Thực hành Hóa lý hóa keo: Điều chế một số hệ keo

Bài 3: ĐIỀU CHẾ MỘT SỐ HỆ KEO
I. Câu hỏi chuẩn bị
1. Định nghĩa dung dịch keo?
Hệ keo là hệ đã phân tán của một tướng phân tán trong một mơi trường phân tán. Về mặt
kích thước của hạt keo từ 10-7 10-5 cm.
2. Phân loại dung dịch keo? Các phương pháp điều chế dung dịch keo?
* Dung dịch keo thường chia thành hai loại:
- Keo ưa dung môi: là hệ keo có các hạt của tướng phân tán có thể tương tác với môi
trường phân tán tạo chất solvat. Ví dụ: dung dịch albumin, gelatin trong nước; xà phịng.
các chất tẩy rửa hòa tan trong nước; cao su trong benzen
- Keo kị dung mơi: là hệ keo có các hạt của tướng phân tán không tương tác với môi
trường phân tán. Ví dụ: Parafin ghét nước nhưng ưa benzen. Keo kị dung mơi điều chế
khó hơn, cần phải có một cơng bên ngồi tác dụng vào.
* Các phương pháp điều chế dung dịch keo:
- Keo ưa dung môi thường được điều chế bằng cách đun nóng hịa tan chất phân tán vào
môi trường phân tán.
- Dung dịch keo kị lỏng thường được điều chế theo hai cách:
+ Cách 1: đi từ hệ thơ thì gọi là phương pháp phân tán (tức chia nhỏ hệ thơ đến kích
thước hạt keo), có nhiều cách như:
+ Phân tán bằng cơ học: phải dùng một cơng cơ học bên ngồi để tác động như là
đập, nghiền, khuấy…
+ Phân tán bằng điện học: dùng hồ quang điện.
+ Phân tán bằng siêu âm: dưới tác dụng của sóng siêu âm vật chất bị rạn nứt thành
hạt keo.


+ Phân tán bằng phương pháp keo tán (sự pepti hóa): phương pháp pepti hóa là
phương pháp chuyển gel hay tủa keo thành dung dịch keo nhờ tác dụng của các
chất hấp phụ trên bề mặt các tiểu phân làm cho chúng rời xa nhau.
+ Cách 2: đi từ các hệ có kích thước nhỏ hơn bằng phương pháp ngưng tụ các phân tử,
ion thành hạt có kích thước hạt keo. Có nhiều cách ngưng tụ:

+ Dựa vào các phản ứng hóa học
+ Dựa vào phương pháp thay thế dung môi là phương pháp làm ngưng tụ các ion
hay phân tử trong một dung dịch thích hợp bằng cách thay dung mơi hịa tan đó
bằng một dung mơi khác khơng hịa tan.
II. Kết quả
1. Trình bày q trình hình thành và đặc điểm cấu tạo của hạt keo?
Hạt keo gồm một nhân và có lớp điện kép bao quanh.
- Nhân: Có cấu trúc tinh thể và khơng tan trong mơi trường phân tán, được tạo nên từ sự
tổ hợp của rất nhiều phân tử hay nguyên tử.
- Lớp điện kép:
+ Lớp ion quyết định thế hiệu: Trên bề mặt nhân, một số ion trong dung dịch (trong môi
trường phân tán) bị hấp phụ theo quy tắc hấp phụ chọn lọc, ưu tiên hấp phụ đối với các
hợp phần tương tự với hạt keo. Các ion này tạo thành lớp ion quyết định thế hiệu. Lớp
này quyết định hạt keo mang điện tích âm hay dương.
+ Lớp ion nghịch hấp phụ: Vì lớp ion quyết định thế hiệu mang điện tích nên có thể thu
hút một số ion ngược dấu với nó tạo thành lớp ion nghịch hấp phụ. Các ion này bị hút
mạnh và liên kết chặt chẽ với lớp ion quyết định thế hiệu.
+ Lớp ion nghịch khuếch tán: Một số ion ngược dấu còn lại bị hạt keo hút một cách yếu
ớt nên chuyển động tương đối tự do, được gọi là lớp ion nghịch khuếch tán. Tổng điện
tích của các ion nghịch trong hai lớp hấp phụ và khuếch tán bằng điện tích của ion quyết
định thế hiệu. Do đó, micelle keo trung hịa về điện.
2. Quan sát và cho nhận xét về các hệ keo đã điều chế


