下载文档原格式
关于胶体稳定性问题的疑难解析胶体稳定性问题是高中化学胶体部分的重要内容。
课程标准要求学生从分类的角度认识胶体分散系，了解胶体这种常见的分散系的本质特点和基本性质。
而胶体稳定性是胶体分散系的重要性质之一，对于学生理解胶体分散系和胶体其他性质具有重要作用。
学业水平测试也要求学生识记并理解胶体的稳定性。
随着胶体化学的发展，人类对胶体稳定性的本质和原因的认识不断完善，教师理应把握胶体发展现状，明确胶体稳定性有关内容，正确引导学生认识胶体及其稳定性，以免造成学生的一些认识误区，不利于中学化学与大学化学之间的衔接。
通过分析目前“胶体”教学中涉及胶体稳定性的有关问题发现，很多教师和学生对胶体稳定性的了解并不深入和全面，尤其在胶体稳定性的探讨范围、胶体稳定存在的原因、稳定胶体制备等问题上存在错误认识。
因此，有必要结合相关文献和专业参考书，对上述问题作一些解读和澄清，以期为中学化学教学提供参考。
1胶体稳定性探讨范围的界定胶体又称胶状分散体，是一种均匀的混合物，分散质粒子直径介于粗分散系和溶液之間，即介观范围的一类分散体系，是一种高度分散的多相不均匀体系。
其种类有很多，而中学和大学化学中涉及的所谓“胶体”其实只是由难溶无机盐粒子构成的胶体，其中粒子以介观尺度分散在溶剂中且具有相界面，这是一种处于热力学不稳定、动力学稳定的体系。
而其他胶体体系即使其中粒子尺寸在介观范围也不在讨论范围内。
其他胶体体系主要有：（1）高分子溶液：尽管粒子尺度在介观范围，但那是无相界面的真正的溶液，处于热力学稳定的体系；（2）其他热力学稳定的、有相界面的胶体体系，如加表面活性剂的缔合胶体。
这种难溶盐胶体体系，热力学上由于粒子之间巨大的界能，具有相互聚结以减小界能，表现为不稳定；动力学上粒子发生布朗运动，表现为稳定，这两种表现使得胶体具有介稳性的特点，容易受外界条件的干扰发生聚沉。
2胶体稳定性表现的解释人教版化学1中，对胶体的稳定性存在如是描述：“同一种胶体微粒带相同的电荷，相互排斥，不易聚集，因此是比较稳定的分散系，可以长时间保存”，从静电斥力的角度来解释胶体稳定性。
胶体界面化学知识点总结胶体界面化学是研究在胶体系统中发生的化学现象和过程的科学，它涉及到界面的性质、结构和变化等方面。
胶体界面化学的研究对理解胶体系统的基本特性和应用具有重要的意义。
下面将对胶体界面化学的相关知识点进行总结。
一、胶体概念胶体是由两种或两种以上的相组成的复合系统，其中一个相是固体，另一个或另一些是液相或气相。
这些相都是微观分散的，且不易被重力沉淀的稳定性。
胶体是一种介于溶液和悬浮液之间的分散系统，在胶体中，含有微粒的相称为分散相，微粒与溶剂形成的相称为连续相。
胶体颗粒的尺寸一般在1-1000nm之间。
根据分散相的性质不同，胶体又可以分为溶胶、凝胶和乳胶等。
二、胶体稳定性胶体的稳定性是指其分散相维持分散状态的能力。
胶体稳定性与表面活性剂的类型和浓度、电解质的存在和浓度、电荷作用、范德华力等因素有关。
当表面活性剂存在时，会在分散相的表面形成一层物理吸附膜来减少表面能，改变表面性质，从而稳定胶体。
电解质的存在可以中和分散相表面的电荷，减少静电斥力，使胶体不稳定。
电荷作用和范德华力也会影响胶体的稳定性。
了解这些因素对胶体稳定性的影响对于胶体的应用和制备具有重要的意义。
