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作者：马爱军、等编

出版社：电子工业出版社

出版时间：2012-07-01

书籍编号：30466987

ISBN：9787121175640

正文语种：中文

字数：113329

版次：1

所属分类：教材教辅-中职/高职

版权信息

书名：化学（农林牧渔类）

作者：马爱军　等

ISBN：9787121175640

版权所有 · 侵权必究

前言

化学与人类的生产、生活密切相关，在医药卫生、农林牧渔、食品、化工、能源与材料等国民经济诸领域都有广泛的应用。化学课不仅是培养现代公民科学素养的一门公共基础课，也是职业学校学生学习相关专业课程的基础。

本教材是按照2009年颁布的中等职业院校农林类《化学》大纲的要求，结合农林类专业的需要，为农林类职业院校的中职学生量身定做的。教材在内容选择上，不仅包揽了大纲所有知识点和技能点，同时还做到贴近专业、贴近生活，降低难度。教材根据职业的要求，有针对性地编排化学知识和技能训练，使化学技能更好地与职业技能相衔接，为提高学生的综合职业能力打下基础。教材整体内容编写具有以下特色。

（1）淡化学科体系。每章每节的内容编排不是按照学科体系进行，而是按照相关专业或工作过程进行的。

（2）教材在每章的开篇之处设计了“本章学习要点”使学生对本章学习要求、学习目的一目了然。

（3）以活动为导入。“化学”是一门实用性很强的课程，因此，教材多数章节内容的引入都是以“课堂活动”栏目呈现的。

（4）在教材中设置“相关链接”栏目，在此栏目介绍相关化学家的生平和事迹，使学生了解科学家的研究历程，培养学生认识科学，对学生进行科学精神和价值观的教育。

（5）教材侧重对学生探究能力、动手操作能力以及创新意识的培养，注重对学生进行科学研究方法的渗透。在教材中设置“实践活动”栏目，设置了相关的探究实验供学生开展多种的研究活动。

（6）教材中设置“拓展与提高”栏目，增添了一些与环保相关的知识。这样做既能提高学生对教材的阅读兴趣，又能对学生进行环保教育，提高他们的环保意识。

（7）为了培养学生分析问题解和决问题的能力，也为了提高学生的团队合作意识，教材中特设“课堂讨论”栏目。教师在教学时可以利用这个栏目中的问题组织学生进行讨论，学生最终得到问题结论。并且在这一过程中，学生能体会到团队合作的重要性以及成功的喜悦。

（8）将教材转变为学材。每一章之后均设有“复习与提示”栏目，该栏目的内容均以“画概念图”或“画表格”的形式呈现。

（9）为了帮助学生深化对知识的掌握和应用以及便于学生对自己的学习情况的掌握，教材设有“复习题”栏目。

本教材的主编多年来一直从事职业教育教学工作，同时主持和参与省级、国家级项目，并负责多部教材的主编、副主编和参编的工作，具有进行教材研究与教学改革的基础。本教材的参编者都是来自农林类职业院校的一线教师。本教材的编写人员有马爱军、刘超、张丽、赵忠涛、陶程等。

在本书编写过程中曾得到许多同行的帮助和指导，在此深表谢意。此外，由于编写人员业务水平有限，书中内容难免有不妥之处，恳望读者予以批评，更希望与我们进行探讨与交流。

编者

2011年8月

第一章 重要的金属元素及其化合物

本章学习要点

● 了解金属元素的原子结构特征、化合价的变化规律和金属的通性；理解典型的金属单质（钠、铝、铁）与非金属、氧气、水和酸反应的化学性质，以及铝、铁等重要金属单质的特性，了解其在生产、生活中的应用和对生态环境的影响。

● 理解氧化铝、氢氧化铝的两性，铁的氧化物和氢氧化铁的性质；了解常见金属离子的焰色反应；理解铁离子的检验方法；理解碳酸钠和碳酸氢钠、铁盐和亚铁盐的化学性质及其相互转变。

