分散系及其分类

主讲:黄冈中学优秀化学教师 刘雪莲

二、分散系及分类

1、分散系:一种(或多种)物质分散在另一种(或多种)物质中所得到的混合物。

  统称为分散系,如:溶液、胶体、悬浊液、乳浊液等。

2、

3、分散系的分类

  (1)按分散质和分散剂的状态分(交叉分类)

  

  气—气:空气

  气—液:泡沫

  气—固:泡沫塑料

  液—气:云、雾

  液→液:酒精的水溶液

  液→固:珍珠

  固→气:烟、灰尘

  固→液:糖水、碘酒、油漆

  固→固:有色玻璃

  (2)按分散质粒子的大小分

分散系

分散质粒子直径

实例

溶液

d<1nm

NaCl溶液、酒精溶液

胶体

1nm<d<100nm

Fe(OH)3胶体、肥皂液

浊液

d>100nm

泥水

三、胶体:分散质粒子直径大小在1nm~100nm之间的分散系。

1、分类

  

  

2、胶体的性质

  [演示实验] Fe(OH)3胶体的制备

  FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl

  要点:a.水加热至沸腾再滴加5~6滴饱和FeCl3溶液,浓度不能过大。

     b.加热时间不能过长,胶体会聚沉。

  将制得的Fe(OH)3胶体与FeCl3溶液对比,外观均为澄清透明。

  如何来区分溶液和胶体呢?

  [演示实验]丁达尔效应,并与CuSO4溶液作对比实验

  ①丁达尔效应:光束通过胶体形成光亮“通路”的现象。

  举例:汽车车灯形成的光束,电影院放映时形成的光束,晨光照射的森林形成的光束。

  (讲)胶体具有丁达尔效应是由于光的散射形成的,(由于胶体粒子直径较大,光线照射时,不能完全透过,每个胶粒又成为一个个细小的光源,这样就连成了一条道路。)丁达尔效应可用来区分溶液和胶体。

  ②布朗运动:胶体粒子不停地作无规则运动。

  (讲)由于胶体粒子表面积大,会选择性吸附溶液中的阴、阳离子而带正电荷或负电荷,例如:Fe(OH)3胶体,胶粒[Fe(OH)3]m会吸附溶液中的Fe3+而带正电荷,[Fe(OH)3]mFe3+,如果此时将胶体溶液通电,会有什么现象呢?由于电性吸引作用,带正电荷的胶粒会向阴极移动,阴极附近的颜色逐渐加深,阳极附近的颜色逐渐变浅。

  ③电泳现象:胶体粒子在外加电场的作用下,在分散剂里作定向移动。

  (讲)胶体粒子往往选择性吸附阳离子或阴离子,从而带正电荷或负电荷。一般说来,金属氢氧化物,金属氧化物的胶体粒子带正电荷;非金属氧化物、金属硫化物的胶体粒子带负电荷,例如H2SiO3胶粒带负电荷,泥沙胶体粒子带负电荷。

  (讨论)“胶体带电”正确吗?不对,胶体与溶液一样是电中性的,形成胶体的胶粒带电荷。

  (讲)溶液是十分稳定的分散系,浊液是不稳定的分散系,而胶体是比较稳定的分散系,也称为介稳定。

  

  (过渡)胶体有一定的稳定性,可采用什么办法破坏其稳定性,使胶粒彼此聚集长大而沉降的?

  ④胶体的聚沉:

  (讲)使胶体粒子聚集成较大的颗粒,从而形成沉淀,从分散剂里析出这个过程叫做胶体的聚沉。

  a.加电解质溶液:电解质的阳离子(或阴离子)中和胶粒电荷从而聚沉。

  

  加入电解质离子电荷数越多,对胶体的聚沉效果越好。

  介绍:自然地理:江河入海口处形成三角洲,其形成原理是海水中的电解质使江河泥沙所形成的胶体发生聚沉。

  b.加热:热运动加剧,降低胶粒对离子吸附作用。介绍:“微波手术刀”“微波”开刀处的血液迅速凝固而减少失血,(血液也是一种胶体);蒸鸡蛋:

  c.加入带相反电荷的胶粒的胶体。

3、胶体的应用

  (1)工业生产:如制有色玻璃、冶金选矿、工厂除尘等;

  (2)农业生产:如土壤保肥等;

  土壤里许多物质如粘土、腐殖质等,造成土壤往往以胶体形式存在。如有的土壤胶粒带负电荷,在施用肥料时,就应适用有效成份放在正电荷中的肥料,避免肥料流失。

例、在含氮量相同的情况下,施用时肥效最差的是( )

A.NH4Cl            B.(NH4)2CO3      C.NH4NO3

答案:C。

  (3)日常生活:如明矾净水、制豆腐等;

  ①明矾净水:KAl(SO42·12H2O

  Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H,Al(OH)3胶体胶粒带正电荷,使带负电荷的泥胶胶粒聚沉;胶粒较大的表面积吸附聚沉。

  ②卤水点豆腐

  

  为什么不用NaCl,Ca2+、Mg2+带的电荷较多,聚沉效果好。

  ③不同品牌的墨水不能凝固(如输血,血型不同,危险。)

  ④杀鸡、杀猪——取猪血,加盐,加快其凝固。

  (4)医疗卫生:如血液透析、微波手术刀等。

  (提问)胶体和溶液都可以透过滤纸,通过滤纸可以分离胶体和浊液成溶液与浊液,如何分离胶体和溶液呢?

4、胶体的提纯—渗析

  渗析:把混有离子或分子杂质的胶体,放入半透膜袋中,置于溶剂中,从而使分子或离子从胶体溶液中除去的操作。

  半透膜:用鸡蛋壳膜或羊皮纸、胶棉薄膜、玻璃纸、动物的膜脱膜、肠衣等制成,有非常细小的孔,只能允许较小的分子和离子透过,胶体粒子不能透过。

  现象:①中有白色沉淀;②中无变化。

  结论:Cl能透过半透膜,而淀粉胶体不能透过半透膜。

总结:

分散系

溶液

胶体

浊液

分散质粒子直径

d<1nm

1nm<d<100nm

>100nm

外观(特征)

均一、透明、稳定

均一、透明、介稳定

不均一、不透明、不稳定

分散质粒子组成

单个小分子或离子

多分子聚合体或有机高分子

巨大分子聚合体

能否透过滤纸

不能

能否透过半透膜

不能

不能

鉴别

无丁达尔现象

丁达尔现象

静置分层

实例

Na2CO3溶液

肥皂水、淀粉胶体

泥水

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