chương 2: điều chế hợp chất keo

ĐIỀU CHẾ VÀ LÀM SẠCH HỆ KEO I ĐIỀU CHẾ HỆ KEO A- Phương pháp phân tán ( Top down ) B- Phương pháp ngưng tụ (Bottom up ) II LÀM SẠCH HỆ KEO CHƯƠNG I ĐIỀU CHẾ HỆ KEO Hệ thô a ≥ 10-7m Phân tán(top down) Hệ keo 10-9 – 10-7m Ngưng tu(bottom up)ï Dung dòch phân tử a ≤ 10-10m Điều chế hệ keo thỏa mãn điều kiện: - Tướng phân tán tan hay không tan môi trường phân tán - Trong hệ phải có mặt chất ổn đònh (làm bền hệ keo) A Phương pháp phân tán Đặc điểm: - Dùng công để thắng lực tương tác bên phân tử tạo hạt (làm tăng diện tích bề mặt) - Kích thước hạt khoảng 10-7m W = σ∆S + q Trong đó: ∆S: độ tăng bề mặt hệ σ: sức căng bề mặt q: nhiệt tạo trình điều chế 1/ Phân tán học - Máy nghiền bi - Nghiền keo 2/ Phân tán siêu âm - Điều chế keo kim loại dễ nóng chảy, hợp kim dung môi hữu cơ, keo lưu huỳnh, keo hydroxid kim loại, dung dòch cao phân tử,… - Quá trình phân tán đạt đến cân động 3/ Phân tán hồ quang - Phương pháp Bredig (tạo hồ quang điện cực kim loại nguồn điện chiều): điều chế sol kimloại nước - Phương pháp Svedberg (sd nguồn điện xoay chiều tần số cao): đi62u chế sol kim loại môi trường phân tán hữu -Nghiền bi -Nghiền bi kiểu hành tinh -Nghiền bi -Nghiền bi kiểu hành tinh 4/ Phương pháp keo tán Phương pháp keo tán hay pepti- hóa phương pháp chuyển kết tủa keo tụ gây thành trở lại dung dòch keo Phương pháp keo tán có loại: a- Rửa kết tủa: tách chất gây keo tụ (chất điện ly) khỏi hệ b- Dùng chất điện ly:thêm vào chất điện ly có tác dụng làm bền hệ keo để phục hồi lại hệ keo VD: kết tủa Fe(OH)3 keo tán FeCl3: FeCl3 + H2O → FeOCl + 2HCl FeOCl chất làm bền ổn đònh hệ keo c- Dùng chất hoạt động bề mặt: chất HĐBM bò hấp phụ lên bề mặt hạt keo tạo lớp vỏ solvat hóa bền có tác dụng keo tán d- Phản ứng hóa học: phản ứng hóa học xảy chất thêm vào hệ tạo chất điện ly có tác dụng ổn đònh hệ keo VD: keo tán Fe(OH)3 HCl Fe(OH)3 + HCl → FeOCl + 2H2O B Phương pháp ngưng tụ Quá trình ngưng tụ tạo hệ keo trình kết tinh từ dung dòch bão hòa Quá trình gồm giai đoạn: 1/ Giai đoạn tạo mầm tinh thể: Tốc độ tạo mầm tinh thể tỷ lệ với độ bão hòa tương đối: V = k1 Trong đó: Cq: nồng độ bão hòa Cb: nồng độ bão hòa k1: hệ số tỷ lệ Cq − Cb Cb 10 • 2/ Giai đoạn phát triển mầm • Gọi V2 vận tốc phát triển mầm, ta có: • mầm δ DS V = C − C ( q b) q δ C Trong đó: D: hệ số khuyếch tán S: diện tích bề mặt tinh thể δ: chiều dày lớp dung dòch qua khuyếch tán xảy 11  Khi V1 > V2: kích thước hạt nhỏ đồng ∀ → hệ đơn phân tán  Khi V2 > V1:hạt có kích thước không đồng → hệ đa phân tán Người ta dùng chất ức chế để điều khiển trình VD: K3[Fe(CN)6], K4[Fe(CN)6],…ngăn cản tạo mầm Còn KBr, KI,… kìm hãm phát triển mầm chúng bò hấp phụ bề mặt mầm  Có nhóm phương pháp ngưng tụ: Phương pháp vật lý phương pháp hóa học 12 a- Phương pháp vật lý  Ngưng tụ trực tiếp: thay đổi thông số trạng thái hệ nhiệt độ, áp suất,…để hình thành tướng (tạo sương mù từ nước, keo P2O5,…)  Sự thay dung môi: trộn lưu huỳnh bão hòa nước với rượu để tạo thành keo lưu huỳnh b- Phương pháp hóa học Nguyên tắc: tạo tướng cách ngưng tụ chất từ dung dòch bão hòa thông qua phản ứng hóa học Chú ý: điều kiện nồng độ chất phản ứng, thứ tự trộn lẫn, nhiệt độ,… 13  Phản ứng trao đổi: AgNO3 + KI AgI↓ → + KNO3 Một hai tác chất thừa chất ổn đònh hệ keo đònh dấu hạt keo  Phản ứng oxy hóa khử: 2H2S + O2 2S↓ → + 2H2O Chất ổn đònh cho sol H2S5O6 tạo thành phản ứng phụ phức tạp khác 2KAuO2 + 3HCHO 2Au↓ + + K2CO3 → 3HCOOK + KHCO3 + H2O  Phản ứng thủy phân: FeCl3 + 3H2O → Fe(OH)3↓ + 3HCl 14 • II- LÀM SẠCH HỆ KEO • Loại chất điện ly, chất có tác dụng xấu đến tính bền vững hệ keo phương pháp sau: • 1/ Thẫm tích điện thẫm tích • 2/ Siêu lọc 15 [...]... hơi nước, keo P2O5,…)  Sự thay thế dung môi: trộn lưu huỳnh bão hòa trong nước với rượu để tạo thành keo lưu huỳnh b- Phương pháp hóa học Nguyên tắc: tạo tướng mới bằng cách ngưng tụ các chất từ dung dòch quá bão hòa thông qua phản ứng hóa học Chú ý: điều kiện nồng độ chất phản ứng, thứ tự trộn lẫn, nhiệt độ,… 13  Phản ứng trao đổi: AgNO3 + KI AgI↓ → + KNO3 Một trong hai tác chất thừa sẽ là chất ổn... là chất ổn đònh hệ keo và quyết đònh dấu của hạt keo  Phản ứng oxy hóa khử: 2H2S + O2 2S↓ → + 2H2O Chất ổn đònh cho sol là H2S5O6 được tạo thành do các phản ứng phụ phức tạp khác 2KAuO2 + 3HCHO 2Au↓ + + K2CO3 → 3HCOOK + KHCO3 + H2O  Phản ứng thủy phân: FeCl3 + 3H2O → Fe(OH)3↓ + 3HCl 14 • II- LÀM SẠCH HỆ KEO • Loại các chất điện ly, các chất có tác dụng xấu đến tính bền vững của hệ keo bằng các phương... D: hệ số khuyếch tán S: diện tích bề mặt tinh thể δ: chiều dày lớp dung dòch qua đó sự khuyếch tán xảy ra 11  Khi V1 > V2: kích thước hạt nhỏ và đồng đều ∀ → hệ đơn phân tán  Khi V2 > V1:hạt có kích thước không đồng đều → hệ đa phân tán Người ta có thể dùng các chất ức chế để điều khiển quá trình VD: K3[Fe(CN)6], K4[Fe(CN)6],…ngăn cản sự tạo mầm Còn KBr, KI,… kìm hãm sự phát triển của mầm do chúng