中学阶段关于胶体不得不知道的东西
A.定义、分类及特征
<1>定义:分散质粒子介于1~100nm之间的分散系(大于它的叫浊液、小于它的叫溶液)
<2>分类:
根据分散剂状态可以分为:①气溶胶:烟、云、雾;②液溶胶:豆浆、墨水;③固溶胶:土壤、有色玻璃(玻璃中溶有金属离子)。
根据胶体的成分可分为:①粒子胶体:AgI胶体;②分子胶体:鸡蛋清。
<3>特征:多数均一、较稳定(介稳性)、透明(不是无色)、能透过滤纸而不能透过半透膜。
B.Fe(OH)3胶体的制备
【方法】将烧杯中的蒸馏水加热至沸腾,向沸水中逐滴加入5~6滴FeCl3饱和溶液。继续煮沸至溶液呈红褐色,停止加热。
【分析】
①一定是蒸馏水,不能是自来水;
②逐滴加入的同时需要振荡烧杯,其目的是为了防止沉淀;
③FeCl3+3H2O==Fe(OH)3(胶体)+3HCl,不能打沉淀符号↓;
④饱和溶液是为了使胶体浓度较大;
⑤出现红褐色后不能继续加热,否则会沉淀。
C.胶体性质
<1>丁达尔效应
由于胶体粒子对光线散射而形成一条光亮的通路,是可以用来区分溶液和胶体的物理方法。
实例:树林中的晨曦、珍宝猫眼石、歌剧院夜景、日落光
<2>布朗运动
悬浮在水中的花粉小颗粒在作不停地、无秩序地运动,这种现象叫做布朗运动。胶体粒子也做布朗运动,其产生与粒子所处体系中的分散剂分子对胶体粒子无休止的随机撞击有关,其本身并不是粒子本身的固有性质。
ATTENTION:
①区别胶体与胶粒。胶粒,即胶体粒子,是胶体中的分散质粒子,它可以是由很多的离子聚合而成,也可以是有机大分子物质,其直径在1~100nm范围内。所以在Fe(OH)3胶体中,Fe(OH)3胶粒的数目远远小于Fe3+的数目。而胶体是宏观的、不带电的分散体系。
②区别布朗运动与分子热运动。分子热运动是分子本身的性质。在分散剂分子的热运动时,撞击了胶粒而使胶粒作不停息的无规则运动,此时胶粒所做的运动称为布朗运动。我们可以认为,布朗运动是分子热运动的宏观体现。
<3>电泳(不是胶体特有的)
胶体粒子多是带电的,在外加电场的作用下可以发生定向移动。如带正电的Fe(OH)3胶粒在外接电源的作用下向阴极移动。冶金厂用高压电除去烟尘也是运用了电泳原理。
【关于胶粒的电性总结】
a.金属氧化物与金属氢氧化物,带正电
b.非金属氧化物,如SiO4- 4,带负电
c.AgI胶体,Ag+过量带正电,Cl-过量带负电
d.金属硫化物、非金属硫化物,带负电
e.离子胶体带电,分子胶体(如淀粉溶液、蛋白质溶液)不带电
f.硅酸胶体、土壤胶体带负电
<4>吸附性
胶体粒子直径一般在1~100nm之间,这决定了胶体粒子具有较大的比表面积,因而具有很强的吸附能力,在水中能够吸附悬浮固体或毒素形成沉淀,因而也可以起到净水的作用。常用的净水剂有KAl(SO4)2·12H2O。
<5>介稳性
溶液是最稳定的分散系,不论存放多长时间,在一般情况下溶质都不会与溶剂自动分离;浊液很不稳定,分散质将在重力的作用下沉降下来,如河水中的泥沙;
胶体则介于两者之间,在一定条件下能稳定存在,属于介稳体系。
胶体具有介稳性的原因:①胶体具有具有很强的吸附能力。同种胶体粒子吸附同种粒子,带同种电荷相互排斥,不易聚集成更大的颗粒形成沉淀。(主要原因)②胶粒在不停地作布朗运动。
<6>聚沉
使胶粒聚集成较大颗粒而沉降的现象。从胶体具有介稳性的原因入手,破坏其介稳性的方法可以有:中和胶粒表面所带电荷&加快或减慢布朗运动。其具体方法可以为:
①加入电解质溶液,以增加溶液离子浓度,使更多反粒子挤入吸附层,从而减少甚至完全中和胶粒所带电荷,使胶粒间相互斥力减少甚至消失,从而使胶粒聚集、沉淀
应用:将盐卤滴入到豆浆中制取豆腐(向蛋白质胶体中加入含有Ca2+、Mg2+、Cl-、SO2- 4-的卤水);江河入海口处受海水中的电解质影响使泥沙胶体聚沉形成三角洲;制备Fe(OH)3胶体时不能加NaOH溶液;FeCl3溶液止血(使血液胶粒凝聚)
②加入带有相反电荷的胶体,原理仍然是中和胶粒所带电荷
应用:不同品牌的墨水不能在同一只笔中混用;明矾的净水作用(Al(OH)3胶粒带正电荷,泥沙胶粒带负电荷)
③加热或搅拌,加剧了分散剂分子的热运动而使得布朗运动加快,胶体粒子撞击频率增高,稳定性减弱
应用:制备胶体时不能一直加热;煮熟鸡蛋
D.胶体的净化——渗析
利用半透膜把胶体中混有的离子或分子从胶体溶液里分离出来的过程,称为渗析。
半透膜:指一类可以让小分子物质(离子)透过而大分子物质不能通过的多孔性薄膜。可以由鸡蛋壳膜或羊皮纸、胶棉薄膜、玻璃纸、动物肠衣膜等制成。
因为胶粒不能透过半透膜,而溶液中的分子和离子能透过半透膜,所以可以利用半透膜来完成胶体的净化过程。最常见的实例就是血液透析。
2017年5月13日