胶体讲义
溶胶实验讲义
溶胶的制备、纯化及稳定性研究1. 实验目的(1) 了解制备胶体的不同方法,学会制备Fe(OH)3溶胶。
(2) 实验观察胶体的电泳现象,掌握电泳法测定胶体电动电势的技术。
(3) 探讨不同外加电压、电泳时间、溶胶浓度、辅助液的pH 值等因素对Fe(OH)3溶胶电动电势测定的影响。
(4) 探讨不同电解质对所制备Fe(OH)3溶胶的聚沉值,掌握通过聚沉值判断溶胶荷电性质的方法。
2. 实验原理胶体现象无论在工农业生产中还是在日常生活中,都是常见的问题。
为了了解胶体现象,进而掌握其变化规律,进行胶体的制备及性质研究实验很有必要。
溶胶的制备方法可分为分散法和凝聚法。
分散法是用适当方法把较大的物质颗粒变为胶体大小的质点,如机械法,电弧法,超声波法,胶溶法等;凝聚法是先制成难溶物的分子(或离子)的过饱和溶液,再使之相互结合成胶体粒子而得到溶胶,如物质蒸汽凝结法、变换分散介质法、化学反应法等。
Fe(OH)3溶胶的制备就是采用化学反应法使生成物呈过饱和状态,然后粒子再结合成溶胶。
在胶体分散系统中,由于胶体本身电离,或胶体从分散介质中有选择地吸附一定量的离子,使胶粒带有一定量的电荷。
显然,在胶粒四周的分散介质中,存在电量相同而符号相反的对应离子。
荷电的胶粒与分散介质间的电位差,称为ξ电位。
在外加电场的作用下,荷电的胶粒与分散介质间会发生相对运动。
胶粒向正极或负极(视胶粒荷负电或正电而定)移动的现象,称为电泳。
同一胶粒在同一电场中的移动速度由ξ电位的大小而定,所以ξ电位也称为电动电位。
测定ξ电位,对研究胶体系统的稳定性具有很大意义。
溶胶的聚集稳定性与胶体的ξ电位大小有关,对一般溶胶,ξ电位愈小,溶胶的聚集稳定性愈差,当ξ电位等于零时,溶胶的聚集稳定性最差。
所以,无论制备胶体或破坏胶体,都需要了解所研究胶体的ξ电位。
原则上,任何一种胶体的电动现象(电泳、电渗、液流电位、沉降电位)都可以用来测定ξ电位,但用电泳法来测定更方便。
2019年新版人教版高中化学必修一:第一章 第一节 第一课时 物质的分类 胶体 讲义
物质的分类胶体[明确学习目标] 1.学会物质分类方法,会从不同角度对物质进行分类。
2.了解同素异形体。
3.能够根据分散质粒子的大小对分散系分类。
4.会制备Fe(OH)3胶体,会鉴别胶体与溶液。
学生自主学习根据物质的组成和性质分类1.同素异形体(1)由□01同一种元素形成的几种性质不同的单质叫做该元素的同素异形体。
(2)同素异形体的物理性质不同,化学性质不同。
(3)举例:O2与□02O3;红磷与白磷;金刚石、□03石墨与C60互为同素异形体。
2.根据物质的组成分类(1)交叉分类法①含义:根据不同的分类标准,对同一事物进行多种分类的一种分类方法。
②举例:Ⅱ.某些盐的交叉分类(2)树状分类法①含义:对同类事物按照某些属性进行再分类的分类法。
②举例:3.根据物质的性质分类(1)根据物质的性质对物质进行分类是化学上常用的分类方法。
(2)举例:根据性质对氧化物进行分类分散系及其分类1.分散系(1)概念:□01把一种(或多种)物质以粒子形式分散到另一种(或多种)物质中所形成的混合物。
(2)组成(3)分类①分散质和分散剂各有固、液、气三种状态,以其状态为分类标准共分为□049种分散系。
②分散系按照分散质粒子直径大小分类2.胶体的制备和特征(1)Fe(OH)3胶体的制备制备原理:FeCl 3+3H 2O=====△Fe(OH)3(胶体)+3HCl具体操作:往烧杯中注入40 mL 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□08FeCl 3饱和溶液,继续煮沸至溶液呈□09红褐色,停止加热。
(2)胶体的特性——丁达尔效应当平行光束通过胶体时,可以看到□10一条光亮的“通路”,这是由于胶体粒子对光线□11散射形成的,叫做丁达尔效应,可用来区分胶体和□12溶液。
1.在科学研究中分类法的意义何在?提示:运用分类法对物质进行科学的分类,然后分门别类地研究它们的组成、结构、性质和用途,就能够发现物质及其变化的规律,把握物质的本质属性和内在联系。
第2章 第1节 第2课时 一种重要的混合物——胶体 讲义 【新教材】鲁科版(2019)高中化学必修一
