Giáo trình Hoá keo - Chương 4

ÍNH CHẤT ĐIỆN CỦA CÁC HỆ KEO Tính chất điện của hệ phân tán cũng là tính chất bề mặt của hệ vi dị thể nhưng là tính chất đặc trưng của hệ keo, nó quyết định tính điện động, tính phân tán, tính hấp phụ trao đổi ion của hệ… Đó là cơ sở của các phương pháp phân tích để tách những vi hạt, những chất điện ly cao phân tử… để làm bền hoặc ổn định hệ và nhiều phương pháp kỹ thuật công nghệ khác. ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Hoá keo - Chương 4 Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Hoá keo …………………………………………………………………39 CHƯƠNG IV TÍNH CHẤT ĐIỆN CỦA CÁC HỆ KEO Tính chất điện của hệ phân tán cũng là tính chất bề mặt của hệ vi dị thể nhưng là tính chất đặc trưng của hệ keo, nó quyết định tính điện động, tính phân tán, tính hấp phụ trao đổi ion của hệ… Đó là cơ sở của các phương pháp phân tích để tách những vi hạt, những chất điện ly cao phân tử… để làm bền hoặc ổn định hệ và nhiều phương pháp kỹ thuật công nghệ khác. I. Hiện tượng điện động. Điện di và điện thẩm: Khi đặt một hệ keo trong một điện trường thì các hạt phân tán mang điện chuyển dịch về điện cực trái dấu với chúng; có thể làm cho môi trường ở đây vẩn đục, còn môi trường phân tán chứa các ion đơn giản hydrat hoá đi về điện cực đối lập với điện cực trên. Dưới tác dụng của điện trường các phân tử môi trường phân tán chạy về một điện cực gọi là điện thẩm, còn các hạt phân tán chạy về một điện cực khác gọi là điện di Điện di, điện thẩm, gọi chung là hiện tượng điện động của hệ phân tán. Hiện tượng đó giúp chúng ta xác định được dấu điện tích của hạt phân tán, là cơ sở cho phương pháp phân tích điện di (được sử dụng rộng rãi trong hoá sinh, thổ nhưỡng …) và phương pháp làm khô các vật liệu xốp… Hiện tượng điện động của hệ phân tán bắt nguồn từ cấu tạo của hạt phân tán. Có thể coi hạt phân tán như một phân tử lớn MnR , có khả năng điện ly ra các ion đơn giản M và ion R , nhưng ion R có kích thước tương đối lớn hơn các ion đơn giản, nên có bề mặt phân cách với môi trường. II. Cấu tạo hạt keo ghét lưu. Hai thành phần chủ yếu của hạt keo là nhân keo và lớp điện kép. ++ ++ + + + tầng khuếch tán + + + + mAgI tầng hấp phụ + + + ion quyết định thế + + + + nhân keo + + ++ + ++ Hình IV:1: Sơ đồ cấu tạo hạt keo dương AgI http://www.ebook.edu.vn 39 Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Giáo trình Hoá keo …………………………………………………………………40 Nhân keo Nhân keo do rất nhiều phân tử, nguyên tử hoặc ion đơn giản tập hợp lại, cũng có trường hợp do sự chia nhỏ của hạt lớn hơn. Nhân keo có thể có cấu tạo tinh thể hoặc vô định hình, nhưng là phần vật chất ổn định, hầu như không có biến đổi trong các quá trình biến động của hệ phân tán. Lớp điện kép. Lớp điện kép gồm hai lớp tích điện ngược dấu nhau, nhưng cấu tạo phức tạp và luôn luôn biến đổi dưới tác động bên ngoài (môi trường, pH, lực ion, nhiệt độ….). Lớp điện kép được hình thành chủ yếu do sự hấp phụ. Ví dụ 1. Bằng phản ứng trong dung dịch của AgNO3 với KI khi cho dư lượng của một trong hai chất, chúng ta sẽ nhận được các hệ keo dương AgI và keo âm AgI. Phản ứng trao đổi: AgNO3 + KI KNO3 + AgI Tạo ra chất khó tan AgI, những phân tử này tập hợp với nhau thành nhiều hạt nhỏ AgI. Nếu dư AgNO3 thì các hạt keo dương AgI được tạo thành - xem hình IV.1 công thức cấu tạo như sau: { [mAgI ] nAg } x+ + ( n − x ) NO 3− xNO 3− nhân tầng hấp tầng khuếch keo phụ tán ion keo hạt keo hoặc mi xen keo Hạt nhỏ AgI là nhân keo, hấp phụ chọn lọc đối với các ion Ag+, một số ion đối (I-) kéo theo, tạo thành ion keo. Lớp ion đổi xung quanh ion keo được gọi là tầng khuếch tán. Tầng hấp phụ và tầng khuếch tán tích điện ngược dấu nhau hợp thành lớp điện kép ở bề mặt hạt keo. Ion Ag+ được gọi là ion quyết định thế, ion keo mang điện(+) nên gọi là hạt keo dương. Nếu dư KI thì các hạt nhỏ AgI hấp phụ chọn lọc đối với ion I- tạo ra hạt keo âm AgI, công thức cấu tạo như sau: ⌠{[mAgI] nI- (n-x) K+ }x-⌡xK+ Trường hợp này ion I- được gọi là ion quyết định thế. Nếu số mol AgNO3 và KI vừa đủ phản ứng với nhau thì trong hệ chỉ c ...