TN hóa lý bài 9 spkt

1. 1
TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM
KHOA CN HOÁ HỌC-THỰC PHẨM
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HOÁ HỌC
THÍ NGHIỆM
HOÁ LÍ
BÁO CÁO THÍ NGHIỆM
BÀI 9: NGƯỠNG KEO TỤ VÀ ĐỘ BỀN KEO TỤ (TIẾP THEO BÀI 8)
GVHD: PGS.TS Nguyễn Vinh Tiến
I. MỤC TIÊU THÍ NGHIỆM
- Giải thích được khái niệm hệ phân tán, hệ keo, phân loại hệ keo, cách điều chế
và làm bền hệ keo, ngưỡng keo tụ đối với chất điện ly, quy tắc Schulze-Hardy.
- Xác định được ngưỡng keo tụ của hệ keo.
II. LÝ THUYẾT
- Hoá học chất keo - hay chính xác hơn, hoá học các hệ phân tán - nghiên cứu
các hệ bao gồm một pha phân tán ở dạng chia nhỏ thành hạt, phân bố trong một
môi trường phân tán liên tục. Các hạt phân tán có kích thước quy ước từ 1nm
đến 100 nm, nghĩa là lớn hơn kích thước phân tử, nên hệ là dị thể nhưng chưa
đủ lớn để có thể phát hiện bằng kính hiển vi nên hệ là siêu vi dị thể. Những hệ
chứa các hạt như thế có tên là sol.
- Hoá học chất keo còn nghiên cứu các hệ chứa các hạt có kích thước lớn hơn 100
nm, được gọi là các hệ phân tán vi dị thể hoặc các hệ phân tán thô. Các hệ thô
được gọi là huyền phù nếu các hạt là pha rắn, được gọi là nhũ tương nếu các hạt
là pha lỏng và gọi là bọt nếu hạt là khí được phân bố trong các môi trường lỏng.
- Do các hạt keo có kích thước nhỏ nên chúng có bề mặt riêng rất lớn. Vì vậy, hệ
keo có năng lượng bề mặt rất lớn và không bền vững nhiệt động học. Các hạt
có xu hướng liên kết lại với nhau thành những hạt lớn hơn (làm cho bề mặt riêng
nhỏ đi và năng lượng bề mặt giảm) rồi lắng xuống. Quá trình đó được gọi là sự
keo tụ. Để giữ cho các hệ keo được bền vững ờ một mức độ nào đó, người ta
Ngày thí nghiệm: 05/04/2023 ĐIỂM
Lớp: 211281B Nhóm: 3
Tên: Trần Duy Khoa MSSV: 21128341
Tên: Đinh Nhật Hoàng MSSV: 21128337 Chữ ký GVHD
Tên: Đinh Thanh Trường MSSV: 21128261

2. 2
phải thêm vào hệ các chất ổn định (hay chất làm bền). Một cơ chế làm bền phổ
biến là do hạt keo hấp phụ một loại ion của chất làm bền, làm tăng điện tích của
hạt keo, khiến cho lực đẩy tĩnh điện giữa các hạt keo tăng lên, ngăn cản sự liên
kết của các hạt.
- Có hai cách chế tạo các hệ phân tán. Cách thứ nhất là chia nhò vật chất cho đến
khi thu được các hạt có kích thước cỡ hạt keo, các phuơng pháp theo cách này
gọi là phương pháp phân tán.Ví dụ, người ta xay lưu huỳnh rồi phân bố vào
nước, lưu huỳnh là pha phân tán và nước là môi trường phân tán. Cách thứ hai
là tập hợp các phân tử, nguyên tử hay ion có sẵn trong môi trường lại thành các
hạt có kích thước cỡ hạt keo. Các phương pháp theo cách này gọi là phương
pháp ngưng tụ. Ví dụ, sol AgI được chế tạo bằng cách cho AgNO3 phản ứng
với KI. Các ion Ag+
và I-
trong môi trường sẽ tập hợp lại thành các hạt keo AgI.
