Giáo trình Hóa keoGiáo trình Hóa keoGiáo trình Hóa keoGiáo trình Hóa keoGiáo trình Hóa keoGiáo trình Hóa keoGiáo trình Hóa keoGiáo trình Hóa keoGiáo trình Hóa keoGiáo trình Hóa keoGiáo trình Hóa keoGiáo trình Hóa keoGiáo trình Hóa keoGiáo trình Hóa keoGiáo trình Hóa keoGiáo trình Hóa keoGiáo trình Hóa keoGiáo trình Hóa keoGiáo trình Hóa keoGiáo trình Hóa keoGiáo trình Hóa keo
NGUYẺN TUYÊN (Chủ biên) NGUYÊN THỊ VƯƠNG HOÀN (Đồng chủ biên), NGUN PHI HÙNG GIẢO TRÌNH HĨA KEO {T ài liệu dùng cho sinh viên ngành H óa học, Sinh - K ỹ thuật nông n g h iệp , ) j Í Í : ! v;Ũvsn ỊliillNẽTÌỊlllBỢCLilU C ir; NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT LỜI NĨI ĐÀU Giáo ữình Hóa keo biên soạn dựa theo chương trinh đào tạo mơn Hóa keo - Hóa lý Cao phàn từ bán bậc đại học Ngồi mục đích làm tài liệu học tập cho sinh viên đại học ngành cử nhân, kỹ sư Hóa học, Sinh - Kỹ thuật nơng nshiệp Mòi trườna, giáo trình làm tài liệu tham khảo cho học viên cao học Hóa học ngành khác có liên quan Nội dung Giáo trình Hóa keo gồm chưomg: - Chương I: Nhĩmg đặc tinh chung cùa hệ keo Phương pháp điểu chế tinh chê - Chương 2: Hiện íượnz bề mặt hấp phụ - Chương 3: Tính chát cũa hệ keo - Chương 4: Độ keo tụ cùa hệ keo - Chương 5: Nhũ tưcmg - Chương 6: Hợp chất cao phán từ dung dịch cùa hợp chất cao phân tử Giáo trình khơng tránh khỏi thiếu sót, mong nhận đóng góp ý kiến đòng nghiệp, bạn siiứi viên, học viên đê tài liệu ngày hoàn chinh Xin chân thành cảm ơn! Nhóm tác giả MỤC LỤC Lòi nói đầu Chương NHỬNG ĐẶC TÍNH CHUNG CỦA HỆ KEQ PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ VÀ TINH CHẾ 1.1 Khái niệm chung hệ keo Đối tượng nghiên cứu lịch sử phát triển cùa hóa keo 1.2 Phàn loại hệ phân tá n 10 1.3 Điều chế tinh chế dung dịch keo 16 1.4 Ý nghĩa thực tiễn hóa keo 26 Câu hòi 28 Bài tập 29 Tài liệu tham khảo 29 Chương HIỆN TƯỢNG BỀ MẶT VÀ s ự HẤP PHỤ 2.1 Khái niệm lượng tự bề mặt sức bề m ặ t 30 2.2 Hiện tưọng mao quản 36 2.3 Sự hấp phụ tính chất cùa lớp hấp p h ụ 39 2.4 Sự hấp phụ giới hạn lòng - khí (dung dịch - khí) - phưcmg trinh Gibbs r 42 2.5 Sự hâp phụ bề mặt vật ran 51 2.6 Các thuyết hấp phụ 60 2.7 Ý nghĩa ứng dụng thực tế cùa hấp phụ 68 Câu hỏi 69 Bài tập 70 Tài liệu tham khảo 72 ChưoTig TÍNH CHẮT CỦA HỆ KEO 3.1 Tính chất độns học phàn tử .73 3.2 Tính chất quans học 79 3.3 Tính chất điện hệ keo 82 Càu hỏi 93 Tài liệu tham khảo 94 ChưoTig Đ ộ BỀN V.À S ự KEO TỤ CỦA HẸ KEO 4.1 Khái niệm độ b ề n 95 4.2 Sự keo tụ chất điện 2Ìải Quy tắc Schulze - Hardi 98 4.3 Các thuyết keo tụ bans chất điện giải 100 4.4 Tính chất học, cấu trúc hệ keo tụ 103 4.5 Động học cùa keo tụ 105 Câu h ỏ i 107 Tài liệu tham khảo 107 Chương NHỮ TƯONG 5.1 Khái niệm, đặc điêm \ phân loại nhũ tương 108 5.2 Điều chế nhũ tưcmg 109 5.3 Độ bền tập hợp nhũ tươna Bản chất chất nhũ hóa 113 5.4 Sự phá hùy nhũ tươna 117 5.5 Quá trinh chuyển tướne cũa nhũ tương 118 Câu h ó i 119 Tài