段子手老师又来讲化学了。看到女生宿舍为什么会想到分散系?胖子跟胶体又有何联系?看不正经的化学老师如何让你笑着记住课本上的知识。

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本节课对应高中人教版化学必修一 第二章 第一节的第二小节 分散系及其分类。

视频主要包含:分散系、胶体和胶体聚沉的相关内容和知识点。

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上大学艾滋病宿舍如何分布(看到女生宿舍为什么会想到分散系)(1)

同学们好,很高兴再次和大家见面,今天我们继续学习第二章第一节的内容。

上大学艾滋病宿舍如何分布(看到女生宿舍为什么会想到分散系)(2)

今天我们学习本节课的第二部分内容,分散系及其分类,本小节课分为分散系、胶体和胶体聚沉这三个部分。

我们首先进入第一部分,分散系。

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先来看分散系的概念。把一种(或多种)物质分散在另一种(或多种)物质中所得到体系叫做分散系。

具体例如,把NaCl加入水中形成的溶液,把豆油加入水中形成的乳浊液,把泥土加入水中形成的悬浊液等,都是分散系。

在分散系中,被分散的物质称为分散质,容纳分散质的物质称为分散剂。

分散系的概念还是比较好理解的,打个比方帮助记忆,我们知道学校的女生宿舍,如果我们把每位同学都当成一个分子,宿舍楼里只有女同学这一种分子,就相当于一瓶纯净物。假如某一天,有几个男同学偷偷翻窗户进到了女生宿舍楼里并分别去找自己的女朋友了,那么我们就得到了一个分散系。在女生宿舍这个分散系中,女同学就是分散剂,男同学就是分散质。这个比喻虽然有些猥琐,但是保障你看到女生宿舍就能想到你曾经听过的这么一位诙谐幽默的老师讲过关于分散系的化学课。

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根据分散系中分散质和分散剂的聚集状态不同,可以两两组合为九种不同的分散系,又根据分散质粒子大小区别为溶液、胶体和浊液这三种分散系。

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我们来看三种分散剂的比较。

溶液、胶体和浊液的本质区别在于分散剂粒子的大小,分散质粒子直径小于1 nm的称之为溶液,介于1 nm-100 nm之间的称之为胶体,直径大于100 nm时则为浊液。

溶液中,分散剂粒子一般是呈单个分子或原子的状态,还用刚才那个猥琐的比喻,就相当于是一个男同学。在胶体和浊液中,分散剂粒子都是以分子集合体的形式存在,但是两者又有不同,在胶体中一般是若干个分子组成的分子集合体,称之为多分子集合体,就好比几个男同学三五成群;而在浊液中则是数目巨大的分子集合体,这就好比早操时的男生队伍。胶体中还有一种特殊分散剂粒子状态就是单个高分子,这就好比一个300多斤的大胖子,一个人顶了别人三个。

从外观来看,溶液和胶体都是均一透明的,但是浊液则是不均一不透明的。

稳定性上,溶液是稳定的,浊液是不稳定的,而胶体则是介于两者之间的介稳态。仍然把每个同学都比作分子的话,这就好比做完早操的队伍会立即散去;三五个好友在学校时天天黏在一起,随着毕业也会各奔东西;就连300斤的胖子也会为了女神瘦成之前的二分之一;最稳定的只能靠自己。

从滤过性上,溶液和胶体都能够通过滤纸,但是溶液不能通过滤纸。滤纸就好比学校四周的围墙,熄灯后一个同学或者三五个同学偷偷翻墙出去还能不被发现,要是一个班的同学都翻墙出去了,那肯定是墙塌了。

对于半透膜,只有溶液能够通过半透膜,胶体和浊液都不能通过。这就好比女生宿舍的窗户,一个男同学能够偷偷的翻进去;三五个男生一块翻,或者那个300斤的胖子翻就被卡住;要是一个班的男生都同时往这个窗户里面翻,那可能会惊动校长。

丁达尔效应是胶体所特有的现象,只有胶体具有丁达尔效应,也是区别胶体的其他分散系的手段。丁达尔效应是什么?丁达尔效应就是永远围绕着你的那吉祥的光,像那旭日东升灿烂无比。

我们一起来看一些具体的例子吧,例如食盐水、碘酒都是溶液,我们在初冬的清晨常常看到的雾气就是胶体,我们常喝的牛奶、豆浆也是胶体,还有课本中讲到的Fe(OH)3胶体。浊液我们也见过很多,例如跳进去也洗不清的黄河水就是浊液。

