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物质的分类、分散系、胶体


物质的分类、分散系、胶体
一、物质的分类
单质 非金属:S、O、N 酸性氧化物:SO3、SO2、P2O5 等 氧化物 碱性氧化物:Na2O、CaO、Fe2O3 氧化物:Al2O3 等 盐氧化物:CO、NO 等 含氧酸:HNO3、H2SO4 等 按酸根分 无氧酸:HCl 强酸:HNO3、H2SO4 、HCl 酸 按强弱分 弱酸: 2CO3、 H HClO、 3C

OOH CH 化 一元酸:HCl、HNO3 + 合 按电离出的 H 数分 二元酸: 2SO4、 2SO3 H H 物 多元酸:H3PO4 强碱:NaOH、Ba(OH)2 按强弱分 弱碱:NH3· 2O、Fe(OH)3 H 碱 一元碱:NaOH、 按电离出的 HO 数分 二元碱:Ba(OH)2 多元碱:Fe(OH)3 正盐:Na2CO3 盐 酸式盐:NaHCO3 碱式盐:Cu2(OH)2CO3 溶液:NaCl 溶液、稀 H2SO4 等 悬浊液:泥水混合物等 乳浊液:油水混合物 胶体:Fe(OH)3 胶体、淀粉溶液、烟、雾、有色玻璃等 金属:Na、Mg、Al

纯 净 物

物 质

混 合 物

1

二、分散系相关概念 1、分散系:一种物质(或几种物质)以粒子形式分散到另一种物质里所形 成的混合物,统称为分散系。 2、分散质:分散系中分散成粒子的物质。 3、分散剂:分散质分散在其中的物质。 4、分散系的分类:当分散剂是水或其他液体时,如果按照分散质粒子的大 小来分类,可以把分散系分为:溶液、胶体和浊液。 分散质粒子直径小于 1nm 的分散系叫溶液; 分散质粒子直径在 1~100nm (10-9~10-7m)之间的分散系称为胶体; 分散质粒子直径大于 100nm 的分散系叫做浊液。
? ? ? ? 溶液 ? 分散质 ? ? 粒子胶体:分子胶体 ? ? ? 分散系 ? 胶体 ? ? ? 分散剂 ? ? 气溶胶;液溶胶;固溶 ? ? 悬浊液 ? ? 浊液 ? ? ? ? 乳浊液 ?



下面比较几种分散系的不同: 分散系 溶 液 分散质的直径 ﹤1nm (10-9m) 分散质粒子 实例 单个小分子或离子 溶液酒精、氯化钠等

外观 均一、透明 稳定性 稳定 性 能否透过 能 能 滤纸 质 能否透过 能 不能 半透膜 鉴别 无丁达尔效应 有丁达尔效应 注意:三种分散系的本质区别:分散质粒子的大小不同。

胶 体 -9 1~100nm (10 ~10-7m) 许多小分子集合体 或高分子 淀粉胶体、 氢氧化铁胶体等 均一、透明 较稳定

浊 液 ﹥100nm( 10-7m) 巨大数目的分子 集合体 石灰乳、油水等 不均一、不透明 不稳定 不能 不能 静置分层

2

三、胶体 1、 胶体的定义: 分散质粒子直径大小在 1~100nm (10-9~10-7m)之间的分散系。 2、胶体的分类: ①根据分散质微粒组成的状况分类: 如:Fe (OH ) 3 胶体胶粒是由许多 Fe (OH ) 3 等小分子聚集一起形成的微粒,其 直径在 1~100nm (10-9~10-7m)之间,这样的胶体叫粒子胶体。 又如:淀粉属高分 子化合物,其单个分子的直径在 1~100nm (10-9~10-7m)范围之内,这样的胶体叫 分子胶体。 ②根据分散剂的状态划分: 如:烟、云、雾等的分散剂为气体,这样的胶体叫做气溶胶; AgI 溶胶、 Fe (OH ) 3 溶胶、 Al (OH ) 3 溶胶,其分散剂为水,分散剂为液体的 胶体叫做液溶胶; 有色玻璃、烟水晶均以固体为分散剂,这样的胶体叫做固溶胶。