●了解分散系的基本概念和胶团结构，理解胶体的吸附作用、稳定性和凝聚作用。

●了解氧化反应、还原反应和氧化还原反应的概念，以及常见的氧化剂和还原剂。

●掌握化学实验基本操作；识别常见易燃易爆化学品的安全标志，了解防火与灭火常识，树立安全意识。

金属在自然界的分布相当广泛，土壤、水体、动植物体内都含有金属元素。土壤中含有种类繁多的矿物，如水合氧化物。其中最重要的代表有褐铁矿（Fe₂O₃·nH₂O）、赤铁矿（2Fe₂O₃·H₂O）、针铁矿（Fe₂O₃·H₂O）、水铝石（Al₂O₃·H₂O）、三水铝石（Al₂O₃·3H₂O）等。动植物体内含的金属元素种类很多，它们对动植物的生长发育起着重要的作用。例如，大多数植物的含铁量在100～300mg/kg（干重）之间，并且大部分的铁存在于叶绿体中，是叶绿素合成的必需元素。动物体内的含铁量在30～70mg/kg之间，其中60%～70%的铁分布于血红蛋白质中，起着转运和储存营养素的作用。生物体内也有铝的存在。医学研究认为，铝是导致老年性痴呆症和帕金森病的因素之一。本章主要介绍几种常见的金属元素（钠、铝、铁）及其化合物。

第一节 常见的金属单质

课堂活动

同学们家中的厨房里有各种各样的锅：炒菜锅、煮饭锅、蒸锅、高压锅、平底煎锅……不过从制造的原料来看，一般为铁锅和铝锅两种。铁和铝是两种金属。请你根据自己的生活经验，从下面几方面谈谈你对金属性质的认识。

（1）金属的状态、光泽和颜色。

（2）金属的导电性和导热性。

（3）金属的延展性。

（4）金属的密度、熔点和硬度。

（5）使用金属炊具的注意事项。

一、金属键与金属的物理

常温下，除汞以外，金属都是晶体。经研究发现，金属晶体是由电中性的金属原子、金属阳离子和自由电子所组成。其中，金属阳离子是由金属原子脱落电子而形成的，脱落下来的电子不专属于某个金属阳离子，而是晶体中所有的金属阳离子共有，即它们可以在整个晶体中自由移动。我们将这些自由移动的电子称为自由电子。金属阳离子与时刻运动的自由电子之间存在着强烈的作用力，将金属原子与金属阳离子结合在一起。我们可以形象地将金属晶体看成是由浸在“电子海洋”中的金属原子和金属阳离子所组成的晶体。这种通过自由电子的运动，将金属原子与金属阳离子结合在一起的化学键，称为金属键。金属晶体示意图如图1-1所示。

图1-1 金属晶体示意图

金属晶体的特殊结构决定了金属具有共同的物理性质。例如具有较大的比重、有金属光泽、良好的导电性、导热性及机械加工性。

1.金属的光泽和颜色

金属具有光泽和不同的颜色，是因为金属晶体内部存在自由电子。当可见光照射到金属表面时，自由电子吸收一定波长的可见光，然后将其余各种波长的光再发射出来，因此金属具有光泽和不同的颜色。大多数金属呈银白色。

2.金属的导电性和导热性

金属的导电性和导热性均与金属晶体内部存在的自由电子有关。在外加电场的作用下，自由电子产生定向流动形成电流。当金属某一部分受热时，增加了该部分内部金属原子与金属阳离子的振动，自由电子在金属中运动，会不断地和金属原子或金属阳离子碰撞而交换热能，这样通过自由电子很快就会把热能传递到温度低的部分，使得金属整体的温度很快均一化。常见金属导电性和导热性由强至弱的顺序如下：

3.金属的延展性

金属一般都具有良好的延展性，这是由金属晶体内部的结构决定的。在外界作用力下，金属晶体中各层之间发生相对滑动。滑动后，各层之间的金属键仍然存在，因此金属虽然发生变形，但不会断裂。但也有少数金属的延展性很差，敲打时很易破碎，如锰（Mn）、锑（Sb）、铋（Bi）等。金属延展性示意图如图1-2所示。

图1-2 金属延展性示意图

4.金属的密度、熔点和硬度

每种金属都有自己固定的密度、熔点和硬度。例如，汞的熔点是-39℃，所以通常状况下，汞是液态的。金的密度是19.3g/cm³，而镁的密度是1.74g/cm³，在体积相同的条件下，金比镁的质量要重很多。因为钠的硬度很小，所以质软如蜡，能用刀切。

