TÀI LIỆU TỔNG HỢP ĐẦY ĐỦ CHƯƠNG HÓA KEO

HÓA KEO
COLLOIDAL CHEMISTRY

 Giảng viên: TS. ĐOÀN VĂN ĐẠT
 Email:


PHÂN BỐ CHƯƠNG TRÌNH
Giờ tín chỉ
Chương

1
2

Nội dung

Khái niệm về các hệ keo
Tính chất động học phân tử và sự
phân tán ánh sáng của các hệ keo

3

Năng lượng bề mặt. Sự hấp phụ

4

Tính chất điện của các hệ keo
Tính bền của các hệ keo và sự keo
tụ
Hệ keo ưa lưu và hệ bán keo
Sự tạo cấu thể. Hệ phân tán môi

trường khí
Tổng

5
6
7

Số tiết

Lý
Tự
thuyết học

4

4

8

4

4

8

4
5

4
5

8
10

5

5

10

4

4

8

4

4

8

30

30

60
2

Tài liệu học tập:
1. Sách giáo trình:

[1]. Trần Văn Nhân, Giáo trình Hóa học chất keo, Khoa Hóa học trường Đại học
khoa học tự nhiên Hà Nội, năm 2001.
2. Tài liệu tham khảo:
[1]. Hà Thúc Huy, Hóa keo, Nhà xuất bản đại học quốc gia TP.HCM, 2000.
[2]. Lâm Ngọc Thêm, Bài tập Hóa lý cơ sở, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật,
trang 286-314.

[3]. Nguyễn Hữu Phú, Hóa lý và hóa keo, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật,
2009, trang 445-523
[4]. Nguyễn Thị Thu, Hóa keo, Nhà xuất bản Đại học sư phạm, 2002.
[5]. Colloid science: principles, methods and applications / edited by Terence
Cosgrove. John Wiley and sons publisher, 2005– 2nd ed.
[6]. Arthur W. Adamson and Alice P. Physical chemistry of surfaces. John Wiley
and sons publisher, 1997. -6th ed.


III. Phương pháp đánh giá

 Giữa kỳ : Tự luận 30%
 Cuối kỳ: Tự luận; 50%
 Thường kỳ: Tự luận: 20%
(có 2 cột điểm thường kỳ)


HÓA KEO ( COLLOIDAL SCIENCE)

1. Khái niệm về các hệ keo

2. Tính chất động học phân tử và sự phân tán
ánh sáng của các hệ keo
3. Năng lượng bề mặt. Sự hấp phụ
4. Tính chất điện của các hệ keo
5. Tính bền của các hệ keo và sự keo tụ

6. Hệ keo ưa lưu và hệ bán keo
7. Sự tạo cấu thể. Hệ phân tán môi trường khí


6

CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM VỀ CÁC HỆ KEO
1.1. Khái niệm về hóa học chất keo
Hệ phân tán

Là hệ có cấu tạo từ 2 pha trở lên. Trong hệ, pha ở trạng
thái chia nhỏ gọi là pha phân tán được phân bố trong
pha có tính liên tục gọi là môi trường phân tán.

Hệ phân tán đồng thể
(ví dụ: dung dịch nước muối)

Hệ phân tán dị thể
(ví dụ: kết tủa AgI)


Hệ phân tán đồng thể

Khi pha phân tán phân bố đều trong môi trường tạo thành

một hệ đồng nhất, không có bề mặt phân cách thì gọi
là hệ phân tán đồng thể
7


Hệ phân tán dị thể

Lần lượt cho
NaOH vào dung
dịch FeCl3,
CuSO4, CrCl3,
CoCl2

Hệ phân tán dị thể: là hệ có cấu tạo từ 2 pha trở lên,
các pha không đồng nhất được với nhau. Giữa pha
phân tán và môi trường phân tán có bề mặt phân
8
cách.


Hệ keo

Blood

Milk

Hệ keo là hệ phân tán vi dị thể, trong đó pha phân tán
(hay hạt keo) có kích thước hạt nằm trong giới hạn
1-100nm (10-9- 10-7m) và được phân bố trong môi trường
đồng nhất gọi là môi trường phân tán.

Ngày nay, trong môn Hóa keo hiện
đại, giới hạn này đã được9mở rộng từ
1nm đến 1000nm, tức 10-9 -10-6m.


Hệ keo
-

Sữa, bơ, sốt cà chua
Sương mù
Sơn
Mỹ phẩm, thuốc
Hóa chất nông
nghiệp

10


KÍCH THƯỚC NANO ?

