胶体的性质和结构
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胶体化学发展简史胶体这一同最早是在1861年由英国科学家格雷厄姆( Thomas Graham)提出的。
他通过比较在水中不同物质的扩散速度时,发现一些物质如糖、无机盐、尿素等易扩散,另一些物质如A1(OH)3、Fe (OH)3、明胶等扩散很慢,而当蒸去水分后,前一类物质析出晶体,后一类物质则得到胶状物,因此他把后一类物质称为胶体。
俄国科学家维伊曼经过200多次的实验证实这样的分类并不合适,因为许多晶体物质在适当的介质中也能得到具有胶体特征的体系,所以应当把胶体看成在一定分散范围内物质存在的一种状态,而不是某一类物质固有的特性。
直到1903年,德国科学家齐格蒙第( Zsigmondy)和西登托夫(Siedentopf)发明了超显微镜,肯定了胶体系统的多相性,从而明确了胶体化学是界面化学这一根本问题。
一、胶体是指具有高度分散的分散体系在胶体中含有两种不同状态的物质,一种分散,另一种连续。
分散的一部分即胶体粒子称为分散相,是南微小的粒子或液滴组成,分散相粒子直径在1 -1OO nm之间;连续的一部分起分散作用,称为分散介质。
胶体体系的重要特征之一是以分散相粒子的大小为依据,显然,只要不同分散相的颗粒大小在1 - 1OO nm之间,那么在不同状态的分散介质中均可形成胶体体系。
当按胶体溶液的稳定性分类时,可分为憎液溶胶和亲液溶胶。
憎液溶胶是指半径在1 -1OO nm之间的难溶物固体粒子分散在液体介质中,有很大的相界面,易聚沉,是热力学上的不稳定系统。
一旦将介质蒸发掉,再加入介质时无法再形成溶胶,是一个不可逆系统;亲液溶胶是指半径落在胶体粒子范围内的大分子溶解在合适的溶剂中,一旦将溶剂蒸发,大分子化合物凝集,再加入溶剂,又可形成溶胶,亲液溶胶是热力学上稳定、可逆的系统。
二、胶体的结构和性质(一)胶体的结构任何溶胶粒子的表面上总是带有电荷,目前人们普遍认同的胶团结构为双电层结构。
由于胶粒的结构比较复杂,下面以稀AgNO3与过量的稀KI溶液反应制备Agl胶体为例说明胶团的结构。
胶体的结构和特性胶体是一种由两种或多种不同的物质组成的系统,其中一种物质分散在另一种物质中。
胶体通常是由固体粒子或液滴分散在连续相中形成的。
胶体的粒子大小介于分子和颗粒之间,一般为1纳米至1微米。
它具有一系列独特的结构和特性,因此在科学研究和工业应用中具有重要的作用。
胶体的结构主要包括分散相和连续相。
分散相是指分散在连续相中的微小粒子或液滴,而连续相则是分散相周围的介质。
分散相可以是固体、液体或气体,连续相一般是液体。
在胶体中,粒子通过各种相互作用力相互靠近并保持一定的距离。
胶体的特性主要包括以下几个方面:1.分散度:胶体中的粒子通常是非常小的,在经过适当的分散处理后可以均匀地分散在连续相中。
分散度越好,胶体的性质就越稳定。
2.稳定性:胶体的稳定性是指其抵抗粒子或液滴聚集的能力。
在胶体中,各种电荷相互作用、范德华力、表面张力等力之间的平衡影响着胶体的稳定性。
稳定的胶体能够长时间保持分散态,而不易出现相互聚集现象。
3.光学性质:胶体对光的散射和折射具有特殊的性质。
由于胶体中粒子的尺寸与光的波长相当,所以可以发生光的散射现象。
胶体的颜色、透明度和浑浊度等特征与光的相互作用有关。
4.黏度:胶体的黏度是指胶体流动时的阻力大小。
由于胶体中存在粒子之间的相互作用力,所以一般来说,胶体的黏度较高,流动性相对较差。
5.携带性:由于胶体中粒子的小尺寸和稳定性,胶体可以携带其他物质。
胶体的携带性使得它在医药、环境和能源等领域具有广泛的应用前景。
胶体的应用十分广泛。
在医药行业中,胶体被用于药物的输送和缓释系统,提高药物的生物利用度。
在食品工业中,胶体被用作稳定剂和增稠剂,改善食品的质感和稳定性。
在环境科学中,胶体的吸附性能可以用于净化水体和捕捉有害物质。
此外,胶体还广泛应用于电子、能源和化妆品等领域。
总的来说,胶体是一种非常特殊且重要的物质系统,其结构和特性决定了其在科学研究和工业应用中的广泛应用。
胶体的研究和开发对于推动科技进步和解决实际问题具有重要意义。
胶体的概念胶体是一个比较特殊的物理现象,它混合了液体和固体的特性,常常会出现在许多不同的材料系统中。
作为一个粒子集合体,胶体因其特殊的性质而备受关注,因为它们可以在不同的理论模型系统中被用来描述不同的物理现象。
这些描述不仅仅是物理学家在研究各种物理现象时用到的,还可以被应用到工业界,比如涂料、纺织品、食品、医药、建筑等行业。
胶体的概念与它们在多种物理现象中的表现形式有着密切的关系,它们的本质就是粒子团。
这类聚合物中包括液滴、微滴、气囊、油膜等,具有不同的结构特征。
液滴是一种独特的胶体结构,它们具有极小的体积,其表面能够吸附其他物质,导致胶体的特殊物理性质变化。
胶体的性质取决于不同的胶体组分,包括分子大小、形状和构形,以及水的构成和电荷量等方面。
这些不同的构成成分会影响胶体的结构,从而也影响它们的物理性质。
