo庐，so
toprovidescientificbasisandinstructiontoprestressedanchorcable缸四ngementatsimilarsideslope山tstablerockP叫优ts.Keywords:distributeds田ssanchorcable;unstablerock以均；
reinforcementeffi四t;lin世tedelement预应力铺索在岩土工程加固中可以充分地发挥岩体的自承潜力，改善和提高岩土介质的自身强度和自稳能力，减轻支护结构的荷载，节约工程投资，具有显著的经济和社会效益［t-20随着预应力锚索在岩土工程中的广泛应用，其理论研究也得到了充分的发展［川］，主要表现在以下几个方面：（1）朱杰兵、韩军［8）、张发明［9）等结合现场锚索的施工和三维有限元数值模拟分析，讨论了锚索加固对周边岩体力学性状的影响，对预应力错固的设计参数如锚固段
的长度、间距、错固角等提出优化设计方法；
（2茜平一等［叫人通过对锚固破裂面的试验研究，提出破裂面呈对称的喇叭形，其切线方向在板边缘处近似垂直；
（3）张发明等［II）基于Hoek-Brown准则的m,s参数与通过岩体基本质量BQ指标法确定岩锚粘结强度的经验公式；
（4）河海大学任青文、东北大学张冶强等对预应力锚索加固效应进行了研究，提出了锚索的作用就在于提高了岩体的整体完整性，加锚后结构面的抗剪强度和切向刚度均有较明显的收稿日期：江脱－01-16提高，武汉岩土所还提出了具体的c呻强度增加公式。本文以宜水路K120+125剖面所在地段的边坡危岩体为研究对象进行三维有限元分析，讨论了压力分散型锚索对边坡危岩体的加固效应，为类似边坡工程危岩体加固的预应力错索布置提供了参考。1计算模型的建立危岩体预应力锚索加固方案中，按照设计共布设4束预应力锚索（上下2层各2根，每束铺索含4根φ15.24钢绞线，错索间距为5m，上层锚索和下层锚索分别长30m和20m），全部采用全长无粘结压力分散型预应力锚索。锚固段的荷载通过外锚头施加并由2个承载板传递（承载板相距4.0m），每个承载板分别承担2根钢绞线的荷载传递。为反映危岩体预应力锚索整体加固效应，建立计算模型时，严格考虑加固段斜坡的地形条件、危岩体边界位置、不同岩石风化分段特征、预应力错索设
TechnologyofHighwayandTransportAug.2（脱No.4的加固效应分析黄静美1,2，许有飞3，何江达1，符文嘉l(I.四川大学水电学院，成都61α附：2.重庆市水利局，重庆4αl001;3.重庆交通科研设计院，重庆4阻"b7摘要：以宜（宾）－水（富）路Kl20+125剖面所在地段的边坡危岩体为研究对象，建立了压力分散型铺索三维非线性有限元计算模型，通过对加固前后危岩体的应力、位移及安全系数进行对比，揭示了坡面结构体－预应力锚索－岩质边坡相互作用效应，为类似边坡岩体工程危岩段预应力锚索布置提供了科学依据和指导意义。AnalysisofReinforcementforSlopeUnstableRockbyDistributed
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