淺談膠體性質(zhì)在生活中的應(yīng)用

陳志洲

摘 要：膠體所具有的性質(zhì)在人類(lèi)生產(chǎn)生活相關(guān)領(lǐng)域有重要的應(yīng)用，主要介紹膠體性質(zhì)在日常生活中的運(yùn)用。

關(guān)鍵詞：膠體性質(zhì)；生活；運(yùn)用

膠體，不像溶液和濁液一樣被大家所熟知，但它普遍存在于自然界，在生物界中尤其多樣。膠體在人類(lèi)的生命、生活、生產(chǎn)中扮演著重要角色，并與自然環(huán)境息息相關(guān)。膠體的特性時(shí)常應(yīng)用于我們?nèi)粘Ｉ钆c工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，還產(chǎn)生了物理化學(xué)的新分支——膠體化學(xué)。相信隨著科技進(jìn)步與研究的深入，膠體的應(yīng)用將在軍事、醫(yī)藥衛(wèi)生、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域有更大范圍、更深層次的發(fā)展。

膠體又稱(chēng)膠狀分散體，是分散質(zhì)中的分散劑粒子，直徑在1～100nm之間的分散系，由于其粒子直徑介于溶液與濁液之間，膠體具有介穩(wěn)性。膠體按分散劑不同分固溶膠、液溶膠與氣溶膠三類(lèi)。分散劑分別為固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)物質(zhì)，如煙水晶是固溶膠，血液、淀粉溶液是液溶膠，而煙塵、云霧是氣溶膠。另外，根據(jù)分散質(zhì)的種類(lèi)，膠體可分為分子膠體與粒子膠體。

膠體粒子大小直接決定了膠體的性質(zhì)，這些性質(zhì)在人類(lèi)生活中如醫(yī)藥衛(wèi)生、食品工業(yè)、農(nóng)業(yè)中被廣泛應(yīng)用。

一、丁達(dá)爾效應(yīng)

我們?cè)谖膶W(xué)作品經(jīng)常見(jiàn)到類(lèi)似“陽(yáng)光從樹(shù)葉縫隙中灑下”“太陽(yáng)光從厚厚的云層下鉆出來(lái)，形成一道道光柱”的語(yǔ)句，太陽(yáng)光通過(guò)樹(shù)葉照射下來(lái)，或透過(guò)云層，人們?nèi)庋劭吹焦馐且皇模鋵?shí)，這是膠體性質(zhì)的一種表現(xiàn)——丁達(dá)爾效應(yīng)。為什么會(huì)產(chǎn)生這種自然現(xiàn)象呢？原來(lái)，當(dāng)光通過(guò)膠體時(shí)，會(huì)出現(xiàn)光亮的通路?？諝庵蟹稚⒅笮〔坏鹊墓腆w顆粒，當(dāng)顆粒的大小在1～100nm之間時(shí)，膠體粒子能夠?qū)ι淙肽z體的光產(chǎn)生散射，部分光被散射進(jìn)入我們的眼睛，從側(cè)面看時(shí)，我們就看到了明亮的“光路”。在日常生活當(dāng)中，我們可以通過(guò)是否有丁達(dá)爾效應(yīng)來(lái)辨別膠體。

二、膠體的滲析作用

近年來(lái)，膠體的該性質(zhì)在醫(yī)學(xué)上的研究成果，令無(wú)數(shù)在死亡線上掙扎的人們重獲新生。膠體能通過(guò)一般的濾紙，卻無(wú)法通過(guò)半透膜，而人體的血液、組織液等都是含水的膠體。臨床上，運(yùn)用血液透析治療尿毒癥等腎功能方面的疾病，用以糾正體內(nèi)的代謝失衡。透析膜與腎臟中血管壁（腎小球、腎小管等）都是半透膜，利用膠體的彌散作用，能阻止膜兩側(cè)的大分子如蛋白質(zhì)、多肽等物質(zhì)通過(guò)，卻能使小分子如各種離子、尿素等在兩側(cè)進(jìn)行物質(zhì)交換，進(jìn)行血液透析治療時(shí)，要將準(zhǔn)備好的透析液與血液分別置于半透膜的兩側(cè)，利用膠體的滲透作用，迅速進(jìn)行膜兩側(cè)的物質(zhì)交換，緩解腎功能衰竭導(dǎo)致酸中毒、高尿素氮等血液中毒癥狀。

三、膠體的聚沉

膠體顆粒體積較小，有較大的表面積，因此，膠粒有較強(qiáng)的吸附性，能吸附離子或分散系中其他成分（包括同種物質(zhì)的粒子），當(dāng)膠體聚集成較大顆粒后，就會(huì)從分散劑中析出，變?yōu)槌恋恚@個(gè)過(guò)程稱(chēng)為聚沉。在一般狀態(tài)下膠體是穩(wěn)定的，原因在于同種膠體粒子吸附的粒子電性相同，并且分散劑粒子使膠體粒子作布朗運(yùn)動(dòng)，但只要打破由以上兩點(diǎn)形成的平衡，膠體就會(huì)發(fā)生聚沉。