liệu tham khảo 119 Chương HỢP CHÁT CAO PHÂN TỪ VÀ DUNG DỊCH CỦA HỢP CHÁT CAO PHÂN TỪ 6.1 Một số khái niệm hợp chất cao phân t 120 6.2 Cấu tạo phân tử tính chất hợp chất cao phân từ .123 6.3 Những trạng thái hợp chất cao phân tử 126 6.4 Sự trương hợp chất cao phân tử 129 6.5 Nhiệt động học hòa tan hợp chất cao phân tử 133 6.6 Dung dịch hợp chất cao phân từ 139 6.7 Phá vỡ độ bền dung dịch hợp chất cao phân tử 146 Câu h ỏ i 154 Tài liệu tham khảo 154 Chương NHÚNG ĐẬC TÍNH CHUNG CỦA HỆ KEO PHUƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ VÀ TINH CHẾ 1.1 Khái niệm chung hệ keo Đối tưọng nghiên cứu lịch sử phát triển hóa keo Trontỉ aiáo trình hóa lý chúna ta ntihiên cứu hệ chât khí, hệ chàt lóns duns dịch trons vật chàt tồn dạng phân từ ion Nsoài ưons tự nhiên, trons sons, khoa học kỹ thuật sặp ràt nhiều hệ ví dụ nhu khói bụi mây, sưoTig mù, đất sét nhão để làm nsói, đồ gốm, protein, máu thể người động vật, y dược ta có số thuốc ỡ dạns hỗn dịch, nhũ tương, số dạng bột, kem , trons hệ vật chất tồn trạng thái tập hợp bao gồm hạt có kích thước lớn kích thước phân từ ion Tất hệ \òra nẻu có nhữns tính chất khác với tính chất cùa phân từ ion mà ta xét có tên gọi chung hệ keo hay hệ phân tán Xgồi ra, chúng có nhữns tính chất đặc trưng khác mà ta cần phải nshiên cứu Vậy hệ phân tán gi? Đó hệ chất phân tán vào chất khác Chất phân tán nhò gọi chất phân tán hav pha phân tán, mơi trường chứa chất phàn tán gọi môi trường phân tán Nsoài hầu hết hệ keo muốn hệ bền vững cần có chất thứ ba gọi chất ơn hóa Như hệ phân tán hệ dị thê đa pha, có pha Trong hệ phân tán, tù>' theo kích thước hạt chất phàn tán mà người ta chia hệ phân tán làm hai loại: hệ phân tán có độ phân tán cao hệ phản tán thô Hệ phân tán có độ phân tán cao (hệ keo), kích thước hạt cúa chat pliàn tán nằm khoảng từ 10'^ - 10'^ cm, tức khoảng từ - 0 m |U Hệ phân tán thơ, kích thước hạt chất phân tán lớn hom 10'^ cm Như vậy, đối tượng nghiên hóa keo hệ phân tán, \ ật chất trạng thái phân tán cao tới kích thước hạt nằm giới hạn 10'^- 10'^ cm Con người gặp sử dụng hệ keo từ lâu việc nghiên cứu hệ tiến hành cách khơng lâu vi hệ keo có ý nghĩa lớn khoa học kĩ thuật nên lôi ý nhiều nhà nghiên cứu nhiều lĩnh vực Chính Mendeleev (1871) cho ràng: “Những vấn đề hóa keo cần xem tiên tiến càn phát triển mạnh mẽ có ý nghĩa lớn lao lĩnh vực lý học, hóa học" ơng nêu lên quan niệm trạng thái keo vật chất Những khái niệm hệ keo thể còng trìiứi nghiên cứu khoa học Aristotle Berzelius năm 1845 sau Semi đưa khái niệm dung dịch thật dung dịch già Chính Semi xem dung dịch giả hệ phân tán cùa chất rắn mơi trường lòng Khi nghiên cứu dung dịch này, ơng lứiận thấy chúng có tính chất khác dung dịch thật, hạt phân tán khơng qua màng bán thẩm; tốc độ khuếch tán chậm Năm 1789 Louis khám phá tượng hấp phụ bề mặt than hoạt tính, năm 1809 nhà bác học người Nga, Reyes mô tả tượng điện di tượng điện thẩm