HÓA KEO HÓA KEO
ThS. TRƯƠNG ĐÌNH ĐỨC ThS. TRƯƠNG ĐÌNH ĐỨC
June 2, 2014
1
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Drew Myers, Surfactant science and technology, Third edition,
Wiley – Interscience, USA, 2006.
Akhmetov V. Physical and colloid Chemistry (translated from the
Russian by G Leib) Moscow, Mir, 1989.
Williams, Colloid and surface engineerings: application in the process industries, Oxford - Butterworth - Heinemann, 1992. Jean Poré, Emulsions, microemulsions emulsions multiples,
Edition Technique, France, 1992.
Andrew A. and others. Nanoscale probes of the solid liquid
interface, NATO ASI ser. 1995.
Somorjai A. Deplancke M. P. Chimie des surfaces et Catalyse.
Ediscience international, 1995.
Fracois Devreux, physique des systemes desordonne's, Edition
de l' Ecole polytechnique, Paris, 1998.
Trần Văn Nhân, Hóa keo, NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội, 2003. Nguyễn Thị Thu, Hóa keo, NXB Đại học Sư phạm Hà Nội 2002.
June 2, 2014
1
Mở đầu
2 Các hiện tượng bề mặt
3 Tính chất của các hệ keo
4 Độ bền vững của các hệ keo ghét lưu
5
Các hệ keo trong môi trường lỏng và khí
June 2, 2014
Dung dịch
Pha phân tán
VD: NaCl, H2SO4…
Al(OH)3, các chất cao phân tử
Môi trường phân tán
VD: nước, benzen, metanol…
June 2, 2014
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
DUNG DỊCH
Dung dịch thực
Hệ đồng thể - 1 pha
VD: Dung dịch NaCl, HCl…
Dung dịch keo
Hệ dị thể - 2 pha VD: Dd sét, dd keo Al(OH)3…
June 2, 2014
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
Mô hình của các phân tử nước trong pha lỏng
June 2, 2014
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
June 2, 2014
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
June 2, 2014
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
June 2, 2014
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
June 2, 2014
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
June 2, 2014
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
June 2, 2014
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
Dung dịch thực
Hai pha có tính phân cực giống nhau chúng sẽ tan vào nhau và tự phân tán đến kích thước phân tử, ion. Đó là các dung dịch phân tử bình thường (một pha)
June 2, 2014
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
June 2, 2014
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
DUNG DỊCH KEO
Pha phân tán
VD: Các hạt sét, các phân tử Al(OH)3
Môi trường phân tán
VD: Nước, metanol, benzen…
June 2, 2014
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
Dung dịch keo
June 2, 2014
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
Sự tồn tại của hệ vi dị thể chứng tỏ 2 pha tách biệt nhau không hòa vào nhau để tạo ra 1 pha đồng nhất
June 2, 2014
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
June 2, 2014
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
ĐẶC ĐIỂM CỦA HỆ KEO
Dung dịch keo có khả năng phân tán ánh sáng Sự khuếch tán trong dung dịch keo rất chậm Áp suất thẩm thấu trong dung dịch keo rất nhỏ Dung dịch keo có khả năng thẩm tích (hạt keo
không lọt qua màng bán thấm) Dung dịch keo không bền vững Dung dịch keo thường có hiện tượng điện di
June 2, 2014
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
TÍNH CHẤT CỦA HỆ KEO
Tính chất động học phân tử
- Quá trình khuyếch tán - Quá trình sa lắng - Áp suất thẩm thấu - Độ nhớt
