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      【鼎尖教案】高中化學(xué) 第二節(jié)離子反應(yīng)的本質(zhì)(備課資料)

      時(shí)間:2019-05-13 22:23:36下載本文作者:會(huì)員上傳
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      第一篇:【鼎尖教案】高中化學(xué) 第二節(jié)離子反應(yīng)的本質(zhì)(備課資料)

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      ●備課資料

      一、離子反應(yīng)的類型

      1.復(fù)分解型(如溶液中酸堿鹽之間的離子反應(yīng))

      2.置換反應(yīng)型(如活潑金屬與酸、鹽溶液中的陽(yáng)離子和活潑非金屬與鹽溶液中的陰離子間反應(yīng)等)。Cu2++Fe===Fe2++Cu Cl2+2Br-===Br2+2Cl-

      3.鹽類水解型

      Fe+3H2O

      ?PO3+H2O43+

      Fe(OH)3+3H

      ?HPO2+OH- 4+2Al+3S+6H2O===2Al(OH)3↓+3H2S↑

      4.復(fù)雜的氧化還原型

      2Fe+H2S===S↓+2Fe+2H

      ?3Cu+8H++2NO3===3Cu2++2NO↑+4H2O

      3+2-

      3+2+

      +5.水溶液中進(jìn)行的電解反應(yīng),如:

      2Cu+2H2O===2Cu+O2↑+4H(電解CuSO4溶液)

      6.有絡(luò)合物生成的反應(yīng),如:

      Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3

      二、離子方程式的正誤判斷 1.必須遵守“三大守恒”

      方程式都要遵守三大守恒規(guī)律:①方程式兩邊元素的種類應(yīng)守恒;②方程式兩邊的原子個(gè)數(shù)應(yīng)守恒;③方程式兩邊各離子所帶的電荷數(shù)的代數(shù)和應(yīng)守恒。

      2.必須符合反應(yīng)事實(shí)

      (1)化學(xué)用語(yǔ)是否準(zhǔn)確,化學(xué)式、離子符號(hào)、沉淀、氣體符號(hào)、等號(hào)、可逆符號(hào)的書寫是否符合反應(yīng)事實(shí)。一般易溶于水的強(qiáng)電解質(zhì)在水溶液中應(yīng)寫成離子符號(hào),不溶于水的電解質(zhì),可溶于水的弱電解質(zhì)及所有的非電解質(zhì)、單質(zhì)均應(yīng)寫成化學(xué)式。如CaCO3、CH3COOH、SO2、P4、Fe、CH3CH2OH、H2SiO3均應(yīng)在離子方程式中寫成化學(xué)式,至于強(qiáng)電解質(zhì)的微溶物,在生成物中一般寫成化學(xué)式,反應(yīng)物中則看情況而定,如:石灰乳則寫成Ca(OH)2,-而澄清的石灰水則應(yīng)寫成Ca2++2OH-,又如NH?4+OH,一般未說明或濃溶液中應(yīng)寫成2+

      ?NH?4+OH===NH3↑+H2O,而在稀溶液中反應(yīng)可寫成NH4+OH===NH3·H2O。弱電-

      -解質(zhì)的電離、弱離子的不完全水解,常見的可逆反應(yīng)均用可逆符號(hào)。如Cl2+H2O

      -HCl+HClO、NH?4+CH3COO+H2O

      CH3COOH+NH3·H2O。一般情況下,可逆符號(hào)與沉淀符號(hào)和氣體符號(hào)不同時(shí)使用。

      (2)氧化還原反應(yīng)是否符合反應(yīng)事實(shí):主要是看反應(yīng)能否進(jìn)行或反應(yīng)產(chǎn)物是否正確。如Fe+H+只能生成Fe2++H2,而非Fe3++H2。

      (3)與量有關(guān)的反應(yīng)是否表達(dá)準(zhǔn)確。由于許多反應(yīng)是分步進(jìn)行的,則方程式的書寫應(yīng)根據(jù)反應(yīng)物的量的關(guān)系來確定反應(yīng)進(jìn)行的程度。如未給出反應(yīng)物的量的關(guān)系,則各程度的反應(yīng)的方程式均認(rèn)為可能發(fā)生。如FeBr2+Cl2,氯氣不足,應(yīng)寫成2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-;若氯氣過量,則應(yīng)寫成:2Fe2++4Br-+3Cl2===2Fe3++2Br2+6Cl-。若未加說明反應(yīng)物的量關(guān)系,則二者均可。

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      三、常見與反應(yīng)物的量有關(guān)的離子方程式 1.少量的NaHCO3與足量的澄清石灰水反應(yīng)

      NaHCO3與足量的澄清石灰水反應(yīng)

      2.氯化鋁溶液中加入少量氫氧化鈉溶液 氯化鋁溶液中加入過量氫氧化鈉溶液 3.硝酸銀溶液中加入少量氨水 硝酸銀溶液中加入過量氨水 4.碳酸鈉溶液中緩慢加入少量鹽酸 碳酸鈉溶液中緩慢加入過量鹽酸 5.溴化亞鐵溶液中通入少量氯氣 溴化亞鐵溶液中通入過量氯氣 6.在稀硝酸中加入少量鐵粉 在稀硝酸中加入過量鐵粉

      ?1.HCO3+Ca2++OH-===CaCO3↓+H2O

      2??2HCO3+Ca+2OH===CaCO3↓+CO3+2H2O 2+

      -2.Al3++3OH-===Al(OH)3↓

      Al3++4OH-===AlO-2+2H2O 3.2Ag++2NH3·H2O===Ag2O↓+2NH?+H2O 4Ag+2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]+2H2O 2??2?4.CO3+H===HCO

      3CO3+2H===CO2↑+H2O +

      ++

      +5.2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-

      2Fe2++4Br-+3Cl2===2Fe3++6Cl-+2Br2

      ?6.Fe+4H++NO3===Fe3++NO↑+2H2O ?3Fe+8H++2NO3===3Fe2++NO↑+4H2O

      四、微溶化合物在離子方程式中的書寫原則

      1.有微溶化合物參加的、在稀溶液中進(jìn)行的離子反應(yīng),若生成物的溶解度小于微溶化合物(反應(yīng)物)的溶解度,該微溶化合物應(yīng)寫成離子的形式。

      2.微溶化合物以濁液參加反應(yīng)時(shí),微溶化合物應(yīng)寫成分子形式。

      五、用離子—電子法配平氧化—還原離子方程式

      離子—電子法主要用于在水溶液中發(fā)生的較復(fù)雜的氧化還原離子方程式的配平。離子—電子法配平的基本步驟如下:

      1.根據(jù)反應(yīng)中的氧化劑和還原劑及相應(yīng)的還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物寫出兩個(gè)反應(yīng)式,一個(gè)代表還原劑被氧化的反應(yīng),另一個(gè)代表氧化劑被還原的反應(yīng)。這兩個(gè)反應(yīng)分別被稱為半反應(yīng)式。

      2.根據(jù)反應(yīng)前后電荷相等的原則寫明半反應(yīng)中得失電子的情況。

      3.根據(jù)氧化劑和還原劑得失電子數(shù)相等的原則,在兩個(gè)半反應(yīng)式中分別乘以適當(dāng)?shù)南禂?shù)。(由得失電子數(shù)求出的最小公倍數(shù)而進(jìn)一步確定的系數(shù))

      4.將兩個(gè)半反應(yīng)式相加就得到了一個(gè)配平的離子方程式。在具體使用這種方法配平時(shí),有時(shí)會(huì)遇到氧化—還原的兩個(gè)半反應(yīng)式兩邊的氧原子數(shù)不

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      等的情況。正確地處理好這個(gè)問題是這種配平法的一個(gè)難點(diǎn),在處理時(shí)根據(jù)反應(yīng)的介質(zhì)情況采取加H、OH或H2O的方法進(jìn)行調(diào)節(jié)。下面舉例說明

      (1)當(dāng)反應(yīng)物氧原子數(shù)少于生成物氧原子數(shù)時(shí)。①在中性或酸性介質(zhì)中半反應(yīng)式可采取下面的辦法:

      (左)+H2O???2H+(右)

      例:在配平中性介質(zhì)中KMnO4與K2SO3反應(yīng)生成MnO2和K2SO4的化學(xué)方程式中遇到2?2?SO3。???SO4的氧化反應(yīng)式(其中反應(yīng)物氧原子數(shù)少于生成物)

      ++-

      2?2?SO3???SO4

      加水進(jìn)行調(diào)節(jié)得:

      +-2?2?SO3+H2O???SO4+2H+2e

      ②在堿性介質(zhì)中半反應(yīng)式可采取:

      (左)+OH???H2O+(右)

      例:配平Cl2和NaOH溶液反應(yīng)生成NaCl和NaClO的方程式。

      半反應(yīng)式為:

      氧化反應(yīng):Cl2?。??2ClO(反應(yīng)物氧原子數(shù)少于生成物氧原子數(shù))左邊加OH進(jìn)行調(diào)節(jié):

      Cl2+4OH???2ClO+2H2O+2e

      還原反應(yīng)為:Cl2+2e-===2Cl- 兩個(gè)半反應(yīng)相加得:

      --

      2Cl2+4OH-???2ClO+2Cl+2H2O

      --

      -化簡(jiǎn)為:Cl2+2OH===ClO+Cl+H2O(2)當(dāng)反應(yīng)物氧原子數(shù)多于生成物中的氧原子時(shí)。①在酸性介質(zhì)中可采用:

      (左)+2H???H2O+(右)

      例如:配平KMnO4與HCl反應(yīng)的方程式。半反應(yīng)分別為:

      -??Cl2+2e 氧化反應(yīng):2Cl-?+---

      2+

      ??Mn(反應(yīng)物中氧原子數(shù)多于生成物中氧原子數(shù))還原反應(yīng):MnO?4?左邊加H調(diào)節(jié)

      +-2+

      ???Mn+4H2O MnO?4+8H+5e+使兩個(gè)半反應(yīng)式中的氧化劑、還原劑得失電子數(shù)相等。

      ??5Cl2+10e 所以(2e)×5得:10Cl-?《鼎尖教案》學(xué)科網(wǎng)獨(dú)家提供!歡迎您下載!