thấu Đầu năm 1861 Grammy người đưa khái chất keo người đặt móng cho hóa keo Grammy nêu số phưcmg pháp điều chế tinh chế dung dịch keo Khi nghiên cứu Grammy chia vật chất làm hai loại Một loại gồm chất hòa tan cho ta dung dịch thật gọi chất kết tinh, ví dụ NaCl, HCl, MgS04 Một loại chất khác hòa tan tạo thành dung dịch dính nliư hồ, khơng lọc qua màne bán thấm, ông gọi chất chất keo , ví dụ albumin, aelatin, AI2O3 Cách phân chia vật chất thành hai loại ông sau không dược chấp nhận () Nga người đặt móng đẩu tiên cho hóa keo Boxop (1869) Trong tác phấm co đicn cúa tính chất cấu tạo phản ứng với nhóm cacboyl tạo thành muối dễ phân ly dung dịch protein mang điện tích âm: CH, H O -IỊX NH CÓ CO CH, CH, NH NH CH, co C H , COONa Tạo muối Phân ly hạn chế -NaOH CH, H O -H 5X XH CO CO CH, CH, NH NH CO CH, C H , C O O N a Những tiều phân keo mang điện tích dấu đẩy nhau, điện tích yếu tố bền duna dịch keo Cũng theo thuyết phân tử, ưona dung dịch phân tử hay hợp họp chất cao phân tử tồn dạna solvat hóa Điều nói lên tưong tác mạnh mẽ cùa phân tử hợp chất cao phân từ với phân tử dung môi Như nêu trên, tượng hydrat hóa phân tử protein chất đặc trimg protein định Trong phân từ protein có số lớn mối liên kết peptit rứiư lứióm amin nhóm cacboxyl, nhóm phân cực Vì bàn chất cùa nhóm khác nên tượng hydrat hóa chi xảy quanh nhóm phân cực khác trị số hydrat hóa khác Ví dụ nhóm pqjtit (-CO-NH-) liên kết trực tiếp với phân tử nước băng liên kết hydro, nhóm amin nhóm cacboxyl sau phân ly thành ion liên kết với nước tạo thành lớp hydrat hóa định hướng phân từ nước phân cực Đối với mạch polypeptit trình hydrat hóa chi xảy quanh phân phân cực (những trung tâm hydrat hóa) 143 COO COO' CH, (CH:); I CO ĩ ^ x - CH I NH / CH XH / \_ CO CH / CO \ XH / CK XH \ CO / \ I (CHJ3 CHj I CH, / CH, < CH ■ I CH: I CH CH - COOĩ CH3 / \ I CH3 CH3 NH-, Tri so hydrat hóa cùa số nhóm phân cực Nhóm Trị số hydrat hóa -OH -COOH -CO -NH -NH Quá trình hydrat hóa xảy kèm theo tòa nhiệt Năng lượng hydrat hóa xác định dựa vào hiệu ứng nhiệt A Dumanski số tác giả cho ràng độ dày cùa lóp hvdrat hóa khơng vượt q độ dày lớp đơn phân từ Deriagin sổ tác giả khác, xác định tính chất học cùa những lóp chất lòng mòng cho thấy trung tâm hydrat hỏa có phạm vi tác dụng rộng lớn (khoảng từ 1000 - 3000 Ẳ ) lớp hydrat hóa có thê lóp đa phân từ khơng hạn chế lóp đơn phân từ Nhưng lượng hydrat hóa lóp xa khơng đáng kể so với lượng hydrat hóa Hiện tượng tạo thành lớp hydrat hóa quanh tiểu phân keo tạo nên yếu tố bền \’ững hệ keo nhữna lóp hvdrat hóa có tính đàn hơi, càn trờ tiếp xúc tiểu phân keo Dung dịch họp chất cao phân tử hệ thuận nghịch tuân theo quy tác pha Gibbs, V A Cargin đồng nghiệp nghiên cứu mối liên 144 hệ việc vận dụng quy tấc pha cho dung dịch hợp chất cao phân tử với độ động học khả nâng thuận nơhịch cùa hợp chât cao phân từ Một ưong còng trình nghiên cứu dung dịch axetat xenluloza