分散系
通常情況下,我們接觸到的絕大多數物質是混合物,而大多數混合物是由一種或多種物質分散到一種物質中形成的,例如我們初中接觸過的溶液和濁液,我們把這種混合體系統稱為分散系,分散成粒子的物質稱為分散質,粒子分散在其中的物質稱為分散劑。
1、按照分散質和分散劑的狀态,可以将分散系分為以下9種:
分散質 |
分散劑 |
舉例 |
固 |
固 |
合金、有色玻璃、粗鹽 |
液 |
固 |
珍珠(包含水的碳酸鈣)、吸水的海綿 |
氣 |
固 |
泡沫塑料 |
固 |
液 |
鹽水,石灰乳 |
液 |
液 |
酒精溶液、油水混合物 |
氣 |
液 |
泡沫、汽水 |
固 |
氣 |
煙、霾 |
液 |
氣 |
雲、霧 |
氣 |
氣 |
空氣 |
2、按照分散質微粒直徑的不同,将分散系分為如下三類:
(1)溶液:分散質微粒一般為小分子或者離子,直徑小于1 nm,這種分散系稱為溶液,如食鹽水,酒精溶液等。溶液能夠透過濾紙和半透膜。溶液具有均一性和穩定性。
[溶液可以不為液體]
(2)濁液:分散質微粒一般為固體小顆粒或者小液滴,直徑大于100 nm,這種分散系稱為濁液,按照分散質的狀态不同,濁液又分為懸濁液和乳濁液,濁液表現出不均勻、不穩定的特征,久置會分層。
(3)膠體:分散質微粒的直徑為1~100 nm之間,這種分散系稱為膠體,膠體是一種介于溶液和濁液之間的體系,在一定條件下能夠穩定存在(介穩狀态),膠體具有一些自身的特性。常見的膠體有:
煙或霧或雲、雞蛋白的溶液、血液、澱粉溶液、Fe(OH)3膠體、矽酸膠體、有色玻璃、煙水晶。
3、膠體的性質:
(1)膠體的分散質直徑在1~100 nm之間,這是膠體區别與其他分散系的本質特性;
【注意】
溶液、濁液、膠體的本質在于微粒粒徑的大小,所以可以由此來進行判斷以及分離:
溶質微粒、膠體微粒(以下統稱膠粒)能夠透過濾紙,濁液不能,因此可采用過濾的方法除去溶液中的不溶性微粒(初中粗鹽提純);
溶液微粒能夠透過半透膜(細胞膜、膀胱膜、羊皮紙等),可用于溶質微粒和膠體的除雜,提純膠體,方法稱為滲析,如圖:
膠體微粒不能透過半透膜,留于袋中,溶質微粒可通過半透膜,進入水中,從而得到較純的膠體,生活中的應用為血液透析
(2)丁達爾效應:當一束光通過膠體,從入射光的側面方向能夠觀察到明亮的光線軌迹的現象(明亮的通路),又稱為丁達爾現象,丁達爾現象在生活中很常見,如清晨在樹林中看到一縷縷光束,又如根據丁達爾現象制成的濁度計。
【注意】丁達爾現象是膠體的重要特征,是鑒别溶液和膠體的常用方法,丁達爾現象的本質是光的散射。
(3)布朗運動:膠粒在不停的作無規則運動。
(4)良好的吸附性:膠粒具有很大的比表面積(單位質量微粒具有的表面積),因此具有良好的吸附性,如明礬能夠在水中生成氫氧化鋁膠體,吸附水中的懸浮顆粒物并使其沉降,從而達到淨水的目的。
(5)膠粒可能帶電:膠體不帶電,膠粒由于良好的吸附性,可能會吸附一些離子,從而可能帶電,
一般來說,金屬氧化物、金屬氫氧化物帶正電(氫氧化鋁、氫氧化鐵),非金屬氧化物、金屬硫化物(矽酸等)土壤膠粒帶負電,澱粉、蛋白質不顯電性。
帶電膠粒在外加直流電場的作用下,膠粒能夠定向移動,稱為電泳,工業上常用于靜電除塵。
【注意】同種膠粒所帶電性相同,它們之間的互相排斥以及微粒間的布朗運動導緻了膠體微粒不容易聚集,從而穩定的存在。
(6)聚沉:使膠體粒子聚集成為較大顆粒,從而形成沉澱從分散劑裡析出的過程叫作聚沉,常見的使膠體聚成的方法有很多,如:
向膠體中加入少量強電解質溶液後,或者帶有相反電荷膠粒的膠體,由于電荷的中和,使得膠粒聚集長大,從而沉澱析出,如河流入海口易形成三角周、沖積島,鹵水點豆腐等,
加熱、攪拌也會引起聚沉。
4、實驗(氫氧化鐵膠體的制備):
(1)實驗操作:向沸水中加入幾滴飽和氯化鐵溶液,繼續煮沸至溶液呈紅褐色,停止加熱,則得到氫氧化鐵膠體。
(2)實驗原理:
【注意】
a、不能過度加熱,否則Fe(OH)3膠體聚沉生成Fe(OH)3沉澱;
b、飽和FeCl3溶液加入量不宜過多,否則會使膠體聚沉生成沉澱;
c、不能使用自來水,要用蒸餾水,不能攪拌,否則也會使膠體聚沉生成沉澱。
評價:分散系為上海新增加的内容,逐漸向人教版靠攏,分散系的考察一般為9種常見的分散系的識别(分散系為固體的不大容易想到),膠體的考察一般為常見的膠體的識别,本質特征(微粒直徑),重要特征(丁達爾現象),其他的性質了解,以及不太重要的氫氧化鐵膠體的制備
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