第13章[3]_胶体化学-应用化学1
胶体和表面化学及其应用
胶体和表面化学及其应用胶体和表面化学及其应用的简单综述摘要：胶体与表面化学是研究胶体分散体系物理化学性质及界面现象的科学。
虽然原属物理化学的一个分支，但其与生产和生活实际联系之紧密和应用之广泛是化学学科中任一分支不能比拟的。
关键词：胶体与界面分散体系应用1 胶体1.1胶体的由来及其认识的发展胶体一词，来自1861年T.格雷姆研究物质在水中扩散的论文《应用于分析的液体扩散》。
当时发现有些物质（如某些无机盐、糖和甘油等）在水中扩散很快，容易透过一些膜；而另一些物质，如蛋白质、明胶和硅胶类水合氧化物等，则扩散很慢或不扩散。
前者容易形成晶态，称为晶质；后者不易形成晶态，多呈胶态，则称为胶体。
此种分类并未说明胶体的本质，因为胶状的胶体在适当条件下可以形成晶态，而晶质也可以形成胶态。
直到20世纪初超显微镜的发明以及后来电子显微镜的应用，对胶体才逐渐有较清楚的了解。
1.2胶体体系的特点自质点大小这一特点考虑，高分子与胶体质点的大小差不多。
例如，分子量为36000的胰岛素（球状）直径约4.0纳米；分子量为42000的蛋白朊长椭球长约11纳米，与一般金溶胶和硅溶胶质点大小相近。
有的高分子甚至长达100纳米以上。
因此,与大小有关的性质，如扩散、沉降、渗透压、光散射（见胶体光散射）等性质，二者全都相似。
胶体研究的许多结果可以应用于高分子体系，从而大大推动了高分子的研究，高分子化学的部分领域也就归入胶体化学的范畴。
经典的胶体体系是热力学不稳定体系，是一相（质点）分布在另一相(介质)中的多相分散体系；而高分子质点分散在介质中的这种胶体体系却是热力学稳定的体系，是均相溶液，即高分子溶于溶剂而形成的溶液。
如同小分子的溶液一样,只要溶剂不挥发,高分子溶液就可以永久存在。
高分子溶液的溶剂挥发后，得到高分子化合物；但若把高分子放入溶剂中，则又自动溶解而形成溶液。
于是就把高分子溶液称为可逆胶体，也叫做亲液胶体，以与疏液胶体相对照、相区别。
胶体与表面化学第一讲
{[AgI]m· nAg+ · (n-x) NO3-} x+ · x NO3胶核 胶粒 胶团 胶粒带电，但整个胶体分散系是呈电中性的。 胶粒带电，但整个胶体分散系是呈电中性的。在 进行电泳实验时，由于电场的作用， 进行电泳实验时，由于电场的作用，胶团在吸附 层和扩散层的界面之间发生分离， 层和扩散层的界面之间发生分离，带正电的胶粒 向阴极移动，带负电的离子向阳极移动。因此， 向阴极移动，带负电的离子向阳极移动。因此， 胶团在电场作用下的行为跟电解质相似。 胶团在电场作用下的行为跟电解质相似。 吸附层 扩散层
胶粒带同种电荷，相互间产生排斥作用， 胶粒带同种电荷，相互间产生排斥作用， 不易结合成更大的沉淀微粒， 不易结合成更大的沉淀微粒，这是胶体具有稳 定性的主要因素 主要因素。 定性的主要因素。
例 在陶瓷工业上常遇到因陶土里混有 Fe2O3而影响产品质量的问题。解决方法 而影响产品质量的问题。 之一是把这些陶土和水放在一起搅拌， 之一是把这些陶土和水放在一起搅拌，使 粒子大小在1nm~100nm之间，然后插入 之间， 粒子大小在 之间 两根电极，接通直流电源， 两根电极，接通直流电源，这时阳极聚 带负电荷的胶粒（粒子陶土） 积 带负电荷的胶粒（粒子陶土）， 带正电荷的胶粒（ 阴极聚积 带正电荷的胶粒（Fe2O3) ，理由 是
3、 电泳现象 电学性质 、 电泳现象(电学性质 电学性质) 在外加电场作用下, 在外加电场作用下 胶体粒子在分散剂里 阴极或阳极) 的现象, 向电极 (阴极或阳极 作定向移动的现象 阴极或阳极 作定向移动的现象 叫做电泳
Fe(OH)3胶体向阴极 移动——带正电荷 带正电荷 移动 阴极
阳极
+
原因：粒子胶体微粒带同种电荷，当胶粒带正 原因：粒子胶体微粒带同种电荷， 电荷时向阴极运动， 电荷时向阴极运动，当胶粒带负电荷时 向阳极运动。 向阳极运动。 胶体的胶粒有的带电， 电泳现象 现象； 胶体的胶粒有的带电，有电泳现象；有的不带 没有电泳现象。 电，没有电泳现象。