比如说,水的构成会影响胶体的稠度,水的电荷量会影响胶体的电荷属性,而胶体分子尺寸和形状则会影响胶体的流变性质。
此外,胶体性质还和外界因素有关,比如温度、 pH值、释度等。
在一定范围内,随着温度的增加,抗粘度会降低,但超过一定温度后抗粘度又会再次升高;随着稀释度的增加,胶体的粘度也会降低;随着pH值的变化,胶体的流动性也会有明显的变化。
因此,控制外界条件可以调整胶体的性质以满足不同的需求。
胶体是一种多维度的现象,它不仅具有许多特殊的物理性质,而且还受到外部条件的影响,很难把它归纳在一种单一的理论模型中。
迄今为止,学者们已经利用动力学理论和热力学理论来研究胶体所具有的特性,但由于胶体的复杂性,这种研究仍然存在局限性。
因此,胶体的研究需要以多个视角和跨学科理论的方法,来进一步深入和拓展。
总而言之,胶体是一种复杂而特殊的物理现象,它涉及许多不同的材料、物理性质、理论模型和应用领域,为研究人员提供了更多的元素和技术可以探索。
在不断深入研究的过程中,相信胶体的实际应用价值也会变得更加明显,为各行各业带来更多的便利和进步。
8.3 胶体的电学性质与胶体的结构胶体物系的主要特征是多相性、高度分散性和热力学不稳定性,粒子有聚结变大而下沉的趋势。
但实际上很多胶体物系可以在相当长的时间内稳定存在而不聚结。
研究表明,这与胶体粒子带电有直接关系,胶体粒子带电是溶胶稳定存在的重要原因。
8.3.1 电泳在外电场影的作用下,胶体粒子在分散介质中定向移动的现象称为电泳。
中性粒子不可能在外电场中定性移动,所以电泳现象的存在,说明胶体粒子是带电的。
电泳的实验装置如图。
胶体粒子的电泳速度与粒子所带电量及外加电势梯度成正比,而与介质粘度及粒子的大小成反比。
胶体粒子要比离子大得多,而实验表明胶体粒子的速度与离子的速度的数量基本相同。
这说明胶体粒子所带的电量是相当大的。
实验表明,溶胶中加入电解质会使电泳速度降低,直至为零,甚至可改变胶粒的带电符号。
胶体的动电势为:(11)因此只要测出V 和I 及体系的κ和η,就可算出ζ。
η为分散介质的粘度,单位为Pa ·s 。
溶胶的电动电势绝对值只有几十毫伏。
8.3.2 电渗在毛细管的两端施加一定电压时,毛细管中的液体或溶液产生定向移动的现象叫电渗。
电渗的实验装置如图。
液体或溶液中加入电解质会使电渗速度降低,直至为零,甚至可以改变电渗的方向3胶电 泳电 渗8.3.3 流动电势当外力迫使液体或溶液流经毛细管时,在毛细管两端将产生电势差,这个电势差叫流动电势。
用泵输送碳氢化合物时,在流动过程中产生流动电势,高压下易于产生火花。
由于此类液体易燃,固应采取相应的防护措施,如油管接地或加入油溶性的电解质,增加介质的电导等。
8.3.4 沉降电势在重力或离心离力的作用下,分散相粒子在分散介质中迅速沉降而在沉降方向产生的电势差称沉降电势。
储油罐中的油内常含有水滴,水滴的沉降常形成很高的沉降电势,消除的办法是加入有机电解质,以增加介质的电导。
电泳、电渗、流动电势和沉降电势,其电学性质都与固液相之间的相对运动有关,故统称为电动现象。
1、胶体的丁达尔效应:一束光通过胶体时会产生一条光亮的“通路”,这种现象叫丁达尔效应。
这条光亮的“通路”是由于胶体粒子对光线散射作用(光波偏离原来方向而分散传播)形成的,溶液没有丁达尔效应。
利用丁达尔效应是区分溶液与胶体的一种常用物理方法(1)丁达尔效应是由于胶体粒子对可见光的散射而产生的,是一种物理现象(2)丁达尔效应是胶体特有的性质,可用来鉴别胶体与其他分散系(3)丁达尔效应证明了胶粒的大小范围(4)液溶胶、气溶胶能发生丁达尔效应,大多数固溶胶无此性质2、胶体粒子的布朗运动:布朗运动是指花粉悬浮在水中进行的无秩序、不停的运动。
胶体的粒子在胶体中不停地做无规则运动,这使胶体不容易聚集成质量较大的颗粒而沉降下来,也即是胶体具有介稳性的原因之一3、介稳性:胶体的稳定性介于溶液和浊液之间,在一定条件下能稳定存在,属于介稳体系。
胶体粒子可以通过吸附作用而带有电荷,同种胶体粒子的电性相同,在通常情况下,它们之间的相互排斥阻碍了胶体粒子变大,使它们不易聚集。
此外胶体粒子所作的毫无规则的布朗运动也使得它们不易聚成较大的颗粒而沉降。
所以,胶体具有介稳性4、胶体粒子的电泳:胶体粒子可以通过吸附而带有电荷,在电场的作用下,胶体粒子在分散剂里作定向移动,这种现象叫做胶体的电泳(1)电泳现象表明胶粒带电荷,同种胶粒带同种电荷,但胶体是电中性的(胶体不带电)(2)氢氧化铁胶体和氢氧化铝胶体粒子带正电荷,硅酸胶体胶体粒子带负电荷(3)并不是所有的胶体微粒都带电,如:淀粉胶体的胶体微粒不带电(4)固溶胶不发生电泳现象;气溶胶在高压电的条件下也能发生电泳现象;凡是胶粒带电荷的液溶胶,通常都可发生电泳现象,而胶体微粒为中性分子的淀粉胶体,无电泳现象(1)概念:当向胶体中加入少量电解质(主要是盐)溶液时,其中的阳离子或阴离子能中和胶体粒子所带的电荷,从而使胶体粒子聚集成较大的颗粒,在重力的作用下形成沉淀析出,这个过程称为胶体的聚沉(2)胶体聚沉的方法①加入可溶性电解质(或电解质溶液):加入的电解质在分散剂中电离,产生的与胶体颗粒带有相反电荷的离子中和了胶粒所带的电荷,消除了胶粒之间的斥力,从而使胶粒聚集成较大的颗粒而聚沉②加入与胶粒带有相反电荷的胶体:胶体中的分散质粒子吸附离子而带有电荷是胶体具有介稳性的主要原因。