第2课时一种重要的混合物——胶体发展目标体系构建1.了解分散系的含义及其种类,知道胶体是一种常见的分散系。
2.知道胶体可以产生丁达尔现象。
3.通过事实了解胶体的性质在生活、生产中的简单应用,体会化学的实用性。
数轴法辨析三种分散系一、分散系微点拨:二、胶体的分离和提纯1.胶体与浊液分离:用过滤的方法,胶体的分散质微粒可以通过滤纸。
2.胶体与溶液分离:用渗析的方法,胶体的分散质微粒不能通过半透膜,而小分子、离子能够通过半透膜。
三、胶体的性质和应用3.聚沉⎩⎪⎨⎪⎧定义:在一定条件下,胶体的分散质微粒聚集成较大的微粒,在重力作用下形成沉淀析出的现象条件⎩⎨⎧(1)加入酸、碱和盐等物质(2)加热(3)搅拌应用:豆腐的制作1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)NaCl 溶液、水、鸡蛋清溶液、淀粉溶液都属于胶体。
( )(2)FeCl 3溶液呈电中性,Fe(OH)3胶体带电,通电时可以定向移动。
( ) (3)可以利用丁达尔效应区分胶体和溶液。
( ) (4)直径介于1~100 nm 之间的微粒称为胶体。
( )[答案] (1)× (2)× (3)√ (4)×2.下列关于分散系的说法中不正确的是( ) A .分散系的稳定性:溶液>胶体>浊液 B .分散质微粒的大小:溶液>胶体>浊液C .分散质微粒的直径为几纳米或几十纳米的分散系是胶体D .可以用过滤的方法将悬浊液中的分散质从分散剂中分离出来 B [分散质微粒的大小:浊液>胶体>溶液。
]3.下列事实与胶体性质无关的是()A.在豆浆里加入盐卤做豆腐B.盐碱地里土壤保肥能力差C.一束平行光线照射蛋白质溶液时,从侧面可以看到一束光亮的通路D.三氯化铁溶液中滴入氢氧化钠溶液出现红褐色沉淀D[A项属于胶体的聚沉;B项土壤胶体的分散质微粒带电,盐碱地中的电解质易使胶体聚沉;C项属于丁达尔效应;D项发生化学反应产生沉淀。
鲁科版化学必修一物质的分类和胶体打印讲义
元素与物质的分类1.(1)宏观,物质由 组成。
(2)微观上,物质由 构成。
2.原子、分子和离子比较概念构成物质的类别及部分代表物化学变化中最小的微粒1.少数非金属单质:金刚石、晶体硅2.某些非金属化合物:二氧化硅等保持物质化学性质的一种微粒 1.非金属单质:氧气、氢气、稀有气体等2.非金属氢化物、酸酣、含氧酸、有机物等原子失去或得到电子得到的带电的微粒金属氧化物、强碱、大多数盐3.物质的分类溶液 胶体 浊液物质混合物纯净物空气、水煤气、漂白粉分散系单质金属(如Na 、Mg 、Al 等)非金属(H2、C 等,含稀有气体,如He 等)化合物无机化合物有机化合物4.分散系及胶体(1)分散系:化学上指由一种(或几种)物质分散到另一种物质里所形成的混合物。
依据分散质的离子大小不同,分散系可分为溶液、胶体、浊液。
(2)胶体定义:分散质的粒子直径介于1~100nm 之间的分散系。
(3)胶体性质:①丁达尔现象:可以区别溶液与胶体② 电泳:电泳现象证明胶粒带有电荷,因此电泳可以用来提纯胶体,如冶金厂的大量烟尘可以用高压电除去。
③聚沉:一定条件下,是胶体粒子凝固而产生沉淀 ④布朗运动:它并非胶粒专属,水中的花粉也有次现象。
(4)三种分散系的对比无氧酸:HCl 、H 2S 等含氧酸:HClO 4、H 2SO 4等无机化合物氢化物:HCl 、H 2S 、H 2O 等氧化物不成盐氧化物:CO 、CaO 等成盐氧化碱性氧化物:Na 2O 、CaO 等酸性氧化物:CO 2、P 2O 5等 两性氧化物:Al 2O 3等过氧化物:Na 2O 2、H 2O 2等酸按电离出的H +数一元酸:HCl 、HNO 3等 二元酸:H 2SO 4、H 2S 等 三元酸:H 3PO 4等 按酸根是否含氧按酸性强弱强酸:HCl 、H 2SO 4、HNO 3等 弱酸:CH 3COOH 、HF 等 按有无挥发性挥发性酸:HCl 、HNO 3等难挥发性酸:H 2SO 4、H 3PO 4等碱按水溶性可溶性碱:NaOH 、KOH 、Ba(OH)2等 难溶性碱:Mg(OH)2、Ca(OH)2等 按碱性强弱强碱:NaOH 、KOH 、Ba(OH)2等 弱碱:NH 3·H 2O 等盐正盐:BaSO 4、KNO 3、NaCl 等酸式盐:NaHCO 3、KHCO 3等 碱式盐:Cu(OH)2CO 3等 复盐:KAl(SO 4)2·12H 2O 等(5)胶体的制备如将饱和的FeCl 3溶液滴入沸腾的蒸馏水中,并继续煮沸至生成红褐色液体即得Fe(OH)3胶体,方程式: FeCl 3+3H 2O====Fe(OH)3胶体+3HCl 。
