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十谈胶体

时间:2007-3-30栏目:化学论文

高中化学选修教材的《胶体》一节,由于展开不够充分,使不少学生和教师难以把握有关内容,出现了一系列的模糊认识。我们把这些问题搜集起来,并根据我们的理解来谈一谈有关《胶体》的疑难问题。

一、溶胶是怎样的概念
胶体从外观上看貌似均匀,与溶液没什么差异,因此胶体常称为溶胶。溶胶与胶体是同一个概念。

二、对淀粉、蛋白质等高分子溶于水形成的分散系,为什么有时称其为溶液,有时又称其为胶体
教材中是按分散质微粒直径的大小来给分散系分类的。淀粉、蛋白质等高分子溶于水形成的分散系可称为胶体。但是判断一种分散系是属于胶体还是溶液,单从分散质微粒直径的大小这一方面来考察,其结论是不全面的,甚至是错误的。正确判断一种分散系是溶液还是胶体,还要看分散质微粒的结构。如果分散质微粒的结构简单,比如是单个的分子或较小聚合度的分子或离子,那么这样的分散系应称为溶液。由于淀粉、蛋白质溶于水后都是以单个分子的形式分散在水中的,因此,尽管这些高分子很大,这些分散系仍应称为溶液。只是因为高分子的大小与胶粒相仿,高分子溶液才具有胶体的一些特性,如扩散慢、不通过半透膜、有丁达尔现象等。化学上常把Fe(OH)3,AgI等难溶于水的物质形成的胶体称为憎液胶体,简称溶胶;而把淀粉、蛋白质等易溶于水的物质形成的分散系称为亲液胶体,更多地是称为高分子溶液。

三、溶液是均一的,胶体也均一吗
憎液溶胶的分散质微粒是由很大数目的分子构成,因此是不均一的;高分子溶液中的分散质微粒是单个的分子,因此是均一的。

四、胶体能在较长时间内稳定存在的原因是什么
憎液溶胶的胶粒带有相同的电荷,由于同性电荷的排斥作用而使憎液胶体可以稳定存在。淀粉、蛋白质等高分子中含有多个极性基团(如—COOH,—OH,—NH2等),可以与水高度溶剂化(高分子表面形成水膜),因此也可较长时间稳定存在。很明显,这两类胶体稳定存在的原因是不同的。

五、溶液中的溶质微粒也作布朗运动吗
胶体微粒在各个方向上都受到分散剂分子的撞击,由于这些作用力不同,所以胶体微粒作布朗运动。溶液中的溶质微粒和分散剂分子大小相仿,因此溶质微粒的运动状况与胶体的胶粒运动状况是有差别的。由于胶体的丁达尔现象,用超显微镜才可以观察到胶粒的布朗运动。溶液无丁达尔现象,因此用超显微镜观察不到溶质微粒的运动状况。

六、凝聚与盐析有何差别
凝聚是憎液(水)胶体的性质,胶体的凝聚过程就是胶粒聚集成较大颗粒的过程。由于憎液(水)胶体的分散质都难溶于水,因此,再采用一般的溶解方法用水来溶解胶体的凝聚物是不可能的,也就是说,胶体的凝聚是不可逆的。盐析实际上就是加入电解质使分散质溶解度减小而使其析出的过程。盐析不是憎液胶体的性质,它是高分子溶液或普通溶液的性质,能发生盐析的分散质都是易溶的,如淀粉溶液、蛋白质溶液、肥皂的甘油溶液,由于分散质都是易溶的,所以盐析是可逆的。

七、蔗糖溶于水形成的分散系是溶液,为什么在生物课的渗透实验中,蔗糖分子却不能通过半透膜
不同的半透膜,如羊皮纸、动物膀胱膜、玻璃纸等,其细孔的直径是不同的,也就是说,不同的半透膜,其通透性是不一样的。显然,笼统地讲半透膜能使离子或分子通过,而不能使胶体微粒通过是不恰当的。

八、憎液胶体与高分子溶液在性质上有何异同
憎液胶体全面地表现出胶体的特性,高分子溶液则不然。这两种分散系中的分散质微粒都作布朗运动,都有丁达尔现象;憎液胶体有电泳现象,淀粉溶液无电泳现象,而蛋白质溶液则较为复杂;使憎液胶体凝聚的方法有:加入电解质、给胶体加热、加入带相反电荷的胶体,使高分子溶液中的分散质沉淀,主要是破坏高子分与分散剂间的相互作用,如加入大量的电解质也能使淀粉、蛋白质沉淀,这一现象称为盐析,它是可逆的。

九、有没有溶液能产生类似于胶体的电泳现象
由于溶液是均一的,不存在“界面”,因此,给溶液通电不会产生界面移动现象(即一极液面高,另一极液面低),但是有些溶液通电后却可以产生一极溶液颜色加深,另一极溶液颜色变浅的现象。比如,给紫红色KMnO4溶液通电一段时间后,阳极附近溶液的颜色就会变深,阴极附近溶液的颜色就会变浅。这是由于通电后,紫红色的MnO4-向阳极移动,但却不会在阳极放电(MnO4-远比OH-难放电)的缘故。CuSO4溶液就不会产生类似的现象,因为Cu2+会在阴极放电。

十、Fe(OH)3胶体长时间电泳或电压增大,将发生怎样的现象
如果Fe(OH)3胶体长时间电泳或将电泳的电压显著增大,都会在阴极出现凝聚现象,因为不论是长时间电泳还是电压显著增大,都会使阴极附近积聚很多的Fe(OH)3胶粒,大量胶粒的聚集必然会出现凝聚现象。如果电泳电压特别大,还会出现电解水的现象。

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