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试论胶体知识在生活中的应用

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摘 要:化学与生活有密不可分的关系,更多地了解化学知识,懂得用化学知识去解释生活中的化学现象,会让生活更美好、有趣。本文就胶体知识在生活中应用做了相关阐释。

关键词:胶体知识;生活;应用

化学知识和现象在生活中无处不在。生活中很多现象和应用,都与胶体知识有关,了解这些,能增长知识,发现生活的美好与乐趣。

1.奇妙的丁达尔效应

在酷热的夏季,起床后,到茂密树林中去散散步,呼吸新鲜的空气。太阳慢慢爬了上来,当阳光从树叶间透过,树林间将出现一道道光柱从树叶间直射下来。我们可能要问:树林间的光柱是怎样形成的呢?到了晚上,四周一片漆黑,现实生活中,最常用的是手电筒,当手电筒的灯光射向地面时,会看到一道光柱。于是,我们可能又要问:为什么会形成光柱呢?

胶体的性质可以用来解释这种自然现象:当固体颗粒的大小在1~100纳米之间,细小的固体颗粒分散在空气中就会形成胶体。光经过胶体时,由于胶体粒子的大小,胶体颗粒便会对光产生散射作用,散射的光进入我们的眼睛,我们从侧面便看到一道道光柱。在化学中,当光通过胶体时,会出现光亮的通路的现象叫做丁达尔效应。胶体的丁达尔效应可以解释很多的自然现象,例如,在天空中,当一团云层遮住了太阳,我们即使看不到太阳,但太阳光会透过云层间的空隙,射下一道道光柱,此时,空气形成了胶体,所以看到了丁达尔效应。

2.神奇的明矾净水

胶体的知识除了能解释自然界的丁达尔效应,还能解释生活中的一些其他现象。一到夏季,下雨变得频繁。而每场大雨过后,我们身边的河流、池塘都装满了浑浊的泥水,而对于农村的人们来说,河水、池塘水便是他们的主要饮用水。浑浊的河水、池塘水根本无法供人、畜饮用,又没有自来水,有没有办法让浑浊的泥水尽快地沉降而变澄清呢?

办法早就有了,人们通常到药店买一定量的明矾(化学式为KAl(SO4)2·12H2O的化学物质)储存在家里,一但出现饮用水变浑浊,人们便将少量的明矾溶于盛有泥水的桶中,一经搅拌,水中的泥沙很快便沉降下来,泥水迅速就变澄清。其实,明矾净水也利用了胶体的性质。明矾溶于水时,其中的铝离子会发生水解作用,从而生成氢氧化铝的胶体,胶体的粒子较小,因而会有较大的表面积,表面积较大,从而就有很好的吸附性,能吸附水中的泥沙以及其他的杂质,从而很快达到净水的目的。利用胶体表面积大,吸附性强,工业上还利用胶体来吸附色素,从而使物质褪色。

3.先进的血液透析

我们的血液具有运输有毒物质的能力,通过血液的流动,人体内的部分有毒物质排出体外。有毒物质是怎样排出体外的呢?

原来我们的血管就是一种特殊的膜,这种膜上有许多孔,这些孔能允许小分子物质通过,从而使血管内的物质可以通过小孔与血管外进行交流。血管就像半透膜,它只允许其粒子半径比小孔小的物质通过,因而有毒物质等小分子可以通过小孔而排出;而血液是一种胶体,其粒子比血管壁的孔要大,所以血液只能在管内流动。

随着年龄的增长,身体素质下降,身体某些器官的功能减弱(例如我们的肾),排毒的能力也会减弱,因此,有毒的物质不能及时排出体外,日积月累,就会对我们的身体造成伤害,于是就出现了血液中毒的症状。那么,有没有办法帮助血液中的有毒物质排出呢?

于是,胶体的知识又派上用场。利用特定的仪器,可以将人体内的血液导出,让血液通过体外仪器的特殊半透膜,从而使血液中的有毒物质从特殊半透膜中排出,从而达到血液净化的目的,这就是现在较为先进的血液透析法。

4.墨水混用,堵塞钢笔

钢笔是我们常用的一种写字工具,提到钢笔,自然要提到墨水了。当我们打开每一瓶墨水的外包装时,会看到这样的提示语:“不要与其他品牌的墨水混合使用;第一次使用此墨水请用50℃~60℃热水将笔洗净,并将笔内清水甩干再灌注墨水即可。”为什么不能直接用钢笔去汲取另一瓶墨水呢?

其实,墨水的使用也可以利用胶体的知识解释。墨水其实就是有色物质的溶液,而有色物质的粒子大小在1~100纳米之间,所以,墨水就是一种胶体。然而不同胶体的粒子带电情况不同,不同胶体相遇时,胶体就可能会发生相互凝聚的作用。因而两种不同的墨水混用,就会出现墨水凝聚,从而导致堵塞钢笔。

5.豆腐的制作形成

豆腐是我们日常生活中再熟悉不过的菜。它的制备过程是:首先将豆类利用石磨或者机械将其磨成浆;再将磨好的浆加热至沸腾,并加入苦卤(主要成分为二氯化镁),直到出现大量的絮状沉淀;最后用白布等将絮状沉淀裹好,再挤压出其中的水分即成豆腐。其过程中,为什么往豆浆中加入苦卤就会出现沉淀呢?

原来,将豆类磨成浆时,豆类中的蛋白质即形成溶液,而蛋白质的粒子大小在1~100纳米之间,因此,豆浆也是一种胶体。往胶体中加入氯化镁等电解质,从而中和胶体粒子所带电荷,让胶体的粒子相互聚集从而形成沉淀。豆类中的蛋白质相互聚集而长大形成沉淀,豆腐便形成。

此外,地理上讲的在河流与大海的交接处往往形成平原,这也可以利用胶体的知识解释,河流中含有大量的泥沙,而泥沙的粒子通常带有负电荷,当河水流入大海时,海水中的大量氯化钠使泥沙粒子聚沉,从而在入海口出形成平原。

参考文献:

[1]人民教育出版社化学室.全日制普通高级中学化学第三册(必修加选

修)[M].重庆:人民教育出版社,2007:18-20.

[2]宋心琦.普通高中课程标准实验教科书.化学1(必修)[M].重庆:人民

教育出版社,2007:25-29.