dung môi khác (clorotbrm, dicloetan, cồn metylic ) cho thày giàn đồ trạng thái dung dịch axetat xenluloza dung mòi hồn tồn giống giàn đồ trạng thái cùa hệ phenol - nước (hình vẽ), lứiiệt độ thấp hon 55”c dung dịch tách thành lớp với nồng độ xác định ttong lớp, nồng độ đạt bang cách đun nóng làm lạnh, nhiệt độ lón 60''c cấu từ trộn lẫn hoàn toàn vào Nhiêu tác già khác nghiên cứu nhiều dung dịch cao phân tử khác thu kết tương tự Ví dụ dung dịch axetyl xenluloza axetat etyl toluen dung dịch poly\'inylclorua axeton, Nhiệt độ (C) Tất cà kết phân tích nói lên ràng họp chât cao phân từ khác điều kiện xác định tạo thành dung dịch thật cân bền vững Tuy nhiên, phái lưu ý dung dịch họp chât cao phản từ đạt cân bàng thường chậm, có phái đề hàng ngày, hàng tuần lâu Vi \ iệc thay đồi phân bố tương hỗ mạch phân từ dài không thê xay cách nhanh chóng dược Hơn nĩra tác dụng cùa mạch phân từ dài có thề làm thav dổi hình thành số mối liên kết chúng Ngoài hợp chất cao phân từ dê 145 hình thành mối liên kết yếu, tạm thời phân tử dân đen liên hợp Nói tóm lại, dung dịch hợp chất cao phân từ khác dung dịch keo ghét dịch, kích thước phân tử phân tử lượng hợp chât cao phân tử lớn nên dung dịch họfp chất cao phân tử có sơ tính chât giống dung dịch keo sơ dịch Chẳng hạn dung dịch cao phân tử, phân tử không qua màng bán thấm, tốc độ khuếch tán chậm, áp suất thẩm thấu bé bị tủa tác dụng chất điện giải 6.7 Phá võ' độ bền dung dịch hợp chất cao phân tử trạng thái cân bằng, dung dịch hợp chất cao phân tử có độ bền tập họp cao Dung dịch họp chất cao phân tử bền điều kiện khơng có chất ổn hóa Nhưng tác dụng chất điện giải, tác dụng pH, nhiệt độ, hợp chất cao phân từ từ chỗ hòa tan hồn tồn chuyển sang hòa tan hạn chế khơng hòa tan, kết độ bền cùa họp chất cao phân tử bị phá vỡ Dựa vào tượng người ta tiến hành tách protein khỏi dung dịch cách thêm vào dung dịch protein lượng Na2SƠ4 dung dịch (NH4)2S04 đậm đặc Quá trình gọi trình tủa muối Quá trình tùa muối khác trình keo tụ cùa dung dịch keo ghét dịch đề gây keo tụ dung dịch keo ghét dịch cần lượng nhỏ chất điện giải thưòng q trình khơng thuận nghịch Đề tủa muối cần lượng lớn chât điện giải dung dịch có nơng độ cao Q trình khơng tuân theo quy tắc Schulze-Hardi thường trình thuận nghịch, có nghĩa sau thu kết tủa bàng cách lọc rửa, họp chất cao phân tử lại có hòa tan trở lại vào dung mơi tương ứng Ngồi chế q trình tủa mi keo tụ khác Q trình keo tụ diễn nén lớp điện tích kép, làm giảm hồn tồn điện tích hạt keo, tủa muối diễn giảm độ hòa tan hợp chất cao phân tử tác dụng chất điện giải Theo Debye, q trình tùa muối có tượng tách phân tử hòa tan khòi điện trường cùa ion có liên kết mạnh với phân từ phàn cưc dung mơi Như mặt ngun tấc q trình tủa muối khơng khác 146 tượng giải phóng hợp chất cao phân từ tác dụng cùa chất khơng phải dung mơi cùa Những ion khác có gây tủa muối khác chúng xèp thành dãy gọi “dãy biên dung