第2讲 分散系

第第 2 2 讲讲 分散系分散系 一 本讲教学进一 本讲教学进 第三册 第二章 主要教学内容 1 了解分散系的概念 比较三种分散系的特征 2 理解胶体的性质及其应用 3 了解胶体的分类和制取 二 学习指导二 学习指导 一 分散系 形成的混合物 分散质 固 液 气 分散剂 固 液 气 分 散 系 根据分散质微粒 大小 溶 液 胶 体 浊 液 根据分散剂 状 态 气溶胶 液溶胶 固溶胶 烟 云 雾 Fe OH 3胶体等 有色玻璃等 悬浊液 乳浊液 泥水 苯酚加量水中 根据分散质 状态 请比较小结三种分散系的相关内容 自己试一试 完成下表的空缺部分 并思考胶体的 本质特征是什么 分散系类别溶液胶体浊液 微粒直径分 散 质 微粒组成分子或离子分子集合体或高分子巨大的分子集合体 外观特征 稳定性 能否透过滤纸 能否透过半透膜 实例氨水 碘酒 肥皂水 蛋白质溶液 淀粉溶液 AgI 胶体 石灰乳 牛奶 思考 溶液和胶体外观相似 它们都是均一 透明 稳定的分散系 如何用实验事实加以区别 二 胶体的重要性质 思考 1 胶体为什么有丁达尔现象 2 造成胶体较稳定的原因是什么 3 是否所有胶体都有电泳现象 是胶体还是胶粒在外电场作用下定向移动 4 胶体如何精制 如何检验盛有淀粉 KI 溶液的半透膜袋是否有细微的破损 5 有哪些因素或方法可使胶体发生凝聚 为什么制胶体要至少控制某一种物质的量或加 热时间 提示 1 丁达尔现象产生的原因 是因为胶体微粒直径大小恰当 当光照射胶粒上时 胶 粒将光从各个方面全部反射 胶粒即成一小光源 这一现象叫光的散射 故可明显地看 到由无数小光源形成的光亮 通路 当光照在比较大或小的颗粒或微粒上则无此现象 只发生反射或将光全部吸收的现象 而以溶液和浊液无丁达尔现象 2 胶体具有稳定性的重要原因是同一种胶粒带有同种电荷 相互排斥 另外 胶粒在 分散到作用下作不停的无规则运动 使其受重力的影响有较大减弱 两者都使其不易聚集 从而使胶体较稳定 3 胶体根据分散质微粒组成可分为粒子胶体 如 Fe OH 3胶体 AgI 胶体等 和分子 胶体 如淀粉溶液 蛋白质溶液 习惯仍称其溶液 其实分散质微粒直径已达胶体范围 只有粒子胶体的胶粒带电荷 故可产生电泳现象 整个胶体仍呈电中性 所以在外电场作 用下作定向移动的是胶粒而非胶体 胶 体 性 质 反映分散质微粒大小 反映胶粒电性 渗 析 丁达尔现象 布朗运动 电 泳 凝 聚 在此要熟悉常见胶体的胶粒所带电性 便于判断和分析一些实际问题 带正电的胶粒胶体 金属氢氧化物如 Al OH 3 Fe OH 3胶体 金属氧化物 带负电的胶粒胶体 非金属氧化物 金属硫化物 硅酸胶体 土壤胶体 特殊 AgI 胶粒随着 AgNO3和 KI 相对量不同 而可带正电或负电 若 KI 过量 则 AgI 胶粒吸附较多 I 而带负电 若 AgNO3过量 则因吸附较多 Ag 而带正电 4 应用渗析洁皿用流动水来精制胶体 若要检验半透膜袋有无损坏 则应取悬放过 此袋样品的烧杯中少量溶液 向其中加入大量 I2溶液 若变蓝 则可说明已损坏 淀粉胶 体已透过半透膜进入水中 思考再进一步 能否用溴水代替碘水 何故 5 凝聚方法 1 加入电解质 原因 电解质电离出的阴 阳离子与胶粒所带的电荷发生电性中和 设胶粒向斥力 下降 胶粒相互结合 导致颗粒直径 10 7m 从而沉降 能力 离子电荷数 离子半径 凝聚能力 