相关链接

土壤的重金属污染

重金属一般指相对密度大于5g/cm³的金属。土壤中的汞、镉、铬、铅等重金属的污染是土壤的重要污染源。

土壤的重金属污染具有以下特点：

（1）毒性效应强，极低的浓度就会显示出较强的毒性。

（2）土壤中的重金属难以被微生物降解，因而会长期停留和积累在环境中，无法彻底清除。有些重金属在一定条件下还可能被微生物转化为毒性更强的物质，如甲基汞的生成，就是由无机汞经微生物的作用而生成的有机汞。

（3）土壤中重金属的变化仅是化合价和化合物种类的变化，其基本性质没有实质性改变。

（4）土壤中的重金属离子会被农作物吸收，经食物链浓缩千万倍后最终在人体内积累造成人体中毒。

1.汞

土壤中的汞主要来源于含汞农药；含汞污水浇灌农田；含汞污泥施肥；空气中微量汞蒸气和汞尘干沉降或湿沉降进入土壤等。汞不易在土壤中稀释、扩散和迁移，因此土壤的汞污染经常是局部性的。土壤中汞的迁移是通过挥发和植物吸收两条途径完成的。汞通过挥发和沉降在大气和土壤之间进行循环。各种类型的土壤中的汞都能挥发，汞在黏性土壤中的挥发量最少，其次是在壤土中，最大量是在沙土中。植物可以吸收、吸附土壤中离子态的汞。

2.镉

镉在环境中很稳定，只要从其矿物冶炼出，进入环境，就会一直在环境中循环，永不消失。土壤中镉的来源主要是农药、污水、污泥等。土壤中的镉分为水溶性和非水溶性两类。水溶性镉可被植物吸收，经食物链对人体造成危害。非水溶性镉不易迁移，也不易被植物吸收。土壤的pH值会影响土壤对镉的吸附率，pH值越高，对镉的吸附率也越高。镉在土壤中的分布主要集中在地表20cm左右的耕作层内，尤其在地表几厘米内的土层中浓度最高。所以，只要土壤一受到镉的污染，就会直接污染农作物。

二、金属钠、铝、铁及其化学性质

金属元素的原子的最外层电子数一般少于4个，并且金属元素的原子半径大于同周期非金属元素的原子半径，原子核对最外层电子引力较小，最外层电子较易失去。因此，失去电子转变为金属阳离子是金属参加化学反应的实质。金属失去电子转变为金属阳离子的难易顺序（金属活动性顺序）如下：

钠原子、铝原子和铁原子的最外层电子数分别为1个、3个和2个。化学反应中极易失去这些电子，化学性质非常活泼，能与许多非金属及化合物发生反应。

（一）钠及其化学性质

自然界中，钠以化合态存在。钠是低熔点、密度小的轻金属，导电性、导热性强，质软似蜡，能用刀切，新切开的断面呈银白色金属光泽。

1.与氧反应

实践活动

常温下，在空气中用小刀切割金属钠，断层由光亮的银白色逐渐变为暗淡的灰白色。

常温下，钠能与空气中的氧气反应生成氧化物。

实践活动

用小刀切取一小块金属钠，再用滤纸吸去钠表面的油渍。将处理好的钠放在玻璃匙中加热（如图1-3所示），钠熔化并燃烧，火焰呈黄色，生成淡黄色固体。

加热条件下，钠与充足的氧气反应生成过氧化钠（Na₂O₂）。

2.与水反应

实践活动

用小刀切取一小块金属钠，再用滤纸吸去钠表面的油渍。将处理好的钠投入含有酚酞的水溶液中，盖上表面皿（如图1-4所示），钠浮在液面上游动，熔成红亮的小球并有气体逸出，烧杯内溶液变成红色。

常温下钠能与水发生剧烈反应，生成氢氧化钠和氢气。

图1-3 钠在氧气中燃烧

图1-4 金属钠与水反应

3.钠离子的检验

实践活动

将铂丝蘸浓盐酸在无色火焰上灼烧至无色。用处理好的铂丝蘸取试样在酒精灯火焰上灼烧，观察火焰颜色。见图1-5焰色反应。

图1-5 焰色反应

某些金属或它们的挥发性化合物在无色火焰中灼烧时使火焰呈现特征的颜色，称为焰色反应。几种常见金属及其离子的特征焰色如表1-1所示。焰色反应用于检验某些微量金属或它们的化合物，也可用于节日燃放的焰火。

