胶体溶液解析
- 格式:doc
- 大小:200.00 KB
- 文档页数:10
高考化学分类解析(十四)——胶体考点阐释1.了解分散系的概念,会比较溶液、浊液(悬浊液、乳浊液)、胶体三种分散系。
2.了解胶体的概念、胶体的重要性质和应用,常见胶体的制备方法。
命题趋向与应试策略(一)重视基础形成知识规律1.三种分散系比较2.胶体的性质、制备、提纯、凝聚方法(二)分析热点把握命题趋向分散系包括溶液、浊液、胶体三部分内容,其高考的热点有:分散系有关概念的理解,常见分散系的比较与判断,胶体的重要性质与应用。
命题主要集中在对胶体的制备。
胶体的性质和胶体提纯(渗析法)的考查上。
题目类型主要为选择题,解答的关键是要把握胶体是一种分散系,其胶粒直径在1 nm~100 nm之间,因此具有丁达尔现象、布朗运动、电泳、渗析及凝聚等特性。
纵观这几年有关考查胶体知识的试题,命题有向着考查胶体的基本知识与科技、生活、生产相结合的问题发展的趋势。
[例题]“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。
所谓“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分散剂中,所得混合物可能具有的性质是(1 nm=10-9 m)A.能全部透过半透膜B.有丁达尔现象C.所得液体可能呈胶状D.所得物质一定是浊液解析:纳米材料粒子直径为几个nm至几十个nm,介于胶体的分散质粒子直径 1 nm~100 nm之间,所以纳米材料形成的分散系属于胶体范围,具有胶体性质,不能透过半透膜,具有丁达尔现象等。
答案:B试题类编选择题1.将饱和FeCl3溶液分别滴入下述液体中,能形成胶体的是A.冷水B.沸水C.NaOH浓溶液D.NaCl浓溶液2.氯化铁溶液与氢氧化铁胶体具有的共同性质是A.分散质颗粒直径都在1 nm~100 nm之间B.能透过半透膜C.加热蒸干、灼烧后都有氧化铁生成D.呈红褐色3.下列过程中不涉及化学变化的是A.甘油加水作护肤剂B.用明矾净化水C.烹鱼时加入少量的料酒和食醋可减少腥味,增加香味D.烧菜用过的铁锅,经放置常出现红棕色斑迹4.下列关于胶体的叙述不正确的是A.布朗运动是胶体微粒特有的运动方式,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,胶体发生丁达尔现象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.胶体微粒具有较大的表面积,能吸附阳离子或阴离子,故在电场作用下会产生电泳现象5.用特殊方法把固体物质加工到纳米级(1~10 nm,1 nm=10-9m)的超细粉末粒子,然后制得纳米材料。
高考总复习溶液和胶体【考纲要求】1.了解分散系的概念、分类2.了解胶体的概念、制备、性质、应用3.了解溶解度的概念及其影响,利用溶解度表或溶解度曲线获取相关物质溶解度信息4.理解溶液的组成和溶液中溶质质量分数、物质的量浓度等概念,并能进行相关计算【考点梳理】考点一:分散系及其分类1、分散系定义:把一种(或多种)物质分散在另一种(或多种)物质中所得到的体系,叫做分散系。
前者属于被分散的物质,称作分散质;后者起容纳分散质的作用,称作分散剂。
按照分散质或分散剂的状态。
要点诠释:分散系的分类【溶液和胶体】按照分散质或分散剂的聚集状态(气、固、液)来分,分散系可以有以下9种组合:2.溶液、胶体和浊液——三种分散系的比较不同的分散系,其外观、组成等不同,其根本原因是分散质粒子大小不同。
现将三种分当分散剂是水或其他液体时,按照分散质粒子的大小,可以把分散系分为溶液、胶体和浊液。