mơi” Những ion có hóa trị xếp thành dãy theo thứ tự giảm dần sau: Đối với cation: Li”^> Na^ > K* > Rb* > Cs^ Đối với anion: S04‘‘ > c r > N03‘ > Br ■> r > CNS' Rõ ràng là, ion có khả nàng liên kết với dung mơi mạnh làm giảm hòa tan dung mơi mạnh nhiêu Berkmann Pubert giải thích tác dụng “dây biến dung môi” ừẻn sờ ảnh hường ion đến cấu tạo dung mơi (H2O) Những ion có khả gây tủa muối (S04' ‘, làm tăng cường xếp có trật tự phân tử dung mơi (H2O), điều tương ứng với giám nhiệt độ dung mơi (nước) Như vậy, ta có liên hệ “dãy biến dung môi” với thay đổi lứiiệt độ dung môi Hiện tượng tủa muối dung dịch cao phân tử ứng dụng đê tách hợp chất cao phân từ thành phần có phân tử lượng khác Ví dụ gây tủa muối dung dịch protein dung dịch muối đậm đặc để tách hồn hợp protein thành albumin globulin Quá trình tủa muối xảy tác dụng rượu làm lạnh kết hợp cà yếu to: tác dụng chất điện giải, rượu giảm nhiệt độ đến -5*^C tách huyết cùa máu thành 12 loại protein Như biết, độ tan cùa protein phụ thuộc rât nhiêu vào pH Muốn gây tủa muối protein ta phải tạo giữ pH gần điểm đẳng điện Ngồi ra, hòa tan protein điều kiện tách protein khỏi dung dịch tác dụng cùa chất điện giải phụ thuộc vào trọng lượng phân từ cùa chúng i47 Nói chung điều kiện để tách cao phân tử khỏi dung dịch phụ thuọc vào bàn chất hóa học trọng luọng phân tử chúng Ngoài tượng tủa muối ta thấy có tượng tụ giọt- Đó tưọTig xảy dung dịch hợp chất cao phân tử tách thành pha tác dụng chất điện giải, pH nhiệt độ Trong pha đó, có pha dung dịch hợp chất cao phân tử dung môi, pha thứ dung dịch cùa dung môi hợp chất cao phân tử, pha giàu hợp chât cao phân từ thường tạo thành giọt nhỏ Nếu dung môi chât phân cực nước giọt mang điện tích (thể tượng điện di), điện tích làm cho hệ khơng cân nhiệt động, với độ bền định người ta gọi hệ hệ tụ giọt, có vai trò quan trọng thể động vật Nếu giọt khơng có độ bền tập hợp chúng liên kết với thành tủa lơ lửng sa lắng xuống đáy Quá trinh xảy pha giàu hợp chất cao phân tử, có độ nhớt tương đối cao Như vậy, q trình tụ giọt q trình chuyển từ trạng thái hòa tan hồn tồn sang trạng thái hòa tan hạn chế, tức q trình làm giảm hòa tan họp chất cao phân tử Ví dụ q trình tụ giọt dung dịch gelatin rưọTi trình tụ giọt rưọoi prolamin nước Quá trình tụ giọt dung dịch hợp chất cao phân tử tác dụng cùa chất điện giải gọi trình tụ giọt đơn giản Còn q trình tụ giọt xảy tác dụng dung dịch cao phân tử gọi tụ giọt phức tạp Tất trường hợp dẫn đến sụ hòa tan hạn chế họp chất cao phân tử Độ phân lóp cùa họp chất cao phân tử trình tụ giọt lớn Ví dụ gây tụ giọt dung dịch gelatin 1% có tới 93% khối lưọmg gelatin chuyển vào lóp tụ giọt Nếu dung dịch gelatin có nồng độ nhỏ khả tụ giọt lớn Do lưọng chất cao phân tử hai lớp khác Tính chât hóa lý cùa lớp tụ giọt có nhiều điểm giơng tính chất cùa ngun sinh chất chúng nhiều nhà sinh vật học ý 148 ^ Cân Donan Ta biêt ion phân tử dung dịch chất