11


Kích thước phân tử : 0,1 – 1 nm
Kích thước nano : 1 – 100 nm
Kích thước vi mô (micro) : μm
Kích thước Meso : mm, cm
Kích thước vĩ mô (Macro scale) : > cm

12

 Molecular scale : nguyên tử + phân tử: giúp
con người hiểu những thuộc tính cơ bản của
vật chất  hóa học tổng quát (hữu cơ, vô
cơ…), Hóa học lượng tử, cơ học lượng tử…
 Micro, Meso, Macro scale : trạng thái cụm,
mảng, khối…  Vật lý chất rắn, cơ học

Newton
 Nano scale : ???
13


Tại sao vật liệu có kích thước nano lại đặc biệt?
• Diện tích bề mặt (năng lượng bề mặt) của vật liệu lớn hơn rất nhiều lần
so với vật liệu thông thường (do kích thước nhỏ)
• => vật liệu nano sẽ có những tính chất mới mà vật liệu thường không có

Vận tốc phản ứng sẽ như thế nào nếu hạt xúc tác bị chia nhỏ 1000 lần?
Nguồn: www.nano.gov

14


Ảnh hưởng của kích thước hạt
 Vật liệu macro : Số
 Sự khác biệt : về từ
lượng nguyên tử trên

tính, cơ tính, hóa lý

bề mặt không đáng

tính,…

kể so với bên trong

 Quy luật lượng tử,….

 Vật liệu nano : Diện

Tnc của Au
Au khối : 1.064 oC
50 nm : 1.000 oC
5 nm : 900 oC
2 nm : 350 oC
1 nm : 200 15oC

tích bề mặt tăng, số
lượng nguyên tử trên bề
mặt tăng








Thay đổi kích thước hạt => thay đổi màu sắc

16


17

Sương mù
Hóa keo – hóa lý học các hệ phân
tán vi dị thể - là khoa học về các
quá trình hình thành và phá hủy
các hệ phân tán vi dị thể (hệ keo).

Sơn

Phù sa-hình
thành châu
thổ

Bơ, sữa


1.2. Đặc điểm của hệ keo:
1

Có khả năng phân tán ánh sáng
Khuếch tán chậm

2

Keo tụ

5
6

3

Áp suất thẩm thấu nhỏ

4

Có khả năng thẩm tích (lọc
được bằng màng bán thẩm)
Không bền vững tập hợp

Thường có hiện tượng điện di
18

Điện di


Đặc điểm của hệ keo: 1. Khả năng phân tán ánh sáng (Tyndall effect)

Hiện tượng này có thể sử dụng để phân biệt dung dịch thật 19
và
dung dịch keo


Tại sao bầu trời có màu xanh?

Tại sao bầu trời màu đỏ
lúc hoàng hôn?
20


Đặc điểm của hệ keo: 5. không bền vững tập hợp
21

Nguyên lý hình
thành châu thổ
tại cửa sông đổ
ra biển?

Hiện tượng keo tụ

Nước phù sa


Đặc điểm của hệ keo: 6. hiện tượng điện di
Điện di là hiện tượng dịch chuyển của các vật thể
mang điện tích dưới tác động của điện trường.

Ứng dụng phương pháp điện di để tách ADN và amino acids
22


Nguồn gốc tên gọi Hóa keo
 Graham (1860):
 Dùng màng động vật tách được những chất có tính

chất dính như gelatin, gôm Arabic, tinh bột…
 Chữ Latinh, colla có nghĩa là hồ dán =>Graham gọi
các chất này là colloid (dung dịch keo).

Tinh bột
gelatin

Gôm arabic

23


Hóa keo – Hóa lý học các hệ phân tán vi dị thể
24

1.3.1. ĐỐI TƯỢNG CỦA HĨA KEO:
1. Hóa keo nghiên cứu các hệ phân tán vi dị thể, nghóa
là các hệ cấu tạo từ 2 pha trở lên và một trong hai pha ở
trạng thái chia nhỏ.

Hệ phân tán
đồng thể:

Hệ phân tán vi dị thể:


25

ĐỐI TƯỢNG CỦA HÓA KEO

2. Do bề mặt phân cách pha lớn, các hiện tượng đặc trưng
của hóa keo gắn liền với bề mặt. Vì vậy, các hiện tượng
bề mặt như sức căng bề mặt, hấp phụ, chất hoạt động bề
mặt v.v… là nội dung quan trọng của hóa keo.

Hiện tượng thấm ướt
Hấp phụ