胶体.docx

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胶体

生活中的很多现象和知识都与化学中的知识有关，诸如：

豆腐的制作，三角洲的形成，血液透析等都与胶体的知识有关。

下面就做豆腐的简单工艺结合胶体知识给大家做一个简单的说明。

     平时我们吃的豆腐或干子都属于豆制品，将黄豆先用水浸泡（注意水大约是黄豆质量的3-4倍）至膨胀，有的甚至脱皮，大约需1天时间，然后将浸泡用水倒去，再洗涤后到石磨或电磨上去磨成渣，然后再将磨得的豆渣放入用布做的筛网中，筛下其中的豆浆，之后用少量水洗涤筛网中的豆渣，筛下洗涤液至豆浆中；接下来将筛得的豆浆倒入锅中用大火煮沸后转移至一口大缸中，于是就到了最关键的一道工序了，趁热加入石膏（CaSO4），此步叫做“点膏”，“点膏”后本来呈液态的豆浆就神奇地变成了豆腐脑，如若再将豆腐脑舀入一个四周用5cm高的木条封闭的一平米左右的用布铺垫于其上的容器上的布中，将布在舀入豆脑上方折回封严实，再在其上盖一块平板，在平板的上方加几十斤的重物压榨出豆脑中的水份，即得美味可口的干子。

      在这整个工艺流程中，用到了诸多的化学知识和化学实验操作，你能发现哪些步用了哪些知识，哪些步用了什么样的化学实验操作吗？

定义

分散质粒子直径在1nm—100nm之间的分散系；胶体是一种分散质粒子直径介于粗分散体系和溶液之间的一类分散体系，这是一种高度分散的多相不均匀体系。

分类

　　1、按分散剂的不同可分为气溶胶，固溶胶，液溶胶；

2、按分散质的不同可分为粒子胶体、分子胶体

实例

　　1、烟，云，雾是气溶胶，烟水晶，有色玻璃是固溶胶，蛋白溶液，淀粉溶液，肥皂水，人体的血液是液溶胶；

　　2、淀粉胶体,蛋白质胶体是分子胶体，土壤是粒子胶体；

　　四、胶体的性质：

能发生丁达尔现象,聚沉，产生电泳，可以渗析，等性质

　　五、胶体的应用：

　　1、农业生产:

土壤的保肥作用.土壤里许多物质如粘土,腐殖质等常以胶体形式存在.

　　2、医疗卫生:

血液透析,血清纸上电泳,利用电泳分离各种氨基酸和蛋白质.13

　　3、日常生活:

制豆腐原理（胶体的聚沉）和豆浆牛奶,粥,明矾净水.

　　4、自然地理:

江河人海口处形成三角洲,其形成原理是海水中的电解质使江河泥沙所形成胶体发生聚沉.

　　5、工业生产:

制有色玻璃（固溶胶）,冶金工业利用电泳原理选矿,原油脱水等.

编辑本段胶体的应用

　　胶体在自然界尤其是生物界普遍存在，应用也很广泛。

　　在金属、陶瓷、聚合物等材料中加入固态胶体粒子，不仅可以改进材料的耐冲击强度、耐断裂强度、抗拉强度等机械性能，还可以改进材料的光学性质。

有色玻璃就是由某些胶态金属氧化物分散于玻璃中制成的。

　　医学上越来越多地利用高度分散的胶体来检验或治疗疾病，如胶态磁流体治癌术是将磁性物质制成胶体粒子，作为药物的载体，在磁场作用下将药物送到病灶，从而提高疗效。

　　国防工业中有些火药、炸药须制成胶体。

一些纳米材料的制备，冶金工业中的选矿，是有原油的脱水，塑料、橡胶及合成纤维等的制造过程都会用到胶体。

编辑本段具体介绍

　　为了回答什么是胶体这一问题,我们做如下实验:

将一把泥土放到水中,大粒的泥沙很快下沉,浑浊的细小土粒因受重力的影响最后也沉降于容器底部,而土中的盐类则溶解成真溶液.但是,混杂在真溶液中还有一些极为微小的土壤粒子,它们既不下沉,也不溶解,人们把这些即使在显微镜下也观察不到的微小颗粒称为胶体颗粒,含有胶体颗粒的体系称为胶体体系.胶体化学,狭义的说,就是研究这些微小颗粒分散体系的科学.

