把牛奶倒进杯子里，白色液体混合得十分均匀，看起来就像有什么东西完全溶解在里面。但牛奶中的脂肪和蛋白质并不像盐溶于水那样以一个个分子的形式分散，而是以极小的团块状态悬浮在水中。这些团块小到即使放置很久也不容易沉淀。
像这样既不是溶解、也不会沉淀的中间状态的混合物，称为“胶体（Colloid）”。简单来说，胶体是指肉眼看不见的微小粒子均匀分散并悬浮在另一种物质中的状态。牛奶、蛋黄酱、果冻、雾等我们身边常见的物质中，有相当多都属于胶体。
本文将依次介绍什么是胶体、它与溶液有何不同、我们生活中有哪些胶体、用光照射时出现的丁达尔效应是什么，以及刻意让胶体粒子聚集起来的方法。
看似溶解却未溶解的混合物世界
什么是胶体
胶体是按粒子大小来区分的一类混合物。
（1）介于溶液与悬浊液之间
像盐水那样，物质以离子或分子为单位溶解的称为溶液；像泥水那样，大颗粒悬浮一阵后会沉下去的称为悬浊液。胶体介于两者之间，其粒子比溶液中的大得多，但又小到不会自行沉淀。
（2）1纳米到1微米
国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）将分散粒子至少在一个方向上的尺寸大约在1纳米到1微米之间的情况视为胶体状态。不过，这一界限并非严格标准，而是会因性质不同而略有变化的大致范围。
（3）源自“胶”的名称
“胶体”这一名称是英国化学家托马斯·格雷姆（Thomas Graham）于1861年提出的。他把胶、明胶等难以透过膜、扩散缓慢的物质单独归为一类，并取意为“胶”的希腊语kolla为其命名。
- 分散质（Dispersed Phase）：分散悬浮在胶体中的微小粒子。
- 分散剂（Dispersion Medium）：容纳粒子的基础物质，如水或空气。
我们身边的胶体
根据分散质和分散剂的不同，胶体会呈现出多种形态。
- 溶胶（Sol）：固体粒子分散在液体中并能流动的状态，墨汁和颜料等属于此类。
- 凝胶（Gel）：粒子像网一样相连、把液体锁在其中而凝固的状态，果冻、凉粉（韩式淀粉冻）和豆腐是典型例子。
- 乳状液（Emulsion）：一种液体的液滴分散在另一种液体中的状态，牛奶和蛋黄酱属于此类。
- 泡沫（Foam）：气体被包裹在液体或固体中的状态，鲜奶油和海绵就是例子。
- 气溶胶（Aerosol）：微小液滴或固体粒子悬浮在气体中的状态，雾和烟是典型例子。
同样是胶体，性质却如此多样，因此有关胶体的知识被广泛用于调节食物口感，以及让化妆品和药物混合均匀。
显现光路的丁达尔效应
胶体中的粒子虽然肉眼看不见，但用光一照，它们的存在就会显现出来。
（1）光路为何清晰可见
在暗室里分别用激光笔照射盐水和稀释的牛奶，盐水中几乎看不到光经过的路径，而稀释的牛奶中却能清楚地看到一道光束。这是因为胶体粒子会把光向四面八方散射，这种现象称为丁达尔效应（Tyndall Effect）。
（2）丁达尔的烟雾实验
这一名称来自19世纪英国物理学家约翰·丁达尔（John Tyndall）。他在19世纪60年代让光穿过充满烟雾的管子进行实验，观察到从侧面看管子时光呈蓝色，从另一端看时则呈红色。
（3）观察看不见的粒子的显微镜
1902年，里夏德·席格蒙迪（Richard Zsigmondy）和亨利·西登托普夫（Henry Siedentopf）利用这一原理制成了超显微镜（Ultramicroscope）。它不是直接看粒子本身，而是从侧面观察粒子散射的光，因此能观察到普通显微镜看不到的胶体粒子，席格蒙迪也因此获得了1925年诺贝尔化学奖。
让胶体聚集的方法
胶体能长时间保持分散是有原因的，只要消除这个原因，就能刻意让粒子聚集起来。
（1）相互排斥的粒子
胶体粒子表面往往带有同种电荷，彼此靠近时会相互排斥。再加上水分子不断撞击粒子、使其四处晃动的布朗运动，粒子既不容易聚集，也不容易沉淀。
（2）盐造成的凝聚
向胶体中加入富含离子的物质后，粒子表面的电荷被屏蔽，粒子便会彼此粘在一起，这称为凝聚。在豆浆中加入卤水制作豆腐，以及河水携带的泥沙遇到海水后在河口沉积，也都与这一现象有关。
（3）让水变清的混凝剂
在自来水厂，由于水中极细小的泥土颗粒不易沉淀，会加入明矾等混凝剂。这样，小颗粒就会相互聚集成大团块，待团块沉淀后再过滤掉，水就变清了。
胶体是由既不溶解也不沉淀的微小粒子形成的独特状态，它藏在一杯牛奶、一个雾蒙蒙的早晨和一块豆腐之中。只要理解粒子的大小和电学性质，人们就能亲自选择是让物质混合还是让它聚集。
知道看似透明的物质中也可能悬浮着看不见的粒子，正是理解混合物隐藏结构的化学思维的第一步。