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接下来进入第二部分,胶体

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我们首先来看胶体的制备,实验原理FeCl3和H2O加热煮沸生成Fe(OH)3(胶体)和HCl。小朋友,你是否有很多问号,为什么,生成的Fe(OH)3和盐酸能共存,而不反应掉?因为这是一个水解反应,由于反应是在沸水中进行,生成的少量盐酸变成氯化氢挥发掉了,所以水解平衡才能不断右移,最终生成氢氧化铁胶体,并且在方程式的中间写等号而非可逆符号。小朋友们又有更多问号了,那挥发的氯化氢为什么不加气体符号呢?这主要是因为这个反应挥发掉的HCl的量很少,难以观察到,所以一般不用加气体符号。

接下来看实验操作:取小烧杯,加入25 mL蒸馏水并加热至沸腾,向沸水中加入1-2 mL FeCl3饱和溶液,继续煮沸至溶液呈红褐色,停止加热,即可得到红褐色的Fe(OH)3胶体。装置如右图。

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在制备Fe(OH)3胶体时,一般要注意以下几点。

制备Fe(OH)3胶体时,不能用FeCl3与NaOH反应,因为会生成Fe(OH)3沉淀而非胶体。方程式如下。

一般用饱和FeCl3溶液来制备Fe(OH)3胶体。并且不能用自来水代替蒸馏水,因为自来水中的离子会使Fe(OH)3胶体聚集成Fe(OH)3沉淀。

为了加速反应,一般要加热煮沸,但是当溶液呈红褐色的时候应停止加热,避免加热破坏Fe(OH)3胶体而生成沉淀。

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此外胶体还有一些特殊的性质,

光学性质——丁达尔效应——可以利用丁达尔效应来鉴别溶液和胶体。

运动学性质——布朗运动——这也是胶体能够稳定存在的一个重要。

电学性质——电泳现象——由此可知胶体粒子带电,并可以利用电泳判断胶体粒子所带电荷是正还是负。

热力学性质——胶体的聚沉。

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胶体在我们的日常生活中也有许多应用,不然谁还费劲巴拉的学这些啊。

例如农业上讲到的土壤保肥作用;医疗卫生中用到的血液透析,电泳分离氨基酸和蛋白质等;我们日常生活常听到的卤水点豆腐,以及我们常喝的豆浆、牛奶、粥等,都跟胶体息息相关。

另外,例如,明矾净水,不同型号的墨水不能混用,则用到了胶体沉聚的知识。

在自然界中,江河入海口处的三角洲等;以及工业生产中提到的有色玻璃,工业除尘,电泳选矿,原油脱水等,都离不开胶体的相关知识。

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下来我们来看关于胶体的一些注意点,首先是胶体与纳米材料,纳米材料和胶体有一个最大的相同点就是粒子的直径都在1-100 nm之间,所以会有一些同学搞混。首先要明确的是纳米材料不一定都是胶体,因为胶体属于分散系,一定有分散质和分散剂,是混合物;而纳米材料可以是纯净物,例如纳米硅、纳米碳等。

胶体和溶液,两者的根本区别是分散质的粒子大小不同,另外,两者都不带电,并且都是混合物。这里说的不带电是指整体不带电,而分散质粒子是可能带电的,就像溶液中的离子是带电的,胶体中的胶体粒子也可以是带电的,但是溶液和胶体整体都是电中性的。

丁达尔效应是胶体特有的光学效应,可以用来鉴别胶体,但并非胶体的本质特征,胶体区别与其它分散系区别的本质特征只有一个,就是胶体粒子直径介于1-100 nm之间。

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又到了大家最爱的实战环节了,刚学到这么多新姿势马上就能用上,想想还有些小激动呢。这道题挺简单的,我们就一起来看吧,选择叙述正确的。

A选项,溶液是电中性的,胶体是带电的。刚才我们已经讲过了,带电的是胶体中的分散质微粒也就是胶体粒子,而胶体本身是不带电的,另外我们刚才还讲了豆浆、牛奶、粥等都属于胶体,要是胶体带电的话,内咋滴喝碗汤还能整出触电的赶脚啊?

