C1-keo

HỆ PHÂN TÁN VÀ ĐỐI TƯNG CỦA HÓA LÝ HỌC CÁC HỆ PHÂN TÁN I Đặc điểm hệ phân tán II Đối tượng hóa học chất keo III Độ phân tán IV Phân loại hệ phân tán CHƯƠNG 1 V Ý nghóa hệ keo KÍCH THƯỚC NANO? • • • • • 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 qt (hữu cơ, vơ 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 : ??? • Khi vật liệu thu nhỏ đến kích thước NANO: tính chất : hóa học, vật lý, cơ, quang, điện, từ, thay đổi so với trạng thái vĩ mơ • Ex : * nano Al : xúc tác cho nhiên liệu tên lữa * nano Ag * nano Au * nanocomposite …… Ảnh hưởng thu nhỏ Vật liệu macro : số lượng nguyên tử bề mặt không đáng kể so với bên Vật liệu nano : diện tích bề mặt tăng, số lượng nguyên tử bề mặt tăng ⇒sự khác biệt : từ tính, tính, hóa lý tính,… ⇒quy luật lượng tử,… Ex : Độ nóng chảy Au * Au khối : 1.064 oC * 50 nm : 1.000 oC * nm : 900 oC * nm : 350 oC * nm : 200 oC Bài tóan chấm lượng tử - giếng lượng tử Max B Planck i t •Bức óxạ sóng điện từ a “gói lượng” => n B phát không liên tục theo lượng tử E=h√ Phương trình sóng Schrodinger : lời gỉai bậc lượng giếng lượng tử (-h2/8π2m )(d2Ψ/dx2) = E Ψ h : số Planck E : bậc lượng điện tử Ψ : hàm số sóng m : khối lượng điện tử (1) Ψ = A sin(nπx/a) n= 1, 2, 3, ….  (2) n= 1, 2, 3, ….   (3) Thay (2) vào (1) ⇒E = n2 h2 / 8ma2 E1 = E quantum = h2 / 8ma2   (4) Độ sai biệt  lượng giữa bậc n =1 n = E2 - E1 = 3h2 / 8ma2             •Khi vật chất có kích thứơc macro, meso, micro, (5) E2 – E1 -> •Nano : a nhỏ (giếng chấm lượng tử) E2 – E1 tăng đáng kể Các bậc lượng trở nên rời rạc  lượng tử hóa lượng 10 (a) : Kim lọai – Khe dài =0 eV (b) : Chất bán dẩn – Khe dài ~ – 1,5 eV (c) : Chất cách điện – Khe dài > eV 12 Chấm lượng tử - Giếng lượng tử •Ở thứ nguyên nano  dải lượng khơng cịn liên tục  confinement effect Hay lượng tử hóa lượng khơng gian cực nhỏ  Từ học cổ điển Newton bước vào giới học lượng tử •Quantum dot : biểu vật nhỏ chịu ảnh hưởng qui luật lượng tử  Hạt nano chứa vài nguyên tử đến vài ngàn ngun tử  Có thể kích họat để phát quang – tùy thuộc giá trị khe dài  Thay đổi kích thước  thay đổi màu sắc 13 14 I Đặc điểm hệ phân tán • Hóa keo khảo sát hệ phân tán dị thể đặc biệt gọi hệ thống keo • * Giữa kỷ 19, Selmi 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 15 • Graham trìng nghiên cứu tính chất chất như: gelatin, gôm arabic nhận thấy: • - Có nhiều chất khả kết tinh từ dung dịch • - Có thể tách màng bán thẩm • Graham gọi chúng colloid (từ tiếng Latinh colla có nghóa hồ dán) • Tuy nhiên, Borsop chứng minh rằng, điều kiện định, chất mà Graham gọi chất keo kết tinh từ dung dịch đồng thời nhiều chất có khả kết tinh khác tồn trạng 16 thái keo Tóm lại, số đặc điểm sau hệ keo ghi nhận: - Khả phân tán ánh sáng - Khuyếch tán chậm có khả thẩm tích ( khả lọc màng bán thẩm) - Không bền vững tập hợp: hạt phân tán dễ tập hợp với thành hạt lớn tác dụng điều kiện bên (nhiệt độ, khuấy lắc, chất điện ly,…) 17 II Đối tượng hóa keo Hóa keo nghiên cứu hệ phân tán dị thể, nghóa hệ cấu tạo từ tướng trở lên hai tướng trạng thái chia nhỏ -Tướng phân tán có bề mặt riêng lớn, trình hoá học vật lý xảy bề mặt hạt keo ⇒ định tính chất hệ keo -Hệ keo có lượng tự bề mặt lớn (∆Gs>0) nên không bền vững mặt nhiệt động học ⇒ hạt tướng phân tán kết dính lại với để bề mặt phân chia tướng giảm (∆Gs