溶液中分散质粒子小于1nm ,溶液中的分散质我们也称为溶质;浊液中的分散质粒子通常大于100nm ;胶体中的胶体粒子大小在1nm~100nm 之间。
因此,溶液和胶体的分散质都能通过滤纸,而悬浊液的分散质则不能通过滤纸。
这三类分散质中,溶液最稳定;浊液很不稳定,分散质在重力作用下会沉降下来;胶体在一定条件下能稳定存在,稳定性介于溶液和浊液之间,属于介稳体系。
考点二:胶体及其性质1、定义:分散质粒子大小在1nm~100nm 之间的分散系称为胶体。
常见的胶体:Fe(OH)3胶体、淀粉溶胶、蛋白质溶液、肥皂水、有色玻璃、牛奶、豆浆、粥、江河之水、血液等。
2、胶体的分类:分散剂是液体——液溶胶。
如Al(OH)3胶体,蛋白质胶体 (1)按分散剂的状态分 分散剂是气体——气溶胶。
如雾、云、烟 ——固溶胶。
如烟水晶、有色玻璃。
(2)按分散质的粒子分 粒子胶体——胶粒是许多“分子”的集合体。
如Fe(OH)3胶体。
分子胶体——胶粒是高分子。
如淀粉溶胶,蛋白质胶体等。
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1nm—100nm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1mL—2mLFeCl3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①向盛有10mL 0.01mol/LKI的试管中,滴加8—10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KNO3②在一支大试管里装入5mL—10mL1mol/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:①肥皂水(胶体):它是由C17H35COONa水解而成的。
②淀粉溶液(胶体):可溶性淀粉溶于热水制得。
③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。
胶体在医学上的应用及解析胶体是一种介于溶液和悬浮液之间的物质状态,由一种或多种物质的细小颗粒悬浮在另一种物质中形成。
胶体具有许多独特的性质和广泛的应用。
在医学领域,胶体广泛应用于药物传递、诊断和组织工程等方面。
首先,胶体在药物传递中发挥着重要作用。
由于其颗粒尺寸在纳米和亚微米范围内,胶体具有较大的比表面积和较长的药物释放时间,可以有效地增加药物的溶解度和稳定性,并延长药物的作用时间。
例如,纳米胶体可以用于传递水疱中的药物,通过改变透皮药物渗透性和提高药物在皮肤中的吸收,提高药物的治疗效果。
其次,胶体在诊断方面也有重要应用。
胶体颗粒可以通过与疾病标志物结合形成复合物,在检测技术中起到信号放大和传感器的作用。
例如,金纳米颗粒可以与抗体结合形成胶体金标记试剂,用于肿瘤标志物的检测。
通过改变颗粒的大小和形状,可以调节其表面等离子体共振吸收峰的位置和强度,实现对不同疾病的高灵敏度和高选择性诊断。
此外,胶体在组织工程和创伤修复中也发挥着重要作用。
胶体材料可以用于构建三维支架结构,为细胞提供黏附和增殖的环境。
通过调节胶体颗粒的形状、大小和表面性质,可以控制胶体材料的生物相容性、生物可降解性和力学性能,实现组织工程的高效修复和再生。
例如,导电聚合物胶体可以用于电刺激修复神经组织,金属胶体可以用于骨组织再生。
在胶体的制备和解析方面,多种方法和技术被应用于医学研究和临床诊断。
常见的制备方法包括溶胶-凝胶法、沉淀法、微乳液法等。