胶体的基本特征胶体是一种特殊的物质,具有许多独特的特征。
本文将以胶体的基本特征为标题,探讨胶体的相关知识。
胶体的第一个基本特征是其由两个或多个不相溶的物质组成。
这些物质分别是连续相和分散相。
连续相是胶体中占据主导地位的物质,通常是液体。
分散相则是以微小颗粒或小液滴的形式分散在连续相中的物质。
这种双相结构赋予了胶体独特的性质。
胶体的第二个基本特征是其颗粒或液滴的尺寸通常在1纳米到1微米之间。
这种微小的尺寸使得胶体的分散相可以呈现出均匀的分布,并且在光学上表现出散射现象。
这也是为什么我们能够看到许多胶体溶液呈现出浑浊的外观。
胶体的第三个基本特征是分散相的表面具有相当的活性。
这是因为胶体颗粒或液滴的尺寸非常小,表面积相对较大。
这使得胶体颗粒或液滴能够与周围的分子进行接触和反应。
由于表面活性,胶体能够吸附其他物质,形成吸附层。
这种吸附层可以改变胶体的性质,并且在许多应用中发挥重要作用。
胶体的第四个基本特征是其具有流变性质。
流变性是指胶体在外力作用下能够发生形变和流动的特性。
这是由于胶体中分散相之间的相互作用力和连续相的黏性所决定的。
胶体的流变性质使其在许多工业和生物领域具有广泛的应用,例如润滑剂、涂料和生物医学材料等。
胶体的第五个基本特征是其具有光学性质。
由于胶体中分散相的尺寸与光波长相当,所以胶体溶液会发生散射现象。
这种散射会导致胶体呈现出特定的颜色,这也是为什么我们能够看到一些胶体溶液呈现出不同的颜色。
胶体的第六个基本特征是其具有电学性质。
胶体中的分散相通常带有电荷,可以被溶液中的离子吸附,形成电荷层。
这种电荷层的存在导致了胶体粒子之间的静电斥力,从而维持了胶体的稳定性。
这也是为什么胶体溶液可以长时间保持均匀分散状态的原因。
胶体具有由两个或多个不相溶物质组成、微小尺寸、表面活性、流变性、光学性质和电学性质等基本特征。
这些特征使得胶体在许多领域具有重要的应用价值,并且对我们的生活和工业生产有着重要影响。
胶体的性质及其应用之迟辟智美创作一、分散系1、分散系:一种(或几种)物质以粒子形式分散到另一种物质里所形成的混合物.分散质:被分散成粒子的物质(一般量少)2、分散系组成分散剂:粒子分散在其中的物质(一般量多)物质与水混合时,一般认为是分散剂.3、分散系分类:、()、 .溶液悬浊液胶体分散系粒子直径外观粒子组成能否透过半透膜能否透过滤纸提问:如何提纯胶体,例:如何除去Fe(OH)3胶体混有少量的氯化铁和氯化氢?二、胶体胶体的实质特征:是分散质粒子直径在~之间(可透过滤纸,不能透过半透膜)(一)胶体的性质1. 丁达尔现象(光学性质)实验:用激光笔垂直照射淀粉胶体,胶体,溶液.现象:胶体内部存在一条光路而溶液没有.结论:这种由于胶体微粒对光的散射作用形成的一条光亮的通道的现象叫丁达尔现象.说明:应用此性质可对溶液和胶体进行区分.例子:灰尘,提问:能否说一种液体只要有丁达尔效应,就是胶体?2. 布朗运动(动力学性质)引入:胶粒较小而轻,它在水中的运动情况如何实验:将一滴液体放在水中观察现象:胶体扩散解释:胶粒在分歧方向受到了水分子撞击的力量年夜小分歧,所以运动方向在每一瞬间都在改变,因而形成无秩序的不竭的运动,这种现象叫布朗运动.例子:花粉放于水中、空气中的灰尘、粉笔灰放于水中3. 电泳(电学性质)实验:将胶体放在U形管中,一端加导电现象:阴极附近颜色加深分析:阴极附近颜色加深→胶粒带正电荷在电场作用下向阴极移动→胶体直径小→概况积年夜→吸附能力强→只吸附阳离子,因而带正电荷.结论:电泳:在电场作用下,胶体的微粒在分散剂里向阴极或阳极作定向移动的现象叫电泳.< 胶粒带电的一般规律 >A. 带正电的胶粒:金属氧化物、金属氢氧化物FeO(与陶土的分离)、Fe(OH)3、Al(OH)3B. 带负电的胶粒:金属硫化物、非金属氧化物、硅酸及土壤陶土、H2SiO3、硫化砷胶粒提问:1、Fe(OH)3胶体带电荷,这一说法对分歧毛病,为什么?2、是不是所有胶体都发生电泳?即所有的胶粒都带电荷?(二)胶体的聚沉1. 胶体稳定存在的原因:(1)胶粒小,可被溶剂分子冲击不竭地运动,不容易下沉或上浮(2)胶粒携同性电荷,同性排斥,不容易聚年夜,因而不下沉或上浮2. 要使胶粒聚沉可采纳的方法:(1)加热法:温度升高,胶粒碰撞速率加快,从而使小颗粒成为年夜颗粒而凝聚.例子:制取Fe(OH)3胶体时,强调加热至变红褐色停止.如果加热过度,则有什么后果?年夜家是否还记得,所制取获得的胶体(2)加电解质法:中和胶粒所带电荷,使之聚成年夜颗粒.胶粒带正电,所加电解质中阴离子所带负电荷越高,阴离子浓度越年夜,凝聚效果越明显.血液胶体带负电胶粒带负电,所加电解质中阳离子所带正电荷愈高、阳离子浓度愈年夜,凝聚效果越明显..(3)加入带异性电荷胶粒的胶体:互相中和电性,减小同种电性的相互排斥而使之聚成年夜颗粒.