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浅议胶体的性质及其应用

发表时间：2020/1/7 来源：《教育学》2020年2月总第205期作者：袁东国

[导读] 高中化学必修一第二章对物质进行分类，分为纯净物和混合物两大类。

陕西省汉中市南郑区大河坎中学　723100
　　摘　要：高中化学对物质分类的分散系的基础上在分类得出胶体的概念，从而区分胶体材料与胶体和进一步完善胶体概念。由胶体本质和实验得出胶体的性质:丁达尔效应、介稳性、吸附性、渗析、电泳、聚沉。胶体日常生活中的应用，鉴别胶体、制豆腐、明矾净水、长江三角洲的形成、墨水、医学透析和输液原理。
　　关键词: 分散系　分类　原理
　　高中化学必修一第二章对物质进行分类，分为纯净物和混合物两大类。而分散系是指一种或几种物质以粒子形式分散到另一种物质的混合物。分散系分分散质和分散剂；分散质是被分散的物质；分散剂是起容纳分散质的作用的物质。当分散剂是水或其他液体时，按分散质粒子直径的大小来分类，可分为溶液、胶体和浊液。分散质粒子直径在1~100nm（即10-9m~10-7m）之间的分散系是胶体。这样就容易区分纳米材料不一定是胶体。因纳米是长度单位，纳米材料不一定是分散系，而胶体必须是分散系。胶体不一定都是胶状物，也不一定是液体。如：氢氧化铁胶体、云、雾等。实际上胶体的分散剂也不一定就是水或其他液体，也可以是固态或气态。

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　　一、胶体分类
　　1.照分散剂状态不同分为：气溶胶——以气体作为分散剂的分散体系。其分散质可以是液态或固态（如烟、雾等）；液溶胶——以液体作为分散剂的分散体系。其分散质可以是气态、液态或固态（如Fe(OH)3胶体）；固溶胶——以固体作为分散剂的分散体系。其分散质可以是气态、液态或固态。
　　2.按分散质的不同可分为：粒子胶体、分子胶体。如：烟、云、雾是气溶胶；烟水晶、有色玻璃、水晶是固溶胶；蛋白溶液、淀粉溶液是液溶胶；淀粉胶体、蛋白质胶体是分子胶体；土壤是粒子胶体。
　　3.常见胶体：Fe(OH)3胶体、Al(OH)3胶体、硅酸胶体、淀粉胶体、蛋白质胶体、豆浆、雾、墨水、涂料、AgI胶体、Ag2S胶体、As2S3胶体、有色玻璃、果冻、鸡蛋清、血液等。比如面条就是一种常见的淀粉胶体，因为溶解度吸水膨胀。
　　二、胶体具有的性质
　　1.丁达尔效应。丁达尔效应因英国物理学家丁达尔(J.Tyndall,1820-1893)于1869年发现而得名。当阳光从窗隙射入暗室，或者光线透过树叶间的缝隙射入密林中时，可以观察到一条光亮的“通路”，这是由于胶体粒子对光线散射（光波偏离原来方向而分散传播）形成的，这种现象叫做丁达尔效应。放电影时，放映室射到银幕上的光柱的形成也属于丁达尔效应。利用丁达尔效应是区分胶体与溶液的一种常用物理方法。作用:常用于区分胶体与溶液和鉴别胶体。
　　2.介稳性。胶体具有介稳性的两个原因：一是胶体粒子可以通过吸附而带有电荷，同种胶粒带同种电荷，而同种电荷会相互排斥（要使胶体聚沉，就要克服排斥力，消除胶粒所带电荷）；二是胶体粒子在不停地做布朗运动，与重力作用相同时便形成沉降平衡的状态。介稳性的作用: 农业生产中土壤的保肥作用.土壤里许多物质如粘土腐殖质等常以胶体形式存在。
　　3.吸附性。胶体表面具有吸收物质的性能叫吸附性。是因为胶体具有很高的比表面积，而分子结构是多孔型，被吸附物扩散到分子孔道中，附着在内壁上。吸附性是物理性质。应用: 明矾的净水。明矾是十二水硫酸铝钾溶于水电离出铝离子：
　　KAl(SO4)2=k++Al3++2SO42-
　　铝离子水解得到氢氧化铝胶体
　　Al3++ 3H2O=Al(OH)3(胶体)+3H+
　　氢氧化铝胶体吸附水中的有色杂质。不同与氯气和高铁盐的净水原理，不能消毒杀菌。
　　4.渗析。渗析，有称透析。是一种以浓度差为推动力的膜分离操作，利用膜对分散质的选择性透过，实现不同性质分散质的分离。溶液粒子直径最小，所以既能通过滤纸又能通过半透膜；浊液粒子直径大，既不能通过滤纸又不能通过半透膜；胶体粒子直径剧中，所以能通过滤纸但不能通过半透膜。渗析的应用:胶体的提纯。用一玻璃棒横放在一盛有蒸馏水的烧杯口上，把制备的Fe(OH)3胶体盛入鸡蛋皮悬挂在玻璃棒上侵入蒸馏水中。FeCl3溶液通过鸡蛋皮进入蒸馏水中，达到提纯Fe(OH)3胶体的目的。
　　5.电泳。电泳是由于胶体粒子带有电荷，在电场的作用下，胶体粒子在分散剂里作定向移动的这种现象。胶粒具有很大的比表面积(比表面积=表面积/颗粒体积)，因而有很强的吸附能力，使胶粒表面吸附溶液中的离子。这样胶粒就带有电荷。不同的胶粒吸附不同电荷的离子。一般说，金属氢氧化物、金属氧化物的胶粒吸附阳离子，胶粒带正电。非金属氧化物、金属硫化物的胶粒吸引阴离子，胶粒带负电。另外胶体粒子虽然可以带电荷，但整个胶体呈电中性。胶粒带有相同的电荷，互相排斥，所以胶粒不容易聚集，这是胶体保持稳定的重要原因。
　　6.聚沉。向胶体中加入少量的电解质溶液时，由于加入的阳离子或阴离子中和了胶体粒子所带的电荷，使胶体粒子聚集成为较大的颗粒，从而形成沉淀从分散剂里析出的这个过程叫做聚沉。另外，带有相反电荷的胶体粒子相混合时，也会发生聚沉。蓝墨墨水和碳素墨水不能混合使用，因两种墨水胶体带有不同电荷要发生聚沉；医学上输血，血液是胶体，不同血液带有不同电荷，O型血液不带电荷，所以血型匹配才能输血，因同种电荷相互排斥不会聚沉，O型血液不带电荷，也不能发生聚沉；A型与B型血不能混输，说明带有不同电荷，混输后发生聚沉危害生命。
　　
　　