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十談膠體
高中化學選修教材的《膠體》一節,由于展開不夠充分,使不少學生和教師難以把握有關內容,出現了一系列的模糊認識。我們把這些問題搜集起來,并根據我們的理解來談一談有關《膠體》的疑難問題。
一、溶膠是怎樣的概念
膠體從外觀上看貌似均勻,與溶液沒什么差異,因此膠體常稱為溶膠。溶膠與膠體是同一個概念。
二、對淀粉、蛋白質等高分子溶于水形成的分散系,為什么有時稱其為溶液,有時又稱其為膠體
教材中是按分散質微粒直徑的大小來給分散系分類的。淀粉、蛋白質等高分子溶于水形成的分散系可稱為膠體。但是判斷一種分散系是屬于膠體還是溶液,單從分散質微粒直徑的大小這一方面來考察,其結論是不全面的,甚至是錯誤的。正確判斷一種分散系是溶液還是膠體,還要看分散質微粒的結構。如果分散質微粒的結構簡單,比如是單個的分子或較小聚合度的分子或離子,那么這樣的分散系應稱為溶液。由于淀粉、蛋白質溶于水后都是以單個分子的形式分散在水中的,因此,盡管這些高分子很大,這些分散系仍應稱為溶液。只是因為高分子的大小與膠粒相仿,高分子溶液才具有膠體的一些特性,如擴散慢、不通過半透膜、有丁達爾現象等。化學上常把Fe(OH)3,AgI等難溶于水的物質形成的膠體稱為憎液膠體,簡稱溶膠;而把淀粉、蛋白質等易溶于水的物質形成的分散系稱為親液膠體,更多地是稱為高分子溶液。
三、溶液是均一的,膠體也均一嗎
憎液溶膠的分散質微粒是由很大數目的分子構成,因此是不均一的;高分子溶液中的分散質微粒是單個的分子,因此是均一的。
四、膠體能在較長時間內穩定存在的原因是什么
憎液溶膠的膠粒帶有相同的電荷,由于同性電荷的排斥作用而使憎液膠體可以穩定存在。淀粉、蛋白質等高分子中含有多個極性基團(如—COOH,—OH,—NH2等),可以與水高度溶劑化(高分子表面形成水膜),因此也可較長時間穩定存在。很明顯,這兩類膠體穩定存在的原因是不同的。
五、溶液中的溶質微粒也作布朗運動嗎
膠體微粒在各個方向上都受到分散劑分子的撞擊,由于這些作用力不同,所以膠體微粒作布朗運動。溶液中的溶質微粒和分散劑分子大小相仿,因此溶質微粒的運動狀況與膠體的膠粒運動狀況是有差別的。由于膠體的丁達爾現象,用超顯微鏡才可以觀察到膠粒的布朗運動。溶液無丁達爾現象,因此用超顯微鏡觀察不到溶質微粒的運動狀況。
六、凝聚與鹽析有何差別
凝聚是憎液(水)膠體的性質,膠體的凝聚過程就是膠粒聚集成較大顆粒的過程。由于憎液(水)膠體的分散質都難溶于水,因此,再采用一般的溶解方法用水來溶解膠體的凝聚物是不可能的,也就是說,膠體的凝聚是不可逆的。鹽析實際上就是加入電解質使分散質溶解度減小而使其析出的過程。鹽析不是憎液膠體的性質,它是高分子溶液或普通溶液的
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