chương 7 hóa keo dung dịch keo

Chương 7- HOÁ KEO DUNG DỊCH KEO 7.1.MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN 7.1.1.Hệ phân tán 7.1.2.Cấu tạo của hạt keo 7.1.3.Điều chế và làm sạch dung dịch keo 7.2.CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA DUNG DỊCH KEO 7.2.1.Tính chất động học-phân tử của dung dịch keo 7.2.2.Tính chất quang học của dung dịch keo 7.2.3.Tính chất điện tích của dung dịch keo 7.2.4.Sự keo tụ của dung dịch keo 1.MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN Hệ phân tán là hệ bao gồm môi trường liên tục và các tiểu phân có kích thước nhỏ phân tán trong môi trường đó HỆ PHÂN TÁN Môi trường phân tán Pha phân tán Khí Lỏng Rắn Khí Sol khí (Sương mù, Mây) Sol khí (Khói, bụi) Lỏng Bọt Nhũ tương Huyền phù và dung dịch keo Rắn Đá xốp, thuỷ tinh xốp Thuỷ tinh màu HỆ PHÂN TÁN Đặc điểm quan trọng của hệ phân tán là độ phân tán (D ) là đại lượng nghịch đảo của kích thước hạt. Nếu hạt hình cầu có đường kính d thì D = 1/d. D tăng thì bề mặt riêng của hệ tăng đáng kể. T T d,m D,m -1 Tên hệ Ghi chú 1 10 -10 10 10 Hệ phân tán phân tử, ion hay dung dịch thực Pha phân tán lá các phân tử, ion. Dung môi là môi trường phân tán. Các hệ này tuân theo các định luật hoá lý, rất bền vững 2 10 -9 -10 -7 10 7 -10 9 Hệ keo Tính chất của hệ này tuân theo các quy luật của hoá keo, tương đối bền vững 3 10 -6 10 -6 Hệ phân tán thô Hệ huyền phù, nhũ tương, bọt, bụi. Hệ này không bền vững 1.MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN CẤU TẠO CỦA HỆ KEO Bề mặt các hạt keo luôn luôn tích điện. Một mixen bao gồm: *Nhân: tạo bởi sự tổ hợp của m phân tử hay nguyên tử. Nhân có cấu trúc tinh thể và không tan trong môi trường phân tán. Trên bề mặt nhân, có các ion trong dung dịch bị hấp phụ gọi là ion tạo thế. Xung quanh nhân có một chất lỏng của môi trường phân tán gọi là lớp Stern gọi là bề mặt trượt. Một số ion đối với ion tạo thế gọi là thế khuyết tán và tạo nên điện thế zeta trên bề mặt trượt [(AgI)m nAg+(n-x)NO 3 - ] X+ xNO 3 - Nhân Lớp Stern (hấp phụ) Lớp khuyếch tán 1.MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN CẤU TẠO CỦA HỆ KEO Các hệ keo SiO 2, khi ở trong nước hình thành các nhóm bề mặt SiOH . Khi pH>2 thường phân ly SiOH SiO- + H+ [(SiO 2 )m nO-(n-x)H+] X+ xH+ Nhân Lớp Stern (hấp phụ) Lớp khuyếch tán Cấu tạo mixen 1.MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN CẤU TẠO CỦA HỆ KEO Các hệ keo SiO 2, khi ở trong nước hình thành các nhóm bề mặt SiOH . Khi pH>2 thường phân ly SiOH SiO- + H+ I:nhân có điện tích bề mặt II:lớp Stern III:lớp khuếch tán IV:dung dịch cân bằng ion Ở bề mặt hạt keo luôn tồn tại một thế . Tính chất bền vững của hệ keo tùy thuộc thế ξ ξ 1.MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN ĐIỀU CHẾ VÀ LÀM SẠCH DUNG DỊCH KEO Dung dịch keo có độ phân tán nằm giữa hệ phân tán phân tử (dung dịch thật) và phân tán thô. 10 -7 m Hạt keo 10 -10 m Phân tán Ngưng tụ Phương pháp ngưng tụ: Phương pháp kết