物理化学实验报告讲义胶体的制备及性质研究
实验35 胶体的制备及性质研究预习要求:1、了解溶胶的各种制备方法;明确本实验Fe(OH)3溶胶的制备方法。
2、本实验中溶胶粒子带电的原因。
3、溶胶纯化的目的;溶胶纯化时先在热水中渗析几遍的原因。
4、了解棉胶液的组成;棉胶液形成半透膜的原因。
实验目的1.掌握Fe(OH)3溶胶的制备方法和纯化方法。
2.观察溶胶的电泳现象并了解其电学性质。
3.掌握电泳法测定胶粒电泳速度和溶胶电动电位(ζ电位)的方法。
4.了解溶胶的光学性质及不同电解质对溶胶的聚沉作用。
实验原理溶胶是一个多相系统,胶粒(分散相)大小在1~1000 nm之间,是热力学不稳定系统。
溶胶的制备方法分为两大类:把较大的物质颗粒变为胶体大小质点的分散法,以及把物质的分子或离子聚集成胶体大小质点的凝聚法。
本实验中Fe(OH)3溶胶的制备采用化学反应凝聚法,即通过化学反应使生成物呈过饱和状态,然后粒子再结合为溶胶。
新制的溶胶中常有杂质存在而影响其稳定性,因此必须纯化。
常用的纯化方法是半透膜渗析法。
半透膜的特点是其孔径只允许电解质离子及小分子透过,而胶粒不能透过。
提高渗析温度或搅拌渗析液,均可提高渗析效率。
固体粒子由于自身电离或选择性吸附某种离子及其他原因而带电,带电的固体粒子称为胶核。
在胶核周围的分散介质中分布着与胶核电性相反、电量相等的反离子。
部分反离子由于静电引力紧密吸附在胶核表面,形成紧密层;剩余的反离子由于热运动,分布于紧密层外至溶液本体的扩散层中。
扩散层的厚度随外界条件(温度、系统中电解质浓度、及离子价态)而改变。
由于离子的溶剂化作用,紧密层结合有一定量的溶剂分子,在外加电场作用下,紧密层与胶核作为一个整体(胶粒)移动,扩散层中的反离子向相反电极方向移动。
这种分散相粒子在电场作用下相对于分散介质的运动称为电泳。
带电的胶粒与带有反离子的扩散层发生相对移动的分界面,称为滑动面。
滑动面与液体内部的电位差称为电动电位(或ζ电位)。
电动电位是描述溶胶特性的重要物理量。
胶体与表面化学讲义第一章 基本概念
《胶体与界面化学》讲义第一章基本概念第一节胶体与表面一、胶体与胶体分散体系•目前科学地将颗粒大小在10-6~10-9m这样的物质(不管其聚集状态是气态、液态还是固态)称为胶体。
•胶体与其分散在其中的介质组成分散体系,介质可以是气、液和固体并与胶体颗粒间存在相界面,因此它还是高分散的多相的分散体系。
•胶体分散体系一般是两个组分以上的多组分体系,不过也存在极为罕见的单组分胶体分散体系,这类分散体系是液体,但由于分子的热运动而出现的涨落现象,一些分子会在液态内部聚集成较大的聚集体,这种分散体系称为类胶体(iso-colloid)分散体系。
聚合物或大分子量物质•聚合物或大分子量物质过去也称之为胶体分散体系的物质。
•如蛋白质,纤维素以及各种天然的和人工合成的聚合物,其尺寸也在胶体范围、并具有胶体的某些性质,比如慢扩散性,不透过半透膜,电泳行为等。
•因此过去也把它们作为胶体与表面化学的讲解内容。
但由于其迅速的发展,形成一个庞大的大分子家族,而成为一个独立学科去研究,不过它的某些理论和研究方法确系胶体的理论和研究方法。
二、表面和界面•表面(surface):是指凝聚相与真空,空气或其蒸气间的交界•界面(interface):是指凝聚相与其他相间的交界面。
•水的表面张力是水的表面(与空气或蒸汽的交界面)上的表面张力,约为72.8×10-3N/m;水和苯间界面张力为35×10-3N/m;水与汞间界面张力为375×10-3N/m。
•由此可见,界面张力值决定于相邻相的物质。
相边界上“面”的含义•这里所说的“面”是指相边界上的化学概念上的而非数学概念上的面。
数学面只有面积而无厚度,而化学面是有一定厚度的,起码有几个分子大小的厚度。