阳离子使带负电荷胶粒的胶体凝聚的能力顺序为 Al3 Fe3 H Mg2 Na 阴离子使带正电荷胶粒的胶体凝聚的能力顺序为 SO42 NO3 Cl 思考 淀粉胶体加入少量电解质能否使其凝聚 否 有无电泳现象 无 思考 Fe OH 3胶体中分别逐渐加入 HCl 溶液 MgCl2溶液 现象有何异同 为什么 加入过量盐酸 使胶体凝聚成 Fe OH 3沉淀后又发生中和反应而溶解成 FeCl3溶液 而 MgCl2能使胶体凝聚而不能溶解 2 加入带异性电荷胶粒的胶体 思考 将 Fe OH 3胶体和硅酸胶体混合有何现象 什么原因 3 加热 光照或射线等 如蛋白质溶液加热 较长时间光照都可使其凝聚甚至变性 你知道豆腐的生产过程吗 为什么常常加入石膏 三 胶体的知识应用 胶体的知识在生活 生产和科研等方面有着重要用途 如常见的有 盐卤点豆腐 肥皂的制取分离 明矾 Fe SO 3溶液净水 FeCl3溶液用于伤口止血 江河入海口形成的沙洲 水泥硬化 冶金厂大量烟尘用高压电除去 土壤胶体中离子的吸附和交换过程 保肥作用 四 胶体的制备 1 物理方法 机械法 利用机械磨碎法将固体颗粒直接磨成胶粒的大小 溶解法 利用高分子化合物分散在合适的溶剂中形成胶体 如蛋白质溶于水 淀粉 溶于水 聚乙烯熔于某有机溶剂等 2 化学方法 水解促进法 思考 如何证明 FeCl3溶液通过上述方法已转变成 Fe OH 3胶体了 反应式 FeCl3 3H2O 沸 Fe OH 3 胶体 3HCl 注意 切勿将 胶体 两字省去 或打 复分解反应法 HO 2 FeCl3饱和液 1 2mL 棕黄色 煮 沸 至呈红褐色 停止加热 Fe OH 3胶体 红褐色 AgNO3溶液 8 10cl KI 溶液 0 01molml10L 1 AgI 胶体制取 Na2siO3水溶液 1mL Hel 1ml5Lmol 1 H2siO3胶体制取 20ml 沸水 反应 KI AgNO3 AgI 胶体 KNO3 Na2siO3 2HCl H2siO3 胶体 2NaCl 浅黄色 无色 思考 若上述两种反应物的量均为大量 则可观察到什么现象 如何表达对应的两个反应 方程式 提示 KI AgNO3 AgI KNO3 Na2SlO3 2HCl H2SiO3 2NaCl 黄色 白色 三 典型例题评析三 典型例题评析 例 1 下列溶液不具有丁达尔现象的是 A C17H35COONa 溶液 B 珂罗酊 C I2的 CCl4溶液 D 蛋白质溶液 思路分析 具有丁达尔现象是胶体的特征 故本题实际归属为分散系的类别判断 其 中较不熟悉的是珂罗酊成份 它是胶棉 硝酸纤维素酯 的乙醇 乙醚溶液 由此从字 面看来 四种选项似乎都称溶液 但需注意 凡是高分子化合物形成的溶液由于分散质微 粒大小已达到胶体范围 故实际属胶体 C17H35COONa 虽然不是高分子化合物 但分散质 微粒也已达到胶体范围 所以工业上油脂经它化反应后加入大量 NaCl 发生盐析 从而达 到分离目的 I2属于小分子 其 CCl4 溶液应名付其实 常见错误是学生往往 望文生意 或不抓住原理 规律而盲目猜测 例 2 设计实验 用简便方法证明明矾溶于水发生的下列变化 1 发生水解反应且水解是一个吸热过程 2 生成了 Al OH 3胶体 3 为什么可用 Fe2 SO4 3代替明矾净水 思路点拔 1 根据明矾溶于水只有 Al3 发生水解 因其水解而使溶液显酸性 放可借 用指剂剂 