Bài giảng Hóa keo - Chương 1: Mở đầu - ThS. Trương Đình Đức

Nội dung text: Bài giảng Hóa keo - Chương 1: Mở đầu - ThS. Trương Đình Đức

1. HĨA KEO ThS. TRƯƠNG ĐÌNH ĐỨC 1 June 2, 2014
2. TÀI LIỆU THAM KHẢO Drew Myers, Surfactant science and technology, Third edition, Wiley – Interscience, USA, 2006. Akhmetov V. Physical and colloid Chemistry (translated from the Russian by G Leib) Moscow, Mir, 1989. Williams, Colloid and surface engineerings: application in the process industries, Oxford - Butterworth - Heinemann, 1992. Jean Poré, Emulsions, microemulsions emulsions multiples, Edition Technique, France, 1992. Andrew A. and others. Nanoscale probes of the solid liquid interface, NATO ASI ser. 1995. Somorjai A. Deplancke M. P. Chimie des surfaces et Catalyse. Ediscience international, 1995. Fracois Devreux, physique des systemes desordonne's, Edition de l' Ecole polytechnique, Paris, 1998. Trần Văn Nhân, Hĩa keo, NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội, 2003. Nguyễn Thị Thu, Hĩa keo, NXB Đại học Sư phạm Hà Nội 2002. June 2, 2014
3. 1 Mở đầu 2 Các hiện tượng bề mặt 3 Tính chất của các hệ keo 4 Độ bền vững của các hệ keo ghét lưu 5 Các hệ keo trong mơi trường lỏng và khí June 2, 2014
4. Dung dịch Pha phân tán VD: NaCl, H2SO4 Al(OH)3, các chất cao phân tử Mơi trường phân tán VD: nước, benzen, metanol CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU June 2, 2014
5. DUNG DỊCH Dung dịch thực Hệ đồng thể - 1 pha VD: Dung dịch NaCl, HCl Dung dịch keo Hệ dị thể - 2 pha VD: Dd sét, dd keo Al(OH)3 CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU June 2, 2014
6. Mơ hình của các phân tử nước trong pha lỏng CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU June 2, 2014
7. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU June 2, 2014
8. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU June 2, 2014
9. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU June 2, 2014
10. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU June 2, 2014
11. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU June 2, 2014
12. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU June 2, 2014
13. Dung dịch thực Hai pha cĩ tính phân cực giống nhau chúng sẽ tan vào nhau và tự phân tán đến kích thước phân tử, ion. Đĩ là các dung dịch phân tử bình thường (một pha) CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU June 2, 2014
14. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU June 2, 2014
15. DUNG DỊCH KEO Pha phân tán VD: Các hạt sét, các phân tử Al(OH)3 Mơi trường phân tán VD: Nước, metanol, benzen CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU June 2, 2014
16. Dung dịch keo CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU June 2, 2014
17. Sự tồn tại của hệ vi dị thể chứng tỏ 2 pha tách biệt nhau khơng hịa vào nhau để tạo ra 1 pha đồng nhất CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU June 2, 2014
18. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU June 2, 2014
19. ĐẶC ĐIỂM CỦA HỆ KEO Dung dịch keo cĩ khả năng phân tán ánh sáng Sự khuếch tán trong dung dịch keo rất chậm Áp suất thẩm thấu trong dung dịch keo rất nhỏ Dung dịch keo cĩ khả năng thẩm tích (hạt keo khơng lọt qua màng bán thấm) Dung dịch keo khơng bền vững Dung dịch keo thường cĩ hiện tượng điện di CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU June 2, 2014
20. TÍNH CHẤT CỦA HỆ KEO Tính chất động học phân tử - Quá trình khuyếch tán - Quá trình sa lắng - Áp suất thẩm thấu - Độ nhớt Tính chất quang học - Sự phân tán ánh sáng - Sự hấp thụ ánh sáng Tính chất điện - Cấu tạo của hạt keo - Cấu tạo lớp điện kép - Các hiện tượng điện động học CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU June 2, 2014
