Bài giảng Hóa kỹ thuật môi trường: Chương 4

MỤC TIÊU

v Hiểu các khái niệm về hệ phân tán

TÊN MÔN HỌC: HÓA KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

v Đặc điểm, tính chất các hệ phân tán.

v Vận dụng vào trong kỹ thuật môi trường.

CHƯƠNG 4: HỆ PHÂN TÁN

1 Giảng viên: ThS Lê Nguyễn Kim Cương LOGO ThS Nguyễn Văn Phương

4.1 CÁC HỆ PHÂN TÁN

Chương 4: HỆ PHÂN TÁN

۞ Kháini ệm

4.1. CÁC HỆ PHÂN TÁN

۞Độ phântán

4.2. DUNG DỊCH

۞ Phânlo ại

4.3. ĐỘ HÒA TAN CỦA CÁC CHẤT

4.4. TÍNH CHẤT CỦA DUNG DỊCH

4.5. DUNG DỊCH ĐIỆN LY

4.6. SỰ ĐIỆN LY CỦA NƯỚC –CH Ỉ SỐ HYDRO

Bảng 4.1. Các hệ phân tán thường gặp

Khái niệm

TT

Tên hệ

Pha phân tán

Môi trường phân tán

Ký hiệu hệ

Khí

K/K

Hệ với sự thăng giáng mật độ khí (không khí)

Lỏng

Khí

L/K

Keo khí (sương mù, mây mù)(Fogs)

Hệ phântán là hệ bao gồm mộtmôitr ường ểuphân(các“h ạt”)cókíchth ước liên tụcvàcácti

Rắn

Khí

R/K

Keo khí (bụi, khói) (smokes)

Khí

Lỏng

K/L

Nhũ tương khí (bọt) (Foams)

nhỏđượ cphântán đồng đềutrongmôitr ường đó.

Lỏng

L/L

Nhũ tương (Enulsions)

Tập hợpcácti ểuphânnh ỏ bé đó được gọilà

Rắn

Lỏng

R/L

Keo, huyền phù (sol)

Khí

Rắn

K/R

Bọt xốp, mao quản xốp, vật xốp (rắn)

phaphântán ,cònmôitr ườngch ứa đựngphaphân

Lỏng

Rắn

L/R

Nhũ tương rắn, gel xốp

Rắn

R/R

Keo rắn, hợp kim

tán gọilà môitr ườngphântán .

Độ phân tán

Phân loại

vTínhch ấtquantr ọng của hệ phântántr ước hếtlà v Theo mối quan hệ phụ thuộc ở trên mà hệ phân tán chia làm 3 loại sau đây: tính bền vững của hệ:th ể hiệnqua độ phântán. (cid:216) Các hệ phân tán thô (thể lơ lửng)

vĐộ phântán: D =1/d trong đó dlàkíchth ước (cid:216) Các hệ phân tán cao (hệ keo)

hạt.

(cid:216) Các hệ phân tán phân tử -ion (dung d ịch thực)

lành ững hệ vi dị thể có lớn hơn10 -4 mm.

v Hệ phântánthô kíchth ước hạtnhânphântán Tồn tại ở 2 dạng:huy ềnphùvành ũ tương.

v Hệ phântáncao: cókíchth ước hạtphân tántrongkho ảng từ 1.10-6 mm đến1.10 -4 mm

được gọilà h ệ keo ,cóth ể tập hợpnhauthành

những hạtcókíchth ước lớn hơnvà l ắngxu ống.

v Dung dịch(hayddth ực): hạt <10 -6mm

Hệ keo khí (sương mù, mây mù)

Hệ keo khí

Hệ huyền phù

Bụi

Khói

Hệ nhũ tương

4.2. DUNG DỊCH

tưởng Dung dịchdịchlýlý tưởng Dung

v Tínhch ất củaddlý t ưởngkhôngph ụ thuộcvào b ảnch ất

chấttanmàph ụ thuộcvào n ồng độ củachúng.

