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第二单元 胶体的性质及其应用


第二单元
一、 教学目标

胶体的性质及其应用

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 一.教学目标

胶体

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)CaCO3 和 Na2CO3 (B)NaCl 和 KNO3 (C)CCl 和水 (D)Fe(OH)3 胶体和 FeCl3 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 Fe3+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、KNO3 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 P19 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 P19 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 + - 2.NaCl 溶液中, Na 和 Cl 作

,作 (定向或不规则)运动。 + 运动。 通直流电后作 运动, Na 向



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 P20 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 MgSO4 溶液,振荡。观察。 现象:产生浑浊。 [学生阅读]课本 P21 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.(NH4)2SO4 B.NH4HCO3 C.NH4NO3 D.NH4Cl
? ? [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 NH4NO3 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: 2Fe2 +Cl2===2Fe3++2Cl , Fe3++3H2O
+ - + -

Fe (OH) Cl2+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 P21~22 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。


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