HÓA KEO COLLOIDAL CHEMISTRY TS. ĐOÀN VĂN ĐẠT (FULL)

Page 1

HÓA KEO COLLOIDAL CHEMISTRY

 Giảng viên: TS. ĐOÀN VĂN ĐẠT  Email: datbelgo@gmail.com

PHÂN BỐ CHƯƠNG TRÌNH Giờ tín chỉ Chương

1 2 3 4 5 6 7

Nội dung

Số GTtiết

& T S om L A ail.c I IC m Khái niệm về các hệ keo 4 F g F @ Tính chất động học phân tửOvà ssự 4 s N e keo phân tán ánh sáng củaƠcác ihệ n H s N bu Năng lượng bề mặt. Sự Y n hấp phụ U o 4 Q nh y các hệ keo M của Tính chất È điện 5 u q Kcủamcác hệ keo và sự keo Tính bền e Y 5 k Ạ y tụ D a d Hệ keo ưa lưu và hệ bán keo 4 Sự tạo cấu thể. Hệ phân tán môi trường khí Tổng

Lý Tự thuyết học 4

8

4

8

4 5

8 10

5

10

4

8

4

4

8

30

30

60 2

Tài liệu học tập: 1. Sách giáo trình:

T học trường Đại học [1]. Trần Văn Nhân, Giáo trình Hóa học chất keo, Khoa Hóa G khoa học tự nhiên Hà Nội, năm 2001. T& S om L A ail.c 2. Tài liệu tham khảo: I IC m F gquốc gia TP.HCM, 2000. F học [1]. Hà Thúc Huy, Hóa keo, Nhà xuất bản O đại @ s s N Ơ sở,ineNhà xuất bản khoa học kỹ thuật, [2]. Lâm Ngọc Thêm, Bài tập Hóa lýHcơ s N u trang 286-314. b Y n U ho Q n keo, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật, [3]. Nguyễn Hữu Phú, HóaMlý và yhóa u È q 2009, trang 445-523 K m Y ke Ạ ykeo, Nhà xuất bản Đại học sư phạm, 2002. D Hóa a [4]. Nguyễn Thị Thu, d [5]. Colloid science: principles, methods and applications / edited by Terence Cosgrove. John Wiley and sons publisher, 2005– 2nd ed. [6]. Arthur W. Adamson and Alice P. Physical chemistry of surfaces. John Wiley and sons publisher, 1997. -6th ed.

III. Phương pháp đánh giá T G & T S om L A ail.c I IC m  Giữa kỳ : Tự luận 30% F g F O s@ N es Ơ in  Cuối kỳ: Tự luận; 50% H N bus Y on U h 20%  Thường kỳ: TựM Qluận: n y u È K mq Y thường ke (có 2 cột điểm kỳ) Ạ y D da

HÓA KEO ( COLLOIDAL SCIENCE)

1. Khái niệm về các hệ keo

T G & T m S phân 2. Tính chất động học phân tử vàL sự tán o c A ail. I ánh sáng của các hệ keo FFIC gm O s@ s N e 3. Năng lượng bề mặt.HSự Ơ hấp in phụ s N bu Y U hcác on hệ keo 4. Tính chất điệnQcủa n y M u È q K các 5. Tính bềnYcủa m hệ keo và sự keo tụ e k DẠ day 6. Hệ keo ưa lưu và hệ bán keo

7. Sự tạo cấu thể. Hệ phân tán môi trường khí

6

CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM VỀ CÁC HỆ KEO 1.1. Khái niệm về hóa học chất keo Hệ phân tán

T G & T S om L Là hệ có cấu tạo từ 2 pha trở lên. Trong A aihệ, l.c pha ở trạng I ICđược thái chia nhỏ gọi là pha phân tán F gm phân bố trong F O trường pha có tính liên tục gọi làNmôi phân tán. s@ s e Ơ n i NH bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

Hệ phân tán đồng thể (ví dụ: dung dịch nước muối)

Hệ phân tán dị thể (ví dụ: kết tủa AgI)

Hệ phân tán đồng thể

T G & T S om L A ail.c I IC m F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ y D a Khi pha phân tán dphân bố đều trong môi trường tạo thành

một hệ đồng nhất, không có bề mặt phân cách thì gọi là hệ phân tán đồng thể

7

Hệ phân tán dị thể

Lần lượt cho NaOH vào dung dịch FeCl3, CuSO4, CrCl3, CoCl2

T G & T S om L A ail.c I IC m F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

Hệ phân tán dị thể: là hệ có cấu tạo từ 2 pha trở lên, các pha không đồng nhất được với nhau. Giữa pha phân tán và môi trường phân tán có bề mặt phân 8 cách.

Hệ keo

T G & T S om L A ail.c I IC m F g F O s@ N es Ơ in Blood Milk H N bus Y on U h Qvi dị n Hệ keo là hệ phân tán y thể, trong đó pha phân tán M u È q K (hay hạt keo) có kích m thước hạt nằm trong giới hạn e Y k -7ym) 1-100nm (10-9D-Ạ10 và được phân bố trong môi trường a d đồng nhất gọi là môi trường phân tán. Ngày nay, trong môn Hóa keo hiện đại, giới hạn này đã được9mở rộng từ 1nm đến 1000nm, tức 10-9 -10-6m.

Hệ keo - Sữa, bơ, sốt cà chua - Sương mù T - Sơn G & phẩm, thuốc - STMỹ m o L c chất nông A - aiHóa l. I IC m nghiệp F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

10

KÍCH THƯỚC NANO ? T G & T S om L A ail.c I IC m F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

11

Kích thước phân tử : 0,1 – 1 nm Kích Kích Kích Kích

T G & T m S nm thước nano : 1 – 100 o L c A ail. I IC m F g F O s@ thước vi mô (micro) : μm N es Ơ in H N bus Y on U thước Meso Q nh : mm, cm M uy È K mq Y kevĩ mô (Macro scale) Ạ thước D day

: > cm

12

 Molecular scale : nguyên tử + phân tử: giúp con người hiểu những thuộc tính Gcơ T bản của

& T m cơ, vô S(hữu o vật chất  hóa học tổng quát L c A ail. I IC m F ghọc lượng tử… F cơ…), Hóa học lượng tử, cơ O s@ N es Ơ in H s N u bscale : trạng thái cụm,  Micro, Meso, Macro Y n QU nho M uy È mảng, khối… q Vật lý chất rắn, cơ học K  m Y ke Ạ D day Newton

 Nano scale : ??? 13

Tại sao vật liệu có kích thước nano lại đặc biệt? • Diện tích bề mặt (năng lượng bề mặt) của vật liệu lớn hơn rất nhiều lần so với vật liệu thông thường (do kích thước nhỏ) • => vật liệu nano sẽ có những tính chất mới mà vật liệu T thường không có

G & ST om AL ail.c I IC m F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

Vận tốc phản ứng sẽ như thế nào nếu hạt xúc tác bị chia nhỏ 1000 lần? Nguồn: www.nano.gov

14

Ảnh hưởng của kích thước hạt  Vật liệu macro : Số  Sự khác biệt : về từ lượng nguyên tử trên

tính, cơ tính, hóa lý T G

& T S om bề mặt không đáng tính,… L A ail.c I IC m F g luật lượng tử,…. kể so với bên trong F  Quy O s@ N es Ơ in H N bus Tnc của Au Vật liệu nano : DiệnUY on Q nh oC y M  Au khối : 1.064 u q tích bề mặt tăng, KÈ số m oC Y ke  50 nm : 1.000 Ạ D day o

lượng nguyên tử trên bề mặt tăng

  

5 nm : 2 nm : 1 nm :

900 C 350 oC 200 15oC

Thay đổi kích thước hạt => thay đổi màu sắc T G & T S om L A ail.c I IC m F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

16

17

T G & T Sương mù S om L A ail.c I C m Hóa keo – hóa lý học Fcác FI hệ g phân @về các Ohọc s tán vi dị thể - là khoa s N e Ơ n phá hủy ivà H quá trình hình thành s N bu Y n dị thể (hệ keo). các hệ phânUtánovi Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

Sơn

Phù sa-hình thành châu thổ

Bơ, sữa

1.2. Đặc điểm của hệ keo: Có khả năng phân tán ánh sáng T G & T S om 2 Khuếch tánL chậm A ail.c I IC m F g F @thẩm thấu nhỏ O suất 3 Áp s s N e Ơ in H s N bu Y n Có khả năng thẩm tích (lọc U o Q n4h được bằng màng bán thẩm) M uy È K mq Y ke Ạ 5 D day Không bền vững tập hợp 1

Keo tụ

6

Thường có hiện tượng điện di 18

Điện di

Đặc điểm của hệ keo: 1. Khả năng phân tán ánh sáng (Tyndall effect)

T G & T S om L A ail.c I IC m F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

Hiện tượng này có thể sử dụng để phân biệt dung dịch thật 19 và dung dịch keo

T G & T S om L A ail.c I IC m F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh Tại sao bầu trời có màu xanh? y M u KÈ mq Y ke Ạ D day Tại sao bầu trời màu đỏ lúc hoàng hôn? 20

Đặc điểm của hệ keo: 5. không bền vững tập hợp 21

Nguyên lý hình thành châu thổ T G & tại cửa sông đổ T S m L .co ra biển?

A ail I IC m F g F O s@ Hiện tượng keo tụ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

Nước phù sa

Đặc điểm của hệ keo: 6. hiện tượng điện di Điện di là hiện tượng dịch chuyển của các vật thể T trường. mang điện tích dưới tác động của điện G & ST om AL ail.c I IC m F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

Ứng dụng phương pháp điện di để tách ADN và amino acids 22

Nguồn gốc tên gọi Hóa keo  Graham (1860): T G  Dùng màng động vật tách được những & chất có tính T Stinhom chất dính như gelatin, gôm Arabic, bột… L c . A ail I  Chữ Latinh, colla có nghĩa là hồ =>Graham gọi C dán I m F g F các chất này là colloid (dung @ keo). O dịch s N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day Tinh bột gelatin

Gôm arabic

23

Hóa keo – Hóa lý học các hệ phân tán vi dị thể 24

1.3.1. ĐỐI TƯỢNG CỦA HÓA KEO:

T G & T 1. Hoùa keo nghieân cöùu caùc heä phaân LtaùSn.cvi omdị thể, nghóa A ail I IC m F g moät trong hai pha ôû F n@ laø caùc heä caáu taïo töø 2 pha trôûOleâ vaø N ess Ơ in H traïng thaùi chia nhoû. N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

Hệ phân tán đồng thể:

Hệ phân tán vi dị thể:

25

ĐỐI TƯỢNG CỦA HÓA KEO

2. Do bề mặt phân cách pha lớn, các hiện tượng đặc trưng T G & các hiện tượng của hóa keo gắn liền với bề mặt. Vì vậy, T S om L c . A l i I bề mặt như sức căng bề mặt, hấpC phụ, a chất hoạt động bề I F gm F @ hóa keo. O của mặt v.v… là nội dung quan trọng s s N e Ơ in H s N bu Y n U o Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day Hiện tượng thấm ướt Hấp phụ

3. Các hệ vi di thể không bền về mặt nhiệt động. Vì vậy, nghiên cứu tính bền vững của các hệ keo cũng T là một nội dung quan trọng. Ở đây thường khảo sát G & ST om tính bền động học và tính bền tập hợp: .c AL vững l i I C ma I F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

26

Tính bền vững tập hợp 27

Gọi G là năng lượng bề mặt: G = S (1) &GT T m S o căng bề mặt S: diện tích bề mặt ; :ALsức c . l I ai C I (2) F  dG = dS + Sd gm F O s@ s= 0  dG = dS (3) a. Nếu  = const ƠNd e in H s N bu Quá trình ngẫu nghiên: Y n khi dG < 0; (3)  dS < 0 U o Q nh  Hiện tượng uy tụ tiến đến trạng thái bền ÈM qkeo

b. Nếu

K m Y ke Ạ y S D= const da

 dS = 0  dG = Sd (4)

dG <0, (4)  d < 0  Thêm chất HĐBM để bảo vệ hệ keo

Tại sao giọt nước có dạng hình cầu? GT & T S om L A ail.c I IC m F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

Hình dạng giọt nước trên lá sen

Hình dạng giọt nước trong vũ trụ

28

1.3.2. ĐỘ PHÂN TÁN D : là độ phân tán thì:

(đơn vị 1/m)

T G & T S om L a: Kích thước hạt: A ail.c I IC m F g F O d:s@ d  hạt hình cầu là đường kính N es Ơ in H s N u  hạt hình lập phươngY là nchiều dài cạnh l: b QU nho l y M u KÈ mq Y ke Ạ D day Ví dụ 1: Hãy tính độ phân tán của dung dịch keo có hạt hình lập phương cạnh l = 5.10-8m.

Ví dụ 2: Hãy tính độ phân tán của dung dịch keo có hạt hình 29 cầu bán kính r = 1.10-8m.

Ví dụ 1: Hãy tính độ phân tán của dung dịch keo có hạt hình lập phương cạnh l = 5.10-8m. T 1 1 1 1 G &7 T D    2L.S10com( ) 8 a l 5.10 ICIA mail. m

F g F O s@ N es Ví dụ 2: Hãy tính độ phân tánHƠ củasindung dịch keo có hạt hình N bu -8 Y cầu bán kính r = 1.10 m.U on Q nh M uy È K mq 1DẠYday1ke 1 7 1

D

a

2.r

2.1.10

8

 5.10 ( ) m

30

1.3.3. Bề mặt riêng Để làm thước đo cho hệ phân tán cũng có thể dùng bề mặt riêng Sr là tổng diện tích bề mặt được quy về T một đơn vị khối lượng hoặc thể tíchGcủa pha phân & T tán. S om

AL ail.c I IC m S S12 V F 2/kg) mg 12 3) hoặc F (m (m2/m Sr  O Ss@ r  N es Ơ in V m H s N bu Y n U o Q nh V y qui về một đơn vị thể tích. Trong đó: Sr - bề mặtMriêng u È q K về m Srm - bề mặt riêngYqui một đơn vị khối lượng. e Ạ mặt yk phân cách pha (là tổng diện tích bề mặt của S12 - diện tích Dbề a d

tất cả các hạt pha phân tán). V – Thể tích pha phân tán (là tổng thể tích của tất cả các hạt pha phân tán). 31 m – khối lượng pha phân tán.

Phương pháp tính bề mặt riêng:

Sr

V

S12 S1hat .n S1hat    V V1hat .n V1hat

V r

S12GT S12 S S  ST& m  o V . d d L m c . A l i I m r

C ma I F g F @phân tán O pha Trong đó: d – khối lượng riêng của s s N e Ơ in H s N bu Y n U o Q nh M uy È q K m Ví dụ 3: Hãy e độ phân tán và tính bề mặt Y tính k Ạ D day riêng qui về 1 đơn vị thể tích của dung dịch

keo có hạt hình cầu bán kính r = 2.10-8m.

Ví dụ 3: Hãy tính độ phân tán và tính bề mặt riêng qui về 1 đơn vị thể tích của dung dịch keo T có hạt hình cầu bán kính r = 2.10-8Gm. & T Bài giải: L S com A ail. I C m I F 1 1 1 g7 1 F @ ( ) D   O 2,5.s10 8 N s a 2.r 2.2.10 Ơ ine m NH bus 2Y on U S1hat 4.Q.r nh 3 6 V Sr   ÈM uy    6.D V1hat K 4 .m.qr 3 r a Y ke Ạ D day3

2 m S rV  6.D  6.2,5.10 7  15.10 7 ( 3 ) m 33

Ví dụ 4: Hãy tính độ phân tán và tính bề mặt riêng qui về 1 đơn vị thể tích của dung dịch keo có pha phân tán hạt hình lập phương cạnh l G=T 2.10-8m. & T S om L A ail.c I Bài giải:FIC gm OF s@ N es Ơ in H 1 1 1Y N nbus 7 1 D    QU 8ho 5.10 ( ) n a l ÈM2.10 m y u K mq 2 e Y k Ạ S . n S S12D ay 1hat 6.l 6 V 1hat Sr  d   3   6.D

V

V1hat .n

V1hat

l

2 m SrV  6.D  6.5.107  30.107 ( 3 ) m

l

34

Ví dụ 5: Bằng phương pháp phân tán cơ học (nghiền bằng máy), nghiền 5g toluen trong 1 lít nước thu được dung dịch keo có các hạt toluen hình cầu bán kính 2,5. 10-7m. cho biết khối lượng riêng của toluen là 0, 867g/cm3. T G a) Hãy tính độ phân tán & T S m L l.co b) Tính bề mặt riêng qui về 1 đơn vị thểAtích I ai C I vị khối c) Hãy tính bề mặt riêng qui về 1 đơn m lượng F g OF s@ N es BàiƠgiải: in H s N bu Y n U o h 1 1 M Q uyn 6 1 (với a=2r) D  a) È7  q2.10 m K a 2.2,5Y.10 em k 2 DẠ day V 6 6 m S r  6.D  6.2.10  12.10 3 b) m

c)

6 2 6 . D 6 . 2 . 10 m 3 S rm    13 , 8 . 10 d kg 0,867.10 3

35

Ví dụ 5: Bằng phương pháp phân tán cơ học (nghiền bằng máy), nghiền 5g toluen trong 1 T G & T mcó các hạt lít nước thu được dung dịch Skeo L l.co-7 A i I a10 toluen hình cầu bán kính 2,5. m. cho biết C I m F g F O s@là 0, 867g/cm3. khối lượng riêng của toluen N es Ơ in a) Hãy tính độ phânNHtán s u b Y n b) Tính bề mặt riêng QU nho qui về 1 đơn vị thể tích M uy È q c) Hãy tính Kbề mmặt riêng qui về 1 đơn vị khối Y ke Ạ lượng D day

36

 Sr: Tỷ lệ nghịch với kích thước hạt, kích thước hạt càng nhỏ thì D và Sr càng lớn T G & T S om L A ail.c I IC m F g F Hình. Sự phụ O s@ N es Ơ in thuộc của bề mặt H N bus riêng vào kích Y on U thước hạt. M Q uynh KÈ mq Y ke Ạ D day

 Hệ đơn phân tán: hạt có kích thước bằng nhau  Hệ đa phân tán: hệ chứa những hạt kích thước 37 khác nhau

Sự phụ thuộc của bề mặt riêng vào kích thước hạt T G & T S om L A ail.c I IC m F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

38

PHÂN LOẠI CÁC HỆ PHÂN TÁN 1. Phân loại theo độ phân tán:

Hê phân

tương Hệ phân Hệ phân

T G & T Tên hệ m hạt (m) S oKt. AL ail.c I C tán thô: huyền phù,Fnhũ >10-6 FI gm O s@ N es Ơ in H N bus Y on U - 6 - 10-7 Q nh khói tán trung bình: 10 M uy È K mq -7 - 10-9 Y kehệ keo điển hình tán Ạcao: 10 D day

Hệ phân tán phân tử (dung dịch

< 10-9

thật) 39

Hệ phân tán thô khác với hệ phân tán keo: Hệ phân tán thô Hệ phân tán keo Pha phân tán sa lắng Có tính bền vững sa T G & nhanh dưới ảnh hưởng lắng ST om L l.c A i I của trọng trường a C I m F g F Pha phân tán không lọt Pha O s@ phân tán qua N es qua giấy lọc thường NHƠ uđược giấy lọc thường sin b Y n nhưng bị giấy siêu lọc QU nho M uy giữ lại È K mq Y sát ke được Không quan sát được Ạ Có thể quan y D da bằng kính hiển vi thường bắng kính hiển vi thông thường (phải dùng kính siêu vi hoặc TEM) 40

2. Phân loại theo trạng thái tập hợp (Ostwald): T G Chất phân tán &

ST om AL ail.c I IC m Môi trường Khí Lỏng Rắn F g OF s@ N es phân tán K/K NHƠ usin L/K R/K b Y n U ho Q Khí n HệM đồng Aerosol Aerosol y u KÈ mq Y ke Ạ lỏng: rắn: Bụi, D day thể

Sương mù, mây

khói xe 41

Phân loại theo trạng thái tập hợp (Ostwald): Pha phân tán T G & MT Phân tán T S om Khí Lỏng Rắn L A ail.c I Lỏng IC m F g F K/L L/L R/L O s@ N es Ơ in H s tương: Sol (Dung dịch Bọt: N buNhũ Y on U Q nh Sữa, máu, keo) hoặc BọtM xà y u È q K m e Y phòng Mayonnaise huyền phù (hệ k Ạ D day phân tán thô): phù sa, Sol Au, 42

Phân loại theo trạng thái tập hợp (Ostwald): Pha phân tán

T G & T MT Phân tán Khí LỏngL S .com Rắn A ail I IC m Rắn F g F @ O L/R K/R R/R s s N e Ơ in H s N Gel: Vật xốp Sol rắn: (dung u b Y n U o Q nh dịch keo rắn) (BọtÈrắn): Nhũ tương M uy K mq Y ke rắn, gel xốp Thủy tinh ruby, Ạ y D Polystyren, a d hợp kim đá bọt 43

Đặc điểm của môi trường phân tán  Lyosol (keo lỏng): môi trường phân tán là chất lỏng GT  Nếu môi trường phân tán là nước:&hydrosol

ST om .c  Nếu môi trường phân tán là dung hữu cơ: AL ailmôi I IC m F organosol g F O s@ N es Ơtrường  Aerosol (keo khí): môi phân tán là khí in H s N bu Y n U o Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

Keo Fe(OH)3

Sơn dầu

Aerosol 44

3. Phân loại theo Tương tác giữa Pha phân tán và Môi trường phân tán  Keo ưa lỏng (Lyophylles): tươngGTtác giữa Pha & T S om L phân tán và môi trường phân A atán l.c khá lớn, tạo i I IC m F gkeo thuận nghịch). F thành lớp solvat hóa (thường là O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

Vd: Xà phòng, đất sét hòa tan trong nước, gelatin,… 45

 Keo kỵ lỏng (Lyophobes): tương tác giữa 2 pha yếu (thường là keo bất thuận nghịch) T G & T S om L A ail.c I IC m F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ Ví D daydụ: các sol kim loại

Cách phân lọai này chỉ dùng được cho những hệ có môi trường phân tán lỏng mà thôi. 46

1.4. Điều chế và tinh chế hệ keo 1.4.1. Điều chế 1. Phương pháp phân tán bằng cơ học T G & T S om L A ail.c I IC m F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

Cối xay keo

47

1. Phân tán bằng cơ học (Mechanical Dispersion:)  Máy nghiền bi: thùng quay

•

T G hình trụ có các viên bi hình T& S om L .c A l i I cầu (bằng thép hay sứ) C ma I F g F O s@ N es Ơ iướt. Vật liệu: khô hoặc n H s N bu Y n U o Thùng được quay kéo h Q chậm n Sơ đồ máy y M u È q K m nghiền bi e khi rơi xuống theo các hòn bi, Y k Ạ D day

chúng va đập vào nhau làm cho vật liệu bị nghiền nát.

48

2. Phương pháp phân tán bằng sóng siêu âm T G & T S om L A ail.c I IC m F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day Trong phương pháp này người ta sử dụng sóng siêu âm có tần số trên 20.000 Hz để phân tán các vật thể có độ bền cơ học thấp như các hạt nhựa, lưu huỳnh, graphit, các kim 49 loại nhẹ trong môi trường hữu cơ.

2. Phân tán Dispersion.)

bằng

siêu

âm

(Ultra-sonic

T G & T S om L A ail.c I IC m F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

Phân tán hạt SiO2 bằng sóng siêu âm (Ảnh trái:trước siêu âm, ảnh phải: sau siêu âm) 50

Phương pháp phân tán bằng hồ quang điện 51

T G & T S om L A ail.c I IC m F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day Phương pháp này thường được sử dụng để điều chế sol kim loại (Au, Ag, Pt). Sử dụng kim loại cần chế tạo sol để làm 2 điện cực. Khi hồ quang được tạo thành, kim loại bay hơi, rồi gặp môi trường lạnh, ngưng tụ lại thành hạt.

Phương pháp phân tán bằng keo tán 52

(làm tan kết tủa do sự keo tụ gây ra )

 Keo tán bằng cách rửa kết tủa: thực chất là quá trình tách T loại chất điện ly gây keo tụ. G & T S om L A ail.c I IC m F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day  Keo tán bằng chất điện ly: xảy ra khi thêm chất điện ly chứa ion có thể tham gia xây dựng mạng lưới phân tử của pha phân tán hoặc bị hấp thụ vào bề mặt hạt.