Tính chất quang học
- Sự phân tán ánh sáng - Sự hấp thụ ánh sáng
Tính chất điện
- Cấu tạo của hạt keo - Cấu tạo lớp điện kép - Các hiện tượng điện động học
June 2, 2014
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
PHÂN LOẠI CÁC HỆ KEO
1
Kích thước hạt (Độ phân tán)
2 Trạng thái tập hợp
3 Tương tác giữa các hạt
June 2, 2014
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
PHÂN LOẠI THEO KÍCH THƯỚC HẠT
Diện tích bề
Tổng diện tích
Số hạt (lập phương)
i
Chiều dài cạnh 1, cm
Độ phân tán D, cm1
mặt 1 hạt, cm2
(bề mặt riêng), cm2
a h c i h k g n ê i r t ặ m ề b
i
t ấ h c
3
ổ đ
m c
y a h
t
1 10-1 10-2 10-3 10-4 10-5 10-6 10-7 108 (1 Å)
1 101 102 103 104 105 106 107 108
1 103 106 109 1012 1015 1018 1021 1024
6 6.102 6.104 6.106 6.108 6.1010 6.1012 6.1014 6.1016
6 6.101 6.102 6.103 6.104 6.105 6.106 6.107 6.108 = 6.104m2
ự S
1 ỏ h n
June 2, 2014
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
S
Dung dÞch ph©n tö
Dung dÞch keo
HÖ ph©n t¸n th«
o à v g n ê i r t ặ m ề b c ộ u h
t
t ạ h c ớ ư h
t
ụ h p ự S
h c í k
107 105
l, cm
June 2, 2014
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
Sự phân loại các hệ phân tán theo kích thước hạt
Hệ phân tán
Kích thước hạt,
Đặc điểm
cm
< 10-7
Dung dịch phân
Hệ đồng thể một pha
tử
Dung dịch keo
10-7
Hạt đi qua giấy lọc, nhìn thấy
÷ 10-5
không trong kính hiển vi
Hệ phân tán thô
> 10-5
Hạt không đi qua giấy lọc, nhìn thấy trong kính hiểm vi thường
June 2, 2014
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
Phân loại theo trạng thái tập hợp
Sự phân loại các hệ phân tán theo trạng thái tập hợp
Số TT Pha phân tán Kí hiệu Tên gọi hệ Ví dụ
Môi trường phân tán
1 Rắn Lỏng R/L Son, huyền phù Nước phù sa
2 Lỏng Lỏng L/L Nhũ tương Sữa, mủ cao su
3 Khí Lỏng K/L Bọt Bọt xà phòng
4 Rắn Rắn R/R Dung dịch keo Hợp kim, đá quí
rắn
5 Lỏng Rắn L/R Vật xốp Chất hấp phụ xốp
6 Khí Rắn K/R Vật xốp (bọt rắn) Chất hấp phụ xốp
7 Rắn Khí R/K Son khí Khói bụi
June 2, 2014
8 Lỏng Khí L/K Son khí Mây, sương mù
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
Phân loại theo tương tác giữa các hạt
o
o
o
o
o
O
O
O
o
o o
o
o
o
o
O
o
o
O O
o
o o
O
o
O
O
o o o
O o
June 2, 2014
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
O O O O O O OOO O O O O OO O O OO (a) (b)
o o o o oo o oo o o o o o o o o o o o o o oo o o o ooo o o o o o oo o o o oo o oo o oo o (c) (d)
(e)
a, c: Gen lỏng lẻo
b: Gen đặc khít; d, e: Các hệ mao quản
June 2, 2014
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
June 2, 2014
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
Điều chế dung dịch keo Phương pháp phân tán
Phương pháp cơ học, người ta sử dụng cối xay để nghiền nhỏ vật thể. Nếu xay trong không khí hạt thu được thường không bé hơn 60m. Nếu xay trong môi trường phân tán lỏng có thêm chất làm bền có thể đạt gần tới độ phân tán keo.
Phương pháp siêu âm, người ta sử dụng tần số trên 2.000 Hz để phân tán các vật thể có độ bền cơ học thấp như các hạt nhựa, lưu huỳnh, graphit, các kim loại nhẹ trong môi trường hữu cơ.
June 2, 2014
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
Phương pháp hồ quang
Phương pháp này thường được sử dụng
để điều chế son kim loại. Dùng ngay kim loại cần phân tán làm điện cực hồ quang.
Khi hồ quang được tạo thành trong môi
trường phân tán, kim loại biến thành hơi và ngưng tụ lại thành hạt son.