Thí nghiệm 1
- Dung dịch keo hồ tinh bột trong mờ.
Thí nghiệm 2
- Sau khi lắc kỹ, dung dịch keo albumin trứng trong mờ, có bọt.
Thí nghiệm 3
- Sau khi đun, dung dịch keo gelatin có độ nhớt cao, trong suốt.

Thí nghiệm 4
- Dung dịch keo lưu huỳnh trong mờ.
- Lưu huỳnh tan trong rượu tuyệt đối nhưng lại không tan trong nước. Khi thêm dung dịch
lưu huỳnh bão hòa trong rượu vào nước, độ rượu giảm, làm độ tan của lưu huỳnh giảm.
Các phân tử lưu huỳnh kết hợp lại tạo thành những tiểu phân có kích thước lớn hơn, phân
tán trong mơi trường mới và hình thành hệ keo lưu huỳnh.
Thí nghiệm 5
- Dung dịch keo lưu huỳnh trong mờ.
- Khi cho Na2S2O3 phản ứng với H2SO4, xảy ra như sau:
3Na2S2O3 + 3H2SO4 3H2S2O3 + 3Na2SO4
2H2S2O3 + 2H2O → 2H2S + 2H2SO4
H2S2O3 → S + SO2 + H2O
2H2S + SO2 → 3S + 2H2O
⇒ 3Na2S2O3 + 3H2SO4 → 4S + 3Na2SO4 + H2O
- Khi nhỏ từng giọt Na2S2O3 vào cốc thủy tinh chứa H2SO4, khuấy đều ta thu được dung
dịch đặc sệt màu vàng nhạt là do hình thành kết tủa lưu huỳnh, có hiện tượng sủi bọt do
giải phóng khí H2S và SO2.
- Sau khi thêm nước cất vào, đun sôi cách thủy. Để nguội và lọc thu được dung dịch keo
lưu huỳnh trong mờ.


Thí nghiệm 6
- Dung dịch keo Fe(OH)3 trong suốt, màu đỏ thẫm.
- Keo Fe(OH3) được điều chế từ phản ứng thủy phân FeCl3
FeCl3 + 3H2O ⇄ Fe(OH)3 + 3HCl
Chất làm bền là FeOCl hình thành trong quá trình thủy phân khơng hồn tồn FeCl 3 theo
phản ứng:
FeCl3 + H2O → FeOCl + 2HCl
FeOCl ⇄ FeO+ + ClFeO+ hấp phụ trên bề mặt nhân là ion quyết định thế hiệu, ion Cl- sẽ là ion nghịch. Tổ hợp
nhân và các ion quyết định thế hiệu gọi là nhân mixen.

Công thức cấu tạo keo sắt
m[Fe(OH)3]. nFeO+ . (n-x)Cl-. xClNhân là Fe(OH)3, ion FeO+ là ion quyết định thế hiệu, ion Cl- là ion nghịch.
Thí nghiệm 7
- Dụng dịch keo xanh phổ trong suốt, màu xanh đậm.
- Kết tủa màu xanh đậm do xảy ra phản ứng:
4FeCl3 + 3K4[Fe(CN)6] Fe4[Fe(CN)6)]3 + 12KCl
- Sau đó, nhỏ axit oxalic (H2C2O4) vào tủa keo xanh phổ Fe4[Fe(CN)6)]3, ion oxalate
C2O42- sẽ hấp phụ lên bề mặt tiểu phân, các tiểu phân trở nên tích điện âm bởi các ion
C2O42- và sẽ đẩy nhau, giúp các hạt keo tách ra khỏi tủa và di chuyển qua giấy lọc hình
thành hệ keo.