02 辞典：分散系与胶体

分散系

（1）概念：把一种（或多种）物质以粒子形式分散到另一种（或多种）物质中所形成的混合物。

（2）分散系中被分散成粒子的物质叫做分散质，另一种物质叫做分散剂

TIP

比如葡萄糖水溶液，葡萄糖是分散质，水是分散剂。

盐水，盐是分散质，水是分散剂。

（3）根据分散质粒子的直径大小：

我们可以将分散系分为溶液、胶体、浊液。

$<1nm$ 的分散系：为溶液

$1-100nm$ （包含 1 和 100 nm）的分散系：为胶体

$>100nm$ 的分散质：为浊液

TIP

溶液：

三种分散系比较

分散系		溶液	胶体	浊液
分散质粒子的大小		< 1nm	1 ~ 100nm	> 100nm
分散质粒子		单个小分子或离子 （比如葡萄糖小分子，钠离子，氯离子）	多粒子集合体或高分子 （高分子例如像淀粉、纤维素、蛋白质）	巨大数目的粒子集合体 （浊液实际上还可以分为乳浊液和悬浊液。 乳浊液分散质是液滴。 悬浊液比如石灰乳，它的分散质是固体颗粒。）
分散质粒子的大小		< 1nm	1 ~ 100nm	> 100nm
性质	外观	均一、透明	多数均一、透明	不均一、不透明 （比如石灰乳、泥沙形成的浊液，可能每个地方的分散质的密度、数量都是不一样的）
	稳定性	稳定	介稳体系 （介于稳定和不稳定之间，平时看起来稳定，稍微搅动一下就不稳定了）	不稳定
	粒子能否透过滤纸	可以	可以	不可以
	粒子能否透过半透膜	可以	不可以	不可以
	实例	食盐水、硫酸铜水溶液	氢氧化铁胶体、豆浆、淀粉液	石灰乳、泥沙浊液

胶体的制备

制备原理

离子方程式：$\mathrm{Fe}{\phantom{A}}^{3+}+3\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}=[\mathrm{\Delta }]\mathrm{Fe}(\mathrm{OH}){\phantom{A}}_3(\mathrm{胶}\mathrm{体})+3\mathrm{H}{\phantom{A}}^{+}$

化学方程式：$\mathrm{FeCl}{\phantom{A}}_3+3\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}=[\mathrm{\Delta }]\mathrm{Fe}(\mathrm{OH}){\phantom{A}}_3(\mathrm{胶}\mathrm{体})+3\mathrm{HCl}$

$\mathrm{\Delta }$ 表示加热。（胶体）一定要写上。

具体操作

往烧杯中加入 40mL 蒸馏水，将烧杯中的蒸馏水加热至沸腾，向沸水中逐滴加入 5～6 滴 $FeC{l}_3$ 饱和溶液，继续煮沸至溶液呈红褐色（实际上是氢氧化铁 $Fe(OH{)}_3$ 胶体的颜色），停止加热。