21. PHÂN LOẠI CÁC HỆ KEO 1 Kích thước hạt (Độ phân tán) 2 Trạng thái tập hợp 3 Tương tác giữa các hạt CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU June 2, 2014
22. PHÂN LOẠI THEO KÍCH THƯỚC HẠT Chiều dài Độ phân Số hạt (lập Diện tích bề Tổng diện tích cạnh 1, tán D, phương) mặt 1 (bề mặt riêng), cm cm 1 hạt, cm2 cm2 i chia i chia 1 1 1 6 6 10-1 101 103 6.10 2 6.101 10-2 102 106 6.10 4 6.102 10-3 103 109 6.10 6 6.103 10-4 104 1012 6.10 8 6.104 ề mặt riêng ề riêng khmặt ất -5 5 15 10 5 ch 10 10 10 6.10 6.10 3 10-6 106 1018 6.10 12 6.106 10-7 107 1021 6.10 14 6.107 10 8 (1 Å) 108 1024 6.10 16 6.108 = 6.104m2 Sự thay Sự thay đổi b nhỏ 1 cm CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU June 2, 2014
23. S Dung dÞch ph©n tư Dung dÞch keo bề mặt riêng vào mặtbề riêng t HƯ ph©n t¸n th« Sự phụthuộc hạ thướckích 10 7 10 5 l, cm CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU June 2, 2014
24. Sự phân loại các hệ phân tán theo kích thước hạt Hệ phân tán Kích thước hạt, Đặc điểm cm Dung dịch phân 10-5 lọc, nhìn thấy trong kính hiểm vi thường CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU June 2, 2014
25. Phân loại theo trạng thái tập hợp Sự phân loại các hệ phân tán theo trạng thái tập hợp Số TT Pha phân tán Mơi trường Kí hiệu Tên gọi hệ Ví dụ phân tán 1 Rắn Lỏng R/L Son, huyền phù Nước phù sa 2 Lỏng Lỏng L/L Nhũ tương Sữa, mủ cao su 3 Khí Lỏng K/L Bọt Bọt xà phịng 4 Rắn Rắn R/R Dung dịch keo Hợp kim, đá quí rắn 5 Lỏng Rắn L/R Vật xốp Chất hấp phụ xốp 6 Khí Rắn K/R Vật xốp (bọt rắn) Chất hấp phụ xốp 7 Rắn Khí R/K Son khí Khĩi bụi 8 Lỏng Khí L/K Son khí Mây, sương mù CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU June 2, 2014
26. Phân loại theo tương tác giữa các hạt o o o O o o o o o O O o o o O o o o o O o O o o O O o o o o O O CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU June 2, 2014
27. oo oo ooooooooo oooo o O O o oo oo OOO O O o ooooooo OO OOOO ooooo oo OO OOOOoo oo oooooo (a) (b) (c) (d) (e) a, c: Gen lỏng lẻo b: Gen đặc khít; d, e: Các hệ mao quản CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU June 2, 2014
28. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU June 2, 2014
29. Điều chế dung dịch keo Phương pháp phân tán Phương pháp cơ học, người ta sử dụng cối xay để nghiền nhỏ vật thể. Nếu xay trong khơng khí hạt thu được thường khơng bé hơn 60m. Nếu xay trong mơi trường phân tán lỏng cĩ thêm chất làm bền cĩ thể đạt gần tới độ phân tán keo. Phương pháp siêu âm, người ta sử dụng tần số trên 2.000 Hz để phân tán các vật thể cĩ độ bền cơ học thấp như các hạt nhựa, lưu huỳnh, graphit, các kim loại nhẹ trong mơi trường hữu cơ. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU June 2, 2014
30. Phương pháp hồ quang Phương pháp này thường được sử dụng để điều chế son kim loại. Dùng ngay kim loại cần phân tán làm điện cực hồ quang. Khi hồ quang được tạo thành trong mơi trường phân tán, kim loại biến thành hơi và ngưng tụ lại thành hạt son. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU June 2, 2014
31. Phương pháp ngưng tụ Phương pháp này xảy ra khi pha hơi đi vào mơi trường lạnh đột ngột. Trong phịng thí nghiệm, người ta cĩ thể điều chế được son Hg, S, Se, Te khi sục hơi các nguyên tố này vào nước lạnh. Để tăng độ bền vững của son người ta phải thêm các chất ổn định, thường là chất điện li. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU June 2, 2014
