第二单元 胶体的性质及其应用

第二单元 胶体的性质及其应用

一、 教学目标

1．了解分散系的概念；了解胶体的概念；了解胶体的性质；了解胶体的实际应用。

2．掌握胶体与溶液，悬浊液，乳浊液的区别；掌握胶体的精制方法；理解丁达尔效应，布朗运动和电泳现象产生的原因。

二．教学建议

1．充分利用初中已有的溶液、悬浊液、乳浊液的知识，列表比分散系的有关知识。要重视以旧带新，联系已学过的与胶体知识有关的基础，以达到边复习边旧知识、边学习新知识的目的。

2．结合实验和列表比较，从观察比较中认识胶体的本质特征。

3．胶体内容学习过程中学生会感到记忆难、应用难等问题，教学中要注意引导和帮助学生整理知识、归类知识。

第一节 胶体

一．教学目标

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、教学过程

1．我们平时所接触到的分散系一般有三种，即 ________、__________、_________，我们把分散系分成以上三种的依据是 _________，当分散质粒子直径小于1 nm 时，是_________，大于100nm 时，是_________，在1 nm～100nm 之间时是 _________。

2．如何分离胶体与浊液_________，如何分离胶体与溶液_________；如何分离浊液与溶液_________，胶体净化的方法是_________，为什么可以采用该办法_____________。

3．胶体的形成不是物质_________的反映，而是物质的一种_______形式。根据分散剂的不同，可分为溶胶，如 _________；______溶胶，如_________溶胶，如_____等。

三、重点、难点点拨

1．如何理解胶体的本质特征和渗析的关系胶体粒子的直径在1 nm～100nm 之间是胶体的本质特征，也是胶体区别于其他分散系的依据，同时也决定了胶体的性质。

胶体粒子直径较大，不能透过半透膜，但分子或离子可以透过半透膜，据此可以通过“渗析”的方法制某些胶体。渗析是一种分离操作，通过多次渗析或把半透膜袋放在流动的水中，可以使胶体得到更好的精制。

2．为什么有的高分子溶液具有胶体的某些性质？

高分子化合物溶于适当的溶剂中，就成为高分子溶液，它具有双重性，一方面由于分散质颗粒太小与溶胶粒子相近，表现出溶胶的某些特性，例如不能透过半透膜，因此高分子溶液可纳入胶体研究范畴。另一方面高分子溶液是分子分散体系，又具有某些真溶液的特点，与胶体有许多不同的地方。例如：高分子溶液一般不带电荷，溶胶粒子则带电荷。高分子溶

液的稳定是它的高度溶剂化起了决定性作用，粒子不带电也能均匀地分散在溶液中。

高分子化合物能自动溶解于适当的溶剂中，当蒸发溶剂后，再加入溶剂仍然自动溶解。胶体溶液则不能由自动分散来获得，胶粒一旦凝聚出来，一般很难简单地用加人溶剂的方法使之复原。

3．胶体较稳定的原因：①胶体中胶粒体积小，被介质分子碰撞而不易上浮或下沉，凝析；②胶体中胶粒带有同性电荷，相互排斥的结果不易凝析出来。

4．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。

习题精析

[例1]下列关于胶体的说法中正确的是（ ）

（A ）胶体外观不均匀 （B ）胶粒做不停的，无秩序的运动

（C ）胶粒不能通过滤纸 （D ）胶体不稳定，静置后容易产生沉淀

[解析]胶粒可以透过空隙较大的滤纸，但不能透过空隙较小的半透膜。胶体是比较稳定的分散系。

[答案]B

[例2]胶体是比较稳定的分散系的主要原因是 A. 胶粒直径在1 nm-100nm之间 B ，同种胶体的粒子带有同种电荷 C. 胶体溶液显电中性 D. 胶粒是运动的

[解析]胶体稳定的原因是其中的胶粒带电荷，并且同种胶体的粒子带同种电荷，同种电荷相互排斥，因而胶体稳定。

[答案]B

[例3]下列各种物质中，常用渗析方法分离的是 ( )