v Dd lỏng đạt đklý t ưởnglàddmàcác c

ấu tử củanócó c ấu ọcgi ống

trúcphân t ử vành ữngthu ộctính v ậtlývàhoá h nhauho ặc rất gầnnhau: (cid:216)Hỗn hợp các đồng phân quang học. (cid:216)Dd các cấu tử chỉ khác nhau về thành phần

ần củachúngcóth

đồng vị

Ví dụ - H2O + D2O (cid:216)Dd những chất đồng đẳng cạnh nhau Ví dụ -Benzen + toluen ; hexan +heptan

Dug dịch lý tưởng

v Dung dịch là hệđồ ngth ể gồmhaihaynhi ều ể thay đổi chấtmàthànhph tronggi ới hạn rộng (đâylà điểmkhác v ới hợp chất). v Cóhailo ại: dung dịchlý t ưởngvàdung d ịch thực. (cid:216) Dung dịchlý t ưởng (cid:216) Dung dịchth ực

Dung dịch thực Dung dịch thực

vDo cấu tạovàtínhch ấthóalý g ầngi ốngnhau

ịchlý t ưởng:

Khihìnhthànhdung dịchth ựccókèmtheo quátrìnhthuhayphát nhiệt,cóthay đổith ể tích.

nênquátrìnhhìnhthànhdung d § Khôngthuhayphátnhi ệt (D H=0). § Không tănghaygi ảmth ể tích (D V=0).

EOS

4.3. ĐỘ HÒA TAN CỦA CÁC CHẤT

Dung dịch khí *Không khí

Dung dịch rắn * Thuỷ tinh (Na2O, CaO tan trong SiO2) * Vàng tan trong bạc

dung

dung dịch) dung dịch) Dung dịch lỏng * Dung dịch nước đường(đường(r) +H2O ﬁ dịch) * Dung dịch H2SO4(SO3(k) + H2O ﬁ * Rượu Vodka (C2H5OH (l) + H2O ﬁ

4.3. ĐỘ HÒA TAN CỦA CÁC CHẤT

Tươngtáchútgi ữach ấttanvàdungmôicàng m ạnh thìquátrìnhhoàtancàngthu

ận lợi

ịchbãohòa

v Khiquátrìnhhòatan đạt đượctr ạngtháicân b ằng ở những điềuki ệnnào đó(nhi ệt độ,ápsu ất….)thì dung dịchthu được sẽ chứa lượng tối đach ấttanvà được gọilà dung dịchbãohòa . v Cácdung d ịchcó n ồng độ nhỏ hơn nồng độ bão hòa(n ồng độ củadung d ịch tương ứngtr ạngtháibão hòa) được gọilà dung dịchch ưabãohòa vàkhidung dịchcó n ồng độ cao hơn nồng độ dung dịchbãohòathì được gọi là dung dịchquábãohòa . v Nồng độ củach ấttantrongdung d ở những điềuki ệnnh ất định được gọilà độ tan củach ất đó.

Ví dụ -ethanol CH 3CH2OH tan tốt trong nước Lực tương tác = liên kết hydro; lưỡng cực-lưỡng cực; khuếch tán

vVitamin A tan trongdung môikhông c ực(ch ấtbéo) vVitamin C tan trong nước.

Cyclohexane chỉ có lực khuếch tán không tan trong nước. Glucose có liên kết hydro nên tan rất tốt trong nước.

4.3.1.1. Ảnh hưởng của áp suất đến độ tan của khí trong lỏng - Định luật Henry

4.3.1. Độ hòa tan của chất khí trong chất lỏng

Độ hòatan c ủach ấtkhítrongch ất lỏngph ụ

thuộc rấtnhi ềuvàocác y ếu tố:

v Địnhlu ậtHenry: Nếu ở ápsu ấtth ấpvà độ hòa tan tương đốinh ỏ thì độ hòatan c ủakhítrong l ỏng tạinhi ệt độ nào đó tỉ lệ vớiápsu ấtriêngph ần của khítrêndung d ịch. § Bảnch ấtdungmôivàkhí,

§ Ápsu ấtkhítrên m ặtch ất lỏng,

§ Nhiệt độ,

§ Nồng độ các tạpch ất

§ Và đặcbi ệtlàch ất điệnly.

