高中化学--胶体讲解

胶 体基本目标要求1了解胶体及分散系的概念。2了解胶体与其他分散系的区别。知识讲解一、胶体1分散系由一种物质(或几种物质)以粒子形式分散到另种物质里所形成的混合物，统称为分散系。如溶液、浊(悬浊、乳浊)液、胶体均属于分散系。分散系中分散成粒子的物质叫做分散质；另一种物质叫做分散剂。如溶液，溶质是分散质，溶剂是分散剂。2胶体分散质粒子在1nm100nm间的分散系叫做胶体，如Fe(OH)3胶体、淀粉胶体等。3渗析把混有离子或小分子杂质的胶体装入半透膜袋中，并浸入溶剂(如蒸馏水)中，使离子或小分子从胶体里分离出去，这样的操作叫做渗析。4胶体的分类 5.分散系的比较分散系溶液浊液胶体分散质粒子的直径<1nm>100nm1nm100nm分散质粒子单个小分子或离子巨大数目分子集合体许多分子集合体或高分子实例酒精、氯化钠溶液石灰乳、油水Fe(OH)3胶体、淀粉溶液外观均一、透明不均一、不透明均一、透明稳定性稳定不稳定较稳定能否透过滤纸能不能能能否透过半透膜能不能不能鉴别无丁达尔效应静置分层丁达尔效应二、胶体的制备1物理分散法如研磨(制豆浆、研墨)法、直接分散(制蛋白胶体)法、超声波分散法、电弧分散法等。2化学反应法(1)水解法如向20mL煮沸的蒸馏水中滴加1mL2mLFeCl3饱和溶液，继续煮沸一会儿，得红褐色的Fe(OH)3胶体。 (2)复分解法向盛有10mL 0.01mol/LKI的试管中，滴加810滴0.01mol/LAgNO3溶液，边滴边振荡，得浅黄色AgI胶体。AgNO3十KI=AgI(胶体)十KNO3在一支大试管里装入5mL10mL1mol/LHCl，加入1mL水玻璃，然后用力振荡即可制得硅酸溶胶。Na2SiO3十2HCl十H2O=2NaCl十H4SiO4(胶体)除上述重要胶体的制备外，还有：肥皂水(胶体)：它是由C17H35COONa水解而成的。 。淀粉溶液(胶体)：可溶性淀粉溶于热水制得。蛋白质溶液(胶体)：鸡蛋白溶于水制得。三、胶体的提纯渗析法将胶体放入半透膜袋中，再将此袋放入蒸馏水中，由于胶粒直径大于半透膜的微孔，不能透过半透膜，而小分子或离子可以透过半透膜，使杂质分子或离子进入水中而除去。如果一次渗析达不到纯度要求，可以把蒸馏水更换后重新进行渗析，直至达到要求为止。半透膜的材料：蛋壳内膜，动物的肠衣、膀胱等。1渗析与渗透的区别渗析：分子、离子通过半透膜，而胶体粒子不能通过半透膜的过程。渗透：是低浓度溶液中溶剂分子通过半透膜向高浓度溶液方向扩散的过程，而溶质分子不能通过半透膜。2血液透析原理医学上治疗由肾功能衰竭等疾病引起的血液中毒时，最常用的血液净化手段是血液透析。透析原理同胶体的渗析类似。透析时，病人的血液通过浸在透析液中的透析膜进行循环,血液中重要的胶体蛋白质和血细胞不能透过透析膜，血液内的毒性物质则可以透过，扩散到透析液中而被除去。典型例题例1：下列实验中，能得到胶体的有( )A在1mol/L的KI溶液中逐滴加入1mol/L的AgNO3溶液，边加边振荡B在0.01mol/L的AgNO3溶液中加入0.01mol/L的KI溶液，边加边振荡C将蔗糖加入水中并振荡D将花生油放入水中并振荡解析： 如A所述方法，使KI、AgNO3溶液混合，由于两种溶液的浓度较大，只能得到含AgI的沉淀，其中生成的AgI沉淀粒子直径一定大于100nm。