điện giải có phàn tử lượng bé có khả di chuyển qua màng bán thẩm, tiêu phân keo khơng qua màng bán thẩm Do đó, có dung dịch chàt điện giãi đó, nồng độ phía màng khác nhau, có khuêch tán dẫn đến cân nồng độ phía màng Và đạt đến cân băng nơng độ ion phía màng Cũng có cân tưcmg tự nêu dùng màng bán thâm để ngăn dung dịch chất điện giải khác Nhưng trường hợp phía màng có ion khơng qua màng bán thâm, ta có phân bố khơng cân bàng nồng độ phía màng, ví dụ dung dịch keo protein protein tác dụng với axit hay kiềm tạo thành muối dề phân h' thành ion Sự phân bố không cân bàng nồng độ ion chất điện giải phía màng àiứi hưởng chất điện giải keo gọi cân bàng Donan (do Donan Beillia tìm năm 1911) Có sai lệch trình khuêch tán tác dụng lực tĩnh điện ion mang điện tích ưái dấu Đe hiểu rõ vấn đề xét số ví dụ sau: Dùng màng bán thâm colodion để ngăn đơi bình, nửa binh phía trái chứa dung dịch chất điện giải keo ví dụ natri proteinat phân ly thành ion; RNa ^ R- + Na* lon keo R' không qua màng bán thẩm, ion Na^ có khả qua màng bán thẩm, trường hợp ion Na^ không khuếch tán tự qua màng bán thẩm R' Na^ có lực hút tĩnh điện Nừa bình bên phải dung dịch chất điện giải NaCl có nồng độ ion Na* Nêu tất ion có khả nâng qua màng bán thẩm thí sau đạt tới cân bàng nồng độ ion phía màng sê Nhưng ion keo R' khơng qua màng bán thẩm nên phân bố ion khác Sự phân bô dựa sở nguyên lý nhiệt động Donan Theo Donan, cation, anion từ ngăn bên phải khuếch tán qua màng bán thẩm sang ngăn bên trái đôi lực tác dụng tĩnh điện Tốc độ xuyên qua 149 màng ion Na^, c r xác định bòd tần số va chạm cùa lon tren với màng Theo định luật tác dụng khối lượng, tần số va chạm ti lẹ VOI tích số nồng độ ion Do ta có: V, = k ,.C i.C Dòng ngược xảy với tôc độ: V2 = k2- Ci C2 Khi đạt tới cân tốc độ qua màng cặp ion theo hai chiêu nhau, tức là: Vi = V2 ki Ci- C2 = k2- C] C2 => ki = k2 tích số nồng độ ion hai phía màng Từ ta thấy phân bố ion Na^ c r phái màng là: [Na^ ] ,[C l- ],= [Na"]p [ c r ]p Sau đạt tới trạng thái cân bàng, nồng độ [ Na^ ]p = [ c r ]p Còn nồng độ ion Na^, c r hai phía khác nồng độ ion Na^ phía trái bao gồm nồng độ Na^ khuếch tán từ bên phải sang cộng với nồng độ Na^ RNa phân ly Do nồng độ ion Nấ^ khuếch tán từ bên phải sang trái lớn hay nhỏ tùy thuộc vào tương quan nồng độ ban đầu cùa NaCl, RNa Các trường hợp sau xảy ra: - Nồng độ ban đầu cùa RNa NaCl bàng nhau: Neu kí hiệu nồng độ ban đầu chất a Ta có: Bên trái 150 Bên phải (R-) = a (Na"^) = a (Na^^) = a (c r) = a Nêu gọi X nồng độ ion khuếch tán từ phải sang trái, sau đạt đên ừạng thái cân bằng, ta có: Bên trái Bên phải [ Na^ ] = a + X [ Na^ ] = a - [Cl] = x [ C 1‘ ] = a - x X Dựa vào phưona trình cân bàna ta có: [Na" ], [ Cr ] , = [N a']p [Cl-]p (a + x) X = (a - x)‘ ax + x^ = a^ + x’ - 2ax 3ax = a^ Suy X = a/3 NTtư vậy, trườna hợp nà}' có 1/3 lượng chất tan đầu khuếch tán từ phải sang trái - Nồng độ ban đầu NaCl RNa