ĐIỀU CHẾ và TINH CHẾ KEO (hóa lý) (chữ biến dạng do slide dùng font VNI times, tải về xem bình thường)

ĐIỀU CHẾ VÀ TINH CHẾ KEO


MỤC TIÊU HỌC TẬP

1. Điều chế keo bằng pp ngưng tụ.
2. Điều chế keo bằng pp phân tán.
3. Điều chế keo bằng pp pepti hóa.
4. Điều chế keo bằng pp hoá học.
5. Điều chế keo bằng pp thay thế dmơi
6. Nguyên tắc của pp tinh chế keo.


3.1. ĐIỀU CHẾ KEO

1.
1.

ĐIỀU CHẾ KEO
Định nghĩa

Hệ keo là hệ dị thể gồm các hạt có kích thước từ 10-7
- 10-5cm phân tán trong môi trường phân tán và ổn
định trong thời gian sử dụng.
Có hai pp tổng quát để iều chế keo:

- phương pháp ngưng tụ và
- phương pháp phân tán.


3.1.1.1. Phương pháp ngưng tụ:

Là q trình kết hợp các phân tử hoặc ion có kích
thước nhỏ trở thành kích thước hạt keo.


3.1.1.2. Phương pháp phân tán:

Là q trình chia nhỏ các hạt phân
tán thô đạt tới kích thước của hạt keo


3.1. ĐIỀU CHẾ KEO
3.1.1.1. Phương pháp ngưng tụ
Ngun tắc: là qt điều chế keo bằng cách kết hợp
nhiều ion, hay nhiều ngun tử, phân tử

•

10-7 cm

•

10-5 cm

3.1.1.2. Phương pháp phân taùn
Nguyên tắc: Là qt điều chế keo bằng cách dùng năng lượng để chia nhỏ các hạt thô
thành hạt keo


Một số phương pháp ngưng tụ cụ thể

a. Ngưng tụ đơn giản (ngưng hơi kim loại)
Ví dụ: Đun nóng natri đến bốc hơi, cho hơi natri ngưng tụ trong
hơi benzen (làm lạnh). Natri sẽ ngưng tụ thành các hạt keo
phân tán trong mơi trường benzen.

•

Tuy nhiên nếu cho hơi natri ngưng tụ trong mơi trường nước ta có
dung dịch NaOH là dung dịch thật, không phải hệ keo theo phản ứng
sau:
2Na

+
H2↑

2H2O

→

2NaOH

+


b. Ngưng tụ do phản ứng hoá học
- Ngưng tụ do phản ứng trao đổi
AgNO3

+

KI

AgI keo

→

+

KNO3

Mixen keo có dạng:
[m (AgI).n I-

(n-x) K+

]x-.

x K+
- Ngưng tụ do phản ứng oxi hoá khử:
H2S
O2
Mixen keo+có dạng:

→

S (keo) +

[ n(S), mHS–(m-x) H+]x-. x H+

H2O

- Ngưng tụ do phản ứng thuỷ phân:
FeCl3

+

3H2O

→

Fe(OH)3 keo

+

3HCl

Cấu tạo của Mixen keo:
{ n[Fe(OH)3] mFe+3 (3m-x)Cl–} x+. x Cl–
- Ngưng tụ bằng pp thay thế dung môi
Lưu huỳnh (hoặc nhựa thông-colophan) tan nhiều trong cồn tuyệt
đối, không tan trong nước. Khi hòa tan lưu hùynh vào cồn cao độ đến bão hịa
ta được dung dịch S/cồn (dung dịch thực).

Thêm một lượng nước vào dung dịch S bão hịa trong cồn, Các phân
tử luu huỳnh tập họp thành các tiểu phân nhỏ phân tán trong cồn thấp độ, tạo heä
keo mờ đục.


3.1.1.2. Phương pháp phân tán

Ngun tắc

•

Phân tán là qúa trình dùng năng lượng để phá vỡ lực liên kết bên trong
của các hạt thơ để tạo ra các hạt mới có kích thước của hệ keo.


a. Phân tán cơ học
a. Phân tán cơ học
-

Thủ cơng:
Nghiền tán các hạt thơ trong dụng cụ cối chày

-

Máy móc:
Dùng máy nghiền bi, máy gồm một thùng hình
trụ bên trong có các hạt bi
Máy xay keo: trong

là roto, ngoai stator

Hiện trên thị trường có nhiều loại máy xay keo với cấu trúc, cơng
suất, kích thước khác nhau thích hợp cho việc điều chế nhiều
loại hệ keo.

b. Phân tán bằng siêu âm
b. Phân tán bằng siêu aâm

•

Là phương pháp điều chế hệ keo bằng lực phân tán siêu âm. Tần số dao
động

v của siêu

âm rất cao (khoảng 10 - 30 nghìn lần/s).
Năng lượng phá vỡ của siêu âm khá lớn, được tính theo cơng thức (E
= h.v ).

