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。

说明:应用实验的原理和方法,可以除去胶体溶液中的离子或小分子杂质。为了提高除杂的速度和提高除杂的程度,要定期更换蒸馏水。应用渗析洁皿用流动水来精制胶体,若要检验半透膜袋有无损坏,则应取悬放过此袋样品的烧杯中少量溶液,向其中加入大量I2溶液,若变蓝,则可说明已损坏,淀粉胶体已透过半透膜进入水中。思考再进一步:能否用溴水代替碘水?何故?

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。

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顺序为: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>Cl

思考:① 淀粉胶体加入少量电解质能否使其凝聚?(否!)有无电泳现象?(无!)

思考:② 胶体中分别逐渐加入HCl溶液、MgCl2溶液,现象有何异同?为什么?(加入过量盐酸,使胶体凝聚成沉淀后又发生中和反应而溶解成FeCl3溶液,而MgCl2能使胶体凝聚而不能溶解)

(2)加入带异性电荷胶粒的胶体:思考:将胶体和硅酸胶体混合有何现象?什么原因?

(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。

你知道豆腐的生产过程吗?为什么常常加入石膏?

注意:蛋白质变性凝聚(加热、加重金属盐等不属胶体意义上的凝聚,此变性过程为化学过程。)

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