1.3.1 常见的分散系
1. 了解分散系的含义。
2. 认识胶体是一种常见的分散系。
3. 知道胶体区别于其他分散系的本质特征和鉴别方法。
1. 一般来说,我们把由一种或几种物质(称为分散质)分散到另一种物质(称为分散剂)中形成的混合物体系称为分散系(dispersion system)。如我们已经熟知的溶液就是一种均一、稳定的分散系,其中溶质就是溶液分散系的分散质(dispersate) ,而溶剂就是该分散系的分散剂(dispersant)。
结合氯化钠溶液、泥浆水、植物油和水形成的乳浊液,分别描述三种分散系中的分散质和分散剂。
2. 我们知道,溶液中的分散质主要以分子或离子的形式存在,其粒子的直径非常小,而悬浊液和乳浊液的分散质粒子的直径就比溶液的大得多。 为了便于研究不同的混合物分散系,人们常用分散质粒子直径的大小作为标准来对它们进行分类和比较。
人们常用分散质粒子直径的大小作为标准对分散系进行分类,分为溶液、胶体、浊液。胶体与其他分散系的本质区别是什么?
1. 胶体是一种较为特殊、应用广泛的分散系。胶体分散质粒子的直径介于溶液和浊液之间,因而胶体表现出一些特殊的性质。根据分散系的分类标准,填写下表。
分散系 溶液 胶体 浊液
分散质粒子直径范围/nm
2. 下图是日常生活中常见的现象。
阳光透过树梢 电影院中的现象
其发生原理为直径为1~100 nm的粒子对光线的散射作用。当光束通过胶体时,在垂直于光线的方向可以看到一条光亮的通路,该现象称为丁达尔效应。
观察下面两个实验。
【实验1】 将盛有硫酸铜溶液和氢氧化铁胶体的两只烧杯分别置于暗处,用聚光手电筒(或激光笔)照射,从垂直于光线的方向观察实验现象。
溶液、胶体在光照射下的现象
【实验2】 在两只烧杯中分别加入相同量的含有悬浮颗粒物的浑浊的水,再向其中一只烧杯中加入适量氢氧化铁胶体,搅拌后静置片刻,比较两只烧杯中液体的浑浊程度。
填写教材中的实验记录,根据对上述实验现象的分析,回答下列问题。
(1) 如何用简便的方法区分胶体和溶液?
(2) 氢氧化铁胶体常用来净水,为什么?
(3) 明矾为什么可以净化水?
胶体在自然界尤其是生物界普遍存在,其应用领域正在不断扩大,形成了化学研究的重要分支——胶体与表面化学。
在金属、陶瓷、聚合物等材料中加入固态胶体粒子,不仅可以改善材料的耐冲击强度、耐断裂强度、抗拉强度等机械性能,还可以改善材料的光学性质。有色玻璃就是将某些胶态金属氧化物分散于玻璃中制成的。
医学上越来越多地利用高度分散的胶体来检验或治疗疾病,如胶态磁流体治癌术是将磁性物质制成胶体粒子,这种粒子作为药物的载体,在磁场作用下将药物送到病灶,从而提高疗效。
国防工业中有些火药、炸药须制成胶体。一些纳米材料的制备,冶金工业中的选矿,石油原油的脱水,塑料、橡胶及合成纤维等的制造都会用到胶体。
1. 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. 是否能通过滤纸
C. 分散质粒子直径的大小 D. 是否均一、透明、稳定
2. [2025南通如皋月考]下列关于胶体的说法正确的是( )
A. 胶体属于纯净物
B. 可以通过丁达尔效应鉴别胶体和溶液
C. 胶体的分散质粒子直径大于浊液的
D. 胶体的分散质粒子直径小于1 nm
3. [2025盐城联盟校期中]成语“云蒸霞蔚”描绘了自然界中的丁达尔效应。下列能产生丁达尔效应的是( )
A. Fe(OH)3胶体 B. CuSO4溶液 C. KCl溶液 D. Ca(OH)2溶液
4. [2024扬州期末]Fe(OH)3胶体的实验室制备方法如下:FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl,下列说法不正确的是( )