- Một điều kiện thiết yếu cho cả hai phuơng pháp trên là pha phân tán phải thực
tế không tan trong môi trường phân tán hay nói cách khác pha phân tán không
có tương tác với môi truờng. Chính vì thế mà các hệ keo chế tạo bằng hai cách
trên được gọi là hệ keo kị (ghét) lưu. Ngoài ra còn có các hệ keo ưa lưu, điển
hình là dung dịch các chất cao phân tử, trong đó các phân tử có tương tác với
môi trường và tạo thành dung dịch thật. Vì vậy, để chế tạo chúng người ta chỉ
cần cho chất cao phân tử vào môi truờng thích hợp, chất này sẽ tự hoà tan vào
môi trường đó. Nhưng nếu môi trường là một dung môi kém đối với chất cao
phân tử thì người ta vẫn có thể chế tạo dung dịch keo cúa chất cao phân tử bằng
phương pháp phân tán hay ngưng tụ và thu được các hệ keo kị lưu.
- Hạt keo chế tạo trong môi trường lỏng thường có cấu tạo phức tạp, tuỳ thuộc
vào điều kiện chế tạo nó. Ngày nay, người ta quan niệm hạt keo là một micelle
trung hoà điện bao gồm một nhân, thường có cấu tạo tinh thể, ở giữa và một lớp
điện kép bao quanh nó. Lớp kép gồm hai bản. Bản trong gồm các ion cùng một
dấu điện nằm trên bề mặt hạt keo, tạo cho hạt có một điện tích nào đó nên được
gọi là các ion quyết định thế. Bản ngoài gồm các ion điện tích ngược dấu vừa
đủ để trung hoà điện tích của hạt keo - đó là các ion đối. Các ion đối chịu tác
dụng của lực hút tĩnh điện, lực hấp phụ vào bề mặt hạt và lực khuếch tán do
chuyển động nhiệt gây ra, nên được phân bố thành hai lớp. Lớp trong gồm một
số ion nằm sát bề mặt hạt keo gọi là lớp hấp phụ, lớp ngoài bao gồm số ion đối
còn lại, là lớp khuếch tán. Ở lớp ngoài này, nồng độ các ion đối giảm dần (nhưng
không tuyến tính) từ trong ra ngoài và khi lớp kép kết thúc thì nồng độ đó bằng
nồng độ các ion đối trong dung dịch. Người ta thường biểu diễn cấu tạo hạt keo
bằng sơ đồ hay bằng công thức. Ví dụ hạt keo AgI hình thành do phản ứng:
AgNO3 + KI → AgI + KNO3
Với giả thiết KI lấy dư để làm chất làm bền, có sơ đồ và công thức được chi ra ở
hình 1.

3. 3
Hình 1. Sơ đồ và công thức cấu tạo của micelle của sol AgI trong dung dịch KI
loãng
- Tuỳ thuộc vào nồng độ các ion trong dung dịch mà lớp kép có thề dày hay mỏng.
Khi lớp kép có bề dày lớn thì hạt keo bền vững, khi lớp kép mỏng thỉ hạt keo
dễ tiến sát lại gần nhau ờ khoảng cách mà lực hút tác dụng mạnh khiến cho các
hạt liên kết lại với nhau thành những hạt lớn – tức xảy ra sự keo tụ. Chính vì
vậy mà khi thêm chất điện li vào hệ keo thường xảy ra sự keo tụ. Sự keo tụ bắt
đầu xảy ra ờ một nồng độ chất điện li tối thiểu gọi là ngưỡng keo tụ, được tính
bằng số milimol hoặc mili mol đương lượng chất điện li trên một lít dung dịch
keo (mN).
- Sự keo tụ bởi chất điện li tuân theo quy tắc Schulze – Hardy. Tác dụng keo tụ
của một chất điện li là do ion ngược dấu với dấu điện với hạt keo và tác dụng
đó tăng lên rất nhanh theo sự tăng điện hoá trị của ion đó. Lí thuyết cũng như
thực nghiệm chỉ ra rằng ngưỡng keo tụ γ tỉ lệ nghịch với điện hoá trị Z luỹ thừa
6 của ion gây keo tụ.
6
k
Z
 =
- Sự có mặt của một chất cao phân tử thích hợp trong một hệ keo kị lưu có thể
làm tăng độ bền vững của hệ keo đó. Tác dụng đó được gọi là tác dụng bảo vệ
của chất cao phân tử đối với hệ keo kị lưu. Cơ chế của tác dụng bảo vệ này là
do chất cao phân tử hấp phụ lên bề mặt hạt keo, làm thành một màng bảo vệ
ngăn cản sự liên kết cùa các hạt khi chúng đến gần nhau.