 Keo tán bằng chất hoạt động bề mặt: các chất HĐBM 53 và các chất cao phân tử có thể bị hấp phụ trên bề mặt các hạt keo và truyền cho nó điện tích hay lớp vỏ solvat hoá bền vững có tác dụng keo tán. T G & T S om L A ail.c I IC m F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day  Keo tán bằng chất hoá học: thường xảy ra khi chất thêm vào hệ có phản ứng hoá học với kết tủa tạo ra chất điện ly có tác dụng ổn định cho pha phân tán.

Điều chế dung dịch keo bằng phương pháp ngưng tụ 54

1. Ngưng tụ trực tiếp

Phương pháp này xảy ra khi pha hơi đi vào môiT trường lạnh đột G ngột. & ST om AL ail.c I IC m F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

VD: sự hình thành sương mù khi hơi nước gặp không khí lạnh từ mặt đất vào buổi sáng mùa đông.

2. Phương pháp thay thế dung môi 55

T G & T S om L A ail.c I IC m F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day (nhựa thông) hoặc lưu huỳnh là những Ví dụ: colofan 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 sol.

3. Phương pháp dùng phản ứng hoá học 56

Phản ứng trao đổi: 2H3AsO3 + 3H2S = As2S3 + 6H2OGT

& T S om L - Phản ứng khử: A ail.c I IC m F g HAuCl4 + H2O2 =OF2 sAu @ + 8HCl + 3O2 N es Ơ in H s Ví dụ oxi hoá H S trong - Phản ứng oxi Nhoá: u 2 b Y n QU nho y sol lưu huỳnh: nước ta thu Mđược u È K mq Y ke Ạ 2HD2S +ayO2 (khí) = 2S + 2H2O d

- Phản ứng thuỷ phân: FeCl3 + 2H2O = Fe(OH)3 + 3HCl

1.4.2. Tinh chế dung dịch keo 57

1. Thẩm tích: T G & T S om L A ail.c I IC m F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day Thẩm tích là kĩ thuật tách những hợp chất có phân tử nhỏ (hoặc ion) ra khỏi các hợp chất có phân tử lớn hơn (hạt keo) nhờ sự khác biệt về khuếch tán chọn lọc qua màng bán thấm.

58

2. Điện thẩm tích Vì tạp chất thường là các chất điện ly, do đó có thể sử dụng điện trường để làm tăng tốc độ thẩm tích T G & T S om L A ail.c I IC m F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day 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 anot chứa dung môi.

3. Siêu lọc 59

T G & T S om L A ail.c I IC m F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

Siêu lọc là phương pháp làm sạch và đồng thời tách pha phâ tán khỏi dung môi và các chất khối lượng phân tử thấp bằng các ép qua màng lọc dưới áp suất.

 Các hệ keo rất phổ biến trong tự nhiên: T G & T S om L A ail.c I IC m F g F O s@ N es Ơ in Vũ trụ là hệ thống Sao chổi H s N bu keo khổng lồ Y n U o Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

Mây và sương mù

60

Phù sa

1.5. Ý nghĩa của hệ keo trong kỹ thuật T G & T S om L A ail.c I IC m F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

61

Kiểm tra 1. Nêu khái niệm hóa keo (1đ). Trình bày các đặc điểm của hệ keo (2đ). Giải thích đặc điểm không T G bền vững tập hợp (2đ)? & T S om L 2. Nêu các đối tượng của hóa keo .c A (2đ)? l i I C ma I 3. Phân loại hệ keo theo trạngFFtháig tập hợp. (2đ) O s@ s keo vàng bằng 108 4. Độ phân tán của dungƠNdịch e n i H s N bukeo vàng có hình lập m-1. Giả thiết rằng, Yhạt n U o h lượng riêng của vàng là phương. Cho biếtM Qkhối n y u È 19,6 kg/m3. Y K emq Ạ yk D • a) Hãy tính chiều dài cạnh hạt keo vàng (1đ). da • b) Tính bề mặt riêng qui về 1 đơn vị thể tích (1đ). • c) Hãy tính bề mặt riêng qui về 1 đơn vị khối lượng (1đ).

62

đề 1

đề 2

1. Nêu định nghĩa hóa keo. Nêu 1. Nêu định nghĩa hóa keo. các đối tượng của hóa keo? Nêu các đối tượng của hóa keo? Trình bày các đặc điểm của hệ Trình bày các đặc điểm của hệ keo (2đ). keo (2đ). T G & hệ keo theo độ 2. Phân loại hệ keo theo trạng 2. Phân loại T S om L thái tập hợp. (3đ) phân tán (3đ). A ail.c I 3. Trình bày các phương pháp 3. FTrình IC mbày các phương pháp g điều chế hệ keo (3đ). F tinh chế dung dịch keo (3đ). phân tán O s@ s e 4. (2đ) Dung dịch keo thuỷ ngânƠN 4. (2đ) Dung dịch keo Plantin n i H N buschứa các hạt Pt hình lập chứa các hạt thuỷ ngân hình cầu Y on -8 U có bán kính 5.10 m. Cho biết phương có chiều dài cạnh 1.10 h Q n 8m. Cho biết khối lượng riêng y M ungân khối lượng riêng của Èthuỷ q K 3 3 m là 13,56.10 kg/m . Y ke của Pt là 21,4.103 kg/m3. Ạ y D • a) Hãy tính độ phân • a) Hãy tính độ phân tán D. da tán D. • b) Tính bề mặt riêng qui về 1 • b) Tính bề mặt riêng qui về 1 đơn vị thể tích. đơn vị thể tích. • c) Hãy tính bề mặt riêng qui về • c) Hãy tính bề mặt riêng qui 1 đơn vị khối lượng. về 1 đơn vị khối lượng. 63

CHƯƠNG 2: TÍNH CHẤT ĐỘNG HỌC PHÂN TỬ VÀ SỰ PHÂN TÁN ÁNH SÁNG CỦA HỆ KEO T G & T S om L Chuyển động nhiệt và chuyển A aiđộng l.c I IC m F g Sự khuếch tán F O s@ N es Áp suất thẩm thấu HƠ sin N bu Y n Cân bằng sa lắng U o Q nh y M u È Sự phân tán q sáng K ánh m Y ke Ạ y ánh sáng Sự hấpD thu a d

2.1. Brown 2.2. 2.3. 2.4. 2.5. 2.6. 2.7. Các dụng cụ quang học để nghiên cứu hệ keo 64

2.1. Chuyển động nhiệt và chuyển động Brown 2.1.1. Chuyển động nhiệt:  Khí: Động năng trung bình chỉ &phụ GT thuộc nhiệt T m S độ và bằng E= 3/2KT; L l.co A I ai  Các phân tử chất lỏng cóFICthể thay đổi vị trí của m g F @ nhiên không ra khỏi O tuy mình (tương tự như khí), s s N e Ơ in tử bên cạnh; ảnh hưởng của cácNHphân s u b Y n quanh vị trí cân bằng.  Chất rắn: chỉ dao động U o h Q n y M u È q K m Y ke Ạ y D da

65

T G & T S om L A ail.c I IC m F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

66

2.1.1. Chuyển động Brown (1828) Brown

T G & T S om L phấn hoa lơ lửng trong A ail.c I IC m F g F một chất lỏng dưới kính N O ss@ e Ơ n i H us N hiển vi đã nhận thấy b Y n QU nho M uyhỗn chúng chuyển động È K mq Y ke Ạ y D a loạn và không dngừng.

(1827):

Hạt

67

2.1.1. Chuyển động Brown (1828) - Giải thích:  Hạt keo hình cầu có kích thước lơn hơn kích T G & thước phân tử: tương tác với MTPT: ST om .c từ các hướng ALthời l  Hạt > 5 μm, các va chạm đồng i I C ma I Fnêng hạt đứng im; F có thể bù trừ cho nhau về lực O s@ s Hạt < 5 μm số va chạmƠNtừinecác hướng khác nhau H s N u b động hỗn loạn về các và làm cho hạt chuyển Y n U ho Q hướng theo một quĩ yn phức tạp. M uđạo KÈ mq Y ke Ạ D day

68

2.1.1. Chuyển động Brown (1828)  Quãng đường chuyển dịch bình phương trung bình T G của hạt: T& m S o L A ail.c I IC m F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq 1, 2, 3,ẠY… là ke hình chiếu của những y D da

chuyển

dịch của hạt trên trục x trong những khoảng thời gian như nhau ; n là số lần mà ta đã lấy các đoạn . 69

2.2. Sự khuếch tán Khuếch tán là quá trình làm đồng đều nồng độ phân T đó tự ý xảy tử ion hay các hạt keo trong hệ. Quá trình G & T m Brown. Sđộng ra trong hệ do ảnh hưởng của chuyển o L c A ail. I C m I F Hiện tượng khuếch tán là bất thuận nghịch và tiến g F O s@ N estoàn đồng đều. hành cho đến khi nồng độ Ơhoàn in NH bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

70

2.2. Sự khuếch tán 2.2.1. Định luật Fick 1:

T G & T S om L Lượng chất qua tiết diện S đặt vuông A ail.c góc với chiều I IC m F g F khuếch tán tỷ lệ thuận với @ khoảng thời gian O sS, s N e Ơ in H s N nồng u khuếch tán t và gradient độ theo khoảng cách. b Y n QU nho M uy È K mq Y ke m : là lượng chất khuếch tán (mol); Ạ y D da D : là hệ số khuếch tán (phụ thuộc vào tính chất hạt và môi trường); dc/dx: gradien nồng độ (mol/cm3 trên 1cm); S : là bề mặt phẳng mà hạt khuếch tán qua; t : là thời gian khuếch tán

71

2.2.1. Định luật Fick 1 (1855): Nếu gọi dòng khuếch tán i là lượng chất chuyển qua một

đơn vị bề

T G & mặt thẳng trong một đơn vịSTthời m o L c A ail. I IC m F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

gian thì:

 Nếu cho gradient nồng độ không thay đổi theo thời gian thì i cũng sẽ không thay đổi theo t và trong hệ sẽ thiết lập trạng thái dừng. Lúc đó: 72

2.2.1. Định luật Fick 1 (1855): T G & T  Lấy dc/dx = 1, S = 1, t = 1 thì: - DS= m m o L c A ail. I IC m F g khuếch tán qua một F Hệ số khuếch tán (D): là lượng chất O s@ N es Ơvị thời in H đơn vị bề mặt trong một đơn gian khi dC/dx =1. s N bu Y on U Q nh Đơn vị: D cm2/giây M uy È K mq Đối với hệ phân Y ketán keo hay hệ vi dị thể, vì tốc độ Ạ D day

khuyếch tán rất nhỏ nên đơn vị thời gian lấy là ngày đêm chứ không phải giây. 73

2.2.2. Định luật Fick 2: Định luật Fick 1 mô tả dòng khuếch tán ổn định – có nồng độ chất khuếch tán tại mọi điểm trong không gtian T G & khuếch tán không đổi theo thời gian (trạng ST mthái dừng). L l.co A I ai C I thái Nếu trong hệ không thiết lập trạng F gm dừng (có nồng độ F O s@ s không gian khuếch tán chất khuếch tán tại mọi điểmƠNtrong e in H s thay đổi theo thời gian)Y Nthìnbiu là hàm số của x và t và khi QU nho đó ta có định luật ÈFick y M u2: K mq Y ke Ạ D day

S

x

x +dx

74

Định luật Fick 2: Trong 1s có một lượng chất S.ix đi vào thể tích ở điểm x thì cũng có sẽ có một lượng S.i(x+dx) đi GraT khỏi thế tích ở điểm

& T S om L (x+dx), ta có: A ail.c I IC m F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

75

2.2.2. Định luật Fick 2: T G & T 3.2.2. Phương trình Einstein: S om L A ail.c I IC m F g  (1908): Sự phụ thuộc của DOvào độ, F @nhiệt N ess Ơ in s hạt: của môi trường và kíchNHthước u b Y n QU nho M uy È K mq Y ke Ạ D day

độ nhớt (η)

 B: hệ số ma sát;

 Với hạt hình cầu B = 6πηr

76

2.2.2. Phương trình Einstein:

T G & T S om L A ail.c I Hệ số khuếch tán D: IC m F g F O s@ - Tỷ lệ với T N es Ơ in H N bus n - Tỷ lệ nghịch vớiUYđộhonhớt η Q n M uy È q kích thước hạt K với - Tỷ lệ nghịch m Y ke Ạ D day

Vì kích thước hạt keo nhỏ hơn kích thước phân tử rất nhiều do đó các dung dịch keo có hệ số khếch tán nhỏ. 77

2.2.3. Phương trình Einstein- Smolukhopsky:  1905 Einstein và 1906 Smulukhoshopsky, T đã độc lập

G & T m S nhau đưa ra lý thuyết định lượng o chuyển động L cho c . A l I ai C I m F F @gquan hệ giữa hệ số Brown, trong đó thiết lập Omối N ess Ơ in H s khuếch tán D và giá dịch bình phương Ntrịbuchuyển Y n U o Q nh M uy trung bình: È K mq Y ke Ạ D day

78

2.2.3. Phương trình Einstein- Smolukhopsky:  Với hạt hình cầu: T G & T S om L A ail.c I IC m F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq trịẠdịch Y kechuyển trung bình trong D day

mà

• • • • •

: giá η: Độ nhớt của môi trường phân tán r: Kích thước hạt của pha phân tán R: hằng số khí lý tưởng T: nhiệt độ tuyệt đối

thời gian t

79

Bài tập 1[1]: Tính giá trị dịch chuyển trung bình trong thời gian 2s

T G & -6m, T của hạt khói NH4Cl biết bán kính của hạt r = 10 S om L A ail.c I IC -4 m -2 , T = 300 K F độ nhớt của không khí η=1.47.10 Nsm g OF s@ N es -23 -1 n i và hằng số Bolzmamn kNH=Ơ1.38.10 J.K s u b Y n QU nho M uy È K mq Y ke Ạ D day [1]. Nguyễn Hữu Phú, Hóa lý và Hóa keo, Trang

488, bài 1, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà nội, 2009. 80

Bài giải: T G & T S om L A ail.c I IC m F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

 Ghi chú: cách chuyển đổi đơn vị: 1 J = N.m 81

Bài tập 2[1]: Ở 293K, sau thời gian t = 4s các hạt keo Thydroxyl sắt G & T m S o trong nước chuyển động được khoảng trung L l.cách c A I ai C I m F -5 bình 1.6210 m. Độ nhớt củaOFhệs@ 10g -3N.s .m-2 . Xác N es Ơ in H định bán kính hạt keo.Y N bus n U o Q nh M uy (Đáp án: r = 6.5 Ènm) K mq Y ke Ạ D day

[1]. Nguyễn Hữu Phú, Hóa lý và Hóa keo, Trang 488, Bài 2, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà nội, 2009. 82

T G & T S om L A ail.c I IC m F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

 Ghi chú: J = N.m

83

Bài tập 3: Dùng kính hiển vi đếm một dung dịch keo bạc trong

T G & có tiết diện là nước. Hạt keo được đựng trong một cốc T S om L A ail.c I -4 Cm.m Sau khi đếm một I 5.10-10m2 và chiều cao là 2,5.10 F g F O s@ N es Ơ inbình trong thể tích là 3. trăm lần thì thấy số hạt trung H N bus Y on U 3kg/m3 và h Cho biết bạc có khốiQ lượng riêng là 10,5.10 n y M u È q K m e bạc là 20.10-2 kg/m3. Xác định Y nồng độ thể tích keo k Ạ D day

kích thước hạt keo, giả thiết hạt keo có dạng hình lập phương

84

Bài giải: T G & T S om L A ail.c I IC m F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

85

T G & T S om L A ail.c I IC m F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

86

T G & T S om L A ail.c I IC m F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

87

2.4. Cân bằng sa lắng - Các hạt keo trong dung dịch ngoài chuyển động T G nhiệt Brown còn chịu tác dụng của trọng & lực. Các hạt T S om L keo nhỏ chịu lực hấp dẫn yếu nên A arất l.c bền, không bị i I IClớnm chịu lực hấp dẫn F sa lắng. Các hạt có kích thước g F O s@ s môi trường phân tán, lớn, bị kéo xuống tách raƠNkhỏi e in H s nghĩa là bị sa lắng. Y N nbu QU nho M uy È K mq Y ke Ạ D day

88

3.4. Cân bằng sa lắng

Chuùng ta haõy khaûo saùt söï rôi cuûa moät haït T G trong heä. Haït sa laéng do taùc duïng cuû &a troïng tröôøng. T S om L Theo Archimede thì troïng löïIAc trong chaát loûng .c l i C ma I F g baèng: F O @ N ess Ơ– in )g H f = mg = V(  N bus o Y on U Q nh M uy È V : theå tích haït; K mq Y ke Ạ D day  : khoái löôïng rieâng (tæ troïng) cuûa

haït;

o : khoái löôïng rieâng cuûa moâi tröôøng; g : gia toác troïng tröôøng.

89

Khi haït rôi, noù chòu moät löïc ma saùt (f’ ) cuûa moâi tröôøng loûng laøm caûn trôû söï sa laéng. Löïc ma saùt ñoù tyû leä vôùi toác ñoä rôi: T G & T f ' = B.u S om L A ail.c I u : toác ñoä chuyeån ñoäng cuûa haït FIC m g F O s@ B : heä soá ma saùt N es Ơ in H N bus Haït rôi theo chuyeån ñoä Yngonnhanh daàn, luùc ñaàu vì toác ñoä U h n nhoû neân löïc ma saùt MraáQt unhoû y so vôùi troïng löïc. KÈ mq kneg daàn, löïc ma saùt cuõng taêng daàn. Cho Khi toácDñoä ẠY taê y da

ñeán khi löïc ma saùt baèng giaù trò cuûa troïng löïc, f = f' , thì haït seõ sa laéng vôùi toác ñoä khoâng ñoåi:

V ( - o)g = B.u

90

Vôùi haït hình caàu ta coù:

4 3  r (   o ) g  6 ru 3

Töø ñoù coù theå tìm ñöôïc toác ñoä sa laéng cuûa haït: T G & T m 2 S o dx 2r L c . A l u  ( CI o )ag i I m dt 9 F g F O s@ s ñöôïc r N tính Neáu bieát u, , o vaø  ta coù theå e Ơ in H N bus Y on U Q nh 9 u y rM qu È K m 2(   o ) g e Y k DẠ day Caùc phöông trình treân chæ aùp duïng cho nhöõng heä coù kích thöôùc haït phaân taùn naèm trong khoaûng 5 - 100 vì đối với những hạt này thời gian để đạt tốc độ sa lắng không đổi rất nhỏ, 91 nên không ảnh hưởng đến kết quả!

2.4.2. Phương pháp phân tích sa lắng Trong heä ñôn phaân taùn, toác ñoä sa laéng cuûa haït ñeàu nhö nhau, ta coù: T

G & ST om AL ail.c I IC m F g F O s@ N t es Vôùi: h: quaõng ñöôøng ñi cuûaƠhaï in H s un taùn, coù raát nhieàu loaïi haït, Trong moät heä ñaY Nphaâ b n U o h Q tnkhoaû moãi loaïi haït seõ maáM t moä ng thôøi gian khaùc nhau ñeå ñi y u È q K m heát ñoaïn ñöôøngY h. ke Ạ y D da

h u  t

Ta phaûi xaùc ñònh toác ñoä tích luõy haït, töùc thieát laäp söï phuï thuoäc cuûa löôïng chaát ñaõ sa laéng vaøo thôøi gian Q = f (t). Ñoà thò cuûa haøm naøy goïi laø ñöôøng cong sa laéng 92

2.4.2. Phương pháp phân tích sa lắng T G & T S om L A ail.c I IC m F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

93

2.4.2. Phương pháp phân tích sa lắng Treân thöïc teá, pheùp phaân tích sa laéng ñöôïc tieán haønh döïa treân cô sôû xaùc ñònh toác ñoä chaát chöùa treân ñóa caân baèng caùch T G söû duïng caân phaân tích sa laéng & T S om L A ail.c I IC m F g F O @ Giôùi haïn söû duïng phöông phaùp saN ess Ơ in H laéng: N bus Y on U Q nh + Caùc haït hình caàu. M uy È q K m + Caùc haït khoâng bòY solvat e hoùa. k Ạ D day + Caùc haït sa laéng ñoäc laäp. Duïng cuï ñeå phaân tích sa laéng 94

2.5. Áp suất thẩm thấu của dung dịch keo: Hieän töôïng thaåm thaáu T Maøng baùn thaåm: chæ cho moät soá chaát ñi qua. G & T S om Ví dụ: maøng teá baøo. L A ail.c I Thaåm thaáu: laø quaù trình di chuyeåFnICcuûamdung moâi töø nôi coù g F @ noàng ñoä thaáp sang nôi coù noàngOñoässcao. N e Ơ in aùp suaát thaåm thaáu… H Ví dụ : Caây huùt nöôùc töø ñaá t nhôø s N u b Y n QU nho M uy È K mq Y ke Ạ D day

T G & T S om L A ail.c I IC m F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh Dd M uy loaõng È q K m Dd Y ñaëkce Ạ D day Maøng baùn thaåm

96

2.5.1. Áp suất thẩm thấu của dung dịch lý tưởng Aùp suaát thaåm thaáu , laø aùp suaát caàn thieát ñeå ngöøng thaåm thaáu. T G Thaåm thaáu laø quaù trình töï xaûy ra. & T S om L A ail.c I IC m F g F V  nRT O s@ N es Ơ in h H  n  N bus Y on     RT U  VM Q uynh KÈ mq ẠYCRT ke y D da A - dung dòch; B - dung moâi 97

2.5.1. Áp suất thẩm thấu của dung dịch lý tưởng

Thaåm thaáu Dung dòch coù cuøng aùp suaát thaåm thaáu ñöôïc goïi laø ñaúng tröông. T G & Dung dòch coù aùp suaát thaåm thaáu cao hôn ñöôïTc goïi laø öu tröông. S om L Hoàng caàu ñöôïc bao boïc bôûi maøng baùn thaå .l.c A m i I C ma I F g Söï co laïi cuûa teá baøo: F O s@ – Neáu hoàng caàu tieáp xuùc vôùi dung N esdòch coù aùp suaát thaåm thaáu in u thì nöôùc seõ thaåm thaáu töø HƠ cao hôn so vôùi dòch cuûa Nhoà nguscaà b co, heùo laïi. Y n trong ra ngoaøi laøm hoà n g caà u QU nho Mbaøuoy: Söï tröông cuûa teá È K mq Yu tieá – Neáu hoàng caà kep xuùc vôùi dung dòch coù aùp suaát thaåm thaáu Ạ y D vôù thaáp hôn so dai dòch cuûa hoàng caàu thì nöôùc seõ thaåm thaáu töø ngoaøi vaøo trong laøm hoàng caàu tröông leân. 98

Dd öu tröông : > 0,92% Hoàng caàu bò co heùo.

