負(fù)責(zé)人：黃劍鵬《化學(xué)》電子教案
 
課題 | 第二章 溶液 第五節(jié) 膠體溶液（之二） |
教學(xué)目標(biāo) | 1. 了解分散系的基本概念和膠團(tuán)結(jié)構(gòu) 2. 理解膠體的吸附作用,、穩(wěn)定性和凝聚作用 3. 了解溶液的滲透現(xiàn)象和滲透壓，理解滲透壓在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用 |
教學(xué)重點(diǎn) | 膠體的吸附作用、穩(wěn)定性和凝聚作用,；溶液的滲透現(xiàn)象和滲透壓概念 |
教學(xué)難點(diǎn) | 溶液的滲透現(xiàn)象和滲透壓的概念 |
課時(shí)安排 | 2學(xué)時(shí) |
教學(xué)方法 | 啟發(fā)式教學(xué)與講練結(jié)合法 |
教學(xué)手段 | 多媒體輔助 |
教學(xué)用具 | 投影儀 |
 
【教學(xué)進(jìn)程】
提問
什么是膠體,？膠體與溶液,、懸濁液或乳濁液有什么異同,？
引入
在金屬、陶瓷,、聚合物等材料中加入固態(tài)膠體粒子,，不僅可以改進(jìn)材料的耐沖擊強(qiáng)度、耐斷裂強(qiáng)度,、抗拉強(qiáng)度等機(jī)械性能,，也可以改進(jìn)材料的光學(xué)性質(zhì)，有色玻璃就是由某些膠態(tài)金屬氧化物分散于玻璃中制成的,。土壤里許多物質(zhì)如黏土,、腐殖質(zhì)等常以膠體形式存在，所以土壤里發(fā)生的一些化學(xué)過程也與膠體有關(guān),。國(guó)防工業(yè)上有些火藥,、炸藥必須制成膠體，冶金工業(yè)上的選礦，石油原油的脫水,，塑料橡膠及合成纖維等的制造過程都會(huì)用到膠體知識(shí),。在日常生活里，也會(huì)經(jīng)常接觸并應(yīng)用到膠體知識(shí),，如食品中的牛奶,、豆?jié){、粥等都與膠體有關(guān),。我們繼續(xù)學(xué)習(xí)有關(guān)膠體的知識(shí)。
板書
第五節(jié) 膠體溶液
一,、膠體溶液的組成
復(fù)習(xí)并板書
膠團(tuán)的組成
膠團(tuán)
吸附層
定位離子
反離子
校核
擴(kuò)散層——反離子
膠粒
 
 
 