32. Thay thế dung mơi Ví dụ colofan hoặc lưu huỳnh là những chất tan trong rượu nhưng khơng tan trong nước. Nếu lấy một ít dung dịch các chất trên ở trong rượu cho vào một lượng lớn nước, do tính khơng tan trong nước colofan hoặc lưu huỳnh sẽ ngưng tụ lại thành các hạt son. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU June 2, 2014
33. Phương pháp hĩa học Phản ứng trao đổi Phản ứng khử Phản ứng oxi hố Phản ứng thuỷ phân CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU June 2, 2014
34. TINH CHẾ DUNG DỊCH KEO THẨM TÍCH ĐIỆN THẨM TÍCH SIÊU LỌC CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU June 2, 2014
35. Thẩm tích Do sự chênh lệch hĩa thế ở 2 bên màng, tạp chất sẽ DD keo Dung m«i thốt ra ngồi theo chiều mũi tên, nếu liên tục thay dung Mµng mơi, cĩ thể đạt được việc đuổi hết các tạp chất cĩ khối lượng phân tử thấp CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU June 2, 2014
36. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU June 2, 2014
37. Điện thẩm tích Sơ đồ dụng cụ điện thẩm tích 1. Khu giữa chứa dung dịch keo + 2. Màng 3. Khu catơt chứa dung mơi 2 1 2 4. Que khuấy 5. Khu anơt chứa dung mơi 4 5 3 CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU June 2, 2014
38. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU June 2, 2014
39. Siêu lọc Sơ đồ dụng cụ siêu lọc 1. Áp kế 2. Màng siêu lọc 3. Dung dịch keo 1 4. Dung mơi tách ra 2 3 4 CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU June 2, 2014
40. Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA HĨA KEO Sinh học: các tế bào bắp thịt và thần kinh, các sợi, màng tế bào, gen, virut, dịch tế bào, máu, đều là những hệ keo Mơ hình một tế bào động vật điển hình. Các bào quan gồm: (1)hạch nhân (2) nhân (3) ribosome (4) túi tiết,(5) mạng lưới nội chất (ER) hạt, (6) bộ máy Golgi, (7) khung xương tế bào, (8) ER trơn, (9) ty thể, (10) khơng bào, (11) tế bào chất, (12) lysosome, (13) trung thể. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU June 2, 2014
41. Trong cơng nghiệp gốm và vật liệu xây dựng: sử dụng cao lanh, đất sét là huyền phù đậm đặc của các alumino silicat hiđrat hố. Kích thước hạt, bản chất hĩa học của bề mặt các hạt quyết định chất lượng của vật liệu CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU June 2, 2014
42. - Thổ nhưỡng: đất là một hệ keo mà kích thước và khả năng hấp phụ của bề mặt hạt keo quyết định độ phì nhiêu của đất CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU June 2, 2014
43. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU June 2, 2014
44. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU June 2, 2014
45. - Trong luyện kim: việc đưa thêm một số nguyên tố vào hợp kim, quá trình tơi luyện đều cĩ mục đích tạo ra các cấu trúc vi mơ đáp ứng các tính chất mong muốn CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU June 2, 2014
46. Trong cơng nghệ hĩa học: chất xúc tác xốp là những hệ keo rắn. Điều chế ZSM-5 SiO2 + NaAlO2 + NaOH + N(CH2CH2CH3)4Br + H2O → ZSM-5 + analcime + alpha-quartz CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU June 2, 2014
47. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU June 2, 2014
48. Nhiều quá trình trùng hợp cao phân tử, điều chế các vật liệu nano được tiến hành trong nhũ tương CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU June 2, 2014
49. Y học CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU June 2, 2014
50. Thanks for your attention CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU June 2, 2014