数学面所示在面上相的性质(如密度、浓度等)发生突变是不可思议的,而化学面中相的性质逐渐变化才是可理解的。
但在描述它时,由于其厚度值与两相本体尺寸比较可忽略不计近似为零。
【创新设计课堂讲义】2022-2021学年高中化学鲁科版必修1课时作业:第2章 第1节 第2课时
第2课时一种重要的混合物——胶体一、分散系及其分类1.分散系:把____________物质分散在__________(或多种)物质中所得到的体系。
分散系中,被分散的物质(可以是固体、液体或气体)称作__________;分散质分散于其中的物质(可以是固体、液体或气体)称作__________。
例如,泥水混合物中,泥土是分散质,而水就是分散剂。
2.依据分散质粒子大小分类其中最稳定的是______,最不稳定的是______,______属于介稳体系。
二、胶体的制备及性质1.Fe(OH)3胶体的制备向______中逐滴加入5~6滴________________,连续煮沸至液体呈______色,停止加热,得到的分散系即为Fe(OH)3胶体。
2.性质(1)介稳性:胶体的稳定性介于______和______之间,在肯定条件下能稳定存在,属于______体系。
(2)丁达尔效应当光束通过胶体时,可以看到__________________,这是由于胶体粒子对光线______形成的。
丁达尔效应可用来区分____________。
(3)聚沉:胶体形成沉淀析出的现象。
其方法主要有:①________,②________________,③________________________。
学问点1分散系及其分类1.下列分散系中,分散质粒子直径最大的是()A.雾B.石灰乳C.FeCl3溶液D.氢氧化铁胶体2.溶液、胶体和浊液这三种分散系的根本区分是()A.是否是大量分子或离子的集合体B.是否能通过滤纸C.分散质粒子直径的大小D.是否均一、透亮、稳定学问点2胶体的制备和性质3.关于CuSO4溶液和Fe(OH)3胶体描述正确的是()A.两者都能产生丁达尔效应B.两者都不能产生丁达尔效应C.CuSO4溶液能产生丁达尔效应,Fe(OH)3胶体不能产生丁达尔效应D.CuSO4溶液不能产生丁达尔效应,Fe(OH)3胶体能产生丁达尔效应4.取少量Fe2O3粉末(红棕色)加入适量盐酸,所发生反应的化学方程式为_________,反应后得到的FeCl3溶液呈棕黄色。
2022年教学教材《胶体》讲义
胶体【学习目标】1 了解胶体的分类及制备2 掌握胶体的性质和应用【根底知识梳理】胶体的概念、分类及制备1概念:分散质粒子直径在1~100nm之间的分散系。
2分类〔按照分散剂的不同〕:气溶胶:胶粒分散在气体中,如云、烟、雾、雾霾等;液溶胶:胶粒分散在水或其他液态分散剂中,如氢氧化铁胶体、氢氧化铝胶体、豆浆等;固溶胶:胶粒分散在固态分散剂中,如有色玻璃、烟水晶、玛瑙等。
3胶体的制备〔以Fe〔OH〕3胶体的制备为例〕〔1〕操作步骤:首先将烧杯中的蒸馏水加热至沸腾,接下来向沸水中参加5~6滴饱和氯化铁溶液,继续加热,至溶液呈红褐色,停止加热,就可以得到氢氧化铁胶体。
〔2〕化学方程式:FeC33H2O Fe〔OH〕33HC注意:Fe〔OH〕3不能标“ 〞〔3〕本卷须知:①不能使用自来水代替蒸馏水,因为自来水中的离子会使Fe〔OH〕3胶体颗粒聚成更大的颗粒,生成Fe〔OH〕3沉淀。
②选用的FeC3溶液必须是浓溶液或饱和溶液,不能是稀溶液。
这样就可以制得浓度较大的Fe〔OH〕3胶体。
③加热到溶液变为红褐色时停止加热,不能持续加热。
加热过度会破坏胶体,生成Fe〔OH〕3沉淀。
④边加FeC3溶液边振荡烧杯,但不能用玻璃棒搅拌。
否那么会使Fe〔OH〕3胶体颗粒形成更大的颗粒,生成Fe〔OH〕3沉淀。
【难点突破】一、胶体的性质1丁达尔现象:强光照射胶体时,从侧面可看到一条光亮的通路。
——胶体的光学性质,可用来鉴别胶体和溶液。
在溶液中,由于分散质粒子较小,光线可以直接透过;在胶体中,分散质粒子变大,光线遇到胶体微粒发生了散射,就行成了一条光亮的通道;在浊液中,分散质粒子更大,光线发生了散射。
