Hệ phân tán Khi một chất rắn được chia thành các hạt cực kì nhỏ bé trong môi trường lỏng hoặc khí thì hệ thu được gọi là hệ phân tán.. Hệ phân tán là một hệ dị thể gồm hai pha: pha rắn v
Trang 1CHƯƠNG VIII : SƠ LƯỢC VỀ HOÁ HỌC CHẤT KEO
(2: 2, 0) 8.1 Khái niệm về hệ phân tán và sự phân loại chúng
1 Hệ phân tán
Khi một chất rắn được chia thành các hạt cực kì nhỏ bé trong môi trường lỏng hoặc khí thì hệ thu được gọi là hệ phân tán Hệ phân tán là một hệ dị thể gồm hai pha: pha rắn và môi trường phân tán
VD: Nước gạo là một hệ phân tán; Cho khí HCl tác dụng với khí NH3 được
NH4Cl phân tán vào không khí( nhìn thấy có khói trắng) cũng là một hệ phân tán
2 Phân loại hệ phân tán: phân loại theo kích thước hạt
+ Hệ thô: Hạt có kích thước từ 10-5 cm đến 10-2 cm ( huyền phù, nhũ tương)- các hạt trong hệ này có thể nhìn thấy bằng mắt và khi được phân bố trong chất lỏng hoặc chất khí thì chúng có thể lắng xuống
+ Hệ vi phân tán: Hệ phân với những hạt kích thước từ 10-3 – 10-4 cm Những hạt trong hệ này có thấy bằng kính hiển vi
+ Hệ phân tán cao: Hạt của hệ phân tán đạt kích thước 10-5 – 10-7 cm, đây chính
là hệ keo DD thực gồm các hạt là phân tử hoặc ion có kích thước dưới 10-7 cm Bằng kính hiển vi thường, mắt không nhìn thấy được hạt của hệ keo vì kích thước hạt nhỏ hơn độ dài sóng ánh sáng nhìn thấy
8.2 Điều chế hệ keo và tinh chế:
1 Điều chế hệ keo
* PP vật lí: Mọi pp điều chế keo được phân thành hai nhóm: nhóm pp phân tán bao gồm việc chia nhỏ các hạt thô của hệ phân tán thô thành các hạt keo và nhóm pp ngưng tụ bao gồm việc kết hợp các nguyên tử, ion hoặc phân tử thành các hạt lớn hơn gọi là các hạt tập hợp
DD thực DD keo Bọt, huyền phù, nhũ tương < 10-7 cm 10-5 – 10-7 cm > 10-5 cm
a.PP phân tán:
+ Dùng các thiết bị để nghiền nhỏ tướng phân tán đến kích thước hạt keo – cho vào môi trường phân tán + chất làm bền => phân tán cơ học
Trang 2+ Phân tán bằng hồ quang điện: TH phân tán kim loại ( thiết bị phân tán điện – hình IX.2)
Ứng dụng: tạo hiđrosol của sắt hiđroxit: tạo kết tủa Sắt hiđroxit, rửa sạch cấn thận kết tủa rồi chuyển vào bình chứa nước cất, thêm một ít dd FeCl3 Một lúc sau kết tủa biến đi để chuyển vào trạng thái sol
b.PP ngưng tụ: Ngược phân tán
+ Tập hợp các hạt có kích thước nhỏ hơn kích thước hạt keo thành các hạt có kích thước hạt keo
+ Ngưng tụ hơi các kim loại( có nhiệt độ nc thấp) – thường làm với các kim loại kiềm
*.PP hoá học
+ Nguyên tắc: Dùng các pư hoá học: oxi hoá – khử, trao đổi, thuỷ phân để điều chế các hệ keo với đk là các pư hh phải tạo ra chất keo ít tan trong dung môi tương ứng
+ VD: đc keo S trong H2O bằng pư oxi hoá – khử
2H2S + O2 → 2S↓ + 2H2O
Sản phẩm gồm S và H2o là hệ keo
Thay thế dung môi: S tan trong rượu → dd
