Giáo trình Hóa keo: Phần 2

Giáo trình Hóa keo: Phần 2 trình bày các nội dung chính: Độ bền vững của các hệ keo ghét lưu, sự keo tụ bằng chất điện li, các hệ keo trong môi trường lỏng và khí. Ngoài ra Tài liệu còn trình bày một số câu hỏi và bài tập về hóa keo. Mời các bạn tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Hóa keo: Phần 2 WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON Chương 4 Tương tác giữa các hạt NG 4.1 ĐẠ O ðộ bền vững của các hệ keo ghét lưu TP .Q UY NH ƠN WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM TR Ầ N HƯ Khác vối các dung dịch phân tử hoặc cao phân tử là bền vững, các dung dịch keo ghét lưu không phải là các hệ cân bằng nhiệt ñộng, không giữ ñược trạng thái ban ñầu, theo thời gian các h ạ t lốn dần rồi sa lắng xuống gọi là keo tụ. Có một số nguyên nhân ñưa ñến sự lớn lên của hạt keo. 00 B a )T á i k ế t tin h TO ÁN -L Í- HÓ A 10 Nguyên nhân thứ n h ất liên quan ñến sự khác nhau về áp suất hơi bão hoà và tính ta n của các h ạ t có kích thước khác nhau, h ạ t càng bé th ì áp suất hơi và ñộ tan càng cao. Vì vậy, trong một hệ ña phân tá n theo thời gian các h ạ t nhỏ teo ñi trong khi các h ạt lớn lớn lên, gọi là sự tái kết tinh, kết quả dẫn ñến sự keo tụ. Quá trình này xẩy ra nhanh ñối vối các chất có ñộ tan khá. Ví dụ AgCl và B aS 0 4 ta n khá trong nưốc, do ñó son AgCl và son B aS 0 4 không bền trong nưốc. Khi cho thêm rượu, tích số ta n của B aS 0 4 giảm, do ñó son B aS 0 4 trồ nên bền hơn. ĐÀ N b )S ự va c h ạ m DI Ễ N Nguyên nhân chủ yếu dẫn ñến sự keo tụ là sự va chạm giữa các h ạ t keo. Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú 79 WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON NH ƠN WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM TP .Q UY Khi hai h ạt va chạm nhau, giữa chúng phát sinh hai lực, lực hú t và lực ñẩy. Thường người ta cho rằng lực h út là lực Van Dơ Van (lực phân tử), còn lực ñẩy có bản chất tĩnh ñiện. NG ĐẠ O Không nên nghĩ ñơn giản rằng lực ñẩy tĩnh ñiện phát sinh do hai h ạt tích ñiện cùng dấu ñẩy nhau, bởi vì h ạ t keo cùng vối lốp ñiện kép xung quanh là trung hoà về ñiện. Lực ñẩy xuất hiện là do sự biến dạng của lớp vỏ ion xung quanh h ạt keo (khí quyển ion). HƯ Trên hình 4.1 trình bày sự phụ thuộc của th ế năng u của h ai h ạ t vào khoảng cách r giữa chứng. N ðưòng 1 : Biểu diễn năng lượng h ú t (U < 0) TR Ầ ðưòng 2 : Năng lượng ñẩy (Ư > 0) ĐÀ N TO ÁN -L Í- HÓ A 10 00 B ðưòng 3: Năng lượng tổng cộng. Hình 4.1. Sự phụ thuộc của th ế năng u DI Ễ N của 2 hạt son trong nước vào khoảng cách giữa chúng 1- Năng lượng hút; 2- Năng lượng ñẩy; 3- Năng lượng tổng cộng 80 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON NH ƠN WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM TP .Q UY ðường 3 ñi qua một cực tiểu th ế năng không sâu u x, một cực ñại th ế năng u 2 và một cực tiểu th ế năng sâu hơn u 3. Cực tiểu U 1 ứng với sự hình thành liên kết yếu giữa các h ạ t ỏ khoảng cách xa, cho phép giải thích hiện tượng son gen thuận nghịch. Cực ñại Ư2 ngăn cản sự tiến lại gần nhau, của hai h ạ t keo, cho phép giải thích tính bền của hệ keo. Cực tiểu U 3 ứng Nguyên nhân bển vững của các hệ keo ghét lưu NG 4.2 ĐẠ O với sự keo tụ khi các h ạ t tiếp xúc vối nhau. HƯ Có hai nguyên nhân chủ yếu: TR Ầ N 1) Do lực ñẩy giữa các h ạ t keo gây ra bỏi cực ñại th ế năng u 2 trên hình 4.1. Cực ñại này ở cách b ề m ặt khoảng 10 7 cm B tương ứng với bán kính của lốp khí quyển ion. Nếu ñộng năng 00 của hai h ạ t nhỏ hơn u 2 chúng không thể tiến sát nhau ñể liên 10 kết vối nhau. Tuy nhiên nếu ñộng năng của chúng lớn hơn u 2 A thì hai hạ t sẽ vượt qua hàng rào U 2 ñể rơi vào cực tiểu th ế năng HÓ u 3 ứng vối trạn g th ái keo tụ. Ta gọi sự keo tụ trong trường hợp Í- này là keo tụ chậm ñể phân biệt với keo tụ nhanh xẩy ra khi -L các h ạt không có lốp vỏ ion bảo vệ (U2 = 0), do ñó mỗi va chạm TO ÁN giữa các h ạ t ñều dẫn ñến sự keo tụ, ñưòng biểu diễn th ế năng trong trường hợp này là ñưòng 1 trên hình 4.1. ĐÀ N 2) Do có lớp sonvat bao bọc các h ạ t keo. Lốp sonvat này làm cho các h ạ t keo khi va chạm không liên kết với nhau. Theo Deryagin, trong lớp mỏng chất lỏng nằm giữa hai h ạt xuất hiện DI Ễ N áp suất chẻ có tác dụng cách li hai hạt. Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú 81 WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON 4.3 WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON NH ƠN WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM Sự keo tụ bằng chất ñiện li TP .Q UY 4.3.1 Một số quy luật Kinh nghiệm cho thấy phèn có tác dụng làm nưổc ñục trở th ành nưốc trong. Nưốc ñục là một hệ gồm các h ạ t keo âm ĐẠ O (huyền phù) lơ lửng trong nưóc. Phèn là một chất ñiện li, ví dụ, phèn nhôm amoni có công thức NH 4A1(S04)2. Vai trò của phèn ở NG ñây là cung cấp các cation, ñặc biệt là Al3+ ñể làm giảm tương HƯ tác ñẩy giữa hai h ạ t keo âm. Qua nghiên cứu về vai trò của chất ñiện li người ta rú t ra một số’quy luật sau ñây: h ạt keo (quy tắc Hardi, 1890). TR Ầ N 1- Sự keo tụ gây ra bỏi các ion .ngược dấu với ñiện tích của 00 B 2- lon có hoá trị càng cao thì khả năng gây ra keo tụ càng cao (quy tắc Sunze (Soưnze, 1882). 10 Hai quy tắc này hợp thành quy tắc Sounze - Hardi. HÓ A 3 - ðể gây keo tụ cần ñưa chất ñiện li vào dung dịch keo -L Í- với nồng ñộ tôi thiểu nào ñó gọi là ngưỡng keo tụ, kí h ...