B选项,通电时,溶液中的溶质粒子分别向两极移动,胶体中的分散质只向某一极移动。这个选项有比较有迷惑性了,因为对于可以解离出离子的溶质,确实是溶质粒子分别向两极移动,胶体也正如题中所讲的只会向一极移动,那么这个选项的问题出在哪了呢?出在了前半句上,溶液中不仅有溶质为离子的溶液,还有溶质为分子的溶液,例如蔗糖溶液,而对于蔗糖溶液来说,通电后蔗糖分子是不会移动的。所以B选项也是错误的。

C选项,溶液中溶质粒子的运动有规律,胶体中分散质粒子的运动无规律,即布朗运动。这个选项就纯属瞎扯了,还好布朗已经死了,要不他肯定会被气死。不论是胶体还是溶液,分散剂分子都在不停的做无规则运动。布朗运动是因为分散剂分子对分散质粒子不停的无规则撞击所引起的,而并非粒子本身的运动,是分散剂分子的无规则运动。

D选项是正确的,只有胶体才有丁达尔效应,可以用来鉴别胶体。

所以这道题,选D。

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来看本节的最后一个部分,胶体的聚沉。

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在前面第一部分我们就讲了胶体的介稳定性,这是指胶体的稳定性介于溶液和浊液之间,在一定条件下能够稳定存在,属于介稳体系。胶体能够保持介稳态的原因有两个,分别是胶体粒子带电和布朗运动。由于同种胶体离子的电性相同,在通常情况下,它们之间的相互排斥阻碍了胶体粒子变大,使其不易聚集。同时胶体粒子所做的布朗运动也使得它们不容易聚集。

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胶体粒子的带电规律,不同的胶体粒子所带的电性也不同,这就像不同的同学有不同的兴趣爱好一样,有的同学喜欢运动,有的同学喜欢音乐,还有的同学就喜欢自己同桌。

一般来说金属氢氧化物、金属氧化物胶粒带正电。这是因为这类胶粒常吸附它的组成离子中的阳离子。如Fe(OH)3胶粒吸附的是Fe3 。

非金属氧化物胶体通常带负电,这是因为非金属胶粒常吸附它的组成离子中的阴离子。如硅酸胶体的胶体粒子吸附的是硅酸根离子(SiO32-)。

AgI胶体就像一位可盐可甜的同学,时而温柔、时而霸道。在AgI胶体中,若I-过量,胶粒吸附I-而带负电;若Ag 过量,胶粒则吸附Ag 而带正电。

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细心的同学已经发现,刚才讲的三类中都是分散质为离子化合物的胶体,不同类型的胶体粒子带有不同的电性,如果把这类胶体中的胶体粒子比作兴趣广泛的同学的话,那分子胶体中的胶体粒子就更像是只爱学习的学霸,其中的高分子胶体粒子不带电,例如淀粉溶液、蛋白质溶液都是这样。

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胶体聚沉的方法,1、加入电解质,加入电解质后,带电荷的胶体粒子吸引相反电荷,从而减少或中和了原来胶体粒子所带电荷,使它们失去了保持稳定的因素,再加上粒子在不停地做布朗运动,在相互碰撞时就可以聚集起来,迅速沉降。

如用豆浆做豆腐时,就是加入了CaSO4溶液,豆浆中的胶体粒子带的电荷被中和,其中的粒子很快聚集而形成豆腐。

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除了加入电解质,还可以加入带相反电荷的胶体。

如把Fe(OH)3胶体加入到硅酸胶体中,两种胶体均会发生聚沉。原理与加入电解质类似。

另一种胶体聚沉的方法是加热胶体。

这是因为加热使体系能量升高,胶体粒子运动加剧,它们之间碰撞的机会增多,导致胶体聚沉。例如长时间加热时,Fe(OH)3胶体就会发生聚沉而出现红褐色沉淀。

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最后又到了万众期待的课后习题环节。

①晚餐时冲一杯糖水,一杯泥水,三碗豆浆,并仔细观察;分别尝一小口糖水、泥水和豆浆,感受是否“有触电般的感觉”,整个过程中要小心烫嘴;

②用激光笔照射糖水、泥水和其中一碗豆浆,观察现象;

③剧烈搅拌第一碗豆浆,长时间煮沸第二碗豆浆,在第三碗豆浆中加入卤水,并分别观察现象;

④可以喝糖水和豆浆了,注意,不要喝泥水!!!

⑤跟旁边的同学解释下你是在做作业而不是神经病。

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以上就是本节课的全部内容了,感谢各位同学观看,关注公众号:Five课堂,可免费下载本视频以及课程配套思维导图。拜拜了您嘞,下期再见~

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