制取难溶性固体物质的液溶胶，所用的反应物的浓度要小(一般0.01mol/L)，只能用特殊的方法(即：后加入的溶液量要少)，使反应液中较缓慢地生成少量难溶物粒子，使它们能均匀分散在反应液中。例如在0.01mol/LAgNO3溶液逐滴加入0.01mol/LKI溶液中，滴加量控制在AgNO3溶液总体积的 左右，并边滴边振荡。因此，B项操作可得到胶体。蔗糖易溶于水，蔗糖以分子分散在水中，其直径小于1nm，形成溶液(一定数量小分子的聚集体，其直径才能大于1nm；一些高分子化合物，其分子直径可达到胶体粒子直径的范围，如淀粉)。D项得到乳浊液。综上分析，本题答案为B。例2：下列分散系属于胶体的是( )A淀粉溶液 B食盐水 C泥水D碘酒解析：食盐水和碘酒属于溶液；泥水属于悬浊液；淀粉溶液属于胶体。故答案为A。点评：常见的胶体有：Fe(OH)3胶体、淀粉溶液、蛋白质溶液、肥皂水、有色玻璃等。例3：下列说法正确的是( )A溶液和胶体的本质区别是当一束光线通过胶体时可出现一条光亮的通路，溶液则没有此种现象B制备Fe(OH)3胶体的方法是将饱和FeCl3溶液加热煮沸CNaCl溶于水形成溶液，溶于酒精可形成胶体D渗析是鉴别溶液和胶体的最简便的方法解析：胶体和溶液的区别之一是当通过一束光线时，前者可形成一条光亮的通路，后者无此现象，故可利用此效应鉴别溶液和胶体。但这不是溶液和胶体的本质区别，其本质区别是分散质粒子真径的大小，故A错误。制备Fe(OH)3胶体是将饱和FeCl3溶液逐滴加入沸水中直至变为红褐色。若直接将饱和FeCl3溶液煮沸，水解生成的Fe(OH)3过多，不能形成胶体而形成沉淀。故B错误。胶体是以分散质粒子的大小为特征的，它只是物质的一种存在形式，如NaCl溶于水形成溶液，如果分散在酒精中时，由于NaCl在酒精中溶解度不大，许多NaCl粒子结合在一起达到了胶体粒子的大小，可形成胶体。所以C正确。利用渗析法可以鉴别溶液和胶体，但没有明显现象，需借助其他的试剂，操作步骤复杂，它主要用于胶体的提纯和精制。要鉴别胶体和溶液，最简便的方法是让一束光线通过这种分散系，看能否形成光亮的通路，若有则为胶体、无则为溶液。故D错误。综上分析，答案为C。例4：用有关的离子方程式和必要文字回答下列各题：(1)为什么草木灰不宜与铵态氮肥混合使用?(2)明矾为什么能净水?明矾水溶液为什么显酸性?解析：(1)草木灰主要成分是碳酸钾，碳酸钾遇水水解显碱性： NH4+与OH反应生成易分解的NH3·H2O，NH4+十OH NH3·H2O，NH3·H2O NH3十H2O，氨挥发逸失，导致肥效降低。(2)因为明矾溶于水后，Al3+水解， ，其中生成的Al(OH)3属于胶体粒子，具有吸附作用，可吸附水中悬浮的杂质，故可净水，又由于水解生成H+，因而显酸性。例5：纳米材料是指在107m109m尺寸的材料。这种材料由于尺寸很小，因而具有许多与传统材料截然不同的性质，例如通常的金属材料大多是银白色有金属光泽的，而纳米金属材料却是黑色的。据预测，纳米材料和纳米技术会引起生产和日常生活各方面的革命性的变化，是21世纪新技术发展的前沿。(1)1纳米(1nm)是( )A1×107m B1×108m C1×109m D1×1010 m(2)原子的直径处于下列哪一个数量级( )A1×108m B1×109m C1×1010 m D1×1011m(3)纳米材料的特殊性质的原因之一是由于它具有很大的比表面积( )，即相同体积的纳米材料比一般材料的表面积大得多。