　　通常规定胶体颗粒的大小为1~100nm（按胶体颗粒的直径计）.小于1nm的几颗粒为分子或离子分散体系,大于100nm的为粗分散体系.既然胶体体系的重要特征之一是以分散相粒子的大小为依据的,显然,只要不同聚集态分散相的颗粒大小在1~100nm之间,则在不同状态的分散介质中均可形成胶体体系.例如,除了分散相与分散介质都是气体而不能形成胶体体系外,其余的8种分散体系均可形成胶体体系.（表1-1）

　　见

　　习惯上,把分散介质为液体的胶体体系称为液溶胶或溶胶（sol）,如介质为水的称为水溶胶;介质为固态时,称为固溶胶.

　　由此可见,胶体体系是多种多样的.溶胶是物质存在的一种特殊状态,而不是一种特殊物质,不是物质的本性.任何一种物质在一定条件下可以晶体的形态存在,而在另一种条件下却可以胶体的形态存在.例如,氯化钠是典型的晶体,它在水中溶解成为真溶液,若用适当的方法使其分散于苯或醚中,则形成胶体溶液.同样,硫磺分散在乙醇中为真溶液,若分散在水中则为硫磺水溶胶.

　　由于胶体体系首先是以分散相颗粒有一定的大小为其特征的,故胶粒本身与分散介质之间必有一明显的物理分界面.这意味着胶体体系必然是两相或多相的不均匀分散体系.

　　另外,有一大类物质（纤维素、蛋白质、橡胶以及许多合成高聚物）在适当的溶剂中溶解虽可形成真溶液，但它们的分子量很大（常在1万或几十万以上，故称为高分子物质），因此表现出的许多性质（如溶液的依数性、黏度、电导等）与低分子真溶液有所不同，而在某些方面（如分子大小）却有类似于溶胶的性质，所以在历史上高分子溶液一直被纳入胶体化学进行讨论。

