分散系、胶体与溶液的概念及关系

1、分散系的概念：

一种或几种物质分散在另一种介质中所形成的体系称为分散体系．分散系中分散成粒子的物质叫做分散质，另一种物质叫做分散剂．在水溶液中，溶质是分散质，水是分散剂．溶质在水溶液中以分子或离子状态存在．

分散系包括：溶液、胶体、悬浊液、乳浊液．

各种分散系的比较：

分散系	分散质	分散质直径	主要特征	实例
溶液	分子，离子	＜1nm（能通过半透膜）	澄清，透明，均一稳定，无丁达尔现象	NaCl溶液，溴水
胶体	胶粒（分子集体或单个高分子）	1nm～100nm（不能透过半透膜，能透过滤纸）	均一，较稳定，有丁达尔现象，常透明	肥皂水，淀粉溶液，Fe（OH）3胶体
悬浊液	固体颗粒	＞100nm（不能透过滤纸）	不均一，不稳定，不透明，能透光的浊液有丁达尔现象	水泥，面粉混合水
乳浊液	小液滴	＞100nm（不能透过滤纸）	不均一，不稳定，不透明，能透光的浊液有丁达尔现象	牛奶，色拉油混合水

2、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：
a、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；

b、非金属氧化物、金属硫化物、硅酸、土壤等胶体带负电；

c、蛋白质分子一端有-COOH，一端有-NH2，因电离常数不同而带电；

d、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：
a、生物化学中常利用来分离各种氨基酸和蛋白质．

b、医学上利用血清的纸上电泳来诊断某些疾病．

c、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．

d、陶瓷工业精练高岭土．除去杂质氧化铁．

e、石油工业中，将天然石油乳状液中油水分离．

f、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．通常离子所带电荷越高，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．

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3、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～2mLFeCl₃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10mL0.01mol·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～10mL1mol·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）↓ 、SiO₃^2-+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．

5、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

（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．

注意：

1、胶体不带电，而胶粒可以带电．

2、常见的胶体分散系
①Fe（OH）3胶体，Al（OH）3胶体，原硅酸胶体，硬脂酸胶体．分别由相应的盐水解生成不溶物形成．

FeCl3溶液：Fe³⁺+3H₂O=Fe（OH）₃（胶体）+3H⁺
明矾溶液：Al³⁺+3H₂O=Al（OH）₃（胶体）+3H⁺
水玻璃：SiO₃^2-+3H₂O=H₄SiO₄（胶体）+2OH^-
肥皂水：C17H35COO-+H2O=C17H35COOH（胶体）+OH-
②卤化银胶体．Ag++X-=AgX（胶体）
③土壤胶体．
④豆奶、牛奶、蛋清的水溶液．
⑤有色玻璃，如蓝色钴玻璃（分散质为钴的蓝色氧化物，分散剂为玻璃）．
⑥烟、云、雾．

3、胶体的分离与提纯：
胶体与浊液：过滤．
胶体与溶液：渗析．采用半透膜．

【解题思路点拨】：

胶体的聚沉与蛋白质的盐析比较：

胶体的聚沉是指胶体在适当的条件下，（破坏胶体稳定的因素）聚集成较大颗粒而沉降下来，它是不可逆的．盐析是指高分子溶液中加入浓的无机轻金属盐使高分子从溶液中析出的过程，它是高分子溶液或普通溶液的性质，盐析是因为加入较多量的盐会破坏溶解在水里的高分子周围的水膜，减弱高分子与分散剂间的相互作用，使高分子溶解度减小而析出．发生盐析的分散质都是易容的，所以盐析是可逆的．由此可见胶体的聚沉与蛋白质的盐析有着本质的区别。