June 2, 2014
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
Phương pháp ngưng tụ
Phương pháp này xảy ra khi pha hơi đi
vào môi trường lạnh đột ngột.
Trong phòng thí nghiệm, người ta có
thể điều chế được son Hg, S, Se, Te khi sục hơi các nguyên tố này vào nước lạnh. Để tăng độ bền vững của son người ta phải thêm các chất ổn định, thường là chất điện li.
June 2, 2014
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
Thay thế dung môi
Ví dụ colofan hoặc lưu huỳnh là những chất tan trong rượu nhưng không tan trong nước. Nếu lấy một ít dung dịch các chất trên ở trong rượu cho vào một lượng lớn nước, do tính không tan trong nước colofan hoặc lưu huỳnh sẽ ngưng tụ lại thành các hạt son.
June 2, 2014
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
Phương pháp hóa học
Phản ứng trao đổi Phản ứng khử Phản ứng oxi hoá Phản ứng thuỷ phân
June 2, 2014
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
TINH CHẾ DUNG DỊCH KEO
THẨM TÍCH ĐIỆN THẨM TÍCH SIÊU LỌC
June 2, 2014
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
Thẩm tích
DD keo
Dung m«i
Mµng
Do sự chênh lệch hóa thế ở 2 bên màng, tạp chất sẽ thoát ra ngoài theo chiều mũi tên, nếu liên tục thay dung môi, có thể đạt được việc đuổi hết các tạp chất có khối lượng phân tử thấp
June 2, 2014
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
June 2, 2014
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
Điện thẩm tích
+
1
2
2
Sơ đồ dụng cụ điện thẩm tích 1. Khu giữa chứa dung dịch keo 2. Màng 3. Khu catôt chứa dung môi 4. Que khuấy 5. Khu anôt chứa dung môi
4
3
5
June 2, 2014
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
June 2, 2014
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
Siêu lọc
1
Sơ đồ dụng cụ siêu lọc 1. Áp kế 2. Màng siêu lọc 3. Dung dịch keo 4. Dung môi tách ra
2
3
4
June 2, 2014
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA HÓA KEO
Sinh học: các tế bào bắp thịt và thần kinh, các sợi, màng tế bào, gen, virut, dịch tế bào, máu, đều là những hệ keo
Mô hình một tế bào động vật điển hình. Các bào quan gồm: (1)hạch nhân (2) nhân (3) ribosome (4) túi tiết,(5) mạng lưới nội chất (ER) hạt, (6) bộ máy Golgi, (7) khung xương tế bào, (8) ER trơn, (9) ty thể, (10) không bào, (11) tế bào chất, (12) lysosome, (13) trung thể.
June 2, 2014
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
Trong công nghiệp gốm và vật liệu xây dựng: sử dụng cao lanh, đất sét là huyền phù đậm đặc của các alumino silicat hiđrat hoá. Kích thước hạt, bản chất hóa học của bề mặt các hạt quyết định chất lượng của vật liệu
June 2, 2014
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
- Thổ nhưỡng: đất là một hệ keo mà kích thước và khả năng hấp phụ của bề mặt hạt keo quyết định độ phì nhiêu của đất
June 2, 2014
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
June 2, 2014
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
June 2, 2014
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
- Trong luyện kim: việc đưa thêm một số nguyên tố vào
hợp kim, quá trình tôi luyện đều có mục đích tạo ra các cấu trúc vi mô đáp ứng các tính chất mong muốn
June 2, 2014
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
Trong công nghệ hóa học: chất xúc tác xốp là những hệ keo rắn.
Điều chế ZSM-5
SiO2 + NaAlO2 + NaOH + N(CH2CH2CH3)4Br + H2O → ZSM-5 + analcime + alpha-quartz
June 2, 2014
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
June 2, 2014
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
Nhiều quá trình trùng hợp cao phân tử, điều chế các vật liệu nano được tiến hành trong nhũ tương
June 2, 2014
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
Y học
June 2, 2014
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
Thanks for your attention
June 2, 2014