(三)罕见的胶体1、水解产物:Fe(OH)3胶体、Al(OH)3胶体(净水原理)、H2SiO3(Na2SiO3的水解)很多水解形成沉淀的离子的水溶液,如果少量水解则形成胶体如Fe2+、Cu2+等2、高分子资料形成的溶液:卵白质溶液、淀粉溶液、豆乳、牛奶、血液、聚乙烯溶于某有机溶剂等3、纳米资料分散与水中,为什么?4、水泥、云、雾、烟、有色玻璃、肥皂水、墨水江河之水,自然水中除海水、地下水不是胶体外,多为胶体.在江河入海口处与海水相遇时,发生凝聚而形成三角洲.(四)胶体的应用1. 卤水点豆腐将盐卤()或石膏()溶液加入豆乳中,使豆腐中的卵白质和水等物质一起凝聚形成凝胶.提问:用氯化钠行不?2. 硅胶的制备含水4%的叫硅胶3. 河海交接处易形成沙洲4. 明矾净水、铝离子、铁离子净水5. 用同一钢笔灌分歧牌号墨水易发生梗塞FeCl溶液用于伤口止血6.310土壤胶体中离子的吸附和交换过程,保肥作用练习1、不能用有关胶体的观点解释的现象是()A、在江河入海处易形成三角洲溶液中滴入同浓度NaI溶液,看不到黄色沉淀3C、在NaF溶液中滴入AgNO3溶液看不到沉淀D、同一钢笔同时使用分歧牌号的墨水易发生梗塞2、下列各种场所,不涉及运用胶体性质的是()A、肥皂工业中的“盐析”B、水泥遇水会硬C、土壤中施用含NH4+、K+的肥料不容易流失,而含尿素、NO3-的肥料易随水流失D、浑浊河水经静止或过滤后就廓清了3、电泳实验发现,硫化砷胶粒向阳极移动,下列不能使硫化砷胶体聚沉的办法是()A、加入A l2(SO4)3溶液B、加入硅酸胶体C、加热 D、加入Fe(OH)3胶体4、下列关于Fe(OH)3胶体的说法中不正确的是()A、Fe(OH)3胶体与硅酸溶胶混合将发生聚沉现象B、Fe(OH)3胶体粒子在电场影响下将向阳极移动C、液溶胶中Fe(OH)3胶体粒子不竭地做布朗运动D、光线通过Fe(OH)3溶胶时会发生丁达尔效应6、用Cu(OH)2胶体作电泳实验时,阴极附近蓝色加深,往胶体是加入下列物质时,不发生聚沉的是A、海水B、静置后的泥水C、氢氧化铁胶体 D、葡萄糖溶液7、下列可有相同的方法除去混有的杂质的是()A、淀粉溶液中混有少量NaCl杂质;蔗糖中混有少量NaCl 杂质B、 Fe(OH)3胶体中混有少量盐酸;淀粉溶液中混有少量KIC、 Na2CO3中混有少量NaHCO3;NaHCO3中混有少量Na2CO3D、铁粉中混有少量硫粉;碘中混有少量NaCl8、下列属于物理变动的是()A、卵白质的盐析B、布朗运动C、碱液去油污 D、白磷和红磷互变9、下列关于胶体的叙述不正确的是 ( )A.布朗运动是胶体粒子特有的运动方式,可以据此把胶体和溶液、悬浊液区别开来B.光线透过胶体时,胶体发生丁达尔效应C.用渗析的方法净化胶体时,使用的半透膜只能让较小的分子、离子通过D.胶体粒子具有较年夜的概况积,能吸附阳离子或阴离子,故在电场作用下会发生电泳现象10、某浅黄色胶体作电泳实验时,阴极附近的颜色变浅.向该胶体加入下列物质,能发生聚沉现象的是()(A)MgSO4 (B)Fe(OH)3胶体(C)CCl4(D)H2SiO3胶体11、粘土胶体溶液中,粘土粒子带负电,为了使粘土粒子凝聚,下列物质中用量最少但最有效的电解质是()(A)Na3PO4(B)A12(SO4)3(C)BaCl2(D)K2SO412、胶体区别于其它分散系最实质的特征是()A、胶体微粒能发生电泳B、胶体微粒的年夜小在1nm——100nm之间C、胶体微粒带有电荷D、胶体有丁达尔现象13、在下列横线上填写合适的分离方法淀粉液中含有泥沙淀粉中含少量食盐KNO3晶体中含有少量食盐 NaC 晶体中含有少量KNO3 —————————————乙醚中混有甲苯食盐水中含少量溴14、在Fe(OH)3胶体溶液中,逐滴加入HI稀溶液,会呈现一系列变动.(1)先呈现红褐色沉淀,原因是___________.(2)随后沉淀溶解,溶液呈黄色,写出此反应的离子方程式___________.(3)最后溶液颜色加深,原因是___________,此反应的离子方程式是___________.(4)用稀盐酸取代HI稀溶液,能呈现上述哪些相同的变动现象?___________.【典范例题】[例1] 将某溶液逐滴加入溶胶内,开始时发生沉淀,继续滴加时沉淀又溶解,该溶液是()A. 溶液B. 溶液C. 溶液D. 硅酸溶胶[例2] 下列事实与胶体性质无关的是()A. 在豆乳里加入盐卤做豆腐B. 河流入海处易形成沙洲C. 一束平行光线照射卵白质溶液时,从正面可看到光亮的通路D. 三氯化铁溶液中滴入氢氧化钠溶液呈现红褐色沉淀【模拟试题】1. 已知土壤胶体带负电荷,因此在水稻田中,施用含氮量相同的下列化肥时,肥效较差的是()A. 硫铵B. 碳铵C. 硝铵D. 氯化铵2. 已知由溶液和稍过量的KI溶液制得溶胶,当它跟溶胶混合时,便析出和的混合沉淀.由此可知()A. 该胶粒带正电荷B. 该胶粒电泳时向阳极移动C. 该胶粒带负电荷D. 胶粒电泳时向阳极移动3. 实验室制取胶体的方法是 .用证明胶体已经制成;用方法可精制胶体;用方法可证明胶体与已完全分离.4. 现有如下实验A. 将1g加入沸水中B. 将可溶性淀粉加入水中,充沛搅拌溶解C. 将白磷加入中振荡D. 将溶液滴入溶液中E. 将植物油加入到水中F. 将乙酸加入水中上述所得分散系中属于溶液的是,属胶体的是,属浊液的是 .5. 在陶瓷工业上,常遇到因陶土中混有而影响产物质量,可把这些陶土与水一起搅拌,使微粒直径处于~之间,拔出两根电极,接通直接电,这时阳极聚集,阴极聚集理由是 .。