- Như trên, ta đã biết hạt keo thường có điện tích nhất định, tùy thuộc vào bản
chất ion quyết định thế. Do đó, khi đặt hệ keo vào một điện trường thi các hạt
keo tích điện sẽ di chuyển về một cực, đó là hiện tượng điện di (phần hạt di
chuyển bao gồm: nhân cùng lớp ion quyết định thế và lớp hấp phụ của ion đối);
môi trường với phần ion đối còn lại là lớp khuếch tán sẽ di chuyển về cực khác,
đó là hiện tượng điện thẩm.

4. 4
- Những hệ keo kị lưu sau khi điều chế thường chứa các chất khác, thường là chất
điện li. Khi nồng độ chất điện li lớn, chiều dày lớp kép giảm làm cho độ bền
vững của hệ giảm đi. Muốn cho hệ keo bền vững người ta phải loại bớt chất
điện li bằng phương pháp thẩm tích, nghĩa là cho hệ keo vào một túi màng bán
thấm, chất điện li lọt qua màng thoát dần khỏi hệ, còn các hạt keo có kích thước
lớn nên không lọt qua màng và giữ lại trong hệ. Cũng vì kích thước hạt lớn mà
các hệ keo còn có đặc điểm là khuếch tán rất chậm so với dung dịch thực.
- Để chế tạo các nhũ tương người ta dùng phương pháp phân tán và thường phải
thêm chất làm bền gọi là chất nhũ hoá. Có hai loại nhũ tương:
a) Nhũ tương loại I hay nhũ tương thuận, có pha phân tán là chất lỏng không phân
cực, môi trường phân tán là nước.
b) Nhũ tương loại II hay nhũ tương nghịch, có pha phân tán là nước, môi trường
phân tán là chất lỏng không phân cực (thường gọi là dầu).
• Nhũ tương loại I có kí hiệu là D/N (dầu trong nước)
• Nhũ tương loại II có kí hiệu là N/D (nước trong dầu).
• Chất nhũ hoá thường là chất hoạt động bề mặt, thí dụ kali oleat, canxi oleat,
nhôm stearat v.v…
III. THỰC NGHIỆM
1. Dụng cụ và hóa chất:
Dụng cụ Số lượng Hóa chất Số lượng
Cốc 100 mL
Pipet 10 mL
Ống nghiệm
2
2
21
Dung dịch sol Fe(OH)3
Dung dịch PVA 1%
Dung dịch Na2SO4
150 mL
10 mL
2. Quy trình thí nghiệm:
a. Chế tạo keo Fe(OH)3 bằng phản ứng thủy phân
FeCl3 + 3H2O ⇄ Fe(OH)3 + 3HCI
+ Đun nóng 120 mL nước cất trong một cốc 250 mL (đến khoảng 90°C).
+ Lấy 45 mL dung dịch FeCl3 2% nhỏ vào cốc từng giọt cho đến hết
+ Đun thêm vài phút trên bếp (không đun sôi mạnh để tránh nước bị bốc
hơi nhiều làm nồng độ hệ keo thay đổi), nhấc ra, ta đuợc sol Fe(OH)3.
+ Hệ keo được hình thành có công thức cấu tạo như sau:
{[mFe(OH)3]nFeO+
(n-x)Cl-
}x+
xCl-
b. Xác định ngưỡng keo tụ của sol Fe(OH)3 bằng Na2SO4
❖ Pha loãng Na2SO4 bằng nước cất
+ Lấy 10 ống nghiệm đánh số ống từ 1 đến 10 và một ống “Đối chiếu”.

5. 5
+ Cho vào mỗi ống 5 mL dung dịch sol Fe(OH)3 (điều chế bằng phương pháp
ở bài 8).
+ Lấy 10 ống nghiệm khác, từ dung dịch Na2SO4 ban đầu có nồng độ 0.01 N
pha thành các dung dịch loãng dần theo thứ tự sau:
Ống số 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Số mL dd Na2SO4
0,01 M
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Số mL nước cất 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
+ Lấy 1 mL của mỗi dung dịch vừa pha cho vào từng ống nghiệm đựng Sol
Fe(OH)3 theo thứ tự từ 1 đến 10.
+ Cho vào ống đối chiếu 1 mL nước cất.