这些方法可以根据需要精确控制胶体的粒径和分散度。
解析方法主要包括动态光散射、紫外-可见吸收光谱、电子显微镜等。
这些方法可以用于测量胶体颗粒的大小、形状和分布情况,分析胶体的表面性质和相互作用机制。
需要注意的是,虽然胶体在医学上有着广泛的应用潜力,但其应用仍面临一些挑战和限制。
例如,胶体在体内的生物分布、代谢和毒性等问题仍需要深入研究。
此外,胶体在制备和解析过程中也面临一些技术难题,如控制产物粒径和形状的均一性、提高解析方法的精确度和灵敏度等。
第四章胶体溶液学习要点分散系、分散相、分散介质、表面现象、表面能、表面活性物质、吸附、孚L 化剂、乳化作用、溶胶、胶团结构、Tyndall现象、Brown运动、电泳、电渗。
聚沉值、大分子溶液、胶凝、盐析学习指南(一)分散系统分散系统,简称分散系,是由一种或几种物质以较小的颗粒分散于另一种物质中所形成的系统。
分散系中被分散的物质称为分散相,容纳分散相的物质称为分散介质。
根据物态,分散系有固态、液态与气态之分。
液体分散系按其分散相直径的大小不同可分为真溶液、胶体分散系和粗分散系三类。
分散系又可分为均相分散系和非均相分散系两大类。
均相分散系只有一个相(体系内部物理性质和化学性质均一的部分形成一相”,包括真溶液、大分子溶液。
非均相分散系的分散相和分散介质为不同的相,包括溶胶和粗分散系。
(二)表面现象我们把在任何两相界面上产生的物理化学现象总称为表面现象。
胶体的许多性质,如电学性质、稳定性、保护作用等都与表面现象有关。
如果把液体内部分子移到表面层就要克服向内的合力而做功。
这种功称为表面功,它以势能形式储存于表面分子。
单位表面上的表面自由能即增加单位表面所消耗的功,称为比表面能,比表面能在数值上等于表面张力。
根据热力学原理,表面能有自发降低的趋势。
要降低表面能,可通过两种途径:一是缩小物体的表面积;二是降低表面张力或是两者都减小。
表面活性物质分子的一端具有疏水性,另一端具有亲脂性。
如果向水中加入表面活性物质,则表面活性物质会部分地代替水分子聚集在溶液表面上,以降低表面张力,导致表面活性物质在表面层的浓度大于在溶液内部的浓度,产生正吸附。
相反,如果向水中加入某些无机盐类(如NaCl等)、糖类(单糖、双糖)以及溶于水的金属氢氧化物、淀粉等表面张力比水大的表面非活性物质,则这类物质在溶液表面层的浓度将会小于它们在溶液内部的浓度,产生负吸附。
(三)孚L状液水与油这两种液体不相溶,若使其中的一种液体的一种以细小的液滴分散于另一种不相溶的液体中,必须在振荡的同时加入一种能降低比界面能的表面活性物质,这种表面活性物质的分子在油与水两相界面上定向地排列,形成一层保护分散相液滴的薄膜,防止了液滴合并变大而分层,使体系得到一定程度的稳定性. 这种能使乳浊液稳定的的表面活性物质称为乳化剂,乳化剂所起的作用称为乳化作用。
第4讲物质的分类考点一物质的组成、性质及分类.理解混合物和纯净物、单质和化合物、.理解酸、碱、盐、氧化物的概念及其相.了解胶体是一种常见的分散系,了解溶1.2.胶体:概念、组成、性质及应用1.元素、微粒及物质间关系图2.同素异形体3. 元素在物质中的存在形态游离态:元素以单质形式存在的状态。
化合态:元素以化合物形式存在的状态。
4. 混合物和纯净物①纯净物:由同种单质或化合物组成的物质。
②混合物:由几种不同的单质或化合物组成的物质。
有下列物质:①氧气②二氧化碳③臭氧(O3) ④盐酸⑤铁⑥碳酸钠⑦空气⑧氢氧化钠⑨冰、水混合物其中由分子直接构成的纯净物有:①②③⑨;由原子直接构成的纯净物有:⑤;由离子直接构成的纯净物有:⑥⑧;互为同素异形体的是:①和③;属于单质的有:①③⑤;属于化合物的有:②⑥⑧⑨;属于混合物的有:④⑦。