      2+(5e)×2得:2MnO?+16H-+10e-???Mn+4H2O 4兩個(gè)半反應(yīng)相加得:

      2MnO?+10Cl-+16H+===2Mn2++5Cl2+8H2O 4②在中性或堿性介質(zhì)中采取:

      (左)+H2O???OH+(右)

      例如:在配平中性介質(zhì)中KMnO4與K2SO3反應(yīng)生成MnO2和K2SO4的化學(xué)方程式。半反應(yīng)分別為:

      還原反應(yīng):MnO???MnO2(反應(yīng)物中氧原子多于生成物中的氧原子數(shù))4?-左邊加水調(diào)節(jié)得:MnO?+2H2O+3e-???MnO2+4OH 4-2?2?氧化反應(yīng):SO3???SO4(反應(yīng)物中的氧原子數(shù)少于生成物中的氧原子數(shù))

      左邊加OH調(diào)節(jié)得:

      2?2?SO3+2OH???H2O+SO4+2e

      --將兩個(gè)半反應(yīng)中的物質(zhì)配以適當(dāng)?shù)南禂?shù)使其中的氧化劑、還原劑得失電子數(shù)相等。(3e×2)2MnO?+4H2O+6e???2MnO2+8OH 42?2?(2e×3)3SO3+6OH???3H2O+3SO4+6e

      -兩個(gè)半反應(yīng)式相加即得到配平了的離子方程式:

      -2?2?2MnO?4+3SO3+H2O===2MnO2+3SO4+2OH

      六、純凈水和礦泉水

      1.怎樣區(qū)別兩瓶沒有標(biāo)簽的水,其中一瓶是純凈水,一瓶是礦泉水?

      (1)電導(dǎo)率法。由于純凈水中幾乎不含或含極少量的離子,導(dǎo)電能力很差。而礦泉水中有許多以離子形式存在的礦物元素,因此礦泉水的導(dǎo)電能力會(huì)明顯強(qiáng)于純凈水。我們只要用電導(dǎo)率儀分別測(cè)定兩種水的電導(dǎo)率(一種衡量溶液導(dǎo)電能力的物理量),電導(dǎo)率大的水就是礦泉水。事實(shí)上,電導(dǎo)率指數(shù)正是純凈水合格的指標(biāo)之一,只有電導(dǎo)率小于一定數(shù)值的水,才是合格的純凈水。

      (2)觀察法:這是一種比較簡(jiǎn)便的方法。由于礦泉水中含有各種礦物質(zhì),所以礦泉水比純凈水具有更大的表面張力。如果將兩瓶水分別倒在兩個(gè)相同的杯子中,礦泉水表現(xiàn)出較強(qiáng)的滿而不溢的特性。再將硬幣小心平放在兩杯水的表面,礦泉水往往可以托住硬幣而不下沉。

      2.純凈水和礦泉水有什么不同?

      由于礦泉水與純凈水包裝形式一致,飲用口感相似,所以普通消費(fèi)者往往誤認(rèn)為兩種產(chǎn)品是一樣的。其實(shí)不然,這兩種水在其水質(zhì)、水源、加工工藝及對(duì)人體的作用方面是不完全相同的。

      純凈水是市場(chǎng)上銷售的蒸餾水、太空水等的合稱,它是以符合生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的水為水源,采用蒸餾法、電滲析法、離子交換法、反滲透法及其他適當(dāng)?shù)募庸し椒ㄈコ械摹抖饨贪浮穼W(xué)科網(wǎng)獨(dú)家提供!歡迎您下載!

      礦物質(zhì)、有機(jī)成分、有害物質(zhì)及微生物等,經(jīng)過深度凈化,制得純度很高、沒有任何添加物(臭氧除外)、可直接飲用的水。純凈水的生產(chǎn)流程如下圖所示:

      純凈水對(duì)人體的作用主要有以下6點(diǎn):

      ①純凈水的溶解度高,極易為人體細(xì)胞所吸收,有利于生津止渴,解除疲勞,促進(jìn)新陳代謝;

      ②純凈水是一種弱堿性飲料,能消除人體系統(tǒng)中的油膩,進(jìn)而還可以消除血管上的血脂,有利于血管彈性的恢復(fù)。

      ③服藥時(shí)飲用純凈水能使藥物充分溶解、吸收而提高藥效,使藥的殘余物及時(shí)排出體外,可以減少副作用;

      ④純凈水能延緩乙醇的吸收,并使之加速排泄,因而有利于解酒;

      ⑤能降低血脂膽固醇,適用于高血壓、動(dòng)脈硬化、冠心病患者飲用;

      ⑥經(jīng)常用純凈水洗臉能滋潤(rùn)皮膚,防止面部起皺紋,起到美容效果,因此人們將這種富含氧氣的純凈水稱之為“20世紀(jì)90年代的飲用水”。

      礦泉水是在地下深處循環(huán)形成的。含有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的礦物質(zhì)(鋰、鍶、鋅、溴、碘、酮硅酸、游離二氧化碳等)并符合其他指標(biāo)。人體如果缺乏某些元素或體內(nèi)元素平衡失調(diào)就會(huì)出現(xiàn)疲乏、頭昏、惡心、食欲不振、全身綿軟無力的癥狀,甚至引發(fā)疾病,目前有一些查不出病因的疾病,其實(shí)是人體缺乏某種元素。根據(jù)身體狀況及地區(qū)飲用水的差異,選擇合適的礦泉水,可以起到補(bǔ)充礦物質(zhì),特別是微量元素的作用。尤其是在盛夏季節(jié)飲用礦泉水來補(bǔ)充因出汗流失的礦物質(zhì),也是有效手段之一。

      *反滲透法:通常又稱超過濾法。該法利用只允許溶劑透過、不允許溶質(zhì)透過的半透膜,將溶液與純水分隔開。在通常情況下,純水通過半透膜擴(kuò)散到溶液一側(cè),從而使溶液一側(cè)的液面逐漸升高,直至一定的高度才停止,這個(gè)過程稱為滲析。此時(shí),溶液一側(cè)高出的水柱靜壓稱為滲透壓。如果對(duì)溶液一側(cè)施加一大于溶液滲透壓的外壓,那么溶液中的純水將反滲透到純水中。反滲透膜屬新材料,是一種用高分子材料特殊加工制成的、具有半透膜性能的薄膜。它能夠在外加壓力作用下使水溶液中的某些組分選擇性透過,從而達(dá)到淡化、凈化或濃縮分離的目的。反滲透法的最大優(yōu)點(diǎn)是整個(gè)過程中無水相變化,能耗較少,而且設(shè)備投資省、建設(shè)周期短。

      說明:《備課資料》中介紹純凈水和礦泉水的內(nèi)容,一是作為《能力訓(xùn)練題》3的補(bǔ)充擴(kuò)大學(xué)生視野,二是為后面的研究性學(xué)習(xí)課題提供一點(diǎn)啟示。*有關(guān)氧化還原反應(yīng)和離子反應(yīng)的課題推薦。

      課題1:FeCl3溶液與Na2S溶液相互反應(yīng)的產(chǎn)物研究。

      問題:FeCl3和Na2S溶液之間的反應(yīng)是否僅僅為氧化還原反應(yīng)?

      實(shí)驗(yàn)Ⅰ:將0.5 mol·L-1 Na2S溶液逐滴加入到0.5 mol·L-1 FeCl3的溶液中,局部產(chǎn)生黑色沉淀;振蕩,黑色沉淀立即消失;靜止后,溶液呈淺黃色且有大量的紅褐色絮狀沉淀生成,同時(shí)聞到較強(qiáng)烈的臭雞蛋氣味。

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      實(shí)驗(yàn)Ⅱ:將0.5 mol·L的FeCl3溶液逐滴加入0.5 mol·L的Na2S溶液中,同樣產(chǎn)生黑色沉淀,但振蕩后,黑色沉淀不消失,同時(shí)聞到輕微的臭雞蛋氣味。

      思考并解釋以上兩種不同的現(xiàn)象。

      參考答案:實(shí)驗(yàn)Ⅰ:滴加前,Na2S溶液中存在以下水解反應(yīng):

      Na2S+H2O

      NaHS+NaOH;NaHS+H2O

      H2S+NaOH

      Fe(OH)3+3HCl

      -1-1FeCl3溶液中存在水解反應(yīng):FeCl3+3H2O若將Na2S溶液滴入到FeCl3溶液中,局部反應(yīng)為:2FeCl3+3Na2S===2FeS↓+S↓+6NaCl 故產(chǎn)生黑色沉淀(淺黃色S被黑色FeS遮蓋);振蕩后,由于FeCl3溶液顯酸性,發(fā)生反應(yīng):FeS+2HCl===FeCl2+H2S↑。故黑色沉淀消失,S的淺黃色顯示出來;同時(shí),溶液中還存在一個(gè)主要的反應(yīng):3Na2S+2FeCl3+6H2O===2Fe(OH)3↓+6NaCl+3H2S↑。故靜止后,溶液中還有大量的紅褐色絮狀沉淀,同時(shí)聞到較強(qiáng)烈的臭雞蛋氣味。

      實(shí)驗(yàn)Ⅱ:反滴時(shí),發(fā)生的反應(yīng)為

      2FeCl3+3Na2S===2FeS↓+S↓+6NaCl

      3Na2S+2FeCl3+6H2O===2Fe(OH)3↓+6NaCl+3H2S↑

      ② 反應(yīng)①為氧化還原反應(yīng),該反應(yīng)的速率快,是主要反應(yīng),故也有黑色沉淀生成;振蕩后,由于Na2S溶液顯堿性,故FeS不溶解,同時(shí)溶液中又發(fā)生反應(yīng)②,故聞到臭雞蛋氣味。該氣味是輕微的,說明生成的H2S很少,反應(yīng)②為次要反應(yīng);由于生成的Fe(OH)3量少且被FeS的黑色遮蓋,故仍然看到黑色沉淀。

      課題2:設(shè)計(jì)一實(shí)驗(yàn)揭示Ba(OH)2與H2SO4在溶液中的反應(yīng)是離子反應(yīng)。背景資料:

      使用中學(xué)常用實(shí)驗(yàn)器材,試設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證Ba(OH)2與H2SO4在溶液中的反應(yīng)是離子反應(yīng)。要求作出有關(guān)實(shí)驗(yàn)原理、過程和現(xiàn)象的說明。

      (1)實(shí)驗(yàn)原理;

      。(2)實(shí)驗(yàn)過程:

      。(3)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:。

      參考答案:本題考查實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。本題的實(shí)質(zhì)是考查離子反應(yīng)發(fā)生的條件:離子反應(yīng)一旦發(fā)生,反應(yīng)就會(huì)向離子數(shù)目減少的方向移動(dòng)。這樣溶液的導(dǎo)電性就會(huì)減弱,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)就以此為起點(diǎn):

      (1)所用溶液的導(dǎo)電性與離子總數(shù)成正比,根據(jù)溶液在不同反應(yīng)階段的不同導(dǎo)電性能,來證明溶液中自由移動(dòng)的離子濃度的變化,從而證明反應(yīng)是離子反應(yīng);

      (2)利用測(cè)定導(dǎo)電能力的裝置,在燒杯中先加入Ba(OH)2溶液,再一邊不斷滴入H2SO4,一邊適時(shí)地輕輕搖蕩(裝置見教材);