三、界面活性剂界面活性剂是一类具有分子结构中同时含有亲水性和疏水性基团的化合物，它们在液体界面上降低表面张力，促进液体的分散和乳化，并有较强的渗透性和复合物形成性。
界面活性剂的主要作用包括降低表面张力、增加分散性、稳定胶体、乳化和分散。
根据亲水性基团的不同，界面活性剂可以分为阴离子、阳离子、非离子和两性离子界面活性剂。
界面活性剂的选择和使用对于控制胶体的稳定性和调控乳液、泡沫等具有重要的作用。
四、胶体的表面性质胶体的表面性质是指胶体颗粒的表面具有的润湿性、黏附性、表面能等物理化学性质。
胶体颗粒的表面性质与界面活性剂的类型和浓度、电解质的存在和浓度、溶剂的性质等有关。
表面性质的研究对于控制胶体的稳定性、界面活性剂的选择和应用有着重要的意义。
第5章凝聚与絮凝本章提要：介绍胶体的结构与特性，絮凝与凝聚的概念，混凝机理，混凝剂与助凝剂性质与投加方法，混凝构筑物的设计与计算，混凝过程的运行与管理等。
在水处理过程中，混凝的效果直接影响后续沉淀与过滤工艺的处理效率。
通过本章的学习，应掌握胶体的结构特性及水的混凝过程，以及常用混凝剂的作用机理与投加方法。
能够运用相关水处理原理及公式进行水的混凝设施的设计与计算。
本章重点：胶体的结构、特性及絮凝与凝聚机理、混凝剂的特性，混凝构筑物的设计与计算。
本章难点：混凝机理。
5.1 胶体结构与性质水中的悬浮杂质大都可通过自然沉淀去除，但粒径微小的悬浮颗粒在很长的时间内不会自行沉淀下来，它们被称为胶体颗粒。
胶体多指固体粒子分散在液体介质中，又称溶胶。
一种或几种物质分散在另一种物质中所构成的系统称为分散系统，其中被分散的物质称分散相，另一种物质则称为分散介质。
水与水中均匀分布的细小颗粒所组成的分散体系，按颗粒的大小分为以下三类：颗粒小于0.001μm的分子和离子形成的水溶液为真溶液，它不会引起光的散射，因此水溶液呈透明状；颗粒尺寸为0.001～0.1μm（可放宽到1μm）的称为胶体溶液；颗粒大于1μm的称悬浮液。
5.1.1 胶体的特性胶体是一种具有高分散性的的分散系统。
在分散系统中，分散相粒子（质点）半径为10-9～10-7m的称胶体，粒子半径为10-7～10-5m时则称粗分散系统，例如悬浮液（如泥浆）、乳状液(如牛奶)等。
胶体具有多相性，是多相系统。
其中的粒子和介质是两个不同的相，这是它与真溶液的主要区别之一。
由于胶体的高度分散，使它有很大的相界面，具有很高的界面能。
如直径为10nm的金溶胶，当其粒子的总体积为1 cm3时，其表面积可达600 m3。
胶体区别于其他分散系统的基本特性：（1）光学特性（丁达尔效应）当有一束可见光通过胶体溶液，从与光束前进方向垂直的侧面进行观察，可以看到溶胶中呈现一束混浊发亮的光柱，这种现象称为丁达尔效应。
高中化学胶体的性质教案
主题：胶体的性质
目标：了解胶体的性质，掌握胶体的特点和分类。
一、前导知识回顾
1. 什么是胶体？
2. 胶体与溶液、悬浮液的区别是什么？
二、学习内容
1. 胶体的性质
- 稳定性：胶体颗粒比较小，会受到布朗运动的影响，使得胶体颗粒分散在溶液中，保持稳定。
- 滤过性：胶体颗粒比分子大，无法通过滤纸等过滤器，但可以通过半透膜。
- 光学性质：胶体呈现乳白色半透明的外观，能够散射光线，呈现Tyndall 散射现象。
2. 胶体的分类
- 按胶体溶质的形态分类：溶胶、凝胶
- 按胶体颗粒的粒径分类：溶胶具有超微粒径，凝胶具有较大粒径。
三、活动设计
1. 实验：观察Tyndall 散射现象