T G & T S om L c . A l i I Dd ñaúng tröông : 0,92% C ma I F g F O s@ N es Dd thieåu tröông : < 0,92% HƠ sin N bu Y Hoàng caàu tröông nôû vaø bò vôõon U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

99

Thaåm thaáu Söï co heùo vaø tröông nôû cuûa teá baøo: T G & T S om L c . A l i I NoànICg ñoä aloaõng Noàng ñoä cao F gm F O s@ N es Ơ in H N bus Noàng ñoä thaáp Noàng ñoä cao Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

100

2.5.2. Áp suất thẩm thấu của dung dịch keo: Đối với dung dịch keo: nồng độ sử dụng Tlà nồng độ G & T m S hạt: số hạt trong một lít dung dịch.AL l.co I ai C I m F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U n’: Số hạt keo M Q ynh u È q K m Y ke Ạ y D da

101

2.5.2. Áp suất thẩm thấu của dung dịch keo: Áp suất thẩm thấu của dung dịch keo nhỏ hơn áp T G & T suất thẩm thấu của dung dịch thựcS vìomsố hạt n’ của AL ail.c I ICvớim dung dịch thật F hệ keo nhỏ hơn hơn rất nhiều g F O s@ N es Ơ in H N bus Ychứa n 1 g hemoglobin trong một Bài tập 4: Huyền phù U o Q nh M uy È q o C là 3,6.10-4 atm. K m lít nước có áp Ysuất thẩm thấu ở 25 ke Ạ y D da

Xác định khối lượng của hạt hemoglobin

Lâm Ngọc Thềm, Bài tập Hóa lý cơ sở, Nhà xuất bản KHKT, trang 308. (Bài 16.5/308)

102

T G & T S om L A ail.c I IC m F g F O s@ N es Ơ in H Khối lượng 1 hạt: N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

103

2.6. Sự phân tán ánh sáng Hiệu ứng Tyndall: T hình nón mờ Năm 1869 quan sát một dãy ánh sáng G & T đục xuất hiện trên nền tối tại vùng dịch keo m S odung AL ail.c I khi có chùm ánh ánh mạnh chiếu C mqua. I F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

(John Tyndall, England)

104

- Hieäu öùng Tyndall ñöôïc giaûi thích baèng söï phaân taùn aùnh saùng. Goïi a laø kích thöôùc haït phaân taùn vaø  laø böôùc soùng cuûa tia saùng thì: a > : aùnh saùng seõ phaûn xaï treân beà maët haït döôùi nhöõng goùc xaùc T G ñònh. & T S om L a < : Sự tán xạ (phân tán ánh sáng) IA il.c C ma I F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day - Naêm 1871 Rayleigh ñöa ra pt tính cöôøng ñoä aùnh saùng phaân taùn (Ipt) ñoái vôùi haït hình caàu, khoâng daãn ñieän vaø heä coù noàng ñoä loaõng: 105

- Laø dung dòch trong ĂąoĂš haĂŻt chaĂĄt tan coĂš kĂ­ch thÜôÚc lĂ´Ăšn hĂ´n phaân tÜÝ nhĂśng vaĂŁn raĂĄt nhoĂť neân khoâng theĂĽ loĂŻc ùÜôïc T G đ?&#x;? đ?&#x;? đ?&#x;? STđ?&#x;?& m đ?’?đ?&#x;? − đ?’?đ?&#x;? L đ?‘˝ đ??‚o đ?&#x;‘ .c . đ?‘°đ?‘ś A đ?‘°đ?’‘đ?’• = đ?&#x;?đ?&#x;’đ??… . l i I đ?’?đ?&#x;?đ?&#x;? + đ?&#x;?đ?’?Fđ?&#x;?đ?&#x;?IC gmađ??€đ?&#x;’ OF s@ N es Trong ĂąoĂš: Ć in H N bus Y phân n1, n2: chieĂĄt suaĂĄt cuĂťa pha tĂĄn vaø moâi trÜôøng n U o Q nh phaân taĂšn M uy Ăˆ K mq e . ď Ž: noĂ ng Ăąoä haĂŻtáş YcuĂťaykheä D da

V: theĂĽ tĂ­ch moĂŁi haĂŻt ď Ź: bÜôÚc soĂšng cuĂťa aĂšnh saĂšng tĂ´Ăši Io: cÜôøng Ăąoä aĂšnh saĂšng tĂ´Ăši.

106

Nhöõng nhaän xeùt veà phöông trình Rayleigh: + Söï phaân taùn aùnh saùng tuøy thuoäc vaøo chieát T t suaát giöõa suaát: Ipt caøng lôùn khi söï cheânh leäch&Gchieá T m S pha phân tán vaø moâi tröôøng phaâAnLtaùln.cocaøng lôùn.

I ai C I m F gt ñònh, I tæ leä thuaän + Khi haït coù kích thöôùOcF nhaá @ pt s s N e Ơ vôùi noàng ñoä haït. in H s N bu Y n U o hi bình phöông theå tích haït, khi + Ipt tæ leä thuaäQn vôù n M uy È noàng ñoä troïngY Klöôïenmgq khoâng ñoåi, ñoä phaân taùn cuûa heä Ạ yk D caøng cao thì cöôø dang ñoä aùnh saùng phaân taùn caøng yeáu.

+ Cöôøng ñoä aùnh saùng phaân taùn phuï thuoäc raát nhieàu vaøo böôùc soùng aùnh saùng. 107

2.7. SĂ–Ă? HAĂ P THUĂ? AĂ™NH SAĂ™NG SÜï haĂĄp thuĂŻ aĂšnh saĂšng ùôn saĂŠc cuĂťa caĂšc heä keoTtuaân theo G & ùònh luaät Beer – Lambert: ST om AL ail.c I  ď Ľ.l.C IC m F g F 0 O s@ N es Ć in H N bus Trong ĂąoĂš: Y on U I: cÜôøng Ăąoä tia loĂš M Q ynh u Ăˆ q Ki m Io: cÜôøng Ăąoä tiaY tĂ´Ăš ke áş y L: beĂ daøy lĂ´ĂšDp dung da dòch maø aĂšnh saĂšng Ăąi qua.

I  I .e

C: noĂ ng Ăąoä chaĂĄt tan đ?œ€: heä soĂĄ haĂĄp thu

108

PhÜông trĂŹnh treân coøn ùÜôïc vieĂĄt dÜôÚi daĂŻng: T G đ?‘° & T đ?‘Ť = −đ?’?đ?’? = đ?œş. đ?‘Ş. Sđ?’? om đ?‘°đ?’? AL ail.c I IC m F g F O s@ N es Ć cuĂťina dung dòch. D: Ăąoä haĂĄp thu hay maät Ăąoä quang H N bus ncᝧa tia sĂĄng) UYqua o I/Io: Ä‘áť™ truyáť n qua (Ä‘áť™QÄ‘i h n M uy Ăˆ K mq Y ke áş y D a PhÜông trĂŹnh d Beer-Lambert ùÜôïc duøng cho dung dòch

ùoà ng theü, nhÜng cuþng aÚp duïng cho dung dòch keo khi beà daøy lôÚp dung dòch khoâng quaÚ lôÚn vaø noà ng ùoä khoâng quaÚ cao.

109

VĂ­ d᝼: Hᝇ sáť‘ hẼp thu quang cᝧa chẼt A bĆ°áť›c sĂłng 500 nm lĂ 6100 M-1cm-1. Ä?áť™ hẼp thu quang cᝧa dung dáť‹ch chẼt A tấi bĆ°áť›c sĂłng trĂŞn lĂ 0,434 Abs. TĂ­nh náť“ng Ä‘áť™ T G & cᝧa dung dáť‹ch. ST om A = 0,434 Abs AL ail.c I IC m F l = 1 cm g F O s@ −1 −1 N es đ?œ€ = 6100đ?‘€ đ?‘?đ?‘š Ć in H A 0,434 s −5 N u C= = = 7,11. 10 b M Y n Îľ.l 6100 QU nho −đ??´ ∗ 100 = 36,8% y Ä?áť™ triáť n quang: đ?‘‡% = 10 M u Ăˆ q K m Ä?áť™ triáť n áş quang Y ke T quĂĄ nháť? cĂł nghÄŠa lĂ Ä‘áť™ hẼp thu y D a quang láť›n, thĂŹ Ä‘áť™d chĂ­nh xĂĄc cua phĂŠp Ä‘o thẼp. Ä?áťƒ phĂŠp Ä‘o cĂł Ä‘áť™ tin cáş­y cao thĂŹ T phải vĂ o khoảng 10-80%, còn A tᝍ 0,15-1.0. 110

Au nano : plasmon và sự phát hùynh quang Sóng điện từ :

T Plasmon (SPR) * Có tác dụng sóng tuân theo hiệu ứng cộng hưởng G &từ và các điện tử tự do G. Mie  tác động của điện trường của sóng điện T m âm và vùng mang S otích trên bề mặt  làm phân cực hạt : vùng mangLđiện c . A l i I điện tích dương  với bản chất sóng, điện a dao động làm sự phân Ctrường I m F g Resonance” cực của BM dao động theo  “Surface Plasmon F O s@ Ở 1 kích thước và hình dạng thích hợp s nano Au, tần số của đám mây N của e Ơ 1 ivùng n điện tích trùng hợp với tần số của ánh sáng nào đó  sự cộng H s N bu hưởng xảy ra Vùng ánh sáng Y sẽnbị hạt nano hấp thu. QU nho y M u È Hiệu ứng SPR biến q : - vật liệu trở lại trạng thái khối K mấtmkhi - hạt nano nhỏ hơn 2 nm Y ke Ạ y D da

111

T G & T S om L A ail.c I IC m F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È q tử bề mặt do điện trường của K củamđiện Sự phân cực Y ke Ạ sóng điện từ D day •Với hạt Au nano < 2 nm  Sóng điện từ có tác dụng hạt  sự phát hùynh quang xảy ra theo quy luật lượng tử 112

T G & T S om L A ail.c I IC m F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day Sự thay đổi màu sắc của hạt nano Au có kích thước khác nhau

113

T G & T S om L A ail.c I IC m F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y kequang ánh sáng xanh của hạt Au nano chứa 8 Ạ Sự phát hùynh D day nguyên tử Au (quantum dot)

114

2.8. DUÏNG CUÏ QUANG HOÏC DUØNG ĐỂ NGHIEÂN CÖÙU HEÄ KEO 1. Kính sieâu vi T Giuùp tính ñöôïc noàng ñoä vaø kích thöôùc haït G &3 T Vd: heä keo coù noàng ñoä khoái löôïng laø C (g/cm trong theå tích V S )om L c A maiñöôï l. c coù n haït, nhö I cuûa heä, nhôø kính sieâu hieån vi, ngöôøi ta ñeá IC m F g vaäy khoái löôïng 1 haït laø: F O s@ N es C .V Ơ in m H N bus n Y n QU nho M uy È K mq Y ke Ạ D day

115

Kính siêu vi - ultramicroscope

Neáu haït hình caàu coù tyû troïng laø  thì:

4 m   r 3 3

T G & T Do ñoù baùn kính haït keo seõ laø: S om L A ail.c I 3CV IC m F g r  3 F @ O n s 4 s N e Ơ in H s N bu 2. Kính sieâu hieån vi ñieäUnYtöû (TEM): coù theå quan saùt tröïc tieáp n o hcuûa haït. Q n hình daïng vaø kích thöôù c M uy È K mq Y ke Ạ D day

116 Tinh thể hydroxyapatite

2.8. DUÏNG CUÏ QUANG HOÏC DUØNG ĐỂ NGHIEÂN CÖÙU HEÄ KEO 1. Kính sieâu vi T Giuùp tính ñöôïc noàng ñoä vaø kích thöôùc haït G &3 T Vd: heä keo coù noàng ñoä khoái löôïng laø C (g/cm trong theå tích V S )om L c A maiñöôï l. c coù n haït, nhö I cuûa heä, nhôø kính sieâu hieån vi, ngöôøi ta ñeá IC m F g vaäy khoái löôïng 1 haït laø: F O s@ N es C .V Ơ in m H N bus n Y n QU nho M uy È K mq Y ke Ạ D day

117

Kính siêu vi - ultramicroscope

Neáu haït hình caàu coù tyû troïng laø  thì:

4 m   r 3 3

T G & T Do ñoù baùn kính haït keo seõ laø: S om L A ail.c I 3CV IC m F g r  3 F @ O n s 4 s N e Ơ in H s N bu 2. Kính sieâu hieån vi ñieäUnYtöû (TEM): coù theå quan saùt tröïc tieáp n o hcuûa haït. Q n hình daïng vaø kích thöôù c M uy È K mq Y ke Ạ D day

118 Tinh thể hydroxyapatite

Chương 3

CÁC HIỆN TƯỢNG BỀ MẶT – SỰ HẤP PHỤ 3.1. Các hiện tượng bề mặt

T G & T S om L 3.1.1. Sức căng bề mặt A ail.c I IC m F g F 3.1.2. Hiện tượng thấm ướt O s@ N es Ơ in H 3.2. Sự hấp phụ Y N nbus QU nho y định nghĩa M và u 3.2.1. Khái niệm È K mq Y ke Ạ y D a 3.2.2. Sự hấp d phụ khí và hơi trên chất

hấp phụ rắn

3.2.3. Sự hấp phụ trên ranh giới lỏng khí 3.2.4. Sự hấp phụ trên ranh giới lỏng rắn

119

3.1.1. Sức căng bề mặt (surface tension) T G & T S om L A ail.c I IC m F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh y M trong  Phân tử A nằm chất lỏng nên lực tương u È q K m Y ke Ạ y D da lên A hướng theo mọi phía và hỗ tác dụng

trung bình thì chúng cân bằng, lực tác dụng lên

phân tử A bằng 0.

120

3.1.1. Sức căng bề mặt (surface tension) T G & T S om L A ail.c I IC m F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

Hợp lực F tác dụng lên PT trên BM và trong CL 121

T G & T S om L A ail.c I IC m F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

Hợp lực F bằng 0 với PT bên trong và khác 0 với phân tử ở bề mặt phân chia pha

122

 Phân tử B (phân tử gần mặt thoáng): các lực tương hỗ tác dụng lên B theo mọi hướng không

T G T& chịu thể cân bằng nhau và phân tửSB một hợp m L l.co A I ai C lực hướng vào lòng chấtFIlỏng. m Độ lớn lực này g OF s@ s Nthoáng. e tăng khi B tiến gần mặt Lực ép các phân Ơ in H N bus Y on U tử B vào bên trong Q nhđược gọi là nội áp. M uy È q K m  Các PT ở Ylớp bề mặt có thế năng lớn hơn thế e k DẠ day

năng các PT bên trong chất lỏng. Phần năng

lượng lớn hơn gọi là năng lượng bề mặt của chất

lỏng

123

 Muốn làm tăng bề mặt trong khi thể tích không đổi thì phải đưa các PT bên trong đến

T G & công chống lớp bề mặt tức là thực hiện một T S om L A ail.c I IC m lại nội áp F g F O s@ N es Ơ in = dGS  Công (WT) thuận nghịch H N bus Y on U h để thắng lực tương tác  Công (WT) chỉ Qdùng n M uy È K mq e đó tỷ lệ với độ tăng diện tích Y kdo giữa các ẠPT, y D da

tiếp xúc:

W = dGs = σ dS

Khi dS = 1  dG = σ 124

Cách xác định sức căng bề mặt T G & T S om L A ail.c I IC m F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

Thí nghiệm: Nhúng khung vào dd xà phòng rồi rút

ra, trên khung có màng xà phòng ở hai mặt. 125

Ñeå maøng xaø phoøng khoâng co laïi, caàn taùc ñoäng leân caïnh coù chieàu daøi l moät löïc f baèng söùc caêng beà maët. T G & dieän tích beà Khi dòch chuyeån caïnh l moät ñoaïn x, thì T S om L A ail.c I maët taêng leân moät giaù trò laø: ds x C= 2l I m F g F O s@ N es Coâng thöïc hieän: Ơ in H N bus n W U=Yf hx o Q n M uy È cuõng laø coâng laøm nqg naêng löôïng beà maët dGs K taêm Y ke Ạ D day W = dGs = .ds = 2 l x

Do ñoù:

 = f/2l 126

• Sức căng bề mặt (σ): = E tạo ra một đơn vị bề mặt = F tác dụng lên 1 đơn vị

• •

T G & phân T chiều dài của chu vi bề mặt S om L A ail.c I IC m F Pha. g F O s@ N es Ơ 2 in H Đơn vị σ : H/m,YJ/m N bus n U o Q nh M uy È q σ = F (phụ bản chất của K mthuộc Y ke Ạ D day chất, bản chất chất tiếp xúc)

chia

mỗi

127

• Khi tương tác giữa các PT càng lớn (càng phân cực): W thắng F gây nội áp T •

G & T m S càng lớn do đó σ càng lớnL .co A ail I IC m F g F @tương tương O (F Bản chất chất tiếp xúc s s N e Ơ in H s N bu tác PT giữa haiUYPha n o Q nh M uy È q không khí ≠ σ H O / C H Vd: σ YHK2O / m 2 6 6 e k Ạ D day

128

Bảng: Giá trị năng lượng bề mặt của một số chất lỏng Chất lỏng

Hg H2O n-octanol n-hexan Perfluoro-

E bề mặt G

Kiểu lực T tương tác

12

Liên kết vdW* yếu

G & (mJm-2), ở 200C liênSTphân m tử o AL ail.c I IC m F g F 485 Kim loại O s@ N es Ơ in H 72.8 N bus Hydrogen + vdW Y on U Q nh 27.5 Hydrogen + vdW M uy È q K m Y ke Ạ y D da18.4 vdW

octan *: vdW: van der Waals lực (vdW),

129

3. 1.2. Hiện tượng thấm ướt (wetting behaviour) 3.1.2.1. Góc thấm ướt -The contact angle Tcủa chất đó, tính G • E bề mặt của một chất phụ thuộc vào bản chất & T S om chất tiếp xúc. L c . A l i I • - Tröôøng hôïp 3 chaát tieáp xuùc nhau laø Iraé C n,mloûang vaø khí thì toaøn heä F n phaà g n laø cöïc tieåu. Chính seõ coù caáu hình sao cho theá naêngOFtoaø @ s s N thaá ñaëc tröng naøy ñaõ xaùc ñònh möùcƠñoä e m öôùt cuûa chaát loûng leân beà n i maët raén. NH bus Y on U -Chu vi gioït chaátQ loûngh laø giôùi haïn töông taùc cuûa 3 moâi n y M u raén tröôøng: loûng, khoângÈkhíqvaø K m Y ke Ạ y D da

130

 Quaù trình thaám öôùt chæ xaûy ra khi naêng löôïng töï do cuûa heä giaûm xuoáng. T G & t .  Ñoä thaám öôùt ñöôïc ño baèng goùc thaámSTöôù m o L c A ail. I IC m F  Goùc  caøng nhoû, thaám öôùt caøFng @ toágt. O s N es Ơ in H s N u  Khi ñaït caân baèng: UY onb Q nh RK = LKcos +ÈMRLquy K m Y ke Ạ y D da

 RK   RL cos    LK

131

Chaát loûng thaám öôùt hoaøn toaøn khi  = 0o hay cos = 1 Chaát loûng hoaøn toaøn khoâng thaám öôùt khi  = 180o hay cos  = -1 T G & T S om L A ail.c I IC m F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

132

T G & T S om L A ail.c I IC m F g F O s@ N es Ơ (a) (b) sin (c) H N bu Y n U o h Q nướt Minh họa gócMthấm từ trái sang phải y u KÈ mq Y thấm (a): không ke ướt, Ạ y D da (b): thấm ướt;

(c): giới hạn thấm ướt. 133

Ứng dụng hiện tượng thấm ướt  Tuyển khoáng: Quặng được nghiền thành các hạt nhỏ rồi đổ vào trong một bể hỗn hợp nước pha dầuTnhờn và khuấy G & đều. Khi đó hỗn hợp này có các bọt khí bọc trong màng ST om AL ail.c dầu. I IC m F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

Hình :Mô hình tuyển khoáng Microcell tại Mỹ

134

T G & T S om L A ail.c I IC m F g F O s@ N es Ơ in H s N u - Hòa tan xà phòng vào nước sẽ làm giảm đáng kể b Y n QU nho y nước, xà phòng dễ thấm vào M của u lực căng bề mặt È K mq Y ke Ạ y để làm sạch các sợi vải. các sợi vải Dkhidagiặt

- hình thành các micell xà phòng trong nước, lấy chất bẩn ra khỏi bề mặt vải.

135

Giải thích: Sự thay đổi góc thấm ướt theo phương trình Young, phương trình (1) T G & T S om L A ail.c I IC m F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

136

(a)

(b)

T G & T S om L A ail.c I IC m F g F O s@ Hình N es : Minh họa một giọt Ơ in H N bus Y on chất lỏng (nước) trên U Q nh M uy È cánh hoa hồng (trái) và K mq Y ke Ạ D day lá sen (phải).

(c)

137

Góc thấm ướt của nước và Hg trên bề mặt thủy tinh T G & T S om L A ail.c I IC m F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ y ướt θ của: a Hình : GócDthấm d

(a): nước trên bề mặt thủy tinh (b) của thủy ngân trên bề mặt thủy tinh

138

3.2. Sự hấp phụ 3.2.1. Một số khái niệm cơ bản T G Hấp phụ: (adsorption) là hiện tượng thay đổi & ST om L l.c A i phân I nồng độ của chất ở trên ranh giới a C I m F g F O s@ N es pha so với trong lòng Ơpha. in H s N bu Y n U o Q nh y M than u È Ví dụ: Khi cho tiếp K mq Y ke xúc với O2DẠthì y than sẽ hút a d

O2 làm cho khí O2 tập trung trên bề mặt than, ta nói than hấp phụ O2

chia

139

Chất hấp phụ (adsorbent): là Pha rắn hay Pha lỏng thu hút và giữ ở bề mặt của nó những chất bị hấp phụ

T G (adsorbate) như: ion, nguyên & T S om L A ail.c I IC m F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

tử, phân tử

140

Phân loại hấp phụ: Bảng : So sánh giữa hấp phụ vật lý và hóa học

Tính chất Loại liên kết Nhiệt hấp phụ E*

T G &phụ hóa học Hấp phụ vật lý Hấp T S om L A ail.c I Lực tương tác ValFICLiên m kết hóa học, g OF s@ der Waals HƠN ines có sự trao đổi điện N bus Y on U tử Q nh M uy È K mq Y Kcal/mol Vài Vài chục Kcal/mol ke Ạ y D da

Không quan trọng Quan trọng 141

Bảng: So sánh giữa hấp phụ vật lý và hóa học Tính chất Hấp phụ vật lý

Hấp phụ hóa học

T G & đãi ở T cao Nhiệt độ Ưu đãi ở nhiệt độ thấp Ưu T S om L A ail.c I IC mĐơn lớp Số lớp HP Thường là nhiều lớp F g F O s@ s N bản e Tính đặc Ít phụ thuộc Hvào Có tính đặc thù, Ơ in N bus Y on U thù chất củaQ bềnhmặt, phụ chọn lọc cao M uy È q K m thuộc Y kenhiều vào áp Ạ D day

suất

Tính TN

Có tính thuận nghịch

Thường bất TN 142

3.2.2. Sự hấp phụ khí và hơi trên bề mặt chất hấp phụ rắn • Độ hấp phụ (x): lượng khí bay hơi (mol) bị hấp T G phụ trong một đơn vị khối lượng, xT(mol/g). & S om L .cx= f(P,T), giản A số l • Độ hấp phụ là hàm của 2 thông i I C ma I F g F đồ được biễu diễn theo các hấp phụ đẳng @ O đường s N es Ơápin(P=const). H nhiệt (T=const) và đẳng N bus Y on U Q nh x x M uy È K mq Y ke Ạ D day (a) (b)

P

T

Hình : Đường hấp phụ đẳng nhiệt (a) và đẳng áp (b)

143

3.2.2.1. Các phương trình hấp phụ đẳng nhiệt A. Phương trình Freunlich (Phương trình thực nghiệm)

T G & T S om L A ail.c I IC m • x: Độ hấp phụ F g F O s@ s dung dịch, có thể • P: áp suất lúc cân bằng (nếu N là e Ơ in H thay bằng nồng độ C mol/l) N bus Y on U • b và n: các hằng sốQ nh M uy È q loga, Từ phương trình trên, K lấy m Yphương ke Ạ ta có thể rút ra trình y D da đường thẳng logx=f(logP), để xác định b và n: 144

3.2.2.1.2. Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir: Langmuir đưa ra các giả thiết sau: GT 1. 2. 3. 4.

& T S om Bề mặt chất hấp phụ đồng nhất về năngLlượng; A ail.c I C im Caùc phaàn töû bò haáp phuï lieân keátFIvôù nhöõng vò trí nhaát ñònh g (tâm liên kết) treân beà maët chaáOtFhaásp@phuï; N es Ơtheå innhaän moät phaàn töû bò haáp phuï Moãi “taâm lieân keát” chæ coù H s N u (haáp phuï ñôn lôùp); b Y n U ho Q Hấp phụ thuận nghịch: nphân tử chất bị hấp phụ sẽ bị giữ lại y M u È q K hấp trên bề mặt chất m phụ trong thời gian nhất định, sau đó e Y Ạ yk D chúng bị đứt radakhỏi bề mặt chất hấp phụ.

