化學原理啟迪435
J. MENDEL SPRING 2014 COLLECTIONS
1.
將泥巴和水迅速攪拌後，泥巴會懸浮在水中；如果停止攪拌，大部分的泥土粒子隨即沈澱下去，然而，即使經過數天，水中仍舊懸浮一些小顆的泥巴粒子。
2.
一般的光照可能看不出這些小顆的懸浮粒子，但如果用強光照射懸浮液，就能觀察到他們的存在。
3.
當光束筆直往前走，撞上懸浮粒子，光束會散射開來，所以我們可以觀察到穿過懸浮溶液容器的光束（圖右）；而真正的溶液，則無法從容器的液體光線變化看到，因為散佈在溶液中的離子和分子太小顆，無能力散開光束（圖左）。
4.
粒子散開光線的現象，稱為廷得耳效應Tyndall
effect。廷得耳效用常用來作為分辨懸浮液與真實溶液的標準。
5.
懸浮粒子散佈在特定溶液的現象稱為膠體分散colloidal dispersion，形成的液體稱為膠體colloid。懸浮粒子可以是單個、大型分子，也可以是一群分子或離子，懸浮粒子從1奈米到1000奈米大小都有。
6.
依據分散質與分散媒介的相，我們將膠體分為以下幾類：
7.
是什麼東西穩定了膠體？為什麼這些粒子是懸浮在溶液中，而非彼此結成較大的集合體或沈澱下來？答案很複雜，不過，穩定膠體的主要力量是靜電排斥力electrostatic
repulsion。
8.
膠體是電中性的，但是當膠體放置到電場中，分散質全部遷移到同一個電極位置，由此可見，他們必定含有相同的電荷。
9.
膠體粒子從周遭媒介吸引一層離子包覆自己，這些被膠體粒子吸引的離子，電荷都一樣；包覆在膠體粒子表面的第一層離子，再吸引第二層電荷相反的離子，因為包覆在膠體粒子表面的同層離子，電荷都一樣，所以膠體粒子彼此會互斥，難以凝聚成足以沈澱的大型粒子。
10.
破壞膠體的作用，稱為凝聚作用coagulation。我們可用加熱或加入電解質的方式破壞膠體。
11.
加熱會增加膠體粒子的運動速率，使膠體粒子有足夠的能量互相碰撞，突破離子障壁，讓膠體粒子得以互相連結成團成塊，膠體粒子彼此不斷地碰撞，愈黏愈大塊，最後沈澱下來。
12.
增加電解質能夠破壞膠體的原因是，電解質會吸走包覆在膠體粒子表面的離子群，這便是為什麼河流的黏土懸浮物，碰到海洋（含電解質）會沈澱，在河川出海口形成三角洲，海水飽含的鹽分使膠體黏土粒子彼此連結成塊。
13.
另一個膠體凝聚作用的例子是，從油煙裡排除油污。當油煙通過靜電除煙器，固體懸浮物會被移除，靜電除煙器大幅增進高度工業化城市的空氣品質。
n 翻譯編寫Steven S. Zumdahl 《Chemical Principles》；圖片來源／education.com、Sciencephoto.com、chemistry.tutorvista、soft-matter.seas.harvard.edu
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