- Unconfined aquifers are those that are bounded by the water table Some aquifers, however, lie beneath layers of impermeable materials These are called confined
3.2.Hóa học dung dịch keo:
1/ Định nghĩa
3.2.Hóa học dung dịch keo:
Cấu tạo của hạt keo
78
Chương 3: Quá trình keo tụ
3.2. Hóa học dung dịch keo:
Dung dịch keo bao gồm các hạt keo có đường kính từ 10-6 mm đến 10-4 mm. Hạt keo là thể tập hợp của rất nhiều phân tử và ion. Nói chung, nó là do vật khó tan hoặc kết tủa từ trong nước tách ra hình thành. Khi nó tách ra, trước tiên tập hợp nhiều phân tử lại tạo thành khối. Nhờ có diện tích bề mặt lớn, các khối này có khả năng hấp phụ chọn lọc một loại ion nào đó, hoặc có trong thành phần các ion của khối hoặc gần giống một trong các ion trong khối về tính chất và kích thước, tạo thành lớp vỏ bọc ion. Lớp vỏ ion này cùng với khối phân tử bên trong hình thành hạt keo. Bề mặt nhân keo mang điện tích của lớp ion gắn chặt trên đó, có khả năng hút một số ion tự do mang điện tích trái dấu để bù lại một phần điện tích. Như vậy quanh khối liên kết phân tử ban đầu có 2 lớp ion mang điện tích trái dấu nhau bao bọc, gọi là lớp điện tích kép hay còn gọi là lớp hấp phụ. Lớp ion ngoài cùng do lực liên kết yếu nên thường không có đủ điện tích trung hòa với lớp điện tích bên trong, do vậy hạt keo luôn mang một điện tích nhất định. Để cân bằng điện tích trong môi trường, hạt keo lại thu hút quanh mình một số ion trái dấu và tạo thêm một lớp khuyếch tán.
79
3.2. Hóa học dung dịch keo:
Toàn bộ cấu tạo này gọi là hạt keo hoặc mixen keo. Như vậy hạt keo hoặc mixen keo là hạt có khối lượng nhỏ nhất có khả năng tồn tại độc lập dưới một dạng hoàn toàn riêng biệt mà vẫn mang tất cả tính chất của dung dịch keo.
Cấu tạo của hạt keo
Chương 3: Quá trình keo tụ
81
3.2. Hóa học dung dịch keo:
Đẩy nhau (năm) Trung hòa (giây) Hấp dẫn (giây) Dính kết (phút) 82
Chương 3: Quá trình keo tụ
3.2. Hóa học dung dịch keo:
Tùy thuộc vào nguồn gốc xuất xứ, các hạt keo trong nước có thể mang điện tích dương hoặc âm. Các hạt sét, các vi sinh vật, các acid humic và fulvic, các hợp chất hữu cơ khác trong nước thường mang điện tích âm. Các hydroxit nhôm và sắt thường mang điện tích dương. Nguyên nhân cơ bản làm dung dịch keo trong nước rất khó lắng là do dung dịch keo cùng loại có mang điện tích cùng dấu và sinh ra lực đẩy giữa chúng với nhau.
Một nguyên nhân khác làm cho dung dịch keo khó lắng xuống là do ái lực của nó với các phân tử nước bao quanh. “Hydrophilic” là thuật ngữ nói chung dành cho các hạt keo ưa nước. “Hydrophobic’ là thuật ngữ nói chung dành cho các hạt keo kị nước. Các hạt keo ưa nước thường có nguồn gốc vô cơ và là các hạt sét, các oxyt kim loại. Các hạt keo kị nước thường có nguồn gốc hữu cơ và là các vi sinh vật, các acid humic và fulvic.
83
3.2. Hóa học dung dịch keo:
Điện thế trên bề mặt giữa lớp ngoài của lớp điện tích kép và lớp trong của lớp khuyếch tán gọi là thế điện động zeta. Giữa các hạt keo tồn tại lực hấp dẫn Van der Waals, lực hút và lực đẩy tĩnh điện. Ở khoảng cách gần bề mặt, lực hấp dẫn Van der Waals thường mạnh. Ở khoảng cách xa bề mặt, lực đẩy tĩnh điện có thể vượt qua lực hút tĩnh điện. Khả năng ổn định của hạt keo là kết quả tổng hợp của lực hút và lực đẩy. Nếu lực hút thắng lực đẩy thì keo tụ rất dễ thực hiện.
Khi thế điện động zeta lớn, dung dịch keo là ổn định. Khi thế điện động zeta giảm dần đến 0, dung dịch keo mất ổn định và dễ dàng tập hợp lại thành đám lớn lắng xuống. Trạng thái dung dịch keo khi thế điện động zeta bằng 0 được gọi là trạng thái đẳng điện và trị số pH ở trạng thái này được gọi là điểm đẳng điện. Như vậy theo lý thuyết, nếu muốn quá trình keo tụ xảy ra thì thế điện động zeta của dung dịch keo cần phải giảm thấp xuống dưới một giá trị tới hạn nào đó.
Chương 3: Quá trình keo tụ
85
3.2. Hóa học dung dịch keo:
Mật độ ion trong lớp khuyếch tán Thế điện động bề mặt và zeta
86
Chương 3: Quá trình keo tụ
3.2. Hóa học dung dịch keo:
Tổng hợp lực hút và lực đẩy Lực hút Van der Waals
87
3.2. Hóa học dung dịch keo:
Giá trị thích hợp của thế điện động zeta
Chương 3: Quá trình keo tụ