 
指出
膠體溶液中的分散質(zhì)是膠團(tuán)中的膠核,。以AgI膠體溶液為例，AgI膠核在KI過量時(shí)總是吸附溶液中的I-,，在這里I-就是定位離子,；定位離子通過靜電引力吸附溶液中反離子K+，使部分K+與膠核和定位離子一起運(yùn)動(dòng),，形成吸附層,；反離子K+沒有被吸附在膠核上，能在水中自由移動(dòng),，使膠核附近反離子濃度大,，遠(yuǎn)處反離子濃度小，形成擴(kuò)散層,。
講解
膠團(tuán)是由膠粒和擴(kuò)散層組成的,，膠粒由于吸附了定位離子，所以通常是帶相同電荷的,。在KI過量的AgI膠體溶液中,，膠粒由于吸附了I-而帶負(fù)電荷，擴(kuò)散層中有多余的反離子而帶正電荷,，所以膠團(tuán)是電中性的,。膠粒帶有的同種電荷相互排斥，避免了膠粒相互碰撞凝聚,，使膠體顆粒能維持在較小的尺度上,，同時(shí)由于膠粒較小，使膠粒浮在溶液中,，使膠體在外觀上與溶液一樣是透明的,，并使膠體溶液有較好的穩(wěn)定性。
板書
二,、膠體的吸附作用,、穩(wěn)定性和凝聚作用
講解
膠體的微粒是由很多分子集合而成的，膠體粒子和分散劑之間存在一個(gè)界面，界面上的表面分子與內(nèi)部分子存在吸引力,，可與外界其他物質(zhì)的分子相互作用,，形成了表面分子所具有的吸附能力。由于吸附作用產(chǎn)生在界面,，因此物質(zhì)的表面積越大,，吸附能力就越強(qiáng)，膠體微粒有很大的表面積,，具有較強(qiáng)的吸附能力,。
板書
1．膠體的吸附作用
由膠團(tuán)結(jié)構(gòu)可知，同一種膠體微粒帶有相同的電荷,，帶同種電荷的膠體微粒相互排斥,，同時(shí)，帶電荷的膠體微粒表面吸附了一層水形成水化膜,，膠體微粒不易聚集,。所以，在一般情況下膠體是較穩(wěn)定的分散系,。
板書
2．膠體的穩(wěn)定性
（1）同一種膠體微粒帶有相同的電荷,。
（2）帶電荷的膠體微粒表面吸附了一層水形成水化膜。
講解
如果往某些膠體溶液中加入少量的電解質(zhì),，由于電解質(zhì)解離生成的陽(yáng)離子或陰離子中和了膠體微粒所帶電荷,，并破壞了膠體微粒的水化膜，使膠體微粒聚集成較大顆粒形成沉淀,。膠體微粒形成沉淀從分散劑中析出的過程叫膠體的凝聚,。
板書
3．膠體的凝聚作用：膠體微粒形成沉淀從分散劑中析出的過程。
演示實(shí)驗(yàn)
在一支盛有5 mL Fe(OH)3膠體溶液的試管中,，滴加1 mL左右的MgSO4溶液,，振蕩試管，觀察其變化,。
現(xiàn)象
原來透明的Fe(OH)3膠體溶液變得渾濁了,。
解釋
2-
這是由于MgSO4在溶液里解離產(chǎn)生出的SO4中和了Fe(OH)3膠體微粒的正電荷，同時(shí)破壞了水化膜,，使膠體微粒聚集成沉淀析出,。
說明
給膠體溶液加熱、把兩種帶相反電荷膠體微粒的膠體溶液相互混合,，也可以使膠體溶液發(fā)生凝聚,。
強(qiáng)調(diào)
膠體凝聚的情況也不盡一致。通常,，膠體的凝聚都產(chǎn)生沉淀,，但有些膠體凝聚后膠體微粒和分散劑凝聚在一起,，形成不流動(dòng)的凍狀物，這種凍狀物是一種凝膠,，如我們生活中食用的豆腐,，就是在豆?jié){（膠體溶液）中加入少量的鹽鹵（主要成分是MgSO4·2H2O）溶液或石膏（CaSO4·2H2O）溶液，使豆?jié){中的蛋白質(zhì)分子膠體和分散劑水等物質(zhì)凝聚在一起而成的凝膠,。
電解質(zhì)的濃度影響凝聚作用,，隨著濃度的加大，其凝聚作用也增強(qiáng),。土壤膠體所處的狀態(tài)直接影響土壤的物理性質(zhì),，進(jìn)而影響土壤的肥力狀況。一些農(nóng)業(yè)技術(shù)措施,，如施肥,、中耕、澆水,、烤田等都可使土壤中的電解質(zhì)發(fā)生變化，從而使膠體的狀態(tài)發(fā)生改變,，或局部發(fā)生改變,，尤其是施用鈣質(zhì)肥料，有促進(jìn)土壤形成不可逆凝聚的顯著作用,。
思考
江河入海處為什么會(huì)形成三角洲,？
過渡
膠體知識(shí)在農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)上有廣泛的應(yīng)用，它能解釋許多動(dòng)植物的生理現(xiàn)象,。
板書
三,、膠體溶液在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用
講解
一切細(xì)胞的原生質(zhì)、動(dòng)物的血液和植物的汁液都是膠體溶液,，具有一定的穩(wěn)定性,。如果受到外界條件變化的影響，穩(wěn)定性將受到破壞,，輸送養(yǎng)分的通道就要受到阻礙,。如動(dòng)物誤食了有害物質(zhì)會(huì)使血液凝固，尿液中的無機(jī)成分沉積形成結(jié)石等,，都會(huì)使動(dòng)物呈病態(tài),，甚至引起生命危險(xiǎn)。
+
+
土壤在其形成發(fā)育過程中,，形成了粒徑小于10-6 m的有機(jī)和無機(jī)粒子,。實(shí)驗(yàn)表明，土壤里含有大量的膠體微粒,，其膠體微粒主要帶負(fù)電荷,，并具有很大的表面積。因此，土壤具有吸附周圍液體中的陽(yáng)離子的作用,。例如,，當(dāng)可溶性銨肥施入到土壤里時(shí)，使土壤溶液里的NH4濃度增大,，土壤膠體原來吸附著的陽(yáng)離子就被NH4交換,。以吸附Mg2+的土壤膠體為例，其過程可簡(jiǎn)單表示如下：
NH4
+
+
NH4
+
（土壤膠體） Mg2＋＋2 NH4 （土壤膠體） ＋Mg2＋
 