由于胶体中分散质粒子大小,决定了,只有胶体这种分散系才有丁达尔现象,所以丁达尔现象可用来鉴别胶体和溶液。
2 布朗运动:就是胶体粒子所做的无规那么的运动。
——运动学性质,胶体稳定存在的原因之一分散剂粒子从各个方向撞击胶体粒子,而每一瞬间,胶体粒子在不同方向受的力量是不相同的,所以胶体运动的方向每一瞬间都在改变,因而形成不停的、无序的运动。
胶体教学讲义
开始时
42
内 Na+ c1+x P- c1 Cl- x
外 Na+ c2-x Cl- c2-x
平衡时
半透膜
细胞膜内外的电解质平衡局部原因受膜平衡操作。
学习材料
43
五、凝 胶
在适当条件下,高分子化合物溶液的粘度逐 渐增大,失去流动性,所形成的网状结构 的半固体状物质叫凝胶〔gel〕。
形成凝胶的过程称为胶凝〔gelation〕。
学习材料
29
第三节 高分子溶液
相对分子质量为104~106的物质称为高 分子化合物。
如蛋白质、核酸等。 高分子颗粒的大小属于胶体分散系的 范围,某些性质和溶胶相类似。
学习材料
30
表5-3 高分子溶液与溶胶性质的比较〔p77〕
高分子溶液
均相分散系统
溶胶
非均分散系统
稳定系统,不需加稳定剂 粘度和渗透压较大
不稳定系统,需加稳定剂 粘度和渗透压小
分散相与分散介质亲和力强 分散相与分散介质亲和力小
Tyndall现象不明显
Tyndall现象明显
大量电解质能引起盐析
少量电解质可产生聚沉
在肯定条件下可形成凝胶; 除去分散介质后,粒子聚
于某些干凝胶中再参加分散 结沉淀,除非采纳特别方
介质后又成为溶液
法,否则不易再分散
学习材料
27
3. 高分子物质对溶胶的爱护作用和敏化作用: 大量高分子化合物吸附于胶粒外表使溶胶
的稳定性增加。
但少量的高分子,反而降低溶胶的稳定性, 这种现象称为敏化作用。
学习材料
28
定义:由极小的固体或液体悬浮在气体介 质中所形成的分散系统。
危害及利用: 大气污染,健康危害; 气溶胶灭火器。
胶体PPT资料(正式版)
氢氧化铁写化学方程式时不写“↓”?
因为是介稳体系,无沉淀现象。
二、分散系及其分类
3.胶体
CuSO4溶液
Fe(OH)3胶 体
泥水
光束照射时的现象
硫酸铜
无光亮通路产生
溶液
形成一条光亮的通路
无光亮通路产生
•原因之二:布朗运动。(次要)
二、分散系及其分类
3.胶体
(2)胶体性质 ④胶体聚沉
•方法一:加带相反电荷胶粒的胶体如不同种类的墨水混合使用 •方法二:加电解质溶液如盐卤点豆腐。 •方法三:加热如煮鸡蛋。
例:把稀H2SO4溶液逐滴加入到氢氧化铁胶体中的 现象是 先沉淀后溶解 。 原因是 氢氧化铁胶体遇稀硫。酸电解质先聚沉,后氢
珍珠(包藏着水的碳酸钙)
•应用: 区分胶体和溶液 (2)当分散剂是液体时,按分散质粒子大小
非金属氧化物、金属硫化物等
C、NH4NO3
D、NH4Cl
继续煮沸至溶液呈红褐色,停止加热。
现学现用:你现在能解释以下生活现象吗? 把一种(或多种)物质分散在另一种
③介稳定性(阅Leabharlann P28科学视野)不能长时间加热 4.
氯化钠固体分散在水中形成的混合体系 100nm > d粒子直径 > 1nm
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,叫做渗析。 ③介稳定性(阅读P28科学视野) 1nm<d<100nm 在土壤里施用含氮量相同的下列肥料,肥效较差的是( )
★泥水浊液是怎么得到的? ②电泳—— (视频)胶粒在电场作用下定向移动
胶体课件
第一节 物质的分类
2020年高中化学·强化讲义 第43节 胶体
时,叫做气溶胶,如云和雾。分散剂是固体时,叫做固溶胶,如有色玻璃。
你知道胶体是如何发现的吗
在古代,人们对胶体已有所认识;如我国古代用大豆制豆腐、制药膏等。对胶体作科学系统的硏究开始于 19 世纪后半期。英国化学家格雷阿姆(T.Graham,1805~1869)在硏究溶液中溶质分子的扩散速率时,通过实验发现, 无机盐、白糖等可以透过羊皮纸;明胶、蛋白质、氢氧化铝等则很难甚至不能透过羊皮纸。当溶剂蒸发时,前者易 成晶体析出,后者成黏稠状胶状物质。1861 年,格雷阿姆首次提出了胶体( colloid)这一名称。
种类 微粒大小
实例
溶液 0.2~1.0nm.
