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一组生活中的丁达尔效应实验

    丁达尔效应是胶体中分散质微粒对可见光(波长为400--700nm)散射而形成的。它在实验室里可用于胶体与溶液的鉴别。很多资料都介绍生活中的牛奶、豆浆、米粥、墨水等是胶体,但是在进行丁达尔效应实验时,往往实验难以成 功。我们经过实验探究,掌握了一组生活中有关丁达尔效应实验内容,现作介绍。这组生活中有关丁达尔效应实验,可以作为教师演示实验,也可以作为学生探究实 验,同时也可以作为学生家庭实验,让简单的化学实验走进家庭,让学生感到生活中处处有化学,提高学习兴趣。

1丁达尔效应实验设计

    在洁净的小烧杯(或玻璃杯)盛100 mL自来水,用激光笔(或者一束平行光线)照射烧杯中的水,在与光线垂直的方向进行观察,没有明显现象。向烧杯里加入5---10滴普通饮用鲜牛奶,搅 拌,溶液显浅乳白色,用激光笔照射烧杯中的混合物,在与光线垂直的方向进行观察,看到混合物中有一条光亮的“通路”,即丁达尔效应。现象明显,方法简单。

    按照上述的实验操作,向洁净的盛有100 mL自来水小烧杯,分别加入下列物质,充分搅拌,进行丁达尔效应实验,都能产生现象明显的光亮的“通路”。

序号

加入物质名称

加入液体体

积/滴

   注意事项

1

普通饮用鲜牛奶

5—10滴

加30滴以上较多牛奶,溶液呈现乳白色,观察不到光亮的“通路”

2

普通饮用鲜豆浆

10—30滴

加60滴以上较多豆浆,溶液呈现白色,观察不到光亮的“通路”

3

普通米粥上面的米汤

20—50滴

要充分搅拌,让米汤溶解,形成均匀的混合物

4

蓝黑墨水(用的是上海墨水厂生产的“英雄”牌墨水)

1—2滴

加5滴以上较多蓝黑墨水,溶液呈现蓝色,实验难成功

5

红墨水(用的是上海墨水厂生产的“英雄”牌墨水)

30—80滴

要充分搅拌,形成均匀的混合物

6

普通肥皂水

10—30滴

普通肥皂加入温水浸泡,搅拌,得到肥皂水

7

普通洗衣粉溶液

10—30滴

普通洗衣粉加入温水浸泡,搅拌,得到洗衣粉溶液

8

洗发露(用的是海飞丝去屑洗发露)

2---3滴

要充分搅拌,让洗发露溶解,形成均匀的混合物

9

沐浴露(用的是力士舒缓静肤浴露)

2---3滴

要充分搅拌,让洗发露溶解,形成均匀的混合物

 

    上述实验物品,虽然是我们选择使用的,但是用其他品牌的类似物品进行实验,也会得到同样的效果。实验时要注意物品的用量,在一定的范围内会得到满意的效果。


2、实验说明

    2、1 实验用品

    在家中进行实验时,可以用玻璃杯代替烧杯,用筷子或细的饮用牛奶用的塑料管代替玻璃棒搅拌溶液,用细的饮用牛奶的塑料管代替胶头滴管。

    取溶液时,将干净的塑料管插入溶液里,溶液进入塑料管约1/3处。弯折塑料管的上部分,并按紧弯折处,取出塑料管,溶液存留在塑料管中。将塑料管斜放在玻璃杯口上方,慢慢松开塑料管弯折处,让溶液一滴一滴地进入到玻璃杯中。

    激光笔可以从卖电子产品的商店或柜组购买。激光笔用的纽扣电池,不用时要及时取出,电池要一个一个分开保存,以免相互接触跑电,下次不能用。

    2、2  蛋白质水溶液

    日常生活中的牛奶、豆浆都含有丰富的蛋白质。牛奶营养成份:每100g牛奶约含水分87g,蛋白质3.3g,脂肪4g,碳水化合物5g等。豆浆享有“植物奶”的美誉,其中不仅富含人体必需的植物蛋白和磷脂,还含有维生素B1、维生素B2、烟酸及铁、钙等营养素。

    蛋白质的相对分子质量在10 000---1 000 000之间,粒子的大小在1 –-100 nm 之间,因此含有大量蛋白质的水溶液,如牛奶、豆浆等具有胶体的性质,在一定条件下能够形成丁达尔效应。

    2、3 肥皂和洗衣粉

    肥皂是脂肪酸金属盐的总称。高级脂肪酸钠中的脂肪酸碳原子数一般为10-18,金属主要是钠或钾等碱 金属。洗衣粉的主要成分是十二烷基苯磺酸钠,具有很好的去污作用。脂肪酸钠、十二烷基苯磺酸钠等在水溶液中能够形成胶体,能产生丁达尔效应。同理含有肥 皂、洗衣粉一类的洗发露、沐浴露等也能够在一定条件下形成丁达尔效应。

    2、4 蓝黑墨水

    蓝黑墨水,又称鞣酸铁墨水,是由变黑持久不褪色成份、色素成份、稳定剂、抗蚀剂、润湿剂和防腐剂等组成。变黑持久不褪成份:主要是鞣酸(C4H10O9)、没食子(C7H6O5H2O)和硫酸亚铁(FeSO4) 等成分彼此化合,生成鞣酸亚铁和没食子酸亚铁,氧化后都变成不溶性的高价铁,即鞣酸铁和没食子酸铁,前者增强耐水性,后者增强变黑性,这样使墨水耐水、变 黑,颜色持久不褪。墨水中的色素成份:目前常用的是酸性墨水蓝和直接湖蓝染料,墨水蓝是墨水的主色,水溶液遇酸不变质,但遇碱则变为棕色。墨水具有胶体的 性质。

    2、5  胶体和浊液

    胶体溶液能够发生丁达尔现象,而能够发生丁达尔现象的液体不一定都是胶体。

    当一束光线穿过泥水时,到底有没有丁达尔现象呢?当泥水不是太浑浊时,可以看到有丁达尔现象。这是什么原因呢?是因为泥水并不是一个简单的分散体系,它是 一种比较复杂的分散体系。泥水中既包含有悬浊液,又包含有土壤胶体,还包含有真溶液。当泥水乳浊液中分散质微粒直径接近于10-7m时,也有可能发生散射 现象。

    在教学中,对于泥水和一些乳浊液有没有丁达尔现象这类问题,要向学生交代清楚,丁达尔现象是胶体的重要性质。纯粗分散体系(悬浊液和乳浊液)一般是没有丁达尔现象的。但是,一些常见的悬浊液(如泥水)或乳浊液可能会有丁达尔现象。要讲清它们产生丁达尔现象的原因。

(责任编辑:化学自习室)
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