-
+
NH4
+
被土壤膠體吸附,，使NH4不致因沒有被及時(shí)吸收而損失掉,，土壤膠體的存在能對(duì)銨態(tài)氮肥起到保肥的作用。
由于土壤膠體吸附的都是陽(yáng)離子,，因此不能與具有負(fù)電荷的硝態(tài)（NO3）氮肥進(jìn)行離子交換,，故硝態(tài)氮肥在土壤里不易保存，易隨水流失,，一般不宜在水田施用硝態(tài)氮肥,。
指出
在農(nóng)村，經(jīng)常使用某些鹽來凈化生活用水,，也是膠體溶液的作用,。例如，把明礬 [KAl(SO4)2·12H2O],、三氯化鐵等強(qiáng)酸弱堿鹽加入待凈化的水中,，因這些鹽能水解生成膠體顆粒，將水中懸浮的雜質(zhì)吸附在它的表面形成大的顆粒沉淀,，一同沉到水底,，從而達(dá)到凈化水的目的。
過渡
將一滴紅墨水滴進(jìn)一杯清水中,，不久整杯水就會(huì)顯紅色,；在盛有濃糖水的杯子中，向液面上小心加入一層清水,，不久會(huì)發(fā)現(xiàn)上面的液體也會(huì)有甜味,，最后得到均勻的糖水。這些都是人們熟知的“擴(kuò)散現(xiàn)象”,。在自然界還存在著一種特殊的“擴(kuò)散現(xiàn)象”——滲透現(xiàn)象,，在動(dòng)植物的生理活動(dòng)過程中起著非常重要的作用。
板書
四,、滲透現(xiàn)象和滲透壓
講解
溶液的滲透必須通過一種具有選擇性的膜來進(jìn)行,，這種膜上的細(xì)孔只能允許溶劑的分子通過而不允許溶質(zhì)的分子通過，因此叫做半透膜,。像動(dòng)物的膀胱膜,、腸衣,、植物的細(xì)胞膜、人造羊皮紙,、火膠棉等都具有半透膜性質(zhì),。用半透膜把水和蔗糖溶液隔開，膜內(nèi)裝蔗糖溶液,，膜外是水,，并使膜內(nèi)外液面相平。這時(shí)只有水分子能夠通過半透膜而擴(kuò)散,，蔗糖分子則不能通過半透膜,，不久便可發(fā)現(xiàn)，膜內(nèi)側(cè)液面上升,。若將膜外側(cè)的水換成比膜內(nèi)側(cè)較稀的蔗糖溶液,，也會(huì)發(fā)生膜內(nèi)側(cè)液面上升現(xiàn)象。這種溶劑的分子通過半透膜從純?nèi)軇┻M(jìn)入溶液,，或從稀溶液進(jìn)入濃溶液的現(xiàn)象,，稱為滲透現(xiàn)象。
板書
1．滲透現(xiàn)象：溶劑的分子通過半透膜從純?nèi)軇┻M(jìn)入溶液,，或從稀溶液進(jìn)入濃溶液的現(xiàn)象,。
投影
滲透壓的產(chǎn)生及測(cè)定示意圖
 
 
 
 
 