Ni = K.Pi

•Ni: Nồng độ molph ần củach ấtkhítrong l ỏng •K: Hệ số tỷ lệ hay hằng số Henry •Pi:Ápsu ấtriêngph ần củach ấtkhícân b ằng với lỏng.

ể biểudi ễn

Đối vớidung d ịchloãng n ồng độ biểudi ễntheocác cách đều tỷ lệ bậcnh ất vớinhaunêncóth theocáccáchkhácnh ư:

T không đổi, áp suất riêng phần của khí tăng → độ hòa tan tăng

C = K’ . P

•C: N ồng độ khối lượng củach ấtkhítrongdung d ịch bãohòa(mg/l) •K’: Hệ số tỷ lệ hay hằng số Henry Ápsu ất củach ấtkhí,mmHg •P:

Hình 4.2. Độ hòa tan của chất khí phụ thuộc vào nhiệt độ

4.3.1.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ tan của khí trong lỏng

Khi nhiệt độ giảm thì độ hòatan củach ất khí tăng vàng ược lạikhi nhiệt độ tăng thì độ

hòatan củachúng giảm.

T tăng → độ tan chất khí giảm

Bảng 4.3. Độ hòa tan của các chất khí trong nước (mg/100ml)

4.3.2. Độ hòa tan của chất lỏng trong chất lỏng

Sự hòa tan của chất lỏng trong chất lỏng có

Các chất khí

Độ tan

Các chất khí

Độ tan

00C

200C

00C

200C

171

37,8

461

236

thể xảy ra theo các trường hợp sau: v Hòa tan vô hạn; v Hòa tan có giới hạn; v Không thể hòa tan.

4,9

3,1

Cl2 HCl

50700

44200

2,15

1,84

130000

71000

5,5

3,3

2,35

1,60

CO2 O2 H2 CH4

NH3 N2

4.3.2.2. Trường hợp hai chất lỏng hoàn toàn không tan lẫn 4.3.2.1. Trường hợp hai chất lỏng hòa tan lẫn hoàn toàn

Vì ápsu ất hơi của hệ lớn hơnápsu ất hơi của một cấu tử nên nhiệt độ sôi của hệ thấp hơnnhi ệt độ sôi của từng cấu tử.Trongquátrìnhsôi,nhi ệt độ sôi của hệ không đổicho t ớikhicó m ột cấu tử nào đótrong h ệ bay hơi hếthoàntoàn,thìnhi ệt độ sôi của hệ tăng đếnnhi ệt độ sôi của cấu tử còn lại.

Định luật Konovalop I phát biểu như sau: vKhicân b ằng,thànhph ần hơikhác v ới thànhph ần lỏng củadung d ịch. vKhicân b ằng,trongthànhph ần hơi sẽ giàu(nhi ều) cấu tử dễ bay hơi hơntrong thànhph ần lỏng.

D Hht < 0 T↑thì S↓

4.3.3. Độ hòatan c ủach ất rắntrongch ất lỏng 4.3.2.3. Trường hợp hai chất lỏng hoà tan có giới hạn

Địnhlu ậtphân b ố: mộtch ất lỏngcókh ả ộn lẫn năngtantronghaidungmôikhôngtr nhau,thì đượcphân b ố vàochúngsaocho t ỷ lệ

D Hht>0 T↑thì S↑

đó ở

C 1 C

các nồng độ củachúngtrongdungmôi nhiệt độ không đổilà m ột hằng số.

Khoảng95% hợpch ấtion có độ tan tăngtheo nhiệt độ.