提醒:由同种元素组成的物质不一定是纯净物,如O2和O3。
3.物质的分类(1)树状分类法——按不同层次对物质逐级分类无机化合物⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎧氢化物:HCl 、H 2S 、H 2O 、NH 3等氧化物⎩⎪⎨⎪⎧不成盐氧化物:CO 、NO 等成盐氧化物⎩⎨⎧碱性氧化物:Na 2O 、CaO 等酸性氧化物:CO 2、P 2O 5等两性氧化物:Al 2O 3等过氧化物:Na 2O 2、H 2O 2等酸⎩⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎧按电离出的H +数⎩⎨⎧一元酸:HCl 、HNO 3等二元酸:H 2SO 4、H 2S 等三元酸:H 3PO 4等按酸根是否含氧⎩⎨⎧无氧酸:HCl 、H 2S 等含氧酸:HClO 4、H 2SO 4等按酸性强弱⎩⎨⎧强酸:HCl 、H 2SO 4、HNO 3等弱酸:CH 3COOH 、HF 等按有无挥发性⎩⎨⎧挥发性酸:HNO 3、HCl 等难挥发性酸:H 2SO 4、H 3PO 4等碱⎩⎨⎧按水溶性⎩⎨⎧可溶性碱:NaOH 、KOH 、Ba (OH )2等难溶性碱:Mg (OH )2、Cu (OH )2等按碱性强弱⎩⎨⎧强碱:NaOH 、Ba (OH )2、KOH 等弱碱:NH 3·H 2O 等盐⎩⎨⎧正盐:BaSO 4、KNO 3、NaCl 等酸式盐:NaHCO 3、KHSO 4等碱式盐:Cu 2(OH )2CO 3等复盐:KAl (SO 4)2·12H 2O 等提醒:(1)同一种物质,按不同的角度进行分类,可得到不同的分类结果,如Na 2CO 3属于钠盐、碳酸盐、含氧酸盐、正盐等。
高三化学胶体和溶液【本讲主要内容】胶体和溶液【知识掌握】【知识点精析】一、分散系由一种物质(或几种物质)以粒子形式分散到另一种物质里形成的混合物,统称为分散系。
分散系中分散成粒子的物质叫做分散质;分散系中的另一种物质叫做分散剂。
注意:△粒子——可以是单个分子或离子,也可以是离子、分子的集合体△分散剂——可以是固态、液态、气态的物质△分散系是混合物二、胶体1、胶体的概念:分散质粒子直径在1nm~100nm之间的分散系。
胶体的本质特征:胶体粒子直径在1nm~100nm之间。
2、胶体的分类3、胶体的重要性质(1)丁达尔效应:光束通过胶体,形成光亮的“通路”的现象叫丁达尔效应。
丁达尔效应是胶体的性质特征,这是由于胶体粒子的大小正好可以发生光的散射。
常用于胶体的鉴别,区分胶体和真溶液。
(2)布朗运动:胶体粒子受分散剂分子撞击,形成不停的、无序的运动,叫做布朗运动。
布朗运动不是胶体独有的性质,并且需要在超显微镜下才可观察到,所以一般不用于胶体的鉴别。
(3)电泳现象:在外加电场作用下,胶体粒子在分散剂里向电极作定向移动的现象,叫做电泳。
产生电泳现象的原因是胶体粒子具有相对较大的表面积,能吸附某些离子而使其带有电荷引起的。
一般说来,金属氢氧化物、金属氧化物的胶体微粒吸附阳离子,带正电荷;非金属氧化物、金属硫化物的胶体微粒吸附阴离子,带负电荷。
注意:“胶粒”带电荷,而“胶体”呈电中性。
4、胶体的制取(1)物理法:研磨如制豆浆研墨直接分散如制蛋白胶体制NaCl(分散剂是酒精)胶体(2)水解法如制 F e(O H)3胶体(3)复分解法如制AgI胶体5、胶体的聚沉同种胶体粒子带同种电荷,同性相斥,胶体粒子之间不易聚集沉降。
加入某些物质,中和了胶体粒子所带的电荷,胶体粒子聚集长大,发生沉降,这个过程叫聚沉。
