Bài giảng hóa kỹ thuật môi trường chương 4 ths lê nguyễn kim cương

MỤC TIÊU TÊN MƠN HỌC: HĨA KỸ THUẬT MƠI TRƯỜNG CHƯƠNG 4: HỆ PHÂN TÁN Giảng viên: ThS Lê Nguyễn Kim Cương LOGO ThS Nguyễn Văn Phương v Hiểu khái niệm hệ phân tán v Đặc điểm, tính chất hệ phân tán v Vận dụng vào kỹ thuật môi trường Chương 4: HỆ PHÂN TÁN 4.1 CÁC HỆ PHÂN TÁN 4.1 CÁC HỆ PHÂN TÁN ۞ Khái niệm 4.2 DUNG DỊCH ۞ Độ phân tán 4.3 ĐỘ HÒA TAN CỦA CÁC CHẤT ۞ Phân loại 4.4 TÍNH CHẤT CỦA DUNG DỊCH 4.5 DUNG DỊCH ĐIỆN LY 4.6 SỰ ĐIỆN LY CỦA NƯỚC – CHỈ SỐ HYDRO 4 Khái niệm Bảng 4.1 Các hệ phân tán thường gặp Hệ phân tán hệ bao gồm môi trường liên tục tiểu phân (các “hạt”) có kích thước nhỏ phân tán đồng mơi trường TT Tập hợp tiểu phân nhỏ bé gọi pha phân tán, cịn mơi trường chứa đựng pha phân tán gọi môi trường phân tán Độ phân tán v Tính chất quan trọng hệ phân tán trước hết tính bền vững hệ: thể qua độ phân tán v Độ phân tán: D = 1/d d kích thước Pha phân tán Môi trường phân tán Ký hiệu hệ Tên hệ Hệ với thăng giáng mật độ khí (khơng khí) Khí Khí K/K Lỏng Khí L/K Keo khí (sương mù, mây mù)(Fogs) Rắn Khí R/K Keo khí (bụi, khói) (smokes) Nhũ tương khí (bọt) (Foams) Khí Lỏng K/L Lỏng Lỏng L/L Nhũ tương (Enulsions) Rắn Lỏng R/L Keo, huyền phù (sol) Bọt xốp, mao quản xốp, vật xốp (rắn) Khí Rắn K/R Lỏng Rắn L/R Nhũ tương rắn, gel xốp Rắn Rắn R/R Keo rắn, hợp kim 6 Phân lo i v Theo m i quan h ph thu c ∗ mà h phân tán chia làm lo i sau ây: Các h phân tán thô (th l∃ l ng) Các h phân tán cao (h keo) Các h phân tán phân t% - ion (dung d ch th c) hạt v H phân tán thô nh∗ng h vi d∋ th# có kích th c h t nhân phân tán l n h n 10-4 mm T/n t−i d−ng: huy3n phù nh t&∃ng v H phân tán cao: có kích th&,c h−t phân tán kho ng t 1.10-6 mm n 1.10-4 mm !∀c g∃i h& keo , có th# t p h p thành nh ng h t có kích th&,c l,n h∃n l ng xu ng v Dung d ch (hay dd th c): h−t < 10-6mm Hệ keo khí (sương mù, mây mù) 10 Hệ keo khí Hệ huyền phù Bụi Khói 11 Hệ nhũ tương 4.2 DUNG DỊCH Dung dịch lý tưởng v Dung dịch hệ đồng thể gồm hai hay nhiều chất mà thành phần chúng thay đổi giới hạn rộng (đây điểm khác với hợp chất) v Có hai loại: dung dịch lý tưởng dung dịch thực Dung dịch lý tưởng Dung dịch thực v Tính chất dd lý tưởng không phụ thuộc vào chất chất tan mà phụ thuộc vào nồng độ chúng v Dd lỏng đạt đk lý tưởng dd mà cấu tử có cấu trúc phân tử thuộc tính vật lý hố học giống gần nhau: Hỗn hợp đồng phân quang học Dd cấu tử khác thành phần đồng vị Ví dụ - H2O + D2O Dd chất đồng đẳng cạnh Ví dụ - Benzen + toluen ; hexan +heptan 13 Dug d∋ch lý t&2ng v Do c u t o tính ch t hóa lý g n gi ng nên trình hình thành dung d ch lý t ng: § Khơng thu hay phát nhi t (∆H = 0) § Khơng tTđ(dd phtử) > Tđ(dd đly) H2O(l) → H2O(k) π (dd phtử ) < π (dd đly) 13 4.5.2 Q trình i n ly α •Khi khơng phân ly: α = •Khi phân ly khơng hồn tồn: < α < •Khi phân ly hồn tồn α = i n ly tính bΑng ph n ?∃n v∋ hay ph n tr 30% •ChΧt ?i n ly trung bình: 3% < α < 30% N N0 4.6 SỰ ĐIỆN LY CỦA NƯỚC – CHỈ SỐ HYDRO Q trình hồ tan NaCl nước 4.6.1 Sự điện ly nước Xem tài liệu Các ion bị hydrat khuếch tán từ từ Khi tử lựcnước hút cácsẽion Các phân có cực hútyếu cácđi, + vàsẽCl - bao quanh dịch ion Na mạng tinh thểdung raion khỏi tách tinh thểvàbị tan lưỡng cực muối,làm yếu lựcnước hút ion 55 55 14.3 14 Sự ion hóa tích số ion nước Độ dẫn điện H2O = 5,54.10-18Ω-1.cm-1 H3O+ + OH- H2O + H2O + Chỉ số pH môi trường dd Trong nước ngun chất mơi trường trung tính [H+] = [OH-] = 10-7 Trong dung dịch axit có mơi trường axit − −14 K n = [H 3O ][OH ] = 10 pH=-lg[H+] pOH=-lg[OH-] pH = pK=-lgK [H+] > [OH-] pH < Trong dung dịch baz có mơi trường baz [H+] < [OH-] pKn = pH+ POH = 14 pH > 4.6.2 Cách xác định pH Bảng 4.9 Các chất thị quan trọng thường gặp Chất thị MÀU SẮC CỦA CHẤT CHỈ THỊ TRONG MÔI TRƯỜNG KHÁC NHAU Axit Trung tính Kiềm Metyl da cam Đỏ (p H < 3.1) Da cam (3.1