胶体的性质及其应用一、分散系1、分散系:一种(或几种)物质以粒子形式分散到另一种物质里所形成的混合物。
分散质:被分散成粒子的物质(一般量少)2、分散系组成分散剂:粒子分散在其中的物质(一般量多)物质与水混合时,一般认为是分散剂。
3、分散系分类:、()、。
提问:如何提纯胶体,例:如何除去Fe(OH)3胶体混有少量的氯化铁和氯化氢?二、胶体胶体的本质特征:是分散质粒子直径在~之间(可透过滤纸,不能透过半透膜)(一)胶体的性质1. 丁达尔现象(光学性质)实验:用激光笔垂直照射淀粉胶体,胶体,溶液。
现象:胶体内部存在一条光路而溶液没有。
结论:这种由于胶体微粒对光的散射作用形成的一条光亮的通道的现象叫丁达尔现象。
说明:应用此性质可对溶液和胶体进行区分。
例子:灰尘,提问:能否说一种液体只要有丁达尔效应,就是胶体?2. 布朗运动(动力学性质)引入:胶粒较小而轻,它在水中的运动情况如何实验:将一滴液体放在水中观察现象:胶体扩散解释:胶粒在不同方向受到了水分子撞击的力量大小不同,所以运动方向在每一瞬间都在改变,因而形成无秩序的不停的运动,这种现象叫布朗运动。
例子:花粉放于水中、空气中的灰尘、粉笔灰放于水中3. 电泳(电学性质)实验:将胶体放在U形管中,一端加导电现象:阴极附近颜色加深分析:阴极附近颜色加深→胶粒带正电荷在电场作用下向阴极移动→胶体直径小→表面积大→吸附能力强→只吸附阳离子,因而带正电荷。
结论:电泳:在电场作用下,胶体的微粒在分散剂里向阴极或阳极作定向移动的现象叫电泳。
< 胶粒带电的一般规律>A. 带正电的胶粒:金属氧化物、金属氢氧化物FeO(与陶土的分离)、Fe(OH)3、Al(OH)3B. 带负电的胶粒:金属硫化物、非金属氧化物、硅酸及土壤陶土、H2SiO3 、硫化砷胶粒提问:1、Fe(OH)3胶体带电荷,这一说法对不对,为什么?2、是不是所有胶体都发生电泳?即所有的胶粒都带电荷?(二)胶体的聚沉1. 胶体稳定存在的原因:(1)胶粒小,可被溶剂分子冲击不停地运动,不易下沉或上浮(2)胶粒带同性电荷,同性排斥,不易聚大,因而不下沉或上浮2. 要使胶粒聚沉可采用的方法:(1)加热法:温度升高,胶粒碰撞速率加快,从而使小颗粒成为大颗粒而凝聚。
胶体与界面化学的基本原理胶体与界面化学是研究物质界面的重要学科,其中胶体学研究的是微米级别上液体分散系统的稳定性、形态、动力学,界面化学研究的是物质界面上的化学过程。
本文将探讨胶体的定义、性质、分类以及界面化学原理等方面。
一、胶体的定义与性质胶体是指两相(即固体、液体或气体)间的一种形态,其中一种相通过分散成微小粒子的形式均匀分散在另一种相中。
胶体的一般特性如下:1、粒子尺寸:胶体的尺寸范围一般为1-1000纳米。
2、稳定性:胶体的物理性质(如电荷、表面性质等)使其形成稳定的系统,避免粒子凝聚沉降。
3、光学性质:胶体可以表现出折射、透明度等光学性质,如煤油是胶体,因为它可以产生烟雾。
4、电性质:胶体中的粒子带有电荷,可以表现出与电场相关的性质。
5、化学性质:由于其表面性质的存在,胶体可以表现出与环境中其他分子的化学反应,如催化反应等。
二、胶体的分类根据胶体中分散相的物质性质和分散介质的性质,胶体可以分为以下几类:1、溶胶:溶胶是指分散相为分子(亦称为分子溶液),分散介质为液体,如酒精和水的混合物。
2、胶体溶液:胶体溶液是指分散相为聚合物,分散介质为液体,如天然胶或橡胶溶液。
3、乳液:乳液是指分散相为液体,分散介质为液体,如牛奶、酸奶等。
4、凝胶:凝胶是指不易流动的胶体,其中分散相一般是聚合物,分散介质为液体,如煤油。
5、气溶胶:气溶胶是指分散相为固体或液体,分散介质为气体,如雾、烟雾、霉菌等。
三、界面化学的基本原理界面化学是研究物质界面的化学过程,主要是两相(如油水分界面)之间物理和化学反应的研究。
界面活性剂是使界面分子在界面上形成一层膜较集的化合物,使界面能量降低而使得体系稳定的物质。
界面化学的原理主要有以下几点:1、界面能:界面能是指分界面两侧之间的能量差,即表面张力。
界面分子本身存在形成一层膜的趋势,因此其能量会比波动的分子间间隔大。
这一差异形成了表面张力,是使体系向能量最小化方向发展的主要因素。
8.3 胶体的电学性质与胶体的结构胶体物系的主要特征是多相性、高度分散性和热力学不稳定性,粒子有聚结变大而下沉的趋势。
但实际上很多胶体物系可以在相当长的时间内稳定存在而不聚结。
研究表明,这与胶体粒子带电有直接关系,胶体粒子带电是溶胶稳定存在的重要原因。
8.3.1 电泳在外电场影的作用下,胶体粒子在分散介质中定向移动的现象称为电泳。
中性粒子不可能在外电场中定性移动,所以电泳现象的存在,说明胶体粒子是带电的。
电泳的实验装置如图。
胶体粒子的电泳速度与粒子所带电量及外加电势梯度成正比,而与介质粘度及粒子的大小成反比。