Trong đó: •C1, C2 : Nồng độ củacácch ấthòa tantrongdungmôith ứ nhấtvàth ứ hai •K: Hệ số phân bố

4.4. TÍNH CHẤT CỦA DUNG DỊCH

4.3.3. Độ hòa tan của chất rắn trong chất lỏng

Độ hòatan c ủach ất rắntrongch ất lỏngnói

chungdao độngtrong m ộtkho ảng rộng.

vTínhch ất củadung d ịchth ể hiệnqua: (cid:216)Ápsu ấtth ẩmth ấu củadung d ịch, p (cid:216)Ápsu ất hơibãohòa,P. (cid:216)Nhiệt độ sôivànhi ệt độ đông đặc: Ts, Tđ vTínhch ất củadung d ịchph ụ thuộcvào:

(cid:216)Bảnch ất củach ấttan. (cid:216)Nồng độ chấttan: p ,P, T s, Tđ

4.4.1. Áp suất thẩm thấu

ÁpÁpsu ất

suấtth ẩmthẩmth ấuthấu pp

Ápsu ấtth ẩmth ấu là sự dịchchuy ển mộtchi ều cácph ần tử dungmôivàodung d ịch,khigi ữa chúngng ăncách b ởi“màngbánth ấm”(màngch ỉ choph ần tử dungmôi điquacònph ần tử chấttan bị giữ lại)và s ự thẩmth ấu dẫn đến sự san bằng nồng độ trong hệ nghiên cứu.

Màng bán thấm

4.4.2. Áp suất hơi bão hòa Áp suất thẩm thấu

Sự thẩmth ấu được đặctr ưng bằng ápsu ất thẩmth ấu p.

Ápsu ất hơibãohoà c ủaddlà h ơicân b ằng vớidung dịch lỏng.

Theo Vant–Hoff

:ápsu ấtth ẩmth ấu tỷ lệ thuận với nồng độ chấttanvànhi ệt độ tuyệt đối củadung d ịch.

Ápsu ất hơibãohoà c ủadd b ằng tổngápsu ất hơi bãohoà c ủa tất cả các cấu tử cótrong h ệ. Pdd = (cid:229)Pi

Địnhlu ậtVan’thoffch ỉ đúngchodd l ỏng lý tưởngvàcácddth ựccó n ồng độ chấttan rấtnh ỏ (ddloãng)

p =C.T. R

Ápsu ất hơibãohoà c ủadd l ỏng,loãngch ứach ấttan không điệnly,khôngbay h ơi chínhlàápsu ất hơibão hoà củadungmôitrongdung d ịch.

Áp suất hơi bão hoà của dung dịch lỏng

ÁP SUẤT HƠI BÃO HOÀ của dung dịch lỏng loãng phân tử chứa chất tan không điện ly không bay hơi

Bay hơi D Hbh > 0

Lỏng

Hơi

Định luật RAOULT I

Ngưng tụ D Hnt < 0

P0

K= P0

N1= Ndm =1

p =

Np 0

P1

K= P1 / N1

N1= Ndm <1 (dung dịch)

p0 –ápsu ất củadungmôinguyênch ất p1 = p0(1 – N2) = p0 – p0N2

(

)

p 1

p p

N1 = 1 – N2

Nhiệt độ tăng, số phân tử chất lỏngbay h ơi ới quá càngnhi ều(trongbìnhkín).Songsong v trìnhbay h ơi củach ất lỏngcòncó quátrình ngưng tụ củacácphân t ử hơithành l ỏng. Đến tốc độ haiquátrình đó bằngnhau ,cân mộtlúc, bằng lỏng- h ơi đượcthi ết lập. Hơi ở trạngthái cân bằng đó gọilà hơibãohoà . - D

Áp suất hơi bão hòa 4.4.3. Nhiệt độ sôi

P 0

Địnhlu ậtRaoult I : Độ giảm tương đốiáp suất hơibãohòa c ủadung d ịch bằngph ần molch ấttantrongdung d ịch. vNhiệt độ sôi củach ất lỏng lànhi ệt độ ở đó áp suất hơibãohòa củachúng bằngápsu ất bênngoài (nhiệt độ sôi của nước bằng100 0C ứng vớiápsu ấtbênngoài b ằng1at).

