胶体化学 丁达尔效应
- 格式:ppt
- 大小:1.98 MB
- 文档页数:84


首先,什么是丁达尔效应。
当一束光线透过胶体,从入射光的垂直方向可以观察到胶体里出现的一条光亮的“通路”,其原理是光被悬浮的胶体粒子所散射[1]。
所以胶体粒子散射入射光产生了肉眼可见的光路,这被称作丁达尔效应。
那么我们下一步就需要深究“胶体”的定义。
在化学中,胶体是一种非均相的均匀混合物。
在胶体中含有两种不同相态的物质,被分散的物质称为分散相,另一种连续分布的物质称为分散介质。
分散的一部分可以是由许多原子或分子组成的有界面的粒子,大小(直径)介于1nm到1000nm之间[2]。
也就是说,只要分散相的尺寸在1-1000 nm之间,那么就是胶体。
之前的一些教材可能说是1-100 nm,但是随着现在越来越多的胶体与界面领域的研究,定义也放宽到了1000 nm。
比如这篇文章中得到的囊泡聚集体尺寸大约为700 nm和100 nm,但是依然是澄清的液体[3]。
这也是为什么现在一般定义是1-1000 nm了。
所以根据这个定义,牛奶就是胶体了!那么,我们可以说丁达尔效应就是因为光被1-1000 nm尺寸的颗粒所散射而产生的光亮的“通路”。
高中化学:胶体的性质知识点1.胶体的性质与作用:(1)丁达尔效应:由于胶体粒子直径在1~100nm之间,会使光发生散射,可以使一束直射的光在胶体中显示出光路.(2)布朗运动:①定义:胶体粒子在做无规则的运动.②水分子从个方向撞击胶体粒子,而每一瞬间胶体粒子在不同方向受的力是不同的.(3)电泳现象:①定义:在外加电场的作用下,胶体粒子在分散剂里向电极作定向移动的现象.②解释:胶体粒子具有相对较大的表面积,能吸附离子而带电荷.扬斯规则表明:与胶体粒子有相同化学元素的离子优先被吸附.以AgI胶体为例,AgNO3与KI反应,生成AgI溶胶,若KI过量,则胶核AgI吸附过量的I-而带负电,若AgNO3过量,则AgI吸附过量的Ag+而带正电.而蛋白质胶体吸附水而不带电.③带电规律:1°一般来说,金属氧化物、金属氢氧化物等胶体微粒吸附阳离子而带正电;2°非金属氧化物、金属硫化物、硅酸、土壤等胶体带负电;3°蛋白质分子一端有-COOH,一端有-NH2,因电离常数不同而带电;4°淀粉胶体不吸附阴阳离子不带电,无电泳现象,加少量电解质难凝聚.④应用:1°生物化学中常利用来分离各种氨基酸和蛋白质.2°医学上利用血清的纸上电泳来诊断某些疾病.3°电镀业采用电泳将油漆、乳胶、橡胶等均匀的沉积在金属、布匹和木材上.4°陶瓷工业精练高岭土.除去杂质氧化铁.5°石油工业中,将天然石油乳状液中油水分离.6°工业和工程中泥土和泥炭的脱水,水泥和冶金工业中的除尘等.(4)胶体的聚沉:①定义:胶体粒子在一定条件下聚集起来的现象.在此过程中分散质改变成凝胶状物质或颗粒较大的沉淀从分散剂中分离出来..②胶粒凝聚的原因:外界条件的改变1°加热:加速胶粒运动,减弱胶粒对离子的吸附作用.2°加强电解质:中和胶粒所带电荷,减弱电性斥力.3°加带相反电荷胶粒的胶体:相互中和,减小同种电性的排斥作用.通常离子所带荷越高,聚沉能力越大.③应用:制作豆腐;不同型号的墨水不能混用;三角洲的形成.2.胶体的制备:1)物理法:如研磨(制豆浆、研墨),直接分散(制蛋白胶体)2)水解法:Fe(OH)3胶体:向20mL沸蒸馏水中滴加1mL~2mL FeCl3饱和溶液,继续煮沸一会儿,得红褐色的Fe(OH)3胶体.离子方程式为:Fe3++3H2O=Fe(OH)3(胶体)+3H+3)复分解法:AgI胶体:向盛10mL 0.01mol•L-1KI的试管中,滴加8~10滴0.01mol•L-1AgNO3,边滴边振荡,得浅黄色AgI胶体.硅酸胶体:在一大试管里装入5mL~10mL 1mol•L-1HCl,加入1mL水玻璃,然后用力振荡即得.离子方程式分别为:Ag++I-=AgI(胶体)↓SiO32-+2H++2H2O=H4SiO4(胶体)↓复分解法配制胶体时溶液的浓度不宜过大,以免生成沉淀.3.常见胶体的带电情况:(1)胶粒带正电荷的胶体有:金属氧化物、金属氢氧化物.例如Fe(OH)3、Al(OH)3等;(2)胶粒带负电荷的胶体有:非金属氧化物、金属硫化物、硅酸胶体、土壤胶体;(3)胶粒不带电的胶体有:淀粉胶体.特殊的,AgI胶粒随着AgNO3和KI相对量不同,而带正电或负电.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。