石蕊心 或 PH 试纸来测定 另要证明其水解是一个吸热过程 只须加热一段 时间 比较加热前后溶液的酸性强弱 2 可利用丁达尔现象来检验有无胶体的生成 3 Fe3 同样有较大程度的水解 产生 Fe OH 3胶体 胶体一般具有较强的吸附能力 例 3 有甲 乙 丙 丁四种液体 它们分别为 Fe OH 3胶体 硅酸胶体 AS2S3胶体 NaOH 溶液 现将有关实验现象记录如下 1 电泳 甲液体的阳极周围颜色变浅 阴极周围颜色变深 2 将一束光通过乙 无丁达尔现象 3 将乙慢慢加入到丙液体中 光出现凝聚后液体变清 则 甲 乙 丙 丁 思路点拨 本题涉及了胶体和溶液的区别 胶体的电泳和凝聚现象 常见胶体胶粒所 带电的电性 酸碱中和等知识 根据电泳现象可确定 A 为 Fe OH 3胶体 乙为 NaOH 溶液 在其余的三种物质中 只有 NaOH 除作为电解质作用外还可与 H2siO3胶体进一步反应 生 成 Na2siO3溶液 故丙为 H2siO3液体 D 则为 As2S3胶体 四 巩固练习 一 选择题 每小题可能有 1 2 个正确选项 1 A 溶液 胶体和浊液这三种分散系的根本区别是 A 是否是大量分子或离子的集合体 B 分散质微粒直径的大小 C 是否能通过滤纸或半透膜 D 是否均一 稳定 透明 2 A 下列物质中不属于胶体的是 A 云雾 B 烟水晶 C 石灰乳 D 烟 3 A 除去鸡蛋白溶液中少量的葡萄糖杂质 可采用的 A 过滤 B 渗析 C 蒸馏 D 萃取分液 4 A FeCl3溶液和 Fe OH 3胶体共同具备的性质是 A 加入饱和 MgSO4溶液都发生凝聚 B 分散质的微粒都不能通过半透膜 C 都比较稳定 密封保存一段时间也不会产生沉淀 D 加入盐酸先产生沉淀 后沉淀溶解 5 A 用 Cu OH 2胶体做电泳实验时 阴极附近蓝色加深 往此胶体中加入下列物质时 不发生凝聚的是 硫酸镁溶液 硅酸胶体 氢氧化铁胶体 葡萄糖溶液 A B C D 6 B 已知由 AgNO3溶液和稍过量的 KI 溶液制得的 AgI 溶胶与 Fe OH 3溶胶相混合时 会析出 AgI 和 Fe OH 3的混合沉淀 由此可知 A AgI 胶粒带正电荷 B AgI 胶粒电泳时向阳极移动 C AgI 胶粒带负电荷 D Fe OH 3胶粒电泳时间向阳极移动 7 B 下列各项操作中 不发生 先沉淀后溶解 现象的是 向饱和碳酸钠溶液中通入过量的 CO2 向 Fe OH 3胶体中逐渐加入过量的稀硫酸 向 AgI 胶体中逐滴加入过量的盐酸 向石灰水中通入过量的 CO2 向硅酸钠溶液中逐滴加入过量的盐酸 A B C D 8 B 下列可用相同方法除去混有的杂质是 A 淀粉溶液中混有少量 NaCl 杂质 蔗糖中混有少量 NaCl 杂质 B Na2CO3固体中混有少量 NaHCO3 NaHCO3固体中混有少量 Na2CO3 C Fe OH 3胶体中混有少量盐酸 淀粉溶胶中混有少量 KI D 铁粉中混有少量硫粉 NH4Cl 中混有少量 NaCl 9 B 纳米材料 是当今材料科学研究的前沿 其研究成果广泛应用于催化及军事科 学中 纳米材料 是指研究 开发出的直径从几纳米至几十纳米的材料 如将纳米材料 分散到液体分散剂中 所得混合物可能具有的性质是 1 纳米 10 9m A 能全部透过半透膜 B 有丁达尔现象 C 所得液体一定是溶液 D 所得物质一定是浊液 10 B 将 FeCl3饱和溶液逐滴滴入沸水中 