30多年来，由于科学迅速地发展，它实际上已成为一个新的科学分支——高分子物理化学，所以近年来在胶体表面专著（特别是有关刊物）中，一般不再过多地讨论这方面内容。

　　——摘自《胶体与表面化学（第三版）》，化学化工出版社

　　胶体

　　定义；分散质粒子大小在1nm~100nm的分散系。

　　胶体与溶液、浊液在性质上有显著差异的根本原因是分散质粒子的大小不同。

　　常见的胶体：

Fe（OH）3胶体、Al（OH）3胶体、硅酸胶体、淀粉胶体、蛋白质、血液、豆浆、墨水、涂料、肥皂水、AgI、Ag2S、As2S3

　　分类：

按照分散剂状态不同分为：

　　气溶胶——分散质、分散剂都是气态物质：

如雾、云、烟

　　液溶胶——分散质、分散剂都是液态物质：

如Fe（OH）3胶体

　　固溶胶——分散质、分散剂都是固态物质：

如有色玻璃、合金

　　3、区分胶体与溶液的一种常用物理方法——利用丁达尔效应

　　胶体粒子对光线散射而形成光亮的“通路”的现象，叫做丁达尔现象。

　　胶粒带有电荷

　　胶粒具有很大的比表面积（比表面积=表面积／颗粒体积），因而有很强的吸附能力，使胶粒表面吸附溶液中的离子。

这样胶粒就带有电荷。

不同的胶粒吸附不同电荷的离子。

一般说，金属氢氧化物、金属氧化物的胶粒吸附阳离子，胶粒带正电，非金属氧化物、金属硫化物的胶粒吸引阴离子，胶粒带负电。

　　胶粒带有相同的电荷，互相排斥，所以胶粒不容易聚集，这是胶体保持稳定的重要原因。

　　由于胶粒带有电荷，所以在外加电场的作用下，胶粒就会向某一极（阴极或阳极）作定向移动，这种运动现象叫电泳。

　　胶体的种类很多，按分散剂状态的不同可分为液溶胶、气溶胶和固溶胶。

如：

云、烟为气溶胶，有色玻璃为固溶胶。

中学研究的胶体一般指的是液溶胶。

胶体的性质体现在以下几方面：

　　①有丁达尔效应

　　当一束光通过胶体时，从入射光的垂直方向上可看到有一条光带，这个现象叫丁达尔现象。

利用此性质可鉴别胶体与溶液、浊液。

　　②有电泳现象

　　由于胶体微粒表面积大，能吸附带电荷的离子，使胶粒带电。

当在电场作用下，胶体微粒可向某一极定向移动。

　　利用此性质可进行胶体提纯。

　　胶粒带电情况：

金属氢氧化物、金属氧化物和AgI的胶粒一般带正电荷，而金属硫化物和硅酸的胶粒一般带负电荷。

　　③可发生凝聚

　　加入电解质或加入带相反电荷的溶胶或加热均可使胶体发生凝聚。

加入电解质中和了胶粒所带的电荷，使胶粒形成大颗粒而沉淀。

一般规律是电解质离子电荷数越高，使胶体凝聚的能力越强。

用胶体凝聚的性质可制生活必需品。

如用豆浆制豆腐，从脂肪水解的产物中得到肥皂等。

　　胶体的知识与人类生活有着极其密切的联系。

除以上例子外还如：

　　①土壤里发生的化学过程。

因土壤里许多物质如粘土、腐殖质等常以胶体形式存在。

　　②国防工业的火药、炸药常制成胶体。

　　③石油原油的脱水、工业废水的净化、建筑材料中的水泥的硬化，都用到胶体的知识。

　　④食品工业中牛奶、豆浆、粥都与胶体有关。

　　总之，人类不可缺少的衣食住行无一不与胶体有关，胶体化学已成为一门独立的学科。

　　Fe（OH）3胶体制备:

将25毫升的蒸馏水加热至沸腾，再逐滴加入1-2毫升的饱和氯化铁溶液，继续煮沸至溶液呈红褐色。

　　FeCl3+3H20=Fe（OH）3（胶体）+3HCl

　　相关化学式:

Al3++H2o=Al（OH）3（胶体）+3H+

　　胶体电性

　　正电:

　　Fe（OH）3,Al（OH）3,Cr（OH）3,H2TiO3,Fe2O3,ZrO2,Th2O3

　　负电:

