Chương 8: Hóa keo ppt

ThS. NGUYEN HUU SON
HÓA KEO
CHƯƠNG 8
1.1. Hệ phân tán
•
Chất phân tán
•
Môi trường phân tán
Người ta chia hệ phân tán làm 2 loại
•
Hệ đồng thể
•
Hệ vi dị thể
Độ phân tán
1
D
a
=
1. MỘT SỐ KHÁI NiỆM
1.2. Phân loại hệ phân tán
a. Phân loại dựa trên trạng thái tập hợp của các pha
•
Nếu môi trường phân tán là rắn: Xerosol
–
R/R: bê tông
–
L/R: tế bào, trái cây
–
K/R :bông gòn
•
Nếu môi trường phân tán là lỏng (L): Liosol

–
R/L huyền phù
–
L/L nhũ tương
–
K/L soda,nước ngọt
1. MỘT SỐ KHÁI NiỆM
1.2. Phân loại hệ phân tán
a. Phân loại dựa trên trạng thái tập hợp của các pha
•
Nếu môi trường phân tán là khí ( K): Aserosol
–
R/K bụi
–
L/K sương mù
–
K/K khói, hương thơm trong không khí
b. Phân loại dựa trên mức độ liên kết giữa pha phân tán và môi trường phân tán
•
Hệ keo ưu lưu: fA-S > fA-A, fS-S
•
Hệ keo ghét lưu: fA-S < fA-A, fS-S
1. MỘT SỐ KHÁI NiỆM
1.2. Phân loại hệ phân tán
c. Phân loại dựa trên trạng thái tập hợp của các pha
•
Hệ phân tán thô: > 10
-5
cm
•

Hệ keo:10
-5
đến 10
-7
cm
•
Dung dịch: < 10
-7
cm
d. Phân loại theo sự đồng nhất
•
Hệ đơn phân tán: đồng đều
•
Hệ đa phân tán: không đồng đều
1. MỘT SỐ KHÁI NiỆM
2.1. Khái niệm

Các hạt có kích thước lớn hơn phân tử và ion nhưng
không đủ lớn để có thể quan sát được bằng kính hiển
vi quang học được gọi là các hạt keo


Hạt keo là một hệ phức tạp tạo nên bởi một số lượng
lớn khoảng từ 10
3
đến 10
5
nguyên tử, có khối lượng
khoảng 10
4

-10
9
đvC

Một hệ keo luôn luôn bao gồm các hạt keo gọi là chất
phân tán và một chất làm môi trường phân tán
2. HỆ KEO
2.2. Phân loại hệ keo

Dựa trên trạng thái vật lý của hạt keo và môi trường phân tán

Dựa vào hình dạng của hạt keo: dạng không gian 3 chiều
giống như quả bóng, dạng không gian hai chiều giống như tấm
phim, dạng không gian một chiều như sợi chỉ…
Hệ Môi trường
phân tán
Chất phân
tán
Loại hệ
Sương mù Khí Lỏng aerosol lỏng
Khói Khí Rắn aerosol rắn
Sữa Lỏng Lỏng Nhũ tương
Sơn Lỏng Rắn Dung dịch keo
Hợp kim Rắn Rắn Dung dịch keo rắn
Kem Lỏng Khí Bọt
2. HỆ KEO
2.3. Cấu tạo hạt keo

Nhân keo: là tinh thể ion rất nhỏ, hoặc một nhóm phân
tử, hoặc chỉ có thể là một phân tử kích thước lớn


Lớp ion tạo thế: lớp ion hấp phụ trên nhân keo

Lớp ion hấp phụ: lớp ion nghịch

Lớp ion khuếch tán
2. HỆ KEO
2.3. Cấu tạo hạt keo
m
( 1 ) ( 2 ) ( 3 ) ( 4 )
( 1 ) : n h a ân
( 2 ) : l ô ùp i o n q u y e át ñ ò n h t h e á h i e äu
( 3 ) : l ô ùp i o n n g h ò c h h a áp p h u ï
( 4 ) : l ô ùp i o n n g h ò c h k h u e ác h t a ùn
2. HỆ KEO
2.3. Cấu tạo hạt keo
Khảo sát quá trình hình thành keo AgI bằng cách người ta cho từ
từ KI vào dung dịch AgNO
3
:
AgNO
3
+ KI KNO→
3
+ Ag I

