胶体的性质 · 丁达尔效应交互动画
拖动粒径滑条改变分散质粒子直径,拖动激光笔照射分散系,观察光路的出现与消失。
分散系分类的唯一依据是分散质粒子直径:溶液 < 1 nm < 胶体 1~100 nm < 浊液 > 100 nm。
溶液(<1 nm,无丁达尔效应) 胶体(1~100 nm,有光亮通路) 浊液(>100 nm,光被挡住) 激光束(可拖拽,严禁对人)
为什么会有丁达尔效应?
可见光波长约 400~700 nm。胶体粒子直径 1~100 nm,与光波长处在同一数量级, 光遇到它们会向四面八方散射,侧面看去就是一条明亮的光的通路。
溶液粒子太小(<1 nm),散射极弱,光几乎径直穿过 → 看不到光路; 浊液粒子太大(>100 nm),光主要被反射和阻挡,在入口处就散乱衰减 → 同样看不到通路,且不透光。
⚠ 丁达尔效应只能鉴别胶体与溶液,不能用于鉴别胶体与浊液(浊液肉眼即可辨别),更不能判断分散系是否带电。
规范操作步骤 拖拽试剂到烧杯
- 取 25 mL 蒸馏水注入烧杯
- 加热至沸腾(100 ℃)
- 逐滴加入饱和 FeCl₃ 溶液 5~6 滴
- 继续煮沸至液体呈红褐色
- 立即停止加热,得 Fe(OH)₃ 胶体
化学方程式
FeCl₃ + 3H₂O —Δ→ Fe(OH)₃(胶体) + 3HCl ① 必须注明"(胶体)";② 不写沉淀符号 ↓,胶体不是沉淀;③ 用"→"不用可逆号(加热促进水解趋于完全)
四条不可触碰的红线
- 不能用自来水 —— 自来水中的 Ca²⁺、Mg²⁺、Cl⁻、HCO₃⁻ 等电解质会中和胶粒电荷,立即聚沉。
- 不能搅拌 / 振荡 —— 加剧胶粒碰撞,直接聚沉成红褐色沉淀。
- 不能长时间煮沸 —— 出现红褐色须立即停止加热,久煮胶体会转化为 Fe(OH)₃ 沉淀。
- 不能多加 FeCl₃ —— 5~6 滴即可,浓度过大来不及分散就聚集成沉淀。
必须记牢的三句话
- 电泳证明的是胶粒带电,胶体本身不带电(整体呈电中性)。
- 胶粒带电的原因:颗粒小、表面积大,能吸附溶液中的离子。
- 同种胶粒带同种电荷相互排斥+布朗运动,共同造成胶体的介稳性。
应用
工厂静电除尘(带电烟尘微粒在高压电场中定向沉积)· 电泳电镀与汽车车身涂装 · 生物大分子(蛋白质、DNA)的电泳分离与鉴定。而布朗运动则解释了胶体为何能长期悬浮不沉降。
聚沉的三种方法
- 加电解质:中和胶粒电荷。离子所带电荷数越多,聚沉能力越强(对带正电胶粒:PO₄³⁻ > SO₄²⁻ > Cl⁻)。
- 加带相反电荷的胶体:两者电性中和,同时聚沉。
- 加热或搅拌:加剧胶粒运动与碰撞,聚集变大而沉降。
生产生活中的胶体
聚沉:卤水(MgCl₂)/ 石膏点豆腐 · 江河入海口泥沙遇海水中电解质聚沉形成三角洲 · 不同型号墨水不能混用 · 明矾 KAl(SO₄)₂ 水解生成 Al(OH)₃ 胶体吸附悬浮杂质而净水(吸附不是聚沉,也不能杀菌消毒)。
渗析:医学上的血液透析,用半透膜把血液中的小分子代谢废物除去,而蛋白质等大分子留在血液中。
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高频易错点
- 雾、云、烟是气溶胶,属于胶体;有色玻璃、烟水晶是固溶胶——胶体不一定是液态。
- 分类的唯一依据是分散质粒子直径,与是否透明、是否有颜色、什么状态都无关。
- 牛奶是乳浊液,豆浆是胶体;"Fe(OH)₃ 胶体"与"Fe(OH)₃ 沉淀"是两种完全不同的分散系。
- 胶体与溶液的本质区别是粒子直径 1~100 nm,"有无丁达尔效应"只是现象,不是本质区别。