(1)加入电解质溶液:中和胶粒所带电荷,使之聚成大颗粒。
显然,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,聚沉效果越明显;胶粒带负电,所加电解质中阳离子电荷愈高、离子浓度愈大,聚沉效果越明显。
第四章胶体溶液第一节分散系一种或几种物质分散在另一种物质中所形成的体系叫分散系。
被分散成微粒的物质叫分散质或分散相;能容纳分散相的连续介质叫分散剂或分散介质。
分散系的形式是多种多样的。
学生思考:举例说明分散系、分散质、分散剂的概念。
分散质粒子大小在1nm~100nm之间的体系叫胶体分散系。
第二节溶胶溶胶是胶体溶液的简称,其分散质粒子(胶粒)的大小在1nm~100nm之间,是由大量的分子或离子组成的聚集体,在分散质和分散剂之间存在有相界面。
溶胶具有高度分散性、多相性和聚结不稳定性,由此导致了溶胶在光学、动力学和电学等方面具有一些特殊性质。
一、溶胶的基本性质(一)溶胶的光学性质丁铎尔现象:在暗室中,用一束聚焦的光束照射溶胶,在与光束垂直的方向观察,可以看到溶胶中有一道明亮的光柱,这种现象称为丁铎尔现象。
(二)溶胶的动力学性质溶胶粒子时刻处于无规则的运动状态,因而表现出扩散、沉降等与胶粒大小及形状等属性有关的运动特性,称之为溶胶的动力学性质。
1. 布朗运动:溶胶的胶粒,在介质中不停地作不定向的、无规则的运动现象,称为布朗运动。
由于分散介质的分子从各个方向以不等的力撞击溶胶粒子,胶粒在每一瞬间受到碰撞的合力大小和方向不同,所以胶粒处于不停的无秩序运动状态。
2. 扩散:当溶胶中的胶粒存在浓度差时,胶粒将从浓度大的区域向浓度小的区域迁移,这种现象称为胶粒的扩散。
溶胶粘度越小,浓度差越大,温度越高,越容易扩散。
3. 沉降:溶胶粒子受重力作用逐渐下沉的现象称为沉降。
溶胶胶粒较小,扩散和沉降两种作用同时存在。
一方面由于布朗运动使胶粒向上扩散,另一方面由于重力作用使胶粒向下沉降。
当扩散和沉降这两种相反作用的速度相等时,系统处于平衡状态,称为沉降平衡。
平衡时,胶粒的浓度从上到下逐渐增大,形成一个稳定的浓度梯度。
(三)电学性质电泳:在外电场的作用下,溶胶粒子在介质中定向移动的现象称为电泳。
例如,在一个U型管中注入棕红色的Fe(OH)3溶胶,小心地在Fe(OH)3溶胶上面注入适量的NaCl溶液。
然后分别插入电极,接通直流电源,一段时间后,可以看到负极一端的棕红色界面上升,正极一端的棕红色界面下降。
结果表明,这种溶胶的胶粒带正电,向负极移动。
图示如下:实验证明,大多数金属氢氧化物溶胶的胶粒带正电,称为正溶胶;大多数金属硫化物、非金属氧化物、硅胶、金、银等溶胶的胶粒带负电,称为负溶胶。
研究电泳现象,不仅有助于了解溶胶的结构及其电学性质,而且在蛋白质、多肽、氨基酸和核酸等物质的分离和鉴定方面有着广泛的应用。
课堂练习:要求背诵丁铎尔现象、布朗运动、扩散、沉降和电泳的概念。
二、溶胶的结构(一)胶粒带电的原因(教学重、难点)溶胶的电学性质,表明胶粒带电。
胶粒带电有两种主要原因:1. 胶核界面的选择性吸附溶胶是高度分散的多相体系,分散质具有很大的表面积,溶胶粒子中的胶核(原子、离子或分子的聚集体)具有吸附其他物质而降低其界面能的趋势,通常会选择性地吸附分散系中与其组成类似的离子,使其界面带有一定量的电荷。
例如,制备氢氧化铁溶胶,化学反应式为:FeCl 3+3H 2O →Fe(OH)3+3HCl溶液中有部分Fe(OH)3与HCl 作用,化学反应式为:Fe(OH)3+HCl →FeOCl+2H 2OFeOCl →FeO ++Cl ﹣由若干个Fe(OH)3分子聚集成直径为1nm 100nm 的固体粒子,它是溶胶粒子的核心,称为胶核。