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      (3)燈泡的亮度隨H2SO4的不斷加入,呈現(xiàn)由明到暗,幾至熄滅,再逐漸變明亮。

      第二篇:【鼎尖教案】高中化學(xué)(大綱版)第二冊(cè) 第八章 合成材料 第二節(jié)合成材料(備課資料)

      ●備課資料

      1.常見塑料的性能和用途

      (1)聚苯乙烯

      最早開發(fā)并商品化,硬,有熱塑性和熱固性,制作梳子、牙刷柄、肥皂盒、包裝材料等;(2)聚乙烯

      1933年開發(fā),軟,可成膜,制作農(nóng)用薄膜、雨衣、牛奶袋、導(dǎo)線絕緣材料、口杯;(3)聚氯乙烯

      分軟、硬兩類,前者增塑劑多,適合制軟材,如塑料布、軟管等;后者可制硬質(zhì)品,如塑料涼鞋、水桶、盆、棍、板;(4)聚丁二烯

      丁二烯在金屬鈉作用下聚合,或與其他含雙鍵的化合物如苯乙烯共聚而得的聚合物,構(gòu)成了一類合成橡膠,可制輪胎、軟管等;(5)聚甲基丙烯酸甲酯

      硬,異常堅(jiān)固,透明,俗稱有機(jī)玻璃,可制眼鏡、假牙、牙托、燈具、盆;(6)聚碳酸酯俗稱玻璃鋼,強(qiáng)度高,硬,透明,像鋼板一樣堅(jiān)韌,3厘米厚的板材可阻擋4米近處射來的38口徑步槍子彈,適宜制作防彈玻璃、宇航頭盔;(7)有機(jī)硅烷

      系硅—銅合金與有機(jī)氯化物反應(yīng)產(chǎn)物水解得的分子量約100萬的聚合物,主要用作硅油、硅橡膠等,特點(diǎn)是耐高溫;(8)聚四氟乙烯

      耐各種酸、堿及化學(xué)試劑的進(jìn)攻,并能耐300℃的高溫,有“塑料之王”的美稱,且強(qiáng)度高,用于制不粘鍋、坩堝、燒杯、軸承、絕緣材料等;(9)酚醛樹脂

      俗稱電木,系苯酚在稀堿或酸的作用下和甲醛發(fā)生縮聚反應(yīng),形成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高聚物,堅(jiān)牢而耐腐蝕,絕緣性好,常用作燈頭和插座;它還可以和玻璃纖維牢固粘合加工成增強(qiáng)塑料,也稱為“玻璃鋼”,可部分代替鋼材;(10)泡沫塑料

      當(dāng)樹脂加入發(fā)泡劑成型時(shí),固體塑料中含有很多細(xì)氣泡,比重為0.02~0.03,它兼有塑料柔軟、防水、絕緣性好及氣體保暖、隔音功能強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn),可制鞋墊、坐墊、床墊,柔軟而輕便;也可代替棉花、絲棉和駝毛做棉衣和背心,挺括而富有彈性,硬質(zhì)的聚苯乙烯泡沫塑料多用于制救生圈及包裝材料。

      2.天絲和牛奶絲

      天絲

      TENCEL是英國(guó)ACORDIS公司近年開發(fā)的新一代紡織纖維,其注冊(cè)名“TENCEL”,中文以“天絲”命名,已在中國(guó)通過注冊(cè)。天絲的制作過程并沒有在溶液中形成纖維素衍生物,而是單純的物理性理解,溶解它的溶劑是NMMO,即N—氧化嗚啉,其分子式為:C5H11O2N。它是一種極性極大的非質(zhì)子性溶劑,無毒,纖維溶于它,只是纖維之間的氫鍵被解開,纖維素不變。但經(jīng)過這種溶解后,得到的再生纖維的晶體結(jié)構(gòu)更為有序,更結(jié)實(shí)、牢固。

      生產(chǎn)天絲的原料是木材,是由木漿經(jīng)過溶液紡絲所產(chǎn)生出的百分之百的天然面料,所用溶劑也幾乎可以完全回收,其生產(chǎn)屬于綠色化學(xué)工藝,成品在自然界中可降解,對(duì)社會(huì)環(huán)境和人體無污染。因此,它被稱為21世紀(jì)的環(huán)保纖維。

      天絲可與絲、毛、棉或一些合成纖維混紡,特別是與絲光毛混紡,其產(chǎn)品易于加工,易于著色,吸水性強(qiáng),透氣性好,用它加工成的衣料牢固、柔軟,色彩艷麗,懸垂感好,盡顯高雅華貴之本色。它與聚酯或尼龍的混紡品除了制服裝外,還有更廣泛的用途,例如,制濾紙、鈔票、高級(jí)裝飾品或高級(jí)食品包裝袋等。

      牛奶絲

      即牛奶纖維,是紡織品中特殊的“后現(xiàn)代”新穎纖維,是繼第一代天然纖維與第二代合成纖維后的最新一代。上海正家牛奶絲服飾有限公司的科技人員經(jīng)過五年的攻關(guān),終于在國(guó)內(nèi)率先研制,開發(fā)出“正家牌”牛奶絲及其系列服飾產(chǎn)品,這種完全由牛奶制成的牛奶絲,看似真絲,勝過真絲,集高級(jí)衣料的美麗、舒適、方便及功能型于一體,使每一個(gè)穿過的人都能親身體驗(yàn)到牛奶服飾全新的酷爽感覺。其生產(chǎn)方法:牛奶去水、脫脂,加上揉合劑制成牛奶漿,再經(jīng)濕紡工藝及科技處理成牛奶長(zhǎng)絲,由牛奶長(zhǎng)絲即可加工成面料,最終制成各種紡織制品。

      牛奶絲織物的特點(diǎn)是潤(rùn)肌養(yǎng)膚、纖巧爽滑,具有特殊的生物保健功能。因?yàn)榕D探z的重要原料是牛奶蛋纖維,含有17種氨基酸,通過保濕因子作用,對(duì)皮膚的保養(yǎng)與改進(jìn)皮膚的美嫩有著神奇的效果。因?yàn)楸褚蜃拥姆肿咏Y(jié)構(gòu)中含有多個(gè)羥基,像“小手一樣抓住水分子”,能保持皮膚最外面角質(zhì)層的水分含量,使皮膚柔軟、光滑、皺紋減少,至善至美。這正如20世紀(jì)50年代皮膚專家指出,柔軟皮膚的關(guān)鍵是水分而不是油脂;且牛奶絲也具有生物保健功能,即具有天然持久的抑菌功能,對(duì)桿菌、球菌、霉菌均有功效。

      由牛奶絲制成的面料,質(zhì)地輕盈、柔軟、滑爽、飄逸、懸垂;穿著透氣、導(dǎo)濕、爽身;外觀光澤優(yōu)雅、華貴、色彩艷麗,牛奶絲比棉、絲的強(qiáng)度高;比羊毛防霉、防蛀,故耐穿、耐洗,易貯藏。在不同的季節(jié)穿牛奶絲織物有不同的感覺:在夏季,它有透氣、導(dǎo)濕、爽身、汗出而無味的體會(huì);特別是內(nèi)衣外穿,適度的彈性更能重塑人體的曲線美和色彩美,使人體的曲線美與色彩美融為一體,更顯華麗高貴的氣質(zhì)。在冬季,它有沉穩(wěn)、滑爽、保暖、輕身的感覺;特別是在肌膚與保暖內(nèi)衣之間起到滑膜作用,使人整個(gè)身體感到輕松舒展,有減輕層層保暖內(nèi)衣捆綁之感。在春、秋天,它有輕盈、柔軟、飄逸、寧?kù)o的美觀,若外衣單穿,更顯瀟灑大方。

      天絲和牛奶絲織物,質(zhì)地嬌貴,洗滌應(yīng)注意:①須用中性肥皂或中性洗滌劑手洗,水溫宜常溫;②洗后用衣架涼干,不宜在陽(yáng)光下曝曬;③如有輕度疊痕、皺折,可用衣架掛起,也可直接貼身穿著自然復(fù)原,如有重度疊痕、皺折需復(fù)原,可襯布熨燙,但溫度不可大于120℃,不能蒸氣熨燙。

      3.纖維和織品的鑒別

      有感官法、化學(xué)法和溶解法。

      (1)感官鑒別法。①光澤

      滌棉光亮,富纖色艷,維棉暗,絲織品有絲光;②挺括

      用手攥緊布迅速松開,毛纖混紡品一般無皺折且毛感強(qiáng),滌棉皺折少,復(fù)原快,富棉和粘棉皺折多,恢復(fù)慢,維棉則不易復(fù)原且留有折痕;③纖維長(zhǎng)短

      可抽出觀看,并在潤(rùn)濕后試驗(yàn),粘膠濕處易拉斷,蠶絲干處斷,錦絲或滌絲干、濕處都不斷;短絲則為羊毛或棉花,粗的為毛,細(xì)的為棉,如較長(zhǎng)且均勻,則為合成短纖維。