說明
在圖示的實(shí)驗(yàn)中，水分子可以從兩個(gè)相反方向透過半透膜,，但由于膜內(nèi)外溶液濃度不同，單位體積內(nèi)水分子個(gè)數(shù)不同,，因而水分子向不同方向透過的速度不同,。水分子從純水或較稀溶液向濃溶液透過的速度大于反向的速度，導(dǎo)致膜內(nèi)側(cè)液面上升,，直至單位時(shí)間內(nèi)膜兩側(cè)進(jìn)出的水分子數(shù)相等,，即滲透達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，稱為滲透平衡,。
說明
如教材圖2-5（c）,，為維持被半透膜隔開的溶液與純?nèi)軇┲g的滲透平衡所需加于溶液的額外壓力稱為滲透壓。滲透壓的大小可用管內(nèi)液面高度之差（h）來衡量,，如教材圖2-5（b）,，這段液柱高度所產(chǎn)生的壓力即為該溶液的滲透壓。
講解并板書
2．滲透壓：推動(dòng)水分子順著它的濃度梯度擴(kuò)散的壓力,。溶液滲透壓的數(shù)值等于阻止?jié)B透現(xiàn)象產(chǎn)生所需的壓力,。
說明
如在前面滲透現(xiàn)象的裝置中，假設(shè)在溶液液面上加一壓力,，阻止?jié)B透現(xiàn)象產(chǎn)生,，使膜內(nèi)溶液的液面水平高度與膜外純?nèi)軇┑囊好嫠礁叨认嗟?，這種恰能阻止?jié)B透現(xiàn)象產(chǎn)生的外壓就剛好等于該溶液的滲透壓。在外界條件具備時(shí),，產(chǎn)生滲透現(xiàn)象的本質(zhì)原因是溶液具有滲透壓,。
滲透壓只有在存在半透膜且膜內(nèi)外溶液有濃度差時(shí)才表現(xiàn)出來；滲透壓的大小與溶液的溫度,、濃度有關(guān),；滲透壓的大小可依據(jù)滲透平衡，管內(nèi),、外液面相差的高度來測(cè)定,，當(dāng)膜外側(cè)為溶劑時(shí)，測(cè)出的是膜內(nèi)溶液的滲透壓,，當(dāng)膜外為較稀的溶液時(shí),，測(cè)出的是兩溶液滲透壓之差。
指出
滲透壓是溶液的重要性質(zhì),。在一定溫度下,，稀溶液的滲透壓大小與單位體積溶液中所含溶質(zhì)粒子數(shù)（分子或離子數(shù)）即溶質(zhì)粒子濃度成正比，而與溶質(zhì)粒子大小,、本性及是否帶電荷無關(guān),。
在非電解質(zhì)溶液中，溶質(zhì)粒子濃度等于溶液濃度,。因此在一定溫度下,，非電解質(zhì)稀溶液的滲透壓與溶液濃度成正比。在電解質(zhì)溶液中,，由于電解質(zhì)的解離,，使得溶液中溶質(zhì)的粒子濃度有所增加，從而溶液的滲透壓也相應(yīng)地增大倍數(shù),。
小結(jié)
1．膠體的吸附作用,、穩(wěn)定性和凝聚作用。
2．溶液的滲透現(xiàn)象和滲透壓的概念和應(yīng)用,。
作業(yè)
1．綜合練習(xí)一,。
2．農(nóng)業(yè)上施肥、噴灑農(nóng)藥時(shí),，濃度越大越好嗎,？
 
【板書設(shè)計(jì)】
 
第五節(jié) 膠體溶液
一、膠體溶液的組成
膠團(tuán)
吸附層
定位離子
反離子
校核
擴(kuò)散層——反離子
膠粒
 
 
 
 
 
二,、膠體的吸附作用,、穩(wěn)定性和凝聚作用
1．膠體的吸附作用
2．膠體的穩(wěn)定性
（1）同一種膠體微粒帶有相同的電荷。
（2）帶電荷的膠體微粒表面吸附了一層水形成水化膜,。
3．膠體的凝聚作用：膠體微粒形成沉淀從分散劑中析出的過程,。
三,、膠體溶液在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用
四、滲透現(xiàn)象和滲透壓
1．滲透現(xiàn)象：溶劑的分子通過半透膜從純?nèi)軇┻M(jìn)入溶液,，或從稀溶液進(jìn)入濃溶液的現(xiàn)象,。
2．滲透壓：推動(dòng)水分子順著它的濃度梯度擴(kuò)散的壓力。溶液滲透壓的數(shù)值等于阻止?jié)B透現(xiàn)象產(chǎn)生所需的壓力,。
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