应用化学
第一章应用化学及应用化学品1. 在化工产品开发过程中，可以大致分为3个基本阶段：基础研究、应用研究、化学工程设计及施工。
2. 应用化学定义：根据化学的基本原理和方法对人类生产、生活实践中与化学有关的问题进行应用基础理论和方法的研究以及实验开发研究的一门技术科学，属于基础研究的范畴。
3. 应用化学的5个特点：①明显的目的性和领域性；②综合性和边缘性；③功利性；④研究成果的应用范围较基础科学要小，保密性强，实现较快；⑤由于重视实际效益，特别是经济效益成为应用化学研究成果的生命力的基本指标。
4. 应用化学主要研究对象：化学品的生产原理、工艺流程、操作条件、生产技术和应用方法。
5. 应用化学品分类：①通用化学品（重化学品）——具有一定的化学式和理化常数的单一化学物质或大量生产的、广泛通用的混合物。
单一有机化合物如：苯、二氯甲烷、三硝基甲苯等。
单一无机化合物如：硫酸钠、三氯化铝、硫代硫酸钠等。
混合物如：汽油、柴油等都属于通用化学品的范畴。
通用化学品特点：1）不同厂家生产的产品，只要规格相同，均可通用于同一用途。
2）进行通用化学品技术研发，其目的主要是改进分离方法或制备路线，改进生产工艺和设备，而不存在更新品种的问题。
3）通用化学品一般来说工艺生产规模和生产量都非常大，生产设备的专用性和连续化生产程度高。
②精细化学品——精细化学品相对通用化学品来说，其生产规模较小、生产量较少，而技术垄断性较强，是一类具有专用性能或特定功能的化工产品。
例如医药、涂料、印刷油墨、香精、洗涤用品、化妆品、感光材料、采矿浮选剂、水质处理剂、防菌防霉剂等。
功能性精细化学品，如抗氧剂、紫外线吸收剂、阻燃剂、增塑剂、催化剂等。
精细化学品的特点：1）不是作为化学物质，而是作为具有功能的产品进行交易的。
2）品种多、产量相对较小，多以间歇分批方式生产。
3）价格高，利润大。
4）在应用技术方面，制造方需具有与用户同等的或更多的知识。
5）精细化学品相当一部分为复配混合型产品，配方、生产工艺，设备等决定产品的性能。
课件：胶体的性质及其应用
第二单元胶体的性质及其应用第一节胶体一．学习目标1．理解胶体的基本概念，了解胶体特征。
2．能够从分散质微粒的大小、分散系的性质等角度理解胶体与溶液、悬浊液、乳浊液的区别。
3．掌握胶体的本质特征，以及胶体的精制。
理解氢氧化铁胶体的制法原理。
二、重点难点理解胶体的概念，掌握胶体的本质特征三、教学过程[设问]先让学生写出KI与AgNO3溶液反应的化学方程式。
是否任何情况下混和AgNO3和KI 溶液反应都有黄色沉淀产生呢？[实验] 0.01mol/1 KI①②③无沉淀无沉淀有沉淀[提问]上述实验中制得的液体，哪些是浊液？[追问]①、②号液体外观相同，都是溶液吗？它们的性质是否完全相同？请看实验。
[实验]让一束光照射盛放①、②号液体的试管。
[小结]实验发现，②中有一条光亮的通路，这被称为丁达尔现象，①中则无。
由此可见两种液体的性质有所不同。
通常我们把②号中的液体叫胶体。
本节主要介绍什么是胶体和胶体的重要性质。
讲授新课[揭题] 第一节胶体分散系一、胶体[讨论]上述①、②、③号试管中的溶液、胶体与浊液是怎样形成的？其形成过程有什么共同的特点？[小结]一种或几种物质的微粒 + 另一种物质→混和物分散质+ 分散剂→分散系[提问]上述①、②、③号试管中液体，分散质、分散剂各是什么？[讨论]刚才实验时同样的反应物，②中无沉淀，③中有沉淀，这是什么原因呢？[小结] AgNO3+KI=KNO3+AgI↓AgNO3+KI=KNO3+AgI（胶体）浓→快→多→颗粒大→有沉淀——浊液稀→慢→少→颗粒小→无沉淀——胶体[设问]大家知道，分散质的颗粒溶液小，而浊液大。
这可以通过过滤实验加以证明，前者可透过滤纸，后者则不能。
那么胶体中的分散质颗粒的大小又如何呢？能否设计出类似的实验来证明呢？[实验] 渗析[小结]淀粉胶粒和溶液里的离子或分子都能通过滤纸。