（A ）CaCO 3和Na 2CO 3 （B ）NaCl 和KNO 3

（C ）CCl 和水 （D ）Fe(OH)3胶体和FeCl 3溶液

[解析]渗析方法适用于胶体和溶液的分离。 [答案]D

[例4]下列两种物质混合后，所形成的分散系属于胶体的是（ ）

（A ）溴水和汽油 （B ）硫代硫酸钠和盐酸

（C ）乙二醇和甘油 （D ）鸡蛋清和甘油

[解析lA 形成的是溴的有机溶液，B 形成的是单质硫沉淀和NaCI 溶液，C 二者物质互溶，D 形成的属高分子溶液，也属于胶体的范畴。

[答案]D

[例5]氯化铁溶液与氢氧化铁胶体具有的共同性质是（ ）。

（A ）分散质颗粒直径都在l ～100nm 之间 （B ）能透过半透膜

（C ）加热蒸干、灼烧后都有氧化铁生成 （D ）呈红褐色

[解析]从分散系角度来分类，氯化铁溶液和氢氧化铁胶体属于不同的分散系。氯化铁溶液属于溶液，其中的分散质微粒是Fe 3+和Cl -离子。氢氧化铁胶体属于胶体，其中的分散质氢氧化铁构成的胶粒，分散质的直径要大一些。但两者加热蒸干、灼烧后，都会得到氧化铁。

[答案]C。

第二节 胶体的性质及其应用

●教学目标

1. 掌握胶体的重要性质，了解其应用。

2. 进一步认识物质性质与物质聚集状态相关的关系。

3. 培养学生观察、分析、探索、归纳的能力。

4. 通过了解胶体知识的应用，让学生感觉化学就在身边，以此调动学生学习的兴趣和动机。

●教学重点

胶体的性质。

●教学难点

胶体粒子大小与其性质的关系。

●教学方法

启发、诱导、实验探索等方法。

●教具准备

投影仪、多媒体动画课件、录像资料、激光教鞭；

小烧杯（两个）；

NaCl 溶液、淀粉溶液、Fe （OH ）3胶体、KNO 3溶液、蒸馏水

●课时安排

1课时

●教学过程

［复习提问］什么叫胶体？它和溶液、浊液有何异同点？

［回答要点］分散质粒子的直径大小在1 nm～100 nm之间的分散系叫胶体。它和溶液、浊液相比，相同点：三者都是一种（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，都属分散系的一种。不同点：主要是分散质粒子大小不同，液体均一性、稳定性也不尽相同。

［转问］胶体和溶液的外观特征相同（透明澄清），如NaCl 溶液和淀粉溶液，那么可用怎样的物理方法加以鉴别呢？

［学生活动］一代表上台演示。

操作：将分别盛有等量NaCl 和淀粉溶液的两烧杯并排置于桌面上，用激光教鞭从一侧（光、两烧杯在一条线上）进行照射，同时于垂直方向观察。

现象与结论：当光束通过形成一条光亮红色通路的液体为淀粉溶液，无此现象的为NaCl 溶液。

［讲述］当一束强光照射胶体时，在入射光垂直方向，可以看到一道光亮的通路，这种现象早在19世纪由英国物理学家丁达尔研究发现。故称其为“丁达尔效应”。而溶液无此现象。因此丁达尔效应可以区别溶液和胶体。那么，造成胶体和溶液这种性质差异的原因是什么呢？

［学生阅读］课本P 19第一段，并进行归纳。

［投影比较］

［多媒体动画模拟］胶粒对光的散射作用。

［旁白］图中红色箭头（粗）代表入射光线，黄色箭头（细）代表散射光。当光线照射到胶体粒子上时，有一部分光发生了散射作用，另一部分光透过了胶体，无数个胶粒发生光散射，如同有无数个光源存在，我们便可发现当一束光线通过胶体时从侧面可以看到一条光亮的通路，这就是丁达尔效应。