3、胶体的制备 A. 物理方法 ① 机械法:利用机械磨碎法将固体颗粒直接磨成胶粒的大小 ② 溶解法:利用高分子化合物分散在合适的溶剂中形成胶体,如蛋白质溶 于水,淀粉溶于水、聚乙烯熔于某有机溶剂等。 B. 化学方法 ① 水解促进法:FeCl3+3H2O (沸) = Fe (OH ) 3 (胶体) +3HCl ② 复分解反应法:KI+AgNO3=Ag(胶体)+KNO3 Na2SiO3+2HCl=H2SiO3(胶体)+2NaCl 思考: 若上述两种反应物的量均为大量,则可观察到什么现象?如何表达对 应的两个反应方程式? 提示:KI+AgNO3=AgI↓+KNO3(黄色↓) Na2SiO3+2HCl=H2SiO3↓+2NaCl(白色↓)
3

4、胶体的性质: (1) 丁达尔效应——丁达尔效应是粒子对光散射作用的结果,是一种物理现 象。 丁达尔现象产生的原因, 是因为胶体微粒直径大小恰当, 当光照射胶粒上时, 胶粒将光从各个方面全部反射,胶粒即成一小光源(这一现象叫光的散射) ,故 可明显地看到由无数小光源形成的光亮“通路” 。当光照在比较大或小的颗粒或 微粒上则无此现象, 只发生反射或将光全部吸收的现象,而以溶液和浊液无丁达 尔现象,所以丁达尔效应常用于鉴别胶体和其他分散系。 (2) 布朗运动——在胶体中,由于胶粒在各个方向所受的力不能相互平衡而 产生的无规则的运动,称为布朗运动。是胶体稳定的原因之一。 (3) 电泳——在外加电场的作用下, 胶体的微粒在分散剂里向阴极 (或阳极) 作定向移动的现象。胶体具有稳定性的重要原因是同一种胶粒带有同种电荷,相 互排斥,另外,胶粒在分散力作用下作不停的无规则运动,使其受重力的影响有 较大减弱,两者都使其不易聚集,从而使胶体较稳定。 说明:A、电泳现象表明胶粒带电荷,但胶体都是电中性的。胶粒带电的原 因: 胶体中单个胶粒的体积小, 因而胶体中胶粒的表面积大, 因而具备吸附能力。 有的胶体中的胶粒吸附溶液中的阳离子而带正电; 有的则吸附阴离子而带负电胶 体的提纯, 可采用渗析法来提纯胶体。使分子或离子通过半透膜从胶体里分离出 去的操作方法叫渗析法。 其原理是胶体粒子不能透过半透膜,而分子和离子可以 透过半透膜。但胶体粒子可以透过滤纸,故不能用滤纸提纯胶体。 B、在此要熟悉常见胶体的胶粒所带电性,便于判断和分析一些实际问题。 带正电的胶粒胶体: 金属氢氧化物如
Al (OH ) 3



Fe (OH ) 3

胶体、 金属氧化物。

带负电的胶粒胶体:非金属氧化物、金属硫化物 As2S3 胶体、硅酸胶体、 土壤胶体 特殊:AgI 胶粒随着 AgNO3 和 KI 相对量不同,而可带正电或负电。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。当然,胶体中胶粒带电的电荷种类可能与其他因素有关。 C、同种胶体的胶粒带相同的电荷。 D、固溶胶不发生电泳现象。凡是胶粒带电荷的液溶胶,通常都可发生电泳 现象。气溶胶在高压电的条件也能发生电泳现象。 胶体根据分散质微粒组成可分为粒子胶体(如
Fe (OH ) 3

胶体,AgI 胶体等)

