胶体的性质及其应用

AgI胶体
注：胶体不是一类物质，而是几乎
任何物质都可能形成的一种分散状态。 如：NaCl溶于水形成溶液，如果分 散在酒精中则可形成胶体。
练习：(2000· 上海)用特殊方法把固体物质加 工到纳米级(1nm~100nm，1nm=10-9m)的超 细粉末粒子，然后制得纳米材料。下列分散 系中的分散质的粒子直径和这种粒子具有相 同数量级的是 ( c ) A、溶液 B、悬浊液 C、胶体 D、乳浊液
金属氢氧化物 金属氧化物 AgI
胶粒带同种电荷，相互间产生排斥作用， 不易结合成更大的沉淀微粒，这是胶体具有稳 定性的主要因素。
例题 在陶瓷工业上常遇到因陶土里混有 Fe2O3而影响产品质量的问题。解决方法 之一是把这些陶土和水放在一起搅拌，使 粒子大小在1nm~100nm之间，然后插入 两根电极，接通直流电源，这时阳极聚 积 带负电荷的胶粒（粒子陶土）， 阴极聚积 带正电荷的胶粒（Fe2O3) ，理由
第五章
一、分散系
胶体的性质及其应用
1、定义：一种或一种以上的物质分散到 另一种物质中所得到的混合物 分散质：被分散的物质
（其中分散成微粒的物质）
分散剂：能分散分散质的物质
（微粒分散在其中的物质）
溶液、悬（乳）浊液、胶体
2、分散系的分类
本质依据——分散质微粒直径大小
分散系 分散质微 粒直径 溶液
<10-9m
实例：
①浑浊的井水中加入少量石灰能使水变澄清； ②豆浆里加盐卤(MgCl2· 6H2O)或石膏 (CaSO4· 2H2O)溶液使之凝聚成豆腐； ③水泥里加石膏能调节水泥浆的硬化速率； ④在江河与海的交汇处形成的沙洲。
(2)加入胶粒带相反电荷的胶体
带不同电荷的胶体微粒相互吸引发生电性中和， 从而在胶粒碰撞时发生凝聚，形成沉淀或凝胶。 实验：将Fe(OH)3胶体溶液与硅酸胶体溶液 现象：形成大量的沉淀. 结论：Fe(OH)3胶粒与H2SiO3胶粒带相反电荷.
许多分子 集合体
浊液 >100 nm
大量分子 集合体
< 1nm
单个分子或离子
能 能 稳定
能 不能 较稳定
不能 不能 不稳定
三、胶体的性质
1、丁达尔现象(光学性质) 实验：光束分别通过AgI胶体和CuSO4溶液，观察现象。 现象：一束光通过胶体时，从侧面可观察到胶体里 产生一条光亮的“通路”。
（溶液）
练习:下列事实：①用盐卤点豆腐 ②水 泥的硬化 ③用明矾净水 ④河海交汇处可 沉积沙洲 ⑤制肥皂时在高级脂肪酸钠、 甘油和水形成的混合物中加入食盐，析出 肥皂 ⑥钢笔使用两种不同颜色的蓝墨水， 易出现堵塞 ⑦血液透析。其中与胶体知 识有关的是 （ ）D A、①②③④⑤ B、③④⑤⑥⑦ C、①③⑤⑥⑦ D、全部都是
四、胶体的制备
原理：使分散质粒子大小在1nm ~ 100nm之间
胶体制备的两种方法：
物理分散(凝聚)法
悬浮颗粒 胶体中 分散质 分子、原子和离子 凝聚法
分散法
将悬浊液或乳浊液中的分散质分散；如：磨墨
常见的胶体有：墨汁、碳素墨水、淀粉溶液等
化学结合法
①水解法 FeCl3 + 3H2O
——溶质分子聚合成胶粒
3、 电泳现象(电学性质)
在外加电场作用下, 胶体粒子在分散剂里 向电极 (阴极或阳极) 作定向移动的现象, 叫做电泳 Fe(OH)3胶体向阴极 移动——带正电荷 阴极
-
阳极
+
原因：粒子胶体微粒带同种电荷，当胶粒带正 电荷时向阴极运动，当胶粒带负电荷时 向阳极运动。
胶体的胶粒有的带电，有电泳现象；有的不带 电，没有电泳现象。
土壤胶粒一般带负电荷，容易再吸附阳离子如 NH4+、K+、H+，而难以吸附阴离子如NO3-、 H2PO4 -、PO43-，据此，我们可以得到如下有关施 用化肥与土壤胶体关系的常识： ①铵态氮肥、钾肥容易被土壤吸收，此类化肥可以 直接进行表面施用。 ②磷肥不易被土壤吸收，易随雨水流失，因此，磷 肥必须深施在土壤里层，以保证有效利用。 ③施用硝酸盐氮肥肥料不如施用铵态氮肥好，如 NH4NO3虽含氮量高，但NO3-的利用率低，多雨季 节不宜使用。 ④酸雨和长期施用酸性化肥容易导致土壤胶粒吸附 H+，而使土壤酸化，影响植物生长，也影响铵态氮 肥和钾肥的有效利用。
3、渗析
利用半透膜把胶体中混有的离子或分子从胶体溶液 里分离的操作wk.baidu.com叫做渗析。
其原理为胶体微粒不能透过半透膜，而溶液中的分 子和离子能透过半透膜。
淀粉胶体和 Na Cl溶液 于半透膜内 蒸镏水
应用：
胶体净化、 提纯使胶 体和溶液 分离
【附表】：三种分散系的比较 分散系 分散质 微粒直 径 分散质 微粒 能否透 过滤纸 能否透 过半透 溶液 胶体 1 ~100 nm