[追问]现把滤纸换成半透膜，胶粒能否透过半透膜呢？[讨论]⑴要证明食盐水里的Na+、Cl-能否透过半透膜，需要什么试剂？所取试液是半透膜内还是半透膜外的液体？为什么？⑵同样，如何证明淀粉胶体的微粒能否透过半透膜？[小结]⑴证明Cl-、Na+能透过半透膜取膜外的液体白色↓→说明膜外有Cl-取膜外的液体焰色反应黄色→说明膜外有Na+⑵证明淀粉胶粒不能透过半透膜取膜外的液体碘水不变蓝色→说明膜外无淀粉[实验]小漏斗食盐水漏斗架淀粉胶体绳子烧杯半透膜蒸馏水[小结]实验证明：胶体微粒大于溶液里溶质的离子或分子。
胶体与界面化学
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2020/4/23
前言
1806年，拉普拉斯（place）导出了弯曲液面两边附加 压力与界面张力和曲率半径的关系.可用该公式解释毛细管现 象。1869年普里（A.Dapre）研究了润湿和黏附 现象，将黏 附功与界面张力联系起来。界面热力学的奠基人吉布斯 （Gibbs）在1878年提出了界面相厚度为零的吉布斯界面模型， 他还导出了联系吸附量和界面张力随体相浓度变化的普遍关 系式即著名的吉布斯吸附等温式。1859年，开尔文（Kelvin） 将界面扩展时伴随的热效应与界面张力随温度的变化联系起 来。后来，他又导出蒸汽压随界面曲率的变化的方程即著名 的开尔文方程。
在一个非均匀的体系中,至少存在着两个性质不同的相。两 相共存必然有界面。可见，界面是体系不均匀性的结果。 一般指两相接触的约几个分子厚度的过渡区，若其中一相
为气体，这种界面通常称为表面。
严格讲表面应是液体和固体与其饱和蒸气之间的界面， 但习惯上把液体或固体与空气的界面称为液体或固体的表 面。
常见的界面有：气-液界面，气-固界面，液-液界面， 液-固界面，固-固界面。
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2020/4/23
1.1表面和界面(surface and interface)
几点说明：
1、严格讲，界面是“界”而不是“面”。因客观存在的界面 是物
理面而非几何面，是一个准三维的区域。
2、目前，常用于处理界面的模型有两种：一为古根海姆
（Guggenheim）模型。其处理界面的出发点是：界面是一个
胶体化学作为一门学科来说，它的历史比较一致的看法 是从1861年开始的，创始人是英国科学家Thomas Graham， 他系统研究过许多物质的扩散速度，并首先提出晶体和胶体 （colloid）的概念，制定了许多名词用来形容他所发现的
物理化学中国石油大学课后习题答案第13章
粘度近似等于水的粘度，为 0.001kg ⋅ m−1 ⋅s−1 (即 Pa ⋅s )。
解：当粒子在重力场中达到沉降平衡时，有沉降力 = 粘滞阻力，即
-2-
物理化学习题解答
( ) 4 π r3
3
ρ粒子 − ρ介质
g ≈ 6πηr Δx Δt
故 Δt =
6ηΔx
1=
6× 0.001× 0.01
1
( ) ( ) 4
解：
胶核
(
Au
) m
优先吸附与其有共同组成的
AuO2−
，因此胶团结构为
⎡⎣(
Au
) m
⋅
nAuO
− 2
,
(
n
−
x
)
Na
+
⎤⎦
x
−
⋅
xNa
+
2 ． 某 溶 胶 中 粒 子 的 平 均 直 径 为 4.2nm ， 设 其 粘 度 和 纯 水 相 同 ，
η = 1×10−3 kg ⋅ m−1 ⋅ s−1 ，试计算：
−
⎤
960 )× 9.8 ⎥
⎥ ⎥ ⎥
Pα
⎢⎣
1 6 .7
⎥⎦
=1.023P α ⋅ s
5．试计算在 293K 时，地心力场中使粒子半径分别为(1) 1.0×10−5 m ，(2)
100nm ，(3) 1.5nm 的金溶胶下降 0.01m 需时若干。
已知分散介质的密度为1000kg ⋅ m−3 ，金的密度为1.93×104 kg ⋅ m−3 ，溶液的
Δt = ⎢2.51×10−10 × ⎢ ⎣
