丁達(dá)爾效應(yīng)的家庭實(shí)驗(yàn)方案

陸燕海+姚紅英

摘要：丁達(dá)爾實(shí)驗(yàn)是高中生接觸到的第一個高中教材探究實(shí)驗(yàn)，而蘇教版化學(xué)必修1中僅設(shè)置了液溶膠的丁達(dá)爾實(shí)驗(yàn)。為豐富學(xué)生課余生活、彌補(bǔ)教學(xué)時(shí)意猶未盡的缺憾，在實(shí)踐探索基礎(chǔ)上提出了幾組切實(shí)可行的丁達(dá)爾效應(yīng)的家庭實(shí)驗(yàn)方案。新的實(shí)驗(yàn)方案操作簡捷、現(xiàn)象明顯并富有創(chuàng)意。

關(guān)鍵詞：丁達(dá)爾效應(yīng)；家庭實(shí)驗(yàn)；氣溶膠；液溶膠；固溶膠

文章編號：1005–6629（2014）4–0043–02 中圖分類號：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

丁達(dá)爾效應(yīng)常用于快速鑒別溶液和膠體分散系。在蘇教版高中《化學(xué)1》教材中，膠體的丁達(dá)爾實(shí)驗(yàn)又是高中生接觸到的第一個高中階段的教材探究實(shí)驗(yàn)。根據(jù)分散劑狀態(tài)不同，膠體一般可細(xì)分為氣溶膠、液溶膠和固溶膠，而教材設(shè)置的實(shí)驗(yàn)方案只涉及液溶膠，實(shí)際教學(xué)時(shí)師生常會有意猶未盡之感。為彌補(bǔ)缺憾，我們積極倡導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行家庭實(shí)驗(yàn)并交流各自成果，不但豐富了學(xué)生課余化學(xué)生活，在多年教學(xué)探索與實(shí)踐積累中也收集并創(chuàng)新了很多相關(guān)的學(xué)生家庭實(shí)驗(yàn)素材?，F(xiàn)選取其中幾組操作簡捷、現(xiàn)象明顯并富有創(chuàng)意的方案與大家探討。

1 氣溶膠的丁達(dá)爾實(shí)驗(yàn)

方案1 水霧-空氣膠體

將一無色透明的礦泉水瓶截去瓶底、取下瓶蓋。打開裝滿開水的保溫瓶的瓶塞，將處理好的礦泉水瓶豎直放置罩住保溫瓶口，使揮發(fā)出來的水蒸氣充滿礦泉水瓶。由于以水分子團(tuán)簇（H2O）n形式存在的水蒸氣粒徑較大，當(dāng)用激光筆在一側(cè)平射時(shí)，從垂直照射方向觀察即可見瓶內(nèi)有一束紅色光柱（見圖1）。

方案2 蚊煙-空氣膠體

先預(yù)處理好無色透明的礦泉水瓶（方法同方案1）。點(diǎn)燃一圈蚊香（也可用其他熏香代替），將礦泉水瓶豎直罩在上方，使生成的蚊煙進(jìn)入瓶內(nèi)。然后用激光筆在一側(cè)平射，從垂直激光照射方向觀察能看到一束清晰的紅色光柱（見圖2）。一般有煙蚊香燃燒所產(chǎn)生的煙氣氣溶膠粒子的粒徑都比較小，粒徑集中分布在小粒徑的納米區(qū)間段[1]。

2 液溶膠的丁達(dá)爾實(shí)驗(yàn)

方案3 水果汁-水膠體

將新鮮水果（如西瓜、橙子等）榨汁，用紗布濾去未打碎的大顆粒固體后備用（也可直接購買商店在售的水果飲品，如統(tǒng)一鮮橙多、美汁源果汁飲料、營養(yǎng)快線等）。取潔凈的、無色透明玻璃杯，加入約100mL自來水，用激光筆照射杯中水，從與光線垂直的方向觀察，沒有明顯現(xiàn)象。向玻璃杯中逐滴加入約1～2mL水果汁，并充分?jǐn)嚢?，再用激光筆照射燒杯中的混合物，在與照射垂直的方向進(jìn)行觀察，混合物中有一條光亮的“通路”，即丁達(dá)爾效應(yīng)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象很明顯。