空气、糖水、酒、汽油
胶体 1.0~100 nm 咖啡、牛奶、豆浆、蛋白、淀粉液
悬浊液 大于 100 nm
血液、油漆、喷涂液
悬浊液、胶体、溶液三者分散质大小比较示意图如图 8-27 所示胶体的种类很多,按照分散剂的状态
不同可分为液溶胶、气溶胶和固溶胶。分散剂是液体时,叫做液溶胶,简称溶胶,如氢氧化铝胶体。分散剂是气体
构成胶体的微粒为分子或离子,其直径大小约为 1nm 至 l00nm,比如咖啡、牛奶等,其颗粒均匀分散不沉积, 但用普通显微镜看不岀其颗粒。由直径大于 l00mm 的微粒所构成的分散系即为悬浊液,如血液、油漆等,在普通显 微镜下可观察到其颗粒,放置一段时间后,其颗粒会沉积于容器底层
日常生活中所接触的溶液有很多是胶体,如牛奶、豆浆、蛋白……清洁剂浓度很低时为溶液,浓度高时因微粒 聚集而成为胶体或悬浊液,因此三者之间的区分有时并不十分明显。
2
胶体和溶液往往在外观上没有明显区别。怎样鉴别胶体和溶液呢?下面介绍胶体的重要性质,其中某些性质能 用来鉴别胶体和溶液。
1.丁达尔现象 1869 年,英国科学家丁达尔(J.Tyndal,1820~1893)发现了丁达尔现象。 把装有氢氧化铁胶体、硫化锑胶体和氯化铁溶液的试管放在试管架上,逐一取各试管,放在黑纸前,用聚光手 电筒使光束平射到液体中,如图 8-29 所示,从入射光线垂直方向仔细观察液体中的现象。 从实验现象可知,当入射光线透过新制的氢氧化铁和硫化锑胶体时,有一条光亮的“通路”,而透过氯化铁溶液 时没有这种现象。由于胶体微粒对光线的散射而形成了一条光亮的“通路”,这种现象叫做丁达尔现象。光线通过溶 液时,就没有这种现象
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氢氧化铁胶体的制备与性质一.实验目的1.掌握胶体的制备、性质实验的演示技能。
2.学会用简单方法鉴别胶体和溶液。
3.学会使用直流稳压电源。
4.了解半透膜的制备及相关性质。
二.实验原理1.氢氧化铁胶体的制备原理:将饱和的FeCl3 溶液逐滴滴入沸水中,三价铁离子立即发生水解,得到Fe(OH)3胶体溶液。
FeCl3+3H2O= Fe(OH)3+3HCl2、胶体的性质原理根据胶体微粒的大小:丁达尔效应。
渗析根据胶体的带电:电泳。
凝聚(胶体的破坏).胶体的保护(1)丁达尔效应:胶体微粒的直径比较大,能对光发生散射,使每个胶粒成为一个发光体,当一束强光照射胶体溶液时,可以看到一条光亮的通路,这就是丁达尔现象。
(2)渗析:其又称透析,胶体粒子的直径远大于溶液中的分子或离子,利用半透膜能透过小分子和离子,但不能透过胶体粒子的性质,从溶胶中除掉作为杂质的小分子或离子的过程。
(3)电泳:胶体微粒的表面积大,从而使其具有很强的吸附性,它可以吸附溶液中的带电离子,从而使胶粒带电,所以在外加电场的作用下,胶粒发生定向移动,这种现象就叫电泳。
(4)凝聚:向胶体中加入电解质或带相反电荷的溶胶,胶体的电荷被中和,胶粒就会凝聚成较大颗粒而发生聚沉现象。
(5)胶体的保护:向胶体溶液中加入一定量的淀粉、明胶等高分子物质,这些高分子物质被吸附在胶体颗粒的表面,裹住了胶粒,使胶粒很难聚集成更大的颗粒,从而增强了胶体溶液的稳定性,这就是胶体的保护。
3.鸡蛋半透膜的制备取一个鸡蛋,在试验前一个晚上,用1:6的盐酸溶液进行浸泡。
具体操作:在鸡蛋的一端用铁钉打一蚕豆大小的小口,将筷子伸进小口,小心搅拌蛋清和蛋黄,然后从小口倒出搅匀的蛋清和蛋黄(自行处理)。
找一短木棍使之长度大于小口直径,在其中间栓一细线,再将拴好的木棍放进小口内,用手提起细线,使木棍挡在小口内。
然后将蛋壳挂在铁架台上向其中加入一定量的蒸馏水,放在盛有一定量的盐酸的小烧杯中进行浸泡,作试验前将蛋壳泡软的部分用蒸馏水冲洗掉。
4,。