- 准备一束光线和一定体积的胶体溶液，让学生观察胶体溶液散射的光线，观察是否能看到Tyndall 散射现象。
2. 组织小组讨论，让学生探讨不同种类的胶体在日常生活中的应用，如凝胶在食品加工中的应用等。
四、总结和评价
1. 请学生总结胶体的性质和特点，并掌握胶体的分类。
2. 随堂检测：出示几道判断题，让学生回答关于胶体的性质和分类的问题。
五、作业布置
1. 完成课堂讨论中提及的小组活动，撰写实验报告。
2. 阅读《化学史》一书中关于胶体的相关内容，做一份读书笔记。
六、拓展阅读
1. 探究溶胶和凝胶的区别，了解不同溶胶和凝胶在科学研究和工业生产中的应用。
第5章凝聚与絮凝本章提要：介绍水中胶体的结构与稳定性，絮凝与凝聚的概念，混凝机理，混凝剂与助凝剂性质与投加方法，混凝构筑物的设计与计算，混凝过程的运行与管理等。
通过本章的学习，应掌握胶体的结构、稳定性及水的混凝过程，以及常用混凝剂的作用机理与投加方法。
能够运用相关水处理原理及公式进行水的混凝设施的设计与计算。
本章重点：胶体的结构、胶体稳定性、絮凝与凝聚机理、影响混凝效果的主要因素、混凝剂的特性，混凝构筑物的设计与计算。
本章难点：混凝机理、混凝动力学。
概述凝聚：水中胶体失去稳定（脱稳）并生成微小聚集体的过程。
絮凝：脱稳的胶体相互聚结成大的絮凝体的过程。
混凝：水中胶体粒子失去稳定并相互聚结成大的絮凝体的过程，它是通过向水中投加混凝剂实现的。
混凝是凝聚和絮凝的总称。
混凝去除对象:水中胶体粒子及微小悬浮物。
应用：广泛应用于给水处理，也可用于工业水处理及城市污水的三级处理和深度处理等。
另外，还可用于水的除油、脱色。
思考：水处理中，为什么需要进行混凝处理？5.1 水中胶体稳定性作为水中的胶体颗粒杂质，其粒子尺寸大约在1nm到1um之间，直接进行沉淀分离处理几乎是不可能。
因此从水处理的角度而言，认为胶体在水中是稳定的。
水中胶体稳定性：指胶体粒子在水中长期保持分散悬浮状态的特性。
原水现状: 胶体分散悬浮而稳定。
处理目标：通过适当的技术手段使均匀分散的稳定胶体颗粒失去稳定性，胶体相互碰撞聚结成大颗粒，达到沉降分离目的。
思考：为什么水中胶体具有稳定性？5.1.1 胶体的双电层结构胶体颗粒的最内层称为胶核，胶核表面因吸附电位形成离子而带电，胶核通过静电引力作用吸附溶液中的反离子到其周围，构成胶体的双电层结构。
见图5-1所示。
吸附层：胶核表面的电位形成离子和其吸附的束缚反离子合称为吸附层；扩散层：随着与胶核表面距离逐渐的增大，反离子浓度变小且有向溶液中扩散的趋势，故不随胶粒移动。
这层反离子称为自由反离子，构成扩散层。
胶粒: 胶核与吸附层合称胶粒。
关于胶体稳定性问题的疑难解析作者：李梦雪来源：《化学教学》2018年第01期摘要：中学化学胶体稳定性的探讨范围仅为难溶盐胶体，针对难溶盐胶体稳定性问题，从难溶盐胶体体系中相互作用的角度，解释难溶盐胶体的稳定与聚沉，并结合文献探讨难溶盐胶体制备的必需条件。
解释或澄清中学化学中对胶体稳定性问题的一些认识误区，为中学教师的实际教学提供参考和借鉴。
关键词：胶体稳定性；胶粒相互作用；胶体聚沉；胶体制备；问题探讨文章编号：1005-6629（2018）1-0092-04 中图分类号：G633.8 文献标识码：B胶体稳定性问题是高中化学胶体部分的重要内容。
课程标准要求学生从分类的角度认识胶体分散系，了解胶体这种常见的分散系的本质特点和基本性质。
