分散系

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分散系
【考試說(shuō)明要求】:
1.了解分散系的概念,比較三種分散系的特征
2.理解溶解度、飽和溶液、不飽和溶液的概念,掌握溶解度在物質(zhì)分離方面的應(yīng)用。
3.了解溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的概念,溶解度、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量濃度的綜合計(jì)算。
4.了解膠體的制備、鑒別和提純;掌握膠體的性質(zhì)和應(yīng)用。
【基礎(chǔ)知識(shí)整理】:
一、分散系概念以及三種分散系比較
1.分散系

2.三種分散系比較
分散系溶液膠體濁液
分散質(zhì)微粒直徑
外觀
分散質(zhì)微粒組成單個(gè)分子或離子分子集合體或有機(jī)高分子大量分子或離子集合體
能否透過(guò)濾紙
能否透過(guò)半透膜
實(shí)例食鹽水、碘酒肥皂水、淀粉溶液泥水
二、膠體
1.定義:分散質(zhì)的大小介于 ~ 之間的分散系叫做膠體。
2.膠體的分類(lèi)
按分散質(zhì)的組成分為:
粒子膠體:如Fe(OH)3膠體,Al(OH)3膠體
分子膠體:如蛋白質(zhì)溶于水所得分散系,淀粉溶于水所得分散系
按分散劑的狀態(tài)分成:
液溶膠:如Fe(OH)3膠體、淀粉溶液、蛋白質(zhì)溶液、豆?jié){、血液、肥皂水等
固溶膠:有色玻璃、煙水晶等
氣溶膠:煙、云、霧等
3.膠體的性質(zhì)和應(yīng)用
(1)丁達(dá)爾現(xiàn)象

(2)布朗運(yùn)動(dòng)
①定義:膠體粒子在做 的運(yùn)動(dòng)。
②水分子從個(gè)方向撞擊膠體粒子,而每一瞬間膠體粒子在不同方向受的力是不同的。
(3)電泳現(xiàn)象
①定義:在外加電場(chǎng)的作用下,膠體粒子在分散劑里向電極作定向移動(dòng)的現(xiàn)象。
②解釋?zhuān)耗z體粒子具有相對(duì)較大的表面積,能吸附離子而帶電荷。
③帶電規(guī)律:
i.一般說(shuō),金屬氧化物、金屬氫氧化物等膠體微粒吸附陽(yáng)離子而帶正電;
ii.非金屬氧化物、金屬硫化物、硅酸等膠體帶負(fù)電;
iii.蛋白質(zhì)分子一端有—COOH,一端有—NH2,因電離常數(shù)不同而帶電;
iv.淀粉膠體不吸附陰陽(yáng)離子不帶電,無(wú)電泳現(xiàn)象,加少量電解質(zhì)難凝聚。
④應(yīng)用:
i.生物化學(xué)中常利用分離各種氨基酸和蛋白質(zhì)。
ii.醫(yī)學(xué)上利用血清的紙上電泳診斷某些疾病。
iii.電鍍業(yè)采用電泳將油漆、乳膠、橡膠等均勻的沉積在金屬、布匹和木材上。
iv.陶瓷工業(yè)精練高嶺土。除去雜質(zhì)氧化鐵。
v.石油工業(yè)中,將天然石油乳狀液中油水分離。
vi.工業(yè)和工程中泥土和泥炭的脫水,水泥和冶金工業(yè)中的除塵等。
(4)膠體的沉聚
①定義:膠體粒子在一定條下聚集起的現(xiàn)象。在此過(guò)程中分散質(zhì)改變成凝膠狀物質(zhì)或顆粒較大的沉淀從分散劑中分離出。
②膠粒凝聚的原因:外界條的改變
i.加熱:加速膠粒運(yùn)動(dòng),減弱膠粒對(duì)離子的吸附作用。
ii.加強(qiáng)電解質(zhì):中和膠粒所帶電荷,減弱電性斥力。
iii.加帶相反電荷的膠粒的膠體:相互中和,減小同種電性的排斥作用。通常離子電荷越高,聚沉能力越大。
③應(yīng)用:制作豆腐;不同型號(hào)的墨水不能混用;三角洲的形成。
4.膠體的制備
(1)物理法:
  如研磨(制豆?jié){、研墨),直接分散(制蛋白膠體)
(2)水解法:
[Fe(OH)3膠體]向20mL沸蒸餾水中滴加1mL~2mLFeCl3飽和溶液,繼續(xù)煮沸一會(huì)兒,得紅褐色的Fe(OH)3膠體。離子方程式為:
  
(3)復(fù)分解法:
〔AgI膠體〕向盛10mL 0.01mol•L—1 I的試管中,滴加8—10滴0.01mol•L—1 AgNO3,邊滴邊振蕩,得淺黃色AgI膠體。
〔硅酸膠體〕在一大試管里裝入5mL~10mL1mol•L—1HCl,加入1mL水玻璃,然后用力振蕩即得。
 離子方程式分別為:Ag++I—=AgI(膠體)
   SiO32—+2H++2H2O=H4SiO4(膠體)
復(fù)分解法配制膠體時(shí)溶液的濃度不宜過(guò)大,以免生成沉淀。
5.膠體的提純