表1-1 几种常见金属及其离子的特征焰色

（二）铝及其化学性质

铝是自然界中分布最广的金属元素。它在地壳中的含量仅次于氧和硅。铝是银白色的轻金属，密度仅为2.7g/cm³，其导热性、导电性、延展性很好。因此，铝及其合金广泛应用于宇宙飞行器、交通工具、建筑材料、通信器材、民用炊具等。生物体内也有铝的存在。医学研究认为，铝是导致老年性痴呆症和帕金森病的因素之一。

1.与氧反应

铝在常温下与空气接触，会被空气中的氧气氧化，表面形成一层致密的氧化物膜（发生钝化），保护内层的铝不再与氧气反应。因此，铝可以保存在空气中。

铝箔在氧气中剧烈燃烧，发出耀眼的白光并放出大量的热，反应生成三氧化二铝。

2.与金属氧化物反应

在高温下，铝能夺取一些金属氧化物中的氧，把其中的金属置换出来。该反应在工业上称为铝热反应。

此反应过程中放出大量的热，温度高达上千度，可使生成的铁熔化，利用这一性质可进行钢轨的无缝焊接。

3.与酸和碱反应

常温下，铝与浓硫酸或浓硝酸发生钝化。铝能与盐酸反应生成三氯化铝（AlCl₃）和氢气，又能与氢氧化钠应生成偏铝酸钠（NaAlO₂）和氢气。所以铝制品不能长期盛放酸性或碱性物质。像铝这样既能与酸反应又能与碱反应的物质称为两性物质。

（三）铁及其化学性质

铁在自然界中分布很广，在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝位于第四位，均以化合态存在。铁是银白色具有金属光泽的重金属，具有良好的导电性、导热性和延展性。能够被磁化，是制造发电机和电动机的材料。

1.与非金属反应

铁在干燥的空气中不与氧气反应；在潮湿的空气中与氧气、水和二氧化碳反应而生锈。铁锈的主要成分为Fe₂O₃。铁在高温下与氧反应，生成铁的氧化物。在一定条件下，铁还能与其他非金属发生反应。

2.与水反应

常温下，铁不与水发生反应，但高温下，铁与水蒸气反应，生成黑色的四氧化三铁和氢气。

3.与酸反应

常温下，铁与浓硫酸或浓硝酸发生钝化；与盐酸、稀硫酸发生置换反应。

第二节 常见的金属化合物

一、钠的化合物

1.过氧化钠（Na₂O₂）

过氧化钠是淡黄色粉末状固体，能与二氧化碳反应，生成氧气和碳酸钠。

因此，过氧化钠常用在呼吸面具上做供养剂，用于潜水和高空飞行。此外，过氧化钠具有强氧化性，可以用来漂白织物。

过氧化钠还能与水反应，生成氧气和氢氧化钠。

2.氢氧化钠（NaOH）

氢氧化钠是白色固体，俗称火碱、烧碱、苛性钠，是一种常见的强碱，具有碱的通性，能与酸性氧化物二氧化硅（SiO₂）和二氧化碳反应。

玻璃中含有二氧化硅，为了防止玻璃被碱腐蚀生成具有黏性的硅酸钠（Na₂SiO₃）将塞子和瓶口黏在一起，实验室盛放碱液的试剂瓶要用橡胶塞。

固体氢氧化钠具有极强的吸湿性，在空气中极易吸收水分而潮解；同时，氢氧化钠也易吸收空气中的二氧化碳，所以氢氧化钠应密闭保存。

氢氧化钠是一种重要的化工产品和化工原料，广泛用于化工、轻工、石油、制药等行业。

3.碳酸钠（Na₂CO₃）和碳酸氢钠（NaHCO₃）

碳酸钠俗称纯碱或苏打，是白色粉末，能溶于水。碳酸氢钠俗称小苏打，是白色细小晶体，其溶解度小于碳酸钠。

碳酸钠和碳酸氢钠的化学性质有相同之处，都能与盐酸反应放出二氧化碳。

碳酸钠和碳酸氢钠的化学性质不同之处是碳酸氢钠受热易分解，放出二氧化碳，而碳酸钠则不能。利用这一不同点，可以鉴别碳酸钠和碳酸氢钠，也可以去除碳酸钠中混有的少量碳酸氢钠。