　　As2S3,Sb2S3,As2O3,H2SiO3,Au,Ag,Pt

　　胶体的制备

　　A物理法：

如研磨（制豆浆，研墨），直接分散（制蛋白质胶体）

　　水解法：

　　如向煮沸的蒸馏水滴加FeCl3饱和溶液，得红褐色Fe（OH）3胶体（此法适用于制金属氢氧化物胶体）

　　1.不可过度加热，否则胶体发生凝聚。

　　2.不可用自来水。

C.复分解+剧烈震荡法

生活中的化学实例

蚊子叮咬后怎样止痒

夏天到来后，蚊子随之孳生，尤其是雨季，蚊虫的幼虫--在大水中大量繁衍。

蚊虫的叮咬使人难以入眠，而且还会传播疾病。

可是要想彻底消灭蚊虫，并非易事，被蚊叮咬在所难免。

蚊虫叮咬时，在蚊子的口器中分泌出一种有机酸--蚁酸，它的化学成分是HCOOH。

这种物质可引起肌肉酸在家庭中可用浓肥皂涂抹可迅速止痒。

原因是肥皂高级脂肪酸的钠盐。

如：

C17H35COONa。

这种脂肪酸的钠盐水解后显碱性。

含OH-，蚁酸水溶液中含H+，

肥皂水中的OH-与蚁酸的H+中和成H2O因此可迅速消除痛痒。

煮饭烧菜也是一门科学，又是一门艺术。

一堆生菜，经过烹、炸、炊、闷后，变成一盘色、香、味俱全的佳肴，除了离不开掌勺人的手艺外，其中也蕴含着许多化学知识。

如烹调，调味品的添加顺序是有先后的，而不是凭操作者的兴趣，否则，色、香、味都会有所影响。

调味品的添加顺序是以渗透力强弱的尺度的。

渗透力强的后强。

炒菜时，应先加糖，随后是食盐、醋、酱油，最后是味精。

如果顺序颠倒，先放了食盐，便会阻碍糖的扩散，因食盐有脱水作用，会促使蛋白质的凝固，使食物的表面发硬且有韧性，糖的甜味渗入很困难。

还有个别原则，是没有香味的调料（如食盐、糖等）可在烹调中长时间受热，而有香味的调料不可以，以免香味逃逸，味精的主要成分分为谷氨酸钠，受不了烹调的高温，只能在最后加入。