胶核能选择性地吸附溶液中与其组成类似的FeO +而带正电荷,而溶胶中电性相反的Cl ﹣(称反离子)则留在介质中。
又如,利用硝酸银和碘化钾制备碘化银溶胶,化学反应式为:AgNO 3+KI →AgI+KNO 3如改变两种反应物的相对用量,可使制备的碘化银溶胶带有不同符号的电荷。
当KI 过量时,AgI 胶核吸附过量的I ﹣而带负电荷;当AgNO 3过量时,AgI 胶核则吸附过量的Ag +而带正电荷。
2. 胶核表面分子的解离 胶核和介质接触后,表面上的分子与分散介质作用而解离,其中的一种离子扩散到介质中,这时胶核表面便带相反的电荷。
例如,由硅胶制备的溶胶,胶核是由许多xSiO 2﹒yH 2O 分子组成的,其表面与水作用所形成的H 2SiO 3是一种弱酸,可以解离成SiO 32﹣和H +。
H 2SiO 33﹣+H + HSiO 3﹣ 32﹣+H +H +扩散到介质中去,而HSiO 3﹣和SiO 32﹣则滞留在胶核表面,其结果使胶粒带负电荷,故硅胶为负溶胶。
(二)、胶团的双电层结构(教学难点)反离子有两种趋势:一是受到胶核的异电吸引,有靠近胶核表面的趋势;二是因离子的扩散作用,又有远离胶核表面的趋势。
这两种相反趋势共同作用的结果,只有一部分反离子被紧密地吸引在胶核表面,并与胶核表面的离子一起而形成带电层,称为吸附层,其厚度约为1个分子厚度的距离。
胶核与吸附层构成胶粒。
在吸附层外面,另一部分反离子则分布于胶粒的周围,距胶核越近,浓度越大,愈远渐稀,形成了与吸附层电荷符号相反的另一个带电层,它的厚度取决于反离子向介质中扩散的程度,称为扩散层。
这种由吸附层和扩散层构成的电性相反的两层,称为双电层。
胶粒和扩散层构成胶团。
胶团以外的介质称为胶团间液,溶胶是胶团和胶团间液所构成的整体。
胶粒和扩散层的电荷符号相反,电量相等,所以整个胶团呈电中性,溶胶不显电性。
在电场中,胶粒能够定向移动,是独立运动的单位。
通常所说的溶胶带电,实际是指胶粒而言的。
例如,在氢氧化铁溶胶中,由m个Fe(OH)3分子聚集成胶核,胶核选择性地吸附了n 个FeO+(m﹥﹥n),同时还紧密吸附了(n-x)个Cl﹣,便形成了胶粒。
扩散层中有x个Cl﹣。
氢氧化铁溶胶的胶团结构,也可用简式表示如下:三、溶胶的稳定性和聚沉(一)稳定性溶胶是高度分散的多相体系,具有热力学不稳定性,但纯化的溶胶却能稳定地存在相当长的时间,具有动力学和电学稳定性。
这种能够在相对较长时间内稳定存在的性质称为溶胶的稳定性。
溶胶能够保持相对稳定的主要原因是胶粒带电、水化膜的存在和布朗运动。
其中最主要的原因是胶粒带电。
(二)聚沉削弱或消除溶胶稳定的因素,胶粒就会聚集成较大的颗粒,这个过程称为凝聚。
当溶胶粒子聚集成更大的颗粒时,其布朗运动克服不了重力的作用,溶胶粒子从分散介质中沉淀析出的现象,称为聚沉。
使溶胶聚沉的方法主要有以下几种:1.加入强电解质溶胶对电解质很敏感,向溶胶中加入少量的电解质,就能促使溶胶聚沉。
使胶粒所带的电荷数减少甚至消除,使胶粒间的斥力减小,扩散层和水化膜随之变薄或消失,这样胶粒就能迅速凝聚而聚沉。
例如,向Fe(OH)3溶胶中加入少量的K2SO4溶液,立即出现聚沉,析出氢氧化铁沉淀。
2. 加入带相反电荷的溶胶两种带相反电荷的溶胶按适当比例混合,彼此所带的电荷相互抵消,引起溶胶的聚沉。
如用明矾净水就是溶胶相互聚沉的实例。
3. 加热加热能使溶胶发生聚沉。
因为加热增加了胶粒的运动速度和碰撞机会,削弱了胶粒的吸附作用和溶剂化程度,使溶胶发生聚沉。