1 1.0 ×10−7
⎤
2
⎥ ⎥
s
高中化学 (必修1)：最基础考点5 胶体的性质与应用
考点5 胶体的性质与应用【考点定位】本考点考查胶体的性质与应用，准确理解胶体的制备与性质，明确胶体与溶液的鉴别方法，掌握胶体与其它分散系的本质区别，胶体的聚沉与蛋白质的盐析比较等。
【精确解读】一、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：I．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；Ⅱ．非金属氧化物、金属硫化物、硅酸、土壤等胶体带负电；Ⅲ．蛋白质分子一端有-COOH，一端有-NH2，因电离常数不同而带电；Ⅳ．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：I．生物化学中常利用来分离各种氨基酸和蛋白质．Ⅱ．医学上利用血清的纸上电泳来诊断某些疾病．Ⅲ．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．Ⅳ．陶瓷工业精练高岭土．除去杂质氧化铁．Ⅴ．石油工业中，将天然石油乳状液中油水分离．Ⅵ．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I．加热：加速胶粒运动，减弱胶粒对离子的吸附作用．Ⅱ．加强电解质：中和胶粒所带电荷，减弱电性斥力．Ⅲ．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；二、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～2mL FeCl3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10mL 0.01mol•L-1 KI的试管中，滴加8～10滴0.01mol•L-1 AgNO3，边滴边振荡，得浅黄色AgI胶体；离子反应方程式为Ag++I-=AgI(胶体)↓；硅酸胶体：在一大试管里装入5mL～10mL 1mol•L-1HCl，加入1mL水玻璃，然后用力振荡即得，离子方程式分别为：SiO32-+2H++2H2O=H4SiO4(胶体)↓；注意：复分解法配制胶体时溶液的浓度不宜过大，以免生成沉淀；三、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、金属氢氧化物．例如Fe(OH)3、Al(OH)3等．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。
胶体的性质及其应用
第二单元胶体的性质及其应用本单元的内容分为胶体的性质和胶体的应用两部分，通过学习胶体的有关知识，在了解胶体的一些重要性质和应用的基础上，认识到物质的性质不仅与物质的结构有关，而且与物质的存在状态有关，从而开阔视野，认识事物的复杂性。
关于胶体的性质，教材侧重简介布朗运动、丁达尔效应和电泳现象，对胶体的渗析现象作了简单介绍，同时也要求了解胶体的聚沉现象。
关于胶体的应用，首先应从宏观角度对胶体的应用有一定的印象，然后能结合胶体性质，意在通过这些具体性质的应用事例，加深对胶体应用的了解，同时也可加深对胶体性质的了解。
一．常见分散系１．分散系：由一种物质（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。
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。
２．分散系包括分散质和分散剂。
溶液、胶体、浊液（悬浊液、乳浊液）均属于分散系。
二．胶体的概念、制备、净化及分类1、胶体的本质特征：分散质粒子直径在10-9m~10-7m之间。
2、胶体的制备（1）水解法：Fe(OH)3胶体的制备：向20mL沸蒸馏水中滴加1mL~2mLFeCl3饱和溶液，继续煮沸，得红褐色的Fe(OH)3胶体。