　　烧煮食物时，加调味品的时间，对食物中发生的化学变化也有关系。

食物中的蛋白质本身具有胶体的性质，遇氯化钠等强电解质，会发生凝聚作用。

例如：

豆浆中加入食盐，它就会凝聚，成为豆腐脑，在煮豆、烧肉时，如果加盐过早，一方面汤中有了盐分，水分难以渗透到豆类或肉里去；另一方面食盐使豆或肉里蛋白质凝聚，变硬。

这两方面都使豆或肉不易煮烂，当然也不利于人体消化和吸收。

　　烹煮食物的火侯，也就是温度对食物的影响很大。

一般来说，温度升高，可以加快反应速度。

例如：

炖煮食物的温度约为100度（水的沸点），炒的温度约为200至300度（油的沸点比水高），油炒比油炸的温度略低一些，但比炖煮的温度要高很多。

所以，把肉煮酥焖烂的时间要比炒、炸多几倍，锅中的温度与拌炒也有关系。

拌炒可使食品受热均匀，但过分拌炒会使锅中温度降低，而且拌炒多了食物与空气中氧气接触的机会也会增多，食物中的维生素C易被氧化而遭到破坏。

所以拌炒以后加锅盖必要的，一则可以防止降低锅温，二则可以防止维生素氧化而降低营养价值。

　　很多家庭在烧鱼时都喜欢加些酒，你知道这是什么道理吗？

死鱼中三甲胺更多，因此，鱼死得越久，腥味越浓。

三甲胺不易溶于水，但易溶于酒精，所以烧鱼时加些酒，能去掉腥味，使鱼更好吃。

酒可去掉鱼类的腥味，也可去掉肉类的腥味；酒的作用并不仅仅如此，食物中的脂肪在烧煮时，会发生部分水解，生成酸和醇。

当加入酒（含乙醇）、醋（含醋酸）等调味辅料时，酸和醇相互间发生酯化反应，生成具有芳香味的酯。

古代“宝刀”的秘密

　　我国古代很讲究使用钢刀，优质锋利的钢刀称为“宝刀”。

战国时期，相传越国就有人制造“干将”、“莫邪”等宝刀宝剑，那真是锋利无比，“削铁如泥”，头发放在刃上，吹口气就会断成两截。

当然，传说难免有点夸张，但是“宝刀”锐利却是事实。

过去只有少数工匠掌握生产这类“宝刀”的技术。

现在我们通过科学研究知道，制造这类“宝刀”的主要秘密就是其中含有钨、钼一类的元素。

　　事实上，往钢里加进钨和钼，那怕只要很少的一点点，比如百分之几甚至千分之几，就会对钢的性质产生重大的影响。

这个事实直到十九世纪中叶才被人们所认识，接着大大地促进了钨、钼工业的发展。

有计划地往普通钢里加进一种或几种象钨、钼一类的元素---合金元素，就能制造出各种性能优异的特殊钢

日常生活中怎样用水最科学？

●煲汤：

纯净水溶解力和渗透力都很强，用它煲汤，可以将肉类、佐料中的味汁充分溶解在汤内，汤味更为醇厚，芳香。

记住，煲熟后再放盐及调味品。

●豆浆：

豆浆中多为蛋白质胶体，蛋白质遇盐易凝聚，使用纯净水较佳，它能使蛋白充分溶解，均匀分散乳化，大大利于机体消化吸收，且口感甘美，观感洁白，营养丰富。

●咖啡：

一般的咖啡机都采用蒸馏原理，用热蒸馏水泡制，当然耗电较多（用蒸馏法制纯净水的能耗是RO法的40多倍）。

用热纯净水效果一样，它能充分溶解，乳化，均一，使咖啡味浓口爽。

●泡茶：

自来水及矿泉水溶解盐含量高，溶解力低，对茶的溶解弱而慢，且盐对茶味茶色的破坏极大。

用纯净水溶解力强，能充分将茶溶出，色泽光鲜均一，口感纯正浓厚。

●冷饮：

溶解盐对饮料的破坏性大，使果汁中的果酸、氨基酸、糖、酶等均遭反应，絮集，口感和营养大为减弱。

●制冰：

普通自来水溶解盐100mg/L，矿泉水150mg/L，不考虑危害，溶解盐高，会降低冰点，结晶杂乱，这样的冰块，透明度差，结晶不好，韧性绵札，而纯净水因纯度提高50倍以上，冰点低，结晶为单晶，解理好，刚脆性，晶莹剔透，轻轻一敲，脆裂多棱。