胶体丁达尔效应胶体丁达尔效应是指在两种不同相的物质接触面上,由于表面活性剂的存在,会形成胶体颗粒而引起的一系列现象。
该效应是由法国物理学家丁达尔于1885年发现并命名的。
一、胶体丁达尔效应的原理1.1 表面活性剂表面活性剂是指具有亲水和疏水两种互相矛盾的性质,能够降低液体表面张力并在两种不同相之间形成稳定界面的化学物质。
它们通常由亲水基团和疏水基团组成,其中亲水基团可以与水分子相互作用而疏水基团则可以与非极性溶剂相互作用。
1.2 胶体颗粒当表面活性剂被加入到两种不同相之间时,它们会在界面上形成一层分子膜。
这些分子膜会聚集在一起形成微小胶体颗粒,并在溶液中悬浮着。
这些胶体颗粒可以通过光学显微镜或电子显微镜观察到。
二、胶体丁达尔效应的实验现象2.1 泡沫的形成当表面活性剂被加入到水中时,它们会在水表面形成一层分子膜。
这层分子膜可以降低水的表面张力,并使得气泡在水中不易破裂。
因此,当我们用吸管吹气到水中时,会形成许多小气泡,并最终聚集在一起形成泡沫。
2.2 疏水颗粒的悬浮当我们将一些油滴加入到水中时,它们会很快地沉淀到底部。
但是,如果我们加入一些表面活性剂,则它们会在油滴和水之间形成一个界面,并使得油滴悬浮在水中而不是沉淀到底部。
2.3 颜色变化当我们将一些金属离子加入到溶液中时,它们会与表面活性剂分子相互作用并形成胶体颗粒。
这些胶体颗粒可以散射光线并产生彩色效应。
三、胶体丁达尔效应的应用3.1 生物学胶体丁达尔效应已经广泛应用于生物学中。
例如,在细胞培养中,表面活性剂可以被用作细胞培养基的一部分,以保持细胞在培养皿中的悬浮状态。
此外,表面活性剂还可以用于制备纳米颗粒和微球,这些颗粒可以用于药物传递和生物成像等应用领域。
3.2 化学工业在化学工业中,胶体丁达尔效应被广泛应用于制备各种胶体材料。
例如,在涂料和油漆制造过程中,表面活性剂可以被用作乳化剂来稳定颜料和其他添加剂的悬浮状态。
此外,表面活性剂还可以被用作洗涤剂、乳化剂、分散剂等。
丁达尔现象:当一束光线透过胶体,从入射光的垂直方向可以观察到胶体里出现的一条光亮的“通路”,这种现象叫丁达尔现象,也叫丁达尔效应(Tyndall effect)、丁泽尔现象、丁泽尔效应。
胶体能有丁达尔现象,而溶液几乎没有,可以采用丁达尔现象来区分胶体和溶液,注意:当有光线通过悬浊液时有时也会出现光路,但是由于悬浊液中的颗粒对光线的阻碍过大,使得产生的光路很短。
银镜反应:在洁净的试管里加入1mL2%的硝酸银溶液,再加入氢氧化钠水溶液,然后一边振荡试管,可以看到白色沉淀。
再一边逐滴滴入2%的稀氨水,直到最初产生的沉淀恰好溶解为止(这时得到的溶液叫银氨溶液). 乙醛的银镜反应:再滴入3滴乙醛,振荡后把试管放在热水中温热。
不久可以看到,试管内壁上附着一层光亮如镜的金属银。
(在此过程中,不要晃动试管,否则只会看到黑色沉淀而无银镜。
)葡萄糖的银镜反应:滴入一滴管的葡萄糖溶液,振荡后把试管放在热水中温热。
不久可以看到,试管内壁上附着一层光亮如镜的金属银。
反应本质这个反应里,硝酸银与氨水生成的银氨溶液中含有氢氧化二氨合银,这是一种弱氧化剂,它能把乙醛氧化成乙酸(即-CHO被氧化成-COOH),乙酸又与生成的氨气反应生成乙酸铵,而银离子被还原成金属银。
从葡萄糖的角度来说,葡萄糖中有醛基,具有还原性,把硝酸银里的银离子还原成金属银。
碱性条件下,水浴加热。
反应物的要求: 1.甲醛、乙醛、乙二醛等等各种醛类即含有醛基(比如各种醛,以及甲酸某酯等) 2.甲酸及其盐,如HCOOH、HCOONa等等 3.甲酸酯,如甲酸乙酯HCOOC2H5、甲酸丙酯HCOOC3H7等等 4.葡萄糖、麦芽糖等分子中含醛基的糖。
斐林试剂(Fehling's solution)是德国化学家斐林(Hermann von Fehling,1812年--1885年)在1849年发明的。
它是由氢氧化钠的质量分数为0.1 g/mL的溶液和硫酸铜的质量分数为0.05 g/mL的溶液,还有酒石酸钾钠配制而成的。