+ Lắc và để yên 1 phút. Quan sát hiện tượng. Dùng ống thứ đối chiếu để so
sánh mức độ đục. Ống nào đục hơn ống đối chiếu là có sự keo tụ. Ghi dấu +
vào ống nào đục và dấu - vào ống nào không đục.
❖ Pha loãng bằng dung dịch chất điện li loãng hơn
- Để xác định chính xác hơn ngưỡng keo tụ ta dùng hai dung dịch có nồng độ
loãng hơn và đặc hơn ở ngưỡng keo tụ để chia nhỏ khoảng nồng độ giữ hai
dung dịch này thành 10 ống nghiệm đánh số từ 1-10 như bảng sau:
Ống số 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Số mL dd Na2SO4
đặc hơn
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Số mL dd Na2SO4
loãng hơn
9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
+ Lấy 10 ống nghiệm đánh số ống từ 1 đến 10 và một ống “Đối chiếu”, cho
vào mỗi ống 5 mL dung dịch sol Fe(OH)3.
+ Lấy 1 mL của mỗi dung dịch vừa pha cho vào từng ống nghiệm đựng Sol
Fe(OH)3 theo thứ tự từ 1 đến 10.
+ Cho vào ống đối chiếu 1 mL nước cất.
+ Lắc và để yên 1 phút. Quan sát hiện tượng. Dùng ống thứ đối chiếu để so
sánh mức độ đục. Ống nào đục hơn ống đối chiếu là có sự keo tụ. Ghi dấu +
vào ống nào đục và dấu - vào ống nào không đục.
c. Tác dụng bảo vệ hệ keo của chất cao phân tử
Lặp lại thí nghiệm 5 với các chất keo tụ Na2SO4, nhưng trong mỗi ống
nghiệm chứa sol Fe(OH)3 có cho thêm 1 mL dung dịch PVA (polyvinyl
alcol) 1%.
IV. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
1. Chế tạo keo Fe(OH)3 bằng phản ứng thủy phân
- Nhỏ từ từ FeCl3 màu cam vào nước cất 90°, sol Fe(OH)3 được tạo thành có
màu nâu đỏ.
- Công thức cấu tạo của sol Fe(OH)3 như sau:

6. 6
{[mFe(OH)3]nFeO+
(n-x)Cl-
}x+
xCl-
- Phương trình phản ứng tạo ra hệ keo Fe(OH)3:
FeCl3 + 3H2O → Fe(OH)3 + 3HCI
Cơ chế hình thành keo Fe(OH)3:
FeCl3 → Fe3+
+ 3Cl-
Fe3+
+ H2O ⬄ Fe(OH)2+
+ H+
Fe(OH)2+
+ H2O ⬄ Fe(OH)2
+
+ H+
Fe(OH)2
+
+ H2O ⬄ Fe(OH)3 + H+
- Keo vừa tạo thành mang điện tích dương do có lớp ion quyết định thế là FeO+
nên hạt keo mang điện tích dương.
2. Xác định ngưỡng keo tụ của sol Fe(OH)3 bằng Na2SO4
2.1. Pha loãng bằng nước cất
Bảng 1: Bảng khảo sát ngưỡng keo tụ của sol Fe(OH)3 với Na2SO4
Ống số 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Số mL dd Na2SO4 0,01M 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Số mL nước cất 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
[Na2SO4] trước khi trộn
với sol (mN)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
[Na2SO4] sau khi trộn với
sol (mN)
0.17 0.33 0.50 0.67 0.83 1.00 1.17 1.33 1.50 1.67
Làm đục hệ keo? (+/-) - - - - - + + + + +
Chú thích: Ống nghiệm đục (+), ống nghiệm không đục (-).
Công thức tính:
Nồng độ Na2SO4 trước khi trộn với sol (mN): CN trước =
𝐶𝑁0𝑥𝑉0
𝑉
=
0.01𝑥 𝑉0
10
.
Nồng độ Na2SO4 sau khi trộn với sol (mN): CN sau =
𝐶𝑁 𝑡𝑟ướ𝑐𝑥1
6
.
Từ bảng 1 ta thấy ngưỡng keo tụ của Fe(OH)3 bắt đầu từ ống số 6
Nồng độ Na2SO4 trước khi trộn với sol (mN): CN trước =
0.01𝑥 6
10
= 6 (mN)
Ngưỡng keo tụ: γ =
𝐶𝑥𝑉𝑑𝑙
𝑉𝑑𝑙𝑥 𝑉𝑠𝑜𝑙
=
6𝑥1
6
= 1 (mN)
Với:
Vdl: số mL dung dịch chất điện li cho vào dung dịch keo.
