淺談膠體性質在生活中的應用

陳志洲

摘 要：膠體所具有的性質在人類生產生活相關領域有重要的應用，主要介紹膠體性質在日常生活中的運用。

關鍵詞：膠體性質；生活；運用

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。膠體在人類的生命、生活、生產中扮演著重要角色，并與自然環境息息相關。膠體的特性時常應用于我們日常生活與工農業生產中，還產生了物理化學的新分支——膠體化學。相信隨著科技進步與研究的深入，膠體的應用將在軍事、醫藥衛生、工農業生產等領域有更大范圍、更深層次的發展。

膠體又稱膠狀分散體，是分散質中的分散劑粒子，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，膠體具有介穩性。膠體按分散劑不同分固溶膠、液溶膠與氣溶膠三類。分散劑分別為固態、液態、氣態物質，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，根據分散質的種類，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，這些性質在人類生活中如醫藥衛生、食品工業、農業中被廣泛應用。

一、丁達爾效應

我們在文學作品經常見到類似“陽光從樹葉縫隙中灑下”“太陽光從厚厚的云層下鉆出來，形成一道道光柱”的語句，太陽光通過樹葉照射下來，或透過云層，人們肉眼看到光是一束束的，其實，這是膠體性質的一種表現——丁達爾效應。為什么會產生這種自然現象呢？原來，當光通過膠體時，會出現光亮的通路。空氣中分散著大小不等的固體顆粒，當顆粒的大小在1～100nm之間時，膠體粒子能夠對射入膠體的光產生散射，部分光被散射進入我們的眼睛，從側面看時，我們就看到了明亮的“光路”。在日常生活當中，我們可以通過是否有丁達爾效應來辨別膠體。

二、膠體的滲析作用

近年來，膠體的該性質在醫學上的研究成果，令無數在死亡線上掙扎的人們重獲新生。膠體能通過一般的濾紙，卻無法通過半透膜，而人體的血液、組織液等都是含水的膠體。臨床上，運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，能阻止膜兩側的大分子如蛋白質、多肽等物質通過，卻能使小分子如各種離子、尿素等在兩側進行物質交換，進行血液透析治療時，要將準備好的透析液與血液分別置于半透膜的兩側，利用膠體的滲透作用，迅速進行膜兩側的物質交換，緩解腎功能衰竭導致酸中毒、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，膠粒有較強的吸附性，能吸附離子或分散系中其他成分（包括同種物質的粒子），當膠體聚集成較大顆粒后，就會從分散劑中析出，變為沉淀，這個過程稱為聚沉。在一般狀態下膠體是穩定的，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動，但只要打破由以上兩點形成的平衡，膠體就會發生聚沉。

膠體的聚沉應用非常廣泛，可以說涉及日常生活的大部分領域。

可以說我們幾乎每天都離不開膠體而生活，日常生活中，利用膠體的這種性質，可以制作許多美味的食品，最著名的就是各式各樣的豆腐，以及動物血制品。說起豆腐，大家一定都不陌生，我國宋代就有關于豆腐的記載。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。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。制作豆腐工序主要為榨豆漿、點豆漿、壓豆腐，其中最重要的步驟便是點豆漿：先將已焙燒的石膏磨成石膏粉，加水調漿（也有用鹵水的）后倒入煮好的豆漿中，攪拌均勻后靜置一段時間后，豆漿就會由液態變成固態凝膠狀的豆腐了。為何加入石膏漿或鹵水后液態的豆漿就會變成豆腐了呢？原因就在于豆漿中最豐富的植物蛋白質。由于豆漿中蛋白質分子使豆漿具有膠體的性質，利用鹵水中的電解質（主要有二氯化鎂）中和蛋白質膠體粒子所帶電荷，蛋白質就會發生聚沉，再進行后續加工，豆腐便制作成功了。

除了在食品行業中膠體有驕人的表現，膠體的聚沉性質，還有凈水的功能。在二十世紀的很長一段時間里，利用明礬改變水質的手段被廣泛應用，一桶混濁不堪的水只要加入明礬攪拌片刻后，就會以肉眼可見的速度清澈起來。明礬（十二水合硫酸鋁鉀）以及高鐵酸鹽都能通過金屬離子水解形成膠體，吸附水中的泥沙以及其他雜質，既能凈化水源，還可達到一定的消毒作用。膠體的這種強吸附性在工業上還可用來吸附色素，從而達到褪色的作用。

膠體的聚沉性質在地理上也有所體現，我國長三角、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，海水中陽離子與泥沙微粒中所帶的負電荷發生中和反應，膠體狀態發生改變，泥沙就沉積在出海口，長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，在外加電場的作用下，膠體粒子于分散劑中能向電極做定向移動，這就是膠體的電泳。

在醫學上，電泳常用來分離氨基酸與蛋白質作為患病的參考，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用。因人體血液本身就是膠體，血清中含有各種蛋白質成分，其等電點與分子形態的不同，電泳速度各異，就可利用電泳將各種蛋白質分離區分開來，從而通過分析血清蛋白的變化達到診斷病癥與評估預后的目的。

在農業上，膠體的電泳應用同樣十分廣泛，土壤本身是一種帶負電荷的膠體，其中的許多物質如黏土、腐殖質等以膠體形式存在，能吸引鉀、鈣、銨、鈉等營養離子，具有保肥能力，為植物的正常生長保駕護航。

參考文獻：

余慧芝.試論膠體知識在生活中的應用[J].新校園（學習版），2012（12）.