胶体粒子要比离子大得多,而实验表明胶体粒子的速度与离子的速度的数量基本相同。
这说明胶体粒子所带的电量是相当大的。
实验表明,溶胶中加入电解质会使电泳速度降低,直至为零,甚至可改变胶粒的带电符号。
胶体的动电势为:(11)因此只要测出V 和I 及体系的κ和η,就可算出ζ。
η为分散介质的粘度,单位为Pa ·s 。
溶胶的电动电势绝对值只有几十毫伏。
8.3.2 电渗在毛细管的两端施加一定电压时,毛细管中的液体或溶液产生定向移动的现象叫电渗。
电渗的实验装置如图。
液体或溶液中加入电解质会使电渗速度降低,直至为零,甚至可以改变电渗的方向3胶电 泳电 渗8.3.3 流动电势当外力迫使液体或溶液流经毛细管时,在毛细管两端将产生电势差,这个电势差叫流动电势。
用泵输送碳氢化合物时,在流动过程中产生流动电势,高压下易于产生火花。
由于此类液体易燃,固应采取相应的防护措施,如油管接地或加入油溶性的电解质,增加介质的电导等。
8.3.4 沉降电势在重力或离心离力的作用下,分散相粒子在分散介质中迅速沉降而在沉降方向产生的电势差称沉降电势。
储油罐中的油内常含有水滴,水滴的沉降常形成很高的沉降电势,消除的办法是加入有机电解质,以增加介质的电导。
电泳、电渗、流动电势和沉降电势,其电学性质都与固液相之间的相对运动有关,故统称为电动现象。
胶体的原理及应用1. 胶体的定义胶体是由一个或多个物质构成的稳定混合物,其中至少有一种物质呈现出固体颗粒的特性,称为胶体颗粒。
胶体颗粒的大小范围一般在1纳米(nm)到1微米(μm)之间。
2. 胶体的组成胶体由两个主要组成部分构成: 1. 分散相:分散相是指胶体颗粒所形成的微小颗粒或团簇。
这些颗粒或团簇可以是固体、液体或气体。
2. 媒质(连续相):媒质是指被分散相所包围的物质。
媒质一般是液体,但也可以是固体或气体。
3. 胶体的形成胶体的形成是由于分散相与媒质之间的相互作用力。
主要的形成方式有以下几种: - 凝聚:凝聚是指分散相颗粒之间通过凝聚力相互吸引而形成的胶体。
凝聚可以是由于静电引力、范德华力、亲疏水作用等力的作用。
- 分散:分散是指将一个物质分散到另一个物质中形成胶体。
分散可以通过机械搅拌、超声波等方法进行。
4. 胶体的性质胶体具有以下几个主要的性质: - 稳定性:胶体具有较高的稳定性,能够长期保持分散相与媒质之间的分散状态。
这是由于胶体颗粒的表面电荷和电层的存在。
- 悬浮性:胶体颗粒在媒质中悬浮而不沉淀。
这是由于胶体颗粒与媒质分子之间的静电排斥力。
- 光学性质:由于胶体颗粒的尺寸在光的波长范围内,胶体会对光产生散射现象。
- 过滤性:胶体颗粒较小,可以通过滤纸等细小孔隙过滤。
5. 胶体的应用胶体在许多领域都有广泛的应用,下面列举了几个应用示例:- 药物输送系统:胶体可以作为药物的载体,通过控制胶体颗粒的大小和表面性质,实现药物的靶向输送,提高药物的疗效和减少副作用。
- 润滑剂:胶体在润滑剂中起到减少摩擦和磨损的作用,常用于机械设备和润滑剂中。
- 化妆品:胶体可以用于化妆品的配方中,起到增加稠度和改善质感的作用。
- 食品添加剂:胶体常用于食品工业中,可以改善产品的质地和口感。
- 环境修复:胶体颗粒可以用于土壤修复、废水处理等环境修复领域,可以帮助分解污染物和增加土壤的肥力。
6. 结论胶体的原理和应用是一个广泛研究和应用的领域。
蛋白质的胶体性质名词解释蛋白质是生物体中起着重要功能的大分子有机物,主要由氨基酸组成。
蛋白质在生物体内参与构建组织、调节代谢、传递信号等诸多生命活动。
而蛋白质的胶体性质则是指在适当条件下,蛋白质能发生胶体溶液的形态,具有独特的性质和行为。
胶体是一种介于溶液和悬浮液之间的系统,其特点是由微细的胶体粒子(也称胶体粒子或胶体颗粒)在连续相(一般是液体)中悬浮而形成。
蛋白质的胶体溶液是指蛋白质分子在水或其他溶剂中形成胶体状态的溶液。
蛋白质的胶体性质主要由蛋白质的结构和溶液条件所决定。
一、胶体粒子的稳定蛋白质的胶体粒子在溶液中的分散状态有两个极端:聚集形成大块或完全溶解在水中。
在胶体状态下,胶体粒子会维持一定的稳定性。
这种稳定性主要由以下因素决定:1. 蛋白质的电荷:蛋白质分子通常具有带电的功能基团,例如在氨基酸中的羟基(-OH)或胺基(-NH2)可以失去或吸收质子。
这些功能基团的酸碱性质,使得蛋白质在水中带有正电荷或负电荷。
当蛋白质带有不同电荷时,胶体粒子之间会相互排斥,从而保持分散状态。
2. 溶液pH值:溶液的pH值可以影响蛋白质分子上的电荷状态。
当溶液的pH值与蛋白质的等电点相等时,蛋白质的电荷中性化,从而使胶体粒子之间的相互排斥减小,导致胶体溶液不稳定。
但在等电点之上或之下,蛋白质分子的电荷会增加,胶体粒子之间的排斥力增大,胶体溶液则趋于稳定。
3. 离子强度和离子种类:在溶液中加入一些电解质,如盐酸、硫酸等,可以改变蛋白质分子的电荷状态,进而影响胶体粒子之间的相互作用。
离子强度的增加通常会使散射胶体粒子的稳定性降低,而离子种类也会对胶体粒子的稳定性产生不同的影响。
二、胶体粒子的运动胶体粒子在溶液中具有自由运动的特性。
这种运动通过布朗运动的方式进行,即受到周围溶液分子的碰撞而引起的无规则运动。
