内容正文:
第一章 物质的分类及其转化
第一节 物质的分类及转化
第2课时: 分散系及其分类
学习目标
知道分散系的概念及其分类。
掌握Fe(OH)3胶体的制备实验。
了解胶体的性质和应用。
1
2
3
本节重点
本节难点
如果说物质的分类是一颗茁壮成长的大树,面对这颗树,你觉得有什么不完美之处?
化学物质
单质
酸
碱
盐
纯净物
化合物
氧化物
混合物
在真实的物质世界中,绝大多数的物质都是以混合物的形式存在的。
溶液
浊液
乳浊液
新课导入
回顾旧知
一种或几种物质分散到另一种物质里,形成均一、稳定的混合物。
CuSO4分散在水中
溶液:
固体小颗粒悬浮于液体里形成的混合物。
悬浊液:
泥沙分散在水中
乳浊液:
小液滴分散到液体里形成的混合物。
植物油分散在水中
共同点:
一种或几种物质分散到另一种物质里,形成的混合物。
课程任务一:分散系概念
一种(或多种)物质以粒子形式
1、概念:把 分散在
中所形成的混合物,叫做分散系。
另一种(或多种)物质
2、分散系的组成
分散质:
被分散的物质
分散剂:
容纳分散质的物质
思考:溶液中分散质和分散剂分别为 、 。
溶质 溶剂
溶质
溶剂
分散系
分散质
分散剂
溶液
分散系一定是混合物
课程任务二:分散系组成
硫酸铜溶液
泥浆水
水晶
有色玻璃
雾
霾
油水混合物
白酒
(1)按照分散质或分散剂的状态进行分类,
分散质
分散剂
气
液
液
固
气
固
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
①空气
②云、雾
③烟、灰尘
④泡沫
⑤牛奶、酒精的水溶液
⑥Fe(OH)3胶体、糖水
⑦泡沫塑料
⑧珍珠(包藏着水的碳酸钙)
⑨有色玻璃、合金
气、液、固交叉分类,有9种类型
课程任务三:分散系的分类
(2)按照分散质粒子直径大小的不同分类
1 nm
100 nm
溶液
胶体
浊液
<1 nm
1-100 nm
>100 nm
本质区别(特征)
分散质粒子直径大小
外观特点
举例
均一、稳定、透明
NaCl溶液、碘酒
均一、介稳
不均一、不透明、不稳定
生豆浆、鸡蛋清、淀粉溶液
油水混合物、泥浆水
1m=10dm=100cm=103mm=106μm=109nm=1012pm
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1.判断正误
(1)氯化钠溶液均一、稳定、透明,不是分散系( )
(2)“冰水混合物”是一种分散系( )
(3)分散系有的是纯净物,有的是混合物( )
(4)分散系可以是固态、液态或气态( )
(5)油水混合物属于乳浊液( )
2.溶液、胶体和浊液三种分散系的本质区别是( )
A.是否是大量分子或离子的集合体 B.是否能通过滤纸
C.分散质粒子直径的大小 D.是否均一、透明、稳定
C
知识梳理
思考(1)Fe(OH)3胶体中的分散质粒子与淀粉中的分散质粒子在组成上有什么区别?
Fe(OH)3胶体中的分散质粒子为Fe(OH)3形成的直径为1-100 nm的颗粒,是多分子形成的集合;
而淀粉溶液中的分散质粒子为淀粉粒子,为一个大的淀粉分子,这一个分子的直径刚好在1-100 nm之间。
不是,单独的颗粒不是分散系,不是胶体。
如果将纳米材料分散在分散剂中,就是胶体了。
思考(2)纳米材料颗粒直径范围1—100 nm,纳米材料是胶体吗?