145

B. Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir: T Tại vị trí cũ lại hấp phụ một phân tử khíGmới. Khi trong & T m mặt bằng với S bề một đơn vị thời gian, số phân tử hấp vào o L c A ail. I số phân tử đi ra khỏi bề mặt, ta có ICcânm bằng hấp phụ. F g F @ phụ có thể bỏ qua. shấp 5. Tương tác giữa các phân NtửO bị s e Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

146

Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir: - Gọi P là áp suất khí T G - θ: là phần bề mặt tại thời & T S om điểm nào đó phân tử khí bị L A ail.c I IC m chiếm F g F - (1-θ): phần bề mặt còn trống N O ss@ e Ơ n i NH bus Y on U Để sự hấp phụ xảy Q nhra các phân tử khí phải va M uy È q K m chạm vào phần Y kebề mặt còn trống, do đó tốc độ Ạ D day

hấp phụ (V) sẽ tỷ lệ với P và phần bề mặt trống:

V = k1.P.(1-θ)

147

Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir:

Tốc độ giải hấp V sẽ tỷ lệ với phần bề mặt bị che T G phủ. T& S om L A ail.c I IC thành F Khi cân bằng hấp phụ được hình thì: V = V gm F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq p e Y k Ạ Nếu đặt D ay x  xm d A p

V = k2.θ

Với x: độ hấp phụ ở thời điểm t nào đó và xm 148 là độ hấp phụ cực đại

PhĆ°ĆĄng trĂŹnh hẼp ph᝼ Ä‘áşłng nhiᝇt Langmuir: T G & đ??žđ?‘ƒ T S đ?‘Ľ om hoạc đ?‘Ľ = L m A ail.cđ?‘š 1 + đ??žđ?‘ƒ I IC m F g F O s@ s háşąng sáť‘ cân báşąng hẼp ph᝼ N eK: Ć in K=k /k =1/A H 1 2 N bus Y on U Q nh M uy Ăˆ K mq NhĂś vaäy: e Y xm k Dáş day ÔÝ p << 1 ďƒž x  p

p xx A p x xm

A

P

HĂŹnh. Ä?Ć°áť?ng hẼp ph᝼ Ä‘áşłng nhiᝇt Langmuir

ÔÛ p >> 1

ďƒž x = xm 149

PhĆ°ĆĄng trĂŹnh hẼp ph᝼ Ä‘áşłng nhiᝇt Langmuir:

Ä?áťƒ xĂĄc Ä‘áť‹nh A vĂ xm, ta chuyáťƒn phĆ°ĆĄng trĂŹnh T G & Langmuir váť dấng Ä‘Ć°áť?ng tháşłngSTbáşąng m o L c A ail. I IC m P chia cả hai váşż cᝧa phĆ°ĆĄngFtrĂŹnh: g F O s@ N es Ć in H p A 1 N bus   pUY hon x xm xmĂˆM Q uyn K mq Y ke áş or D day

đ?‘ƒ 1 1 = + đ?‘ƒ đ?‘Ľ đ??ž. đ?‘Ľđ?‘š đ?‘Ľđ?‘š

cåch lẼy

HĂŹnh. Ä?Ć°áť?ng hẼp ph᝼ Ä‘áşłng nhiᝇt Langmuir dấng tuyáşżn tĂ­nh150

Bài 1: Bài tập 15.4/294, Lâm Ngọc Thêm, Bài tập Hóa lý cơ sở) Tính K và Vm của CO. Cho rằng quá trình hấp phụ tuân theo T phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir. T&G S om L A ail.c I IC m F g F 100 200 300N O s400 500 600 700 s@ e P(torr) Ơ in H s N u V b Y n 10.3 19.2QU h27.3 34.1 40 45.5 48 o (cm3) n y M u È q P/V 9.71 K10.42 10.99 11.73 12.5 13.19 14.58 m e Y k DẠ day

151

Gᝣi ý: Phưƥng trÏnh Langmuir:

T G & đ?‘ˇ đ?&#x;? đ?‘ˇ T = + L S com đ?‘˝ đ?‘˝đ?’Ž .đ?‘˛ đ?‘˝đ?’Ž A ail. I IC m F g F Trong Ä‘Ăł: O s@ N es Ć in H  K: háşąng sáť‘ cân báşąng N bhẼp us ph᝼ Y on U Q báť‹nhhẼp ph᝼ cáťąc Ä‘ấi  Vm: Tháťƒ tĂ­ch khĂ­ M uy Ăˆ K mq Y chẼt ke khĂ­ Ạ P: ĂĄp suẼt y D da

152

Đồ thị biểu thị quan hệ tuyến tính giữa (P và P/V]

16 14 12 P/V

10 8 6 4 2 0 0

T G & T S om L A ail.c I IC m F g F @ O+ 8.7800 y = 0.0077x s s e R²N = 0.9830 Ơ n i NH bus Y on U Q nh M uy È K mq e Y k200 Ạ 400 600 y D da P

800

153

Phương trình hồi qui tuyến tính: suy ra T G & T S om L A ail.c I IC m F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y/294, Bài tập 2: : (15.6 ke Lâm Ngọc Thêm, Bài tập Hóa lý cơ sở) Ạ y D da Bài tập 3: (15.10/295, Lâm Ngọc Thêm, Bài tập Hóa lý cơ sở)

154

C. Phương trình hấp phụ BET (BrunauerEmmett-Teller):

T G & T S lýomtạo thành nhiều • Hấp phụ vật L A ail.c I lớp PT;IC m F g F • LớpO đầu @ tiên bị hấp phụ hình s N esdo kết quả tương tác lực thành Ơ in H s N Van’t u der Waals giữa chất hấp b Y n QU nhophụ và chất bị hấp phụ, các lớp x M uy kế tiếp được hinh thành la do sự È K mq Y ke ngưng tụ khí; Ạ D day • Các PT chất bị hấp phụ chỉ tương tác với PT lớp trước và sau P nó mà không tương tác với phân Hình. Đường hấp phụ tử bên cạnh. 155 đẳng nhiệt dạng chữ S

Phương trình hấp phụ BET Phöông trình BET coù daïng: p 1 C 1 p   V ( po  p) VmC VmC po

T G & T S om L c . A l i I Po: aùp suaát hôi baõo hoøa C ma I F g F V: theå tích khí haáp phuï ôû aùp suaát pO s@ N es Ơp thöù Vm: theå tích khí bò haáp phuï ôûHlôù in nhaát (lôùp ñôn phaân töû) s N q/RT u b Y C: thöøa soá naêng löôïng (CU = eon , vôùi q laø hieäu soá nhieät haáp h Q nntöû phuï khí trong lôùp ñônMphaâ y vaø nhieät hoùa loûng) u KÈ mq Y ke Ạ y D a *Phöông trình BET d ñöôïc söû duïng ñeå xaùc ñònh beà maët chaát

haáp phuï

N: soá Avogadro Wm: beà maët chieám bôûi 1 ptöû ôû lôùp ñôn ptöû Vo: theå tích 1 mol khí ôû ñkc

Vm .N .Wm So  Vo 156

Bà i tập vᝠs᝹ hẼp ph᝼ tuân theo phưƥng trÏnh BET S᝭ d᝼ng phưƥng trÏnh:

đ?‘ƒ đ?‘‰ đ?‘ƒđ?‘œ −đ?‘ƒ

=

1 đ?‘‰đ?‘š .đ??ś

+

(đ??śâˆ’1) đ?‘ƒ . đ?‘‰đ?‘š .đ??ś đ?‘ƒđ?‘œ

 P: lĂ ĂĄp suẼt cân báşąng cᝧa chẼt khĂ­ trĂŞn báť mạt hẼp ph᝼ rắn T

G &  Po : ĂĄp suẼt hĆĄi bĂŁo hòa cᝧa chẼt khi áť&#x; nhiᝇt Ä‘áť™ thĂ­ nghiᝇm ST om AL ail.c I  V: tháşż tĂ­ch khĂ­ báť‹ hẼp ph᝼ IC m F g F @ phân táť­) O(láť›psÄ‘ĆĄn  Vm: tháťƒ tĂ­ch khĂ­ báť‹ hẼp ph᝼ áť&#x; láť›p thᝊ nhẼt s N e Ć n i H s  C: háşąng sáť‘ Ä‘ạc trĆ°ng ( háşąng sáť‘ BET) N bu Y n U o đ?‘ƒ đ?‘ƒ/đ?‘ƒ0 đ?‘ƒ/đ?‘ƒ0 h Q n Ä?ấi lưᝣng cĂł tháťƒ biáşżn Ä‘áť•i thĂ nh: = báşąng cĂĄch chia táť­ vĂ đ?‘ƒ0 đ?‘ƒ đ?‘ƒ y M đ?‘‰ đ?‘ƒđ?‘œ −đ?‘ƒ đ?‘‰ − đ?‘‰ 1− u Ăˆ đ?‘ƒ0 đ?‘ƒ0 đ?‘ƒ0 q K m mẍu sáť‘ cᝧa phân sáť‘ choY giĂĄktráť‹ e P0 . áş y D da đ?‘ƒ/đ?‘ƒ0 1 (đ??ś − 1) đ?‘ƒ = + . đ?‘ƒ đ?‘‰đ?‘š . đ??ś đ?‘‰đ?‘š . đ??ś đ?‘ƒđ?‘œ đ?‘‰ 1− đ?‘ƒ0 157

ďƒź Tấi T = const, ngĆ°áť?i ta Ä‘o tháťąc nghiᝇm giĂĄ tráť‹ tháťƒ tĂ­ch chẼt P báť‹ hẼp ph᝼ V ᝊng váť›i ĂĄp suẼt cân báşąng tĆ°ĆĄng Ä‘áť‘i ; Po

ďƒź Láş­p Ä‘áť“ tháť‹ quan hᝇ giᝯa

đ?‘ƒ/đ?‘ƒ0

P

(tr᝼c tung y) vĂ (tr᝼c đ?‘ƒ T P đ?‘‰ 1− o G đ?‘ƒ0 & T m ta cĂł Ä‘ưᝣc S oqui hoĂ nh x), xây dáťąng phĆ°ĆĄng trĂŹnhL háť“i c A ail. I phĆ°ĆĄng trĂŹnh: y = bx + a: IC m F g F 1 O s@ =đ?‘Ž N es đ?‘‰đ?‘š .đ??ś đ?‘‰đ?‘š = ?HĆ in s ⇒ N u (đ??śâˆ’1) đ??śY =? nb =đ?‘? đ?‘‰đ?‘š .đ??ś QU nho M uy Ăˆ q đ?‘‰đ?‘š .đ?‘ .đ?‘Š K chẼt 2/g) m Báť mạt riĂŞng cᝧa hẼp ph᝼ đ?‘† = (m e Y đ?‘‚ 22400. k áş y D da ďƒ˜ Wm: tiáşżt diᝇn ngang cᝧa máť™t phân táť­ khĂ­ áť&#x; trấng thĂĄai hẼp ph᝼, m2 ďƒ˜ N: soĂĄ Avogadro 158

Bài tập 1: (Nguyễn Hữu Phú, Hóa lý và Hóa keo, trang 210, bài 1) Nghiên cứu sự hấp phụ N2 trên 1g silicagel người ta thu được kết quả: T G & T P/Po 0,055 0,061 0,077 0,094 0,120 S 0,158 0,177 0,209 m o AL ail.c I IC m 3 -3 F V(cm /g).10 0,1313 0,1343 0,1399 0,1489F 0,1553 0,1640 0,1693 0,1769 g O s@ N es Ơ in H N bus 2/g) a. Xác định bề mặt riêng của silicagel (S , m Y n o QU nho b. Xác định hằngÈM số qCuy K m e Y k Ạ y Biết tiết diệnDngang của phân tử N2 bằng 0,162 nm2. a d

159

P/Po

0.055

0.061

0.077

0.094

0.12

0.158

0.177 0.209

V.(cm3/g)

131.3

134.3

139.9

148.9

153.5

164

169.3 176.9

(1-P/P0)

0.945

0.939

0.923

0.906

0.88

0.842

0.823 0.791 T 0.001 G P/Po/[V.(1-P/P0)] 0.0004 0.0005 0.0006 0.0007 0.0009& 0.0011 0.0013 5 ST m

  

L l.co A I ai C Lập bảng giá trị (1-P/P0) vàFIP/Po/[V.(1-P/P )] m 0 g OF s@ s trục y là P/Po/[V.(1N và e Vẽ đồ thị: trục x là P/Po Ơ in H N bus Y on P/P0)] U Q nh M uy È Xây dựng phương trình hồi qui tuyến tính K mq Y ke Ạ ylượng P/Po và P/Po/[V.(1-P/P0)] giữa hai Dđại a d

 Phương trình hồi qui tuyến tính sau khi nhập vào các cặp dữ liệu (P/Po, P/Po/[V.(1-P/P0)]) có 160 dạng sau:

P/Po/[V.(1-P/P0)]

Đồ thị biểu thị quan hệ tuyến tính giữa (P/P0 và P/Po/[V.(1-P/P0)] GT & 0.0016 T S om L 0.0014 A ail.c I 0.0012 IC m F g F 0.001 O s@ N es 0.0008 Ơ in H N bus 0.0006 Y on y = 0.006909x + 0.000054 U 0.0004 Q nh R² = 0.995551 M uy 0.0002 È K mq Y ke 0 Ạ y 0 0.1 0.15 0.2 0.25 D da0.05 P/P o

161

𝑃/𝑃0 1 (𝐶 − 1) 𝑃 = + . 𝑃 𝑉𝑚 . 𝐶 𝑉𝑚 . 𝐶 𝑃𝑜 𝑉 1− 𝑃0 T G & 𝑷/𝑷𝟎 𝑷 T Từ đồ thị, Ta có phương trình: = 𝟎, 𝟎𝟎𝟎𝟎𝟓𝟒 + 𝟎, 𝟎𝟎𝟔𝟗𝟔𝟗. S om 𝑷 𝑷𝒐 𝑽 𝟏−𝑷 L c . 𝟎 A ail I IC m F g 𝟏 F = 𝟎, 𝟎𝟎𝟎𝟎𝟓𝟒 O 𝟔𝟕 s@𝒎𝑳 𝑽𝒎 =N𝟏𝟒𝟑, 𝑽𝒎 .𝑪 s e ⇒ (𝑪−𝟏) ⇒ Ơ n i 𝑪 = 𝟏𝟐𝟖, 𝟗 H s = 𝟎, 𝟎𝟎𝟔𝟗𝟔𝟗 N bu 𝑽𝒎 .𝑪 Y n U o Q nh 𝑽𝒎 .𝑵.𝑾 ⇒ 𝑺𝒐 = = M uy 𝟐𝟐𝟒𝟎𝟎. È q K 𝟐 m 𝟏𝟒𝟑,𝟔𝟕𝒎𝑳 𝟐𝟑 −𝟏 −𝟗 𝟐 e Y − . 𝟔, 𝟎𝟐𝟑. 𝟏𝟎 𝒉ạ𝒕. 𝒎𝒐𝒍 . 𝟎, 𝟏𝟔𝟐. 𝟏𝟎 𝒎 = 𝟔𝟐𝟓, 𝟖𝟏 𝒎 k 𝟏 Ạ 𝟐𝟐𝟒𝟎𝟎𝒎𝑳.𝒎𝒐𝒍 D day

162

3.2.3. Sáťą hẼp ph᝼ trĂŞn ranh giáť›i dung dáť‹ch láť?ng khĂ­ 3.2.3.1. PhĆ°ĆĄng trĂŹnh Gibbs: GT giảm sᝊc Sáťą hẼp ph᝼ trĂŞn báť mạt chẼt láť?ng &lĂ m ST om căng báť mạt, lĂ quĂĄ trĂŹnh táťą diáť…n vĂ tuân AL abiáşżn l.c i I IC Gibbs: F theo phĆ°ĆĄng trĂŹnh Ä‘áşłng nhiᝇt gm F

Trong Ä‘Ăł:

O s@ N es Ć in H đ?œž Y N nbđ?&#x;?us đ?’…đ??ˆ . o Qđ?‘ŞU=nh− đ?‘šđ?‘ť đ?’…đ?‘Ş y M u Ăˆ q K m Y ke áş y D da

Γ: lĂ Ä‘áť™ hẼp ph᝼ (mol/cm2; C: náť“ng Ä‘áť™ cân báşąng trong dung dáť‹ch láť?ng, mol/L163

3.2.3.2. CĂĄc chẼt hoất Ä‘áť™ng báť mạt (HÄ?BM): Gáť?i đ??ˆđ?’? : sᝊc căng cᝧa dung mĂ´i tĂ­nh khiáşżt, đ??ˆđ?‘Ş : sᝊc căng báť mạt cᝧa dung mĂ´i cĂł náť“ng Ä‘áť™ C. Khi hòa tan máť™t chẼt vĂ o máť™t dung mĂ´i cĂł cĂĄc trĆ°áť?ng hᝣp sau xảy ra: ďƒź đ??ˆđ?‘Ş > đ??ˆđ?’? : đ?’…đ?‘Ş > đ?&#x;Ž, ď ‡ < 0: náť“ng Ä‘áť“ chẼt tan áť&#x; láť›p báť mạt thẼp T hĆĄn trong tháťƒ tĂ­ch, G &hᝣp hẼp ph᝼ âm. ChẼt sᝊc căng báť mạt tăng khi náť“ng Ä‘áť™ tăng. Ä?ây lĂ trĆ°áť?ng T m lĂ trĆ°áť?ng hᝣp cᝧa S Ä?ây o tan lĂ m tăng sᝊc căng báť mạt gáť?i lĂ chẼt khĂ´ng HÄ?BM. L c . A l i I dung dáť‹ch cĂĄc chẼt Ä‘iᝇn ly. a IC đ?’…đ??ˆ

ďƒź

ďƒź

F gm F đ?’…đ??ˆ Otan áť&#x;s@ đ??ˆđ?‘Ş = đ??ˆđ?’? , đ?’…đ?‘Ş = đ?&#x;Ž, ď ‡ = 0; sáťą phân báť‘ chẼt N es láť›p báť mạt cĹŠng nhĆ° trong pha Ć in tháťƒ tĂ­ch báşąng nhau. ChẼt khĂ´ng HÄ?BM. H N bus Y on đ?’…đ??ˆ U đ??ˆđ?‘Ş < đ??ˆđ?’? , đ?’…đ?‘Ş < đ?&#x;Ž, ď ‡ > 0: Náť“ng h tan áť&#x; láť›p báť mạt cao hĆĄn trong tháťƒ tĂ­ch, Q Ä‘áť™nchẼt y náť“ng Ä‘áť™ tăng. Ä?ây lĂ trĆ°áť?ng hᝣp hẼp ph᝼ M ukhi sᝊc căng báť mạt giảm Ăˆxuáť‘ng q K sᝊc m dĆ°ĆĄng. ChẼt tan lĂ mYgiảm căng báť mạt gáť?i lĂ chẼt HÄ?BM. e k Dáş day

164

3.2.3.3. Các chất hoạt động bề mặt (HĐBM): Sự giảm SCBM của những chất này là do cấu trúc T nội tại của phân tử của những chất đó. GPhân tử những & T S om chất này gồm 2 phần: L A ail.c I IC m F • Gốc không phân cực: dây Ohydrocarbon R F @g N ess Ơ in -COOH, -NO , -NH …. • Nhóm chức phân cực:H-OH, 2 2 N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

Hình : Sự phân bố của chất HĐBM trong nước

165

3.2.3.4. Qui tắc Traube (1884) – Qui tắc thực nghiệm

Tính hoạt động bề mặt (G) của các acid hữu cơ T G &đẳng tăng lên no trong nước trong một dãy đồng T S om L .c A l i I theo số Carbon, trung bình ICcho a mỗi C từ 3-3.5 m F g F O s@ N es lần. Ơ in H s N u Qui tắc Traube đúng cho trường hợp dung b Y n QU nho y ÈM qudung môi không phân cực, môi là nước. KVới m e Y Ạ yk D da cacbon tính hòa tan của chất khi tăng mạch

HĐBM sẽ gia tăng và xu hướng đi sâu vào

dung dịch.

166

3.2.4. Sáťą hẼp ph᝼ trĂŞn ranh giáť›i dung dáť‹ch láť?ng- rắn:

- Sáťą hẼp ph᝼ trĂŞn báť mạt phân chia rắn trong dung T ranh giáť›i dáť‹ch cĂł nhiáť u Ä‘iáťƒm giáť‘ng váť›i sáťą hẼp ph᝼ trĂŞn G & T láť?ng-khĂ­. S m L l.co A I tháťƒaibiáť…u diáť…n báşąng - Sáťą hẼp ph᝼ trĂŞn ranh giáť›i L/R cĂł C I m F g Langmuir hay cĂĄc Ä‘Ć°áť?ng hẼp ph᝼ Ä‘áşłngOF nhiᝇt @ s s N e Ć Freundlich. in H s N bu Y ntáť­: 3.2.4.1. Sáťą hẼp ph᝼ phân U o Q nh M uy Ăˆ K mq Y ke Trong Ä‘Ăł: áş y a X: Ä‘áť™ hẼp ph᝼ (mmol/g); đ??śđ?‘œ − đ??śD1 .dđ?‘‰

đ?‘Ľ=

đ?‘š

.1000

ďƒź Co vĂ C1 lĂ náť“ng Ä‘áť™ Ä‘ầu vĂ náť“ng Ä‘áť™ cân báşąng cᝧa chẼt báť‹ hẼp ph᝼ (mol/L); ďƒź V: tháťƒ tĂ­ch dung dáť‹ch (L); 167 ďƒź m lĆ°ĆĄng chẼt hẼp ph᝼ (g).

3.2.4.1. Sự hấp phụ phân tử: Các yếu tố ảnh hưởng: Dung môi: Giữa dung môi và chất tan có sự cạnh tranh trong hấp phụ lên bề mặt vật rắn. Cấu tử nào có SCMM nhỏ hơn sẽ ưu tiên hấp T phụ. G & T Tính chất chất hấp phụ: Bề mặt phân cực sẽ m phụ tốt các chất S hấp o AL ail.c hấp phụ phân cực và ngược lại. I ICphụ: Ảnh hưởng của tính chất chất bị hấp F gm - Qui tắc Rebinder : F @ cách Pha của A và B nếu Ophân Chất C có thể bị hấp phụ trên bề mặt s s N e Ơ sự có mặt của C tại đó có thể loại trừ in sự khác biệt về độ phân cực H s N bu của hai Pha Y Nước Benzen n HĐBM

Than

HĐBM

QU nho M uy È K mq Y ke Ạ D day

Silicagel

Hình. Sự định hướng của chất HĐBM trên bề mặt phân cách Pha 168

3.2.4.2. Sự hấp phụ các chất điện ly:  Các ion trong dung dịch là những phần tử tích điện cho nên sự hấp phụ các ionGTlà quá trình & T S om diễn ra sự phân bố lại điện tích; L A ail.c I  Do tương tác tĩnh điện các trái dấu được IC ion m F g F hút đến gần lớp bề mặtN Ophân s@ chia Pha và hình s e Ơ n i thành lớp điện kép. NH us b Y n QU nho M uy È K mq Y ke Ạ D day

169

3.2.4.2. Sự hấp phụ các chất điện ly: Hấp phụ có tính chất chọn lọc:  Phần bề mặt chất hấp phụ có điện tích xác định, T G & m ST odấu chỉ hấp phụ các ion tích điện Ltrái và nó có c

A ail. I IC m F khả năng hấp phụ phụ thuộc bản g chất ion. F O s@ N es Ơ in H s N u btrị, ion nào có bán kính  Đối với ion cùng hóa Y n QU nho y M u È lớn nhất sẽ có q năng hấp phụ cao nhất. K khả m Y ke Ạ D day

Li+ < Na+ < K+< Rb+ < Cs+ Mg2+ < Ca2+ < Sr2+ < Ba2+

Cl- < Br- < NO3- < I- < SCN-

170

3.2.4.2. Sự hấp phụ các chất điện ly:  Đối với các ion hóa trị khác nhau: ion hóa trị càng cao, (điện tích càng lớn), càng dễ bị hấp T phụ:

G & T m S L4+ l.co K+ < Ca2+ < Al3+ < Th A I ai C I m F g F @ mà trong thành O sthể  Sự hấp phụ lên bề mặt Ntinh s e Ơ n i phần có ion cùng bản với ion trong dung NH bchất us Y on U dịch. Sự hấp phụQ như h thế có tính chất là sự kết n y M mạng u È tinh (hình thành lưới tinh thể mới bằng sự K mq Y keliên kết mang bản chất là một lực Ạ hấp phụ và lực y D da

hóa học.