C: Nồng độ đương lượng dung dịch chất điện li cho vào.
Vsol: Số mL dung dịch keo dùng để keo tụ.
 Ngưỡng keo tụ của Fe(OH)3 khi dung dịch điện li pha loãng với nước cất
bắt đầu từ ống số 6 với ngưỡng keo tụ từ 1 mN
2.2. Pha loãng bằng dung dịch chất điện li loãng hơn

7. 7
- Từ kết quả của TN trên vậy dung dịch loãng hơn là dung dịch Na2SO4 có nồng
độ 5 mN (ống số 5) và dung dịch đặc hơn là dd Na2SO4 có nồng độ 6 mN (ống
số 6).
- Ta thu được kết quả như sau:
Bảng 2: Bảng khảo sát ngưỡng keo tụ của sol Fe(OH)3 với các nồng độ khác
nhau của Na2SO4
Ống số 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Số mL dd Na2SO4 đặc
hơn (6 mN)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Số mL dd Na2SO4 loãng
hơn (5 mN)
9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
[Na2SO4] trước khi trộn
với sol (mN)
6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 6.8 6.9 7.0
[Na2SO4] sau khi trộn với
sol (mN)
1.02 1.03 1.05 1.07 1.08 1.10 1.12 1.13 1.15 1.17
Làm đục hệ keo? (+/-) - - - - + + + + + +
Chú thích: Ống nghiệm đục (+), ống nghiệm không đục (-).
Nồng độ dung dịch được xác định theo công thức:
C =
𝑪𝟏𝑽𝟏+𝑪𝟐𝑽𝟐
𝑽𝟏+𝑽𝟐
(mN)
Với:
C1,V1: Nồng độ và số mL dung dịch có nồng độ đặc hơn.
C2,V2: Nồng độ và số mL dung dịch có nồng độ loãng hơn.
Ngưỡng keo tụ: γ =
𝐶𝑥𝑉𝑑𝑙
𝑉𝑑𝑙𝑥𝑉𝑠𝑜𝑙
(mN)
Từ các kết quả thí nghiệm trên, ta thấy ngưỡng keo tụ của Fe(OH)3 bắt đầu từ ống
số 5
C =
𝐶1𝑉1+𝐶2𝑉2
𝑉1+𝑉2
=
6𝑥5+5𝑥5
5+5
= 5.5 (mN)
Ngưỡng keo tụ: γ =
𝐶𝑥𝑉𝑑𝑙
𝑉𝑑𝑙𝑥 𝑉𝑠𝑜𝑙
=
5.5𝑥1
1+5
= 0.917 (mN)
Sau thí nghiệm vừa rồi ngưỡng keo tụ được xác định là 0.917 mN chính xác hơn
thí nghiệm trước đó là 1 mN.
❖ Nhận xét
- Qua thí nghiệm trên ta thấy được mối quan hệ giữa nồng độ chất điện ly và
ngưỡng keo tụ. Nồng độ chất điện ly phải đạt đến ngưỡng keo tụ thì mới có sự
keo tụ xuất hiện trong thí nghiệm trên chất điện ly là Na2SO4.
- Ngoài ra các yếu tố khác ảnh hưởng đến quá trình keo tụ là: nhiệt độ, ánh
sáng, thời gian,…
- Các ion có điện tích trái dấu với ion keo mới gây ra sự keo tụ.