布朗运动使得胶体粒子能够离散地移动,从而形成形态各异的分布。
这种运动还可以导致蛋白质胶体的扩散现象,也就是分散相蛋白质分子在连续相溶液中自发地向高浓度区域扩散。
胶体相关的知识胶体是一种特殊的物质状态,由两种或两种以上的物质组成,其中至少有一种是固体。
在胶体中,固体微粒被分散在液体或气体的连续相中,形成一个稳定的分散体系。
胶体学是研究胶体性质和行为的学科,广泛应用于化学、物理、生物、材料科学等领域。
胶体具有许多独特的性质和应用。
首先,胶体具有很高的表面积和界面活性,这使得它们在吸附、催化和分离等方面具有重要的应用。
例如,胶体催化剂被广泛应用于各种化学反应中,其高表面积和可调控的结构可以提高反应的速率和选择性。
胶体具有可逆的溶胀性质。
当胶体受到外界刺激时,其微粒之间的相互作用会发生改变,从而导致胶体的溶胀或凝聚。
这种可逆性使得胶体在药物控释、智能材料和纳米技术等领域具有广泛的应用。
例如,通过调节胶体的溶胀性质,可以实现药物在体内的控释,提高药物的疗效和降低副作用。
胶体还具有良好的分散稳定性。
由于胶体中微粒的相互作用,胶体能够形成稳定的分散体系,不易发生沉淀或聚集。
这使得胶体在涂料、乳液、食品和化妆品等领域得到广泛应用。
例如,胶体稳定剂被用于调节液体和固体相之间的相互作用,使得乳液和乳剂具有良好的稳定性和流变特性。
胶体还具有独特的光学性质。
由于胶体中微粒的尺寸和形状对光的散射和吸收有很大影响,胶体可以表现出丰富多样的光学现象。
例如,胶体溶液中的颜色会随着微粒浓度的变化而改变,这种现象被称为光学散射。
此外,胶体还可以用作光学材料,如色素、色谱柱和光学传感器等。
胶体具有独特的性质和应用,广泛应用于各个领域。
胶体学的研究不仅可以深化我们对物质的认识,还可以拓展新材料和新技术的应用。
随着科学技术的不断发展,胶体相关的研究将会有更广阔的发展前景。
胶体的性质及其利用之杨若古兰创作一、分散系1、分散系:一种(或几种)物资以粒子方式分散到另一种物资里所构成的混合物.分散质:被分散成粒子的物资(普通量少)2、分散系构成分散剂:粒子分散在其中的物资(普通量多)物资与水混合时,普通认为是分散剂.3、分散系分类:、()、 .溶液悬浊液胶体分散系粒子直径外观粒子构成能否透过半透膜能否透过滤纸提问:如何提纯胶体,例:如何除去Fe(OH)3胶体混有少量的氯化铁和氯化氢?二、胶体胶体的实质特征:是分散质粒子直径在~之间(可透过滤纸,不克不及透过半透膜)(一)胶体的性质1. 丁达尔景象(光学性质)实验:用激光笔垂直照耀淀粉胶体,胶体,溶液.景象:胶体内部存在一条光路而溶液没有.结论:这类因为胶体微粒对光的散射感化构成的一条光亮的通道的景象叫丁达尔景象.说明:利用此性质可对溶液和胶体进行区分.例子:灰尘,提问:能否说一种液体只需有丁达尔效应,就是胶体?2. 布朗活动(动力学性质)引入:胶粒较小而轻,它在水中的活动情况如何实验:将一滴液体放在水中观察景象:胶体扩散解释:胶粒在分歧方向受到了水分子撞击的力量大小分歧,所以活动方向在每一瞬间都在改变,因此构成无次序的不断的活动,这类景象叫布朗活动.例子:花粉放于水中、空气中的灰尘、粉笔灰放于水中3. 电泳(电学性质)实验:将胶体放在U形管中,一端加导电景象:阴极附近色彩加深分析:阴极附近色彩加深→胶粒带正电荷在电场感化下向阴极挪动→胶体直径小→概况积大→吸附能力强→只吸附阳离子,因此带正电荷.结论:电泳:在电场感化下,胶体的微粒在分散剂里向阴极或阳极作定向挪动的景象叫电泳.< 胶粒带电的普通规律 >A. 带正电的胶粒:金属氧化物、金属氢氧化物FeO(与陶土的分离)、Fe(OH)3、Al(OH)3B. 带负电的胶粒:金属硫化物、非金属氧化物、硅酸及土壤陶土、H2SiO3、硫化砷胶粒提问:1、Fe(OH)3胶体带电荷,这一说法对分歧错误,为何?2、是不是所有胶体都发生电泳?即所有的胶粒都带电荷?(二)胶体的聚沉1. 胶体波动存在的缘由:(1)胶粒小,可被溶剂分子冲击不断地活动,不容易下沉或上浮(2)胶粒带同性电荷,同性排斥,不容易聚大,因此不下沉或上浮2. 要使胶粒聚沉可采取的方法:(1)加热法:温度升高,胶粒碰撞速率加快,从而使小颗粒成为大颗粒而凝聚.例子:制取Fe(OH)3胶体时,强调加热至变红褐色停止.如果加热过度,则有什么后果?大家是否还记得,所制取得到的胶体(2)加电解质法:中和胶粒所带电荷,使之聚成大颗粒.胶粒带正电,所加电解质中阴离子所带负电荷越高,阴离子浓度越大,凝聚后果越明显.血液胶体带负电胶粒带负电,所加电解质中阳离子所带正电荷愈高、阳离子浓度愈大,凝聚后果越明显..(3)加入带异性电荷胶粒的胶体:互相中和电性,减小同种电性的彼此排斥而使之聚成大颗粒.(三)罕见的胶体1、水解产品:Fe(OH)3胶体、Al(OH)3胶体(净水道理)、H2SiO3(Na2SiO3的水解)很多水解构成沉淀的离子的水溶液,如果少量水解则构成胶体如Fe2+、Cu2+等2、高分子材料构成的溶液:蛋白质溶液、淀粉溶液、豆浆、牛奶、血液、聚乙烯溶于某无机溶剂等3、纳米材料分散与水中,为何?4、水泥、云、雾、烟、有色玻璃、肥皂水、墨水江河之水,天然水中除海水、地下水不是胶体外,多为胶体.