知识梳理
课程任务四:胶体的分类
按分散质
胶体粒子组成分类
按分散剂状态分类
胶体
粒子胶体 Fe(OH)3胶体、AgI胶体
分子胶体 淀粉胶体、蛋白质胶体
气溶胶 烟、云、雾
液溶胶 豆浆、稀牛奶、墨水、泡沫
固溶胶 合金、有色玻璃
Fe(OH)3胶体粒子由许多个Fe(OH)3小分子聚集在一起形成的微粒,其直径在1-100nm,这样的胶体叫粒子胶体。
淀粉属于高分子,其单个分子的直径就是1-100nm,这样的胶体叫做分子胶体。
雾
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课程任务五: Fe(OH)3胶体的制备
实验步骤:
取1个100mL小烧杯,向烧杯中加入40mL蒸馏水,将烧杯中的蒸馏水加热至沸腾,向沸水中逐滴加入5~6滴FeCl3饱和溶液,继续煮沸至液体呈红褐色,停止加热
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课程任务五: Fe(OH)3胶体的制备
Fe(OH)3胶体制备的注意事项
FeCl3 + 3H2O Fe(OH)3(胶体) + 3HCl
实验原理:
下标为胶体,不写沉淀符号
条件
4.加热至溶液呈红褐色后立即停止加热(长时间加热形成Fe(OH)3沉淀)
1.蒸馏水(自来水中杂质较多,形成Fe(OH)3沉淀)
2.逐滴加入,不能搅拌
(否则会减弱胶体粒子对电荷的吸附能力,使胶体粒子形成更大
的颗粒而析出沉淀。)
3.饱和FeCl3溶液(稀溶液不利于Fe(OH)3胶体形成)
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思考2:
在盛有FeCl3溶液的烧杯中,加入氢氧化钠溶液反应后,得到的分散系为悬浊液。分析两溶液混合生成悬浊液而不是生成胶体的原因。
FeCl3 + 3NaOH== Fe(OH)3↓+ 3NaCl
∆
加入NaOH后,一次产生太多的Fe(OH)3分子,这些分子团聚在一起形成了超过100 nm的粒子,从而变为Fe(OH)3的悬浊液。
如何证明制备得到的分散系就是胶体呢?
知识梳理
课程任务六: 胶体的性质
1、丁达尔效应
【观察现象】
当平行光束通过氢氧化铁胶体时,可以看到一条光亮的通路,
而光束通过氯化钠溶液时,则看不到此现象。
胶体具有丁达尔效应
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课程任务六: 胶体的性质
胶体产生丁达尔效应的原因:
粒子比较小
溶液
胶体
浊液
光透射
粒子较小
光散射
粒子比较大
光反射或折射
不是胶体粒子本身发光
(1)概念:可见光束通过胶体时,在入射光侧面(垂直于光线的方向)可观察到一条光亮的通路。
(2)原理:胶体中分散质微粒对可见光产生散射,属于物理变化。
胶体与其他分散系的本质区别是 分散质粒子直径大小。
注意
(3)应用:可用于鉴别溶液和胶体。(最简单的物理方法)
课程任务六: 胶体的性质
溶液、胶体、浊液的分离
浊液中的微粒(直径大于100nm)不能透过滤纸
滤纸
胶体中的微粒(直径介于1-100nm)能透过滤纸,不能透过半透膜
半透膜(只能允许离子和小分子自由通过的薄膜)
溶液中的微粒(如分子、离子,直径小于1nm),能透过半透膜
分离胶体与浊液的方法:过滤
总结
分离提纯胶体与溶液的方法:渗析
溶液 胶体 浊液
能否通过滤纸
能否通过半透膜
能
能
能
不能
不能
不能
{氯化钠溶液、淀粉胶体、泥沙}
2、渗析
课程归纳小结
溶液、胶体、浊液三类分散系的比较
分散系 溶液 胶体 浊液
外观
分散质粒子直径
分散质粒子组成
能否透过滤纸
能否透过半透膜
丁达尔效应
稳定性
实例
均一、透明
均一、透明
不均一、不透明
泥浆、油水混合物、氢氧化铁悬浊液
碘酒、蔗糖溶液
盐酸、酒精溶液
豆浆、云、雾、烟、蛋白质溶液
<1nm
1~100nm
>100nm
离子、分子
较多分子集合体
或有机高分子
固体小颗粒或小液滴
能
能
否
能
否
否
无
有
无
稳定
介稳性
不稳定
课程任务六: 胶体的性质
3.介稳性
稳定性介于溶液和浊液之间。
胶体粒子会吸附同性离子而带同种电荷,而同种电荷会相互排斥,阻碍胶粒变大,胶体呈中性。
4、布朗运动
定义:胶体粒子受分散剂分子从各方向撞击、推动,每一瞬间胶体粒子的运动速度和方向都在变,因此形成不停地、无秩序的运动。
溶液中的离子、分子也会发生布朗运动现象
(不是胶体特有性质)
注意:
课程任务六: 胶体的性质
5、电泳
应用:静电除尘
(1)电泳证明一些胶体粒子带电,而整个分散系胶体呈电中性。
(3)电泳不是胶体特有的性质,如高锰酸钾溶液也发生电泳现象。
(4)不是所有胶体都有电泳现象,如淀粉胶体,因为淀粉胶体粒子不带电。