【提醒】制备胶体胶体实验需要注意：

1. 一、不能用自来水代替蒸馏水，自来水中的离子会使胶体聚沉；

蒸馏水又叫去离子水。自来水中含有大量的电解质、粒子，会导致胶体聚沉。

2. 二、当溶液呈红褐色则停止加热，否则加热过度则会使胶体沉淀；

不可以加热过度，加热过度也会导致沉淀。

3. 三、边加边振荡烧杯，但不能用玻璃棒搅拌，否则胶体会沉淀。

不能用玻璃棒搅拌。

胶体的性质

胶体的性质	内容	主要应用举例
丁达尔效应	当光束通过胶体时，由于胶体粒子对光线散射（光波偏离原来方向而分散传播），可以在垂直光的路径上看到一条明显的光柱，这现象叫丁达尔效应。 由于溶液粒子大小一般不超过 1nm，溶液对光的散射作用很微弱。	利用丁达尔效应鉴别溶液和胶体。但是不能以此来定义胶体和溶液，而应通过分散质粒子的大小来定义。
电泳	胶粒在外加电场作用下做定向移动（胶粒带电，如 $Fe(OH{)}_3$ 胶粒带正电，$H_{2}Si{O}_3$ 胶粒带负电） （原因：胶体粒子表面积巨大，它可以吸附一些分散系中的带电粒子，进而导致胶体粒子带电。 注意是胶体粒子带电，整个分散系是呈电中性的）	工厂静电除尘
聚沉	胶体粒子聚集成为较大的颗粒，形成沉淀从分散剂中析出的过程。 常见的聚沉方法：加热、加入电解质、加入与胶体粒子带相反电荷的胶体	制豆腐、工业制肥皂，解释某些自然现象如江河入海口形成沙洲、三角洲 豆浆中加入硫酸钙，就会使豆浆析出形成豆腐； 河川里面的一些悬浮粒子、胶体粒子，碰到了海洋（海洋中有大量电解质），这些悬浮粒子、胶体粒子就聚沉淀形成沙洲了； 两个不同品牌的墨水混在一起，用在钢笔里，有可能导致钢笔堵塞
渗析	由于胶粒半径较大不能透过半透膜，而离子、小分子半径较小可透过半透膜，用此方法可将胶体提纯	净化、精制胶体

丁达尔效应

鉴别溶液、胶体

早晨的光束为丁达尔效应。

判断题

1

利用丁达尔效应区别鸡蛋清和食盐水 ( )

对。

鸡蛋清是的分散质是高蛋白分子，属于胶体。对。

2

直径为 1～100 nm 的粒子称为胶体 ( )

错。

整个胶体包括分散质和分散系 2 中。

3

纳米材料的微粒直径一般为几纳米或几十纳米 (1 nm＝10－9m)，因此纳米材料属于胶体 ( )

错。

4

明矾能作净水剂是因为铝离子与水作用生成的氢氧化铝胶体具有吸附悬浮杂质的作用 ( )

对。

明矾（也叫 12 水硫酸铝钾 $\mathrm{KAl}(\mathrm{SO}{\phantom{A}}_4){\phantom{A}}_2\cdot 12\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$）是净水剂。

铝离子与水反应生成氢氧化铝胶体，这氢氧化铝胶体表面积巨大，可以吸附水中的悬浮杂质，最后沉降，达到净化水质的效果。

（但是注意，明矾、铁矾（三价铁离子）只能净化水质，让水看起来干净、透明，不能起到杀菌的效果。）

$\mathrm{Al}{\phantom{A}}^{3+}+3\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}\stackrel{-\rightharpoonup }{\leftharpoondown -}\mathrm{Al}(\mathrm{OH}){\phantom{A}}_3(\mathrm{胶}\mathrm{体})+3\mathrm{H}{\phantom{A}}^{+}$

5

PM2.5（微粒直径约为 $2.5\times {10}^{-6}m$）分散在空气中形成气溶胶，能产生丁达尔效应 ( )

错。

$1nm={10}^{-9}m$

$2.5\times {10}^{-6}m>100\times {10}^{-9}m$

所以 PM2.5 形成的不是胶体，而是浊液，不能产生丁达尔效应。

TIP

$1nm={10}^{-9}m$

6

往 $Fe(OH{)}_3$ 胶体中滴入稀硫酸，先看到红褐色沉淀生成而后沉淀溶解 ( )

对。

胶体加入稀硫酸，硫酸是强电解质，会先发生聚沉（分散的 $Fe(OH{)}_3$ 胶体粒子会聚集形成 $Fe(OH{)}_3$ 沉淀），

如果继续加过量的稀硫酸，沉淀会溶解。

$\mathrm{Fe}(\mathrm{OH}){\phantom{A}}_3\downarrow \stackrel{\mathrm{H}{\phantom{A}}^{+}}{\to }\mathrm{Fe}{\phantom{A}}_3{\phantom{A}}^{+}$