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抓住知识本源,开启学生思维

2015-05-30陈宁

都市家教·下半月 2015年5期
关键词:胶体电泳

陈宁

【摘 要】结合人教版化学必修课程中的胶体知识,本文介绍了胶体的知识,力在开启学生思维,培养其探究精神。

【关键词】胶体;介稳;电泳;沉聚

在中学化学的教学中我们会遇到很多欲说而不能的尴尬情况,例如,对某个概念或反应的本质原因想介绍完全,就会讲得太深,学生难于理解,适得其反;讲得粗略又感觉解释不到位,甚至很牵强。面对这种情况,就要勇于取舍,根据学生的理解能力,适时适度地挖掘知识本源。以开启学生思维和帮助学生理解为目的,辅之以掌握知识本身。

人教版化学必修1第二章第一节分散系及其分类中讲到胶体,介绍了Fe(OH) 3胶体的制备,以及胶体性质的探究。胶体丁达尔效应实验,电泳实验都易于操作,现象明显,学生表现出很大的热情。但是,当学生解决与电泳和胶体聚沉相关的习题时却感到困难重重。分析其中原因,我认为教师引导实验探究的同时,向学生介绍胶体的构成及其吸附带电荷的本质是必要的。因为,要理解胶体的性质,并须先理解胶体的特点,即胶体能够带电荷。

一、胶体性质

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。但是,在胶粒表面上到底吸附哪一类离子,这取决于形成胶体的条件。在一般情况下,总是吸附那些与它组成相类似的离子,这样胶粒就带有电荷。

接下来胶体的性质:介稳性,胶体的电泳现象,胶体的聚沉的理解顺理成章。

(1)胶体的介稳性。胶体的稳定性介于溶液和浊液之间(溶液是非常稳定的,不论存放的时间有多长,在一般情况下溶质都不会自动与溶剂分离;浊液很不稳定,分散质将在重力的作用下沉降下来),在一定条件下能稳定存在,属于介稳体系。胶体具有介稳性的两个原因:原因一,胶体粒子可以通过吸附而带有电荷,同种胶粒带同种电荷,而同种电荷会相互排斥,要使胶体聚沉,就要克服排斥力,消除胶粒所带电荷;原因二,胶体粒子在不停地做布朗运动,使得它们不容易聚集成质量交大的颗粒而沉降下来。

(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。

(3)胶体的聚沉。加入电解质或加入胶粒带相反电荷的胶体或加热均可使胶体发生凝聚。原因是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。

二、举例

例如:将25毫升的蒸馏水加热至沸腾,再逐滴加入5~6滴氯化铁饱和溶液,继续煮沸至溶液呈红褐色,停止加热,制备出Fe(OH)3胶体。其反应式为:FeCl3+3H2O= Fe(OH) 3+3HCl

溶液中一部分Fe(OH) 3与HCl作用:Fe(OH) 3 +HCl=FeOCl+2H2O

FeOCl电离:FeOCl=FeO++Cl-

由于FeO+和Fe(OH)3组成类似,因而易于吸附在胶粒的表面,使Fe(OH)3胶粒带正电荷。

带正电荷的Fe(OH)3胶粒做布朗运动的同时,彼此之间相互排斥,使得Fe(OH)3胶体较稳定,可以存放较长的时间(数年)不聚沉。(介稳性)

图1 Fe(OH)3胶体介稳性示意图

Fe(OH)3胶粒带正电荷,所以在电场作用下,胶体粒子向阴极移动,阴极附近的颜色逐渐加深,阳极附近的颜色逐渐变浅。(电泳)

图2 Fe(OH)3胶体电泳示意图

加入NaOH溶液,有红褐色沉淀生成。是因为NaOH溶液中有与Fe(OH)3胶粒带相反电荷的OH-,中和了胶粒所带电荷,胶粒聚集而沉淀。(聚沉)

所以,要使胶体发生聚沉,可以加入电解质溶液或者胶粒带相反电荷的胶体。

三、结论

理解知识和探究知识本身就是不可分割的,二者科学的结合在一起就组成一个理性的探究过程。教学过程中我们就是要有意识的引导学生的思维,培养其思考的探究精神,教会学生以严谨求实的科学态度去获得知识。

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