膠體溶液的特性與應用：廷得耳效應、布朗運動與凝聚全解析｜莫斯利
已更新：10月29日
在高中選修化學中，「膠體溶液的特性與應用」是化學考題中非常熱門的重點。從會發光的廷得耳效應、微觀的布朗運動，到工業上常見的靜電除塵與淨水原理，本篇講義帶你一次徹底搞懂膠體溶液的核心考點與指考經典題！
一、膠體溶液的三大核心特性
1. 廷得耳效應 (Tyndall effect)：
由英國的廷得耳於 1871 年所提出。當光線通過膠體溶液時，因為分散質的粒子會使光線散射，顯現出一條光亮的通路，此現象稱為廷得耳效應。
2. 布朗運動 (Brownian motion)：
由英國的植物學者布朗於 1827 年所提出。當光線通過膠體溶液時，若以顯微鏡在垂直於光線的方向觀察，可以看見分散質的粒子形成無數光點，並且不停地作無固定方向的快速運動。
成因：在同一時間內，分散質的粒子受到許多分散媒粒子的碰撞，因各方向的力量不平衡而造成。（真溶液的溶質也有相同的受力情形，但其粒子小，不易使光線散射，所以不容易觀察到）
3. 膠體粒子帶電荷：
分散質的表面經常帶電荷，主要是由於粒子吸附存在於溶液中的離子所致，且帶同種電荷而互相排斥不沉澱（凝聚）。
a. 金屬的氫氧化物或氧化物常帶正電荷。
b. 硫化物常帶負電荷。
二、膠體粒子的凝聚方式
a. 電泳：通電使膠體粒子移動至相反的電極上，因電荷中和而沉澱。
b. 凝析：加入電解質，其解離出帶電離子而中和膠體粒子而沉澱。
（電解質所帶電荷愈大，凝聚力愈強）
三、膠體溶液的生活與工業應用
食品應用：製作不同風味的食品，如豆花、鹹豆漿、乳酪等。
日常用品：應用於墨水、油漆、化妝品等日用品，適當的改變溶液中膠體粒子的濃度，可以改變溶液的塗抹效果。
工業除塵：在工廠的煙囪上加裝靜電板，以除去大量帶電的灰塵粒子。（電視機的鏡面常有靜電積存於上，一段長時間後，鏡面沉積一層灰塵）
醫療洗腎：當血液通過半透膜時，血中的蛋白質、核甘酸、細胞等大分子留在血液中，而電解質與有毒小分子通過半透膜而與乾淨的血液分離。
水的淨化：加入鋁鹽（例如明礬）以將水中其他膠體粒子上的負電荷中和而沉澱。
地理現象：河川的入海口常形成三角洲，是因為膠體溶液的凝聚。
四、指考經典例題演練與詳細解析
【題目】
直徑在 10－7～10－9 公尺的粒子所構成的溶液稱為膠體溶液。下列有關膠體溶液性質的敘述，何者正確？
(A) 膠體粒子間相互碰撞而造成布朗運動 (B) 膠體溶液通電可促使膠體凝聚 (C) 在膠體溶液中加入少許電解質，可防止膠體凝聚 (D) 廷得耳效應是因膠體粒子散射光線造成 (E) 通常膠體粒子可吸附溶液中的離子而帶電荷，故易分散於水溶液中
【詳細解題步驟】
步驟一：逐一檢視各選項觀念
(A) 錯誤：布朗運動的成因是分散媒（水分子等）不斷隨機碰撞分散質粒子所造成的，並非膠體粒子彼此互撞。
(B) 正確：利用「電泳」原理，膠體粒子帶同種電荷，通電後會向相反電極移動並在電極處因電荷中和而凝聚沉澱。
(C) 錯誤：在膠體溶液中加入電解質，其釋放的離子會中和膠體粒子的電荷，反而會加速膠體發生凝析（凝聚），而非防止凝聚。
(D) 正確：廷得耳效應正是因為膠體粒子粒徑大到足以散射光線，使側面觀察到明亮光徑。
(E) 正確：膠體粒子表面會選擇性吸附溶液中的特定離子而帶電荷，同種電荷互斥使粒子不會互相聚集沉澱，因此能安定的分散在水溶液中。
正確答案：(B)、(D)、(E)
💡 莫斯利重點整理：解題核心心法
布朗運動是分散媒在撞：考題最愛陷阱之一是說「膠體粒子互相碰撞」，記住是外圍的分散媒分子撞擊分散質才造成布朗運動。
電解質會導致凝析：加入電解質會破壞膠體電荷平衡而使之沉澱凝聚，切記加電解質不會保護膠體。