8. 8
3. Tác dụng bảo vệ hệ keo của chất cao phân tử
Bảng 3: Bảng khảo sát ngưỡng keo tụ của sol Fe(OH)3 với dung dịch Na2SO4
khi có thêm PVA 1%
Ống số 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Số mL dd Na2SO4 0,01M 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Số mL nước cất 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
Thể tích (mL) PVA 1% 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
[Na2SO4] trước khi trộn
với sol (mN)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
[Na2SO4] sau khi trộn với
sol (mN)
0.14 0.27 0.43 0.57 0.71 0.86 1.00 1.14 1.29 1.43
Làm đục hệ keo? (+/-) - - - - - - + + + +
- Công thức để tính được nồng độ của Na2SO4 trước và sau khi trộn với sol:
Nồng độ Na2SO4 trước khi trộn với sol [Na2SO4]t =
0.01xVNa2SO4
10
Nồng độ Na2SO4 sau khi trộn với sol [Na2SO4]s =
[Na2SO4]tx1
7
Ngưỡng keo tụ: γ =
CxVdl
Vdlx Vsol
=
7x1
1+6
= 1.00 (mN)
- Để xác định chính xác hơn ngưỡng keo tụ ta dùng hai dd có nồng độ loãng
hơn và đặc hơn ở ngưỡng keo tụ để chia nhỏ khoảng nồng độ giữ hai dung
dịch này thành 10 ống nghiệm đánh số từ 1-10 như bảng sau:
Bảng 4: Bảng khảo sát ngưỡng keo tụ của sol Fe(OH)3 với các nồng độ khác
nhau của Na2SO4 khi có thêm PVA 1%
Ống số 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Số mL dd Na2SO4 đặc
hơn (7 mN)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Số mL dd Na2SO4 loãng
hơn (6 mN)
9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
Thể tích (mL) PVA 1% 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
[Na2SO4] trước khi trộn
với sol (mN)
6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 6.8 6.9 7.0
[Na2SO4] sau khi trộn với
sol (mN)
0.87 0.88 0.90 0.91 0.93 0.94 0.96 0.97 0.98 1.00
Làm đục hệ keo? (+/-) - - - - + + + + + +
Chú thích: Ống nghiệm đục (+), ống nghiệm không đục (-).
Nồng độ dung dịch được xác định theo công thức:
C =
𝑪𝟏𝑽𝟏+𝑪𝟐𝑽𝟐
𝑽𝟏+𝑽𝟐
(mN)

9. 9
Với:
C1,V1: Nồng độ và số mL dung dịch có nồng độ đặc hơn.
C2,V2: Nồng độ và số mL dung dịch có nồng độ loãng hơn.
Ngưỡng keo tụ: γ =
𝑪.𝑽𝒅𝒍
𝑽𝒅𝒍.𝑽𝒔𝒐𝒍
(mN)
Từ các kết quả thí nghiệm trên, ta thấy ngưỡng keo tụ của Fe(OH)3 bắt đầu từ ống
số 5
C =
𝐶1𝑉1+𝐶2𝑉2
𝑉1+𝑉2
=
6𝑥5+7𝑥5
5+5
= 6.5 (mN)
Ngưỡng keo tụ: γ =
𝐶𝑥𝑉𝑑𝑙
𝑉𝑑𝑙𝑥 𝑉𝑠𝑜𝑙
=
6.5𝑥1
1+6
= 0.928 (mN)
❖ Nhận xét
- Ngưỡng keo tụ khi có sự xuất hiện của PVA sẽ cao hơn so với dung dịch
không có mặt polymer này nhưng không đáng kể.
- Do tính chất của polymer có khả năng hoạt động bề mặt tốt nên nó bảo vệ hệ
keo ngăn sự gặp mặt của các hạt keo với nhau góp phần làm hạn chế sự keo tụ.
V. CÂU HỎI ÔN TẬP
Câu 1: Trình bày nguyên lý điều chế hạt keo theo phương pháp ngưng tụ và
phương pháp phân tán. Các kỹ thuật điều chế hạt keo dùng trong bài thuộc
nhóm phương pháp nào? Giải thích?
- Điều chế hệ keo theo phương pháp ngưng tụ là tập hợp các nguyên tử, phân tử
hay ion có sẵn trong môi trường lại thành các hạt có kích thước cỡ hạt keo.
- Điều chế hệ keo theo phương pháp phân tán là chia nhỏ vật chất cho đến khi
thu được các hạt có kích thước cỡ hạt keo.
- Trong các bài thí nghiệm thực hiện trên lớp dùng phương pháp ngưng tụ các
hạt keo được tạo thành nhờ các phân tử ion có sẵn trong dung dịch tạo thành
hạt keo rồi lắng xuống đáy.
Câu 2: Về mặt nhiệt động các hệ keo bền hay không bền? Giải thích tại sao
các hệ này có thể tồn tại trong một thời gian dài? Có những cách nào làm bền
hệ keo?
- Về mặt nhiệt động, các hệ keo không bền. Do năng lượng bề mặt riêng tỉ lệ
nghịch với kích thước hạt keo. Nhưng các hạt keo lại có xu hướng liên kết lại
tạo thành hạt keo có kích thước lớn hơn đồng thời giảm diện tích bề mặt riêng
do vậy về mặt nhiệt động hệ keo không bền.