Vd: 171

3.2.4.3. Sự hấp phụ trao đổi: Bề mặt rắn

Các chất hấp phụ hấp phụ một lượng ion xác định nào đó từ trong dung dịch và G đồng thời đẩy một T B A &tương đương các lượng T S om L ion .c có cùng dấu điện A khác l i I a Ctíchmcủa I bản thân nó vào F g F @ O sdung dịch. s N đổie Hình : Mô hình hấp phụ trao Ơ in H N bus Y on U h các đặc điểm sau: Q có Sự hấp phụ trao đổi n M uy È K mq e cao, nghĩa là sự trao đổi chỉ Y klọc  Có tính chọn Ạ y D da

xảy ra với một loại ion xác định tùy thuộc bản chất của chất hấp phụ và ion bị hấp phụ;

172

3.2.4.3. Sự hấp phụ trao đổi: Các chất hấp phụ acid như: SiO2. SnO2 có khả

T G năng trao đổi cation; & T S om L A ail.c I IC 2 O Các chất hấp phụ baz: FFe m 3, Al2O3 có khả g OF s@ N es Ơ in năng trao đổi với anion; H N bus Y on U h Q không n Quá trình hấp Mphụ phải luôn luôn là TN; y u È q K m Y ke Ạ y Sự trao đổi D dacó tốc độ nhỏ, nhất là đối với các

quá trình trao đổi với các ion nằm sau trong chất hấp phụ.

173

3.2.4.3. Sự hấp phụ trao đổi:  Nếu sự trao đổi diễn ra với sự tham gia của các ion H+ T hay OH- thì pH của môi trường sẽ thay đổi; G & T m việc nghiên Strong o Sự hấp phụ trao đổi có ý nghĩa rất lớn L c A ail. I IC trong cứu đất, trong sinh vật học cũng như m kỹ thuật. F g F @ O Ví dụ: ion K+ , NH4+ là thứcNănecủa ss cây, khi các ion này Ơ in 2+, Mg2+ bị đẩy ra H trao đổi với hạt keo đất, các ion Ca s N bu Y n một lượng tương đương. U o Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

174

3.2.4.3. Sự hấp phụ trao đổi: Nước trong thiên nhiên có độ cứng nhất định do sự có mặt của các ion Ca2+, Mg2+. Với mục đích này nhựa trao đổi T G ion (cationit) sử dụng ở dạng có chứa Na trong thành phần: & T S om L c . A l i I C ma 2Ca + 2 Na+ 2 Cationit Na+ + Ca2+ = (Cationit) I F g F O s@ s khỏi nước biển Nly ra e  Để tách các chất điện Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

175

Cationit – nhựa trao đổi ion

3.2.4.3. Sự hấp phụ trao đổi: Catonit-H+ + NaCl = Cationit-Na+ + H+ +TCl-

G & Anionit-OH + H+ + Cl- = Anionit-Cl +STHo2mO AL ail.c I IC m _______________________________________ F g F O s@+ + - = Cationits N+ eNa Catonit-H + Anionit-OH + Cl Ơ in H s N u + Na + Anionit-Cl + HU2YO onb Q nh M uy È K mq Y đổi ke sau khi sử dụng có thể tái sinh Ạ - Các nhựa trao y D da

trở lại với acid và baz.

176

CHĆŻĆ NG 4: TĂ?NH CHẤT Ä?IᝆN CᝌA Hᝆ PHĂ‚N TĂ N 4.1. CĂĄc hiᝇn tưᝣng Ä‘áť™ng háť?c T G & T 4.2. CẼu tấo láť›p Ä‘iᝇn kĂŠp S om L A ail.c I 4.3 CĂĄc yáşżu táť‘ ảnh hĆ°áť&#x;ng FÄ‘áşżn IC mtháşż Ä‘iᝇn Ä‘áť™ng g F O s@ dzeta đ?œ‰ N es Ć in H N bÄ‘áť‹nh us 4.4. PhĆ°ĆĄng phĂĄp YxĂĄc Ä‘iᝇn Ä‘áť™ng đ?œ‰ n U ho Q n cᝧa cĂĄc hiᝇn tưᝣng Ä‘iᝇn 4.5. Ă? nghÄŠa tháťąc táşż y M u Ăˆ q Ä‘áť™ng háť?c áş Y Kykem D da 4.6. CẼu tấo Micelle keo 177

CHƯƠNG 4: TÍNH CHẤT ĐIỆN CỦA HỆ PHÂN TÁN 4.1. Các hiện tượng điện động học: T G - Điện di: & T S om L A ail.c I Thí nghiệm: Reix (1008): nối IC m F g F nguồn điện một chiều với hai O s@ N es Ơ ống điện cực cắm trong hai in H s N bu Y n ống thủy tinh đựng nước,U đáy o Q nh y đất sét M vào thủy tinh hở và cắm u È K mq Y kedương đục, ướt. ống cắmẠcực D day còn ống cực âm vẫn trong

nhưng mực nước có cao hơn ống cắm cực dương một ít. 178

4.1. Các hiện tượng điện động học:  Keo sét tích điện âm, do ảnh hưởng của điện T dương. trường ngoài nên đã di chuyển về&Gcực ST om AL aivận l.c  Trong điện trường, sự chuyển tương đối I IC m F F @glỏng được gọi là các hạt pha rắn so với Opha N ess Ơ in điện di. H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

179

4.1. Các hiện tượng điện động học: Reix: Trong điện trường, T G & sự chuyển vận tương đối của T S om L pha lỏng so với pha rắn (nhưIA ail.c IC m F g hiện tượng) trên gọi là điện F O s@ N es thẩm. HƠ in N bus Y hai n hiện Nguyên nhân của U o Q nh M uyđó là pha tượng này như nhau, È K mq e Y kđều Ạ rắn và pha lỏng tích điện y D da

và tích điện ngược dấu nhau.

Hình. Thí nghiệm của Reix

180

4.1. Các hiện tượng điện động học:  Dorn(1878): Khi các hạt phân tán sa lắng trong chất lỏng, thì tại hai điện cực gắn Tvào cột chất G & lỏng ở những cao độ khác nhau hiện điện m ST xuất L l.co A i I aHiện C thế - gọi là điện thế sa lắng. tượng này I m F g F O s@ ngược với sự điện di Ơđược N es gọi là hiệu ứng sa in H s N u lắng hay hiệu ứngUDorn. Y nb Q nho M uy È K mq Y ke Ạ D day

Hình: Sơ đồ thí nghiệm phát sinh điện thế sa lắng (sedimentation potential) 181

Nếu cho chất lỏng chảy qua 1 màng xốp rắn (vd: màng thạnh anh) thì 2 bên màng cũng xuất hiện điện thế - gọi là điện thế dòng chảy. Nguyên nhân: dòng chất lỏng chảy qua màng xốp kéo T G & theo ion đối của màng, tạo ra dòng điện. ST m L l.co A I ai C I m F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

182

4.1. Các hiện tượng điện động học:  Bốn hiện tượng này được gọi chung là các hiện tượng điện động học và đều gắn liềnT với sự có G & mặt của một lớp điện kép trên bề mặt ST omphân cách AL ail.c pha của hệ phân tán. I C 4.2. Cấu

I m F g F O s@ tạo lớp điện kép ƠN ines NH bLớp us điện kép như là một lớp phẳng bề dày của Y on lớp điện kép thường rất bé so với bán kính hạt. U Q nh M uy  Lớp điện kép gồm: È K mq Y ke • Ion quyết định hiệu thế (ion tạo thế) có Ạ D day được do hấp phụ ion bám trên bề mặt chất rắn.

•

Ion ngược dấu (gọi là ion đối) được chuyển vào dung dịch hay còn tồn tại trong dung dịch 183

4.2.1. Thuyáşżt Helm Holtz ďƒź Láť›p kĂŠp nhĆ° máť™t t᝼ Ä‘iᝇn pháşłng hoĂ n chᝉnh. Tháşż T G hiᝇu cᝧa láť›p kĂŠp giáť‘ng nhĆ° tháşżT&trong S om L A ail.c I pháşłng. Máş­t Ä‘áť™ Ä‘iᝇn tĂ­ch báť mạt: IC m F g F O @ đ?œ€đ?œ‘Nđ?‘œ ess đ?œ™ = đ??ś. đ?œ‘đ?‘œ =HĆ sin N 4đ?œ‹đ?›ż u b Y n U o Q nh C : lĂ Ä‘iᝇn dung láť›p M kĂŠp;uy Ăˆ q K mĂ´i; đ?œ€ : lĂ háşąng sáť‘ Ä‘iᝇn m ke (hiᝇu sáť‘ Ä‘iᝇn tháşż áş Y yÄ‘áť™ng đ?œ‘đ?‘œ âˆś lĂ tháşż D nhiᝇt a d giᝯa pha rắn vĂ láť?ng);

t᝼ Ä‘iᝇn

đ?›ż : lĂ khoảng cĂĄch giᝯa 2 láť›p.a

ďƒź Nhưᝣc Ä‘iáťƒm: KhĂ´ng giải thĂ­ch Ä‘ưᝣc cĂĄc hiᝇn tưᝣng Ä‘iᝇn Ä‘áť™ng. 184

4.2.2. Thuyết của Gouy và Chapman:  Các ion đối có cấu tạo khuyếch tán ở trong lớp kép.  Cấu tạo này được xác được xác định bằng 2 Tyếu tố: G & T mcác ion đối đến • E của bề mặt vật rắn có xu hướngSkéo L l.co A gần bề mặt rắn I ai C I m F F @g làm các ion đối này • Chuyển động nhiệt có xu Ohướng s s N e phân bố đều vào thể tích dịch. Ơ dung n i H N bus Y oion Kết quả là nồng độ Ucác n đối giảm từ bề mặt rắn đến h Qtại nđó phía trong dung dịch, y nồng độ của nó bằng nồng độ các M u È q K ion cùng loại. Y em k

DẠ day

185

4.2.2. Thuyáşżt cᝧa Gouy vĂ Chapman: ďƒź ĆŻu Ä‘iáťƒm: Giải thĂ­ch Ä‘ưᝣc nguyĂŞn nhân xuẼt hiᝇn Ä‘áť™ng háť?c: •

•

T G & T S om L Tấi báť mạt trưᝣt AB cĂĄch báť mạt rắn IA il.c C ma I F g máť™t Ä‘oấn ∆ hiᝇu tháşż khĂ´ng phải báşąng F O s@ 0 mĂ báşąng máť™t giĂĄ tráť‹ đ?œ‰ < đ?œ‘Nđ?‘œ vĂ s e Ć in H s Ä‘ưᝣc gáť?i lĂ tháşż Ä‘iᝇn Ä‘áť™ng háť?c N (Zeta). u b Y n U htrĂŞn o ranh HĂŹnh : CẼu tấo láť›p kĂŠp theo Goup vĂ Ä?ây lĂ hiᝇu tháşż xuẼt Q hiᝇn n y M u vĂ phần Chapman, Sáťą giảm tháşż Ä‘iᝇn Ä‘áť™ng giáť›i cᝧa phần chuyáťƒn Ä‘áť™ng Ăˆ q K m háť?c đ?œ‰ khi lĂłp kĂŠp báť‹ nĂŠn lấi e Y khĂ´ng chuyáťƒn áş Ä‘áť™ng. k D day đ?œ‰ ph᝼ thuáť™c vĂ o máť?i ion cĂł trong hᝇ. VĂ­ d᝼ khi thĂŞm chẼt Ä‘iᝇn ly vĂ o hᝇ thĂŹ láť›p kĂŠp báť‹ nĂŠn lấi, đ?œ‰ giảm. 186

4.2.2. Thuyết của Gouy và Chapman:  Nhược điểm: T điện dung G • Không lưu ý đến kích thước của ion, do đó & T tính được sẽ rất lớn so với thực tế. L S .com

A ail I C m I F • Không lưu ý đến khả năng hấp Fphụ gđặc biêt của các ion O s@ s được hiện tượng đổi N thích hóa trị lớn, do đó không giải e Ơ in H N bus dấu trên bề mặt Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

187

4.2.3. Thuyáşżt cᝧa Stern: Tᝍ nhᝯng thiáşżu sĂłt cᝧa hai giả thiáşżt trĂŞn ta thẼy: cần phải chĂş Ă˝ Ä‘áşżn kĂ­ch thĆ°áť›cTion khi tĂ­nh G & đ?œ™. Cần phải chĂş Ă˝ Ä‘áşżn khả năng ph᝼ Ä‘ạc m ST ohẼp L l.c A I biᝇt (ion hĂła tráť‹ láť›n, cĂĄc chẼtIChᝯu ai cĆĄ,...) m F g F O s@ s N echo TrĂŞn cĆĄ sáť&#x; Ä‘Ăł Stern ráşąng: áť&#x; nhiᝇt Ä‘áť™ Ć n i H s N bu cᝧa cĂĄc ion lĂşc nĂ y 0K, chuyáťƒn Ä‘áť™ng Ynhiᝇt n U o h Q nlĂşc hoĂ n toĂ n báť‹ mẼt, Ä‘Ăł ta cĂł láť›p kĂŠp kiáťƒu y M u KĂˆ mq HelmHoltz.áş Khi Y kenhiᝇt Ä‘áť™ tăng lĂŞn, máť™t phần ion D day

sáş˝ ráť?i báť mạt Ä‘áťƒ Ä‘i vĂ o dung dáť‹ch. NhĆ° váş­y, cĂĄc ion sáş˝ tham gia vĂ o láť›p kĂŠp nhĆ° sau: 188

4.2.3. Thuyết của Stern:  Lớp ion đối đầu tiên bị hút vào bề mặt bởi

T G điện trường và trường lực hấp Sphụ T& mtạo thành L l.co A I ai C I đây lớp kép kiểu HelmHoltz tại F gm điện thế đi từ F O s@ N es Ơ inđường thẳng. trong ra ngoài giảm Htheo N bus Y on U h Q n Phần ion đốiÈMcònuy lại bị chi phối bởi chuyển K mq Y ke Ạ động nhiệt, D dtạo ay thành lớp khuếch tán của lớp

kép như kiểu Gouy-Chapman, tại đó điện thế giảm từ từ theo đường cong.

189

4.2.3. Thuyết của Stern: A +

+ +

_

_

T G & T S om L A ail.c I IC m F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on B U Q nh M uy È K tạomqlớp điện kép theo Stern : Cấu Y ke Ạ D day _

+ +

_

+

_

+ + + + + + + + + + + + +

Hình

_

_

_ _

_ _ _

_

_

_

_

_ _ _

x

190

T G & T S om L A ail.c I IC m F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

191

4.2.3. Thuyáşżt cᝧa Stern: ĆŻu Ä‘iáťƒm: - CĂĄc giĂĄ tráť‹ Ä‘iᝇn dung láť›p kĂŠp khi Ä‘áťƒ Ă˝ Ä‘áşżn bĂĄn T G & kĂ­nh ion rẼt gần váť›i giĂĄ tráť‹ tháťąc nghiᝇm ST om - Giải thĂ­ch Ä‘ưᝣc sáťą ph᝼ thuáť™c AL acᝧa l.c hiĂŞu tháşż vĂ o i I IC m F náť“ng Ä‘áť™ g F O s@ N es Ä‘áť‹nh tĂ­nh hiᝇn tưᝣng - Giải thĂ­ch Ä‘ưᝣc máť™t Ć cĂĄch in H s Nnhᝯng u Ä‘áť•i dẊu Ä‘iᝇn áť&#x; báť mạt: ion cĂł hĂła tráť‹ cao, cĂł b Y n U ho Q n tĆ°ĆĄng tĂĄc tÄŠnh Ä‘iᝇn mấnh hoạc nhᝯng phân táť­ cĂł y M u Ăˆ q 3+, Ih4+, Stricnin, tinh tháťƒ K m khả năng hẼp Yph᝼ mấnh (Al ke áş y tĂ­m, methyl Dxanh,‌) cĂł tháťƒ báť‹ hĂşt nhiáť u vĂ o láť›p da HelmHoltz Ä‘áşżn mᝊc, khĂ´ng nhᝯng trung hòa Ä‘iᝇn trĂŞn báť mạt mĂ còn thᝍa ra, trong trĆ°áť?ng hᝣp Ä‘Ăł đ?œ‰ cĂł dẼu ngưᝣc váť›i đ?œ‘đ?‘œ . 192

4.2.3. Thuyết của Stern: A

T G & T S om L A ail.c I IC (1) F gm F O s@ 0 x N es (2) Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day B

Hình : Sơ đồ minh họa sự đổi dấu điện của hệ keo 193

4.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến thế điện động học T G _ _ _ T& _ S _ o_m _ _ _.c _ _ _AL l _ _ i I _ a _ C +m _ _ _FI + + _ + g _ _ F + + _ _ @ O + X _ _ _ N _ es++s 0 _ Ơ _ i_n + + _ H _ s N bu _ + + _ _ + + Y n _ _ _ + + + _ _ _ _ _ _ QU nho _ _ M uy _ È _ _ K mq _ Y ke Ạ D day

A

Hình : Sơ đồ cấu tạo của hạt keo 194

4.3.2.1. Ảnh hưởng của của chất điện ly lạ: T G & T S om L A ail.c I IC m F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

195

4.3.2.1. Ảnh hĆ°áť&#x;ng cᝧa cᝧa chẼt Ä‘iᝇn ly lấ:

O

(1): ᝊng váť›i náť“ng Ä‘áť™ chẼt Ä‘iᝇn ly lấ C1 (2): ᝊng váť›i náť“ng Ä‘áť™&chẼt GT Ä‘iᝇn ly lĂ C2 ST om (3) ᝊng váť›i náť“ng c Ä‘iᝇn ly lấ C3 .chẼt AL Ä‘áť™ l i I C ma I F g F C3 > CO @ 2>C s s N e 1 Ć in H N bus Y on U h Q (1) (3) n y (2) M u Ăˆ KX mq Y ke áş A D day

HĂŹnh : SĆĄ Ä‘áť“ minh háť?a sáťą giảm đ?œ‰ theo náť“ng Ä‘áť™ chẼt Ä‘iᝇn ly lấ 196

4.3.2.1. Ảnh hĆ°áť&#x;ng cᝧa cᝧa chẼt Ä‘iᝇn ly lấ: • Sáťą cĂł mạt cᝧa chẼt Ä‘iᝇn ly lấ, báť dĂ y (X) cᝧa

•

T G & láť›p khuáşżch tĂĄn liĂŞn hᝇ váť›i Ä‘iᝇn TtĂ­ch Z vĂ náť“ng S om L A ail.c I Ä‘áť™ C cᝧa ion nhĆ° sau: IC m F g F O s@ N es Ć in H N bus Y on U Q nh y - Khi tăng náť“ngĂˆMÄ‘áť™qucᝧa chẼt Ä‘iᝇn ly lấ, thĂŹ X giảm K m Y ke áş y D khi xuáť‘ng, trong da đ?œ‘ khĂ´ng thay Ä‘áť•i, Ä‘Ć°áť?ng cong tháşż

đ?œ‘ = đ?‘“(đ?‘‹) phải thu dần váť phĂ­a báť mạt cᝧa hất keo nĂŞn lĂ m cho đ?œ‰ giảm xuáť‘ng.

197

4.3.2.1. Ảnh hĆ°áť&#x;ng cᝧa cᝧa chẼt Ä‘iᝇn ly lấ: Khi náť“ng Ä‘áť™ chẼt Ä‘iᝇn ly lấ cĂ ng tăng C1 < C2 < C3 thĂŹ T G X1 > X2 > X3. Tấi C3 tẼt cả cĂĄc ion trong Tláť›p & khuáşżch tĂĄn báť‹ S om L ĂŠp hoĂ n toĂ n vĂ o trong láť›p hẼp ph᝼IA( láť›p .cStern) nĂŞn đ?œ‰3 = l i C ma I 0. Ta cĂł đ?œ‰1 > đ?œ‰2 > đ?œ‰3 = 0 FF g O s@ N es Ć inláť›n thĂŹ X cĂ ng nháť?, do Ä‘Ăł Khi Ä‘iᝇn tĂ­ch cᝧa ion lấ cĂ ng H N bus Y lĂ m n giảm mấnh đ?œ‰ ngĆ°áť?i ta thĂŞm đ?œ‰ cĂ ng nháť?. VĂŹ váş­y muáť‘n U o Q nh M uy Ä‘iᝇn tĂ­ch cĂ ng láť›n. chẼt Ä‘iᝇn ly cĂł ion Ăˆmang K mq Y ke áş NgoĂ i ra, ngĆ°áť?i D day ta còn nháş­n thẼy cĂĄc ion cĂł bĂĄn kĂ­nh

tháťąc cĂ ng láť›n (khĂ´ng káťƒ Ä‘áť™ dĂ y láť›p váť? solvat hĂła) thĂŹ cĂ ng dáť… ĂŠp cĂĄc ion trong láť›p khuáşżch tĂĄn vĂ o trong hĆĄn so váť›i cĂĄc ion cĂł bĂĄn kĂ­nh tháťąc nháť?. 198

4.3.2.2. Ảnh hĆ°áť&#x;ng cᝧa cᝧa chẼt Ä‘iᝇn ly cĂšng loấi ChẼt Ä‘iᝇn ly cĂšng loấi: lĂ cĂĄc chẼt Ä‘iᝇn ly cĂł ion T G cĂł tháťƒ báť‹ hẼp ph᝼ vĂ o báť mạt pha rắn, & do Ä‘Ăł cĂł tháťƒ T S om L thay Ä‘áť•i giĂĄ tráť‹ cᝧa đ?œ‘ vĂ đ?œ‰. IA il.c

C ma I F g F O s@ s N ephần 4.3.2.2.1. Ion cĂł trong thĂ nh pha Ć n i H us N dẼu váť›i ion tấo tháşż UY onb Q nh M uy Ăˆ K mq Y ke áş y VĂ­ d᝼: KeoD cĂłdacẼu tấo mixen:

rắn cÚng

m AgI.n Ag+(n-x) NO3- x NO3199

4.3.2.2.1. Ion cĂł trong thĂ nh phần pha rắn cĂšng dẼu váť›i ion tấo tháşż T G Náşżu tiáşżp t᝼c thĂŞm AgNO3 cĂł tháťƒ & Ä‘ưᝣc hẼp ph᝼ T S om L l3.c-x thĂŞm: m AgI.(n+n’) Ag+(n+n’-x)IANO NO 3 i a IC m F F @gÄ‘áť•i nĂŞn đ?œ‘ vĂ đ?œ‰ cĹŠng Do Ä‘Ăł náť“ng Ä‘áť™ trong láť›p kĂŠpOthay N ess in đ?œ‘ vĂ đ?œ‰ nhĆ° hĂŹnh dĆ°áť›i. thay Ä‘áť•i. VĂ­ d᝼ sáťą biáşżnNÄ‘áť•i HĆ uscᝧa b n Ta thẼy: đ?œ‘2 > đ?œ‘1 vĂ QUđ?œ‰Y2 h> o đ?œ‰1 . n y M u thĂŹ đ?œ‘ Ăˆ q NhĆ°ng náşżu tiáşżp t᝼c thĂŞm AgNO K m 2 3 e Y khĂ´ng tăng nᝯa (giả C1 < C 2 < C3 yk đ?œ‘2 Ä‘ĂŁ ᝊng váť›i Dáş dasáť­ sáťą khả năng hẼp ph᝼ cáťąc Ä‘ấi cᝧa Ag+

thĂŹ Ag+

trĂŞn báť mạt nhân keo (mAgI) bây giáť? AgNO3 Ä‘Ăłng vai trò nhĆ° chẼt Ä‘iᝇn ly lấ vĂ khĂ´ng lĂ m giảm đ?œ‘2 nhĆ°ng giảm đ?œ‰2 (Ä‘Ć°áť?ng 3).