碳酸钠是重要的化工产品，用途广泛，被广泛用于玻璃、造纸、肥皂、纺织等工业上。碳酸氢钠是制作糕点的发酵粉的主要成分之一。在医药上，碳酸氢钠用于治疗胃酸过多。

二、铝的化合物

1.氧化铝（Al₂O₃）

氧化铝是一种白色难熔的粉末，不溶于水。天然无色的氧化铝晶体称为刚玉，硬度很大，仅次于金刚石，可以用它制作钟表、机械轴承。红宝石和蓝宝石是混有少量铬和铁的氧化物的刚玉。

氧化铝是两性氧化物，既能与酸反应生成盐和水，又能与强碱反应生成盐和水。

2.氢氧化铝［Al（OH）₃］

氢氧化铝是不溶于水的白色胶状物质，加热氢氧化铝会生成氧化铝。

因为氧化铝溶于水，所以不能用氧化铝来制备氢氧化铝。实验室里常用铝盐和氨水的反应来制取氢氧化铝。

氢氧化铝是两性氢氧化物，既能与酸反应生成盐和水，又能与强碱反应生成盐和水。

在医药上，用氢氧化铝制成的片剂或凝胶是很好的抗酸药，也用于治疗消化道溃疡。

3.硫酸铝钾［KAl（SO₄）₂］

硫酸铝钾［KAl（SO₄）₂］是一种复盐，即由两种不同的金属离子和一种酸根组成的化合物。它电离时能产生两种阳离子和一种阴离子。

带12个结晶水的硫酸铝钾［KAl（SO₄）₂·12H₂O］俗称明矾或白矾，是一种无色晶体，易溶于水，与水发生反应生成胶状的Al（OH）₃，吸附能力很强，可以吸附水中的悬浮杂质并形成沉淀，使水澄清。明矾常用来做净水剂。

三、铁盐和亚铁盐

铁的盐类有铁盐（三价铁盐）和亚铁盐（二价铁盐）两种。

1.氯化铁（FeCl₃）

氯化铁是黄色固体，吸湿性很强，易溶于水，并且与水发生反应。

在配制氯化铁溶液时，为了避免上述反应的发生，可以在水中加入少量的盐酸。

氯化铁在医药上用做止血剂。

2.硫酸亚铁（FeSO₄）

含有7个结晶水的硫酸亚铁（FeSO₄·7H₂O）俗称绿矾或铁矾，是蓝色或绿色的晶体，易溶于水。在潮湿的空气中吸潮，并被空气氧化成黄色。因此，硫酸亚铁需要保存在密闭的容器中。

硫酸亚铁是一种农业上常用的铁肥，适于做基肥、种肥、追肥及叶面喷施。

3.Fe³⁺、Fe²⁺的检验

三价铁盐与无色的硫氰化钾（KSCN）溶液反应，生成血红色的硫氰化铁［Fe（SCN）₃］。二价铁盐无此反应，因此常用这个反应来检验Fe³⁺的存在。

二价铁盐与氢氧化钠（NaOH）溶液反应，生成白色的氢氧化亚铁［Fe（OH）₂］沉淀，此沉淀不稳定，被空气氧化逐渐变为青绿色，最终变为红褐色的氢氧化铁［Fe（OH）₃］沉淀。

第三节 胶体

实践活动

在校园附近的河流或湖泊中各取500 mL的水，分别置于两个烧杯中。在其中一个烧杯中加入少量明矾晶体。两个烧杯放置片刻，观察两烧杯内水的状态的不同。

从实验结果看，加入明矾的水明显比没加明矾的水要清很多。并且在加入明矾的烧杯的底部有絮状沉淀出现。为什么两烧杯内的水会有如此大的区别?正如前面我们所介绍的明矾是净水剂，溶于水后与水发生反应生成Al（OH）₃胶体，Al（OH）₃胶体的吸附能力很强，可以吸附水中的悬浮杂质并形成沉淀，使水澄清。

