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胶体

在化学中，胶体（英语：colloid）或胶体系统（colloidal system），又称胶态分散体[1]（colloidal dispersion），是一种非均相（英语：Homogeneous and heterogeneous mixtures）的均匀混合物，含有两种不同相态的物质，被分散的物质称为分散相（分散质），另一种连续分布的物质称为分散介质（分散剂、分散媒）。

直径 350nm聚合物胶粒（胶体粒子）的布朗运动

分散相可以是由许多原子或分子（103-106个）组成的有界面的粒子（称作胶粒），大小（直径）介于 1nm 到 1μm（1000nm） 之间[2][3][4][5][6]，也可以是没有相界面的大分子或胶束；前者称为溶胶（sol），后者称为高分子溶液（macromolecular solution）或缔合胶体（association colloid）[7]。

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）[8][9] 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、蛋黄酱、护手霜、白乳胶		 溶胶
比如：颜料墨水、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[10]、琼脂、凝胶、果冻		 固态溶胶
比如：蔓越莓玻璃（英语：Cranberry glass）

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，但无法通过半透膜。

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，茶，咖啡，云，雾，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

注释

  1. ^ 存档副本. [2024-03-02]. （原始内容存档于2024-03-02）. 
  2. ^ Richard G. Jones; Edward S. Wilks; W. Val Metanomski (编). Compendium of Polymer Terminology and Nomenclature (IUPAC Recommendations 2008) 2nd. RSC Publ. 2009: 464. ISBN 978-0-85404-491-7. 
  3. ^ Stepto, Robert F. T. Dispersity in polymer science (IUPAC Recommendations 2009) (PDF). Pure and Applied Chemistry. 2009, 81 (2): 351–353. S2CID 95122531. doi:10.1351/PAC-REC-08-05-02. （原始内容存档 (PDF)于2022-10-09）. 
  4. ^ Slomkowski, Stanislaw; Alemán, José V.; Gilbert, Robert G. Terminology of polymers
    and polymerization processes in dispersed systems (IUPAC Recommendations 2011)     (PDF). Pure and Applied Chemistry. 2011, 83 (12): 2229–2259. S2CID 96812603. doi:10.1351/PAC-REC-10-06-03. （原始内容存档 (PDF)于2022-10-09）.     
  5. ^ 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））. 
  6. ^ 周蕊. 词条详情-中国大百科全书数据库（溶胶）. [2021年8月2日]. 
  7. ^ 《物理化学》天津大学 李松林 周亚平等 2009.5 ISBN 978-7-04-026280-3
  8. ^ 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. 
  9. ^ 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. 
  10. ^ 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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