(2) (3) O

(1)

200

X

4.3.2.2.2. Ion cĂł trong thĂ nh phần pha rắn vĂ ngưᝣc dẼu váť›i ion tấo tháşż Ttấo nhĆ° cĂ´ng VĂ­ d᝼: khi thĂŞm KI vĂ o hᝇ keo dĆ°ĆĄng cĂł cẼu G & T thᝊc mixen (a): S om L c . A l i I m.AgI. n Ag+.(n-x)NO3- x.NO3-, IC ma F g F O s@ s • Ion I- báť‹ hẼp ph᝼ vĂ xâm nháş­p N vĂ o etrong láť›p kĂŠp vĂ tấo ra nhân Ć n i H s NcĹŠ.bu AgI máť›i báť• sung vĂ o nhân Y n U o Q nh y cᝧa nhân tăng lĂŞn, nhĆ°ng đ?œ‰ vĂ đ?œ‘ • Káşżt quả lĂ kĂ­ch M thĆ°áť›c u Ăˆ q K m giảm, Ä‘áşżn khi trung Y kehòa háşżt AgI trĂŞn báť mạt nhân keo thĂŹ, tấo ra áş y D a máť™t hất keo âmd vĂ dẼu cᝧa đ?œ‘ vĂ đ?œ‰ thay Ä‘áť•i tráť&#x; nĂŞn âm tĆ°ĆĄng ᝊng váť›i cẼu tấo mixen nhĆ° sau:

•

(m+m’)AgI.nI- (n-x)K+. xK+ 201

4.3.2.2.2. Ion có trong thành phần pha rắn và ngược dấu với ion tạo thế T G & T S om L A ail.c I (1) IC m O F g F X @ O (2) s N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day của chất điện ly không trơ hưởng

Hình: Ảnh chứa ion ngược dấu với ion quyết định hiệu thế: (1): khi chưa thêm chất điện ly, (2): sau khi thêm chất điện ly 202

4.3.2.2.3. Ion chẼt Ä‘iᝇn ly khĂ´ng cĂł trong thĂ nh phần cᝧa nhân keo nhĆ°ng dáť… báť‹ hẼp ph᝼ nĂŞn cĂł tháťƒ hẼp ph᝼ vĂ o hất keo T

G & ST om L l.c A i (3, 4), ion cᝧa I Ä?Ăł lĂ trĆ°áť?ng hᝣp cĂĄc ion hĂła tráť‹ cao a C I m F g F máť™t sáť‘ chẼt hᝯu cĆĄ,‌CĂĄc ion @ cĂł tháťƒ giảm tháşż O snĂ y s N e Ć in đ?œ‰ tháş­m chĂ­ Ä‘áť•i dẼu hᝇ keo. H s N bu Y n U o h cᝧa cĂĄc chẼt Ä‘iᝇn ly trong NhĆ° váş­y sáťą cĂł Q mạt n M uy Ăˆ q hĆ°áť&#x;ng rẼt láť›n Ä‘áşżn tháşż Ä‘iᝇn dung dáť‹ch keoY KcĂłemảnh áş yk D Ä‘áť™ng đ?œ‰ cᝧa hất da keo. NgoĂ i ra, náť“ng Ä‘áť™ hất keo vĂ

nhiᝇt Ä‘áť™ cᝧa dung dáť‹ch keo cĹŠng ảnh hĆ°áť&#x;ng Ä‘áşżn đ?œ‰. 203

5.3.2.2.4. CĂĄc yáşżu táť‘ ảnh hĆ°áť&#x;ng khĂĄc Khi tăng náť“ng Ä‘áť™ hất keo, chiáť u dĂ y láť›p T G khuáşżch tĂĄn X sáş˝ giảm xuáť‘ng lĂ m cho đ?œ‰ giảm Tuy & T m S nhiĂŞn náşżu pha loĂŁng hất keo, X tăng o nĂŞn đ?œ‰ tăng. L l.lĂŞn c A I ai C I m Ä‘áť‹nh hiᝇu tháşż thĂŹ Náşżu cĂł sáťą phản hẼp ph᝼ ion quyáşżt F g F O s@ đ?œ‘ vĂ lĂ m đ?œ‰ giảm. N es HĆ uchuyáťƒn Khi tăng nhiᝇt Ä‘áť™,Ndo Ä‘áť™ng cᝧa cĂĄc ion sin b Y n tăng do Ä‘Ăł Ä‘áť™ dĂ y láť›p tĂĄn tăng do Ä‘Ăł đ?œ‰ tăng. ho QU nkhuáşżch y Tuy nhiĂŞn, tăngKnhiᝇt ĂˆM quÄ‘áť™ cĂł tháťƒ dẍn Ä‘áşżn sáťą kháť­ hẼp m e Y ph᝼ ion tấo tháşż vĂ k do Ä‘Ăł đ?œ‰ vĂ đ?œ‘ giảm. Dáş day CĂĄc hiᝇn tưᝣng Ä‘iᝇn Ä‘áť™ng háť?c vĂ sáťą táť“n tấi cᝧa láť›p kĂŠp chᝉ cĂł trong mĂ´i trĆ°áť?ng phân cáťąc, tháşż đ?œ‰ cĂ ng nháť? náşżu mĂ´i trĆ°áť?ng phân cáťąc cĂ ng nháť?. 204

4.4. XĂĄc Ä‘áť‹nh tháşż Ä‘iᝇn Ä‘áť™ng háť?c XĂĄc Ä‘áť‹nh tháşż Ä‘iᝇn Ä‘áť™ng đ?œ‰ báşąng phĆ°ĆĄng phĂĄp Ä‘iᝇn di: T G & T S om L Ä?iᝇn di lĂ hiᝇn tưᝣng dáť‹ch IA ail.c IC m F g F O s@ chuyáťƒn cᝧa cĂĄc váş­t tháťƒ N es Ć in H s N u btĂĄc mang Ä‘iᝇn tĂ­ch dĆ°áť›i Y n QU nho M uy Ăˆ q Ä‘áť™ng cᝧa Ä‘iᝇn K trĆ°áť?ng. Sáťą m Y ke áş D day dáť‹ch chuyáťƒn nĂ y do thĂ nh

phần láťąc Ä‘iᝇn trong láťąc Lorentz.

205

XĂĄc Ä‘áť‹nh tháşż Ä‘iᝇn Ä‘áť™ng đ?œ‰ báşąng phĆ°ĆĄng phĂĄp Ä‘iᝇn di: T G Máť™t áť‘ng chᝯ U cĂł Ä‘iᝇn cáťąc Ä‘ưᝣc & nhĂşng trong T S om L dung dáť‹ch keo. DĆ°áť›i tĂĄc d᝼ng .c Ä‘iᝇn trĆ°áť?ng A cᝧa l i I C ma I F cĂĄc g hất keo sáş˝ dáť‹ch ngoĂ i (dòng Ä‘iᝇn máť™t chiáť u) F O s@ s cĂĄc ion Ä‘áť‘i chuyáťƒn N còn e chuyáťƒn váť máť™t Ä‘iᝇn cáťąc, Ć in H N bus Y on ph᝼ luĂ´n bĂĄm chạt vĂ o váť cáťąc khĂĄc. Láť›p UhẼp Q nh y chuyáťƒn Ä‘áť™ng cᝧa hất keo, nhân trong quĂĄĂˆMtrĂŹnh u K mq e mạt trưᝣt lĂ đ?œ‰. Do Ä‘Ăł táť‘c Ä‘áť™ Yáť&#x; kbáť nĂŞn Ä‘iᝇn tháşż áş y D da

chuyáťƒn dáť‹ch hất đ?‘˘đ??ž tᝡ lᝇ váť›i đ?œ‰.

206

XĂĄc Ä‘áť‹nh tháşż Ä‘iᝇn Ä‘áť™ng đ?œ‰ báşąng phĆ°ĆĄng phĂĄp Ä‘iᝇn di: T G Trong Ä‘Ăł: & T S om L c . A l i I U Ä‘iᝇn ĂĄp giᝯa hai Ä‘iᝇn cáťąc C ma I F g F @ trĆ°áť?ng O smĂ´i đ?œ€: háşąng sáť‘ Ä‘iᝇn mĂ´i Ncᝧa s e Ć n i NH bus đ?œ€đ?‘œ : háşąng sáť‘ Ä‘iᝇn Y mĂ´i n chân khĂ´ng U o Q nh 1 ĂˆM quy −1 K m, đ??š. đ?‘š đ?œ€đ?‘œ = −9 Y 4đ?œ‹.9.10 ke áş y D da -2

phân tån

đ?œ‚: Ä‘áť™ nháť›t cᝧa dung dáť‹ch, [N.s.m ]

l: khoảng cĂĄch giᝯa hai Ä‘iᝇn cáťąc, [m] 207

XĂĄc Ä‘áť‹nh tháşż Ä‘iᝇn Ä‘áť™ng đ?œ‰ báşąng phĆ°ĆĄng phĂĄp Ä‘iᝇn di: VĂ­ d᝼:

T G & T m cĂĄch nhau Scáťąc Khi Ä‘iᝇn chuyáťƒn giᝯa hai Ä‘iᝇn o L c A ail. I C m cáťąc lĂ 100 V, 0,1m, Ä‘iᝇn tháşż ngoĂ i U ĂĄp FlĂŞn FI hai g O s@ s chuyáťƒn Ä‘áť™ng váť cĂĄc hất keo silic trongĆ NnĆ°áť›c e in H s u anot sau 180s thĂŹ YÄ‘iN Ä‘ưᝣc 0,05m. XĂĄc Ä‘áť‹nh đ?œ‰ b n U ho −12 −1 Q n cᝧa hất keo biáşżtM đ?œ€ = 81, đ?œ€ = 8,85. 10 đ??š. đ?‘š , y đ?‘œ u KĂˆâˆ’2mq đ?œ‚ = 0,001 đ?‘ đ?‘ . Y đ?‘ške áş D day (Nguyáť…n Hᝯu PhĂş , HĂła lĂ˝ vĂ HĂła keo, NhĂ xuẼt bản Khoa háť?c, trang 489, bĂ i 4,2009.) 208

XĂĄc Ä‘áť‹nh tháşż Ä‘iᝇn Ä‘áť™ng đ?œ‰ báşąng phĆ°ĆĄng phĂĄp Ä‘iᝇn di: T G BĂ i giải: & T S om L A ail.c I IC m F g F O s@ N es Ć in H N bus Y on U Q nh M uy Ăˆ K mq Y ke áş D day

209

XĂĄc Ä‘áť‹nh tháşż Ä‘iᝇn Ä‘áť™ng đ?œ‰ báşąng phĆ°ĆĄng phĂĄp Ä‘iᝇn di:

T G VĂ­ d᝼ 2: Táť‘c Ä‘áť™ rĆĄi cᝧa hất thấch & anh trong ST om L l.c -5 -1 A i I nĆ°áť›c lĂ 2,5.10 m.s ; Ä‘áť™ dĂ i cᝧa áť‘ng chᝊa a C I F gm F O s@ huyáť n phĂš lĂ 0,2 m, hiᝇ tháşż lĂ 200V, Ä‘áť™ s N Ä‘iᝇn e Ć in H N bus -3 N.s.m-2 vĂ Y n nháť›t cᝧa mĂ´i trĆ°áť?ng lĂ 1,10.10 QU nho M uy Ăˆ q cᝧa nĂł báşąng 80. TĂ­nh tháşż K mĂ´i háşąng sáť‘ Ä‘iᝇn m Y ke áş D day

Ä‘iᝇn Ä‘áť™ng cᝧa hất thấch anh.

(Lâm Ngáť?c ThĂŞm, BĂ i táş­p HĂła lĂ˝ cĆĄ sáť&#x;, NhĂ xuẼt bản khoa háť?c vĂ Káťš thuáş­t, trang 313, bĂ i 16.26,2001.) 210

XĂĄc Ä‘áť‹nh tháşż Ä‘iᝇn Ä‘áť™ng đ?œ‰ báşąng phĆ°ĆĄng phĂĄp Ä‘iᝇn di: T G & T S om L A ail.c I IC m F g F O s@ N es Ć in H N bus Y on U Q nh M uy Ăˆ K mq Y ke áş D day

211

XĂĄc Ä‘áť‹nh tháşż Ä‘iᝇn Ä‘áť™ng đ?œ‰ báşąng phĆ°ĆĄng phĂĄp Ä‘iᝇn di: T G & T S om L A ail.c I IC m F g F O s@ N es Ć in H N bus Y on U Q nh M uy Ăˆ K mq Y ke áş D day

(Lâm Ngáť?c ThĂŞm, BĂ i táş­p HĂła lĂ˝ cĆĄ sáť&#x;, NhĂ xuẼt bản khoa háť?c vĂ Káťš thuáş­t, trang 313, bĂ i 16.25,2001.) 212

XĂĄc Ä‘áť‹nh tháşż Ä‘iᝇn Ä‘áť™ng đ?œ‰ báşąng phĆ°ĆĄng phĂĄp Ä‘iᝇn di: T G & T S om L A ail.c I IC m F g F O s@ N es Ć in H N bus Y on U Q nh M uy Ăˆ K mq Y ke áş D day

213

XĂĄc Ä‘áť‹nh tháşż Ä‘iᝇn Ä‘áť™ng đ?œ‰ báşąng phĆ°ĆĄng phĂĄp Ä‘iᝇn di: T G VĂ­ d᝼ 4: Tháşż Ä‘iᝇn Ä‘áť™ng cᝧa hất keoT&Ä‘o Ä‘ưᝣc báşąng S om L c . A l i I phĆ°ĆĄng phĂĄp Ä‘iᝇn di lĂ 50 mV. thiáşżt tháşż Ä‘ạt a C mGiả I F g F O s@ giᝯa hai Ä‘iᝇn cáťąc vĂ o hᝇ lĂ 240 V, khoảngN cĂĄch s e Ć in H N bus báşąng 4 cm. TĂ­nh táť‘cUYÄ‘áť™ondi chuyáťƒn cᝧa hất, biáşżt hất Q nh M uy Ăˆ q Ä‘áť™ nháť›t cᝧa mĂ´i trĆ°áť?ng lĂ cĂł dấng hĂŹnh Kcầu, m Y ke áş D -2day 0,0001 N.s.m vĂ háşąng sáť‘ Ä‘iᝇn mĂ´i cᝧa nĂł báşąng

81. (Ä?ĂĄp ĂĄn: 2,5.10-4 m/s)

(Nguyáť…n Tháť‹ Thu, HĂła keo, NhĂ xuẼt bản Ä?ấi háť?c sĆ° phấm, 214 trang 165, bĂ i 11,2002.)

4.4.2. XĂĄc Ä‘áť‹nh tháşż Ä‘iᝇn Ä‘áť™ng đ?œ‰ báşąng phĆ°ĆĄng phĂĄp Ä‘iᝇn thẊm:

Hiᝇn tưᝣng chuyáťƒn dáť‹ch mĂ´i trĆ°áť?ng Tphân tĂĄn Gdẍn hoạc & so váť›i pha phân tĂĄn qua cĂĄc áť‘ng mao ST om cĂĄc vĂĄch ngăn xáť‘p dĆ°áť›i tĂĄc Id᝼ng AL ail.c cᝧa Ä‘iᝇn IC m Ä‘áťƒ láť?c nĆ°áť›c trĆ°áť?ng. Ä?iᝇn thẊm Ä‘ưᝣc ᝊngFFd᝼ng g O s@ N eys háť?c, sinh háť?c, vv. mạn, Ä‘ưᝣc dĂšng trong ngĂ nh Ć in H s N bu Y n U o Q nh M uy Ăˆ K mq Y ke áş D day

HĂŹnh minh háť?a Ä‘iᝇn thẊm

215

4.4.2. XĂĄc Ä‘áť‹nh tháşż Ä‘iᝇn Ä‘áť™ng đ?œ‰ báşąng phĆ°ĆĄng phĂĄp Ä‘iᝇn thẊm: T G CĹŠng nhĆ° hiᝇu ᝊng & T S om Ä‘iᝇn di, tháťƒ tĂ­ch chẼt L A ail.c I IC m láť?ng chảy qua mao F g F O s@ quản sau 1 giây trong Ć N es in H s N bu hiᝇu ᝊng Ä‘iᝇn thẊm nĂ y Y n U o tᝡ lᝇ váť›i đ?œ‰ nghÄŠa M lĂ :Q ynh u Ăˆ q K m HĂŹnh: SĆĄ Ä‘áť“ d᝼ng c᝼ Ä‘o đ?œ‰ e Y áş yk D báşąng hiᝇu ᝊng Ä‘iᝇn thẊm đ?‘˝ = đ?‘˛. đ??ƒ da

216

4.4.2. XĂĄc Ä‘áť‹nh tháşż Ä‘iᝇn Ä‘áť™ng đ?œ‰ báşąng phĆ°ĆĄng phĂĄp Ä‘iᝇn thẊm:

đ?‘˝ = đ?‘˛. đ??ƒ

T G & V: tháťƒ tĂ­ch pha láť?ng chảy qua mao quản; T S om L K: hᝇ sáť‘ tᝡ lᝇ Ä‘ưᝣc tĂ­nh dáťąa vĂ o cĂ´ng A aithᝊc: l.c I C m đ?œş.đ?œşIđ?’?.đ?‘° F đ?‘˛ = F @g O đ?œź.đ??Œ s s N e Trong Ä‘Ăł: Ć in H N bus I cĆ°áť?ng Ä‘áť™ dòng Ä‘iᝇn qua hᝇ; Y đ?œ‚: Ä‘áť™ nháť›t cᝧa chẼt láť?ngU; hon Q n y láť?ng; đ?œ€: háşąng sáť‘ Ä‘iᝇn mĂ´iMcᝧa uchẼt Ăˆ q khĂ´ng; đ?œ€đ?‘œ : háşąng sáť‘ Ä‘iᝇnKmĂ´i m chân YriĂŞng kecᝧa chẼt láť?ng. áş đ?œ’: Ä‘áť™ dẍn Ä‘iᝇn y D da

NhĆ° váş­y, xĂĄc Ä‘áť‹nh Ä‘ưᝣc tháťƒ tĂ­ch chẼt láť?ng V chảy qua mao quản, biáşżt cĂĄc giĂĄ tráť‹ Îľ, Ρ, χ vĂ I chĂşng ta cĂł tháťƒ tĂ­nh Ä‘ưᝣc tháşż Ä‘iᝇn Ä‘áť™ng Ξ cᝧa váş­t liᝇu cần nghiĂŞn cᝊu. 217

4.5. Ý nghĩa thực tế của hiện tượng điện động học Một số ứng dụng của hiện tượng điện di: T G & T S om L A ail.c I IC m F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

218

• Tách các DNA bằng kỹ thuật điện di (electrophoresis) T G & T S om L A ail.c I IC m F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

Hình : Tách DNA bằng kỷ thuật điện di

219

 Ứng dụng của hiện tượng điện thẩm: • Mất nước của các vật liêu nhão. • Tẩm các dung dịch vào gỗ để nâng cao chất T G & lượng gỗ, chống sâu mọt, ST om L •

A ail.c I IC dây Nâng cao hiệu suất cắt bằng F gm kim loại trong F O s@ sản xuất gạch, dây được s với cực âm, khối N enối Ơ in H s N buvới đất sét làm gạch Y nối cực dương, nước n U ho Q trong đất sét bám vào n dây cắt làm giảm ma sát y M u È q K sét m vào dây cắt. và không dính e Y k DẠ day

• Lưỡi máy cày (có điện thế âm hơn) tiếp xúc với đất ruộng (điện thế dương hơn và chứa ẩm) làm giảm ma sát giữa đất và lưỡi cày đến khoảng 80%.

220

4.6. Cấu tạo của Micelle keo  Hệ keo bao gồm một nhân keo, thường có cấu tạo tinh thể và lớp kép bao quanh. GT

& T S om L Khi hạt keo chuyển động Itương A ail.c đối với môi IC m F g F @ trường phân tán, chỉN Ocóssnhân keo và phân e Ơ n i H us N ion đối nằm trong b bề mặt trượt chuyển Y n QU nho y M u È động cùngKnhau. q m Y ke Ạ D day

 Phần ion đối còn lại nằm trong lớp khuếch

tán là không chuyển động (một cách tương đối).

221

4.6. Cấu tạo của Micelle keo

Ví dụ 1: Viết công thức cấu tạo của Mixen keo T 2 trường khi cho AgNO3 tác dụng với KI trong G & T S om hợp: L A ail.c I IC m 1. Dư AgNO3 F g F O s@ N es 2. Dư KI HƠ sin N bu Y n ứng: Keo này tạo thành do phản U o Q nh M uy È K mq AgNO3 + 3KIẠY= AgI↓ + KNO3 ke y D da

Khi dư AgNO3: Khi dư KI:

{[mAgI].nAg+.(n-x)Cl-}.xCl-

{[mAgI]. nI-.(n-x)Na+}.xNa+

222

4.6. Cấu tạo của Micelle keo  Tổng điện tích của các ion đối trong 2 lớp, lớp hấp phụ và lớp khuếch tán) bằng điện tích của ion quyết GTđịnh hiệu thế

& T S om L (ion tạo thế) hay nói cách khác micelle A aikeo l.c trung hòa về I IC m F g F điện tích. O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

223

4.6. Cấu tạo của Micelle keo T G & T S om L A ail.c I IC m F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

Hình : Mô hình cấu tạo của hạt keo âm AgI 224

BÀI TẬP

Bài 1.

T G & T S om L A ail.c I IC m F g+ 3H2S = Cho phản ứng: 2H3AsO F 3 O s@ N es As2S3↓ + 6H2O Ơ in H N bus 1. Viết công Qthức UY honcấu tạo của mixen keo n y M biết H2KSÈ dư? qu m e Y Ạ yk D 2. Khi đặt da hệ keo vào điện trường thì hạt

keo di chuyển sang điện cực nào?

22 5

BÀI TẬP

Bài 1.

T G & T S om L A ail.c I Cho phản ứng: 2H3AsO3 + 3H = As2S3↓ + 6H2O C 2S I m F g F @ mixen keo biết H2S O của 1. Viết công thức cấu tạo s s N e Ơ in dư? H s N bu Y n điện trường thì hạt keo di 2. Khi đặt hệ keo vào U o Q nh y cực nào? M điện chuyển sang u È K mq Y ke Ạ D day 2+ +

1. {[mAs2S3].nS .(2n-x)H }.xH

22 6

2. Hạt keo chuyển về cực dương vì keo âm.

BÀI TẬP

Bài 2.

22 7

T G & T S om L A ail.c I IC m F Viết công thức cấuOtạo Mixen keo g F @của s s N e khi cho Na2SO4Htác Ơ indụng với BaCl2 N bus trong 2 trường Y hợp: n U o Q nh y M uSO 1. DưKÈNa q 2 4 m Y ke Ạ yBaCl 2. DDư a 2 d

BÀI TẬP

T G & T S om L A ail.c I Bài 2. IC m keo khi cho Viết công thức cấu tạo của Mixen F g F @ 2 trường hợp: O2 trong Na2SO4 tác dụng với BaCl s s N e Ơ 1. Dư Na2SO4 NH usin b Y n 2. Dư BaCl2 QU ho n y M ukeo: Phương trình điều chế È q K m Y ke Ạ y D Na da2SO4 + BaCl2 = BaSO4 + 2NaCl

22 8

Cấu tạo micelle keo:

1. {[mBaSO4].nSO42-.(2n-x)Na+}.xNa+ 2. {[mBaSO4].nBa2+.(2n-x)Cl-}.xCl-

BÀI TẬP

Bài 3.

22 9

T G & T S om L A ail.c I IC m F g F O s@ N es sắt (III) bằng cách Điều chế keo hydrosol Ơ in H N bus Y on3 vào nước đang sôi. cho từ từ dd UFeCl Q nh y M keo. Viết cấu tạo u È K mq Y ke Ạ D day

5.6. Cấu tạo của Micelle keo Bài tập 3: Cấu tạo keo Fe(OH)3, keo dương có -. xClcấu tạo sau: m Fe(OH)3. n FeO+ (n-x)Cl T

G & ST om AL ail.c I IC phân Keo này tạo thành do sự thuỷ FeCl3: F gm F O s@ N es FeCl3 + 3H2O  Fe(OH) Ơ 3in+ 3HCl H N bus Y on U Hạt nhân keo tạo h do nhiều phân tử Fe(OH)3. Q nên n M uy È q Ktử mFe(OH) Những phân 3 trên bề mặt hạt nhân e Y Ạ yk D phản ứng với da HCl tạo thành FeOCl:

Fe(OH)3 + HCl  FeOCl + H2O FeOCl là chất điện ly: FeOCl  FeO+ + Cl230

CHк»каNG 5: ─љр╗ў Bр╗ђN Vр╗«NG Cр╗дA Hр╗є KEO 5.1. ─љр╗Ў bр╗Ђn vр╗»ng cр╗Дa hр╗Є ph├бn t├Аn

T G & 5.1.1. Kh├Аi niр╗Єm T S om L .c A l i I Khр║Б n─Ѓng duy tr├г trр║Аng th├Аi ph├бn a kh├┤ng ─Љр╗Ћi C mt├Аn I F g F O s@ theo thр╗Юi gian N es ка in H N bus Y к░a - Vр╗Џi hр╗Є ph├бn t├Аn n lр╗Јng: U o Q nh M uy ├ѕ q = Рѕє­ЮЉ» Рѕњ ­ЮЉ╗Рѕє­ЮЉ║ K Рѕє­ЮЉГ m Y ke р║а D day - Hр╗Є ph├бn t├Аn kр╗х lр╗Јng (lyophobic sol): kh├┤ng bр╗Ђn

Рѕє­ЮЉГ = Рѕє­ЮЉ» Рѕњ ­ЮЉ╗Рѕє­ЮЉ║ 231

5.1.1. Khái niệm Sự bền vững của các hệ phân tán : tính cách T G tương đối T&

S om L c . A l i I Nếu hệ tồn tại trong một ICthờia gian lâu thì F gm F được gọi là bền, còn nếuO trong @ một thời gian s s N e Ơ in ngắn thì là không bền. H s N bu Y n U o h phân tán thường được Q hệ Độ bền vững của n M uy È K mq chia làm 2 loại: Y ke Ạ D day

- Độ bền động học (sa lắng) - Độ bền tập hợp

232

5.1.2. Lực hút phân tử và lực đẩy tĩnh điện giữa các hạt keo -

T G Lực hút phân tử: tỷ lệ nghịch với & khoảng T S om L cách x giữa hai hạt keo. IA il.c C ma I F g F Tương ứng với lực hútO phân @ tử có năng s N es Ơ in lượng hút Q H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

- Lực

đẩy tĩnh điện: khi lớp khuếch tán của các micelle đã bắt đầu phủ nhau một phần.