6.常見(jiàn)的膠體分散系
①Fe(OH)3膠體,Al(OH)3膠體,原硅酸膠體,硬脂酸膠體。分別由相應(yīng)的鹽水解生成不溶物形成。
   FeCl3溶液:Fe3++3H2O=Fe(OH)3(膠體)+3H+
   明礬溶液:Al3++3H2O=Al(OH)3(膠體)+3H+
   水玻璃:SiO32—+3H2O=H4SiO4(膠體)+2OH—
   肥皂水:C17H35COO—+H2O=C17H35COOH(膠體)+OH—
②鹵化銀膠體。Ag++X—=AgX(膠體)
③土壤膠體。
④豆奶、牛奶、蛋清的水溶液。
⑤有色玻璃,如藍(lán)色鈷玻璃(分散質(zhì)為鈷的藍(lán)色氧化物,分散劑為玻璃)。
⑥煙、云、霧。
三、溶液
1.飽和溶液和不飽和溶液
飽和溶液:一定 下,一定量的溶劑中 再溶解某溶質(zhì)時(shí)叫做這種溶質(zhì)的飽和溶液。
不飽和溶液:一定 下,一定量的溶劑中 繼續(xù)溶解某溶質(zhì)時(shí)叫做這種溶質(zhì)的不飽和溶液。
2.溶解度
固體溶解度(S)指的是在 下,某固體物質(zhì)在 溶劑里達(dá)到 狀態(tài)時(shí)所溶解溶質(zhì)的 (單位是 )叫做該條下該溶質(zhì)在該溶劑中的溶解度。

氣體的溶解度是指在一定溫度下,某氣體(壓強(qiáng)為1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓)在1體積溶劑里達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)所溶解的體積數(shù)。例如:0℃、1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,氧氣的溶解度為0.049,表示該條下1體積水中最多能溶解0.049體積的氧氣。氣體的溶解度是沒(méi)有單位的。
(0℃時(shí),NH3的溶解度是1176;20℃時(shí)為702)
3.影響溶解度的因素
物質(zhì)溶解度的大小主要決定于溶質(zhì)和溶劑的性質(zhì)(內(nèi)因),外界條如溫度、壓強(qiáng)對(duì)物質(zhì)的溶解度也有一定的影響(外因)。
(1)溫度對(duì)固體物質(zhì)溶解度的影響:
大部分固體物質(zhì)的溶解度隨著溫度的升高而 ;少數(shù)物質(zhì)(如食鹽)的溶解度受溫度的影響 ;還有極少數(shù)物質(zhì)(如熟石灰)的溶解度隨溫度的升高而 。
例1:40℃時(shí)等質(zhì)量的兩份飽和石灰水,一份冷卻至10℃,另一份加少量CaO并保持溫度仍為40℃。這兩種情況都不改變的是( )
A.Ca(OH)2的溶解度 B.溶液的質(zhì)量
C.溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù) D.溶液中Ca2+數(shù)目
(2)溫度、壓強(qiáng)對(duì)氣體溶解度的影響:
氣體的溶解度一般隨著溫度的升高而 (如氨水受熱逸出氨氣);當(dāng)溫度不變時(shí),隨著壓強(qiáng)的增大,氣體的溶解度 ;隨著壓強(qiáng)的降低,氣體溶解度 。(如打開(kāi)汽水瓶蓋即冒氣泡。)
例2:下列有關(guān)溶液性質(zhì)的敘述,正確的是( )
A.室溫時(shí)飽和的二氧化碳水溶液,冷卻到0℃時(shí)會(huì)放出一些二氧化碳?xì)怏w
B.20℃,100 g水中可溶解34.2 g Cl,此時(shí)Cl飽和溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為34.2%
C.強(qiáng)電解質(zhì)在水中溶解度一定大于弱電解質(zhì)
D.相同溫度下,把水面上的空氣換成相同壓力的純氧,100 g水中溶入氧氣的質(zhì)量增加
4.溶解度曲線:
物質(zhì)的溶解度和溫度的關(guān)系,可用溶解度曲線表示。縱坐標(biāo)表示溶解度,橫坐標(biāo)表示溫度,曲線上任何一點(diǎn)表示這種物質(zhì)在該溫度下的溶解度。
根據(jù)某物質(zhì)的溶解度曲線可以查知這種物質(zhì)在某溫度時(shí)的溶解度,也可以看出這種物質(zhì)的溶解度隨著溫度的變化而變化的規(guī)律,還可以比較溫度相同時(shí)不同物質(zhì)溶解度的大小。
例3. 根據(jù)下面溶解度曲線回答問(wèn)題。
(1)30℃時(shí)A物質(zhì)的溶解度是__ __,同溫度下B物質(zhì)的溶解度是____。
(2)60℃時(shí)A物質(zhì)與B物質(zhì)的溶解度是____。
(3)60℃時(shí)有A物質(zhì)和B物質(zhì)的飽和溶液各mg。均降溫至20℃,____物質(zhì)析出晶體多些,剩余溶液____物質(zhì)的溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大些。
(4)60℃時(shí)有50gA物質(zhì)的飽和溶液,降溫至30℃時(shí)有____gA物質(zhì)析出。
(5)30℃時(shí)有B物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的溶液50g,欲使其成為飽和溶液,則要加入B物質(zhì)____。
5.相關(guān)計(jì)算
例4:把一定量20%的某物質(zhì)的溶液加熱蒸發(fā)掉10克水,在冷卻到20℃時(shí)析出2克溶質(zhì),此時(shí)溶液的質(zhì)量百分比濃度為24%,求20℃時(shí)溶質(zhì)在水中的溶解度。
例5:一定溫度下濃度為a%的硝酸鉀溶液,將其等分為兩份,一份等溫蒸發(fā)掉10克水,得到0.5克晶體;另一份等溫蒸發(fā)掉12.5克水,析出1.5克晶體。該溫度下硝酸鉀的溶解度為( )
A.60克 B.50克 C.40克 D.30克




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