（2）复分解法：Ag++I-=AgI(胶体)，SiO32-+2H++H2O=H4SiO4(胶体)注：制取难溶性固体物质的胶体，只能用特殊的方法，如所用试剂的浓度较小，使反应液中较缓慢生成少量难溶物粒子，使它们能均匀分散在反应液中。
3．胶体的净化与提纯使离子或分子从胶体里分离出来的操作叫渗析。
渗析实验能证明胶体粒子比溶液粒子大，通过渗析可以达到净化、精制胶体的目的。
4．胶体的分类按分散剂不同，可分为液溶胶（分散剂为液体），如Fe(OH)3胶体、AgI 胶体；气溶胶（分散剂是气体），如：雾、云、烟；固溶胶（分散剂是固体），如：烟水晶、有色玻璃等。
A .在1mol/L的KI溶液中逐滴加入１mol/L的AgNO3溶液，边加边振荡B.在0.01mol/L的KI溶液中逐滴加入0.01mol/L的AgNO3溶液，边加边振荡C.将蔗糖加入水中并振荡D. 将花生油放入水中并振荡分析：胶体粒子的直径大小在10-9m~10-7m之间。
高中化学最基础考点系列考点胶体的性质与应用新人教必修
考点5 胶体的性质与应用【考点定位】本考点考查胶体的性质与应用，准确理解胶体的制备与性质，明确胶体与溶液的鉴别方法，掌握胶体与其它分散系的本质区别，胶体的聚沉与蛋白质的盐析比较等。
【精确解读】一、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：I．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；Ⅱ．非金属氧化物、金属硫化物、硅酸、土壤等胶体带负电；Ⅲ．蛋白质分子一端有-COOH，一端有-NH2，因电离常数不同而带电；Ⅳ．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：I．生物化学中常利用来分离各种氨基酸和蛋白质．Ⅱ．医学上利用血清的纸上电泳来诊断某些疾病．Ⅲ．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．Ⅳ．陶瓷工业精练高岭土．除去杂质氧化铁．Ⅴ．石油工业中，将天然石油乳状液中油水分离．Ⅵ．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I．加热：加速胶粒运动，减弱胶粒对离子的吸附作用．Ⅱ．加强电解质：中和胶粒所带电荷，减弱电性斥力．Ⅲ．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；二、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～2mL FeCl3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10mL 0.01mol•L-1 KI的试管中，滴加8～10滴0.01mol•L-1 AgNO3，边滴边振荡，得浅黄色AgI胶体；离子反应方程式为Ag++I-=AgI(胶体)↓；硅酸胶体：在一大试管里装入5mL～10mL 1mol•L-1HCl，加入1mL水玻璃，然后用力振荡即得，离子方程式分别为：SiO32-+2H++2H2O=H4SiO4(胶体)↓；注意：复分解法配制胶体时溶液的浓度不宜过大，以免生成沉淀；三、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、金属氢氧化物．例如Fe(OH)3、Al(OH)3等．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。
胶体的性质及其应用
第二课时胶体的性质及其应用一、教材分析本小节是属于人教版化学教材必修一第二章《化学物质及其变化》物质的分类中分散系及其分类的内容，它是分散系及其分类中十分特殊且重要的教学内容，通过本小节内容的探究学习，既巩固了上节所学的内容，也有效地进行高中阶段的化学学习，具有承前启后的作用，是高中化学的教学重点之一。