［设问］胶体除具有丁达尔效应外，还有何其他性质呢？

［板书］第二节 胶体的性质及其应用

一、胶体的性质

1. 丁达尔效应：光束通过胶体，形成光亮的“通路”的现象叫丁达尔效应。

［过渡］由于胶体分散质粒子比溶质粒子大得多，以致使光波传播改变了原来的方向。尽管如此，我们的肉眼仍看不到它的存在。超显微镜可帮助我们了解胶粒的情况。

［多媒体动画模拟］胶粒的布朗运动。

［旁白］用一黑色小球代表胶体粒子，用动画模拟胶粒的无规则运动。胶粒的运动情况如同花粉颗粒在水里作不停的、无秩序的运动。这种现象叫做布朗运动。

［板书］2. 布朗运动：胶体分散质粒子作不停的、无秩序的运动，这种现象叫做布朗运动。

［设问］为什么胶粒的运动是不停的、无秩序的呢？

［学生阅读］课本P 19第二、三段，并归纳原因。

［讲述］胶粒作布朗运动，是因胶粒受水分子来自各方面的撞击、推动，而每一瞬间在不同方向上所受合力的大小不同，所以每一瞬间胶粒运动速率和方向都在改变，因而形成不停的、无秩序的运动。布朗运动使胶粒难于静止沉降，这是胶体稳定的一个因素。相比之下，浊液却无此性质，为什么呢？

［投影比较］

［投影思考］

1.Fe （OH ）3胶体中，分散质是 ，作 （定向或不规则）运动。

＋－＋2.NaCl 溶液中，Na 和Cl 作 运动。通直流电后作 运动，Na 向 极

移动，Cl 向 极移动。

［答案］1. 许多聚集的Fe （OH ）3分子 无规则

2. 无规则 定向运动 阴 阳

［设疑］若给Fe （OH ）3胶体通直流电，胶体粒子的运动会怎样呢？

［播放录像］Fe （OH ）3胶体的电泳实验，请观察：

现象：通电后，U 型管里阴极附近的红褐色逐渐变深，阳极附近的红褐色逐渐变浅。 ［讲述］从现象可看出，阴极附近Fe （OH ）3胶粒增多了，说明在电场作用下，胶粒作了定向移动。

［设问］通电后，Fe （OH ）3胶粒移向阴极，说明Fe （OH ）3胶粒具有什么样的电性？ ［回答］Fe （OH ）3胶粒带正电。

［小结］像Fe （OH ）3胶体，在外加电场作用下，胶粒在分散剂里向电极作定向移动的现象，叫做电泳。

［板书］3. 电泳：在外加电场作用下，胶体粒子在分散剂里向电极作定向移动的现象，叫做电泳。

［设疑］为何胶体粒子会带电呢？胶体是否带电？Fe （OH ）3胶粒为何带正电？ ［学生阅读］课本P 20第二段，并归纳。 －

−→表面积大−−→吸附能力强−−→可吸附溶液中的离子［分析］胶体粒子小−

通电−−→Fe （OH ）3胶粒只吸附阳离子，带正电−−−→向阴极移动−−→阴极区液体颜色

变深。

［投影归纳］

−→表面积大−−−−−→带电−−−−−→向电极作定向移动。 胶体粒子小−

［多媒体动画模拟］电泳现象。

吸附离子通直流电

［旁白］图中大球表示胶粒，表示被胶粒吸附的离子的种类。胶粒因吸附阳离子或阴离子而带电荷，在外加电场作用下向阴极或阳极作定向移动。

［讲述］一般来说，在同一胶体中，由于胶粒吸附相同的离子因而带同种电荷，如 Fe （OH ）3胶粒带正电荷。但胶体本身不带电，我们不能说Fe （OH ）3胶体带正电。那么，哪些胶体粒子带正电荷，哪些胶体粒子带负电荷呢？

［投影归纳］一般来说：

金属氢氧化物、金属氧化物的胶体粒子带正电荷。非金属氧化物、金属硫化物、土壤的胶体粒子带负电荷。但并非所有胶粒都带电荷。

［讨论］同一胶体中胶粒带同种电荷，会产生怎样的作用力？这种作用力对胶体的性质有何影响？

［讲述］由于同种胶粒带同种电荷，它们之间相互排斥而不易聚集沉降，这就是胶体一

般稳定的主要原因。

［投影小结］胶体分散系稳定的原因。

同种胶粒带同种电荷，相互排斥而不易聚集；布朗运动能克服重力作用，胶粒不易沉积。 ［过渡］方才，我们分析了胶体稳定的原因，其中胶体粒子带电是重要的因素。那么，能否想出针对性的办法破坏胶体的稳定性，使胶粒彼此聚集长大而沉降呢？