- Các hệ keo thường có tính bền tập hợp rất khác nhau. Một số hệ sống vài giây
sau khi chúng tạo thành, nhưng nhiều hệ keo tồn tại trong thời gian dài. Tính
bền tập hợp phụ thuộc nhiều vào thành phần của môi trường phân tán và có
thể thay đổi nhiều khi đưa vào hệ những lượng rất nhỏ các chất điện phân lạ.
- Có những cách làm bền hệ keo: Trong chuyển động Brown, các hạt keo mang
những năng lượng xác định và có thể va chạm vào nhau. Điều kiện để hệ keo
được bền là phải tăng lực đẩy tĩnh điện (tăng Δo ), làm cho năng lượng chuyển
động Brown luôn luôn nhỏ hơn thế năng Emax của hệ nên xác suất va chạm
vào các hạt keo phải nhỏ. Để làm giảm xác suất va chạm của các hạt keo,
người ta thường sử dụng các phương pháp:

10. 10
+ Tạo cho bề mặt các hạt keo hấp phụ điện tích (làm tăng φo và ζ ). Tăng độ
bền cấu thể và động học.
+ Lõi hạt keo càng nhỏ lực Van der Waals càng nhỏ. Độ bền cấu thể càng lớn.
+ Giữ cho hệ keo có nồng độ nhỏ. Tăng độ bền động học.
+ Thêm vào chất hoạt động bề mặt. Ngăn cản khả năng kết tụ các hạt keo
(tăng độ bền cấu thể).
Câu 3: Trình bày nguyên lí Schulze-Hardy
+ Chỉ có các ion tích điện trái dấu với hạt keo mới có khả năng keo tụ.
+ Các cation gây keo tụ các dung dịch keo có hạt keo âm và các anion gây keo
tụ các dung dịch keo có hạt keo dương.
+ Khả năng gây keo tụ của ion càng lớn khi hoá trị của nó càng cao
+ Đối với một hệ keo cho trước thì khả năng gây keo tụ của các ion cùng hoá
trị tăng theo bán kính ion.
+ Ngưỡng keo tụ tỉ lệ nghịch với điện hóa lũy thừa 6 của ion gây keo tụ:
γ =
𝒌
𝒁𝟔
So sánh kết quả:
- Ngưỡng keo tụ của sol Fe(OH)3 trong bài thí nghiệm trên khi pha loãng chất
điện li Na2SO4 với nước cất theo tỉ lệ có ngưỡng keo tụ lớn hơn khi pha loãng
với chất điện li Na2SO4 có nồng độ khác theo tỉ lệ. Với việc tìm ra được đúng
ngưỡng keo tụ gần đó sẽ giúp cho bài thí nghiệm tìm được ngưỡng keo tụ
chính xác hơn. Nồng độ chất điện li cũng ảnh hưởng đến sự keo tụ, để gây keo
tụ cần đưa chất điện li vào dung dịch keo với nồng độ tối thiểu nào đó gọi là
ngưỡng keo tụ.
- So sánh ngưỡng keo tụ của keo lưu huỳnh hoặc keo AgI khi dùng các chất keo
tụ sau đây:
a) NaCl, KCl, LiCl.
- Theo Schulze-Hardy, khả năng gây keo tụ của một ion càng lớn khi điện hóa
trị của nó càng cao. Những nghiên cứu tiếp sau còn chỉ ra rằng, đối với một hệ
keo cho trước thì khả năng gây keo tụ của các ion có cùng hóa trị tăng theo
bán kính ion.
- Trong cùng một nhóm (Nhóm IA): bán kính nguyên tử tăng dần nên bán kính
các cation tương ứng cũng tăng dần, do đó LiCl < NaCl < KCl.
b) K2SO4, MgSO4, Al2(SO4)3.
- Trong cùng một chu kỳ (chu kỳ 2): Ba ion gây keo tụ là K+
, Mg2+
,Al3+
khác
hóa trị nên ion hóa trị càng cao ngưỡng keo tụ càng nhỏ.
+ Hóa trị: Al3+
> Mg2+
> K+
.
+ Ngưỡng keo tụ: Al2(SO4)3 < MgSO4 < K2SO4.
----------HẾT----------