二、教学目标知识与技能1、了解胶体的概念与分类；2、明确胶体与其它分散系的区别;3、掌握Fe(OH)3胶体的制备方法4、掌握胶体的重要性质和实际应用.过程与方法1．通过丁达尔现象、电泳、胶体聚沉以及渗析等实验，培养学生的观察能力和思维能力。
2．培养学生的思维能力和自学能力情感态度与价值观1．通过实验手段，联系实际，激发学生的学习兴趣。
2．培养学生严肃认真、一丝不苟勇于探索的科学态度。
3．培养学生观察、实验、归纳比较等方法。
三、教学重难点教学重点：对胶体的概念和性质的理解教学难点：胶体的性质与应用四、教学过程教师活动学生活动【导入】上节课我们已经学习了分散系及其分类，了解了分散系的概念，也了解到胶体的基本概念以及胶体的部分性质，但是我们可以从课本上看出，胶体它是作为一个比较独立的内容，需要我们去探究学习，所以今天我们将要接着学习胶体的性质与应用。
听讲并复习旧知1、胶体定义胶体是一种分散质粒子直径在1~100nm之间的分散体系2、胶体的分类按分散质粒子形态的不同：粒子胶体、分子胶体举例：Fe(OH)3胶体是粒子胶体；淀粉胶体、蛋白质胶体是分子胶体按分散剂状态的不同：气溶胶、固溶胶、液溶胶举例：烟、雾是气溶胶；合金、有色玻璃是固溶胶；蛋白溶液、淀粉溶液是液溶胶明确胶体的概念，思考胶体的分类方式与分散系的分类方法有何异同【过渡】我们已经知道胶体的定义，并且知道了胶体按照两种不同的标准可以分为5种，但我们都可以很明确地知道对胶体的分类是表象的，那么接下来我们将要透过现象看本质，学习胶体的重要性质及应用。
听讲3、胶体的性质（1）丁达尔效应：一束光通过胶体有一条光亮的“通路”应用：区分胶体和溶液复习旧知，巩固新知【实验】Fe(OH)3胶体的制备【视频演示实验】仔细观看实验视频【投影】Δ反应原理：FeCl3+3H2O Fe(OH)3（胶体）+3HCl注意：①加热至溶液呈红褐色后停止加热注意：②不能用自来水，也不能搅拌注意：③不用“↓”，写胶体【思考与交流】为什么Fe(OH)3不沉淀，而用胶体表示，HCl不和Fe(OH)3反应？【结论】此时Fe(OH)3集合度较小，无法达到沉淀的要求，在水中分散质粒子大小处于1~100nm，是属于胶体，故写胶体，而反应生成的HCl 由于大部分受热挥发，较少量溶于水中，难与Fe(OH)3接触，不发生反应，能共存。
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中国石油大学( 中国石油大学(华东) 华东) 应用化学
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二、溶胶的聚沉 导致溶胶聚沉主要因素： 导致溶胶聚沉主要因素： 外加电解质、 外加电解质、温度变化、 温度变化、溶胶浓度， 溶胶浓度，不同电性 溶胶的互相影响等。 溶胶的互相影响等。 1.电解质的聚沉作用 1.电解质的聚沉作用 电解质的作用是降低电动电势。 电解质的作用是降低电动电势。 当电动电势小于某一值时， 当电动电势小于某一值时，溶胶开始聚沉， 溶胶开始聚沉，此时的 电动电势称临界电势 临界电势。 临界电势绝对值越小， 电动电势称 临界电势 。临界电势绝对值越小 ，聚沉越 临界电势为零时， 胶体稳定性最低， 聚沉最快。 快，临界电势为零时 ，胶体稳定性最低 ，聚沉最快 。
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§1313-5
溶胶的稳定性和聚沉作用
一、溶胶的稳定性及DLVO理论( Derjaguin- LandauWerwey- Overbeek) 1. 溶胶相对稳定的原因 溶胶是高度分散的、 溶胶是高度分散的、多相的、 多相的、热力学不稳定 ① 高分散使胶粒具有动力稳定性 体系， 体系，但在一定条件下又能相对稳定地存在相当 ② 胶粒表面双电层的稳定作用 长的时间， 长的时间 ，如：半径为1.5×10-9m的金质点下降 -8m的苯质点下降0.01m —— 胶体的抗聚结稳定性 0.01m需3.5年，半径为 10 需12年。 ③ 溶剂化的稳定作用
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中国石油大学( 中国石油大学(华东) 华东) 两胶粒相距较远时， 两胶粒相距较远时，离子氛尚未重合， 离子氛尚未重合，粒子间“远距 离”吸引力起作用， 吸引力起作用，引力占优势， 引力占优势，曲线在横轴以下， 曲线在横轴以下，总 位能为负； 位能为负； 两胶粒相距较近时， 两胶粒相距较近时，离子氛重叠， 离子氛重叠，斥力起作用， 斥力起作用，总位 能逐渐上升为正值， 能逐渐上升为正值，至一定距离处， 至一定距离处，位能最大 — E0 ， 表明胶粒不能进一步靠近， 表明胶粒不能进一步靠近，或者碰撞后又分开； 或者碰撞后又分开；如能克 服这个能垒， 服这个能垒，位能即迅速下降， 位能即迅速下降，表明胶粒间距很近时， 表明胶粒间距很近时， 吸引能EA随胶粒间距变小而激增， 随胶粒间距变小而激增，使引力又占优势， 使引力又占优势，位 能下降为负值， 能下降为负值，意味着胶粒将发生凝聚。 意味着胶粒将发生凝聚。
+
总 位 能 ER ET E0 EA
胶 胶间 距 距
ER—胶粒靠近时排斥 能增加的情况 EA—吸引能随胶粒间 距的变化情况 ET—总位能( 总位能(ER+EA） 与胶粒间距的 关系
0
-
结论： 结论：使胶粒聚集， 使胶粒聚集，必须克服能垒， 必须克服能垒，这是胶体体系一定 时间具有“稳定性”的原因。 的原因。
3.电动电势是指 电动电势是指______ 是指______的电势差 ______的电势差 (a) 固体表面与滑移面 (b) 固体表面与溶液本体 (c) 滑移面与溶液本体 (d) Stern面与溶液本体 4.电动现象的表现是______ (a) 电渗现象 (c) 沉降电势和流动电势 (b) 电泳现象 (d) 以上的表现都是电动现象
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1）聚沉值和聚沉能力 聚沉值： 聚沉值：引起溶胶明显聚沉所需外加电解质的最小浓度 聚沉能力： 聚沉能力：聚沉能力＝ 聚沉能力＝1/聚沉值 1/聚沉值 聚沉能力主要决定于胶粒带相反电荷的离子的价数。 聚沉能力主要决定于胶粒带相反电荷的离子的价数。 聚沉值与异电性离子价数的六次方成反比舒尔茨舒尔茨-哈代 (Schulze-Hardy)规则。 规则。
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10. 用等体积的0.05 mol ⋅ m
−3
AgNO3溶液和0.1
mol ⋅ m −3
(a)
KI溶液混合制备的AgI 溶胶， 溶胶，在电泳仪中胶粒向_______ 在电泳仪中胶粒向_______ (a)正极移动 (b)负极移动 (c)不移动 (d)不能确定
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DLVO理论的基本要点 （1）、胶团之间既存在斥力势能 ）、胶团之间既存在斥力势能， 胶团之间既存在斥力势能，也存在吸力势能 斥力来自静电斥力， 斥力来自静电斥力，引力来自范德华力——长程作用力 （2）、胶体体系稳定与聚沉取决于斥力势能和吸力势能的相对 ）、胶体体系稳定与聚沉取决于斥力势能和吸力势能的相对 大小； 大小；斥力> 斥力>吸力， 吸力，稳定； 稳定；斥力< 斥力<吸力， 吸力，聚沉； 聚沉； （3）、斥力势能 ）、斥力势能、 吸力势能、总势能随粒子间距离而变； 总势能随粒子间距离而变； 斥力势能、吸力势能、 （4）、加入电解质对吸力势能影响不大 ）、加入电解质对吸力势能影响不大， 加入电解质对吸力势能影响不大，对斥力势能影响大； 对斥力势能影响大；