      (2)化學(xué)法。觀察燃燒方式和煙、焰、灰味。①棉

      燃燒快,黃色火焰及藍(lán)煙,灰少,灰末細(xì)軟呈淺灰色(主要成分為二氧化硅),味似紙;②麻

      有燒草味,其余與棉同;③絲

      燃燒慢且縮成一團(tuán),灰呈黑褐色小球,易壓碎,有臭味(硫);④羊毛

      燃燒時(shí)徐徐冒黑煙,顯黃焰,起泡,灰多,為發(fā)光的黑色脆塊(碳化物),燃燒發(fā)臭;⑤粘膠纖維

      燃燒快,與棉同;⑥乙酸纖維

      燃燒慢,邊燒邊熔,灰為黑色閃光塊狀物,有刺鼻的醋酸味;⑦滌綸

      燃燒慢,卷縮,熔化,有黃焰,灰呈黑色硬塊,易捻碎,有芳香味;⑧錦綸

      燃燒慢,熔化,無煙,淺褐色灰塊,不易捻碎,有芹菜香味;⑨維綸

      燒時(shí)纖維迅速收縮,小焰火呈紅色,為灰褐色塊,可捻碎,有特臭;⑩腈綸

      邊燒邊熔化,略有黑煙,火焰白而亮,灰為黑色球狀,有11丙綸

      燒時(shí)邊卷縮邊熔,灰為硬塊,能捻碎,有燒臘氣味;12氯綸

      難燃,近焰魚腥臭;○○時(shí)收縮,離火即熄滅,灰為不規(guī)則的黑塊,有氯的刺激味。

      (3)溶解法。均基于形成纖維的單體的化學(xué)結(jié)構(gòu),有的機(jī)制尚不清楚。①棉

      易溶于濃硫酸(脫水及脂化作用)、銅氨溶液(羥基及醛基的絡(luò)合及還原作用);②麻

      銅氨;③絲

      酸、堿(氨基酸的兩性)、銅氨;④羊毛

      氫氧化銅(脂層破壞后進(jìn)攻蛋白質(zhì));⑤粘膠纖維

      同棉;⑥滌綸

      苯酚(縮合);⑦錦綸

      苯酚及各種酸(酰胺的堿性);⑧腈綸

      硫氰化鉀溶液、11氯綸

      二甲基甲酰胺、二甲基甲酰胺;⑨維綸

      酸;⑩丙綸

      氯苯;○四氫呋喃及氯苯等。

      4.常用橡膠的性能和用途

      ①丁苯橡膠

      熱穩(wěn)定性、電絕緣性和抗老化性好。可制輪胎、電絕緣材料,一般橡膠制品等;②順丁橡膠

      彈性好、耐低溫、耐熱、粘結(jié)性差,可制輪胎、運(yùn)輸帶、膠管等;③氯丁橡膠

      耐日光、耐磨、耐老化、耐酸、耐堿、耐油性好,耐寒性差??芍齐娋€包皮、運(yùn)輸帶、化工設(shè)備的防腐襯里、膠粘劑等;④丁腈橡膠

      抗老化性和耐油性好,耐高溫,彈性和耐寒性較差,可制耐油、耐熱的橡膠制品,飛機(jī)和油箱襯里等;⑤聚硫橡膠

      耐油性和抗老化性很好,耐化學(xué)腐蝕,彈性較差。可制耐油、耐苯膠管、膠輥、耐臭氧制品、儲(chǔ)油及化工

      設(shè)備襯里等。⑥硅橡膠

      耐低溫(-100℃)和高溫(300℃),抗老化和抗臭氧性好,電絕緣性好,機(jī)械性能差,耐化學(xué)腐蝕性差??芍聘鞣N在高溫、低溫下使用的襯墊以及絕緣材料、醫(yī)療器械及人造關(guān)節(jié)等;⑦丁基橡膠

      氣密性好,耐熱、耐老化、電絕緣性好,柔順性較小,彈性較差??芍破噧?nèi)胎,探空氣球、汽艇、防毒面具、化工設(shè)備襯里等;⑧異戊橡膠

      與天然橡膠相似,粘結(jié)性良好。適用于使用天然橡膠的場(chǎng)合,可制汽車內(nèi)外胎、膠管、膠帶、飛機(jī)輪胎等。

      5.為什么聚乙烯的軟膜是透明的?

      為什么有些物質(zhì)透明,有些則不透明?如果一束可見光通過薄膜,這束光完全不受任何影響,如入“無人之境”,就稱這薄膜是透明的;但如果有一部分入射光被反射或者改變方向,使前進(jìn)方向光線減弱、模糊,則這薄膜就不透明了。玻璃、食鹽和明礬的晶體、許多寶石以及水和油等液體都透明。透明這一物理特性與物質(zhì)的結(jié)構(gòu)有關(guān)。同是聚乙烯,軟的透明而硬的則不透明,這是為什么呢?同是軟的薄膜,但聚丙烯就不透明,這又是為什么呢? 透明的聚乙烯薄膜主要用于農(nóng)村溫室或食品包裝,柔軟而易被拉伸。紅外光譜剖析表明:其分子中的主鏈,每1000個(gè)亞甲基(—CH2—)大約連接20~30個(gè)甲基;但不透明且較硬的聚乙烯,則只連接3個(gè)甲基。1 g透明物結(jié)晶部分約0.4 g~0.5 g,密度??;而1 g不透明物結(jié)晶部分0.6 g~0.9 g,密度大;熔點(diǎn)分別為115℃和135℃,由于有支鏈,故熔點(diǎn)下降。對(duì)于聚合物,由于結(jié)晶好,分子排列緊密,質(zhì)點(diǎn)尺寸超過可見光波長(zhǎng)的1/20以上,引起光散射,因而失去透明性。對(duì)于無機(jī)鹽晶體,雖然也排列規(guī)整,但顆粒尺寸小,間距足夠大,故仍然透明。聚丙烯的結(jié)晶部分為0.6~0.7 g(相對(duì)于1 g材料),形成帶狀和微絲狀緊密排列的結(jié)構(gòu),并且內(nèi)部還存在很多空隙,對(duì)光散射,因而透明性差。

      6.“不粘鍋”與“塑料王”

      如果有人問你,世界上什么東西最光滑?也許你會(huì)回答說:玻璃。是的,在日常所見的各種材料中,玻璃的確是相當(dāng)光滑的了。可是如果將玻璃的表面放大幾千倍,那么你就會(huì)發(fā)現(xiàn),玻璃的表面實(shí)際上也還是毛糙的。后來發(fā)現(xiàn),某些硅樹脂形成的薄膜,它的光滑程度遠(yuǎn)勝過玻璃,在玻璃上涂上一層硅樹脂,就可以使玻璃的表面變得更光滑。

      不過還有比硅樹脂更光滑的材料,那就是大名鼎鼎的聚四氟乙烯塑料。這種塑料被譽(yù)為“世界上最光滑的材料”。它究竟光滑到什么程度呢?一塊用聚四氟乙烯塑料制成的織物,如果將它放在桌上,只要有一小角懸出,那么整塊織物就會(huì)慢慢地滑到地上。織物的小角懸出所產(chǎn)生的重力原是微不足道的,可是它已經(jīng)能夠戰(zhàn)勝織物和桌面之間的摩擦力,使織物“溜”到地上了。

      這種光滑非凡的塑料,有許多巧妙的用途。比如它可以做成不需要加潤(rùn)滑油的軸承。又如面粉、化肥、砂糖等通過管道裝入袋中時(shí),如果在管道的內(nèi)部貼上一層用這種塑料制成的織物,那么這些粉狀或粒狀的物質(zhì)就會(huì)流動(dòng)得更快?;酆谜咭部瓷狭诉@種塑料,它們?cè)诨┌迳腺N一層這種塑料,滑雪時(shí)就會(huì)變得更輕松,速度也大大提高。

      市場(chǎng)出現(xiàn)的一種所謂“不粘鍋”,其實(shí)就是在鋁鍋的內(nèi)部敷上一層聚四氟乙烯塑料。這種鍋的最大優(yōu)點(diǎn)是,用它煎烤食物時(shí),你絕不會(huì)擔(dān)心食物會(huì)粘在鍋上,用完之后,只要用水一沖洗,它就光潔如新了。

      也許有人會(huì)擔(dān)心,這種塑料能經(jīng)受得起煎烤食物的高溫嗎?它會(huì)不會(huì)和食物中的某些成分發(fā)生化學(xué)變化?這種擔(dān)心是多余的。原來聚四氟乙烯塑料除光滑外,穩(wěn)定和耐熱也是十分著名的,不要說食物,就是許多活潑非凡的化學(xué)試劑,它都“不加理睬”。普通塑料在120℃左右就會(huì)軟化,可是聚四氟乙烯塑料卻能耐200℃以上的溫度,它還耐-260℃低溫,因此用它做鍋的內(nèi)墊是完全可以勝任的。

      由于聚四氟乙烯既耐較高溫度,又耐低溫,既耐化學(xué)腐蝕,又光滑有一定機(jī)械強(qiáng)度,性能優(yōu)良,被稱為“塑料之王”。因此在化學(xué)工業(yè),半導(dǎo)體工業(yè),超低溫研究,火箭技術(shù)等領(lǐng)

      域都有廣泛的應(yīng)用。

      第三篇:【鼎尖教案】高中化學(xué)(大綱版)第二冊(cè) 第六章 烴的衍生物 第二節(jié)乙醇醇類(備課資料)

      ●備課資料

      一、甲醇、乙醇——車用新燃料

      目前代用汽油作燃料的有CH3OH、CH3CH2OH、CH4和H2。發(fā)達(dá)國(guó)家相繼出現(xiàn)過甲醇汽車、乙醇汽車、氫氣汽車和天然氣汽車,但目前使用較多的是甲醇和乙醇。

      甲醇是一種性能良好的汽車新燃料,優(yōu)點(diǎn)是辛烷值高,沒有污染。實(shí)踐證明,當(dāng)汽油中摻入甲醇后,由于它的抗爆震性能好,毋需再加入抗爆震劑四乙基鉛。此種混合燃料燃燒安全,熱利用率高,排放尾氣中不含鉛,CO及其他殘留的碳?xì)浠衔锏牧恳泊蟠鬁p少,從而減輕了污染。

      甲醇作為汽車燃料目前使用的方法有兩種:一種是甲醇與汽油混用,一般是汽油中摻入15%~20%的甲醇;另一種是甲醇單獨(dú)使用。

      乙醇也是一種抗爆震性能好,無污染的理想燃料。用乙醇代替汽油也有與汽油混用和單獨(dú)使用兩種方法。與汽油混合時(shí),一般是在汽油中加入10%~20%的酒精。因酒精的抗爆震性能良好,這種混合燃料中不必再加入四乙基鉛,從而減少了汽車尾氣對(duì)環(huán)境的污染。當(dāng)酒精單獨(dú)作為汽車燃料時(shí),因酒精的著火點(diǎn)比汽油低,其熱值又小,故必須對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行改造。

      二、乙醇在人體內(nèi)的生理作用

      人飲酒后,分布于各組織中的乙醇,大部分在肝內(nèi)氧化分解,很少一部分在其他組織中分解。乙醇先經(jīng)醇脫氫酶的氧化,被氧化為乙醛,然后在醛脫氫酶的作用下,氧化為乙酸,參加體內(nèi)正常的乙酸代射,最后生成CO2和H2O,釋放出能量。乙醛氧化為乙酸的速度較快,因此,在一般飲酒量不多的情況下,乙醛不致于在體內(nèi)儲(chǔ)留,但如果大量飲酒,即可發(fā)生乙醛儲(chǔ)留,并出現(xiàn)中毒癥狀。醉酒后,次日出現(xiàn)的不適感往往與乙醛的中毒有關(guān)。另外,大量飲酒,也會(huì)給人帶來其他疾病,如誘發(fā)脂肪肝的形成,并可發(fā)展為脂肪性肝硬化,還可造成多發(fā)性神經(jīng)炎、心肌病變、腦病變、造血功能障礙、胰腺炎、腎炎和消化性潰瘍病等疾病,經(jīng)常過量飲酒的人,高血壓患病率也較高。

      三、話陳年佳酒

      中國(guó)有句古話“酒越陳越香”,用陳年佳酒款待貴賓好友,無論是在中國(guó),還是在西方都是很有禮貌的舉止。為什么酒越陳越香呢?這是因?yàn)獒劸浦泻幸恍┙饘匐x子,這些金屬離子做催化劑能使乙醇氧化成乙酸,乙酸又和乙醇作用生成少量的酯(酯化反應(yīng))。即C2H5OH(乙醇)+O

