胶体的定义和制备

文/陈宇航

胶体的定义和制备

一、胶体的定义和制备

1、定义:分散质粒子的直径在1~100nm之间的分散系。

2、分类

(1)根据分散剂的状态将胶体分为气溶胶(烟、云、雾等)、液溶胶(豆浆、牛奶等)和固溶胶(有色玻璃、玛瑙等)。

(2)根据胶体粒子的组成将胶体分为粒子胶体$[\ce{Fe(OH)3}$胶体、$\ce{AgI}$胶体等$]$和分子胶体(淀粉)。

3、性质

(1)介稳性

溶液是最稳定的,不论存放的时间有多长,在一般情况下溶质都不会自动与溶剂分离;而浊液很不稳定,分散质将在重力的作用下沉降下来,如河水中夹带的泥沙会逐渐沉降;胶体则介于二者之间,在一定条件下能稳定存在,属于介稳体系。

(2)丁达尔效应

一束光束通过胶体时,在垂直于光线的方向上看到一条光亮的“通路”的现象,叫做丁达尔效应。

(3)电泳

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,这种现象叫做电泳。

(4)聚沉

概念:向胶体中加入少量电解质溶液时,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,这个过程叫

做聚沉。

聚沉的方法:加入电解质;与带相反电荷的胶体粒子相混合;加热胶体。

4、应用

(1)胶体的丁达尔效应是区分胶体与溶液的一种常用物理方法。

(2)冶金厂的大量烟尘可用高压电除去,就是利用了气溶胶的电泳。冶金工业中的电泳除尘、陶瓷工业上的电泳除杂等都利用了胶体的电泳。

(3)“三角洲”的形成:河流中的水在流动过程中与土壤等物质接触,溶有大量杂质而形成胶体,入海时与海水接触,海水中的电解质中和胶粒所带电荷使胶体发生聚沉,长年累月在河流入海口处就形成所谓的“三角洲”。土壤胶体中的胶体粒子带有负电荷,可以吸附施肥后的铵根离子,减少未被作物吸收的铵态氮肥随雨水的流失,这就是土壤胶体的保肥作用。

$\ce{FeCl3}$溶液可以止血,是因为$\ce{FeCl3}$使血液胶体凝聚。用豆浆做豆腐时,在一定温度下,加入$\ce{CaSO4}$(或其他电解质溶液),豆浆中的胶体粒子带的电荷被中和,很快聚集而形成胶冻状的豆腐(称为凝胶)。

5、制备:$\ce{Fe(OH)3}$胶体的制备

(1)实验原理:$\ce{FeCl_3}+3\ce{H_2O}\xlongequal[]{△}\ce{Fe(OH)_3($胶体$) +3\ce{HCl}}$

(2)实验操作:取1个小烧杯,加入25mL蒸馏水,将烧杯中的蒸馏水加热至沸腾,

向沸水中逐滴加入5~6滴$\ce{FeCl3}$饱和溶液。继续煮沸至溶液呈红褐色,停止加热。

(3)注意事项

①不能用自来水代替蒸馏水。因为自来水中含有的阴离子会使$\ce{Fe(OH)3}$胶体粒子聚集成更大

的颗粒,产生$\ce{Fe(OH)3}$沉淀。

②不能直接加热$\ce{FeCl3}$饱和溶液制$\ce{Fe(OH)3}$胶体。直接加热$\ce{FeCl3}$饱和溶液会生成$\ce{Fe(OH)3}$沉淀而无法得到$\ce{Fe(OH)3}$胶体。

③不能过度加热。当液体呈红褐色时应立即停止加热,因为过度加热会破坏胶体,生成$\ce{Fe(OH)3}$沉淀。

④不能用玻璃棒搅拌。若制备过程中用玻璃棒搅拌,会使$\ce{Fe(OH)3}$胶体粒子碰撞形成大颗粒,最后形成沉淀,无法得到$\ce{Fe(OH)3}$胶体。

二、胶体的相关例题

下列分散系的分散质粒子直径在$10^{-9}\sim10^{-7}$m之间的是________

A.氢氧化铁胶体

B.硫酸铜溶液

C.醋酸溶液

D.石灰乳

答案:A

解析:胶体的分散质粒子直径在$10^{-9}\sim10^{-7}$ m之间,氢氧化铁胶体的分散质粒子直径在$10^{-9}\sim10^{-7}$ m之间,A正确;硫酸铜溶液的分散质粒子直径小于$10^{-9}$ m,B错误;醋酸溶液的分散质粒子直径小于$10^{-9}$ m, C错误;石灰乳的分散质粒子直径大于$10^{-7}$ m,D错误。