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② 胶粒间的斥力 胶粒间的斥力本质上源于双电层的电场斥力。 胶粒间的斥力本质上源于双电层的电场斥力。
- -+ + ++ + - ++ + + - -
- + + ++ - ++ + ++ - - -
-
- + + ++ + + + ++
11、固体物质与极性介质(如水溶液)接触后， 接触后，在相之间出现双电层， 在相之间出现双电层， 所产生的电势是指________ (a) 滑动液与本体溶液间电势差 (b) 固体表面与本体溶液间电势差 (c) 紧密层与扩散层之间电势差 (d) 小于热力学电势
(b)
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(b) 1.胶体溶液在外加直流电场作用下 1.胶体溶液在外加直流电场作用下， 胶体溶液在外加直流电场作用下，向某一电极作定向运动的是_______ 向某一电极作定向运动的是_______ (a) 胶核 (b) 胶粒 (c) 胶团 (d) 紧密层 2.悬浮于液体介质中的固体微粒在外力作用下急速与介质分离， 悬浮于液体介质中的固体微粒在外力作用下急速与介质分离，从而液 体表面层与底层之间产生电势差的现象叫_______ （a）电泳 （b）电沉积 （c）沉降电势 （d）流动电势 （c）
(c)
(d)
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5.决定胶粒电泳速度的电学量是______ (a) 固体表面电势 (c)电动电势 (b) Stern电势 (d)异电离子价态
(c)
6.电渗现象表明胶体系统中________ (a) 胶体粒子是电中性的 (c) 胶体粒子是带电的 (b) 分散介质是电中性的 (d) 分散介质也是带电的
-
+ + + -- + --- +++ ++ -- - -
- -
计算表明这种斥力是胶粒间距离的指数函数， 计算表明这种斥力是胶粒间距离的指数函数，是溶胶 稳定性的主要因素。 稳定性的主要因素。
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③溶胶的稳定性取决于胶粒的吸引能和排斥能的总效应
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例如对于给定的溶胶， 例如对于给定的溶胶，异电性离子分别为一、 异电性离子分别为一、二、三 价，则聚沉值的比例为： 则聚沉值的比例为：
(d)
7.根据双电层理论， 根据双电层理论，一溶胶带正电或负电的决定因素是_____ (a) 胶核选择吸附离子 (c) 胶核比表面大小 (b) 配制溶胶的方法 (d) 稳定剂与胶核本身性质
(d)
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(a) 8.在AgNO3溶液中加入稍过量KI溶液， 溶液，得到溶胶的胶团结构可表示为________ (a) [(AgI)m·nI－·(n-x)·K＋]x－·xK＋ (b) [(AgI)m·nNO3－·(n-x)K＋]x－·xK＋ (c) [(AgI)m·nAg＋·(n-x)I－]x－·xK＋ (d) [(AgI)m·nAg＋·(n-x)NO3－]x＋·xNO-3 9.有两个连通的容器， 有两个连通的容器，中间用一个AgCl做成的多孔塞， 做成的多孔塞，塞中细孔及两容器中分 别充满了0.02M与0.20M的NaCl溶液， 溶液，在多孔塞两边插入两电极并通直流电， 在多孔塞两边插入两电极并通直流电， 发生下列哪种情况________ (a) 向负极运动， 向负极运动，浓溶液比稀溶液流动快 (b) 向正极运动， 向正极运动，浓溶液比稀溶液流动快 (c) 向负极运动， 向负极运动，浓溶液比稀溶液流动慢 (d) 向正极运动， 向正极运动，浓溶液比稀溶液流动快 (c)
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