- P 0

vNhiệt độ sôi của dung dịchcao h ơn nhiệt độ sôi của dungmôinguyênch ất.

§ P0:ápsu ất hơibãohòa c ủadungmôitrên bề mặtdungmôinguyênch ất § P:ápsu ất hơibãohòa c ủadung d ịch § N2:ph ầnmolch ấttantrongdung d ịch.

Lỏng

Dung môi nguyên chất

Rắn

4.4.4Nhiệt độ đông đặc

Tscủa dd

Khí

Ts củadm

Tđ của dd Tđ củadm

v Nhiệt độ đông đặc lànhi ệt độ ở đóápsu ất

D Tđ

D Ts

ất hơi củadungmôi

hơibãohòa c ủapha l ỏng bằngpha r ắn. v Đối vớidung d ịchthì ở 00C,dung d ịchkhông đông đặcvì ở cùngnhi ệt độ,ápsu ất hơi của dung dịch<ápsu nguyênch ất,nên ở 00C,ápsu ất hơi của dung dịchcònnh ỏ hơn của nước đá.

Định luật Raoult II

T đ

Ck mđ

T s

Ck ms

ddphtu

- D - D

Nhiệt độ sôi củadung d ịch lỏngphân t ử cao hơn

4.5. DUNG DỊCH ĐIỆN LY

nhiệt độ sôi củadungmôinguyênch ất

ddlpt

)

)dm(T

(T s

4.5.1. Đặc điểm

v Dẫn điện. v So vớidung d ịchphân t ử thì p ,P, ΔTs, ΔTđ

Nhiệt độ đông đặc củadung d ịch lỏngphân t ử thấp

hơnnhi ệt độ đông đặc củadungmôinguyênch ất

củadung d ịch điệnlycótr ị số lớn hơn.

Tđđ (H2O) >Tđđ (dd)

ddlpt

(T đ

)dm(T) đ

v Chấttantrongdung d ịch điệnly g ọilàch ất điệnly.

Tinh thể dung môi nguyên chất

v Bảnch ất củach ất điệnlyvà N ồng độ của dung dịch

ất

Sự khácbi ệt củadd điệnlyso v ớidd lỏngphân t ử

Ápsu ất hơibãohoà c ủadungmôinguyênch lớn hơnápsu ất hơibãohoà c ủadmtrongddlàdo cácphân t ử dm tự dotrên b ề mặtch ất lỏngnhi ều hơn.

(cid:216) Dung dịch điện ly không tuân theo định luật Raoult, định luật Van’t Hoff

(cid:216) Dung dịch điện ly dẫn điện

H2O(l) → H2O(k)

)pt(1

- D

Lỏng Hơi Nguyên chất N2=0 , N1=1 P0 Dd lỏng phân tử, N2 →số tp chất tan =N2

p )dly(1

Số tiểuphânch ấttankhôngbay h ơicàng t ăng sẽ làmgi ảm số phân tử dungmôi t ự dotrên b ề mặt nênápsu ất hơibãohoà c ủadung d ịchcànggi ảm nhiều.

Dd điện ly , N2 →i.N2

'p p

- D

i.cm

'T =

ﬁ D D

'T =

Cik

CM (mol/l)ﬁ

i.cM

Ck.i mđ =p '

C.i

RT

Trong cùng điều kiện Po> P 1(ptử) > P 1(đly)

Ts(dm ngchất) < Ts(dd ptử) < Ts(dd đly)

Tđ(dm ngchất) >Tđ(dd phtử) > Tđ(dd đly)

(dd phtử ) < p

(dd đly)

H2O(l) → H2O(k)

4.5.2. Quá trình điện ly

v Là quátrìnhphânlych ấttanthànhnh ữngion thuận

ể làquátrình

trongdung d ịch,cóth nghịch hoặc hoàntoàn .

v Sự điệnly c ủach ất điệnly đạttr ạngtháicân bằnggi ữaphân t ử chấttanvàiondonóphânly, được đặctr ưng bằng độđiệnly a.