●烹饪：

炒菜、煮饭、饮用，最好用矿泉水（直饮水亦可），但要注意，有些地区矿泉水因富含某些元素严重超量而致地方病，有些深井水因矿化度太高成硬水，会致病，也不安全。

而由纯净水矿化而得的矿泉水，不但可与优良的天然矿泉水媲美，而且溶解氧高，矿化稳定适中，安全，营养。

能不断补充人体所需的微量元素。

●洗菜：

由于洗菜用水量大，可先采用自来水冲洗掉污物及残留农药，再用纯净水漂洗，由于自来水含有较多的溶盐，洗净力大大减弱，而纯净水洗净力强，可将渗于叶面的有机物溶出。

当然全部采用纯净水冲洗也是不经济的。

而在生活在中，我们常会犯如下一些错误：

●生水：

有各种各样对人体有害的细菌、病毒，长喝生水人体会染上很多疾病；

●老化水：

指长时间静置的死水，其与空气极少换氧，滋生病菌，这种水使细胞新陈代谢减慢，影响身体生长发育；

●千滚水：

就是滚开时间太长的水，久饮这种水，会干扰人的胃肠功能，出现暂时腹泻、腹胀；有毒的亚硝酸盐，还会造成机体缺氧，严重者会昏迷惊厥，甚至死亡。

●蒸锅水：

就是经过多次反复使用的水，亚硝酸盐浓度很高。

常饮这种水，会引起亚硝酸盐中毒；水垢经常随水进入人体，还会引起消化、神经、泌尿和造血系统病变，甚至引起早衰

●不开的水：

专家指出，因在未开的较高温度下细菌及病毒的变异有较强的存活力，其危害更大，所以未煮沸的水，患膀胱癌、直肠癌的可能性增加21%-38%。

●重新煮开的水：

水烧了又烧，使水份再次蒸发，亚硝酸盐会升高，常喝这种水，亚硝酸盐会在体内积聚，引起中毒。

硝酸盐会升高，常喝这种水，亚硝酸盐会在体内积聚，引起中毒。

●开水：

烧开水应水沸即关火，未喝完放置较久的开水宜排掉，重新取水烧用。

同时烧开水的功效有限，其主要功能是杀菌，加热对残留农药、合成有机物、胶体、锈蚀物、重金属、余氯等没有任何作用，反而会引起亚硝酸盐增高，溶氧减少，营养减少。

国外不饮开水，而饮直饮水。

1：

工厂的排废气除尘，利用了胶体粒子带电在电厂下定向移动

2：

电泳

3：

用明矾净水

4：

做豆腐，利用胶体凝聚

5：

利用胶体均匀分散的特点做有色玻璃

6：

用Fe（OH）3止血

7：

医学上用胶体磁流体治疗癌症

8：

血液的透析利用了毒性物质可以过半透膜而有益物质是胶体过不去回到血液里

9：

不同种墨水不能混用，墨水是胶体，不同胶体在一起容易电中和引起凝聚

10：

土壤保肥

贴近生活的胶体化学

　　胶体化学研究的对象是分散体系，它是由一种或多种物质分散在另一种物质中而形成的。

我们最熟悉的胶体分散体系是牛奶，它是油脂的小珠分散在水中组成的乳状液。

油脂是一种液体，水也是一种液体，因此，牛奶是一种液体均匀地分散在另一种液体中的胶体分散体系。

牛奶中大量物质是水，少量物质是油脂，它们形成乳状液以后，再不像水那样透明，而是乳白色的液体。

　　跟牛奶一样的胶体分散体系是很多的，例如冰激淋、雪花膏、豆腐等。

冰激淋中的油脂比较多，水则少一些，所以它要稠一些。

豆腐是水分散在凝固的蛋白质中形成的胶体分散体系。

做豆腐的原料豆浆则是和牛奶很相似的胶体分散体系。

　　我们生活的环境中也存在着许多胶体分散体系。

就拿我们最讨厌的烟尘来说，它们就是固体分散在气体（空气）中形成的分散体系。

工厂产生的烟尘是造成大气污染的主要祸首，美国化学家柯曲尔根据胶体化学原理，即电荷可以使胶体质点（烟尘）沉积下来的原理，在工厂的烟囱和除尘室中装置一个金属尖端，它与高压电相连。

烟尘通过金属尖端时便带了电荷，带电的烟尘再与装在烟囱或除尘室内壁的带相反电荷的金属板接触，被吸引在金属板上而沉积下来，于是大量的烟尘便被除去了。

　　雾是液体（小水珠）分散在气体（空气）中形成的胶体分散体系，也可以用电荷把它破坏。

利用飞机撒播带电的沙粒，首先将空气中的湿气凝结成雾，然后再将雾凝结为细雨，这曾经启发了人工降雨的实施。

　　煤是当前主要的燃料之一，可是，从煤矿将煤运到使用的地点，需要耗费火车、轮船、汽车等大量运力，不像石油那样可以用管道输送。

胶体化学家总想，有朝一日煤也能用管道运输，这种设想是把煤研成细粉，把它们分散在矿物油里，加入稳定剂便成了一种胶体分散体系，就可用管道运输。

　　你见过不会流动的酒精吗？

酒精是一种液体，这是不容怀疑的，既然是液体，它就会流动。

那么，不会流动的酒精又是什么物质呢？

它的外形又是怎样的呢？

你只要到商店里去买“固体酒精”，这个疑问便有了答案。

　　在无水酒精中加入饱和醋酸钙溶液，酒精便会凝固，这就是固体酒精，用火点燃，它能像普通的液体酒精一样地燃烧。

　　在野外工作的人（如地质队员）携带液体燃料（酒精、煤油）是很不方便的，于是，化学家发明了固体酒精，专供野外使用