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浅谈高中化学《胶体》学习中如何领悟方法提高能力

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高李靓洁修明磊

摘要：化学是一门以实验为基础的学科，在与物理学、生物学、地理学、天文学等学科的相互渗透中，得到了迅速的发展，也推动了其他学科和技术的发展.本文从善于利用实验获取证据，基于证据推理理解知识、注重宏观与微观的结合、善于打破思维定势，透过现象看本质三个方面探讨了如何在学习高中化學胶体知识的同时，领悟方法，提高能力.

关键词：胶体学习方法高中化学

在化学科学漫长的发展过程中，不仅积累了丰富的化学知识，更积淀了化学家们认识物质、改造物质和应用物质的思想观点、科学方法、思维方式等.高中化学学习不仅是化学知识的获得，更要有对这些思想、观点、方法的领悟.

胶体知识是高中化学必修1的内容，从知识点上看，它包括胶体的本质特征、丁达尔现象、聚沉等胶体的性质.如何学好这些知识，并且在学习知识同时领悟其中蕴含的科学观念和思维方法，下面笔者谈谈自己在学习中的体会.

一、善于利用实验获取证据，基于证据推理理解知识

化学是一门以实验为基础的自然科学，它起源于实验又依赖于实验.化学实验能够为学生认识元素化合物知识、学习化学概念和理论提供“事实证据”，在胶体学习中要善于利用实验获取证据，进而基于证据进行推理以达到对知识的理解，而不是机械记忆.其中在以下内容的学习过程中可以利用这个方法.

1.胶体的本质特征的学习.胶体的本质特征是分散质粒径介于1nm-100nm之间这个知识点，如果只是机械地记住结论，容易产生这样的困惑：为什么分散质粒径介于1nm-100nm之间就是胶体？这个标准是如何确立的？确立的依据是什么？而这些困惑如果不解决，则很难将知识进行灵活运用，所以，在胶体本质特征的学习中需要充分利用实验获取证据.

例如，用孔径为100nm的滤纸分别过滤泥水（浊液）、豆浆（胶体）和食盐水（溶液），然后向盛豆浆滤液的烧杯中加入双缩脲试剂，向盛食盐水滤液的烧杯中加入硝酸酸化的AgNO3溶液.通过观察盛豆浆滤液的烧杯中出现紫色和盛食盐水滤液的烧杯中出现白色沉淀这样的实验事实，推理得出：胶体和溶液的分散质粒径都小于100nm.然后，将孔径为100nm的滤纸换成孔径为1nm的半透膜再次分别过滤豆浆和食盐水，同样向盛豆浆滤液的烧杯中加入双缩脲试剂，向盛食盐水滤液的烧杯中加入硝酸酸化的AgNO3溶液.通过观察盛豆浆滤液的烧杯中并未出现紫色，而盛食盐水滤液的烧杯中依然出现白色沉淀这样的实验事实，推理得出：胶体的分散质粒径大于1nm，而溶液的分散质粒径小于1nm.

将两次对比实验获得的数据进行整合，就很容易理解胶体不同于溶液和浊液的本质特征是分散质粒径介于1nm-100nm之间.

2.丁达尔现象的学习.当一束光线透过胶体，从入射光垂直方向可以观察到出现的一条光亮的“通路”，这种现象叫丁达尔现象.如果不是亲眼看到实验现象，很难想象出这个“光亮的光通路”是什么样子，而实验就是解决这个问题的最好办法，这个实验甚至可以在家中完成.具体实验过程如下：用激光笔照射淀粉、豆浆等胶体，然后同样的方法分别照射泥水、食盐水、糖水，观察现象，进行对比.这样，通过用可见光照射胶体和溶液、浊液的实验做对比，有助于学生加深对丁达尔现象的认识.

3.聚沉的学习.胶体的聚沉是指向胶体中加入电解质溶液时，其中的阳离子或阴离子能中和胶体粒子带的电荷，从而使分散质聚集成较大颗粒而析出的现象.如果没有恰当的实验现象做支持，记住胶体聚沉的定义是比较困难的.此时，如果能够借助一个实验进行类比，则会容易得多.

例如，可以进行模拟“卤水点豆腐”实验：向豆浆里加入氯化镁或硫酸钙溶液，可以观察到豆浆里有沉淀样的物质析出.然后将这个实验中的“豆浆”“氯化镁或硫酸钙溶液”和“沉淀样物质析出”分别类比胶体聚沉定义中的“胶体”“电解质溶液”和“较大颗粒而析出”，有了具体的实验事实支撑，则聚沉的理解就容易多了.

二、学习过程中注重宏观与微观的结合

化学的鲜明特点之一是从微观角度揭示物质的组成、结构、性质、变化的本质.因此，学习化学要树立微观概念，善于把宏观现象与微观本质联系起来，学会从宏观和微观相结合的视角去分析问题和解决问题.

例如，胶体的丁达尔现象、聚沉等是我们的眼睛能够直接看到的宏观现象，而胶体的分散质粒径介于1nm-100nm之间则是微观本质.二者之间并不是互相独立的，相反，宏观现象和微观本质之间有着必然的联系.具体表现在：一方面，胶体之所以具有丁达尔现象、聚沉、电泳等宏观性质，根本原因就在于其分散质粒径介于1nm-100nm之间这一微观本质，换句话说，胶体的性质是其微观本质的宏观表现;另一方面，胶体不同于溶液、浊液的本质区别是其分散质粒径的大小，制备胶体的本质依据就是想办法控制分散质粒径的大小范围在1nm-100nm之间，也就是说胶体的本质特征是其制备方法的依据.

认识到胶体的宏观现象与微观实质之间的关系，有助于增进各个知识点之间的有机联系，使知识点之间的关系不再零散，而相互联系的知识有助于在解决问题时灵活提取和运用.

