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1.2 分散系及其分类

A.分散系

a.定义:一种(或多种)物质以粒子形式分散到另一种物质所形成的混合物
b.组成:分散质、分散剂(类似于溶液中的溶质和溶剂),一般将量少的视为分散质。
c.分类
  1.根据状态分:根据质、剂的状态分成9类(e.g. 固固分散系、固气分散系),一般先描述分散质,再描述分散剂。
  烟:固气分散系  雾:液气分散系
  2.根据分散质粒子直径大小分为3类:
  d<1nm:溶液
  d∈[1,100]nm:胶体
  d>100nm:浊液

注意

1.混合物不一定是分散系,比如分层的油和水因为没有分散,所以不属于分散系,但是如果把油水混合物震荡均匀就是分散系。分散系一定是混合物。
2.胶体肯定是混合物。 因此,纯净物不能说是胶体,比如说单单直径为50nm的碳酸钙粉末不是胶体,分散在空气中或均匀混合在水中才能说是胶体。

B.胶体

a.定义:分散质粒子的直径为1~100nm的分散系。
b.本质特征:胶体区别于其他分散系的本质特征是分散质粒子的直径为1~100nm
  注意:本质特征不是“有丁达尔效应“!
c.分类:根据分散状态不同,分为3类:气溶胶(雾),液溶胶(氢氧化铁胶体),固溶胶(有色玻璃)。
d.常见胶体:云、烟、雾、淀粉溶液、\(\ce{Fe(OH)3}\)胶体、血液、有色玻璃。
e. 性质1-丁达尔效应
  1. 定义:当光束穿过胶体时,可以看到一条光亮的“通路”。
  因为丁达尔效应,所以光有了形状。
  2. 原理:胶体粒子使光波发生散射。
  3. 运用:区别胶体和溶液。
f. 性质2-电泳
  1.定义:通电时,带电的胶体粒子定向移动。
  2.原因:胶体分散质具有巨大的比表面积,能够吸引你带电荷的离子使胶体带电。
  比表面积,就是指单位质量物质具有的总面积。
  3.运用:电泳电镀、静电除尘、蛋白质分离等等。

注意

胶体本身不带电胶体粒子可能带电。比如,绝对不能说土壤胶体带电,只能说突然胶体粒子带电。并且不是所有胶体粒子都带电,比如淀粉胶体粒子不带电。只有带电的胶体粒子有电泳现象。

  4. 胶体带电性:一般的,难溶性碱形成的胶体粒子带正电(再次注意:不是胶体带电,是胶体中的胶体粒子带电),如\(\ce{Fe(OH)3}\)胶体粒子。土壤胶体粒子一般带负电,能吸引营养粒子,增强保肥能力。
  e.g. \(\ce{Fe(OH)3}\)胶体在外加电场下,可以看到阳极颜色变浅(说明胶体粒子变少),阴极颜色变深(说明胶体粒子变多),粒子向阴极移动,说明\(\ce{Fe(OH)3}\)胶体粒子带正电。
g. 性质3-介稳性
  原因:许多胶体粒子带有同种电荷,因此胶粒之间会相互排斥。此外,胶粒之间不断做无规则运动(布朗运动)也是介稳性的原因之一。
h. 性质4-聚沉
  1.定义:胶体的分散质粒子聚集成较大的微粒,形成沉淀从分散系中析出的现象。
  2.措施(如何触发):加热、搅拌、加入电解质、加入带相反电荷胶体粒子的胶体。
  3.运用:氯化铁止血、卤水点豆腐、三角洲形成、明矾净水、墨水混用导致笔管堵塞等。
  4.向胶体中加入少量电解质时发生聚沉,电解质过量时可能发生反应。
i. 性质5-渗析
  1.定义:用半透膜分离溶液和胶体
  2.运用:血液透析、淀粉和葡萄糖分离(溶液和胶体分离)
  注意三种分散系通过半透膜、滤纸的比较:

溶液 胶体 浊液
滤纸 能通过 能通过 不能通过
半透膜 能通过 不能通过 不能通过

j.\(\ce{Fe(OH)3}\)胶体制备
  1.操作:将5-6滴\(\ce{FeCl3}\)饱和溶液滴加到40mL煮沸蒸馏水中,继续煮沸至液体呈红褐色,停止加热。
  2.方程式:\(\ce{FeCl3 + 3H2O ->[\triangle] Fe(OH)3(胶体) + 3HCl}\)
  3.注意事项:i.蒸馏水不可用自来水,氨水,氢氧化钠溶液代替,否则会引入电解质,导致胶体粒子聚沉形成\(\ce{Fe(OH)3}\)沉淀,无法获得胶体。
  ii.不可以长时间煮沸。
  iii.不能搅拌,否则同样会导致聚沉。