A. 该反应是复分解反应
B. 反应后溶液呈酸性
C. Fe(OH)3胶体能净水是因为其具有吸附性
D. 向NaOH溶液中滴入几滴FeCl3饱和溶液,也可得到Fe(OH)3胶体
5. 磁流体是电子材料的新秀,它既具有固体的磁性,又具有液体的流动性。制备时将含等量FeSO4和Fe2(SO4)3的溶液混合,再滴入稍过量的NaOH溶液,随后加入油酸钠溶液,即可生成黑色的、分散质粒子的直径在5.5~36 nm之间的磁流体。下列说法正确的是( )
磁流体雕像
A. 所得的分散系属于悬浊液
B. 该分散系能产生丁达尔效应
C. 所得分散系中的分散质为Fe2O3
D. 所得分散系为胶体,且胶粒的直径即氢氧化铁分子的直径
6. [南通启东期中]朱自清在《荷塘月色》中描绘了月光穿过薄雾形成缕缕光束美景。这种美景主要源于( )
A. 丁达尔效应 B. 分子的扩散
C. 空气的对流 D. 荷叶上露珠的反光
7. 下列事实与胶体有关的是( )
A. 利用活性炭净水
B. 可以用过滤的方法除去粗盐水中的难溶杂质
C. 将植物油倒入水中,用力搅拌形成油水混合物
D. 电影院中放映口形成的光柱
8. 用白磷还原法可制得一种金的分散系,该分散系在临床诊断及药物检测等方面有着广泛的应用。其操作步骤如下:
①取20%白磷的乙醚溶液0.5 mL,加蒸馏水60 mL;
②先滴加1%氯化金水溶液0.75 mL,再滴加0.1 mol/L碳酸钾溶液0.6 mL,振荡变成棕红色;
③加热煮沸至溶液变成透明红色;
④分离提纯,除去无机溶质。
所得分散系中,金颗粒直径为5~12 nm。
请回答下列问题。
(1) 该分散系属于________,其分散质是________。
(2) 用一束强光照射该分散系,从侧面可看到___________________________。
1 常见的分散系
【活动方案】
活动一:
1. 食盐分散到水中形成溶液,泥沙分散到水中形成悬浊液,植物油分散到水中形成乳浊液。
2. 胶体与其他分散系的本质区别是胶体的分散质粒子直径在1~100 nm之间。
活动二:
1. <1 1~100 >100
2. (1) 可用聚光手电筒照射的方法来区分胶体和溶液。
(2) 因为氢氧化铁胶体的胶粒具有吸附性,能吸附水中的悬浮颗粒物并沉降,因此常用于净水。
(3) 因为明矾溶于水后能形成氢氧化铝胶体。
【课堂反馈】
1. C 溶液、胶体和浊液这三种分散系的根本区别是分散质粒子直径的大小不同,分散质粒子直径大于100 nm的是浊液,1~100 nm 之间为胶体,小于1 nm为溶液。
2. B 胶体是分散系,属于混合物,A错误;胶体的分散质粒子直径介于1~100 nm之间,小于浊液分散质粒子直径,C、D错误。
3. A 能产生丁达尔效应的是胶体。故选A。
4. D NaOH溶液中滴入FeCl3饱和溶液,生成粒子直径更大的Fe(OH)3沉淀,D错误。
5. B 磁流体分散质粒子的直径在5.5~36 nm之间,则所得的分散系为胶体,能产生丁达尔效应,A错误、B正确;Fe2O3不具有磁性,且是红棕色固体,所得分散系中的分散质为Fe3O4,C错误;胶粒是很多粒子的集合体,不是一个分子,D错误。
6. A 因为薄雾是胶体,月光照上去,形成光亮的通路,产生丁达尔效应。
7. D 活性炭净水,利用的是活性炭的吸附能力,吸附色素和异味,与胶体无关,A错误;过滤除食盐中的难溶杂质,是液体和固体物质的分离,与胶体无关,B错误;植物油倒入水中,用力搅拌形成的油水混合物是乳浊液,不是胶体,C错误;光形成光柱,是典型的丁达尔效应的特征,符合胶体的性质,D正确。
8. (1) 胶体 金颗粒 (2) 分散系中形成一条光亮的通路