      2?????催化劑CH3COOH(乙酸)+H2O;??CH3COOC2H5(乙酸乙酯)+H2O。CH3COOH+C2H5OH?酯具有特殊香味。生成的酯越多,酒越甘醇可口。酒中的這種氧化和酯化反應(yīng)過程速度很緩慢,所以酒貯存年代越久越香。

      文/高伯芳,載《中學(xué)生化學(xué)報(bào)》

      四、甲醇與假酒中毒

      甲醇最初是由木材干餾得到的(1920年后逐漸停止使用這種方法,主要改用CO和H2在一定條件下反應(yīng)制取),因此又稱木精或木醇。它是無色透明易揮發(fā)有類似酒精氣味的可燃液體,沸點(diǎn)在65℃,能跟水、酒精等以任意比互溶。

      甲醇有毒,誤飲10毫升,就能使眼睛失明,再多飲到一定程度可使人中毒身亡。甲醇在人體小腸內(nèi)被吸收后,經(jīng)體內(nèi)氧化反應(yīng)依次轉(zhuǎn)化為甲醛和甲酸,而甲醛的毒性比甲醇大30倍,甲酸的毒性也比甲醇大6倍,加之它們?cè)隗w內(nèi)轉(zhuǎn)化為CO2和H2O的速度很小,又不易排出體外,故造成蓄積中毒。

      甲醇一般不令人酩酊大醉,因此中毒時(shí),“酒醉”不是主要癥狀。誤飲假酒后,甲醇中毒的潛伏期一般為8~36小時(shí),不會(huì)飲酒者發(fā)病較快,但癥狀一般都在48小時(shí)內(nèi)出現(xiàn)。輕

      度中毒,可出現(xiàn)頭痛、失眠、乏力、咽干、惡心、嘔吐及視力減退、上腹部陣發(fā)性疼痛;中度中毒,表現(xiàn)為神志模糊、眼球疼痛,由于視覺神經(jīng)萎縮可導(dǎo)致永久性失明;重度中毒,可發(fā)生劇烈頭疼、頭昏、惡心、意識(shí)模糊、雙目失明,且有癲癇性抽動(dòng)、昏迷、最后因呼吸衰竭而死亡。誤飲假白酒中毒身亡者,經(jīng)法醫(yī)尸檢發(fā)現(xiàn),其胃腸粘膜呈現(xiàn)嚴(yán)重腫脹與充血,且有腦水腫、肺水腫等現(xiàn)象。

      飲用酒內(nèi)的乙醇與工業(yè)酒精中的乙醇是同種物質(zhì),為防止某些制造商用廉價(jià)的工業(yè)酒精配飲用酒,國(guó)家規(guī)定在工業(yè)酒精中加一定量的甲醇或吡啶。因此工業(yè)酒精(又稱變性酒精)是絕對(duì)不能沖稀后飲用的。為了維護(hù)人民身體健康與生命安全,必須嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家食品衛(wèi)生法,有關(guān)部門應(yīng)加強(qiáng)酒類衛(wèi)生管理,堅(jiān)決打擊制造假酒的刑事案件。近年來,我國(guó)發(fā)生多起此類刑事案件,這固然與不法商人的利欲熏心,無視國(guó)法有關(guān),同時(shí)也是極少數(shù)人對(duì)科學(xué)無知的表現(xiàn)。

      摘自《甲醇與假酒中毒》,蔣良,周紅,載《中學(xué)生化學(xué)報(bào)》

      ●綜合能力訓(xùn)練題

      1.將等質(zhì)量的銅片在酒精燈上加熱后,分別插入下列溶液中,放置片刻,銅片質(zhì)量增加的是

      A.HNO

      3B.無水乙醇

      C.石灰水

      D.鹽酸 答案:C 2.甲醇、乙二醇、丙三醇中分別加入足量金屬鈉產(chǎn)生等量的氫氣(相同條件),則上述三種醇的分子個(gè)數(shù)比為

      A.6∶3∶2

      B.4∶3∶2

      C.2∶3∶6

      D.3∶2∶1 答案:A 3.A、B、C三種醇同足量的金屬鈉完全反應(yīng),在相同的條件下產(chǎn)生相同體積的氫氣,消耗這三種醇的物質(zhì)的量之比為2∶6∶3,則A、B、C三種醇分子里羥基數(shù)之比是

      A.3∶2∶1

      B.3∶1∶2

      C.2∶1∶3

      D.2∶6∶3 答案:B 4.一定量的乙醇在氧氣不足的情況下燃燒得到CO、CO2和水的總質(zhì)量為27.6 g,若其中水的質(zhì)量為10.8 g,則CO的質(zhì)量是

      A.1.4 g

      B.2.2 g

      C.4.4 g

      D.2.2~4.4 g之間 答案:A

      第四篇:【鼎尖教案】高中化學(xué)(大綱版)第三冊(cè) 第二單元 膠體的性質(zhì)及其應(yīng)用 第二節(jié)膠體的性質(zhì)及其應(yīng)用(備課資料)

      ●備課資料

      一、膠體與溶液、濁液之間最本質(zhì)的區(qū)別是什么?

      膠體與溶液、濁液之間最本質(zhì)的區(qū)別是分散質(zhì)粒子的大小不同。溶液分散質(zhì)直徑< -9-10 m,濁液分散質(zhì)的直徑是>107 m,而膠體的分散質(zhì)直徑介于二者之間。

      溶液、膠體和濁液由于分散質(zhì)粒子大小不同,而在性質(zhì)上、外觀上也有許多不同。比較如下:

      二、膠體化學(xué)的研究歷史

      人們?cè)诠糯徒佑|和利用過很多種膠體。例如,生活中遇到的面團(tuán)、乳汁、油漆、土壤等,都屬膠體范圍。

      1663年,卡西厄斯(Cassius)用氯化亞錫還原金鹽溶液,制得了紫色的金溶膠。從十九世紀(jì)初,人們開始了對(duì)膠體的科學(xué)研究。1809年,列伊斯使用一支U型管,管底中部放一粘土塞子,盛水后通電。他觀察到粘土的懸浮粒子向陽(yáng)極移動(dòng),而陰極一臂中的水位則上升。這個(gè)實(shí)驗(yàn)證明了粘土粒和水兩個(gè)相,帶有相反的電荷,這種現(xiàn)象叫做“電泳”。1827年,英國(guó)植物學(xué)家R·布朗(R·Brown,1773~1858)用顯微鏡觀察水中懸浮的藤黃粒子,發(fā)現(xiàn)粒子不停頓地在運(yùn)動(dòng)著,后來人們就把膠體粒子所呈現(xiàn)的這個(gè)重要現(xiàn)象稱作“布朗運(yùn)動(dòng)”。

      1838年,阿歇森(Ascherson,德)在雞蛋白的水溶液中加入一些橄欖油,使之呈懸浮的微滴。他在研究這種油滴的行為時(shí),看到雞蛋白在油滴與水(介質(zhì))的界面上,形成了一層膜。這一實(shí)驗(yàn)表明,在這種情況下蛋白質(zhì)形成了幾分子厚度的一層薄膜,而變得不能溶于水了,這種現(xiàn)象叫做“變性”作用,他同時(shí)還發(fā)現(xiàn)油滴在蛋白質(zhì)的“保護(hù)”下也不能“聚結(jié)”了。1845~1850年間,塞爾米(F·Selmi,意)對(duì)無機(jī)膠體作了系統(tǒng)的研究,包括AgCl溶膠的生成條件以及鹽類對(duì)它的凝聚作用。

      1857年,法拉第曾做試驗(yàn),他使一束光線通過一個(gè)玫瑰紅色的金溶膠。這個(gè)溶膠原來也像普通的溶液一樣是清澈的,但當(dāng)光線射過時(shí),從側(cè)面可以看到在此溶膠中呈現(xiàn)出一條光路。后來丁達(dá)爾(J·Tyndall,1820~1893,英)對(duì)此現(xiàn)象作了廣泛的研究,以后人們就把這一現(xiàn)象稱做“丁達(dá)爾效應(yīng)”。此外,法拉第還曾做試驗(yàn),他往無機(jī)溶液中先加入動(dòng)物膠,再加入適當(dāng)?shù)某恋韯r(shí)發(fā)現(xiàn)這時(shí)原來的沉淀作用不再發(fā)生了,這種作用后來被稱做“保護(hù)”作用。

      1861~1864年間,格雷哈姆(T·Graham,1805~1869,英)對(duì)膠體進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)。為著區(qū)別膠體和晶體,他首先提出了膠體(colloid)這一名稱。他指出動(dòng)物膠是典型的膠體,不結(jié)晶,在水中擴(kuò)散時(shí)要比晶體慢得多。他采用過以羊皮紙作半透膜的滲析法,膜的微孔只能讓溶液中原為晶體物質(zhì)的溶質(zhì)粒子透過,而膠體粒子則穿透不過去。因此他就用這種方法來純制膠體。他還發(fā)現(xiàn)雖然晶體物質(zhì)的溶質(zhì)粒子比動(dòng)物膠類的膠體粒子小得多,但若有許多這類溶質(zhì)粒子聚集在一起,也能形成一個(gè)膠體粒子,金溶膠的形成就屬于這種情況。格

      雷哈姆還區(qū)別了溶膠和凝膠,指出硅酸和氫氧化鋁的沉淀就屬于后者。他還研究了凝膠的“膠溶”現(xiàn)象和“脫水收縮”現(xiàn)象。他對(duì)膠體的這些方面的研究,導(dǎo)致建立了一門有系統(tǒng)性的學(xué)科——膠體化學(xué)。十九世紀(jì)末,人們對(duì)半透膜的滲析方法,又通以電流,發(fā)展成為電滲析法;另外還通過加壓,發(fā)展為“超濾法”。1911年,唐南(T·G·Donnan,英)又提出了半透膜平衡的理論,并且為實(shí)驗(yàn)所證明。

      關(guān)于膠體的定義,1907年法伊曼(П·П·Ваймарн,1879~1935,俄)明確地提出了膠體的概念,認(rèn)為它是物質(zhì)處在一定程度的分散狀態(tài),即粒子大小在十至一千多埃之間。同年,奧斯特瓦爾德進(jìn)一步對(duì)膠體作出新的定義,認(rèn)為膠體是一種多相體系,由分散相膠粒和分散介質(zhì)所構(gòu)成。前者可以是固、液或氣體(溶膠、煙、霧、泡沫、膜等)。由于當(dāng)物質(zhì)處于高度分散的膠粒狀態(tài)時(shí),擴(kuò)展出了很大的界面,因此膠體化學(xué)的研究又與表面化學(xué)密切聯(lián)系起來了。