制得 Fe OH 3溶胶 为了除去其中所含的盐 酸 得到较纯净的 Fe OH 3胶体 应该采取的措施是 A 加入 NaOII 溶液进行中和 B 加入 AgNO3溶液反应后进行过滤 C 插入石墨电极 通入直流电进行电泳后再过滤 D 装入半透膜中 扎紧袋口 将其全部浸入蒸馏水中 并每隔一定时间 更换蒸馏 水 共 2 3 次 11 C 不能用有关胶体的观点解释的现象是 A 在河流入海口易形成三角洲 B 同一钢笔同时使用不同牌号的墨水易发生堵塞 C 在 AgF 溶液中滴入 AgNO3溶液无沉淀 D 将花生油放入水中并振荡 出现浑浊 12 C 胶体和 MgCl2溶液共同具有的性质是 A 都比较稳定 密封放置不产生沉淀 B 两分散系均有丁达尔现象 C 加入盐酸先产生沉淀 随后溶解 D 分散质微粒可通过滤纸 13 C 某胶体遇盐卤 MgC12 或石膏水易发生凝聚 而与食盐或 NaSO4溶液不易发 生凝聚 下列有关说法正确的是 A 胶粒直径约为 10 9cm 10 7cm B 遇 BaCl2溶液或 Fe OH 3胶体可发生凝 聚 C 胶体微粒带有正电荷 D Na 使此胶体凝聚的效果不如 Ca2 Mg2 14 C 在实验中不慎手被玻璃划破 可用 FeCl3溶液应急止血 其主要原因可能是 A FeCl3溶液具有杀菌消毒作用 B FeCl3溶液能使血液凝聚 C FeCl3溶液能产生 Fe OH 3沉淀堵住伤口 D FeCl3能使血液发生化学变化 15 c 如图所示 在火棉胶袋 半透膜 内注入淀粉和食盐溶液 用线系紧密封 使细 玻管内的液面刚好高出烧杯内蒸馏水的液面 过一段时间后用碘酒和硝酸银溶液分别检验 蒸馏水 整个实验过程中 所观察到的现象是 A 细玻管内液面上升 B 细玻管内液面不变 C 蒸馏水遇碘酒变蓝 D 蒸馏水遇硝酸银溶液有白色沉淀生成 二 填空 16 B 9 现有如下各实验 A 将 1 克 KCL 加入 10 克沸腾的水中 B 将 1 克可溶性淀粉加入到 100 克水中 搅拌均匀后煮沸 C 将 1 克白磷加入到 100 克 CS 2中 充分振荡 D 将 1 克 CaCO3粉末加入 100 克水 充分振荡 E 将 0 1 克植物物加入到 10 克水中 充分振荡混匀 F 将 96 毫升乙酸与 5 毫升水充分混合 上述实验中所得到的分散系 属于溶液的有 属于胶体的是 属于浊液的 是 17 A 13 从下列选项中选择适当的字母填入下列空中 A 渗析 B 凝聚 C 凝胶 D 布郎运动 E 电泳 F 丁达尔现象 1 Fe OH 3胶体呈红褐色 插入两个惰性电极 通直流电一段时间 阴极附近的颜色逐 渐变深 这种现象叫 2 强光通过 Fe OH 3胶体 可看到光带 这种现象叫 3 淀粉和食盐的混合液放在肠衣中 并把它悬挂在盛有蒸馏水的烧杯里 从而使淀粉与 NaC1 分离 这种方法叫 4 Fe OH 3胶体加入硅酸胶体 胶体变得浑浊 这是发生了 18 C 在水泥 冶金工厂常用高压电对气溶胶作用 以除去大量烟尘 减少对空气的污 染 这种方法所依据的原理是 19 C 如何将 KI 从淀粉胶体中分离出来 分离后怎样证明 KI 溶液中没有淀粉 又怎样 证明淀粉溶胶中无 KI 20 C 14 在陶瓷工业上遇到因陶土里混有氧化铁而影响产品质量的情况 解决的方法 是将陶土和水一起搅拌 使微粒直径处于 10 9m 10 7m 之间 然后插入两根电极 接通直