而胶体稳定性是胶体分散系的重要性质之一，对于学生理解胶体分散系和胶体其他性质具有重要作用。
学业水平测试也要求学生识记并理解胶体的稳定性。
随着胶体化学的发展，人类对胶体稳定性的本质和原因的认识不断完善，教师理应把握胶体发展现状，明确胶体稳定性有关内容，正确引导学生认识胶体及其稳定性，以免造成学生的一些认识误区，不利于中学化学与大学化学之间的衔接。
通过分析目前“胶体”教学中涉及胶体稳定性的有关问题发现，很多教师和学生对胶体稳定性的了解并不深入和全面，尤其在胶体稳定性的探讨范围、胶体稳定存在的原因、稳定胶体制备等问题上存在错误认识。
因此，有必要结合相关文献和专业参考书，对上述问题作一些解读和澄清，以期为中学化学教学提供参考。
1胶体稳定性探讨范围的界定胶体又称胶状分散体，是一种均匀的混合物，分散质粒子直径介于粗分散系和溶液之間，即介观范围的一类分散体系，是一种高度分散的多相不均匀体系。
其种类有很多，而中学和大学化学中涉及的所谓“胶体”其实只是由难溶无机盐粒子构成的胶体，其中粒子以介观尺度分散在溶剂中且具有相界面，这是一种处于热力学不稳定、动力学稳定的体系。
而其他胶体体系即使其中粒子尺寸在介观范围也不在讨论范围内。
65胶体稳定性的DLVO 理论胶体(憎液溶胶)是一个高度分散的系统，它有很大的表面自由能，且具有自发降低表面自由能的倾向，这就是说，在本质上，憎液溶液胶属于热力学不稳定系统。
某些物理条件的改变，特别是电解质的加入，会显著地影响它的稳定性，使它聚集而沉淀。
早在一个世纪前，Schulze(舒尔茨)和Hardy(哈迪)就经验发现，异号离子的电荷数对溶胶的聚沉影响很大。
电荷数(价数)愈高，聚沉能力愈大。
如果将使溶胶聚沉的电解质最低浓度称为聚沉值，则一价、二价和三价异号离子的聚沉值之比约为66)31(:)21(:1，这个规律称为Schulze —Hardy 规则。
怎样解释这个规则，就成了胶体稳定性理论必须面对的首要任务。
直到上个世纪的四十年代，这个问题才被两位前苏联学者Дерягин(杰里亚金)、Ландау(朗道)和两位荷兰学者Verwey(弗威)和Overbeek(奥弗比克)所解决，因此，称为DLVO 理论。
本专题就专门来介绍这个理论。
鉴于理论是建立在数学解析的基础上，下面的介绍只取推导的结果，而将介绍的重心放在物理意义上。
1．DLVO 理论这个理论完全着眼于溶胶粒子的作用势能与粒子间距的关系。
认为粒子间存在着两个相互制约的作用力，一是van der Waals 引力，它要使粒子兼并而聚沉。
另一是扩散双电层重迭所引起的静电斥力，它是维护溶胶稳定的原因。
因此，溶胶是否能够相对地稳定就取决于这两种力谁占据优势，DLVO 理论的首要任务便是分别计算粒子之间的引力和斥力势能与粒子间距的定量关系。
(1) 粒子间的van der Waals 引力势能如所周知，分子之间是存在短程的van der Waals 引力的，这种力的大小与分子间距的7次方成反比。
它包括分子间的偶极—偶极作用，偶极与诱导偶极的作用和分子间的色散作用。
后者亦称London 力，在胶体中常常起着主要的作用，量子力学算得，London 力的引力势能与分子间距的关系可由下式表示662A 43−−−=−=x x h V βνα (65-1) 式中h 为Planck 常数, ν为分子的特征振动频率，α为分子的极化率，x 为分子间距，负号表示吸引。