(1)加入电解质 实验：往Fe(OH)3胶体中加入物质的量浓度相等 的下列溶液：①MgSO4溶液,②Na2SO4溶液，③ MgCl2溶液，④NaCl溶液，⑤Na3PO4溶液
现象：胶体变成浑浊状态，产生红褐色沉淀的量 ⑤>①=②>③>④ 结论： a. 加入电解质使Fe(OH)3胶体凝聚说明Fe(OH)3胶 粒带电荷； b. 不同电解质对Fe(OH)3胶体的凝聚效果不同，从 电解质阳离子浓度的影响不能解释，但从阴离子 对其影响PO43->SO42->Cl-说明Fe(OH)3胶体微粒带 正电荷。
实例：①用明矾、氯化铁等净水；②不同种类的 墨水混合使用时有沉淀产生，使墨水失效。
(3)加热 温度升高，胶粒的吸附能力减弱，减少了胶粒所 吸引的阴离子或阳离子数量，胶粒所带的电荷数 减少，胶粒间的斥力作用减弱，使得胶粒在碰撞 时容易结合成大颗粒，形成沉淀或凝胶。 实例：淀粉溶液加热后凝聚成了浆糊凝胶，蛋清 加热后凝聚成了白色胶状物(同时发生变性)。 练习:氯化铁溶液与氢氧化铁胶体具有的共同性 质是 ( C ) A、分散质颗粒直径都在1nm~100nm之间 B、能透过半透膜 C、加热蒸干、灼烧后都有氧化铁生成 D、呈红褐色
土壤的性质
化学工业
食品
建筑材料
是
含有杂质的陶土和水形成了胶体，利用电泳将 陶土和杂质分离除杂 。
例题：已知土壤胶体中的粒子带负电荷，又 有很大的表面积，因而具有选择吸附能力。 有下列阴阳离子，NH4+、K+、H+、NO3-、 H2PO4 -、PO43- ，哪些易被吸附？在土壤里施 用含氮量相同的下列肥料，肥效较差的是
(NH4)2SO4 、 NH4HCO3 、 NH4NO3 、 NH4Cl
△
Fe(OH)3（胶体）+3HCl
红褐色
注意：不能过度加热，以免出现Fe(OH)3胶体凝聚。 FeCl3溶液中存在微弱的水解,生成极少量的Fe(OH)3 , 加热, 加大水解程度, 使Fe(OH)3聚集成较大颗粒 ——胶体
条件：饱和FeCl3溶液、沸水
②复分解法
AgNO3+KI=AgI（胶体）+KNO3 浅黄色
普遍存在 的现象
原因：溶剂分子不均匀地撞击胶体粒子，使其 发生不断改变方向、改变速率的布朗运动。 胶体微粒作布朗运动是胶体稳定的原因之一。
练习:胶体粒子能作布朗运动的原因是 （ c ） ①水分子对胶体粒子的撞击 ②胶体粒子有 吸附能力 ③胶体粒子带电 ④胶体粒子质 量很小，所受重力小 A、①② B、①③ C、①④ D、②④
胶体
10-9m-10-7m
浊液
>10-7m
(< 1nm)
（1 ~100 nm）（>100 nm）
二、胶体
1. 定义： 分散质微粒的直径大小在1nm-100nm （10-9-10-7m )之间的分散系叫做胶体
2. 胶体的分类:
雾、 云、 烟 有 色 玻 璃
Fe(OH)3
AgI胶体
淀粉 胶体
Fe(OH)3
应用：①静电除尘；②电泳电镀，利用电泳将油漆、 乳胶、橡胶等粒子均匀地沉积在镀件上。
答：电解质离子在电场作用下也发
生定向运动，因此，电泳不能用作 净化或检验胶体的方法。
Q：可否用电泳现 象净化或检验胶体？
{[AgI]m· nAg+ ·(n-x) NO3-} x+ ·x NO3胶核 胶粒 吸附层 扩散层
胶团
胶粒带电，但整个胶体分散系是呈电中性的。在 进行电泳实验时，由于电场的作用，胶团在吸附 层和扩散层的界面之间发生分离，带正电的胶粒 向阴极移动，带负电的离子向阳极移动。因此， 胶团在电场作用下的行为跟电解质相似。
重要胶粒带电的一般规律:
带正电荷胶粒 带负电荷胶粒 金属硫化物(如Sb2S3) 非金属硫化物(如As2S3) 非金属氧化物(如SiO2泥沙) 硅酸盐(土壤和水泥) AgI
注意：浓度控制，浓度过大会生成沉淀,逐滴滴加， 同时要不断振荡。 胶体较为稳定，但是长时间放置之后也会出现沉淀。
所以胶体通常现配现用。
五、胶体的凝聚
使胶体微粒凝聚成更大的颗粒，形成沉淀，从 分散剂里析出的过程叫胶体的凝聚。 Q1：胶体为什么能够稳定存在？
胶粒带电、布朗运动
Q2：如何破坏胶体的稳定状态？ 要使胶体凝聚成沉淀，就要减少或消除胶 体微粒表面吸附的电荷，使之减弱或失去 电性排斥力作用，从而使胶粒在运动中碰 撞结合成更大的颗粒。
（胶体）
原因：胶粒直径大小与光的波长相近,胶粒对 光有散射作用；而溶液分散质的粒子太 小，不发生散射。 应用：鉴别溶胶和溶液。 练习:不能发生丁达尔现象的分散系是（A B ） A、碘酒 B、无水酒精 C、蛋白质溶液 D、钴玻璃
2、 布朗运动(动力学性质)
在超显微镜下观察胶体溶液可以看到胶体颗粒 不断地作无规则的运动。