Thay rượu bằng nước ta được hệ keo S tan trong nước
H2S đóng vai trò là chất làm bền
VD: đc sol gián tiếpbằng pư trao đổi Sự tổng hợp sol AgCl được tiến hành bằng cách trộn các dd rất loãng của NaCl và AgNO3 :
NaCl + AgNO3 → AgCl + NaNO3
Để sol AgCl được tạo ra thì một trong hai chất( hoặc NaCl hoặc AgNO3 ) phải được lấy dư, nếu không sol AgCl không được hình thành; Khi hai chất được dùng với lượng tương đương thì chỉ thu được AgCl kết tủa và lắng xuống
VD2 đc sol H2SiO3 bằng pư thuỷ phân
Na2SiO3 + 2H2O → 2NaOH + H2SiO3 ↓
2 Tinh chế hệ keo
Trang 3Sol đc được thường chứa các tạp chất là những phân tử hoặc ion VD trong sự
đc sol AgCl, tạp chất là NaNO3 hoặc sol Sắt hiđroxit được hình thành do sự thuỷ phân FeCl3 thì tạp chất là axit clohiđric Để loại tạp chất, người ta sử dụng pp thẩm tách hoặc điện thẩm tách
+ Thẩm tách: các hạt keo có kích thước lớn không lọt qua màng bán thấm; các phân tử hoặc ion khác có kích thước nhỏ thì chui qua màng
+ Điện thẩm tách: hai màng bán thấm và cho dòng điện đi qua => các ion của chất đli có mặt trong sol sẽ đi qua màng bán thấm thoát khỏi sol đi vào dòng nước PP này được ứng dụng nhiều trong công nghiệp để loại muối khỏi sữa huyết thanh có chứa nhiều lactozơ và protit
8.3 Tính chất quang và điện của hệ keo.
1 Tính chất quang
- Chiếu một chùm tia vào hệ phân tán, có 5 hiện tượng:
+ Các tia sáng đi qua( truỳên qua)
+ Sự phân tán ánh sáng
+ Sự phản xạ ánh sáng
+ Hấp phụ một phần các tia sáng
+ Khúc xạ
Các hiện tượng này rõ nét hay không tuỳ thuộc vào mỗi hệ phân tán
Gt: + ánh sáng truyền qua: gặp ở các dd thực, có độ phân tán phân cực => dd có màu trong suốt
+ Phân tán as: gặp ở dd keo( 10-5 – 10-7 cm) => dd thấy mờ đục
+ Phản xạ as: Hệ thô – các huyền phù, hạt > 10-5 cm => hệ đục
+ Hấp thụ as: các hệ phân tán đều có, mức độ khác nhau
+ Khúc xạ as: hệ có kích thước lớn, nồng độ lớn
VD: Bầu kq là một hệ keo, các tia của as mặt trời bị phân tán qua hệ keo
+ Khi ít hơi nước, as tím bị phân tán nhiều nhất=> chỉ nhìn thấy as phân tán( các màu tím, chàm , lam, lục => tt màu xanh da trời)
+ Khi có nhiều hơi nước, hệ keo bị thay đổi thành phần => màu xanh da trời bị đổi thành màu xám hoặc các màu khác tuỳ thuộc thành phần hệ keo
Trang 42 Tính chất điện của hệ keo
Các hạt keo di chuyển dưới tác dụng của điện trường chứng tỏ các hạt keo tích điện
TN1 Mẫu đất sét cắm hai ống thuỷ tinh Đổ nước vào hai ống và cho 2 điện cực vào 2 ống, cho dòng điện một chiều đi qua
+ Cực dương: nước dâng lên và đục( do xuất hiện keo)
+ Cực âm: nước hạ xuống và trong
Các hạt keo tích điện âm=> hiện tượng hạt keo di chuyển dưới tác dụng của điện trường thì gọi là hiện tượng điện di
Hiện tượng điện thẩm: gt 282