Khi thiếu KI: Lúc này hạt keo tích điện dương.
2. HỆ KEO
2.3. Cấu tạo hạt keo


Khi thừa KI: Lúc này hạt keo tích điện âm
m
( 1 ) ( 2 ) ( 4 )
( 1 ) : n h a ân
( 2 ) : l ô ùp i o n q u y e át ñ ò n h t h e á h i e äu
( 3 ) : l ô ùp i o n n g h ò c h h a áp p h u ï
( 4 ) : l ô ùp i o n n g h ò c h k h u e ác h t a ùn
I
( 3 )
K
+
.
-
K
+
2. HỆ KEO
3. PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ HỆ KEO
Điều kiện hình thành hệ keo:
-
Chất phân tán và môi trường phân tán không tan vào nhau hay tan
rất ít
-
Hạt keo phải có một lớp hấp phụ và có chất ổn định để giữ cho hệ
keo không bị tách pha gây nên sự keo tụ. Chất ổn định thường sử
dụng là chất hoạt động bề mặt hay bằng phản ứng hóa học để tạo
ra chất ổn định
Các phương pháp điều chế:
•
Phương pháp phân tán
•

Phương pháp ngưng tụ
3. PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ HỆ KEO
3.1. Phương pháp phân tán
Phương pháp cơ học
Phương pháp siêu âm: Người dùng những bước sóng cực ngắn
có tần số 20.000 → 50.000 Hz để bắn bể những hạt to thành
những hạt nhỏ hơn
Phương pháp hồ quang: Dùng một dòng điện có hiệu điện thế
lớn để hóa hơi chất phân tán
Phương pháp keo tán: Đây là một quá trình ngược với quá trình
keo tụ, tức là người ta dùng một nhân tố nào đó để phân tán khối
keo tụ trở lại môi trường phân tán
•
Biện pháp rữa giải
•
Bằng chất điện ly
3. PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ HỆ KEO
3.2. Phương pháp ngưng tụ
Là quá trình ngưng tụ hệ keo là quá trình kết tinh từ dung dịch quá
bão hòa. Quá trình này gồm 2 giai đoạn:
- Giai đoạn tạo mầm tinh thể
q b
1 1
b
C C
V k x
C
−
=
- Giai đoạn phát triển mầm

2 q b
DS
V (C C )= −
δ
Nếu V1 > V2: Hệ đơn phân tán.
Nếu V1 < V2 : Hệ đa phân tán.
3. PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ HỆ KEO
3.2. Phương pháp ngưng tụ
a. Phương pháp vật lý
- Ngưng tụ trực tiếp: khi thay đổi các thông số trạng thái của hệ
- Sự thay thế dung môi: Cũng như trên khi thay đổi thông số
trạng thái
b. Phương pháp hóa học
Nhóm phương pháp hóa học này cũng dựa trên nguyên tắc
tạo tướng mới bằng cách ngưng tụ các chất từ dung dịch quá
bão hòa
AgNO3 + KI → AgI + KNO3
3. PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ HỆ KEO
3.3. Tinh chế hệ keo
a. Phương pháp thẩm tích
b. Phương pháp điện thẩm tích
Phương pháp điện thẩm tích dùng một phương tiện để thúc
đẩy quá trình trao đổi chất nhanh hơn bằng điện trường
c. Phương pháp siêu lọc
4. SỰ KEO TỤ
4.1. Keo tụ bởi yếu tố vật lý
Tác động cơ học
Sự thay đổi nhiệt độ
4.2. Keo tụ bởi chất điện ly
-

Ngưỡng keo tụ: là nồng độ tối thiểu của chất điện ly cần thiết
để gây ra sự keo tụ với một tốc độ ổn định, đơn vị của nó là
mMol/l
- Ion chất điện ly gây ra sự keo tụ là ion trái dấu với ion quy
định thế hiệu
- Trong cùng một điện tích ion nào có bán kính càng lớn tiết diện
bề mặt càng cao thì sự tương tác với ion quy định thế hiệu càng
mạnh
5. TÍNH CHẤT HỆ KEO
5.1. Tính chất điện học
5.2. Tính chất quang học
Tính chất điện di
Tính điện thẩm
Tính sa lắng
Tính chảy
a. Tính phân tán ánh sáng
Trường hợp phản xạ ánh sáng
Trường hợp tán xạ ánh sáng
b. Tính hấp thụ ánh sáng
I
L
=I
0
.e
-kd
5. TÍNH CHẤT HỆ KEO
5.3. Tính chất động học
Tính chuyển động nhiệt
Tính khuếch tán
Tính thẩm thấu