思路：“胶粒−−−−−→聚集变大−−−−−→沉淀”

［学生讨论］提出中和胶粒所带电荷的方法。

归纳为：1. 加电解质；

2. 加带相反电荷的胶粒。

［演示］向盛有Fe （OH ）3胶体的试管中滴入MgSO 4溶液，振荡。观察。

现象：产生浑浊。

［学生阅读］课本P 21胶体的聚沉，并归纳。

［板书］4. 胶体的聚沉：分散质粒子相互聚集而下沉的现象，称为胶体的聚沉。 方法：加电解质溶液；加带相反电荷的胶粒。

［过渡］以上我们紧紧围绕胶体粒子大小的特征，研究了胶体所具备的重要性质。借此，可以认识和解释生活中的一些现象和问题。

［板书］二、胶体的应用

［投影1］在水泥和冶金工厂常用高压电对气溶胶作用，除去大量烟尘，以减少对空气的污染。这种做法应用的主要原理是

A. 电泳 B. 渗析

C. 凝聚 D. 丁达尔现象

［解析］使用高压电，即利用外加电场，使气溶胶胶粒向电极移动而聚集，从而除去烟尘。

答案：A

［讲述］以上一例是胶体电泳性质在冶金工业中的应用。电泳原理还可用于医学诊断（如血清纸上电泳）和电镀工业上。

［板书］1. 工业除杂、除尘。

［投影2］已知土壤胶粒带负电，在土壤里施用含氮量相等的下列肥料，肥效较差的是

A. （NH 4）2SO 4 B.NH 4HCO 3

C.NH 4NO 3 D.NH 4Cl

--［解析］土壤胶粒带负电荷，则对含N 的NO 3有排斥作用，这样NO 3将不被土壤吸中和电荷重力作用

附，而随水流失，而其他肥料中的含N 的离子全是阳离子，易被土壤胶粒吸附，故NH 4NO 3肥效相对较低。

答案：C

［板书］2. 土壤的保肥作用

［投影3］自来水厂曾用绿矾和氯水一起净水，请用离子方程式和简要文字叙述有关的原理。

答案：2Fe 2+Cl2===2Fe3++2Cl，Fe 3++3H2O ＋－

＋－Fe （OH ）Cl 2+H2O 3+3H，＋ H +Cl+HClO，HClO 起杀菌、消毒作用，Fe （OH ）3有胶体性质，其带正电的Fe （OH ）3胶粒吸附带负电的水中悬浮物、泥沙等而造成聚沉而达到净水目的。

［板书］3. 明矾的净水作用。

［投影4］为什么河流入海处，易形成三角洲？

［解析］河水中粘土等胶粒，遇海水中电解质而发生凝聚作用，逐渐沉降为三角洲

4. 江河入海口处形成三角洲

［投影5］豆浆里放入盐卤或石膏，为什么可制成豆腐？

［解析］盐卤或石膏为电解质，可使豆浆里的蛋白质胶粒凝聚并和水等物质一起聚沉而成凝胶（豆腐）。

［板书］5. 豆腐的制作原理

［小结］胶体的应用很广，随着技术进步，其应用领域还将不断扩大。

［设问］通过本节的学习，我们了解了多少？你认为本课重点是什么？

［总结］本节我们主要学习了胶体的性质，并了解了胶体性质在实际中的应用。那么胶体性质与胶体粒子大小的关系是什么？

［投影归纳］

［布置作业］课本P 21～22一、二

●板书设计

第二节 胶体的性质及其应用

一、胶体的性质

1. 丁达尔效应：光束通过胶体，形成光亮的“通路”的现象叫丁达尔效应。

2. 布朗运动：胶体分散质粒子作不停地、无秩序的运动，这种现象叫做布朗运动。

3. 电泳：在外加电场作用下，胶体粒子在分散剂里向电极作定向移动的现象，叫做电泳。

4. 胶体的聚沉：分散质粒子相互聚集而下沉的现象称为胶体的聚沉。

二、胶体的应用

1. 工业除杂、除尘；

2. 土壤的保肥作用；

3. 明矾的净水作用；

4. 江河入海口处形成三角洲；

5. 豆腐的制作原理。