Đặc biệt rất thuận lợi để phân tán các khối dẻo ưa
nước, thành dung dịch loãng trong nước hoặc các mô mềm như
các tổ chức gan, não, thận tạo thành dịch động vật.


c. Phân tán bằng hồ quang

•

Phân tán bàng hồ quang
Phương pháp này dùng để điều chế keo kim loại trong
dung môi hữu cơ. Pha phân tán là hai thanh kim loại
dùng làm hai điện cực dùng tạo hồ quang.
Đặt vào hai thanh kim loại một điện áp khoảng 110 volt.
Đưa hai đầu điện cực lại gần sẽ có hiện tượng tạo hồ
quang, tại tâm hồ quang có nhiệt độ rất cao, khi đó kim loai bị nóng chảy và

thăng hoa trong mơi trường phân tán. Khi mơi trường được làm lạnh,
pha phân tán sẽ ngưng tụ thành các hạt keo.


d. Phương pháp pepti hoá
Là phương pháp chuyển một kết tủa trở lại trạng thái keo do
các tác nhân pepti hóa thường là tác nhân hóa học. Tùy theo nguyên nhân gây ra
kết tủa mà sự pepti hoá sẽ tiến hành theo cách thích hợp:

Nếu kết tủa do hạt keo hấp thụ các ion điện ly tạo sự keo tụ thì
chất pepti hóa phải tách được những ion đ khỏi kết tủa (rửa tủa
bằng nước)

Nếu kết tủa là do các hạt của các chất phân tán không có những yếu
tố bảo vệ (thiếu ion tạo thế, thiế chất tạo vỏ solvat) thì phải
bổ sung thêm những yếu tố đó vào heä.


-

Giai đọan rửa tủa bằng nước:

Nếu kết tủa đã hấp thụ ion hoá trị cao hoặc có bán kính lớn
thì lực liên kết hấp phụ khá mạnh; do đó phải rửa tủa nhiều
lần cho đến sạch.

- Giai đọan pepti hóa tủa bằng chất điện ly:
FeCl3 + K4[Fe(CN)6]

→ KFe[Fe(CN)6)] +

3KCl

Ví dụ: khi nhỏ từ từ acid oxalic vào tủa keo xanh phổ
KFe[Fe(CN)6)] sẽ thu được dung dịch keo xanh phổ. Vì ion oxalat
C2O4-2 sẽ hấp thụ lên bề mặt hạt keo, các hạt keo trở nên
tích điện bởi các ion C2O4-2 và sẽ đẩy nhau.


3.2. TINH CHẾ KEO
Ngun tắc
Trong quá trình điều chế hệ keo có chứa nhiều hợp chất
khác nhau, là các ion, chất phân tử lượng thấp.
Những chất này làm cho hệ keo khơng tinh khiết và các
việc nghiên cứu sau này phức tạp, vì vậy cần loại đi.


1.
1.

Phương pháp thẩm tích thường
Thẩm tích gián đoạn

Dùng một túi thẩm tích đựng dung dịch keo cần tinh chế và
ngâm vào một chậu nước. Sau một thời gian, các ion chất điện
ly khuếch tán qua màng ra ngăn ngoài thì cần thay nước mới. Tiếp
tục thẩm tích như thế nhiều lần ta thu được keo tinh khiết.

2.

Thẩm tích liên tục


3.2.1.2. Thẩm tích liên tục


3.2.2. Điện thẩm tích


3.2.3. Lọc gel
Gel là thể dông đặc của các hợp chất cao phân
tử khi được tiếp xúc với nước. các gel dùng để tinh chế
keo có dạng hạt nhỏ hình cầu.

Một số loại gel như: Gel sephadex đó, mạch cacbon
thay đổi thấp đến cao, ví dụ các Gel có số từ G10 đến
G200.

Để tinhchế keo người ta
các

loại Gel

từ G10 - G25

thường

dùng

Tiến hành tinh chế keo

•

Ngâm gel trong nước cho trương nở, sau đó nạp gel vào
cột, cho dung dịch keo chảy từ trên xuống dưới với tốc độ
nhất định.
Khi hệ keo chảy qua hệ thống gel, các tiểu phân keo hay
các có kích thước lớn, không chui vào gel đã trương
nở chỉ theo các khe giữa các hạt gel chảy nhanh xuống
dưới. Cịn các
bị giữ lại trong các hạt gel

ion tạp


3.2.4. Phương pháp siêu lọc
Phương pháp này sử dụng màng siêu lọc dày hơn màng thẩm tích.
Màng siêu lọc được chế tạo từ dẫn xuất của cellulose
như axetat cellulose dầy từ 1-2 mm, chịu được áp suất cao
chỉ cho phân tử dung môi, ion và phân tử nhỏ đi qua
cịn hệ keo bị giữ lại.

Hệ keo hay dd cao phaân tử cần tinh chế được đưa vào
máy lọc,

dung dịch được khuấy

nhẹ liên tục nhờ que khuấy. Bình siêu lọc được nối với
máy nén khí để tăng p hoặc hút chân không.

Dưới áp lực cao, hệ keo được nén qua màng siêu lọc để
loại bớt dung môi, ion và phân tử nhỏ, tiểu phân hệ keo kích thước
lớn sẽ được giữ lại khơng qua màng siêu lọc.

Phương pháp siêu lọc cũng còn được dùng để cơ đặc
hệ keo và dd cao phân tử. Ngịai ra, phương pháp này được
dùng

trong

tinh chế các chế phẩm ít bền với nhiệt như enzyme (men) và nội
tiết tố…


CÂU HỎI LƯNG GIÁ

1.

Nêu phương pháp điều chế keo bằng cách
ngưng tụ.

2.Trình bày cách điều chế keo bằng phương
pháp phân tán.

3.

Trình bày và giải thích pp điều chế keo lưu huỳnh bằng
cách thay thế dung mơi.

4.

So sánh sự giống và khác nhau của các phương pháp điều
chế keo

5.So sánh phương pháp thẩm tích và lọc gel.


CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM

1.Keo
Al(OH)3 được điều chế bằng:
a.Phân tán trực tiếp
b.Phân tán bằng cơ học
c.Ngưng tụ bằng cách thay thế dung môi
d.Phân tán bằng pepti hoá
e.Ngưng tụ bằng phương pháp hoá học