      表面力導(dǎo)致吸附現(xiàn)象。J·W·吉布斯在1876年應(yīng)用熱力學(xué),研究了等溫吸附,指出,借測(cè)量溶液的表面張力,可以計(jì)算出液體表面的吸附量。但他的這一理論當(dāng)時(shí)并未引起人們的注意,只是在三十多年后才由實(shí)驗(yàn)所證實(shí)。1906年,富朗特里希(H·Freundlish)研究了木炭等吸附劑從脂肪酸溶液中吸附溶劑的性質(zhì),總結(jié)出了經(jīng)驗(yàn)公式,稱做“富氏吸附公式”。1916年,朗繆爾(I·Langmuir,1881~1957,美)又從分子運(yùn)動(dòng)論推導(dǎo)出“朗氏吸附公式”,但這一公式只適用于單分子層。次年,他又設(shè)計(jì)一種“表面天平”,可以計(jì)量液面上散布的一層不溶物質(zhì)的表面積,由此能計(jì)算后者的分子截面。1938年,布侖諾厄(S·Brunauer)、愛麥特(P·H·Emmett)和特勒(E·Teller)把朗氏公式推廣到多分子層吸附現(xiàn)象,求得一個(gè)比較廣泛適用的多分子層吸附等溫線公式,即后來的所謂“BET公式”,從而建立了現(xiàn)代測(cè)定固體比表面的標(biāo)準(zhǔn)方法,它對(duì)于催化作用的定量研究起了重大的推進(jìn)作用。

      另一方面,對(duì)膠體粒子的直接觀察,在二十世紀(jì)初也有了進(jìn)展,1903年,西登托夫(H·Siedentopf,1872~1940)和齊格蒙第(R·Zsigmondy,1865~1929,瑞士)發(fā)明了觀察膠體粒子運(yùn)動(dòng)的超顯微鏡,實(shí)際上觀察到的是散射光,即膠粒以一個(gè)個(gè)亮點(diǎn)的形式而呈現(xiàn)。一般顯微鏡只能看到2000埃以上的物象,而超顯微鏡則可以觀察到小至100埃的粒子。貝侖(J·B·Perrin,1870~1942,法)就曾借這種儀器進(jìn)行試驗(yàn),他把一定大小的藤黃小球懸浮在水中,由于受到地心引力的作用,形成了沉降平衡,由此可以求得阿伏加德羅常數(shù)。

      1913年,德國(guó)魯斯卡(E·Ruska)、麻爾和阿登內(nèi)(V·Ardenne)發(fā)明了電子顯微鏡,用電子束代替普通光線,并運(yùn)用磁鏡聚焦,這樣能達(dá)到三十萬倍的線性放大,能觀察到10埃以上大小的物像,這也就是膠粒大小的低限。電子顯微鏡通過復(fù)制技術(shù),更可以用來觀察表面膜內(nèi)小至約10埃的膠粒。

      為了能夠確定一個(gè)膠體粒子的“分子量”,1923年,瑞典斯維德貝格(T·Svedberg,1884~)設(shè)計(jì)了超離心機(jī),獲得的引力常數(shù)達(dá)30萬倍于地心引力常數(shù),為測(cè)量蛋白質(zhì)分子在水中的沉降速度創(chuàng)造了條件,從而能計(jì)算蛋白質(zhì)的分子量。他的一些測(cè)定結(jié)果如下:

      牛胰島素

      46,000 人血紅朊

      63,000 人血清球朊

      153,000 章魚血清朊

      2,800,000 煙草花葉病毒

      31,400,000 斯維德貝格的工作在親液膠體方面取得了重大的成就,對(duì)蛋白質(zhì)及高分子溶液的深入了解提供了有力的研究手段。

      另一方面,由于憎液膠體具有很大的相界面,從熱力學(xué)的觀點(diǎn)來衡量,它是不穩(wěn)定的體系。因此有關(guān)膠體穩(wěn)定性的研究便成為膠體化學(xué)的中心課題之一。本世紀(jì)四十年代,蘇聯(lián)人

      杰里雅金(Дерягин)、朗道(Ландау)、荷蘭人費(fèi)韋(Verwey),以及烏弗貝克(Overbeek),各自獨(dú)立地建立了膠體穩(wěn)定性的理論,稱做DLVO理論。這個(gè)理論考慮了質(zhì)點(diǎn)之間由于雙電層的存在而引起的斥力,以及質(zhì)點(diǎn)之間的范德華力。這樣,便第一次從理論上定量地解釋了質(zhì)點(diǎn)形狀比較簡(jiǎn)單的膠體的穩(wěn)定性,因此對(duì)膠體化學(xué)的發(fā)展有著重大的影響。

      綜觀二十年代利用超離心機(jī)的實(shí)驗(yàn),三十年代多層吸附理論和四十年代憎液膠體穩(wěn)定理論的建立,可以說是最近半世紀(jì)中膠體化學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的三大成就。

      有一類物質(zhì),如肥皂、染料,具有很奇特的性質(zhì)。按其溶液的依數(shù)性,可以斷定質(zhì)點(diǎn)的數(shù)目很少,但其電導(dǎo)率卻很高,并且其電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系也與一般電解質(zhì)很不一樣。這類物質(zhì)的另一特點(diǎn)是有增溶作用。麥克班(J·W·McBain,美)在本世紀(jì)初期,系統(tǒng)地研究了這類物質(zhì)的性質(zhì),開辟了所謂膠態(tài)電解質(zhì)的領(lǐng)域。他證明,在溶液中,這類物質(zhì)的分子或離子能聚集成膠團(tuán),從而解釋了它們的許多特性。近代表面活性劑的多樣化應(yīng)用,正是在這一理論基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。

      1936年,繆勒(Erwin Wilhelm Müller,美籍德人)發(fā)明了場(chǎng)發(fā)射顯微鏡。他是利用一個(gè)高熔金屬(鎢、鉑)的尖端為陰極,在高電場(chǎng)作用下,使該尖端發(fā)射出電子,并將其投射在熒光屏上,形成尖端上原子的電子投射象,分辨本領(lǐng)約達(dá)20埃。1951年,繆勒進(jìn)一步將尖端改為陽(yáng)極,令氦離子投射在屏上,成為場(chǎng)離子顯微鏡,分辨本領(lǐng)能達(dá)到2埃。這些儀器適用于觀察表面原子的微觀排列,包括被吸附的物質(zhì)。再結(jié)合超高真空技術(shù),它已成為現(xiàn)代研究固體表面結(jié)構(gòu)的有力工具。

      當(dāng)前,膠體化學(xué)正在研究的課題大致有:(1)第一吸附層的本性,(2)電化學(xué)反應(yīng)的機(jī)理,(3)濕潤(rùn)作用的本性等。此外,還有一些問題有待于創(chuàng)造研究條件,然后才能找到解決的途徑。例如:從溶液中吸附的單分子層區(qū);表面層機(jī)械性能的本性;泡沫和乳膠的本性等問題。

      膠體化學(xué)的應(yīng)用范圍,涉及到很多工業(yè)部門。近年來對(duì)油漆膜的物化性能、催化劑的作用機(jī)理、生物膜及合成膜的選擇性滲透機(jī)理等研究,都受到重視。膠體化學(xué)還深入到分子生物學(xué)的其他領(lǐng)域。大氣污染中氣溶膠的形成與破除又是一項(xiàng)重要的課題。自從塑料、橡膠、合成纖維工業(yè)興起以來,膠體化學(xué)的研究與高分子化學(xué)的聯(lián)系更加密切。

      三、膠體的結(jié)構(gòu)

      當(dāng)溶膠通以直流電時(shí),可以看到膠粒向某一電極移動(dòng),這種現(xiàn)象叫做電泳。它說明膠體粒子是帶電的。要認(rèn)識(shí)膠體的結(jié)構(gòu),首先必須了解膠粒為什么會(huì)帶電。膠粒帶電的原因,是由于膠體是高分散的多相體系,具有巨大的界面(總表面積),因而有很強(qiáng)的吸附能力。它能有選擇地吸附介質(zhì)中的某種離子,而形成帶電的膠粒。

      關(guān)于膠體的結(jié)構(gòu),現(xiàn)在認(rèn)為,在膠體粒子的中心,是一個(gè)由許多分子聚集而成的固體顆粒,叫做膠核。在膠核的表面常常吸附一層組成類似的、帶相同電荷的離子。例如,硝酸銀

      -與氯化鉀反應(yīng),生成氯化銀溶膠,若氯化鉀過量,則膠核氯化銀吸附過量的Cl而帶負(fù)電,+若硝酸銀過量,則氯化銀吸附過量的Ag而帶正電。

      當(dāng)膠核表面吸附了離子而帶電后,在它周圍的液體中,與膠核表面電性相反的離子會(huì)擴(kuò)散到膠核附近,并與膠核表面電荷形成擴(kuò)散雙電層(如圖)。擴(kuò)散雙電層由兩部分構(gòu)成:

      擴(kuò)散雙電層

      (1)吸附層

      膠核表面吸附著的離子,由于靜電引力,又吸引了一部分帶相反電荷的離子(以下簡(jiǎn)稱反離子),形成吸附層。

      (2)擴(kuò)散層

      除吸附層中的反離子外,其余的反離子擴(kuò)散分布在吸附層的外圍。距離吸附層的界面越遠(yuǎn),反離子濃度越小,到了膠核表面電荷影響不到之處,反離子濃度就等于零。從吸附層界面(圖的虛線)到反離子濃度為零的區(qū)域叫做擴(kuò)散層。

      這里再以氯化銀溶膠為例來說明。包圍著氯化銀膠核的是擴(kuò)散雙電層(吸附層和擴(kuò)散層),膠核和吸附層構(gòu)成了膠粒,膠粒和擴(kuò)散層形成的整體為膠團(tuán),在膠團(tuán)中吸附離子的電荷數(shù)與反離子的電荷數(shù)相等,因此膠粒是帶電的,而整個(gè)膠團(tuán)是電中性的。

      由于膠核對(duì)吸附層的吸引能力較強(qiáng),對(duì)擴(kuò)散層的吸引能力較弱,因此在外加電場(chǎng)(如通直流電)作用下,膠團(tuán)會(huì)從吸附層與擴(kuò)散層之間分裂,形成帶電荷的膠粒而發(fā)生電泳現(xiàn)象。

