由一个实验引发的思考.doc

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1、由一个实验引发的思考摘耍引起胶粒表面带电荷的原因有电离作用，固体表面对离子的不等量吸附等多种因素，扩散双电层是胶粒表面电荷的主要特点。胶粒间既有引力又有斥力，向胶体溶液中加入电解质，使得双电层的有效厚度明显减小，使胶粒间距离减小，引力增大，发生凝聚。关键词扩散双电层理论聚沉盐析蛋白质的盐析是蛋白质的重要性质，课本(新课程标准实验教科书《化学选修5》有机化学基础第89页)中关于蛋口质盐析的实验具体做法是：在两支试管中各加入鸡蛋清溶液2mL,分别慢慢滴加饱和(NH4)2SO4和Na2SO4溶液，观察试管中有无沉淀产生。在有沉淀的试管中加入蒸憎水，观察沉淀是否溶解。参照课本

2、要求，实验及现象如下：一、实验过程与现象1.1鸡蛋清溶液的配制：把一只鸡蛋小心打开，稍稍侧倾，使鸡蛋清流入烧杯中。注意不使蛋黄流入。按1：4加水搅拌，用纱布经漏斗过滤，即得1：4的鸡蛋清胶体溶液。蛋白质溶液略显浑浊，激光照射丁达尔现象明显。1・2取两支试管，各加入2mL的鸡蛋清胶体溶液，分别沿试管内壁缓慢加入饱和(NH4)2SO4溶液和Na2SO4溶液。刚开始，鸡蛋清溶液均变澄清。而随着(NH4)2SO4的加入，该试管中液体分层，分层处有白色絮状沉淀，静置片刻，沉淀增多，边轻轻振荡，边继续加入(NH4)2SO4溶液，有白色沉淀。但在鸡蛋清胶体溶液中加入足量饱和Na2S

3、O4溶液，最终得到的是较为浑浊的胶液，而整个过程中未见沉淀出现。1.3用两支试管，分别取2mL带沉淀的两种浊液，均加入4〜5mL蒸憾水，振荡，沉淀溶解。二、实验问题2.1为什么在鸡蛋清溶液中加入少量(NH4)2SO4溶液或Na2SO4溶液，溶胶变澄清？2.2为什么Na2SO4使蛋口质发生盐析的效果不及(NH4)2SO4?2.3电解质对胶体的聚沉作用在中学课本中只作了几句简短的说明：向胶体系里加入少量电解质溶液时，由于加入的阳离子(或阴离子)中和了胶体粒子所带的电荷，使胶体粒子聚集成为较大的颗粒，从而形成沉淀从分散剂里析出，这个过程叫做聚沉。我们不禁耍问：胶体体系是电中

4、性的，即使胶体粒子带电荷，体系中必有和胶粒所带电荷电性相反的离子，这些离子为什么不能中和胶体粒子所带的电荷?这种向胶体系里加入少量电解质使胶体聚沉的过程和盐析是否有区别？三、理论解释3」蛋口质溶液的特点蛋白质的溶解过程可分为溶胀和溶解两个阶段。水分子小，运动速度快，能较快地渗入到蛋白质分子中，使其体积膨胀，这个过程称为溶胀。随着溶胀的进行，蛋白质分子链间作用力减小，最终导致蛋白质分子均匀地分散在水中，这个过程称为溶解。蛋白质分子大小通常在胶体分散体系的范围内，所以蛋口质溶液具有溶胶的一些基本物理化学特性。3.2胶体带电荷的主要原因3.2.1电离作用。有些溶胶粒子本身就

5、是一个可以离解的大分子。例如蛋白质一类高分子电解质，它的竣基或氨基在水中可以离解成■COO■或-NH+3,从而使整个大分子胶粒带电。有的胶粒是许多可以离解的小分子缔合而成的缔合体。例如肥皂一类的表面活性剂，由于RCOONa的电离而使整个胶粒上带有负电荷。再比如硅胶，可以将生成的多硅酸看成弱电解质。这类溶胶粒子的电性质与介质的pH有密切关系。仍以蛋白质为例，蛋白质的分子中既有竣基又有氨基，它们在水中都可以电离，生成・COO■或-NH+3,从而使整个大分子带电（净电荷不为零）。竣基和氨基的电离受溶液pH值的影响，当在某pH值吋，竣基所电离的H+正好被氨基所结合，这吋净电荷

6、为零，这时的pH值称为该蛋白质的等电点。pH低于等电点时，分子胶粒带止电荷，pH高于等电点时，分子胶粒带负电荷，等电点时胶粒的净电荷为零。3.2.2固体表面对离子的不等量吸附。胶粒是固态的，有很大的比表面积，在体系中可以从水中吸附H+、0H■等离子，从而使粒子带电。影响固体对正负离子的不等量吸附的因素有：①水化能力强的离子往往留在溶液中，水化能力弱的离子则容易被吸附于固体表面。如H+可以和水分子结合，而OH■不易和水分子结合，则被胶粒吸附。②与溶胶粒子组成相同的离子易被胶粒吸附。例如用AgN03和KBr制备AgBr溶胶吋，AgBr粒子表面很容易吸附Ag+或B「，而对K

7、+和N0-3的吸附能力很弱。因此，反应时若AgN03过量，则胶粒带正电荷；若KBr过量，则胶粒带负电荷。这一规律称为Faians规则。3.2.3此外，导致胶体带电荷的原因还有：离子晶体正负离子的不等量溶解，品格的取代，摩擦带电等多种原因。3.3胶体表面电荷的特点溶胶体系整体上是呈电中性的，胶粒表面带电荷是局部的。当固体表面带电荷后，由于静电吸引，固体表面的电荷吸引溶液中带相反电荷的离子，使其向固体表面靠拢。被静电吸引的带相反电荷的离子称为反离子。反离子仍处于溶液中，距固体表面一定距离，构成所谓双电层。根据扩散双电层理论，近似如图所示模型。当粒子表面带