0 ≤ a ≤ 1 •Khi không phân ly: a = 0 •Khi phân ly không hoàn toàn: 0 < a < 1 •Khi phân ly hoàn toàn a = 1 Độ điện ly tính bằng phần đơn vị hay phần trăm.

N=a 0N

Quá trình hoà tan NaCl trong nước

Ví dụ: dung dịch HCl có a = 0,926 hay 92,6%. •Chất điện ly yếu: a < 3% •Chất điện ly mạnh: a > 30% •Chất điện ly trung bình: 3% < a < 30%

4.6. SỰ ĐIỆN LY CỦA NƯỚC –CH Ỉ SỐ HYDRO 4.6.1. Sự điệnly c ủa nước

Xem tài liệu.

Các phân tử nước có cực sẽ hút các ion Na+ và Cl- trong mạng tinh thể muối,làm yếu lực hút giữa các ion .

Các ion bị hydrat sẽ khuếch tán từ từ Khi lực hút giữa các ion yếu đi, các ion sẽ tách ra vàbị bao quanh các ra khỏi tinh thể và tan trong dung dịch. lưỡng cực nước

14.3

Sự ion hóavàtích s ố ion của nước

ChỉChỉ sốsố pH pH vàvàmôimôitr ường

trườngdddd

(cid:216) Trong nước nguyên chất và môi trường trung tính

-1.cm-1

Độ dẫn điện của H2O = 5,54.10-18W

[H+] = [OH-] = 10-7

pH = 7

H2O + H2O D H3O+ + OH-

(cid:216) Trong dung dịch axit có môi trường axit

[H+] > [OH-]

pH < 7

]OH][OH[K 3

(cid:216) Trong dung dịch baz có môi trường baz

pH=-lg[H+]

pOH=-lg[OH-]

pK=-lgK

[H+] < [OH-]

pH > 7

- -

pKn = pH+ POH = 14

4.6.2. Cáchxác định pH

Bảng 4.9. Các ch ất chỉ thị quan tr ọng thường gặp

Chất chỉ thị

MÀU S ẮC CỦA CHẤT CHỈ THỊ TRONG MÔI TRƯỜNG KHÁC NHAU

Axit

Trung tính

Kiềm

Metyl da cam

Đỏ (p H < 3.1)

Da cam (3.1

Vàng (pH > 4.4)

Metyl đỏ

Đỏ (p H < 4.2)

Da cam (4.2

Vàng (pH > 6.3)

Phenolphtalein

Không màu

Đỏ nhạt (3.1

Đỏ thẩm

(p H < 8)

(pH > 9.8)

Đỏ (p H < 5)

Tím (5

Xanh (pH > 8)

Qùy

Các phương pháp đo pH cho các dd nước

Axit mạnh và base mạnh

HCl CH3CO2H

Thymol Blue chỉ thị pH=1.2 pH = 2.8

(a) Giấy đo pH (định tính) (b) Máy đo pH(định lượng)

4.7. HỆ VI DỊ THỂ

ĐopH c ủagi ấm

Đo pH của dd NH3

v Hệ vi dị thể bao gồm: huyền phù, nhũ tương, bọt.

Có kích thước hạt d > 10-4 mm.

Hệ đơn phân tán là hệ có các hạt có kích thước tương đối như nhau

4.7.1. Hệ huyền phù 4.7.1.1. Với hệđơ nphântán

Huyềnphù làch ất lơ lửngthu ộc hệ vi dị thể trong

Hình 4.10. Đường cong lắng trong hệ phân tán

A’

Hiệu quả lắng, %

đó:

v Phaphântánlàch ất rắn.

