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胶体

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在化学中,胶体(英语:Colloid)又称胶状分散体colloidal dispersion)是一种均匀混合物,是非均相英语Homogeneous and heterogeneous mixtures的,在胶体中含有两种不同相态的物质,被分散的物质称为分散相(或:分散质),另一种连续分布的物质称为分散介质(或:分散剂分散媒)。分散的一部分可以是由许多原子或分子(103-106个)组成的有界面的粒子,大小(直径)介于1nm到100nm之间[1][2],也可以是没有相界面的大分子或胶束,前者称为溶胶,后者称为高分子溶液或缔合胶体。[3]

胶体分散系

类型 分散相粒子直径 分散相 性质 实例
溶胶 1-100nm 胶体粒子 多相,热力学不稳定系统,扩散慢,不能透过半透膜,形成胶体 金溶胶,氢氧化铁溶胶
高分子溶液 1-100nm 高(大)分子 多相,热力学不稳定系统,扩散慢,不能透过半透膜 聚乙烯醇水溶液
缔合胶体 1-100nm 胶束 多相,热力学不稳定系统,胶束扩散慢,不能透过半透膜 表面活性剂水溶液
分散质
气体 液体  固体
分散剂 气体 无(氦气与氙气在特定条件下不混溶)[4][5] 液态气溶胶
比如:雾, 云, 霭, 发胶
固态气溶胶
比如:烟, 云中冰晶, 大气颗粒物
液体 泡沫
比如:生奶油,剃须膏
乳浊液
比如:牛奶(脂肪部分), 蛋黄酱,护手霜,白乳胶
溶胶
比如:牛奶(蛋白质部分), 颜料墨水(pigmented ink), 血液
固体 固态泡沫
比如:气凝胶,膨化聚苯乙烯,浮石
凝胶
比如:肉冻,豆腐[6],琼脂,凝胶,果冻
固态溶胶
比如:蔓越莓玻璃

形成

胶体的类型众多在自然界和人工体系中都很常见,因此胶体的成因不能一概而论,只能概括为外力将分散相分散于分散介质中。

性质

  • 胶体中的粒子(溶剂粒子)会发生布朗运动
  • 胶体在光照下可以观察到丁达尔效应
  • 胶体粒子可以通过吸附离子而带有电荷,同种胶体粒子带有相同电荷。在电场中胶体出现电泳现象,同种胶体粒子会向某一极移动。
  • 胶体有介稳性:由于同种胶体粒子所带电性相同,在一般的情况下,它们之间的相互排斥阻碍了胶体粒子变大,使其不易聚集;另外,胶体粒子的布朗运动也使得它们不易聚集而沉降。
  • 胶体可以通过滤纸,不可以通过半透膜

聚沉

胶体粒子是带电的。当胶体中加入少量电解质溶液时,加入的阳离子或阴离子会中和胶粒所带的电荷,之后胶体粒子会聚集成为更大的颗粒,形成沉淀。同样地,当带有相反电荷的胶体粒子相混合时,也会发生聚沉。加热或搅拌也能使胶体聚沉。

常见胶体

常见的胶体有氢氧化铝胶体,氢氧化铁胶体,碘化银胶体,硅酸胶体,硬脂酸胶体,肥皂水,豆浆牛奶咖啡墨水等。

应用

  • 利用胶体粒子的带电性去除大气中的灰尘(静电除尘)。
  • 通过添加明矾硫酸铁等电解质,去除污水中的胶体物质。
  • 制备纳米材料。

参见

  • 表面化学
  • 溶液分类:
    • 按分散媒(相当于真溶液中的溶剂)的不同可分为气溶胶、固溶胶、液溶胶;
    • 按分散质(相当于真溶液中的溶质)的不同可分为粒子胶体、分子胶体;

注释

  1. ^ 宋心琦、王晶等. 化学(必修一). 人民教育出版社. : 26. ISBN 978-7-107-17648-7. (原始内容存档于2015-09-28) (中文(中国大陆)). 
  2. ^ 周蕊. 词条详情-中国大百科全书数据库(溶胶). [2021年8月2日]. 
  3. ^ 《物理化学》天津大学 李松林 周亚平等 2009.5 ISBN 978-7-04-026280-3
  4. ^ de Swaan Arons, J.; Diepen, G. A. M. Immiscibility of gases. The system He-Xe: (Short communication). Recueil des Travaux Chimiques des Pays-Bas. 2010, 82 (8): 806–806. ISSN 0165-0513. doi:10.1002/recl.19630820810. 
  5. ^ de Swaan Arons, J.; Diepen, G. A. M. Gas—Gas Equilibria. J. Chem. Phys. 1966, 44 (6): 2322. Bibcode:1966JChPh..44.2322D. doi:10.1063/1.1727043. 
  6. ^ 人民教育出版社. 第二章第一节29页. 化学 必修一 第一版. 北京: 人民教育出版社. 2004. ISBN 9787107176487. OCLC 666547864.  Authors list列表中的|first1=缺少|last1= (帮助)

参考资料

  1. 宋心琦、王晶等. 化学(必修一). 人民教育出版社. : 26–29. ISBN 978-7-107-17648-7 (中文(中国大陆)). 
  2. 王后雄. 高考完全解读. 接力出版社. : 3–4. ISBN 978-7-80732-617-5 (中文(中国大陆)). 

延伸阅读

  • Lyklema, J. “Fundamentals of Interface and Colloid Science”, vol.2, page.3.208, 1995
  • Hunter, R.J. "Foundations of Colloid Science", Oxford University Press, 1989
  • Dukhin, S.S. & Derjaguin, B.V. "Electrokinetic Phenomena", J.Willey and Sons, 1974
  • Russel, W.B., Saville, D.A. and Schowalter, W.R. “Colloidal Dispersions”, Cambridge, 1989 University Press
  • Kruyt, H.R. “Colloid Science”, Elsevier: Volume 1, Irreversible systems, 1959
  • Dukhin, A.S. and Goetz, P.J. "Ultrasound for characterizing colloids", Elsevier, 2002
  • Chemistry The Central Science, 7th Ed. by Rodil,Ma.Lourdes C. ISBN 013533480

外部链接


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