不同於必修一中將膠體放在物質的分類這一部分,筆者認為膠體一方面是一個全新的概念,涉及很多新的性質,一方面膠體在平時考試中非常常見,有必要單獨寫一篇文章進行總結。
本系列文章適合準高一新生進行自學,以及高二高三基礎薄弱的同學進行復習
一、概念
- 分散劑:分散其他物質的物質,其作用類似於溶劑,例如水溶液中的分散劑為水。
- 分散質:被分散的物質,類似於溶質,例如NaCl溶液中的分散質為NaCl。
- 分散系:分散質分散在水中後形成的體系,例如水溶液。
- 膠體:當分散質的微粒大小在1-100 nm時,該分散系稱為膠體。
- 膠粒:膠體的組成微粒,一般帶正電或負電。
- 丁達爾效應:當光束照射通過膠體時會形成光亮的通路,該現象稱為丁達爾效應。
- 介穩性:膠體的穩定性介於溶液和濁液之間,這種穩定性稱為介穩性。
- 聚沉:當外界條件改變時,膠粒之間發生碰撞,聚集在一起發生沉淀的過程。
- 半透膜:一種孔徑在納米級別的膜。
- 透過性:微粒是否透過濾紙或半透膜的性質,由微粒的大小決定。
- 電泳:帶電膠粒在電場作用下定向移動的過程。
二、邏輯和要求
1、邏輯
- 類似溶質溶解於溶劑形成溶液體系,分散質分散於分散劑中的體系稱為分散系;
- 膠體是一種重要的分散系,因其結構的特點而具有多種性質;
- 氫氧化鐵膠體是一種常見膠體,由於膠體的一些性質,因此在實驗室制備時需要註意細節。
2、應達到的要求:
- 識記常見的膠體
- 區分膠體的本質特征(粒子大小)及其特殊性質(丁達爾效應)
- 理解膠體的若幹性質及其在生活中的應用
- 識記Fe(OH)₃膠體的制備步驟,書寫其方程式
三、思維導圖
四、知識總結
1、膠體與膠粒
- 膠體區別於溶液的本質特征:粒子大小。(並非丁達爾效應)
- 膠粒表面帶電,但是膠體不帶電。
- 每個膠粒由多個分子/離子組成,因此膠粒數目遠小於原溶液中的分子/離子數。
2、膠體的若幹性質
2.1 丁達爾效應
激光照射溶液與膠體的對比圖
- 光照過膠體時形成光亮的通路,而溶液沒有,該性質可用於區分溶液和膠體。
2.2 透過性
三種分散系的微粒在濾紙、半透膜中的透過性
- 膠粒的大小為1-100nm,濾紙孔徑為μm級,半透膜為nm級,因此膠粒可通過濾紙,不可通過半透膜。
- 溶液中微粒大小<1nm,濾紙和半透膜均可以通過。
- 鑒於溶液和膠體透過性的區別,可利用滲析實現膠體的提純,如下圖所示
2.3 介穩性
某膠團(含膠粒)示意圖
- 膠粒表面帶電,各膠粒之間因靜電作用而保持相對穩定,這種穩定性介於溶液和濁液之間,故稱為介穩性。
- 如果向膠體中加入電解質、加入帶相反電荷膠粒的膠體、加熱,均會破壞膠粒表面的電荷狀態,進而導致膠粒聚集並沉降,簡稱聚沉。
2.4 電泳
帶電的膠粒在外部電場的作用下定向移動,形如遊泳,稱為電泳。
3、生活中屬於膠體的常見物質
- 淀粉溶液
- 雲、霧
- 蛋清
- 墨水
- 血液
- 豆漿
- 牛奶
- Al(OH)₃膠體、Fe(OH)₃膠體
4、生活中與膠體有關的現象或應用小結
現象或應用 | 性質 |
---|---|
清晨在森林中看到光束 | 丁達爾效應 |
血液透析淀粉溶液的提純 | 透過性 |
鹽鹵制豆腐不同品牌墨水不能混用入海口處三角洲的形成明礬凈水土壤具有保肥能力 | 介穩性(聚沉) |
工廠利用高壓電除塵 | 電泳 |
5、Fe(OH)3膠體的制備
Fe(OH)3膠體的制備實驗
5.1 實驗步驟
將燒杯中的蒸餾水加熱至沸騰,向沸水中逐滴加入1~2mL飽和FeCl3溶液,繼續煮沸至溶液呈紅褐色,停止加熱,即制得Fe(OH)₃膠體。
5.2 常考錯誤制備方法(錯誤處加粗)
- 1.將(飽和)FeCl₃溶液加入到NaOH溶液中制備……;
- 2.將(飽和)FeCl₃溶液進行煮沸,從而制備…;
- 3.加入(飽和)FeCl₃溶液後,用玻璃棒攪拌,加速制備…;
- 4.……煮沸至溶液呈紅褐色,繼續加熱……。
5.3 制備方程式
易錯點:
- 反應物誤寫成NaOH
- 漏掉加熱符號△
- 漏掉“(膠體)”
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