100

v Môitr ườngphântán–ch ất lỏng

v Huyềnphùkhông b ền–các h ạt dễ dàng lắng

dướitác d ụngtr ọng lực.

Thời gian (t)

v Hệđơ nphântán .

v Hệđaphântán .

4.7.1.2.. Với hệ đa phân tán 4.7.2. Hệ nhũ tương

Hệ đa phân tán là hệ có các hạt có nhiều kích thước khác nhau

v Số lượng chất lắng không phụ thuộc tỉ lệ thuận

với thờigian .

v Độ bền của hệ: lắngvàkeo t ụ.Giátr

ị thế điện động củacác h ạthuy ềnphùtrong h ệ cũng xấp xỉ bằng thếđiện động x của hạtkeo điểnhình.

v Giốngnh ư hệ keo,huy ềnphùcóth

v Nhũ tương là hệ vi dị thể,trong đóphaphân

ể chế tạo bằngnh ững phươngphápphântánvàng ưng tụ.

v Bị ảnh hưởng của chất điệnly .

tánvàmôitr ườngphântán đềulàch ất lỏng. ộn lẫnnhau, Haich ất lỏngnàykhônghòatr chất lỏngnàyphântánvàoch ất lỏngkia dưới dạnggi ọtnh ỏ. v Có 2 loạinh ũ tương: § Dầutrong n ướcD/N § Nướctrong d ầuN/D

4.7.3. Bọt 4.7.3.1. Tính bền tập hợp của bọt

Tính bền của bọt phụ thuộc vào: (cid:252) Nồng độ chất tạo bọt; (cid:252) Nhiệt độ; (cid:252) Độ nhớt của dung dịch; (cid:252) Chất điện ly; (cid:252) pH .

4.7.3.2. Phương pháp chế tạo và phá vỡ bọt 4.7.3.1. Tính bền tập hợp của bọt

v Chế tạo bằng2cách: (cid:216) Chocácbóngkhôngkhí điquadung d ịch chất tạo bọt; v Nồng độ chất tạo bọt càng lớn thì thờigian tồn tại của bọt cànglâu . v Độbền của bọt phụthuộc vào nhiệt độ. (cid:216) Khuấy cơ họcdung d ịchch ất tạo bọt với khôngkhí.

– tính bền của bọt v Phá vỡ bọtho ặcng ăn cản sự tạothành b ọt: (cid:216) Chovàoch ấtch ống tạo bọt(lành ữngch ất cótínhho ạt động bề mặtcao; r ượuAmylic, Octylic,Este,...); Khi nhiệt độ tăng làm bọt ít bền hơn – vì làm tăng vận tốc chuy ển độngvàdo s ự giảm độ nhớt củamôitr ường. v Khi thêmch ất điệnly giảm nhưngkhông m ấthoàntoàntính b ền.

v Tăng độnhớt –làm tăng độbền của bọt. (cid:216) Nângnhi ệt độ của bọt. (cid:216) Thêmch ất điệnly

4.7.3.3. Ứng dụngtrongth ực tế củangành kỹ thuậtmôitr ường

Bài giảng Hóa kỹ thuật môi trường: Chương 4 - ThS. Lê Nguyễn Kim Cương

MỤC TIÊU

TÊN MÔN HỌC: HÓA KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

CHƯƠNG 4: HỆ PHÂN TÁN

1

Giảng viên: ThS Lê Nguyễn Kim Cương LOGO ThS Nguyễn Văn Phương

4.1 CÁC HỆ PHÂN TÁN

Chương 4: HỆ PHÂN TÁN

Bảng 4.1. Các hệ phân tán thường gặp

Khái niệm

TT

Tên hệ

Pha phân tán

Môi trường phân tán

Ký hiệu hệ

Độ phân tán

Phân loại

lành ững hệ vi dị thể có lớn hơn10 -4 mm.