三、善于打破思维定势，透过现象看本质

受传统学习方式的影响，氯化钠可以配成溶液，氯化银是沉淀，这些观点在学生心中可以说是根深蒂固的.而实际上，只要控制分散质粒径介于1nm-100nm之间，也可以制备出氯化钠胶体和氯化银胶体.

例如，向2mL-3mL的无水乙醇中加入一滴饱和食盐水，充分震荡，可以得到氯化钠胶体;而向质量分数为0.01%的NaCl溶液中缓慢滴加质量分数为0.01%的AgNO3溶液，则可以制备出氯化银胶体.这是为什么呢？还是要回到胶体本质特征的认识上，胶体的本质特征是分散质粒径在1nm-100nm之间，也就是说，如果能够保证分散质的粒径落在1nm-100nm之间，那么溶液可以制成胶体，浊液也可以制成胶体.

又如，教材或习题中经常将豆浆和淀粉作为胶体的典型代表来使用，所以我们也习惯于想当然地认为豆浆和淀粉有丁达尔现象，但是实验证明新鲜豆浆和浓度过高的淀粉并无明显的丁达尔现象，以下是关于豆浆和淀粉丁达尔现象的实验探究.

1.豆浆丁达尔现象的实验探究.

（1）实验药品和仪器：新鲜豆浆、蒸馏水、烧杯、量筒、玻璃棒、激光笔.

（2）实验过程：

①不同稀释比例豆浆的配制.

量取新鲜豆浆50 mL于容积为100 mL烧杯中，加入50 mL蒸馏水稀释，配制成稀释比为1∶1的豆浆溶液，依次将豆浆和蒸馏水按照1∶4、1∶10、1∶50、1∶100、1∶200、1∶500、1∶1000的比例进行稀释，得到不同浓度的豆浆.

②丁达尔现象的测试.

用激光笔照射不同稀释比例的豆浆，在垂直入射光方向观察光路照射情况，记录实验现象;通过观察豆浆的外观状态及光路的清晰程度对实验现象进行评估.

（3）结果与讨论：

图1为不同稀释比例下用激光笔照射豆浆的情况.从图1a中可以看出，纯豆浆用激光笔照射无光路出现;图1b、c、d分别为稀释比1∶4、1∶10、1∶50时的豆浆，可以看出依然无明显的光路出现;从图1e可以看出，当稀释比例达到1∶100时，用激光笔照射出现一半的光路;继续增大稀释比至1∶150、1∶200、1∶500时，如图1f、g、h所示，可观察到烧杯中出现清晰明亮的光路;从图i中可以看出，当继续增大稀释比至1∶1000时，用激光笔照射依然可观察到清晰的光路，但此时豆浆的外观特征已变得不明显.由上述实验现象可知，稀释比例对豆浆的丁达尔现象有一定的影响.

（4）实验结论：

从实验结果来看，当稀释比例低于1∶150时，豆浆的丁达尔现象不明显;稀释比例达到1∶150时，用光照射豆浆开始出现清晰的光路;1∶200时，丁达尔现象明显.随着稀释比例的增加，光路逐渐清晰明亮，当稀释比例达到1∶1000时，豆浆的丁达尔现象依旧明显，但此时豆浆的外观特征已变得不明显.

2.淀粉丁达尔现象的实验探究.

（1）实验药品和仪器：可溶性淀粉、蒸馏水、托盘天平、烧杯、量筒、玻璃棒、激光笔.

（2）实验过程：实验过程基本与探究豆浆的丁达尔效应相同，不同之处在于分别配制1∶2、1∶10、1∶50、1∶100、1∶300、1∶500、1∶1000、1∶2000的淀粉与水混合物（以下简称“混合物”）.

（3）结果与讨论：图2为不同稀释比例下用激光笔照射淀粉与水混合物的情况.从图2a、b中可以看出，当稀释比为1∶2、1∶10时，得到的混合物用激光笔照射无光路出现;当稀释比为1∶50、1∶100、1∶300、1∶400时，如图2c、d、e、f所示，用激光笔照射出现一半光路;从图2g可以看出，当稀释比例达到1∶500时，用激光笔照射出现一条清晰的光路;继续增大稀释比至1∶1000时，如图2h所示，可观察到烧杯中出现清晰明亮的光路;从图2i中可以看出，當继续增大稀释比至1∶2000时，用激光笔照射出现的光路变得不清晰，此时混合物因为浓度过低，也难以从外观上进行辨别.由上述实验现象可知，稀释比例对淀粉的丁达尔现象有一定的影响.

（4）实验结论：

从实验结果来看，当稀释比例达到1∶500时，用光照射淀粉混合物开始出现清晰的光路，随着稀释比例的增加，光路逐渐清晰明亮，丁达尔现象逐渐明显，当稀释比例达到1∶2000时，光路又开始变弱，而且从外观特征上看不出是淀粉混合物.

综合以上实验结果可知，豆浆的稀释比例在1∶200到1∶500之间时丁达尔现象明显，淀粉的稀释比例1∶500到1∶1000之间丁达尔现象明显，而并非任意浓度的豆浆和淀粉都有丁达尔现象.

以上事实告诉我们：化学的学习不能浮于表面，要具有探究精神，善于打破思维定势，透过现象看本质，这样才能真正领悟化学科学的魅力，提高解决问题的综合能力.

参考文献：

[1]毕华林，万延岚. 化学的魅力与化学教育的挑战. 化学教学，2016（8）

[2]保志明. 理性思维帮助形成基本观念—“分散系及其分类”的教学与思考. 中学化学教学参考，2012（4）

[3]赵匡华. 化学通史. 北京：高等教育出版社，1990

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