浅谈高中化学中的胶体

浅谈高中化学中的胶体

思考：向上抛出一支粉笔，当然是先到达一定高度，随后再迅速落下，掉在地面上。那如果是向上抛出一把粉笔灰呢？

不少高一同学，开学首周的前几堂化学课中，就接触到了胶体，但由于某些原因，其实并不理解胶体，甚至将胶体与胶水混为一谈。

溶液与浊液

初中学过，溶液是一种混合物，由溶剂与溶质组成。高中引入分散系的概念，也是混合物，由分散剂与分散质组成。显然，这里是一个母与子的关联——先前所见之溶液，其实是分散系的一个子集。

初中还接触过分散系的另一个子集，即浊液。依据分散质为固体或液体，进一步分为悬浊液与乳浊液。

溶液与浊液的宏观性质有何不同？我们知道前者均一、稳定。而后者久置易分层，即不均匀、不稳定。如何解释？

浊液之所以不稳定，是因为它“吃得太胖”，以至受到的重力太强，很容易就沉积下来，与分散剂分离。

而溶液中的分散质粒子，通常是小分子或离子，被溶剂充分分散，无规则热运动远强于重力因素，于是“轻功水上漂”。（当然，这里的解释具有局限，高中可以暂且这样理解）

如何界定溶液和浊液？这把标尺便是分散质的粒子直径（后面简称粒径）——通常情况下，溶液中的粒径小于1nm；浊液中的粒径大于100nm。

胶体的引出

假如认定体重超过20kg的狗是胖狗，体重小于10kg的狗是瘦狗，那么体重介于10kg与20kg之间的狗呢？答曰：不胖不瘦的狗。

现在，粒径大于100nm之分散系称为浊液，粒径小于1nm之分散系称为溶液，那么粒径介于1nm与100nm之间的分散系呢？答曰：胶体。

因其特殊的粒径尺度，胶体在一定条件下能稳定存在，并具有一些不同于溶液和浊液的特性。

单单从外观上，胶体与溶液几乎长得一样，拿起烧杯摇晃，也呈水状（因为长得像，后面要掌握鉴别二者的办法），说明胶体与胶水根本无关。

而胶体在某些情况下，也会发生聚沉，像浊液做出的事情。——不胖不瘦的狗，再多吃一些便是要长胖的。

过滤、渗析的正确理解

为了方便，记过滤操作是分离溶液与浊液的，并不推荐。同理，记渗析操作是分离溶液与胶体的，亦是不推荐的。

要我来推荐，也不权威。让教材来替我推荐吧！

半透膜的孔可以让溶剂分子、离子等通过，而粒径更大的胶体粒子（也包含浊液的分散质粒子）会被“留下喝茶”。

咬文嚼字——溶液、胶体中的分散剂分子皆可以通过半透膜，被留下的其实主要为胶粒。（为什么说“主要”？思考人从游泳池中出来是否为干燥状态。）

要建立起对过滤、渗析操作的正确理解。

鉴别溶液与胶体的办法

清晨，密林，一缕缕光束——这正是丁达尔(Tyndall)效应。（空气当作分散剂，水汽当作分散质，该分散系亦属于胶体）

高一同学基本没有光学基础，丁达尔效应的原理涉及光的散射，未来可以再朝花夕拾。

目前只需知道，用激光笔照射胶体，会产生光的通路，而溶液不会——于是丁达尔效应是鉴别溶液与胶体的方法。（浊液不讨论——泥浆水不透光）

胶体的稳定性与聚沉

向上抛出一支粉笔，当然是先到达一定高度，随后再迅速落下，掉在地面上。那如果是向上抛出一把粉笔灰呢？

对于粒径较大的浊液，放置一会儿便产生分层，前面讨论了是由于重力因素占主导。那么对于胶体呢？

胶体粒子的直径不算大，这意味着重力因素要弱一些；同时胶体粒子可以选择性吸附带相同电荷的微粒——同种胶粒带同种电荷，导致这些胶粒间产生排斥力，一般情况下不易聚集，于是胶体可以比较稳定地存在。

但遇到带有相反电荷的离子或胶粒时，由于电荷的中和，斥力削弱，胶体粒子聚集成为较大的颗粒物，在重力作用下形成沉淀析出，这种过程叫做胶体的聚沉。

有关聚沉，经典案例有豆腐的制作（盐水使蛋白质等物质聚沉）、入海口三角洲的形成（海水中的盐分使土壤胶体粒子聚沉）......

胶体的电泳

前文提到，胶体粒子带电（注意胶体作为宏观物质不带电），于是在外加直流电场作用下，产生定向移动，向着与其电性相反的电极移动（正电荷靠近阴极、负电荷靠近阳极），这个过程便是电泳。

一样，由于缺乏电学基础，这部分内容的原理及应用到以后接触也不迟。

明矾净水原理

明矾KAl(SO)·12HO溶于水后，产生Al(OH)胶体，因胶体粒子有很大的比表面积，具有较好的吸附性，能吸附水中的悬浮颗粒物并使其沉降，因而常用于水的净化。（初中知识）

写在最后

作为高中化学教材的第一课，希望童鞋们能学会胶体、掌握胶体。

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