HIỆN TƯỢNG bề mặt - hấp PHỤ ppt _ HÓA LÝ

HIỆN TƯỢNG BỀ MẶT HẤP PHỤ

Bài giảng pptx các môn ngành Y dược hay nhất có
tại “tài liệu ngành dược hay nhất”;
/>use_id=7046916


HIỆN TƯỢNG BỀ MẶT - HẤP PHỤ
•
•
•
•
•

Hiện tượng bề mặt (phân cách giữa các pha)
Hấp phụ (khác hấp thụ?)
Bề mặt riêng
Hệ phân tán
Kích thước tiểu phân phân tán (phương pháp xác
định: pp rây, pp kính hiển vi, pp sa lắng)
• Nồng độ pha phân tán (%KL/KL, n/V…)
• Sức căng bề mặt Năng lượng bề mặt
б = F/2l
G = б.s


HẤP PHỤ TRÊN BỀ MẶT RẮN
PHÂN BIỆT 3 LOẠI HẤP PHỤ
HẤP PHỤ VẬT LÝ HẤP PHỤ HỐ HỌC
• Lực hấp phụ: vật lý
Lực hấp phụ: hoá học

(lực Van Der Waals)
(lực liên kết hố học)
• Nhiệt hấp phụ vài Kcal/mol Nhiệt phản ứng hố học lớn
• HP có tính thuận nghịch
HP khơng thuận nghịch
• Tốc độ hấp phụ nhanh Tốc độ hấp phụ chậm
• Nhiệt độ tăng, HP giảm
Nhiệt độ tăng, HP tăng
• HP vật lý và HP hố học ln đi kèm nhau
HẤP PHỤ TRAO ĐỔI ION
• HP hố học đồng thời với phản ứng trao đổi ion trên bề
mặt rắn - lỏng


HẤP PHỤ TRAO ĐỔI ION
CHẤT HP TRAO ĐỔI ION: (đặc điểm, phân loại, dung lượng
trao đổi ion)
• Chất hữu cơ gồm 2 phần:
Khung polyme khơng tan + Nhóm hoạt động gắn trên khung
Xốp, nhiều mao quản + Nhiều nhóm HĐ dung lượng TĐ ion lớn
• Phân loại: Cationit (acid mạnh -SO 3H, acid yếu -COOH, -OH)
Anionit (base mạnh R4NOH, base yếu R3NHOH)
BẢN CHẤT HẤP PHỤ TRAO ĐỔI ION:
• HP hố học (HP ion chất tan từ dung dịch lên bề mặt rắn, lực
HP là lực liên kết hố học)
• Phản ứng trao đổi ion trên bềmặt rắn - lỏng xảy ra đồng thời
với sự HP ion


HẤP PHỤ TRAO ĐỔI ION

NGUYÊN LÝ HẤP PHỤ TRAO ĐỔI ION
R1H + Me+
R1Me + H+
(Na+, Ca++, Mg++,…)
R2OH + X -

R2X + OH –

(Cl -, SO4 -2 ,…)
các ion (tạp chất, hoạt chất)
ỨNG DỤNG CỦA HẤP PHỤ TRAO ĐỔI ION
• Loại tạp ion trong điều chế nước khử khống, nước
cất
• Điều chế, tinh chế hoạt chất từ dịch chiết
• Hấp phụ dược chất tạo thuốc tác dụng kéo dài


ĐẶC ĐIỂM HẤP PHỤ CHẤT KHÍ TRÊN BỀ MẶT RẮN
• Bản chất là hấp phụ vật lý hoặc hấp phụ hố học
• Tốc độ hấp phụ nhanh
• Khí càng dễ hố lỏng (hơi của chất lỏng có To sơi
thấp) càng dễ hấp phụ
• To khơng đổi, áp suất tăng hấp phụ tăng
LÝ THUYẾT HẤP PHỤ KHÍ TRÊN BỀ MẶT RẮN
Hấp phụ trên bề mặt đồng nhất - phương trình
Langmuir
• Bề mặt HP chỉ có một số trung tâm HP
• Mỗi trung tâm chỉ hấp phụ 1 tiểu phân (đơn lớp)
• Bề mặt hấp phụ đồng nhất
• Các tiểu phân bị HP không tương tác nhau

