5. 题稀溶液的一些性质只取决于所含溶质的分子数目而与溶质本性无关,所谓分子的数目必须是独立运动的质点数目,此即稀溶液的依数性。1912 年McBain 在研究脂肪酸钠水溶液时发现,与一般电解质(如NaCl)水溶液不同,脂肪酸钠体系在浓度达到一定值后,其电导率、表面张力等依数性质严重偏高该浓度前的线性规律,依数性——浓度曲线上呈现一个明显的拐点。而密度等非依数性质则符合一般电解质溶液的规律。通过对多种脂肪酸盐的实验,他发现这是一个普遍规律。他认为在浓度大于拐点值时,脂肪酸盐在溶液中并非以单分子形式存在,而是发生了分子聚集。他将这些聚集体称为为缔合胶体。
(1)根据上述事实,你认为McBain的推论是否合理?说明理由
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(2)McBain对脂肪酸钠体系进行了量热实验,发现在拐点浓度附近,由拐点前到拐点后体系的标准焓变几乎为零,这让他百思不得其解。经过长期的研究和思考,他鼓起勇气在国际学术会议上宣讲了自己的研究结果,认为脂肪酸盐在拐点浓度后的缔合胶体形成是热力学稳定的。当时的会议主席对此勃然大怒,没有等报告讲完就以“McBain,胡说!”,将McBain轰下讲台。
假设在脂肪酸盐拐点浓度前、后体系中水的结构性质没有变化,结合基础热力学和熵的统计意义,简单说明会议主席认为McBain的观点“荒谬” 的原因
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(3)然而,大量研究结果证实了McBain的结论是正确的,原因是“在脂肪酸盐拐点浓度前、后水的结构性质没有变化”这一假设是错误的。如果认为“脂肪酸盐在拐点浓度前、后对溶剂水的结构会产生不同的影响”,那么请基于熵的统计意义,推测水的结构在拐点浓度前和拐点后哪个更有序,说明理由
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(4)除脂肪酸盐外还有很多物质具有类似的变化规律。这些物质(表面活性剂)的分子结构具有一个共同的特点,都具有亲水头基和疏水尾链(如下图所示)。请给出表面活性剂在水中形成的“缔合胶体”的结构示意图
___________。若表面活性剂的分子长度为1.0 nm,估算“缔合胶体”在刚过拐点浓度时的最大尺寸
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