在江河入海口处与海水相遇时,发生凝聚而构成三角洲.(四)胶体的利用1. 卤水点豆腐将盐卤()或石膏()溶液加入豆浆中,使豆腐中的蛋白质和水等物资一路凝聚构成凝胶.提问:用氯化钠行不?2. 硅胶的制备含水4%的叫硅胶3. 河海交接处易构成沙洲4. 明矾净水、铝离子、铁离子净水5. 用同一钢笔灌分歧牌号墨水易发生堵塞6.3FeCl溶液用于伤口止血10土壤胶体中离子的吸附和交换过程,保肥感化练习1、不克不及用有关胶体的观点解释的景象是()A、在江河入海处易构成三角洲溶液中滴入同浓度NaI溶液,看不到黄色沉淀3C、在NaF溶液中滴入AgNO3溶液看不到沉淀D、同一钢笔同时使用分歧牌号的墨水易发生堵塞2、以下各种场合,不涉及应用胶体性质的是()A、肥皂工业中的“盐析”B、水泥遇水会硬C、土壤中施用含NH4+、K+的肥料不容易流失,而含尿素、NO3-的肥料易随水流失D、浑浊河水经静止或过滤后就澄清了3、电泳实验发现,硫化砷胶粒朝阳极挪动,以下不克不及使硫化砷胶体聚沉的措施是()A、加入A l2(SO4)3溶液B、加入硅酸胶体C、加热 D、加入Fe(OH)3胶体4、以下关于Fe(OH)3胶体的说法中不准确的是()A、Fe(OH)3胶体与硅酸溶胶混合将发生聚沉景象B、Fe(OH)3胶体粒子在电场影响下将朝阳极挪动C、液溶胶中Fe(OH)3胶体粒子不断地做布朗活动D、光线通过Fe(OH)3溶胶时会发生丁达尔效应6、用Cu(OH)2胶体作电泳实验时,阴极附近蓝色加深,往胶体是加入以下物资时,不发生聚沉的是A、海水B、静置后的泥水C、氢氧化铁胶体D、葡萄糖溶液7、以下可有不异的方法除去混有的杂质的是()A、淀粉溶液中混有少量NaCl杂质;蔗糖中混有少量NaCl 杂质B、 Fe(OH)3胶体中混有少量盐酸;淀粉溶液中混有少量KIC、 Na2CO3中混有少量NaHCO3;NaHCO3中混有少量Na2CO3D、铁粉中混有少量硫粉;碘中混有少量NaCl8、以下属于物理变更的是()A、蛋白质的盐析B、布朗活动C、碱液去油污 D、白磷和红磷互变9、以下关于胶体的论述不准确的是 ( )A.布朗活动是胶体粒子特有的活动方式,可以据此把胶体和溶液、悬浊液区别开来B.光线透过胶体时,胶体发生丁达尔效应C.用渗析的方法净化胶体时,使用的半透膜只能让较小的分子、离子通过D.胶体粒子具有较大的概况积,能吸附阳离子或阴离子,故在电场感化下会发生电泳景象10、某浅黄色胶体作电泳实验时,阴极附近的色彩变浅.向该胶体加入以下物资,能发生聚沉景象的是()(A)MgSO4 (B)Fe(OH)3胶体(C)CCl4(D)H2SiO3胶体11、黏土胶体溶液中,黏土粒子带负电,为了使黏土粒子凝聚,以下物资顶用量起码但最无效的电解质是()(A)Na3PO4(B)A12(SO4)3(C)BaCl2(D)K2SO412、胶体区别于其它分散系最实质的特征是()A、胶体微粒能发生电泳B、胶体微粒的大小在1nm——100nm之间C、胶体微粒带有电荷D、胶体有丁达尔景象13、在以下横线上填写合适的分离方法淀粉液中含有泥沙淀粉中含少量食盐KNO3晶体中含有少量食盐 NaC 晶体中含有少量KNO3 —————————————乙醚中混有甲苯食盐水中含少量溴14、在Fe(OH)3胶体溶液中,逐滴加入HI稀溶液,会出现一系列变更.(1)先出现红褐色沉淀,缘由是___________.(2)随后沉淀溶解,溶液呈黄色,写出此反应的离子方程式___________.(3)最初溶液色彩加深,缘由是___________,此反应的离子方程式是___________.(4)用稀盐酸代替HI稀溶液,能出现上述哪些不异的变更景象?___________.【典型例题】[例1] 将某溶液逐滴加入溶胶内,开始时发生沉淀,继续滴加时沉淀又溶解,该溶液是()A. 溶液B. 溶液C. 溶液D. 硅酸溶胶[例2] 以下事实与胶体性质有关的是()A. 在豆浆里加入盐卤做豆腐B. 河流入海处易构成沙洲C. 一束平行光线照耀蛋白质溶液时,从正面可看到光亮的通路D. 三氯化铁溶液中滴入氢氧化钠溶液出现红褐色沉淀【模拟试题】1. 已知土壤胶体带负电荷,是以在水稻田中,施用含氮量不异的以下化肥时,肥效较差的是()A. 硫铵B. 碳铵C. 硝铵D. 氯化铵2. 已知由溶液和稍过量的KI溶液制得溶胶,当它跟溶胶混合时,便析出和的混合沉淀.由此可知()A. 该胶粒带正电荷B. 该胶粒电泳时朝阳极挪动C. 该胶粒带负电荷D. 胶粒电泳时朝阳极挪动3. 实验室制取胶体的方法是.用证实胶体曾经制成;用方法可精制胶体;用方法可证实胶体与已完整分离.4. 现有如下实验A. 将1g加入沸水中B. 将可溶性淀粉加入水中,充分搅拌溶解C. 将白磷加入中振荡D. 将溶液滴入溶液中E. 将植物油加入到水中F. 将乙酸加入水中上述所得分散系中属于溶液的是,属胶体的是,属浊液的是 .5. 在陶瓷工业上,常碰到因陶土中混有而影响产品质量,可把这些陶土与水一路搅拌,使微粒直径处于~之间,拔出两根电极,接通直接电,这时候阳极聚集,阴极聚集理由是 .。