原因:胶粒直径小→表面积大吸附能力强→可吸附溶液中离子
→ Fe(OH)3胶粒只吸附阳离子而带正电荷(选择性吸附)
→向阴极移动→阴极区颜色逐渐变深。
在电场作用下,胶体粒子做定向移动的现象。
在胶核的外围存在吸附层和扩散层。胶核吸附了带某种电荷的离子后,形成胶粒,带电荷的胶粒又可进一步吸附带相反电荷的离子。其中胶粒中的离子层叫吸附层,由胶粒再吸附的离子层叫扩散层。
由于胶粒具有较大表面积,吸附强,因此,胶体中带电荷的胶粒能稳定存在。胶粒再吸附带相反电荷离子的能力相对小,吸附的离子易分离。
胶粒是带电的,
胶体是电中性的。
Fe(OH)3胶粒带 电。
正
聚沉
胶体应用
课程任务六: 胶体的性质
6、聚沉
注意:胶体聚沉是物理变化
胶体的介稳性被破坏,胶体粒子聚集成较大的颗粒(胶粒直径大于100nm),从而形成沉淀从分散系里析出。
原理:
中和胶体粒子的电荷或加快胶体粒子的热运动以增加胶体粒子的结合机会。
引起聚沉的条件:
酸、碱、盐溶液中的阴、阳离子可以中和胶粒表面吸附的电荷,使胶体粒子聚集成较大的颗粒而聚沉。
①加酸、碱、盐溶液:
实例:a. FeCl3溶液用于止血;
b. 入海口处,河水中的土壤胶体遇到海水中的大量盐,发生聚沉形成沙洲(三角洲)
c. 生活中用盐卤(MgCl2)或石膏(CaSO4)制作豆腐(卤水点豆腐)。
引起聚沉的条件:
② 加入带相反电荷胶体粒子的胶体
明矾净水:明矾(KAl(SO4)2·12H2O)溶于水生成Al(OH)3胶粒(带正电荷)与泥沙胶体粒子(带负电荷)中和,共同聚沉形成较大的胶体粒子,物理吸附水中的悬浮物。
不同类型的墨水混用发生堵笔现象。
温度升高,胶粒的吸附能力减弱,胶粒所吸附的离子数减少,胶粒间的斥力作用减弱,使得胶粒在碰撞时容易结合成大颗粒,形成沉淀或凝胶。
③ 加热:
实例:淀粉溶液加热成浆糊凝胶
④久置:
长时间放置的胶体会产生沉淀。
知识梳理
3.从①渗析、②聚沉、③电泳、④丁达尔效应,将正确的选项填在相应的位置(填序号):
(1)在肥皂水中透过强光,可看到光带,这种现象称为_____;
(2)在Fe(OH)3胶体中加入少量电解质溶液,产生红褐色沉淀,这种现象叫作_____;
(3)用半透膜把胶体中的NaCl分离出来的方法叫作_____;
(4)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,减小对空气的污染,这种做法应用的主要原理是______。
①
②
③
④
经典例题
如果往Fe(OH)3胶体中加稀H2SO4,会有什么现象?
现象:先出现红褐色沉淀,再溶解,液体变为黄色
原因:Fe(OH)3胶体遇稀硫酸电解质先聚沉,
后氢氧化铁沉淀又溶解于稀硫酸
思考
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胶体应用
1 静电除尘;
2 血液透析;
3 豆浆里加石膏制成豆腐
4 江河入海口三角洲的形成;
5 FeCl3溶液用于伤口止血;
6 水泥硬化;
7 明矾、Fe2(SO4)3溶液净水;
8 不同品牌墨水不能混用;
09 淀粉溶液加热后凝聚成了浆糊凝胶
10 蛋清加热后凝聚成了白色胶状物(同时发生变性)。
11 土壤保肥,如果海水倒灌则使得土壤盐碱化、肥力下降;
12 肥皂的制取和分离.
与胶体有关现象
课堂练习
1、下列说法正确的是( )
A.丁达尔效应不是胶体特有的现象,溶液与浊液也有。
B.胶体与其他分散系的本质区别是有丁达尔效应,而其他分散系没有。
C.胶体粒子的直径小于10-9m
D.丁达尔效应可用于区别胶体和溶液。
2.[湖北武汉 2024高一月考]PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5 μm(1 μm=10-6m)的细小颗粒物,也称为可入肺颗粒物。下列有关说法中错误的是 ( )
A. PM2.5在空气中形成的分散系为胶体。
B.云、雾属于胶体,能产生丁达尔效应。
C.实施绿化工程,可以有效地防治PM2.5污染 。
D. PM2.5的表面积大,能吸附大量的有毒、有害物质。
D
A
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一.分散系及其分类
1.分散系
2.分散系的组成:分散质+分散剂
3.分散系的分类:溶液、胶体、浊液
二.胶体的分类及Fe(OH)3胶体的制备
1.胶体的分类
2.Fe(OH)3胶体的制备: FeCI3 + 3H2O ==== Fe(OH)3(胶体)+ 3HCI
三.胶体的性质
1.丁达尔效应 2.渗析 3.介稳定性 4.布朗运动 5.电泳 6.胶体的聚沉
课堂总结
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