khác nhau: Chăng hạn RNa = a, NaCl = c Các ion Na", càn bàna ta có: cr khuếch tán qua màng với nồng độ X, sau đạt tới Bên trái Bên phải [ Na" ] = a + X [ Na" ] = c - [ Cl' ] = [ X X cr ] = c - X Phưcmg trình cân bàne trường hợp là: (a + x) X = (c - x) ( 1) a + 2c ( 2) Rõ ràng trường hợp phân bố Na", cr phía màng xác định tưcmg quan nồng độ ban đầu RNa, NaCl I5I Phương trình chi nói lên phân bố ion chưa nói lên tương quan cụ thể nồng độ NaCl phía màng sau đạt cân Ta thấy rõ ràng là; [NaCl]p [cr [NaCllt [C f]t c-x X (3) Thay X từ (2) vào phương trình (3), ta có: [NaCl] P =, [NaCllt c a+c — -— a + 2c a+2c — 1+ a c — (4) Từ phương trìrứi ta thấy nồng độ muối NaCl phái trái luôn nhỏ nồng độ muối NaCl phía phải Đồng thời phương trình xác định phụ thuộc nồng độ ban đầu RNa NaCl Thật vậy, nồng độ ion keo RNa (a) rứiỏ nồng độ muối NaCl lón biểu thức (4) tiến dần đến (1), tức muối NaCl phân bố đồng phía màng Như tăng nồng độ chất điện giải có khả phân ly khuếch tán mạnh qua màng bán thẩm, khác phân bố Donan phân bổ động học phân tử khơng Do nồng độ chất điện giải lớn, cân Donan khơng giá trị Trong trường hợp nồng độ ion keo (a) lớn, nồng độ muối NaCl (c) nhỏ chi có lượng nhỏ muối NaCl khuếch tán từ phải sang trái Trong trường hợp cân Donan có ý nghĩa thực tế lớn vi tạo phân bố khơng cân bang ion hai phía màng Vừa xét cân bàng Donan trường hợp ngav từ đầu chất điện giải keo dung dịch muối có khả khuếch tán ngăn cách màng bán thấm Chúng ta thu kết tương tự thêm dung dịch muối NaCl vào dung dịch chất điện giải keo thay dung 152 dịch NaCl dung dịch muối khác khơng có ion chung với chất điện giải keo muối KCl chảng hạn Trong trưcmg hợp ta thấy ion sau khuếch tán vào dung dịch chất điện giải keo đẩy ion Na^ tạo thành muối RK Kết ion đuợc eiữ lại ion c r bị đẩy Ngồi chúna ta có hình ảnh tương tự ion keo mang điện tích dương (RC1) Càn bàng Donan đóng vai ưò quan trọng sinh học ta biết protein tế bào tế bào mang điện tích, màng đóng vai trò màng bán thâm chất tan Do ảnh hưỏng cùa ion keo dẫn tới phân bơ khơng cân chất điện giải phía màng tạo khác \’ề áp suất thẩm thấu Sự khác \'ề áp suất thẩm thấu biểu thị biểu thức càn (1) Nhìn vào biểu thức ta thấy vế trái cùa đẳng thức tích sò thừa số khơng giống ta xem điện tích hình chữ nhật có cạnh X , cạnh (a + x); vế phải đăng thức tích thừa số giống nhau, ta xem diện tích hình \ương có cạnh (c - x) Áp suất thẩm thấu xác định bời tổng nồng độ ion Như vậy, áp suất thâm thâu phía bên trái màng (a + x) + X , áp suất thâm thấu phía bên phải màng (c - x) + (c - x) Neu so sánh ta thấy tổng cạnh hình chữ nhật ln ln lớn tồng cạnh hình vaiơng có diện tích, tức (a + x) + X > (c - x) + (c - x) Do cân bàng Donan thiết lập, áp suất thẩm thấu phía bên trái màng bán thẩm lớn áp suất thẩm thấu phía bên phải màng bán thẩm Tất nhiên, khác áp suât thâm thấu phụ thuộc vào nồng độ ban đầu dung dịch muối dễ khuếch tán hay