      下圖是硅酸膠團(tuán)結(jié)構(gòu)示意圖。m個(gè)SiO2·nH2O分子聚集成膠核,膠核表面的H2SiO

      32?有微弱的電離,膠核選擇吸附與其組成類似的n個(gè)SiO3,H為反離子,總數(shù)為2 n個(gè),其

      2?中2(n-x)個(gè)為帶負(fù)電的SiO3所吸引,共同構(gòu)成膠粒中的吸附層,其余的2x個(gè)H則分

      +布在擴(kuò)散層中,它的膠團(tuán)結(jié)構(gòu)也可以用下面式子來表示。

      硅酸溶膠是土壤膠體中的重要部分,而土壤膠體又是土壤中最重要、最活躍的部分,植物營(yíng)養(yǎng)的吸收,土壤中的各種反應(yīng),大都集中在這一部分。

      硅酸膠團(tuán)結(jié)構(gòu)示意圖

      膠體在土壤肥力上起著巨大作用,在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上有著重要意義。

      四、高分子凝膠的智能化

      高分子凝膠是指三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的高分子化合物與溶劑組成的體系,由于它是一種三維網(wǎng)絡(luò)立體結(jié)構(gòu),因此它不被溶劑溶解,同時(shí)分散在溶劑中并能保持一定的形狀。溶劑雖然不能將三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子溶解,但高分子化合物中親溶劑的基團(tuán)部分卻可以被溶劑作用而使高分子溶脹,這也是形成高分子凝膠的原因之一。

      高分子凝膠的智能化表現(xiàn)在以下幾方面。當(dāng)外部環(huán)境的pH、離子強(qiáng)度、溫度、電場(chǎng)以及環(huán)境中所含有的其他化學(xué)物質(zhì)發(fā)生變化時(shí),高分子凝膠即呈現(xiàn)出“刺激—應(yīng)答”狀態(tài)。例如在高分子凝膠中出現(xiàn)相轉(zhuǎn)變,表現(xiàn)為網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)孔增大、網(wǎng)絡(luò)失去彈性、網(wǎng)絡(luò)的體積急劇變化(可變化幾百倍之多),甚至在三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中不再存在凝膠相。而且這些變化是可逆的和不連續(xù)的。

      上述這些變化使高分子凝膠的體積既可以發(fā)生溶脹,又可以收縮,利用這種性質(zhì)設(shè)計(jì)出一種裝置,它具有肌肉的功能,這種人造肌肉制成機(jī)械手類似于智能機(jī)器人的手,能夠拿東西。

      我們可以看出,這種人造肌肉是被誰指令的呢?那就是上面指出的外部環(huán)境的各種物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)發(fā)生的變化。

      這種具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的高分子凝膠的溶脹行為還可以由于糖類的刺激而發(fā)生突變,這樣,高分子溶脹行為將受到葡萄糖濃度變化的指令。

      葡萄糖濃度信息對(duì)于糖尿病患者是很重要的,如果以這種含葡萄糖的高分子凝膠作為負(fù)載胰島素的載體,表面用半透膜包覆,在此體系中隨著葡萄糖濃度的變化,高分子凝膠將作出響應(yīng),執(zhí)行釋放胰島素的命令,從而有效地維持糖尿病患者的血糖濃度處于正常。

      五、納米材料

      納米材料是近年來受到人們極大重視的一個(gè)領(lǐng)域。它至少可以分為以下三類:

      (1)金屬與半導(dǎo)體的納米顆粒。這種物質(zhì)當(dāng)顆粒尺寸減小到納米級(jí)時(shí),金屬顆粒的能級(jí),從準(zhǔn)連續(xù)能級(jí)變?yōu)殡x散能級(jí),最后達(dá)到類似分子軌道的能級(jí)。這時(shí),它們的電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)性質(zhì)都會(huì)發(fā)生突變。不同物質(zhì)有不同的尺寸臨界值。這類物質(zhì)是物理學(xué)家研究的對(duì)象。

      (2)Al2O3、MgO、某些硅酸鹽等絕緣體,它們的納米顆粒早已被人們研究(如催化劑、陶瓷材料等),在一般情況下并不呈現(xiàn)特殊的電學(xué)性能。

      (3)化學(xué)家早已合成出的許多大分子、如冠醚化合物、樹型化合物、多環(huán)化合物、超分子化合物、富勒烯等等,它們的分子尺寸可達(dá)幾納米,甚至幾十納米。一些生物活性的大分子也可以歸入此類。這些化合物的電子能級(jí)一般都表現(xiàn)出分子軌道能級(jí)的特點(diǎn),有時(shí)會(huì)出現(xiàn)離子導(dǎo)電。它們的導(dǎo)電性質(zhì)與顆粒尺寸的關(guān)系不明顯,與金屬納米顆粒的性質(zhì)有很大的差別。但是,這一類大分子化合物,當(dāng)分子結(jié)構(gòu)達(dá)到一定尺寸和復(fù)雜程度時(shí),會(huì)出現(xiàn)一些特殊性質(zhì),如自修復(fù)、自組合等,形成更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。以富勒烯為例:

      1985年,英國(guó)化學(xué)家Kroto,美國(guó)化學(xué)家Curl和Smalley在研究碳原子形成團(tuán)簇(cluster)的條件和機(jī)制時(shí),首次在質(zhì)譜圖上觀察到C60和C70的存在。后來因?yàn)槭艿浇ㄖW(xué)家Fuller所設(shè)計(jì)的拱形圓頂建筑的啟發(fā),想出了C60的結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)和足球相似,是由12個(gè)五邊形和20個(gè)六邊形組成的中空的球形分子。

      值得重視的是,富勒烯的合成也是以碳原子(用電弧放電法使石墨氣化)為真正的原料。和人造金剛石的思路有異曲同工之妙,關(guān)鍵在于如何控制碳原子形成團(tuán)簇時(shí)多種可能采取的結(jié)構(gòu)途徑之間的比例。

      左下圖是富勒烯家族中的一些“成員”的結(jié)構(gòu)示意圖。右下圖是近年來倍受重視的碳納米管的結(jié)構(gòu)模型圖。這種材料因?yàn)榭梢栽诠苌系奶荚犹幫ㄟ^形成化學(xué)鍵的方式和其他功能分子相連接,有可能成為一種比較容易制備且可多點(diǎn)連接的分子導(dǎo)線而受到關(guān)注。此外,利用它做一種模具,設(shè)法在其中充以金屬氧化物(可通過硝酸鹽的分解來得到),經(jīng)過還原可制備出納米量級(jí)的金屬“細(xì)絲”。納米材料是一個(gè)全新的材料科學(xué)領(lǐng)域,可作超導(dǎo)材料。

      1991年日本Sumio Lijima用電弧放電法制C60得到的碳炱中發(fā)現(xiàn)管狀的碳管碳的壁為類石墨二維結(jié)構(gòu),基本上由六元并環(huán)構(gòu)成,按管壁上的碳碳鍵與管軸的幾何關(guān)系可分為“扶手椅管”“鋸齒狀管”和“螺管”三大類,按管口是否封閉可分為“封口管”和“開口管”,按管壁層數(shù)可分為單層管(SWNT)和多層管(MWNT)。多層管有點(diǎn)像俄國(guó)玩具“套娃”,層

      -間距為340 pm,比石墨的層間距335 pm略大。管碳的長(zhǎng)度通常只達(dá)到納米級(jí)(1 nm=109 m)。

      C60自從發(fā)現(xiàn)以來,一直是科學(xué)家關(guān)注的物質(zhì)。近年的研究發(fā)現(xiàn),C60分子被發(fā)現(xiàn)及制備后,其獨(dú)特的光電磁性引起科學(xué)家的濃厚興趣。例如:C60的超導(dǎo)溫度為18 K,當(dāng)摻雜CHCl3后超導(dǎo)溫度提高到80 K,當(dāng)摻雜CHBr3后超導(dǎo)溫度提高到117 K。另外,一般的高分子中引入少量C60后,能產(chǎn)生較好的光電導(dǎo)性能,可用于高效催化劑、緊湊型高能電池、光化學(xué)裝置及化學(xué)傳感器。水溶性的高分子C60衍生物將應(yīng)用于生物與藥物中,其抗病毒試驗(yàn)已得到令人驚奇的結(jié)果。據(jù)最近的研究結(jié)果表明,C60具有治療艾滋病的功效。含C60衍生物能與許多物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

      六、趣味實(shí)驗(yàn) 膠體粒子的電泳 操作:

      (1)用直徑為12厘米培養(yǎng)皿作槽體,槽里加入0.1%的硝酸鉀溶液,然后用滴管伸到硝酸鉀稀溶液的下面,緩慢地加入硝酸鉀飽和溶液,使稀、濃溶液之間形成一個(gè)界面。

      (2)在槽中央硝酸鉀稀溶液里輕輕滴入幾滴氫氧化鐵溶膠,使它在稀、濃溶液的界面處形成一個(gè)圓珠,如圖所示。

      (3)小心地插入兩片碳電極,接通20~30伏的直流電源后,氫氧化鐵膠粒逐漸向陰極移動(dòng),致使陰極附近溶液的顏色變深。說明氫氧化鐵膠體粒子帶正電。

      七、鹵水為什么可以點(diǎn)豆腐

      答:豆?jié){是膠體,鹵水是一種鎂鹽,這種鹽使豆?jié){膠體發(fā)生凝聚,所以鹵水能點(diǎn)豆腐,豆腐是一種凝膠。

      解析:膠體中分散質(zhì)的直徑大小決定了膠體具有獨(dú)特的性質(zhì)。①丁達(dá)爾現(xiàn)象:此現(xiàn)象是膠體的光學(xué)性質(zhì),是膠體粒子對(duì)光的散射而形成的;②布朗運(yùn)動(dòng):是膠體的力學(xué)性質(zhì),是膠體粒子受到分散劑分子在每一方向不均衡碰撞造成的;③電泳現(xiàn)象:是膠體的電學(xué)性質(zhì)。這是由于膠體具有較大的表面積,能吸附陽(yáng)離子或陰離子,使得膠粒帶有正電荷或負(fù)電荷。在外加電場(chǎng)作用下帶電膠粒向陰極或陽(yáng)極作定向移動(dòng)。④膠體粒子由于都帶有相同電荷,它們之間相互排斥而達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài),當(dāng)向膠體中加入某電解質(zhì)時(shí),破壞了膠粒之間的排斥力,使膠粒凝聚而沉積下來。鹵水點(diǎn)豆腐就是這個(gè)原理,此過程稱膠體的凝聚。

      八、能否使用兩種不同品牌的藍(lán)黑墨水?