牛皮纸半透膜的制备①取一张牛皮纸放入上述已配好的硫酸液中,用玻璃棒使它全部浸泡在酸液中,浸泡60~90秒钟;②用玻璃棒取出变软的牛皮纸,放在清水中漂洗3分钟后,再浸入稀氨水溶液中柔洗片刻,使牛皮纸上的酸全部中和。
这时牛皮纸变得相当坚固,取出后放在干净的玻璃板上让它自然晾干,此时即可得到洁白并且耐拉力达到原来的30倍的半透膜。
三、实验药品及仪器饱和FeCl3溶液2mol/LNaCl溶液. 0、001mol/L亚铁氰化钾溶液0、001mol/L 铁氰化钾溶液0、01mol/L 硫酸铝溶液0、01mol/L 硝酸钾溶液5%硝酸银溶液1%明胶溶液甲基橙试剂尿素烧杯、U型管、试管、酒精灯、量筒、培养皿、直流电源、激光笔、托盘天平、铁架台及其附件、碳棒、石棉网、三脚架、导线、细线、火柴、胶头滴管、短木棒、自制的鸡蛋半透膜、经处理的牛皮纸半透膜四.实验步骤1、氢氧化铁胶体的制备用小烧杯取120ml蒸馏水,加热煮沸向其中逐滴加入饱和的三氯化铁溶液1.2-1.5ml,继续加热煮沸至溶液成深红褐色,所得到的就是氢氧化铁胶体。
注意:1、加热烧杯时要垫石棉网。
2、不可用玻璃棒搅拌溶液,否则胶体会发生聚沉。
3、要逐滴加入饱和三氯化铁溶液。
4、加热的时间不宜过长2、胶体的性质(1)丁达尔现象(鉴别胶体和溶液)激光笔在烧用杯一侧分别照射盛有制备好的氢氧化铁胶体和盛有25ml自来水的烧杯,观察实验现象。
(2)渗析(净化胶体)鸡蛋制的半透膜:半透膜蒸馏水将所制的、已冷却的Fe(OH)3胶体用胶头滴管加入鸡蛋制的半透膜内,然后放在盛蒸馏水的烧杯中渗析5min后,用三只试管各取少量烧杯中的溶液,分别滴加2到3滴的AgNO3溶液、K4[Fe(CN)6]溶液、甲基橙试剂,观察现象。
注意:1、向半透膜中滴加胶体时,不能使胶体溶液滴在半透膜外壁上,如有立即用蒸馏水冲洗掉。
2、半透膜放在蒸馏水中后,蒸馏水的液面高应高于剥去的蛋壳部分,即完全浸没半透膜。
3、吸取烧杯中的溶液时一定要小心,防止胶头滴管捅破半透膜。
用牛皮纸制的半透膜:将所制的、已冷却的Fe(OH)3胶体倒入另一小烧杯中,约35-45ml左右,然后用已处理的牛皮纸将小烧杯口盖住,用橡皮筋沿口外延缠紧,慢慢倾斜,将其倒置在盛有少量蒸馏水的培养皿中,渗析5min后,用三只试管各取少量培养皿中的溶液,分别滴加2到3滴AgNO溶液、K4[Fe(CN)6]溶液、甲基橙试剂,观察现象。
(3)电泳用滴管取7-8mL经过渗析的氢氧化铁胶体于一小烧杯中,再溶入2g尿素,并倒入U 型管中,用滴管细心而缓慢的沿左右管端内壁轮流交替加入0、01mol/L 硝酸钾溶液使其高度各约4cm,插入碳棒,通以30v的直流电压,放置15分钟观察胶体和硝酸钾的液高度变化。
(注意:使用牛皮纸的同学将皮筋松开,移去牛皮纸半透膜,其余方法一致)(同种操作用两种不同的半透膜进行)在这个过程中注意:1、加硝酸钾溶液时要交替加入,以保证液面相平。
2、插入碳棒时离界面1cm左右即可。
3、加入尿素时切忌不要搅拌。
(4)凝聚(胶体的破坏)用三支试管各取3ml经渗析的氢氧化铁胶体,分别加入2ml,2mol/L NaCl溶液、0.01mol/L Al2(SO4)3溶液、0.001mol/L 铁氰化钾溶液,振荡并观察实验现象。
(同种操作用两种不同的半透膜进行)在这个过程中同学们注意:在用滴管取蛋壳内的渗析液时不能伸入的太深,以防捅破半透膜。
5)胶体的保护用三支试管各取3mL经渗析的氢氧化铁胶体,分别加入1mL的明胶溶液充分振荡,像步骤(4)那样分别加入2mL同浓度的Nacl溶液、Al2(SO4)3溶液、铁氰化钾溶液,振荡并观察实验现象。
(同种操作用两种不同的半透膜进行)五.注意事项1、制备氢氧化铁胶体时所用的水必须是沸腾的蒸馏水,且三氯化铁溶液的量不可过量,要逐滴滴入。
2、加热烧杯时应垫石棉网,煮沸的时间不宜过长,且不可用玻璃棒搅拌,以防止聚沉。
3、渗析时,烧杯中的蒸馏水的高度应高于半透膜的高度,向半透膜中滴加胶体时,不能使胶体溶液滴在半透膜外壁上,如有立即用蒸馏水冲掉。