什么是胶体?胶体的性质是什么?这一节我们将对胶体进行介绍。

一、分散系、胶体

1.分散系

把一种（或多种）物质分散在另一种（或多种）物质中所得到的体系称为分散系。被分散的物质称为分散质；容纳分散质的物质称为分散剂。

分散系按照分散质粒子的大小不同可以分为溶液、浊液和胶体，如表1-2所示。

表1-2 分散系分类

2.胶体

胶体又称溶胶即胶体溶液，分散质粒子大小为在1～100nm。胶体分散系的胶体粒子能透过滤纸，但不能透过半透膜。外观上，胶体溶液不浑浊，用肉眼或普通显微镜均不能辨别。根据分散剂的不同，胶体通常有以下几种：

另外，许多物质（如蛋白质、淀粉、糖原溶液及血液、淋巴液等）也都属于胶体溶液。二、胶团的结构

溶胶的性质与其结构有关，根据大量实验，人们提出了溶胶的扩散双电层结构。下面以碘化银溶胶为例（设AgNO₃过量），讨论胶团结构。

AgNO₃与KI反应生成AgI分子，大量的AgI分子聚集成大小为1～100nm的颗粒，该颗粒称为胶核。由于胶核颗粒很小，分散度很高，因此具有较高的表面能。如果此时体系中存在过剩的离子，胶核就要有选择地吸附这些离子。假设此时体系中AgNO₃过量，根据“相似相吸”的原则，胶核就会优先吸附Ag⁺而带上正电，被胶核吸附的离子称为电位离子。因为胶核表面带有较为集中的正电荷，故它会通过静电引力而吸引带负电荷的NO_3-。通常，我们将这些带相反电荷的离子称为反离子。反离子与电位离子组成吸附层。胶核与吸附层组成胶粒，胶粒与部分反离子（分布在胶粒周围，称为扩散层）形成不带电的物质称为胶团。

胶团的结构表达式如下：

（1）{（AgI）_m·n Ag⁺·（n-x）NO_3-}^x+·xNO_3-

如果KI过量，那么胶团的结构为：

（2）{（AgI）_m· n I-·（n-x）K⁺}^x-·xK⁺

上述两个胶团结构如图1-6所示。

图1-6 两个胶团结构

三、胶体的重要性质

胶体与其他分散系除了分散质粒子大小不同之外，胶体还具备一些特殊的性质。例如：清晨，在茂密的树林中，常常可以看到从枝叶间透过的一道道光柱，如图1-7所示。

图1-7 森林中的丁达尔现象

类似这种自然界的现象，其实我们在化学实验室里也可以看到。

实践活动

取一烧杯，加入20mL蒸馏水，加热至沸腾，然后向沸水中滴加FeCl₃饱和溶液1～2mL。继续煮沸，待溶液呈红褐色后，停止加热，得到Fe（OH）₃溶胶；与另一烧杯中的CuSO₄溶液比较。把上述两个烧杯分别置于暗处，用手电筒光源照射射向两杯液体，从侧面观察现象。

从实验结果看，新制得的Fe（OH）₃溶胶与CuSO₄溶液除了颜色不同外，外观上看不到明显的差别，均为均一、稳定、透明的液体。

光束通过盛有Fe（OH）₃溶胶的烧杯时，成一条光亮的“通路”。光束通过盛有CuSO₄ 溶液的烧杯时，没有看到这样的现象。如果换用NaCl、KNO₃等溶液代替CuSO₄ 溶液做这同一实验，也不会看到形成光亮“通路”的现象。这种现象就是下述胶体的性质之一。

1.光学性质——丁达尔效应

当一束光照到溶胶上，在与光路垂直的方向上可以看到一条明亮的光柱，这种现象称为丁达尔效应，如图1-8所示。产生这一现象的原因是由于胶粒对光的散射而形成的。其他分散系也会产生这种现象，但远远不如胶体显著。因此，利用丁达尔效应可以区别溶液、浊液和溶胶。

2.动力学性质——布朗运动

1827年，英国植物学家布朗把花粉悬浮在水里，用显微镜观察，发现花粉的小颗粒在做不停的、无秩序的运动，这种现象称为布朗运动，如图1-9所示。同样，用超显微镜观察胶体，可观察到胶体粒子也在做布朗运动。这是因为水分子从各个方面撞击胶体粒子，而每一瞬间胶体粒子在不同方向受的力是不相同的，所以胶体运动的方向在每一瞬间都在改变，因而形成不停的、无秩序的运动。

