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    什么是膠體溶液，我們已經(jīng)知道,溶液是具有澄清、透明、均一的外形特征的液體,而另一方面,懸濁液和乳濁液就不是這樣,它們往往是渾濁、不透明和不均一的,這是由于分散在溶劑里的物質(zhì)的顆粒大小不同所導(dǎo)致的.在溶液里,溶質(zhì)分散成分子,因此顆粒的直徑一般小于1/1000000毫米.而在懸濁液或乳濁液里,分散的顆粒都是很多分子的聚集體,因此它們的直徑一般大于1/10000毫米。

    現(xiàn)在,我們要學(xué)習(xí)另一類(lèi)溶液,叫做膠體溶液,它們的性質(zhì)與上述的溶液、懸濁液或乳濁液都不同,在這類(lèi)溶液里分散的顆粒通常不是單個(gè)分子,而也是很多分子的聚集體,但顆粒較小,直徑一般在1/1000000毫米到1/10000之間,象硅酸溶液、肥皂水、雞蛋白的水溶液等都是膠體溶液,還有許多物質(zhì)也常易形成膠體溶液，例如,當(dāng)氯化鐵在熱水里進(jìn)行水解時(shí),能生成褐色透明的氫氧化鐵的膠體溶液:

Fecl3+3h20<=>Fe(OH)3+3HC1

    在亞砷酸(H3Aso3)溶液中通入硫化氫,也可以得到透明而黃色的硫化砷膠體溶液:

‍2H3As03+3H2S=As2S3+6H2O‍

    膠體浛液的制取  從膠體溶液里的分散物質(zhì)的顆粒大小來(lái)看,我們不難理解,制取膠體溶液的方法不外乎兩個(gè)途徑,即把較粗的如構(gòu)成懸濁液的顆粒弄細(xì);或從分子聚集成膠體微粒來(lái)制成.具體方法如下:

    1.分散法 即把粗大的粒子粉碎為較小的粒子.通常用種特別的膠體,把物質(zhì)研磨成能形成膠體溶液的程度度.例如將煙黑放入水中,再加明膠一同研磨,就可制得膠態(tài)的墨汁.明膠的作用是使已磨碎的粒子不再聚集,這樣就容易制成膠體溶液,而且能保持長(zhǎng)久.近代亦有利用電或超聲波把大顆粒分散成膠體微粒,制成膠體溶液.

    2.疑聚法 即把較小的粒子(分子)聚集成較大的粒子在適當(dāng)?shù)臈l件下,通過(guò)化學(xué)反應(yīng),可以形成膠體溶液,例如前面提到的在熱水里水解氯化鐵生成氫氧化鐵,氫氧化鐵難溶于水,但亦不沉淀,而成為很細(xì)的粒子分布在溶液中,形成氫氧化鐵的膠體溶液.

    膠體溶液的性質(zhì)  膠體溶液從外表看來(lái),與溶液很少有區(qū)別,它也是透明的液體,但有很多性質(zhì)它們是不同的,膠體溶液有如下一些性質(zhì):

    1.膠體溶液能發(fā)生丁達(dá)爾現(xiàn)象我們經(jīng)常會(huì)看到這樣一個(gè)現(xiàn)象:當(dāng)太陽(yáng)光穿過(guò)一個(gè)小孔,射到屋里的時(shí)候,我們從側(cè)面可以看到一條光亮的通路”.這個(gè)光亮的通路”是由于光線(xiàn)射到散布在空氣里的灰塵上,灰塵對(duì)光起了散射而形成的。根據(jù)同樣的原理,如果在黑暗的地方,讓光線(xiàn)通過(guò)膠體溶液,由于膠體顆粒也會(huì)對(duì)光產(chǎn)生散射現(xiàn)象,所以我們從側(cè)面也可以看到膠體溶液里有一條光亮的“通路”.這種現(xiàn)象叫叫做丁達(dá)爾現(xiàn)象,但當(dāng)光線(xiàn)通過(guò)溶液的時(shí)候,就看不到這種現(xiàn)象(圖6·2),因?yàn)槿芤豪锏娜苜|(zhì)顆粒(分子或離子)太小,我們無(wú)法看到分子或離子對(duì)光線(xiàn)發(fā)生的散射現(xiàn)象.

    2.膠體顆粒帶有電荷膠體顆粒的表面能夠吸附溶液里的離子,這樣使膠體顆粒帶有電荷.有些膠體顆粒(例如金屬的氫氧化物等)吸附附陽(yáng)離子,因而帶正電.有些膠體顆粒(例如硫化物,硅酸等等)吸附陰離子,就帶負(fù)電.但是同一種膠體顆粒在同一種溶液里總是吸附著相同電荷的離子,因此顆粒之間就存在著斥力,阻得小顆粒相互接近,從而不能合并成較大的顆粒而下沉.
    3.膠體溶液中的穎粒在不斷運(yùn)動(dòng)著①①在第一冊(cè)溶液一章(§4·1)里我們知道,溶劑的分子是處在不斷運(yùn)動(dòng)狀態(tài)中的.在膠體溶液中,膠體顆粒不斷地受到溶劑分子的碰撞,因此它們也在不斷地運(yùn)動(dòng)著;由于分子運(yùn)動(dòng)的不規(guī)則性,膠體顆粒移動(dòng)的方向也隨時(shí)改變,這也是使膠體顆粒不致下沉的另一個(gè)原因。
    破壞膠體的方法  膠體溶液對(duì)人類(lèi)和自然界的作用很大,這在下面要詳細(xì)介紹紹,但有時(shí)膠體對(duì)于生產(chǎn)會(huì)產(chǎn)生一定

