题目
扩散双电层理论中,少量外加电解质会使电泳速度变慢,是因为:( )A. 扩散双电层变厚,电动电势降低;B. 扩散双电层变薄,电动电势降低;C. 扩散双电层变薄,斯特恩电势降低;D. 扩散双电层变厚,斯特恩电势降低。
扩散双电层理论中,少量外加电解质会使电泳速度变慢,是因为:( )
A. 扩散双电层变厚,电动电势降低;
B. 扩散双电层变薄,电动电势降低;
C. 扩散双电层变薄,斯特恩电势降低;
D. 扩散双电层变厚,斯特恩电势降低。
题目解答
答案
B. 扩散双电层变薄,电动电势降低;
解析
本题考查扩散双电层理论以及外加电解质对电泳速度的影响相关知识点。解题思路是先明确扩散双电层的概念,再分析外加电解质后双电层的变化情况,最后根据双电层变化与电动电势、电泳速度的关系得出结论。
1. 扩散双电层的概念
在胶体体系中,固体表面会吸附离子而带电,同时溶液中会有反离子分布在固体表面附近,形成扩散双电层。扩散双电层由紧密层(斯特恩层)和扩散层组成。
2. 外加电解质对扩散双电层的影响
当向胶体体系中加入少量外加电解质时,溶液中反离子的浓度增加。这些额外的反离子会被吸引到固体表面附近,使得扩散层中的反离子数量减少,从而导致扩散双电层变薄。
3. 扩散双电层变薄对电动电势的影响
电动电势($\zeta$电势)是指滑动面与溶液本体之间的电势差。扩散双电层变薄时,滑动面更靠近固体表面,滑动面处的反离子浓度增加,使得滑动面与溶液本体之间的电势差减小,即电动电势降低。
4. 电动电势与电泳速度的关系
电泳速度($u$)与电动电势($\zeta$)成正比,其关系可以用亥姆霍兹 - 斯莫罗霍夫斯基方程表示:$u = \frac{\zeta \varepsilon \eta}{4\pi \eta}$(其中$\varepsilon$是介电常数,$\eta$是溶液的黏度)。当电动电势降低时,电泳速度也会变慢。
综上所述,少量外加电解质会使扩散双电层变薄,电动电势降低,进而导致电泳速度变慢。