课堂练习:1、溶胶能够保持相对稳定的主要因素是什么?2、使溶胶聚沉的方法有哪些?第三节高分子化合物溶液一、高分子化合物的概念相对分子量在一万以上、甚至高达几百万的化合物叫高分子化合物。
它包括天然高分子和合成高分子两类。
虽然高分子化合物的相对分子质量很大,但组成一般比较简单。
例如,聚糖类的纤维素、淀粉和糖原的分子,都是由数千个葡萄糖残基(-C6H10O5-)连接而成,它们的通式可写为(C6H10O5)n,但各物质的分子链长度和链节的结合方式不同,因而会形成线状或分枝状结构的高分子化合物。
二、高分子化合物溶液的特性由高分子化合物所形成的溶液称为高分子化合物溶液。
(一)稳定性较大高分子化合物溶液比溶胶的稳定性更高,在无菌、溶剂不蒸发的情况下,可以长期放置而不沉淀。
在稳定性方面它与真溶液相似。
生物高分子化合物具有许多亲水基团(如-OH、-COOH、-NH2等),这些基团与水有很强的亲和力。
当高分子化合物溶解在水中时,在其表面上牢固地吸引着许多水分子,形成一层水化膜,这层水化膜与溶胶粒子的水化膜相比,在厚度和紧密程度上都要大得多,因而它在水溶液中比溶胶粒子稳定得多。
用大量电解质使高分子化合物从溶液中沉淀析出的过程,称为盐析。
(二)粘度较大真溶液和溶胶的粘度与纯溶剂相比,差异不大,而高分子化合物溶液的粘度相比之下要大得多。
其原因是高分子化合物具有线状或分枝状结构,在溶液中,受到介质的牵引而运动困难,加上高分子化合物的高度溶剂化(若溶剂为水,则为水化),使自由流动的溶剂减少,故粘度较大。
高分子溶液的粘度受许多因素的影响,如浓度、温度、压强及时间等。
三、高分子溶液对溶胶的保护作用在溶胶中加入适量的高分子溶液,可以显著地提高溶胶的稳定性,当受到外界因素作用时(如加入电解质),不易发生聚沉,这种现象称为高分子溶液对溶胶的保护作用。
例如,在含有明胶的硝酸银溶液中加入适量的氯化钠溶液,则反应生成的氯化银不易出现沉淀,而容易形成氯化银胶体溶液。
高分子化合物对溶胶的保护作用,一般认为是由于加入的高分子化合物都是能卷曲的线形分子,很容易被吸附在溶胶粒子表面上,将整个胶粒包裹起来形成一个保护层;又由于高分子化合物水化能力很强,在高分子化合物外面又形成了一层水化膜,这样就阻止了溶胶粒子的聚集,从而提高了溶胶的稳定性。
示意图如下。
高分子化合物对溶胶的保护作用在生理过程中很重要。
血液中的碳酸钙、磷酸钙等微溶性的无机盐类,它们都是以溶胶的形式存在的,由于血液中的蛋白质对这些盐类(溶胶)具有保护作用,所以它们在血液中的含量虽然比在水中的浓度提高了近5倍,但仍然能稳定存在而不聚沉。
当发生某些疾病使血液中的蛋白质减少时,减弱了对这些盐类(溶胶)的保护作用,微溶性盐类就可能沉积在肝、肾等器官中。
医药上用于胃肠道造影的硫酸钡合剂,其中就含有足够量的高分子化合物——阿拉伯胶,它对硫酸钡溶胶具有保护作用。
当患者口服后,硫酸钡胶浆就能均匀地粘附在胃肠道壁上形成薄膜,从而有利于造影检查。
医药用的防腐剂胶体银(如蛋白银),也是利用蛋白质的保护作用制成的银的胶态制剂,使银稳定地分散于水中。
问题思考:高分子溶液对溶胶具有保护作用,在医药中有何意义?四、凝胶(一)凝胶的形成在一定条件下,如浓度增大、温度下降或溶解度减小时,很多高分子化合物溶液的粘度会逐渐变大,最后失去流动性,整个体系就会变成具有立体网状结构的弹性半固态物质,这种物质叫做凝胶。
例如,将琼脂、明胶、动物胶等物质溶解在热水中,静置冷却后,即变成凝胶。
形成凝胶的过程称为胶凝。
形成凝胶的原因是,很多具有线状或分枝状结构的高分子化合物,象一堆散乱的杂草,在彼此的接触点上相互交联,形成立体网状结构。
尽管网眼很不规则,但能把分散介质包围在网眼中间,使其不能自由流动,整个体系就变成半固体。