khái niệm cơ bản về hợp chất keo

CHƯƠNG HỆ PHÂN TÁN VÀ ĐỐI TƯỢNG HÓA HỌC CHẤT KEO I Đặc điểm hệ phân tán II Đối tượng hóa học chất keo III Độ phân tán IV Phân loại hệ phân tán V Ý nghĩa hệ keo tự nhiên kỹ thuật DUNG DỊCH KEO LÀ GÌ? Giữa kỷ 19, Francesco Selmi (1817-1881) phát số dung dịch có tính chất đặc biệt như: – Tính phân tán ánh sáng mạnh – Chất tan kết tủa cho vào dung dịch lượng nhỏ muối, muối không phản ứng với chất tan – Chất tan tan hay kết tủa không kèm theo thay đổi nhiệt độ thể tích – Selmi gọi dung dịch có đặc tính kể dung dịch giả Sau gọi dung dịch keo Tyndall Effect (Hiệu ứng Tyndall tán xạ ánh sáng dung dịch keo) Dung dịch keo Ag 10nm Thomas Graham (1805–1869) trình nghiên cứu tính chất chất gelatin, gôm arabic đưa thuật ngữ chất keo (Colloid) Người ta nhận thấy số tính chất chung chúng sau: - Có khả phân tán mạng ánh sáng - Các hệ keo có tính chất khuếch tán chậm tiểu phân (phân tử, ion) dung dịch thực - Không bền vững, dễ kết tụ có thay đổi môi trường - Có thể tách màng bán thẩm - Có hiệu ứng điện di (các hạt phân tán di chuyển điện trường) Cách chế tạo số dung dịch keo: Show D.J., Introduction to colloid and surface chemistry ISBN 7506 1182 0, p11 I Đặc điểm hệ phân tán • • • • • Molecular scale : 0,1 – nm Nano scale : – 100 nm Micro scale : μm Meso scale : mm, cm Macro scale : > cm * Molecular scale : nguyên tử + phân tử giúp người hiểu thuộc tính vật chất  hóa học tổng quát (hữu cơ, vô cơ…), Hóa học lượng tử, học lượng tử… * Micro, Meso, Macro scale : trạng thái cụm, mảng, khối…  Vật lý chất rắn, học Newton * Nano scale : Vật liệu cấp độ nano có tính chất quang khác biệt so với vật liệu khối Ví dụ vật liệu quantum dots: Hiệu ứng huỳnh quang CdTe/ZnS quantum dots Phân lọai theo trạng thái tập hợp Theo Ostwald, vào trạng thái tập hợp vật chất , hệ keo phân chia thành hệ bảng sau: Phân lọai theo tương tác tướng phân tán môi trường phân tán • Keo ưa lỏng (Lyophylles): tương tác tướng môi trường phân tán lớn , tạo thành lớp solvat hóa (thường keo thuận nghịch) VD: xà phòng, đất sét hòa tan nước, hợp chất cao phân tử hòa tan dung môi thích hợp,… • Keo kỵ lỏng (Lyophobes): tương tác tướng yếu (thường keo bất thuận nghịch) VD: sol kim lọai Cách phân lọai dùng cho hệ có môi trường phân tán lỏng mà Phân lọai theo tương tác hạt • Hệ phân tán tự do: Các hạt độc lập với nhau, nồng độ loãng nên tương tác hạt yếu • VD: nhũ tương, dung dịch sol… • Hệ phân tán liên kết: Các hạt tương tác với tương tác phân tử tạo thành mạng lưới VD: Gel, huyền phù, nhũ tương đậm đặc V Ý NGHĨA CỦA HỆ KEO TRONG TỰ NHIÊN VÀ TRONG KỸ THUẬT Magnetic separation in vitro Magnetic separation in vitro Magnetic separation in vitro Magnetic separation in vitro What can so extra? Practical usage of optical, electrical and magnetic properties Example: active mirror which reflected more light than accept , optical wires for communications, magnetic particles, magnetic liquids as a source of light radiation Example: Light emitted diodes LED and other LE structures, wires lasers information storage Example: Light induced charge transfer, storge informations on molecular level, molecular computer chips interaction with other structures and groups of molecules Example: Sensors and detectors for environmental pollution, plasmon detectors for biological molecules What can so extra? usage in medicine and biology Example: Necrotizing of tumor using magnetic nanoparticles as an electromagnetic valve, fighting against viruses f.e HIV in vitro or in vivo (in the body), Beating pathogens in vitro, transport of medicals in bio systems, drug delivery new nanomatriales Examle: nanocomposite materials, nanoceramics, nanowires nanotools, nanoinstruments, nanorobots and other applications Appearing big potential for medicine bioimaging (MRI contrast enhancement) hyperthermia (heating tissue using AC magnetic field) drug delivery (targeting drug to specific site) What can so extra? Magnetic nanoparticles close blood capilary to nekrotizing tumor Magnetic separation in vitro What can so extra? • hyperthermia - AC magnetic field for about 30 minut - Temperatur up to 42-46ºC What can so extra? [...]... trạng thái tập hợp Theo Ostwald, căn cứ vào trạng thái tập hợp của vật chất , hệ keo có thể phân chia thành những hệ trong bảng sau: 3 Phân lọai theo tương tác giữa tướng phân tán và mơi trường phân tán • Keo ưa lỏng (Lyophylles): tương tác giữa tướng và mơi trường phân tán khá lớn , tạo thành lớp solvat hóa (thường là keo thuận nghịch) VD: xà phòng, đất sét hòa tan trong nước, các hợp chất cao phân... liệu: Tính chất quang của vật liệu II Đối tượng của hóa keo Hóa keo nghiên cứu các hệ phân tán dò thể, nghóa là các hệ cấu tạo từ 2 tướng trở lên và một trong hai tướng ở trạng thái chia nhỏ -Tướng phân tán có bề mặt riêng lớn, các quá trình hoá học và vật lý xảy ra trên bề mặt của hạt keo ⇒ quyết đònh tính chất của hệ keo -Hệ keo có năng lượng tự do bề mặt lớn (∆Gs>0) nên không bền vững về mặt nhiệt... của NCs trong dung dịch có và khơng có vỏ bảo vệ -Về mặt động học, độ bền vững tập hợp của hệ phân tán được xác đònh bởi mối tương quan giữa lực hút và lực đẩy (độ lớn của hàng rào năng lượng ngăn cản sự tiến lại gần nhau của các hạt) -Khi lực hút > lực đẩy ⇒ các hạt liên kết gây nên hiện tượng keo tụ (phá hủy hệ phân tán) -Tóm lại, hóa keo là khoa học về các quá trình hình thành và phá hủy các hệ phân... hệ thống không đổi mà chỉ biến đổi về mặt năng lượng • Gọi G là năng lượng bề mặt • G = σS • S: diện tích bề mặt ∀ σ: sức căng bề mặt ∀ ⇒ dG = σdS + Sdσ • * Nếu σ = const ⇒ dσ = 0 • dG = σdS • Quá trình xảy ra tự nhiên khi dG < 0 ⇒ dS < 0 • Hiện tượng keo tụ (tiến đến trạng thái bền) • * Nếu S = const ⇒ dS =0 • dG = Sdσ • dG