LÝ THUYẾT HẤP PHỤ KHÍ TRÊN BỀ MẶT RẮN
Hấp phụ trên bề mặt khơng đồng nhất - phương trình
của Freundlich và phương trình Temkin
• Thực nghiệm cho thấy nhiệt HP giảm khi tăng độ che
phủ bề mặt
• Do các phân tử bị HP có tương tác lẫn nhau
• Do bề mặt khơng đồng nhất (trung tâm HP mạnh, có
nhiệt HP lớn sẽ HP trước)
Hấp phụ vật lý nhiều lớp - phương trình của BET
• Như giả thiết Langmuir: bề mặt hấp phụ đồng nhất
• Hấp phụ nhiều lớp (tiểu phân HP ở lớp trước trở
thành trung tâm HP ở lớp tiếp theo)
• Từ lớp thứ 2 trở lên, nhiệt HP bằng nhau và bằng
nhiệt hố lỏng
• Số lớp HP trở nên vơ cùng ở áp suất bão hồ


HẤP PHỤ CHẤT TAN TRONG DUNG DỊCH LÊN BỀ
MẶT RẮN
Tốc độ hấp phụ chậm
Ảnh hưởng của dung mơi
• Dung mơi hấp phụ cạnh tranh với chất tan
• Dung mơi có sức căng bề mặt càng lớn, chất tan càng
dễ HP
• Dung mơi có nhiệt thấm ướt (bề mặt rắn) càng bé, chất
tan càng dễ HP
Ảnh hưởng của chất hấp phụ (chất rắn)
• Chất HP có nhiều lỗ xốp (mao quản) đường kính mao

quản càng nhỏ, HP càng tăng
• HP xảy ra theo quy tắc Rebinder: Chất HP lên bề mặt
phân cách 2 pha làm giảm sự chênh lệch độ phân cực
giữa 2 pha
• εrắn > εchất tan > εdung mơi
hoặc εdung môi > εchất tan > εrắn


HẤP PHỤ CHẤT TAN TRONG DUNG DỊCH
LÊN BỀ MẶT RẮN
Ảnh hưởng của đặc điểm chất bị hấp phụ (chất tan)
• Chất tan phân cực dễ HP lên bề mặt phân cực
• Phân tử có kích thước lớn dễ bị HP hơn
• Ion có điện tích càng lớn càng dễ bị HP
• Ion có cùng điện tích, bán kính ion càng lớn càng dễ
bị HP
Quan hệ giữa lượng chất bị hấp phụ và nồng độ
• Phương trình Freundlich
• Phương trình Langmuir


HẤP PHỤ TRÊN BỀ MẶT CHẤT LỎNG
• Phương trình Gibbs áp dụng cho sự HP chất tan lên
bề mặt dung dịch
C
dб
a= .
RT dC
• dб/ dC là hoạt tính bề mặt
• dб/ dC>0, a<0 hấp phụ âm, chất tan không hoạt động

bề mặt
• dб/ dC<0, a>0 hấp phụ dương, chất tan hoạt động bề
mặt
• Thiết lập phương trình Gibbs:
G hệ = G bề mặt + G trong hệ
= б.s + n1.μ1 + n2.μ2
(ở điều kiện cân bằng và dung dịch loãng)


CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT
Định nghĩa: Là chất
• Có khả năng tập tung trên bề mặt phân cách
• Làm giảm sức căng bề mặt phân cách
Đặc điểm cấu tạo: phân tử gồm 2 phần
• Phần thân dầu (gốc hydrocacbon R)
• Phần thân nước (các nhóm phân cực: -SO3H,
-COOH,
-OH, R-NH2)
Quan hệ giữa hoạt tính bề mặt và đặc điểm cấu tạo
• Gốc R tăng, hoạt tính bề mặt tăng (R ≈ 10 - 18C)
• Cùng R, độ phân cực tăng, hoạt tính bề mặt tăng
•
(-SO3H > COOH > OH phenol > OH alcol)
• Tương quan giữa 2 phần thân dầu - thân nước biểu
thị bằng chỉ số HLB


CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT
Cơng thức tính HLB:
• HLB = ∑(chỉ số nhóm thân nước)

- ∑(chỉ số nhóm thân dầu) + 7
Ý nghĩa của HLB: giúp chọn lĩnh vực sử dụng chất HĐBM
• Chống tạo bọt: HLB 1 - 3
• Nhũ hố N/D:
HLB 3 - 8
• Gây thấm:
HLB 7 - 9
• Nhũ hố D/N:
HLB 8 - 16
• Tẩy rửa:
HLB 13 - 16
• Tăng độ tan:
HLB 16 - 30, 40