膠體的聚沉應(yīng)用非常廣泛，可以說(shuō)涉及日常生活的大部分領(lǐng)域。

可以說(shuō)我們幾乎每天都離不開(kāi)膠體而生活，日常生活中，利用膠體的這種性質(zhì)，可以制作許多美味的食品，最著名的就是各式各樣的豆腐，以及動(dòng)物血制品。說(shuō)起豆腐，大家一定都不陌生，我國(guó)宋代就有關(guān)于豆腐的記載。以豆腐為原料的菜肴，如豆花、臭豆腐等作為聞名小吃，深受廣大人民喜愛(ài)。但你知道，豆腐究竟是怎么制作成的嗎？這里，就用到了膠體的聚沉性質(zhì)。制作豆腐工序主要為榨豆?jié){、點(diǎn)豆?jié){、壓豆腐，其中最重要的步驟便是點(diǎn)豆?jié){：先將已焙燒的石膏磨成石膏粉，加水調(diào)漿（也有用鹵水的）后倒入煮好的豆?jié){中，攪拌均勻后靜置一段時(shí)間后，豆?jié){就會(huì)由液態(tài)變成固態(tài)凝膠狀的豆腐了。為何加入石膏漿或鹵水后液態(tài)的豆?jié){就會(huì)變成豆腐了呢？原因就在于豆?jié){中最豐富的植物蛋白質(zhì)。由于豆?jié){中蛋白質(zhì)分子使豆?jié){具有膠體的性質(zhì)，利用鹵水中的電解質(zhì)（主要有二氯化鎂）中和蛋白質(zhì)膠體粒子所帶電荷，蛋白質(zhì)就會(huì)發(fā)生聚沉，再進(jìn)行后續(xù)加工，豆腐便制作成功了。

除了在食品行業(yè)中膠體有驕人的表現(xiàn)，膠體的聚沉性質(zhì)，還有凈水的功能。在二十世紀(jì)的很長(zhǎng)一段時(shí)間里，利用明礬改變水質(zhì)的手段被廣泛應(yīng)用，一桶混濁不堪的水只要加入明礬攪拌片刻后，就會(huì)以肉眼可見(jiàn)的速度清澈起來(lái)。明礬（十二水合硫酸鋁鉀）以及高鐵酸鹽都能通過(guò)金屬離子水解形成膠體，吸附水中的泥沙以及其他雜質(zhì)，既能凈化水源，還可達(dá)到一定的消毒作用。膠體的這種強(qiáng)吸附性在工業(yè)上還可用來(lái)吸附色素，從而達(dá)到褪色的作用。

膠體的聚沉性質(zhì)在地理上也有所體現(xiàn)，我國(guó)長(zhǎng)三角、珠三角的形成也有膠體的功勞。在河流與大海的交接處，大量泥沙隨河流流入海洋時(shí)，海水中陽(yáng)離子與泥沙微粒中所帶的負(fù)電荷發(fā)生中和反應(yīng)，膠體狀態(tài)發(fā)生改變，泥沙就沉積在出?？?，長(zhǎng)期的累積就形成了平原與島嶼。

四、膠體的帶電性

膠體大都帶電，在外加電場(chǎng)的作用下，膠體粒子于分散劑中能向電極做定向移動(dòng)，這就是膠體的電泳。

在醫(yī)學(xué)上，電泳常用來(lái)分離氨基酸與蛋白質(zhì)作為患病的參考，血清蛋白電泳在肝腎疾病及某些腫瘤的診斷方面有重要應(yīng)用。因人體血液本身就是膠體，血清中含有各種蛋白質(zhì)成分，其等電點(diǎn)與分子形態(tài)的不同，電泳速度各異，就可利用電泳將各種蛋白質(zhì)分離區(qū)分開(kāi)來(lái)，從而通過(guò)分析血清蛋白的變化達(dá)到診斷病癥與評(píng)估預(yù)后的目的。

在農(nóng)業(yè)上，膠體的電泳應(yīng)用同樣十分廣泛，土壤本身是一種帶負(fù)電荷的膠體，其中的許多物質(zhì)如黏土、腐殖質(zhì)等以膠體形式存在，能吸引鉀、鈣、銨、鈉等營(yíng)養(yǎng)離子，具有保肥能力，為植物的正常生長(zhǎng)保駕護(hù)航。

參考文獻(xiàn)：

余慧芝.試論膠體知識(shí)在生活中的應(yīng)用[J].新校園（學(xué)習(xí)版），2012（12）.