233

6.1.2. Lực hút phân tử và lực đẩy tĩnh điện giữa các hạt keo T G & T S om L A ail.c I - Lực đẩy tĩnh điện:  Năng lượng C mđẩy P = F(x) I F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U h n - Các hệ thức (1) MvàQ(2) y cho thấy lực hút và lực u KÈ mq đẩy đều phụ Ạthuộc Y ke vào khoảng cách. D day

- U = P- Q, : U quyết định thế năng tương tác của hạt. 234

5.1.2. Lực hút phân tử và lực đẩy tĩnh điện giữa các hạt keo Đẩy

A O

Hút

T G & T S om L A ail.c I IC m F g F O s@ N es B Ơ in H N bus x Y n QU nho M uy È K mq Y ke Ạ D day

Hình : Sự phụ thuộc của U vào khoảng cách giữa 2 hạt keo 235

5.1.2. Lực hút phân tử và lực đẩy tĩnh điện giữa các hạt keo T G & T Các hạt keo mang điện tích và có m va chạm S thể o AL ail.c I vào nhau. IC m F g F O s@ sxác xuất va chạm Để hệ keo được bềnƠN là e in H s Nrấtbunhỏ giữa các hạt keo phải Y n U o Q nh y Năng lượng Kcủa ÈM quchuyển động Brown < thế m e Y Ạ yk năng U củaDhệ. da

 Hệ keo được bền vững: tăng lực đẩy tĩnh điện, làm giảm xác xuất va chạm hiệu quả của 236 các hạt keo:

5.1.2. Láťąc hĂşt phân táť­ vĂ láťąc Ä‘Ẋy tÄŠnh Ä‘iᝇn giᝯa cĂĄc hất keo T G PhĆ°ĆĄng phĂĄp lĂ m báť n vᝯng hᝇ keo:ST& m L l.co A I ai C I ph᝼ - Tấo cho báť mạt cĂĄc hất keo hẼp Ä‘iᝇn tĂ­ch (lĂ m m F g F @ O tăng đ?œ‘đ?‘œ vĂ đ?œ‰); N ess Ć in H s N u - Giᝯ cho hᝇ keoY cĂłnbnáť“ng Ä‘áť™ nháť?; QU nho y hất keo hẼp ph᝼ cĂĄc chẼt M mạt u - Tấo choKĂˆbáť q m Y ke Ä‘áť™ng báť mạt, hoạc máť™t sáť‘ chẼt bảo vᝇ (chẼtDáş hoất y a d

cao phân táť­ nhĆ° gelatin, polyvinyl alcol,‌)

237

5.2. Sự keo tụ bằng chất điện ly Nguyên nhân có thể gây ra hiện tượng keo tụ:  

 

T G & T S om L Điện trường (E) A ail.c I IC m F g F Tác dụng cơ học O s@ N es Ơlạnh in Đung nóng, hay làm H s N bu Y n U o h điện ly. Sự có mặt củaQ chất n M uy È K mq Y ke Ạ D day

Đặc điểm chung: phá vỡ rào năng lượng và hệ thống giả bền chuyển sang trạng thái bền vững nhiệt động. 238

5.2. Sự keo tụ bằng chất điện ly Ngưỡng keo tụ γ (mMol/l hoặc mđlg/l):

T G &chất điện ly nồng độ tối thiểu của dung dịch T S om L A ail.c I IC độ cần để keo tụ sol với một tốc F gm nhất định. F O s@ N es CHƠ : nồng in độ chất điện ly (mol/l) s C.V u   .1000 UY NVon:bthể tích của dd điện ly, (ml) Q nh  M uy  : thể tích dung dịch keo, (ml) È K mq Y ke Ạ y sắc của sol, sự đục, sự kết tủa,.. a - Sự keo tụ:D màu d

- Ngưỡng keo tụ phụ thuộc vào nồng độ sol, cho nên nó chỉ là một đại lượng tương đối để đánh giá độ bền của sol đối với chất điện ly đã cho. 239

BÀI TẬP

Bài 1.

24 0

T G & T S om L A ail.c I IC m Xác định ngưỡng keo tụ Fcủa dung dịch K2Cr2O7 g F @ 0,01M đối với keo nhôm. OBiết để keo tụ 1 lít keo đó s s N e Ơ phải thêm chất điện lyHlà 0,0631 lít. in s N bu Y n U o Q nh y .0,0631 C.V M 0u,01 3 È γ .1000 . 1000  0 , 631 . 10 (mol / l) q K m 1000 ω Y e k DẠ day C : nồng độ chất điện ly (mol/l) V : thể tích của dd điện ly, (ml)  : thể tích dung dịch keo, (ml)

5.2. Sáťą keo t᝼ báşąng chẼt Ä‘iᝇn ly ďƒź Sáťą keo t᝼ xảy ra lĂşc đ?‘ˆđ?‘šđ?‘Žđ?‘Ľ = U Ä?Ẋy T 0 vĂ Ä‘Ć°áť?ng cong tháşż năng G & T náşąm áť&#x; váť‹ trĂ­ phĂ­a dĆ°áť›i tr᝼c S om L c . A l i I hoĂ nh C Oma I F g F ďƒź Deriagin vĂ Landao Ä‘ĂŁ tĂ­nh O s@ N es Ä‘ưᝣc ngưᝥng keo t᝼: HĆ sin N bu Y n U o Q nh M uy Ăˆ K mq Y ke áş D day

x

HĂşt

- B lĂ háşąng sáť‘ Ä‘áť‘i váť›i máť—i hᝇ keo t᝼ - Z: Ä‘iᝇn tĂ­ch cᝧa ion gây keo t᝼

241

5.2. Sáťą keo t᝼ báşąng chẼt Ä‘iᝇn ly Qui tắc Schulze- Hardy: Chᝉ cĂł cĂĄc ion cĂšng dẼu váť›i ion ngháť‹chTmáť›i gây keo GhĂła tráť‹ ion cĂ ng t᝼, khả năng keo t᝼ cᝧa ion cĂ ng láť›n náşżu & T m S cao. L l.co A I ai C I m cĂĄc cation keo t᝼ VĂ­ d᝼: Ä‘áť‘i váť›i keo âm As2SF3Fbáşąng g s@káşżt quả sau: lần lưᝣt lĂ : K+, Ba2+, Al3+, ta thuN O Ä‘Ć°ĆĄc s e Ć n i H us N 2+ =b 0,69 đ?‘šđ?‘€, đ?›žđ??´đ?‘™ 3+ = 0,093 đ?‘šđ?‘€ đ?›žđ??ž+ = 49,5 đ?‘šđ?‘€, đ?›žđ??ľđ?‘Ž Y n U o Q nh y tráť‹, khả năng keo t᝼ tăng (đ?›ž cĂ ng ď ą Váť›i cĂĄc ion cĂł cĂšng M hĂła u Ăˆ q K m nháť?) khi bĂĄn kĂ­nh e tăng. Y kion áş D day Ä?áť‘i váť›i cation ta cĂł: ď ą

Cs+ > Rb+ > NH4+ > K+> Na+> Li+ V᝛i anion: I- > Br-> NO3- > Cl-

242

5.2. Sáťą keo t᝼ báşąng chẼt Ä‘iᝇn ly Giải thĂ­ch:

T G Khi thĂŞm chẼt Ä‘iᝇn ly vĂ o hᝇ, cĂĄc ionT&ngưᝣc dẼu váť›i S om L hất keo, tᝊc lĂ cĂšng dẼu váť›i ionIAngháť‹ch .c sáş˝ nĂŠn láť›p l i C ma I F g khuáşżch tĂĄn lấi, dẍn Ä‘áşżn tháşż đ?œ‰ Fgiảm. O s@ N es Ć hấn in (khoảng 30 mV), cĂĄc Khi tháşż đ?œ‰ Ä‘ất Ä‘áşżn giĂĄ tráť‹ táť›i H s N bu Y n hất keo sáş˝ liĂŞn káşżtQváť›i vĂ hiᝇn tưᝣng keo t᝼ U honhau n y M u xảy ra. Ăˆ q K m Y ke áş y D dlĂ Sáť&#x; dÄŠ nhĆ° váş­y a vĂŹ lĂşc Ä‘Ăł láť›p Ä‘iᝇn kĂŠp máť?ng, do Ä‘Ăł

cĂĄc hất tiáşżn lấi gần nhau vĂ khi Ä‘Ăł láťąc hĂşt phân táť­ mấnh hĆĄn láťąc Ä‘Ẋy tÄŠnh Ä‘iᝇn => cĂĄc hất sáş˝ liĂŞn káşżt 243 váť›i nhau.

5.3. Động học của sự keo tụ bằng chất điện ly Nghiên cứu động học của sự keo tụ: diễn biến T

G & ST om của quá trình keo tụ theo thời gian. AL ail.c I IC m F g F • Keo tụ nhanh: va chạm Ocủa @ hạt trong chuyển s s N e Ơ in H s N đến u sự kết dính gọi là sự động Brown đều đưa b Y n U o Q nh keo tụ nhanh KÈM quy m e Y k DẠ day • Keo tụ chậm: chỉ có một phần trong số va chạm

dẫn đến sự kết dính gọi là sự keo tụ chậm 244

5.3. Ä?áť™ng háť?c cᝧa sáťą keo t᝼ báşąng chẼt Ä‘iᝇn ly •CĆĄ cháşż: Phản ᝊng báş­c hai. Táť‘c Ä‘áť™ keo t᝼ tᝡ lᝇ T G & T đ?’…đ??‚ đ?&#x;?L S .com đ?‘˝ = − = đ?’Œ.Cđ??‚IA ail đ?’…đ?’• I m F g F O s@ N es Ć quĂĄ k: háşąng sáť‘ táť‘c Ä‘áť™ cᝧa in trĂŹnh keo t᝼ H s N bu Y n U o Theo Smoluchowski: k = 4Ď€.D.d Q nh M uy Ăˆ q K m D : hᝇẠYsáť‘ kkhuáşżch tĂĄn e D day

váť›i bĂŹnh phĆ°ĆĄng náť“ng Ä‘áť™ hất:

-

-

d: khoảng cåch giᝯa tâm cᝧa hai hất. 245

5.3. Ä?áť™ng háť?c cᝧa sáťą keo t᝼ báşąng chẼt Ä‘iᝇn ly Tháť?i Ä‘iáťƒm t = 0 náť“ng Ä‘áť™ hất trong toĂ n báť™ tháťƒ tĂ­ch lĂ đ?œˆđ?‘œ

T G Khi xảy ra keo t᝼ náť“ng Ä‘áť™ hất giảmTnghÄŠa lĂ đ?œˆ < đ?œˆđ?‘œ & S om L c . A l i I Tᝍ phĆ°ĆĄng trĂŹnh táť‘c Ä‘áť™ keo It᝼, lẼy a tĂ­ch phân hai váşż C m F g đ?œˆ đ?‘‘đ?œˆ đ?‘Ą F O s@ ta cĂł: − đ?œˆ 2 = đ?‘˜ 0 đ?‘‘đ?‘Ą N es đ?‘œđ?œˆ Ć in H s N u đ?&#x;? nb đ?&#x;? Y U ho− = đ?’Œđ?’• Q⇒ n M uy đ??‚ đ??‚đ?’? Ăˆ K mq ke Tháť?i gian Dnáť­a ᝊng: áş Y yphản a d

đ?‘Ą = đ?‘Ą1/2

đ?œˆđ?‘œ đ?&#x;? ⇒đ?œˆ= ⇒ đ?’•đ?&#x;?/đ?&#x;? = 2 đ??‚đ?’? đ?’Œ

246

5.3. 7.3. Ä?áť™ng háť?c cᝧa sáťą keo t᝼ báşąng chẼt Ä‘iᝇn ly Náşżu xĂĄc Ä‘inh tháťąc nghiᝇm cĂĄc náť“ng Ä‘áť™ C cᝧa hᝇ keo tấi cĂĄc tháť?i Ä‘iáťƒm t khĂĄc nhau, &thĂŹ GT táťą quan hᝇ

ST om c tuyáşżn tĂ­nh giᝯa vĂ t ta tĂ­nh Ä‘ưᝣc sáť‘ táť‘c Ä‘áť™ AL ail.háşąng I IC m F g keo t᝼: F O s@ N es . Ć in H N b.us . Y on U Q .nh .KĂˆM.mquy Y ke áş D day 1 đ?œˆ

t

HĂŹnh : Ä?áť“ tháť‹ xĂĄc Ä‘áť‹nh háşąng sáť‘ táť‘c Ä‘áť™ keo t᝼

247

Bài tập: Biết hằng số tốc độ keo tụ k =3.10-16m3/s, nồng độ hạt ban đầu V0=1,35.1016 hạt/m3. a) Nồng độ hạt keo sẽ thay đổi bao nhiêu lần sau 1, 10,100s sau khi keo tụ? b) Tính thời gian bán keo tụ T G & Bài giải: T S om L a) Nồng độ hạt sau 1s, 10s, 100s lần lượtIAlà: il.c C ma I F g F 3 O s@ Hạt/m s N e Ơ in H s N bu Y n U o Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

lần b)

t1 / 2 

1 1   0,247  0 .k 1,35.1016.3.10 16

248

Bài 2. Cho biết thời gian bán keo tụ của 1 hệ keo là 340s, nồng độ hạt ban đầu là 5,3.1014 hạt/m3. T G a) Tính hằng số tốc độ keo tụ. ST&om L l.c A i tụ thì nồng I b) Sau thời gian bao nhiêu giây keo a C I m F g F @ O snồng độ hạt giảm đi 5 lần soN với độ ban đầu? s e Ơ n i NH bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

249

Bài 3: Khi theo dõi sự keo tụ của keo cao lanh trong nước bằng cách đếm số hạt trên kính siêu hiển vi, người ta thu được các số liệu sau: T G & Thời gian 0 105 170 ST250 335 530 m L l.co A I ai keo tụ (s) C I m F g 2,92 2,52 2,00 Nồng độ hạt 5,00 3,9 OF 3,18 @ s s N e Ơ x1011 hạt.L-1 in H s N bu Y n U o h độ keo tụ. Qsố tốc n a) Hãy xác định hằng M uy È q bán keo tụ. b) Hãy xác định thời gian K m Y ke Ạ D day (Lâm Ngọc Thêm, Bài tập hóa lý cơ sở, Nhà xuất bản khoa

học kỹ thuật, trang 314, bài 16.32)

250

B├аi giр║Бi:

1/C

Ta c├│ c├Аc gi├А trр╗І nр╗Њng ─Љр╗Ў hр║Аt C, lр║Гp bр║Бng t├Гnh c├Аc T gi├А trр╗І 1/C rр╗Њi x├бy dр╗▒ng ─Љр╗Њ thр╗І 1/C=f(t): G & T S om L Thр╗Юi gian keo tр╗Ц 0 105 170 IA 250 335 530 .c l i C ma I F g2.92 C.1011 F 5 3.9 3.18 2.52 2 O s@ N es -11 ка0.3145 (1/C).10 0.2 0.2564 0.3425 0.3968 0.5 in H s N bu Y n U o 1 1 h 0.6 Q n y = 0.0006x + 0.2039 = ­ЮЉў. ­ЮЉА + M uy ├ѕ 0.5 R┬▓ = 0.9946 ­ЮЉљ ­ЮљХ0 K mq Y ke 0.4 р║а Рѕњ11 =6.10-15 D day РЄњ ­ЮЉА­ЮЉћ­ЮЏ╝ = ­ЮЉў = 0,0006. 10 0.3 ­Юљ┐. ­ЮЉа Рѕњ1 ­ЮЉЮ­ЮЉј­ЮЉЪ­ЮЉА­ЮЉќ­ЮЉљ­ЮЉЎ­ЮЉњ­ЮЉа Рѕњ1 0.2 0.1 0 0

100

200

300

t, s

400

500

600

1 1 ­ЮЉА1 2 = = ­ЮЉў. ­ЮљХ0 6. 10Рѕњ15 . 5. 1011 = 3,33. 102 ­ЮЉа

B├аi 2 X├Аc ─Љр╗Іnh hр║▒ng sр╗Љ tр╗Љc ─Љр╗Ў keo tр╗Ц k cр╗Дa qu├А tr├гnh keo tр╗Ц keo S bр║▒ng dung dр╗Іch NH4Cl, cho biр║┐t:

Thр╗Юi gian keo tр╗Ц (s) Nр╗Њng ─Љр╗Њ hр║Аt C.10-17

0

1

GT

4

& T S om L A ail.c 16 1,78 0,5 I C I m F g F O s@ N es B├аiкаgiр║Бi: in H s N bu 1 1 Y n y = 0.4832x + 0.0694 U ho = ­ЮЉў. ­ЮЉА + Q R┬▓ = 0.9999 n ­ЮљХ ­ЮљХ0 y M u ├ѕ q K m Y ke р║а РЄњ ­ЮЉА­ЮЉћ­ЮЏ╝ = ­ЮЉў y D da = 0,4832. 10Рѕњ17

2.5

2

1/C

1.5

1

0.5

­Юљ┐. ­ЮЉа Рѕњ1 ­ЮЉЮ­ЮЉј­ЮЉЪ­ЮЉА­ЮЉќ­ЮЉљ­ЮЉЎ­ЮЉњ­ЮЉа Рѕњ1

0 0

0.5

1

1.5

2

2.5

Thр╗Юi gian

3

3.5

4

4.5

252

6.4. Máť™t sáť‘ hiᝇn tưᝣng keo t᝼ Ä‘ạc biᝇt 6.4.1. Keo t᝼ báşąng cĂĄc ion hĂła tráť‹ láť›n

ďƒź ( Fe3+, Al3+, Th4+, PO43-,‌), cĂĄc T alkaloid  G & máť™t dĂŁy liĂŞn tiáşżp báť‘n vĂšng báť nSTvĂ mkeo t᝼ luân L l.co A I ai phiĂŞn nhau C I m Táť›i hấn

F g F O s@ N es Ć in I II H N bus III Y on . U h C3 C4 C5 C1 Q n M uCy2 Ăˆ K mq Y ke áş D day

. . . .

Táť›i hấn

IV C

HĂŹnh. Sáťą biáşżn thiĂŞn cᝧa đ?œ‰ theo náť“ng Ä‘áť™ chẼt Ä‘iᝇn ly trong hiᝇn tưᝣng Ä‘áť•i dẼu Ä‘iᝇn cᝧa hất keo âm.

253

5.4.1. Keo t᝼ báşąng cĂĄc ion hĂła tráť‹ láť›n

Giải thích:

T G & T S om - VĂšng I vĂ III lĂ vĂšng báť n L A ail.c I IC m F - VĂšng II vĂ IV lĂ vĂšng keo t᝼F g O s@ N es Ć vĂ o LĂşc Ä‘ầu, khi chĆ°a cho in hᝇ chẼt Ä‘iᝇn ly (C=0) H s N bu Y hᝇ cĂł tháşż Ä‘iᝇn Ä‘áť™ngU lĂ hđ?œ‰onđ?‘œ . Khi thĂŞm chẼt Ä‘iᝇn ly vĂ o Q n y hĂła tráť‹ cao, nĂł hẼp th᝼ mấnh Mt᝼ ucĂł hᝇ, do cation keo Ăˆ K mq YlĂ m ke trung hòa ion quyáşżt Ä‘áť‹nh tháşż hiᝇu, vĂ o nhân keo áş y D da

do Ä‘Ăł đ?œ‘đ?‘œ giảm vĂ đ?œ‰ giảm.

254

5.4.1. Keo t᝼ báşąng cĂĄc ion hĂła tráť‹ láť›n ď ś áťž vĂšng I giĂĄ tráť‹ đ?œ‰ giảm nhĆ°ng vẍn láť›n hĆĄn đ?œ‰ táť›i hấn -30 mV vĂŹ váş­y hᝇ keo kĂŠm báť n ThĆĄn lĂşc Ä‘ầu G & nhĆ°ng vẍn chĆ°a báť‹ keo t᝼. ST m

L l.co A i tráť‹ cᝧa đ?œ‰ Ä‘áť u I , giĂĄ a ď ś Trong vĂšng II, đ??ś1 ≤ đ??ś ≤ đ??ś C I2 m F g F @ va chấm Ä‘áť u hiᝇu nháť? hĆĄn giĂĄ tráť‹ táť›i hấn. OCĂĄc s s N e Ć in quả, hᝇ báť‹ keo t᝼. H s N bu Y n U o ď ś LĂşc C = C2 lưᝣng quyáşżt Ä‘áť‹nh hiᝇu tháşż báť‹ h Q nanion M uy Ăˆ q trung hòa Ä‘iᝇn toĂ n váť›i cation hẼp ph᝼, khi K hoĂ n m Y ke áş Ä‘Ăł láť›p khuáşżch D daytĂĄn cĹŠng báť‹ trung hòa Ä‘iᝇn tĂ­ch.

ď ś LĂşc C > C2 Ä‘iᝇn tĂ­ch cation ion hẼp ph᝼ Ä‘ĂŁ vưᝣt anion quyáşżt Ä‘áť‹nh hiᝇu tháşż, lĂşc nĂ y hất keo tᝍ âm thĂ nh dĆ°ĆĄng. 255

5.4.1. Keo t᝼ báşąng cĂĄc ion hĂła tráť‹ láť›n ď ś Trong vĂšng III, C3 < C < C4 , do hất keo hẼp ph᝼ T (+30mV) sáť‘ thĂŞm cation nĂŞn đ?œ‰ tăng vưᝣt đ?œ‰ táť›i hấn G & T va chấm hiĂŞu quả giảm xuáť‘ng, vĂŹ váş­y m keo lấi báť n S ohᝇ L l.c A i I vᝯng. a C I

F gm F s@ ď ś Khi C=C4, báť mạt hất keoN OhẼp ph᝼ bĂŁo hòa ion keo s e Ć in H t᝼ nĂŞn đ?œ‰ = đ?œ‰đ?‘šđ?‘Žđ?‘Ľ . N bus Y on U h khĂ´ng hẼp ph᝼ Ä‘ưᝣc cation Q mạt n ď ś Khi C > C4 do Mbáť y u Ăˆ q m keo t᝼ nᝯa,Y KnĂŞn chẼt Ä‘iᝇn ly thĂŞm vĂ o tráť&#x; thĂ nh e áş yk D a cĂł tĂĄc d᝼ng nĂŠn láť›p kĂŠp lấi nĂŞn đ?œ‰ chẼt Ä‘iᝇn ly dtrĆĄ,

giảm táť›i giĂĄ tráť‹ táť›i hấn máť›i. ď ś Tᝍ náť“ng Ä‘áť™ C>C5 hᝇ keo báť‹ keo t᝼ hoĂ n toĂ n (vĂšng 256 IV).