①這種運(yùn)動(dòng),不僅在膠體溶液中存在,在溶液中也存在,由于這是由英國(guó)人布朗首先發(fā)現(xiàn)的,因此叫布朗運(yùn)動(dòng)。

的害處,例如天然水中的膠體顆粒對(duì)造紙工業(yè)、人造絲工業(yè)印染工業(yè)等都有危害性,因此必須把它除去.針對(duì)以上膠體顆粒不會(huì)下沉的原因,我們就可以找到使膠體顆粒下沉的方法.一種方法是在膠體溶液里加入一種電解質(zhì).由于電質(zhì)電離出來(lái)的帶有和膠體顆粒相反電荷的離子,能夠中和膠體顆粒的電荷,這樣就可減弱膠體顆粒間的相互斥力,促使小顆粒合并成較大顆粒而沉淀析出,這種使膠體小顆粒合并成較大顆粒的過(guò)程叫做凝聚.例如,在Fe(OH)3的膠體溶液里加入少量CaCl2溶液,由于Fe(OH）3膠體顆粒帶的正電荷,被CaCl2電離出來(lái)的Cl~所帶的負(fù)電荷中和,立即發(fā)生凝聚作用,使Fe(OH)2小顆粒合并成較大的顆粒沉淀析出.通常食用的豆腐,就是應(yīng)用鹽鹵(主要成分是MgCl2)或者石膏(CaS04)溶液加入豆?jié){里,使蛋白質(zhì)膠體顆粒凝聚而制成的.在自然界里,淤積在河口的沙洲(三角洲),就是由于含有泥砂等膠體顆粒的河水,和含食鹽較多的海水相遇,產(chǎn)生了凝聚作用,泥沙下沉而形成的。

    另一種方法是,在膠體溶液里加入另一種帶有相反電荷的膠體溶液,同樣能使膠體顆粒下沉.例如,將帶有負(fù)電荷的硫化二砷(AS2Sa)膠體溶液加入帶有正電荷的Fe(OIH)3膠體溶液中,雖然二種物質(zhì)并不會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),但是由于正負(fù)電荷的電性中和,也會(huì)發(fā)生膠粒凝聚的現(xiàn)象.

    此外,加熟膠體溶液,使膠體顆粒的運(yùn)動(dòng)速度增加,相互碰撞機(jī)會(huì)增加,也能加速膠粒的凝聚.如把硅酸溶液加微熱,
就有絮狀物質(zhì)析出。
    膠體溶液的作用  膠體溶液在自然界里和生產(chǎn)上都有著重要的作用.一切生物細(xì)胞的原生質(zhì),動(dòng)物的血液,植物的液汁等等都是非常復(fù)雜的膠體溶液,工業(yè)上制漆,制造照相軟片、橡膠、塑料等等的過(guò)程也都要應(yīng)用膠體的性質(zhì)。

    土壤的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),也跟膠體有關(guān).上一節(jié)里講到土壤里所含的鋁硅酸鹽和有機(jī)腐殖質(zhì)等,都能形成膠體溶液,它們具有吸附Ca++,Mg++,K+,Na+,H+等陽(yáng)離子的能力.這種吸附的陽(yáng)離子還能夠發(fā)生交換作用.例如,當(dāng)土壤里加入石后,Ca++的濃度就大大增加,可以交換出土壤里吸附的Na+,使土壤表面產(chǎn)生不溶性的并具有粘性的鈣鹽,使土粒相互膠結(jié)成團(tuán)粒結(jié)構(gòu)。
（‍土壤膠體顆粒）Na+（NA+）+Ca++=(土壤膠體顆粒)Ca+++2Na+‍
    從這里看到,在土壤里加入石膏,不僅可以消除土壤的堿性,同時(shí)由于產(chǎn)生了有粘性的鈣鹽,對(duì)于現(xiàn)固土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)有很大的幫助。
    加入作為肥料的中性鹽類(lèi),往往會(huì)交換出土壤膠體吸附的,使土壤的酸度増加,從而影響農(nóng)作物的生長(zhǎng).例如,把KCI肥料施入土壤,可能發(fā)生下列反應(yīng)：
（土壤膠體顆粒）H+(H+)+2K+=(土壤膠體顆粒)K+(K+)+2H+

所以在這種情況下,我們需要加一些石灰來(lái)減低土壤里的酸度,以利于農(nóng)作物的生長(zhǎng).