此外，我們也可以用牛奶、豆?jié){、肥皂水、洗潔精、洗衣粉水等也能替代水果汁進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，但需注意的是，因試劑種類與濃度的差異，要達(dá)到預(yù)期效果，在用量上會略有不同。

方案4 食鹽-酒精膠體

用潔凈的、無色玻璃杯取100mL飽和食鹽水（也可用純堿、小蘇打等生活中常見鹽的飽和溶液），用激光筆從一側(cè)照射，在照射方向垂直的角度觀察并沒有明顯現(xiàn)象，然后向飽和食鹽水中緩慢、逐滴滴加醫(yī)用酒精或高度白酒（42°以上），充分?jǐn)嚢璨⒂眉す夤P照射。隨著乙醇的滴入，在與激光垂直的方向觀察時(shí)，混合物中的“光路”也會從無到有并逐漸變得清晰、明亮。這是由于氯化鈉在酒精中的溶解度較水中小得多，在滴加白酒過程中飽和食鹽水中形成大量細(xì)小的食鹽膠粒。需要注意的是，酒精加入量要把握好，加入量過多會產(chǎn)生白色的氯化鈉沉淀！

3 固溶膠的丁達(dá)爾實(shí)驗(yàn)

方案5 葡萄糖固溶膠

取一不銹鋼小奶鍋，加入100g葡萄糖固體小顆粒，在煤氣灶上小火緩緩加熱并用筷子充分?jǐn)嚢瑁怪刍纬蔁o色液體。繼續(xù)加熱至奶鍋中液體呈現(xiàn)棕黃色（顏色不可太深，也不宜太淺）后停止加熱，然后將該液體倒?jié)M10 mL無色透明的玻璃小酒盅，靜置讓其自然冷卻。固化后即得晶瑩透亮的棕紅色葡萄糖固溶膠。用激光筆照射，在與光束垂直的方向上即可觀察到明亮光柱。

由于葡萄糖熔點(diǎn)較低（其中葡萄糖一水合物為83℃，無水葡萄糖晶體為146℃[2]），加熱時(shí)在較低溫度即會熔化，持續(xù)加熱時(shí)部分還會分解成一定量、一定大小的碳膠粒分散于液體中，冷卻凝固后即為固溶膠。

方案6 蔗糖固溶膠

因蔗糖的熔點(diǎn)相對較高（約185℃），若仍按葡萄糖固溶膠的制法直接加熱固體蔗糖，極易因溫度過高而分解過快，致使蔗糖大量炭化而得不到棕黃色透亮的固溶膠。聯(lián)想到日常餐飲烹飪中的拔絲操作，我們采用水煮糖的做法并獲得成功。

將鍋洗凈，然后小火加熱，至鍋大約六到七成熱時(shí)加入約100g白糖（或冰糖），不停翻炒到糖變成棕黃色時(shí)再加入約80mL水溶解。繼續(xù)小火加熱，一直炒到糖和水溶合成粘稠狀時(shí)停止。將制得的混合液倒?jié)M10mL無色透明的玻璃小酒盅，自然冷卻至室溫，凝固后即得棕紅色的晶瑩透亮的蔗糖固溶膠（含部分蔗糖炭化生成的碳膠粒）。若用激光筆照射時(shí)，從照射垂直方向上觀察可看到一根清晰、明亮的光柱。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳華鋒，顧學(xué)軍，林鶯等.蚊香煙氣氣溶膠單粒子的粒徑和質(zhì)譜測量[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2007，（12）：38～40，72.

[2]周公度.化學(xué)辭典[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004：534.