5.4.2. Keo tụ bằng hỗn hợp chất điện ly 5.4.2.1. Hiện tượng kết hợp: T G - Hai chất điện ly cộng tác dụngT& với nhau (kết S om L hợp) trong hỗn hợp khả năng .c tụ của từng A keo l i I C ma I Fthêm g lượng chất này chất điện ly không đổi, khi F O s@ N es(Đường số 1) thì chất kia giảm tươngHƠứng in s N bu Y n U o Q nh M uy È K mq Y ke Ạ (2) D day (1) (3) 257

5.4.2.2. Hiện tượng cản trở: - Nếu muốn thêm chất

T G & T S om điện ly 2 nhiều hơn so với L A ail.c I IC m F trường hợp 1, có nghĩa là OF s@g (1) N es Ơ in H sự hiện diện của Ychất N bus n (3) U o Q nh M uy tác điện ly này làm Ègiảm K mq Y ke Ạ y D dađiện dụng của chất ly kia

(2)

(đường số 2) 258

5.4.2.3. Hiện tượng hỗ trợ: Hai chất điện ly tạo điều kiện keo tụ cho nhau, hay T G nói cách khác làm tăng khả năng keo & tụ của nhau. T S om L .c A l i I a Trong trường hợp này, ta chỉ cần chất điện ly C mthêm I F g F O s@ N eshợp đầu (hiện tượng thứ 2 nhỏ hơn trong trường Ơ in H N bus kết hợp, đường 3). QUY hon n y M u È q K m Y ke Ạ y (2) D da (1) (3) 259

CHƯƠNG 6: CÁC HỆ KEO ƯU LƯU VÀ HỆ BÁN KEO

6.1. Dung dịch chất HĐBM (vừa là hệ keo ưu lưu vừa là hệ bán keo) GT

& T S om L A anhiên l.c Dung dịch keo là hệ dị thể. Tuy cũng có i I C I m F g F O s@ những hệ trong điều kiệnN này s là dung dịch thực e Ơ in H N bus Y lại n là dung dịch keo (sol), trong điều kiện khác U o Q nh M uy È q (thạch). K làmgel thậm chí có thể Y ke Ạ D day

260

6.1. Các hệ bán keo (dung dịch chất HDBM)  Thay đổi nồng độ, nhiệt độ, pH, cho chất T G & điện ly, hệ có thể chuyển sangStrạng T m thái này L l.co A hoặc trạng thái khác: hệ bán ai CI keo. 

I m F g F O s@ Các hệ bán keo: dungNdịch s nước của các e Ơ in H sdung dịch tannin, chất hoạt động bề Nmặt, u b Y n o QU nhmàu,... dung dịch các chất M uy È K mq Y các Hệ keo của ke chất hoạt động bề mặt khác Ạ y D da

với hệ keo kỵ nước là khá bền và cân bằng nhiệt động. 261

6.1.1. Giới thiệu các chất hoạt động bề mặt Đuôi kỵ nước (Không cực)

T G & T S om L .c l ĐầuIA ưa nước i C ma I F (Cógcực) F O s@ N es Ơ in Chất hoạt động bề mặt H N bus (HĐBM) anion Y n QU nho Chất hoạt động bề mặt M uy È K mq (HĐBM) cation e Y k DẠ day Chất hoạt động bề mặt (HĐBM) lưỡng ion

Chất hoạt động bề mặt (HĐBM) không ion

262

6.1.1. Giới thiệu các chất hoạt động bề mặt  Một số chất hoạt động bề mặt đang phát triển mạnh: T G & T S om L A ail.c I IC m F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È q cation: HDBM K dạng m Y ke Ạ D day

• Chất HĐBM anion:

• Chất

263

6.1.1. Giới thiệu các chất hoạt động bề mặt Chất hoạt động bề mặt không T ion: ester G & polyglycol, alkylpolyglucoside, dẫn xuất amino T S om L acid: IA ail.c IC m F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

264

6.1.1. Giới thiệu các chất hoạt động bề mặt • Chất hoạt đồng bề mặt lưỡng tính: Phospholipid,… T G & T S om L A ail.c I IC m F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

265

6.1.2. Tính chất của chất hoạt động bề mặt 6.1.2.1. Nồng độ Micell tới hạn

 Hoạt nồng nồng

 Nồng

T G tính (A) của chất HĐBMT&là tỷ số giữa S om L .c A l i I độ của chất HĐBM trên lỏng (CS) và a C mchất I F g F O s@ s N etích độ của nó trongƠthể chất lỏng (CV). n i H s N bu Y n U o Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

độ micelle tới hạn (Critical micelle concentration-CMC): nồng độ bắt đầu xuất hiện micelle trong dung dịch chất hoạt động bề mặt. 266

6.1.2.1. Nồng độ Micell tới hạn (critical micelle concentration)

 Đối với một hệ đã cho, nếu nồng độ chất T G & T m S ocăng hoạt động bề mặt tăng thì sức bề mặt L c A ail. I IC không giảm, giảm đến một giá Ftrị đổi. gm Sức căng bề mặt

OF s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

O

CMXTH

Nồng độ

Hình : Sự biến đổi SCBM theo nồng độ chất HĐBM

267

6.1.2.1. Náť“ng Ä‘áť™ Micell táť›i hấn ďƒź NgoĂ i ra còn cĂł tháťƒ biáťƒu diáť…n hoất tĂ­nh báť mạt T G & ST om cᝧa máť™t chẼt HÄ?BM: AL ail.c I IC m F g đ??ˆđ?’? − O đ??ˆFđ?‘Şđ?‘´đ?‘żđ?‘ťđ?‘Ż @ s s đ?œˇ = Ć N e đ?‘Şđ?‘´đ?‘żđ?‘ťđ?‘Ż in H s N bu Y n U o h Q n Trong Ä‘Ăł: M uy Ăˆ K mq Y căng đ?œŽđ?‘œ : sᝊc ke báť mạt cᝧa nĆ°áť›c áş y D da đ?œŽđ??śđ?‘€đ?‘‹đ?‘‡đ??ť : sᝊc căng báť mạt cᝧa dung dáť‹ch HÄ?BM tấi náť“ng Ä‘áť™ micell táť›i hấn 268

6.1.2.1. Nồng độ Micell tới hạn  Nồng độ micelle tới hạn (CMXTH ) lại khác nhau T G nhiều, phụ thuộc nhiều vào cấu trúc & phân tử. T S om L A aCil.c I C m MXTH I Chất HĐBM F g o F 50O Cs@ 25 oC 30oC N es -3 Ơ in Stearat kali 0,45.10 H N bus Y o1,2.10 n -3 U Oleat kali Q nh M uy -3 È Elaidat kali 1,0.10 q K m e Y k Ạ y Laurat kali D da 12.5.10-3

Sunfat lauryl kali Clohydrat laurylamin

9.10-3

14.10-3 269

6.1.2.1. Nồng độ Micell tới hạn  Nồng độ CMXTH phụ thuộc vào cấu tạo của T G & chất HĐBM, tuân theo qui tắc :nồng độ Micell T S om L tới hạn tăng gấp đôi khi nhóm cực giảm A aphân l.c i I IC m F F @g đi một nủa số nguyên tửOC. Ví dụ:

Nồng độ

N ess Ơ in H N bus Y on U h COOH = 0,006M ; n CMXTH M: QCu13 H y 27 È K mq Y ke C H COOH = 0,0096M Ạ 9 19 D day

Vì 13C-9C = 4C do đó CMXTH của C9H19COOH = 0,006. 24 = 0,0096M. 270

6.1.2.1. Nồng độ Micell tới hạn  Nồng độ micelle tới hạn có (MXTH) vai trò rất T dung dịch quan trọng khi khảo sát tính chất của G & T HĐBM S om AL ail.c I IC mnhiều tính chất  Tại nồng độ MXTH và lân Fcận, g F @ O sđộng của dung dịch chất hoạt bề mặt thay s N e Ơ in H đổi đột ngột. N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

271

6.1.2.1. Nồng độ Micell tới hạn T G & T S om L A ail.c I IC m F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

Hình : Sự biến đổi một vài tính chất của dung dịch sulfat dodecyl natri qua điểm CMXTH ở 298K 272

6.1.3. Thành phần pha của hệ nước – chất HĐBM  Hệ nước-xà phòng kali trong điều kiện nhiệt T G & độ và nồng độ khác nhau: phátSThiện m o L c A ail. I IC m cấu trúc pha khác nhau trong F g hệ đó. F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

rất nhiều

Hình : A. Cấu trúc tinh thể của chất HĐBM; B. Cấu trúc gel dạng tấm của chất HĐBM

273

6.1.3. Thành phần pha của hệ nước – chất HĐBM  T thấp trong khoảng C cao của chất HĐBM:

T G & T tinh thể nhỏ của xà phòng (gel đông S omtụ, coagel), AL ail.c I IC tấm, F hoặc tạo nên các gel dạng phân cách gm F O s@ N es Ơ invà phân bố đều đặn. nhau bằng một lớp nước, H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

274

6.1.3. Thành phần pha của hệ nước – chất HĐBM  T cao và dung dịch loãng, các phân tử chất T G & trật tự, sắp hoạt động bề mặt có chuỗi không T S om L A ail.c I xếp thành các tập hợp lõng chúng phân IC lẽo, m F g F O s@ N es Dung dịch đẳng tán lộn xộn trong nước: Ơ in H N bus Y on U hướng (hình 8.5). Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

Hình : Dung dịch đẳng hướng 275

6.1.3. Thành phần pha của hệ nước – chất HĐBM  T trung bình: •

T G & T S om L l.ctrúc C loãng: hệ là dung dịch cóIAcấu micelle, i C ma I F g F micelle có dạng hình cầuO hoặc @ hình trụ. s s N e Ơ in H s N bu Y n U o Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

Hình : Micelle dạng cầu (a) và dạng hình trụ (b) 276

6.1.3. Thành phần pha của hệ nước – chất HĐBM  T trung bình:

•

T G & các tập C cao : thì trong pha lỏng xuất hiện T S om L A ail.c I hợp hình lập phương, dạng và dạng trụ IC tấm m F g F O s@ N es hexagonale): sắp xếp lục phương H(phase Ơ in N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

277

6.1.3. Thành phần pha của hệ nước – chất HĐBM T G & T S om L A ail.c I IC m F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

Hình : Giản đồ pha của hệ xà phòng nước

278

6.1.3. Thành phần pha của hệ nước – chất HĐBM  Giản đồ pha của hệ xà phòng kaliG-H T 2O, minh

& T S om L họa sự tồn tại cân bằng và chuyển A ail.c hóa giữa I IC m F g F các pha A, B, C, D, E vàO F strong hệ đó. @ s N e Ơ in H s N bu Y n là M :  Giả sử tại 1 T: điểm hệ U o Q nh M uy È K mq • Dung Ạdịch Y ke còn loãng, HĐBM bị đẩy lên D day

mặt chất lỏng (H2O).

279

6.1.3. Thành phần pha của hệ nước – chất HĐBM T G • Thêm dần chất HĐBM hệ sẽ chuyển &

ST om L l.c A i I sang: miền pha của micelle, pha lục a C I F gm F O s@ phương, lập phương, tấm và cuối s N dạng e Ơ in H N bus n N). cùng thành gel UBY (tại o Q nh M uy È K mq Tăng CẠYcủa ke chất HĐBM, cấu trúc hệ y D da

thay đổi một cách đáng kể.

280

6.1.4. Một vài ứng dụng của chất HĐBM  Công nghệ tẩy rửa

 

 

T G & T Công nghiệp thực phẩm AL S l.com I ai C I m F g F O s@ Dược phẩm N es Ơ in H N bus Dệt nhuộm, QUY hon n y M u È q K m e Y Vật liệu Ạxâyykdựng D da

 Công nghệ sản xuất vật liệu vô cơ mao quản trung bình.

281

CHƯƠNG 7. SỰ TẠO CẤU THỂ. HỆ PHÂN TÁN MÔI TRƯỜNG KHÍ Phân biệt keo tụ với cấu thể.

T G & hệ, tính phân tán Sự keo tụ là trạng thái có tính bền rất kém của T S om L không còn, hệ keo bị A ail.c I IC m F gcác hạt keo sắp xếp xít phân chia thành 2 pha: pha keo tụ gồm F O s@ nhau và pha kia là môi trường ƠN es in H s của hệ, như một hệ cụ thểY N rắnnb–u lỏng, rắn – khí…Sự keo tụ kết U ho Q thúc như sự kết tủa trong ydung dịch, thể tích pha keo tụ thường n M u È q chiếm tỷ lệ nhỏ so với thể K m tích của hệ keo ban đầu. Ở pha ấy các Y ke Ạ hạt bên nhau, không D daycó tính cấu trúc vì lực dính giữa các hạt còn nhỏ.

282

Tuy nhiên ở một số hệ keo, khi làm giảm thế đẩy thì thế hút chiếm ưu thế, thế tổng hợp tăng, các hạt keo dính vào nhau tạo ra một khung cấu Ttrúc xốp có G & tính bền cơ học và môi trường đượcSTnạp đầy trong m L hệl.cokeo đang ở khung đó. Đó là sự tạo cấu thể, A I ai C I sang F trạng thái phân tán lỏng chuyển gm trạng thái rắn F O s@ s hoặc gần rắn, chiếm phầnƠNlớnehoặc toàn bộ thể tích n i H s của hệ. N bu Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

283

Sự hình thành gel Gel là trạng thái lỏng hóa rắn, được hình thành từ các T G hệ keo hoặc các dung dịch cao phân &tử. Gel có cấu T m S o nó phần còn trúc mạng không gian chứa đựngALtrong c . l I ai C lại của chất lỏng sau khi hình thành m FI gmạng.

OF s@ s Ntừedung Gel được hình thành dịch cao phân tử Ơ n i H us N gọi là thạch. Quá trình biến đổi một dung dịch keo b Y n U ho Q hoặc dung dịch cao phân tử thành gel (hoặc thạch) n y M u È q K m khác với quá trình keo tụ và được gọi là quá trình keo e Y k tụ cấu trúc. DẠ day

284

Ä?iáť u kiᝇn cần thiáşżt cho sáťą tấo gel lĂ cĂł sáťą bẼt Ä‘áť‘i xᝊng hĂŹnh dĂĄng hất keo hoạc cᝧa phân táť­ láť›n cᝧa cĂĄc hᝣp chẼt cao phân táť­ (hĂŹnh Ä‘ĹŠa, hĂŹnh kim, hĂŹnh cĂĄnh hoa). T G & Sáťą bẼt Ä‘áť‘i xᝊng cĂ ng láť›n, dung dáť‹chSkeo T mvĂ dung dáť‹ch o L c . A l cao phân táť­ cĂ ng dáť… chuyáťƒn vĂ oCtrấng I ai thĂĄi gel ngay cả I m F g cuáť‘i cᝧa hất keo khi náť“ng Ä‘áť™ thẼp. CĂĄc váť‹ trĂ­ OÄ‘ầu F @vĂ ss trĂ­ rĂŹa cᝧa hĂŹnh cĂĄnh N eváť‹ dấng hĂŹnh Ä‘ĹŠa, hĂŹnh kim, Ć cĂĄc in H s N máť?ng u hĂła cĂł Ä‘áť™ dĂ y solvat hĂła vĂ tháşż đ?œ‰ nháť? so váť›i cĂĄc b Y n U ho Q váť‹ trĂ­ khĂĄc. VĂŹ tháşż trong nquĂĄ trĂŹnh tấo gel cĂĄc hất cĂł cẼu y M u Ăˆ q K m hĂŹnh bẼt Ä‘áť‘i xᝊng káşżt hᝣp váť›i nhau qua cĂĄc váť‹ trĂ­ Ä‘Ăł, e Y áş yk D tấo ra cĂĄc mấng da cẼu trĂşc khĂ´ng gian, máť—i máť™t háť‘c mấng chᝊa Ä‘ầy chẼt láť?ng áť•n Ä‘áť‹nh. 285

Ví dụ dung dịch nồng độ 2% gelatin và lớn hơn có thể T dịch gelatin chuyển thành gel ở nhiệt độ phòng, dung G & 0.5% và loãng hơn không thể chuyểnSTthành gel. Nồng m L l.co A i phân tử có thể I cao độ tối thiểu để hệ keo và dung dịch a C I m F g vào bản chất của chuyển sang trạng thái gel tùyOFthuộc @ s s Ngele ở nồng độ không nhỏ hệ. Ví dụ, sol axit silicic tạo Ơ in H s N gel u ở nồng độ 0,1%. b hơn 3%, dung dịch aga tụ Y n U Q nho M uy È K mq Y ke Ạ D day

286

Quá trình tạo gel được giải thích như sau: Hệ keo, dung dịch cao phân tử ⇄ gel

Nghĩa là tùy thuộc điều kiện các hệ keo, dung dịch cao T thuộc yếu tố phân tử có thể chuyền thành gel. Ngược lại,Gtùy & T m dịch keo hoặc khác nhau, hệ gel có thể chuyển thành Sdung o L c A ail. I dung dịch cao phân tử. IC m F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

Hình: Sơ đồ tạo gel (thạch)

287

Những hệ keo ưa lỏng hoặc dung dịch cao phân tử trong T khối gel chịu điều kiện ổn định có thể chuyển thành gel. G Khi & T tác động cơ học phá vỡ các liên kế trong lưới không m S mạng o L l.c A I gian thì hệ gel có thể chuyển thànhICtrạngai trái dung dịch keo m F g F hoặc dung dịch cao phân tử. KhiO ngừng tác động cơ học thì @ Nbiếnessđổi thuận nghịch như thế khối gel lại được phục hồi. Sự Ơ in H gọi là hiện tượng xúc biến.Y N bus n U o h Q n Khi nâng cao nhiệt y cường độ chuyển động nhiệt của M độ, u È q K mkết hạt keo tăng lên,Y liên giữa chúng yếu đi. Vì thế nhiệt độ e Ạ yk D tăng gel có thể chuyển thành dạng sol. Khi nhiệt độ giảm sol da chuyển thành dạng gel. 288

Chất điện ly cũng ảnh hưởng đến quá trình tạo gel. Một số ion có tác động nhanh quá trình tạo gel. T G Ví dụ: trong điều kiện chuẩn, dung dịch nước & T S om 2L gluten 5% tụ gel trong 50 phút, khi có mặt ion SO c 4 . A ail I C m CSN- dung dịch Iion tụ gel trong 25 phút, với các F g F O s@ s N sulfat, trên không tụ gel. Bởi vì Ơion SO42- khử solvat e in H s u hóa mạnh các phânY Ntửnbgluten, làm dễ dàng quá U - ho Q trình tụ gel, còn MSCNyn thúc đẩy sự solvat hóa các u È q K đến phân tử gluten, m mức chung không thể liên kết e Y Ạ yk D trong mạng không gian. da

289

Hệ phân tán môi trường khí (Sol khí, aerosol)

Sol khí: là hệ vi di thể bao gồm các pha phân tán là rắn hoặc lỏng phân tán vào môi trường phân &tán GT là khí.

ST om Sol khí có pha phân tán là lỏng .clà mù (nhũ tương ALgọi l i I C ma I F là khí), pha phân tán là rắn được Fgọi g bụi (huyền phù khí). O s@ Kích thược hạt của pha phân Ntánescủa các sol khí trong giới Ơ in H -7 -4 s N bucác hạn 10 – 10 m, kích thước hạt bụi khói thuốc lá, bụi Y n U o xi măng tương ứng bằng Q nh 1,7.10-7 – 10-6 m và 1,4.10-5 – M uy -4 È q mỏng rất cao là các hệ khói, bởi vì 1,3.10 . Các đámK mây m Y ke Ạ y không phải là các giọt nước mà là các các hạt pha phân D datán

hạt nước rắn.

290

Sol khí cũng như sol lỏng có thể điều chế bằng phương pháp ngưng tụ hoặc phân tán. Trong thiên nhiên người ta thấy &các GT sol khí dưới T mvụ nổ, … đó là dạng các đám khói từ miệng núi lửa,L Scác o c . A l i các bụi nhỏ có I thành a sự phân tán tự nhiên các chất rắn C I m F g F kích thước khác nhau trong không O s@ khí (sol khí đa phân N es Ơ chế in từ phương pháo ngưng tán). Sol khí cũng được điều H s N bu Y n đồng nhất. Khi ngưng tụ hơi tụ thường có kích thước hạt U o Q nh y làm lạnh, hoặc khi ứng dụng các quá bão hòa bằngÈMcách u K mq Y học phản ứng hóa ke để tạo khí hoặc các sản phẩm Ạ y D da lỏng,…người ta thường nhận được các sol khí đồng nhất. 291

Ngưng tụ hơi ở độ quá bảo hòa nhỏ chỉ có thể thực hiện được khi trong hệ có mặt các tâm ngưng tụ. (các hạt khói, bụi, các ion) vì thế những trung tâm T G & T m có sẵn các công nghiệp lớn trong không khí Sluôn L l.co A i I người trung tâm ngưng tụ (bụi, khói), nên ta quan sát a C I F gm F số ngày mưa nhiều hơn các O vùng s@ khác.

N es Ơ in H Ví dụ: Tạo mưa nhân phun hoặc bắn hoá N btạo: us Y on U chất kích thích khốiQ không khí đi lên và tạo thành h n M uy È mây. Hoá chất được K mq sử dụng trong giai đoạn này là ke CaCl2, CaCD2,ẠYCaO, hợp chất của muối và urê, y a d

anlonium nitrat. Những hợp chất này có khả năng hấp thụ hơi nước từ khối không khí nên kích thích quá trình ngưng tụ. 292

Tiếp theo là giai đoạn tích luỹ. Trong giai đoạn T G này số lượng hạt nhân ngưng kết &và mật độ hạt T m S o mát tăng lên trong những đám mây. giai đoạn L lTrong c . A I ai C I mmây các loại hoá cuối, máy bay phun vào các Fkhối g F s@(AgI) và băng khô chất chậm đông gồm iốtN Obạc s e Ơ n i (CO2 đóng băng). Chúng NH busgây nên tình trạng mất Y on U cân bằng ở mức cao Q nhnhất, tạo ra nhiều hạt nước. uy Khi kích thướcKhạt đủ lớn chúng sẽ rơi xuống ÈM qnước m e Y k đất. DẠ ay d

293

T G & T S om L A ail.c I IC m F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

Hình. Minh họa sự tạo mưa nhân tạo bằng AgI

294

Nhiều hệ sol khí là độc hại, người ta không mong muốn sự tồn tại của chúng, do đó phải tìm cách loại bỏ các sol khí. Có hai phương pháp được áp dụng. T G & Phương pháp điện: Electrophere T S om L .c A l i I Dưới tác dụng của một hiệu thế cao cỡ a C mđiện I F g F 90.000-100.000V. các electron từ catot đến @ O schuyển N es Ơ ion anot với vận tốc rất lớn, làm in hóa không khí, nhờ đó H s N bu Y n các hạt bụi tích điện vàU chuyển động nhanh tới các điện o h Q n M uy điện, và sol khí bị phá hủy. cực tương ứng đểÈphóng K mq Y ke Ạ D day

295

T G & T S om L A ail.c I Phương pháp cơ phá các sol Fkhí lọc qua thiết bị IC là m g F O giấy, lọc đặc biệt được điều chếNtừ s@ vật liệu xốp. Qua s e Ơ n i H lại, thiết bị lọc, các hạt bụi N giữ s không khí đi qua. u b Y n QU nho M uy È K mq Y ke Ạ D day

296

Sol khí được áp dụng trong nông nghiệp để xông khói các vườn cây, diệt côn trùng dưới dạng mù, bụi, trong việc gây T G mưa nhân tạo, trong phương pháp nén khí& để phun sương, T m S phun nhũ kim loại , tạo mù nhiên liêu lỏng,.. L l.co A I ai C I bị mlọc bụi bằng phương F Ví dụ: Lọc bụi tĩnh điện (ESP) là thiết g F @ Khi dòng khói đi qua O slà: pháp tĩnh điện. Nguyên lý của NESP s e Ơ n i H usđiện một chiều có hiệu điện điện trường (được tạo bởi Ndòng b Y n o li tạo thành các điện tử, các ion thế cao) dòng khói sẽ bị h QUđiện n y M âm và các ion dương. Bụi u trong khói khi đi qua điện trường È q K m e hạt bụi nhiễm điện sẽ bị hút về phía Y cũng bị nhiễm điện, kcác Ạ y D a các điện cực trái ddấu và bám trên bề mặt các điện cực. Sau một thời gian bụi bám trên bề mặt điện cực sẽ có chiều dày nhất định thì sẽ được hệ thống búa gõ, máy rung tách các hạt bụi và đưa về phễu thu hồi. 297

T G & T S om L A ail.c I IC m F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

Hình. Hệ thống lọc bụi tĩnh điện (ESP) 298

T G & T S om L A ail.c I IC m F g F O s@ N es Ơ in H N bus Y on U Q nh M uy È K mq Y ke Ạ D day

Thank you for your attention!

299

Turn static files into dynamic content formats.

Create a flipbook
Issuu converts static files into: digital portfolios, online yearbooks, online catalogs, digital photo albums and more. Sign up and create your flipbook.