4、电泳时,加KNO3溶液时要交替加入以保证液面相平,插入碳棒时液面离碳棒约1cm 左右,且溶解时不得搅拌,可顺着一个方向摇烧杯。
5、凝聚时,再用滴管取蛋壳内的渗析液时不能深入太深,以防止捅破半透膜。
六.思考题1.在制备胶体时为什么不能用冷水制备?2.在胶体制备过程中,能否用自来水代替蒸馏水?3.在胶体制备过程中,能否加入过量的三氯化铁溶液?4.在做胶体渗析实验时加入尿素的目的是什么?5.电压过高过低对电泳会产生什么影响6.比较牛皮纸与鸡蛋膜作半透膜的优缺点。
七.知识链接1关于胶体稳定性的探究(1)高浓度溶液对胶体的影响①配置高浓度的KOH、Na2CO3、NaCl、ZnSO4、NH4Cl 溶液②制备35mlFeCl3胶体③取5只试管,分别向5只试管中加入2ml上述溶液,并逐一贴上对应标签,在逐一向5只试管中加入2ml氯化铁胶体,并静置观察现象且对应记录下来。
(2)低浓度溶液对胶体的影响⑴①配置10ml1mol/L的KOH、Na2CO3、NaCl、ZnSO4、NH4Cl溶液②制备35mlFeCl3胶体③取5只试管,分别向5只试管中加入2ml上述溶液,并逐一贴上对应标签,在逐一向5只试管中加入2ml氯化铁胶体,并静置观察现象且对应记录下来。
⑵设置对照组,其他相同在最后一步用离心机离心,观察两组对照现象不同,并对应记下实验现象。
(3)低浓度溶液对Mg(OH)2胶体的影响①制备35mlMg(OH)2胶体⑴②配置10ml1mol/L的KOH、Na2CO3、NaCl、ZnSO4、NH4Cl 溶液③取5只试管,分别向5只试管中加入2ml上述溶液,并逐一贴上对应标签,在逐一向5只试管中加入2ml氯化铁胶体,并静置观察现象且对应记录下来。
(4)加热及长时间静止对胶体的影响取20ml的氢氧化铁胶体于小烧杯之中,放在铁架台上持续加热5min,然后倒入试管观察并记录现象取20ml的氢氧化铁胶体于小烧杯之中,在在实验室阴凉处一个星期,观察并记录现象2.胶体的应用1.1硅溶胶在催化剂方面上的应用[1][2]硅溶胶在催化剂方面上的应用D.“用硅溶胶制得的硅胶粒子分布均匀,具有较大的比表面积,孔容、孔径大小及分布皆能满足载带催化剂的要求,并在选择性和活性方面有优势。
SiO:浓度40%的硅溶胶,已被成功地用于生产丙烯腈催化剂C一4l的载体。
其它还有苯氧化为顺酐,甲基丙烯酸甲酯的合成,碳氢化合物的氯化,醇类的脱氢等的催化剂均可用其作载体。
1.2硅溶胶在陶瓷制造中的应用先进陶瓷材料在高温、高机械强度和重腐蚀环境等苛刻条件下有比金属和高分子材料更优越的性能,被广泛应用于各个领域。
但是烧成后陶瓷部件的加工难度大,工艺复杂加工成本高,限制了其应用。
成型工艺作为制备先进陶瓷材料的关键技术,一直受到高度重视。
有人[3]提出将硅溶胶的凝胶特性运用于陶瓷胶态成型中,把硅溶胶与陶瓷粉料混和制备得到浆料,通过硅溶胶凝胶化反应生成的Si—O—Si网络空间结构从而实现浆料的固化,制备出具有一定强度和微观结构均匀的陶瓷坯体。
该方法成型得到的坯体具有较高的强度和均匀的显微结构,并且该方法还具有毒性低,固化速度快等优点。
1.3硅溶胶在涂料工业中的应用当前外墙涂料成膜物主要为有机乳液,挥发性组分含量较高,有大量的有机残留。
随着人们环保意识的加强,开发对环境无害,甚至有一定环境协调功能的外墙涂料显得非常迫切。
硅溶胶作为成膜物有很大优势,随着水分的挥发,SiO:粒子间能形成牢固的Si一0键而成为连续涂膜。
硅溶胶用作外墙建筑涂料,具有耐水、耐候、耐火、耐污、耐高温、涂膜硬度大、色泽鲜艳、不褪色等优点,百丁用于耐酸、耐碱、防火、防水和防红外线辐射涂料。
文献[4]中报道以TEOS为先体,在硫酸乙酯催化下初步水解,在碱性条件下,将水解液与钛酸四丁酯(TBOT)、甲基三乙氧基硅烷(MTES)继续缩聚反应后得到高浓度改性硅溶胶,改性后的硅溶胶涂膜塑性与强度都有了一定程度的提高。