      答:不能,同時(shí)使用兩種不同牌子的墨水,會(huì)出現(xiàn)鋼筆堵塞現(xiàn)象。

      解析:墨水通常都是膠體,不同牌子的墨水往往含的膠粒所帶電荷不同,當(dāng)二者相遇時(shí),相異電荷的互相吸引而破壞了膠體中膠粒之間的排斥力而發(fā)生膠體的凝聚,產(chǎn)生的固體沉積會(huì)堵塞鋼筆。一般情況下:金屬氫氧化物、金屬氧化物的膠體粒子吸附陽(yáng)離子,膠粒帶正電荷;非金屬氧化物、金屬的硫化物的膠粒吸附陰離子,膠粒帶負(fù)電荷。

      第五篇:第二節(jié)離子反應(yīng)(教案)

      離子反應(yīng)第一課時(shí)

      教學(xué)目的:

      了解電解質(zhì)電離的含義,能識(shí)別并記住常見電解質(zhì)和電離方程式的寫法,認(rèn)識(shí)離子反應(yīng)的實(shí)質(zhì)。教學(xué)難點(diǎn):

      電解質(zhì)的判斷及電離方程式的寫法。教學(xué)過程: 引言:(復(fù)習(xí)上一節(jié)課學(xué)習(xí)的內(nèi)容:化學(xué)反應(yīng)的分類方法)

      按照物質(zhì)的分類,我們可以把純凈物分為單質(zhì)和化合物。

      按照化合物種類的劃分,我們又可以把化合物分為酸,堿,鹽,氧化物。

      在化學(xué)反應(yīng)中我們還有一種重要的分類方法,將有離子參加的反應(yīng)統(tǒng)稱為離子反應(yīng),沒有離子參加的反應(yīng)叫做非離子反應(yīng)。下面,我們就來學(xué)習(xí)離子反應(yīng)。

      板書:第二節(jié) 離子反應(yīng)

      我們初中時(shí)曾觀察過酸,堿,鹽在水溶液中導(dǎo)電的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,當(dāng)時(shí)我們把可以導(dǎo)電的溶液放在一個(gè)容器里,用石墨電極與燈泡還有低壓直流電源連接,燈泡能夠發(fā)光,說明溶液可以導(dǎo)電。事實(shí)上,把氯化鈉,硝酸鉀,氫氧化鈉等固體加熱至熔化,它們也可以導(dǎo)電。它們能夠?qū)щ姷脑蚴俏镔|(zhì)內(nèi)有自由移動(dòng)的、帶電荷的微粒,也就是陰陽(yáng)離子。我們把這種在水溶液里或熔融狀態(tài)下能夠?qū)щ姷幕衔锝凶鲭娊赓|(zhì)。

      電解質(zhì)能夠?qū)щ?,指的是?dāng)通入電流時(shí)能夠?qū)щ姡坏娊赓|(zhì)的電離不需要電流的作用,我們不是要通入電流它才能電離。它電離了也不是有了電流,只是有了能導(dǎo)電的陰陽(yáng)離子。

      既然我們把能夠在水溶液里或熔融狀態(tài)下能夠?qū)щ姷幕衔锝凶鲭娊赓|(zhì),換而言之,在水溶液里或熔融狀態(tài)下不能導(dǎo)電的化合物我們就叫做非電解質(zhì)。例如,酸、堿、鹽是電解質(zhì),蔗糖、酒精等不能導(dǎo)電的化合物是非電解質(zhì)。電解質(zhì)與非電解質(zhì)有個(gè)相同之處,就是它們都是化合物。提問討論:(幻燈)

      下面物質(zhì)中哪些是電解質(zhì):銅、硝酸鉀溶液、二氧化碳、碳酸、氯化鈉固體、氫氧化鈉固體。分析:(1)電解質(zhì)導(dǎo)電的條件:溶于水或熔化; .(2)電解質(zhì)屬于化合物。〔單質(zhì)(如銅)、混合物(如硝酸鉀溶液)不是電解質(zhì);也不是非電解質(zhì)〕(3)電解質(zhì)導(dǎo)電必須是用化合物本身電離出的離子導(dǎo)電,不能是發(fā)生反應(yīng)的生成物的物質(zhì)導(dǎo)電。(二氧化碳溶于水導(dǎo)電實(shí)際上是碳酸的導(dǎo)電,而不是二氧化碳的導(dǎo)電,故二氧化碳是非電解質(zhì),而碳酸是電解質(zhì))

      (4)酸、堿、鹽和水是電解質(zhì)。答案:氯化鈉固體、氫氧化鈉固體 做書上習(xí)題2,3。

      設(shè)問:為什么酸,堿,鹽在水溶液中可以導(dǎo)電呢?

      我們看書上的圖來解答這一個(gè)問題。我們以氯化鈉溶液為例子。氯化

      +-鈉晶體是由帶正電荷的Na和帶負(fù)電荷的Cl,通過靜電按一定規(guī)律緊密地排列所形成的。晶體中的離子(Na+ 和Cl-)不能自由移動(dòng),因此晶體不能導(dǎo)電。當(dāng)NaCl溶于水時(shí),由于水分子的作用而減弱了氯化鈉晶體中Na+與 Cl-之間的靜電作用力,使Na+ 和Cl-逐漸脫離晶體表面并形成了自由移動(dòng)的水合鈉離子和水合氯離子。

      我們把這種在溶液中產(chǎn)生了能夠自由移動(dòng)的離子的過程叫做電離。這個(gè)過程我們可以用下列方程式表示:

      板書:

      表示電解質(zhì)電離的方程式叫做電解方程式。板書:電解方程式

      在黑板左邊示范寫HCl,H2SO4,HNO3的電離方程式。

      注意強(qiáng)調(diào):質(zhì)量守恒定律和電荷守恒定律。(第二條方程式)

      +HCl,H2SO4,HNO3都是酸,都可以電離出H,我們可以對(duì)酸的本質(zhì)又有一個(gè)新的認(rèn)識(shí),電離的時(shí)候生成的陽(yáng)離子全部是氫離子的化合物叫做酸。

      設(shè)問:NaHSO4 電離方程式怎么寫?它是酸么?(酸式鹽)

      請(qǐng)兩位同學(xué)上黑板寫出NaOH,KOH,Ba(OH)2,Na2SO4,KNO3,NH4Cl的電離方程式。(分開堿與鹽兩邊寫,請(qǐng)同學(xué)們把陽(yáng)離子寫在一邊,陰離子寫在一邊)

      檢查同學(xué)答案正確與否,總結(jié):

      堿:圈出OH-,電離時(shí)生成的陰離子全部是OH-的化合物叫做堿。鹽:電離時(shí)能生成金屬陽(yáng)離子和酸根陰離子的化合物叫做鹽。

      小結(jié):

      電解質(zhì)與非電解質(zhì)都是化合物,電解質(zhì)、非電解質(zhì)是根據(jù)物質(zhì)在一定條件下能否導(dǎo)電對(duì)化合物的一種分類。電解質(zhì)能導(dǎo)電,非電解質(zhì)不能導(dǎo)電,它們的顯著不同之處是在水溶液里或熔化狀態(tài)下能否導(dǎo)電。酸,堿,鹽,部分金屬氧化物都是電解質(zhì)。能導(dǎo)電的物質(zhì)并不全部是電解質(zhì),單質(zhì)(銅,鋁,石墨),混合物不屬于電解質(zhì),也不屬于非電解質(zhì)。

      酸,堿,鹽在水溶液中電離方程式的書寫(黑板)酸,堿,鹽的本質(zhì)含義(電離)

      提出問題:電解質(zhì)溶于水后都電離成為離子,那么,它們?cè)谌芤豪锏姆磻?yīng)應(yīng)該是離子之間的反應(yīng),那么離子反應(yīng)是如何進(jìn)行的呢? 下面我們來看看實(shí)驗(yàn)2-1。(同學(xué)描述現(xiàn)象)

      1、第一支試管沒有發(fā)生明顯變化,為什么?說明了什么?(引出)(因?yàn)椴环蠌?fù)分解反應(yīng)的條件,所以不反應(yīng),說明了Na+、Cl-、SO42-、Cu2+離子之間不相互反應(yīng)。)

      2、第二支試管有白色沉淀說明了什么?(白色是BaSO4,說明了Ba2+與SO42-離子發(fā)生了反應(yīng)。)

      3、兩根試管的溶液都是藍(lán)色,說明了什么?(說明了Cu2+不參與反應(yīng))

      4、如何證明中Cl-離子沒有參與反應(yīng)。(給第二個(gè)試管過濾,取濾液加入用硝酸酸化了的AgNO3溶液)

      (增加實(shí)驗(yàn))

      5、如何再設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)證明是Ba2+與SO42-發(fā)生了反應(yīng)?(實(shí)驗(yàn)2-2第一個(gè)實(shí)驗(yàn))

      總結(jié):CuSO4溶液與BaCl2溶液反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是Ba2+與SO42-離子之間的反應(yīng),而Cu2+和Cl-沒有發(fā)生化學(xué)變化。也說是這個(gè)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是:

      Ba2++SO42-=BaSO4↓

      同樣地,Na2SO4溶液與Ba(OH)2溶液的反應(yīng)的實(shí)質(zhì)也是:

      2+2- Ba+SO4=BaSO4↓

      設(shè)問:為什么這兩個(gè)不同反應(yīng)物的反應(yīng)可能產(chǎn)生同樣的結(jié)果呢? 講述:復(fù)分解反應(yīng)均是在溶液中進(jìn)行的,溶質(zhì)在溶液中大多數(shù)是以離子形式存在的。雖然反應(yīng)物不同,但都含有某些相同的離子。比如硫酸鈉、硫酸銅在溶液中均電離出SO42-,跟Ba(OH)

      2、BaCl2電離出的Ba2+結(jié)合,所以均產(chǎn)生白色沉淀硫酸鋇。像這種用實(shí)際參加反應(yīng)的離子符號(hào)來表示反應(yīng)的式子叫做離子方程式。離子方程式不僅表示一定物質(zhì)內(nèi)的某個(gè)反應(yīng),而且表示所有同一類型的離子反應(yīng)。補(bǔ)充板書:離子方程式

      演示實(shí)驗(yàn)2-2第2,3個(gè)實(shí)驗(yàn),黑板上寫出化學(xué)方程式及離子方程式。小結(jié):從上面的三個(gè)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)可以看出,它們都是溶液中的某些離子之間發(fā)生了反應(yīng),使這些離子的濃度減小。電解質(zhì)溶液之間的反應(yīng)都是有離子參加的化學(xué)反應(yīng),只要有離子參加的反應(yīng)都稱為離子反應(yīng)。我們初中的時(shí)候?qū)W過的復(fù)分解反應(yīng)都可以寫成離子方程式,復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生的條件是生成沉淀,放出氣體或者生成水,我們方程一是生成沉淀,方程二是放出氣體,方程三是生成水。這些也就是離子反應(yīng)能夠發(fā)生的條件。下一節(jié)課里我們將詳細(xì)學(xué)習(xí)如何書寫離子方程式,請(qǐng)同學(xué)們回去認(rèn)真復(fù)習(xí)這一節(jié)課的內(nèi)容。作業(yè):

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