图1-8 丁达尔效应

图1-9 布朗运动

3.电学性质——电泳

在盛有红褐色Fe（OH）₃ 胶体的U形管的两个管中，各插入一个电极，如图1-10所示。通直流电后，发现阴极附近的颜色逐渐变深，阳极附近的颜色逐渐变浅。这表明Fe（OH）₃胶体粒子带正电荷，在电场作用下向阴极移动。这种在外加电场作用下，胶体粒子在分散剂里向阴极或阳极做定向移动的现象，称为电泳。

图1-10 电泳

胶体的电泳特性，有广泛的实用价值。例如，生物化学中常利用电泳来分离各种氨基酸和蛋白质；医学上利用血清的纸上电泳进行某些疾病的诊断；电泳电镀则是利用电泳将油漆、乳胶、橡胶等粒子均匀地沉积在镀件上。

4.透析

胶体粒子的直径比分子或离子的直径大得多，分子和离子能够透过半透膜，胶体粒子则不能透过半透膜。半透膜是一种可以让小分子物质透过，而大分子物质不能通过的薄膜。利用该性质可以将分子或离子从溶胶中分离出来从而达到纯化目的。这种利用半透膜将分子或离子与溶胶进行分离的操作过程称为透析。

相关链接

血 液 透 析

血液透析俗称洗肾，是医学上治疗由肾功能衰竭等疾病引起的血液中毒的最常用的血液净化手段。血液透析的原理同胶体的渗析类似。透析时，病人的血液与透析液分别经过人造的半透膜管的透析器，膜上的孔洞会将大分子物质保留，如血球，而使身体血液中的小分子物质通过，如尿素氮、肌酸酐、磷等，以排除身体中的有害物质及水分、调整电解质、校正血液的酸碱值。该方法可以取代部分肾脏的功能，能协助患者维持身体健康。

拓展与提高

胶体的聚沉

许多胶体粒子带电荷。由于同种胶体粒子带同种电荷，在一般情况下，它们之间的相互排斥使它们不易聚集，并可以保存较长的时间。但是，如果往某些胶体里加入少量电解质，由于电解质电离生成的阳离子或阴离子中和了胶体粒子所带的电荷，使胶体粒子聚集长大，形成了颗粒较大的沉淀从分散剂里析出，这个过程叫做聚沉。除了加入电解质可使某些胶体聚沉外，将两种带相反电荷的胶体混合，也能发生聚沉。通常使用的无机聚沉剂大多为铝盐或铁盐，它们的水解产物是带正电荷的胶体粒子，对很多固体表面有强烈的吸附作用。由于水中悬浮物表面大多带有负电，这种吸附有效地减少了粒子表面的电荷，并造成聚沉。例如，明矾净水就是利用明矾水解后产生的带正电的Al（OH）₃胶体与带负电的水中悬浮物、泥沙等聚沉，达到净水的目的。

胶体发生聚沉作用在一般情况下都生成沉淀，但有些胶体聚沉后，胶体粒子和分散剂凝聚在一起，成为不流动的冻状物，这类物质称为凝胶。例如，日常食用的豆腐就是以盐卤（主要成分是MgCl₂·6H₂O）或石膏（CaSO₄·2H₂O）为聚沉剂，使豆浆里的蛋白质和水等物质一起聚沉而制成的一种凝胶。

实践活动

自 制 豆 腐

取适量石膏粉（聚沉剂）用生豆浆调拌均匀，加到煮沸后的豆浆中，所用石膏与豆浆的质量比约为1∶20。边加边搅拌，豆浆中的蛋白质会聚沉，与水分离，成豆腐花。稍冷后，用一湿布包好豆腐花，放入一可漏水的容器中，稍加压，使水渗出，即成豆腐。

拓展与提高

土 壤 胶 体

土壤胶体是土壤固体颗粒中最细微的部分，也是土壤中物理化学性质最活泼的部分。土壤胶体的性质与土壤的保肥性、供肥性、缓冲性能，以及土壤的结构等密切相关。土壤胶体的性质

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