nói cách khác phụ thuộc vào độ tương quan nồng độ chất điện giải keo muối có cà ion dễ dàng khuếch tán qua màng bán thâm Nồng độ muối lón, khác áp suất thẩm thấu phía màng nhỏ Đối với thể, cân bàng Donan có ý nghĩa lớn phân bố chât điện giải máu bạch huyết 153 Ngồi phân bố khơng cân bàng ion phía màng hay giưa gel dung dịch dẫn tới xuất hiệu, thê màng CÂU HỎI Trình bày khái niệm hợp chất cao phân tử? Đặc điểm cấu tạo phân loại hợp chất cao phân từ? Các phưcmg pháp xác định khối lượng phân tử họp chât cao phân từ? Tại nói q trình hòa tan hợp chất cao phân tử q trình tự diên biến? Phân tích khác tính chất dung dịch hợp chất cao phân tử dung dịch keo sơ dịch? Khái niệm trương giải thích q trìrứi trương họp chât họp chất cao phân tử? Giải thích ảnh hưởng pH đến độ trương hợp chất cao phân tử? Nêu đặc điểm cấu tạo mạch polyme; điểm đảng điện, giá trị pH nam ngồi điểm đẳng điện? Vì độ nhớt dung dịch họp chất cao phân tử lớn nhiều so với dung dịch thực? 10 Giải thích yếu tố ảnh hường đến độ nhớt? Tài liệu tham khảo [1] Nguyễn Hữu Phú, Hóa lý - Hóa keo, NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nọi (2007) [2] Bùi Chương, Hỏa lýpolime, NXB Bách Khoa Hà Nội (2006) 154 [3] Thái Doãn Tĩnh, Cơ sở hóa học hữu cơ, Tập 3, NXB Khoa học K thuật, Hà Nội (2003) [4] Drew Myers, Surfactant science and technology, Wiley - Interscienc publishers (2006) [5] F Darnels, R Alberty, Hỏa lý (dịch từ bàn tiếng Nga), Tập II, Nhà bàn Đại học Trung học chuyên nghiệp Hà Nội (1972) XUÍ 15 \ NGUYẺN TUYÊN (C hủ biên) NGUYỀN T H Ị VƯOfNG HOÀN (Đồng chủ biên), NGUN PH I HÙNG GIẢO TRÌNH HĨA KEO {Tài liệu dùng cho sinh viên ngành Hóa học, Sinh K ỹ thuật nông nghiệp, ) C h ịu trá c h n h iệm x u ấ t b ả n : PHẠM NGỌC KHÔI B iên tậ p sử a b ả n in: TS NGUYÊN HUY TIÊN T rìn h b y b ìa : XUÂN DŨNG NHÀ XUÃT BẢN KHOA HỌC VÀ KỶ THUẬT 70 Trần Hưng Đạo - Hoàn Kiếm - Hà Nội ĐT: 04 3942 2443 Fax: 04 3822 0658 Website: http://www.nxbkhkt.com.vn Email: nxbkhkt@hn.vnn.vn CHI NHÁNH NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỶ THUẬT 28 Đồng Khởi - Quận - TP Hồ Chí Minh ĐT: 08 3822 5062 In 300 bản, khổ 16 X 24cm, tạ i Xí nghiệp In NXB Văn hóa Dân tộc Số ĐKXB: 1455 - 2014/CXB/2 - 93^HKT Quyết định XB số; 219/QĐXB - NXBKHKT, ngày 26/12/2014 In xong nộp lưu chiểu Quý I năm 2015 ... tách ròi tạo thành dung dịch keo 23 Mức độ pepti hóa (thơng qua số lần rửa tủa) phụ thuộc vào hóa trị ion gây keo tụ Ví dụ q trình pepti hóa tủa keo M02O5 thu q trình keo tụ bàng chất điện giải... nhuận tràng, tẩy nhẹ r- Điều chế dung dịch keo phương pháp pepti hóa Pepti hóa trinh chu'ển túa keo hay gel thành dung dịch keo Q trình pepti hóa khác q trình phân tán chỗ khơng cần tốn còng học... tán mà cần lượng chất pepti hóa, riieo quan diêm cua Beckopox, q trình pepti hóa khơng làm thay dối kích thước hạt 21 keo Pepti liỏa trình ngược q trình keo tụ pepti hóa xảy trìnli rùa túa hay