4.2. DUNG DỊCH

tưởng Dung dịchdịchlýlý tưởng Dung

đồng vị

Dung dịch thực Dung dịch thực

ịchlý t ưởng:

Khihìnhthànhdung dịchth ựccókèmtheo quátrìnhthuhayphát nhiệt,cóthay đổith ể tích.

nênquátrìnhhìnhthànhdung d § Khôngthuhayphátnhi ệt (D H=0). § Không tănghaygi ảmth ể tích (D V=0).

4.3. ĐỘ HÒA TAN CỦA CÁC CHẤT

4.3. ĐỘ HÒA TAN CỦA CÁC CHẤT

Ví dụ -ethanol CH 3CH2OH tan tốt trong nước Lực tương tác = liên kết hydro; lưỡng cực-lưỡng cực; khuếch tán

Cyclohexane chỉ có lực khuếch tán không tan trong nước. Glucose có liên kết hydro nên tan rất tốt trong nước.

4.3.1.1. Ảnh hưởng của áp suất đến độ tan của khí trong lỏng - Định luật Henry

Ni = K.Pi

C = K’ . P

4.3.1.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ tan của khí trong lỏng

T tăng → độ tan chất khí giảm

Sự hòa tan của chất lỏng trong chất lỏng có

Các chất khí

Độ tan

Các chất khí

Độ tan

Khoảng95% hợpch ấtion có độ tan tăngtheo nhiệt độ.

4.4. TÍNH CHẤT CỦA DUNG DỊCH

Độ hòatan c ủach ất rắntrongch ất lỏngnói

chungdao độngtrong m ộtkho ảng rộng.

ÁpÁpsu ất

suấtth ẩmthẩmth ấuthấu pp

Ápsu ất hơibãohoà c ủaddlà h ơicân b ằng vớidung dịch lỏng.

Ápsu ất hơibãohoà c ủadd b ằng tổngápsu ất hơi bãohoà c ủa tất cả các cấu tử cótrong h ệ. Pdd = (cid:229)Pi

Ápsu ất hơibãohoà c ủadd l ỏng,loãngch ứach ấttan không điệnly,khôngbay h ơi chínhlàápsu ất hơibão hoà củadungmôitrongdung d ịch.

Áp suất hơi bão hoà của dung dịch lỏng

ÁP SUẤT HƠI BÃO HOÀ của dung dịch lỏng loãng phân tử chứa chất tan không điện ly không bay hơi

Lỏng

Hơi

Định luật RAOULT I

P0

p =

Np 0

P1

Định luật Raoult II

Nhiệt độ sôi củadung d ịch lỏngphân t ử cao hơn

4.5. DUNG DỊCH ĐIỆN LY

nhiệt độ sôi củadungmôinguyênch ất

Nhiệt độ đông đặc củadung d ịch lỏngphân t ử thấp

hơnnhi ệt độ đông đặc củadungmôinguyênch ất

Sự khácbi ệt củadd điệnlyso v ớidd lỏngphân t ử

H2O(l) → H2O(k)

Lỏng Hơi Nguyên chất N2=0 , N1=1 P0 Dd lỏng phân tử, N2 →số tp chất tan =N2

'T =

Cik

C.i

RT

H2O(l) → H2O(k)

v Là quátrìnhphânlych ấttanthànhnh ữngion thuận

trongdung d ịch,cóth nghịch hoặc hoàntoàn .

4.6. SỰ ĐIỆN LY CỦA NƯỚC –CH Ỉ SỐ HYDRO 4.6.1. Sự điệnly c ủa nước

Xem tài liệu.

Sự ion hóavàtích s ố ion của nước

ChỉChỉ sốsố pH pH vàvàmôimôitr ường

trườngdddd

pKn = pH+ POH = 14

Bảng 4.9. Các ch ất chỉ thị quan tr ọng thường gặp