和分子胶体[如淀粉溶液,蛋白质溶液(习惯仍称其溶液,其实分散质微粒直径 已达胶体范围) ,只有粒子胶体的胶粒带电荷,故可产生电泳现象。整个胶体仍 呈电中性,所以在外电场作用下作定向移动的是胶粒而非胶体。 (4) 聚沉——胶体分散系中,分散系微粒相互聚集而下沉的现象称为胶体的 聚沉。能促使溶胶聚沉的外因有加电解质(酸、碱及盐) 、加热、溶胶浓度增大、 加胶粒带相反电荷的胶体等。 有时胶体在凝聚时,会连同分散剂一道凝结成冻状 物质,这种冻状物质叫凝胶。 胶体稳定存在的原因:①胶粒小,可被溶剂分子冲击不停地运动,不易下沉 或上浮;②胶粒带同性电荷,同性排斥,不易聚大,因而不下沉或上浮。 胶体凝聚的方法: ① 加入电解质:电解质电离出的阴、阳离子与胶粒所带的电荷发生电性中 和,使胶粒间的排斥力下降,胶粒相互结合,导致颗粒直径>10-7m,从而沉降。
4

能力:离子电荷数,离子半径 阳离子使带负电荷胶粒的胶体凝聚的能力为:Al3+﹥Fe3+﹥H+﹥Mg2+﹥Na+ 阴离子使带正电荷胶粒的胶体凝聚的能力顺序为:SO42->NO3->Cl② 加入带异性电荷胶粒的胶体。 ③ 加热、光照或射线等:加热可加快胶粒运动速率,增大胶粒之间的碰撞 机会。如蛋白质溶液加热,较长时间光照都可使其凝聚甚至变性。 5、胶体的应用 胶体的知识在生活、生产和科研等方面有着重要用途,如常见的有: ① 盐卤点豆腐:将盐卤( MgCl
2

? 2 H 2O

)或石膏( CaSO

4

? 2 H 2O

)溶液加

入豆浆中,使豆腐中的蛋白质和水等物质一起凝聚形成凝胶。 ② 肥皂的制取分离 ③ 明矾、 ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨
Fe 2 ( SO 4 ) 3

溶液净水

FeCl3 溶液用于伤口止血 江河入海口形成的沙洲 水泥硬化 冶金厂大量烟尘用高压电除去 土壤胶体中离子的吸附和交换过程,保肥作用 硅胶的制备:
3

Na 2 SiO

? 2 HCl ? H 2 SiO
减压

3

? 2 NaCl

H 2 SiO

3

? 300 ? C

????

SiO

2

? H 2O ?

含水 4%的 SiO 2 叫硅胶 ⑩ 用同一钢笔灌不同牌号墨水易发生堵塞 6、胶体的提纯净化 利用渗析的方法,将胶体中的杂质离子或小分子除去。 ① 实验步骤 (1)把 10mL 淀粉胶体和 5mLNaCl 溶液的混合液体,加入用半透膜制成的 袋内,将此袋浸入蒸馏水中(如图) (半透膜可用鸡蛋壳膜、牛皮纸、胶棉薄膜、 玻璃纸等制成,它有非常细小的孔,只能允许较小的离子、分子透过) 。 (2)2min 后,用两支试管各取烧杯中的液体 5mL,向其中一支试管里滴加 少量 AgNO3 溶液,向另一支试管里滴加少量碘水,观察现象。 ② 实验现象:可以看到在加入 AgNO3 溶液的试管里出现了白色沉淀;在加 入碘水的试管里并没有发生变化。 ③ 实验结论:Cl-能透过半透膜,从半透膜袋中扩散到了蒸馏水中,淀粉不 能透过半透膜, 没有扩散到蒸馏水中。 胶体分散质的粒子比溶液分散质的粒子大。 ④注意事项:半透膜袋要经检验未破损,否则,淀粉粒子也会进入蒸馏水。 不能用自来水代替蒸馏水,否则实验结论不可靠。一般要在 2min 以后再作 Cl- 的检验,否则,Cl-出来的太少,现象不明显。

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