假定某种原子直径为0.2nm，则可推算在边长1nm的小立方体中，共有_个原子，其表面有_个原子，内部有_个原子。由于处于表面的原子数目较多，其化学性质应_。(填“很活泼”、“较活泼”或“不活泼”)(4)利用某些纳米材料与特殊气体的反应可以制造气敏元件，用以测定在某些环境中指定气体的含量，这种气敏元件是利用了纳米材料具有的_作用。解析：纳米材料和纳米技术是目前高新技术的前沿。本题在中学化学涉及的范围内，拓展和启发对纳米材料的认识。(1)1nm是1×109m，这是应该了解的常识。(2)原子的直径处于1×1010m的数量级，在中学化学中，原子半径、直径及化学键的键长均处于这一数量级。(3)关于边长为1nm的小立方体中可容纳的直径为0.2nm原子个数的计算，按下述思路分析：在边长1nm的正方形的一条边上，可排列5个原子，则正方形表面上可容纳5225个原子。显然，边长为1nm的小立方体中，这样的原子共有5层，因此原子数为5×25125个。不处于表面的内部的原子个数应是3327个，则处于表面的原子共有1252798个。所以纳米材料的大部分原子处于表面，而处于内部的原子与周围的多个原子形成化学键，表面的原子周围的原子个数则较少，出现“剩余价键力”的情况，因此具有很强的吸附作用。中学化学课内学习过的胶体粒子，其直径为1nm100nm，应属于纳米粒子的范畴。而分析胶体粒子性质的重要的一点就是其具有吸附作用。(4)根据上述第(3)题的分析，可知气敏元件的反应基础是纳米材料，由于比表面积很大，具有吸附作用，则可用特定的纳米材料吸附能与其反应的气体，从而影响导电性（电导）的性质测定环境中某些气体的浓度。因此，上述原理的关键是利用纳米粒子的吸附作用。答案：（1）C （2）C （3）125 98 27 很活泼 （4）吸附胶体的性质及其应用责编：顾振海 基本目标要求1掌握胶体的一些重要性质。2了解胶体的一些重要应用。3认识物质的性质与物质的聚集状态有关。知识讲解一、胶体的性质及其应用概述1胶体的性质(1)丁达尔效应光束通过胶体，形成光亮的“通路”的现象叫做丁达尔效应。(2)布朗运动胶体粒子在分散剂中做不停的、无秩序的运动，这种现象叫做布朗运动。(3)电泳现象因胶粒带电，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)做定向移动的现象，叫做电泳。胶体的电泳具有广泛的实用价值。2胶体的应用(1)研发纳米材料。(2)检验或治疗疾病。(3)土壤胶体、制作食物等。3胶体的聚沉胶体受热或加入电解质或加入带相反电荷胶粒的胶体使胶体粒子聚集成较大颗粒从分散剂里析出的过程叫胶体的聚沉。二、胶体的性质1胶体的光学性质-丁达尔效应(1)产生丁达尔效应，是因为胶体分散质的粒子比溶液中溶质的粒子大，能使光波发生散射(光波偏离原来方向而分散传播)，而溶液分散质的粒子太小，光束通过时不会发生散射。(2)利用丁达尔效应可以区别溶液和胶体。2胶体的动力学性质-布朗运动(1)产生布朗运动现象，是因为胶体粒子受分散剂分子从各方面撞击、推动，每一瞬间合力的方向、大小不同，所以每一瞬间胶体粒子运动速度和方向都在改变，因而形成不停的、无秩序的运动。(2)胶体粒子做布朗运动的这种性质是胶体溶液具有稳定性的原因之一。3