tinh từ dung dịch thực quá bão hoà thành những mầm tinh thể có kích thước tương ứng với kích thước của hạt keo. Phương pháp phân tán: phân chia các hạt đến kích thước cực nhỏ 1.MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN ĐIỀU CHẾ VÀ LÀM SẠCH DUNG DỊCH KEO Dung dịch keo có độ phân tán nằm giữa hệ phân tán phân tử (dung dịch thật) và phân tán thô. 10 -7 m Hạt keo 10 -10 m Phân tán Ngưng tụ Phương pháp ngưng tụ: Phương pháp kết tinh từ dung dịch thực quá bão hoà thành những mầm tinh thể có kích thước tương ứng với kích thước của hạt keo. Phương pháp phân tán: phân chia các hạt đến kích thước cực nhỏ 1.MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.DUNG DỊCH KEO HẠT KEO Từ trên xuống Từ dưới lên u ĐIỀU CHẾ VÀ LÀM SẠCH DUNG DỊCH KEO PHƯƠNG PHÁP PHẤN TÁN Phương pháp cơ học: Nghiền (thường sử dụng ở dạng huyền phù thô. Để giảm độ cứng vật liệu, thêm chất giảm độ cứng và chất ổn định. Phương pháp sử dụng năng lượng điện: thực hiện phóng điện qua hai điện cực được làm bằng chất phân tán, nhúng trong môi trường phân tán. Thí dụ như điều chế sol vàng trong môi trường axit hoá. Phương pháp siêu âm: thực hiện trong môi trường sóng siêu âm có tần số 10 5 hoặc 10 6 Hz. Phương pháp này cũng khá phổ biến để chế tạo hệ keo 1.DUNG DỊCH KEO [...]... sẽ lớn hơn 1 .DUNG DỊCH KEO 1 .DUNG DỊCH KEO 1 .DUNG DỊCH KEO 1 .DUNG DỊCH KEO 1 .DUNG DỊCH KEO 2.CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA DUNG DỊCH KEO TÍNH CHẤT ĐỘNG HỌC - PHÂN TỬ CỦA HỆ KEO Sự khuyếch tán và chuyển động Brown Tốc độ chuyển động của các hệ keo trong sol ở trạng thái bền vững nhỏ hơn nhiều so với tốc độ chuyển động của các phân tử hay ion trong dung dịch thực... CHẤT CƠ BẢN CỦA DUNG DỊCH KEO SỰ KEO TỤ CỦA DUNG DỊCH KEO Quá trình làm giảm độ phân tán của pha phân tán dưới tác động của các yếu tố khác nhau làm cho hệ keo bị tách thành hai pha được gọi là sự keo tụ Sự keo tụ xảy ra theo hai giai đoạn: keo tụ ẩn và keo tụ rõ CƠ CHẾ KEO TỤ BẰNG CHẤT ĐIỆN LY Sự keo tụ nhanh và keo tụ chậm: Tác động keo tụ của chất... trong thực tế đã có sự kết hợp của các hạt keo với nhau *keo tụ rõ: thấy rõ sự biến đổi màu sắc, chuyển sang trạng thái mờ, kết tủa hoặc bị gel hóa Đối với dung dịch keo thì keo tụ ẩn xảy ra thì sẽ nhanh chóng chuyển thành keo tụ rõ 2.CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA DUNG DỊCH KEO CƠ CHẾ KEO TỤ BẰNG CHẤT ĐIỆN LY Sự keo tụ nhanh và keo tụ chậm: Tác động keo tụ của chất điện ly là làm giảm... tương đối lớn của một chất lỏng khác Chất lỏng này là dung môi khó tan đối với chất tan và không tan đối với dung môi của dung dịch trên, hình thành một dung dịch quá bão hoà của chất tan trong dung môi mới, chất tan bắt đầu ngưng tụ thành dung dịch keo 1 .DUNG DỊCH KEO ĐIỀU CHẾ VÀ LÀM SẠCH DUNG DỊCH KEO PHƯƠNG PHÁP NGƯNG TỤ Qúa trình kết tinh qua hai giai... tưởng T: Áp suất thẩm thấu của dung dịch keo: n' Π= R.T = n ' K T NA Nhiệt độ K Áp suất thẩm thấu của dung dịch keo nhỏ hơn áp suất thẩm thấu của dung dịch thật vì số lượng hạt n’ của hệ keo nhỏ hơn rất nhiều so với dung dịch thật 2.CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA DUNG DỊCH KEO TÍNH CHẤT QUANG CỦA HỆ KEO Nếu kích thước của hệ keo lớn hơn nhiều so với bước... thấm 1 .DUNG DỊCH KEO PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÁN Phương pháp nghiền PP Sử dụng năng lượng điện 1 .DUNG DỊCH KEO ĐIỀU CHẾ VÀ LÀM SẠCH DUNG DỊCH KEO PHƯƠNG PHÁP NGƯNG TỤ *PP Ngưng tụ do phản ứng hoá học: Dựa trên các phản ứng tạo ra các hợp chất khó tan Thí dụ như chế tạo hạt keo AgI *PP Ngưng tụ do hơi: Chế tạo các hệ sol hữu cơ –kim loại *PP thay thế dung môi: thêm vào dung. .. đổi cấu trúc lớp kép 2.CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA DUNG DỊCH KEO SỰ KEO TỤ CỦA DUNG DỊCH KEO Quá trình làm giảm độ phân tán của pha phân tán dưới tác động của các yếu tố khác nhau làm cho hệ keo bị tách thành hai pha được gọi là sự keo tụ Sự keo tụ xảy ra theo hai giai đoạn: keo tụ ẩn và keo tụ rõ *keo tụ ẩn: bằng mắt thường, quan sát bên ngoài không nhận... của hạt keo là: 2( ρ − ρo ).g 2 u= r 9η g: gia tốc trọng trường r: bán kính hạt keo η :độ nhớt dung dịch 2.CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA DUNG DỊCH KEO Độ bền của hệ keo: Tuỳ thuộc vào tốc độ khuyếch tán *Hệ keo bị sa lắng khi: vsl > vkt *Hệ keo cân bằng vsl = vkt *Hệ keo bền vững: vsl < vkt vkt và tốc độ sa lắng vsl : 2.CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA DUNG DỊCH KEO Phương... R:bán kính hình cầu η : độ nhớt dung môi R:hằng số khí T:nhiệt độ K 1.CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA DUNG DỊCH KEO Độ nhớt của dung dịch keo η = η0 (1 + A y + B y ) 2 η Độ nhớt của dung môi A, B : hằng số y: phần thế tích pha phân tán 2.CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA DUNG DỊCH KEO Sự sa lắng của hệ keo: Tốc độ sa lắng: Nếu hệ keo có thể tích V, khối lượng riêng... X giảm thì ξ (hạt keo ở trạng thái tĩnh điện) giảm, khi X=0, ξ = 0 *Thế điện động ξ ảnh hưởng đến sự bền vững của hạt keo cũng như sự chuyển dịch của nó trong quá trình điện cực 2.CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA DUNG DỊCH KEO TÍNH CHẤT ĐIỆN TÍCH CỦA DUNG DỊCH KEO t Mô hình phân bố điện thế của hệ keo: 2.CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA DUNG DỊCH KEO Các yếu tố ảnh . hơn 1 .DUNG DỊCH KEO 1 .DUNG DỊCH KEO 1 .DUNG DỊCH KEO 1 .DUNG DỊCH KEO 1 .DUNG DỊCH KEO 1 .DUNG DỊCH KEO 2.CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA DUNG DỊCH KEO TÍNH CHẤT ĐỘNG HỌC - PHÂN TỬ CỦA HỆ KEO Sự. CỦA DUNG DỊCH KEO 7. 2.1.Tính chất động học-phân tử của dung dịch keo 7. 2.2.Tính chất quang học của dung dịch keo 7. 2.3.Tính chất điện tích của dung dịch keo 7. 2.4.Sự keo tụ. Chương 7- HOÁ KEO DUNG DỊCH KEO 7. 1.MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN 7. 1.1.Hệ phân tán 7. 1.2.Cấu tạo của hạt keo 7. 1.3.Điều chế và làm sạch dung dịch keo 7. 2.CÁC TÍNH