例3 用下列方法来制备溶胶:①0.5mol/L BaCl2溶液和等体积的2mol/L H2SO4相混合并振荡;②把1mL饱和三氯化铁逐滴加入20mL沸水中,边加边振荡;③把1mol/L水玻璃加入10mL 1mol/L盐酸中,用力振荡。可行的是( )
A、只有①② B、只有①③ C、只有②③ D、①②③
解析:①操作,能生成BaSO4沉淀,并得不到胶体。②③是可行的。故应选(C)
2H2S(水溶液)+O2
2S(溶胶)+2H2O
关于改换溶剂法则是利用一种物质在不同溶剂中溶解度相差悬殊的性质来制备溶胶,如把松香的酒精溶液滴入水中,由于松香在水中溶解度很低,溶质以胶粒大小析出,即形成松香的水溶胶。
无论采用哪种方法,制得的溶胶常含有很多电解质或其他杂质,除了与胶粒表面吸附的离子维持平衡的适量电解质具有稳定胶体的作用外,过量的电解质反而会影响溶胶的稳定性。因此,制备好的溶胶常常需要作净化处理,最常用的净化方法就是渗析。
例题精讲
例1下列物质中既属于无机物,又属于碱的是( )
A.Na2CO3 B.CH3OH C.CH3CH2OH D.Cu(OH)2
解析:Na2CO3是无机物,但属于盐;CH3OH和CH3CH2OH为有机物;Cu(OH)2为碱且为无机物,故答案应选D。
答案:D
例2用特殊方法把固体物质加工到纳米级(1nm~100nm)的超细粉末粒子,然后制得纳米材料。下列分散系中的分散质的粒子的大小和这种纳米粒子大小具有相同的数量级的是( )
A.溶液 B.悬浊液 C.胶体 D.乳浊液
解析:1nm~100nm就是胶体分散系中粒子的大小,跟这种超细粉末粒子大小具有相同数量级。
答案:C
Ni(CO)4
Ni(溶胶)+4CO
(4)利用氧化还原反应
把氧气通入H2S水溶液中,H2S被氧化,得硫磺溶胶:
AgNO3(稀溶液)+KI(稀溶液)
AgI(溶胶)+KNO3
(3)利用分解反应
把四羰基镍溶在苯中加热可得镍溶胶:
Na2SiO3(稀溶液)+2H20
H2SiO3(溶胶)+2NaOH
(2)利用复分解反应
可用稀的AgNO3溶液与稀的KI溶液的反应来制备AgI溶胶:
FeCl3(稀溶液)+H2O
Fe(OH)3(溶胶)+3HCl
如果将碱金属硅酸盐类水解,则可制得硅酸溶胶:
4、胶体的性质与应用:
(1)从胶体微粒大小,认识胶体的某些特征。由于胶体微粒在1nm―100nm之间,它对光有一定的散射作用,因而胶体有特定的光学性质――丁达尔现象;也正是由于胶粒直径不大,所以胶体也有它的力学性质――布朗运动;胶体粒子较小,其表面积较大,具有强大的吸附作用,它选择吸附了某种离子,带有电荷,互相排斥,因而胶体具有相对稳定性,且显示胶体的电学性质――电泳现象。
(2)根据胶体的性质,理解胶体发生凝聚的几种方法。正是由于胶体微粒带有同种电荷,当加入电解质或带相反电荷的胶粒时,胶体会发生凝聚;加热胶体,胶粒吸附的离子受到影响,胶体也会凝聚。如果胶粒和分散剂一起凝聚成不流动的冻状物,这便是凝胶。
(3)利用胶体的性质和胶体的凝聚,可区别溶液和胶体。
1)胶体有丁达尔现象,而溶液则无这种现象。
2)加入与分散质不发生化学反应的电解质,溶液无明显现象,而胶体会产生凝聚。
(三)胶体的制备方法
制备溶胶的必要条件是要使分散质粒子大小在lnm~100nm之间。由于溶胶是热力学不稳定体系,在制备过程中还要加入稳定剂(如电解质或表面活性物质)。制备方法原则上有两种,一是使固体颗粒变小的分散法,一是使分子或离子聚结成胶体的凝聚法。
常用的分散法有研磨法、胶溶法等。研磨法是把粗颗粒的固体放在胶体磨中研细,在研磨的同时要加入明胶等稳定剂。胶溶法是通过向新生成并经过洗涤的沉淀中加入适宜的电解质溶液作稳定剂,再经搅拌,使沉淀重新分散成胶体颗粒而形成溶胶,这种过程称为胶溶作用,如在新生成的Fe(OH)3沉淀中,加入少量FeCl3稀溶液可制得Fe(OH)3溶胶。
凝聚法有多种方法,应用也比分散法广泛,主要可分为化学反应法、改换溶剂法等。所有反应,如复分解、水解、氧化还原、分解等,只要能生成难溶物,都可以通过控制反应条件(如反应物浓度、溶剂、温度、pH、搅拌等)用来制备溶胶,这些被称之为化学反应法。例如:
(1)利用水解反应
教材中介绍的Fe(OH)3溶胶的制备,利用的就是FeCl3的水解反应:
(2)按分散质的粒子分 粒子胶体――胶粒是许多“分子”的集合体。如Fe(OH)3胶体。
分子胶体――胶粒是高分子。如淀粉溶胶,蛋白质胶体等。
分散剂是液体――液溶胶。如Al(OH)3胶体,蛋白质胶体
(1)按分散剂的状态分 分散剂是气体――气溶胶。如雾、云、烟
分散剂是固体――固溶胶。如烟水晶、有色玻璃。
3、胶体的分类:
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