1. TRƯỜNG ĐẠI HỌC NAM CẦN THƠ
BÀI GIẢNG
HÓA LÝ DƯỢC
TS. Nguyễn Thị Lệ Huyền
Dành cho lớp : DH22DUO01-05
2. HÓA LÝ DƯỢC
- Hóa Lý dược?
Đối tượng nghiên cứu hóa lý dược ?
Giá trị của hóa lý với ngành Dược?
3. HÓA LÝ
Đối tượng nghiên cứu hóa lý ?
Cho đến khi các thành tựu khoa học được hình thành
( thuyết lượng tử, định luật bảo toàn năng lượng, định
luật tuần hoàn của các nguyên tố, lý thuyết cân bằng
trong dung dịch...) người ta chấp nhận 1 định nghĩa
cho môn Hóa Lý như sau :
Hóa lý là 1 môn khoa học tổng hợp, liên ngành:
nghiên cứu mối quan hệ tương hỗ giữa 2 dạng biến
đổi hóa học và vật lý của vật chất, nghiên cứu mối
liên hệ và sự phụ thuộc giữa các tính chất hóa-lý với
thành phần hóa học, với cấu tạo của vật chất, trong
đó bao gồm các nghiên cứu về cơ chế, tốc độ của các
quá trình hóa học và các yếu tố bên ngoài ảnh hưởng
đến các quá trình đó
4. HÓA LÝ
Đối tượng nghiên cứu hóa lý ?
- Không rõ ràng như môn Hóa vô cơ, hóa hữu cơ....
- Là 1 môn khoa học chứa các nội dung học thuật của 2
ngành : hóa học + Vật lý
Nhiều quan điểm cho rằng:
1) Hóa Lý là khoa học ứng dụng các phương pháp vật
lý khác nhau để giải quyết các bài toán «hóa học»
2) Hóa lý là 1 khoa học trung gian nằm ở biên giới của
hóa học và vật lý
3) Hóa Lý là khoa học nghiên cứu các dạng chuyển
động hóa- lý của vật chất...
5. HÓA LÝ
Giá trị của hóa lý với ngành Dược
Các nội dung của Hoá lý là một phần kiến thức cơ
sở cần thiết khi học tập môn:
- Hoá phân tích
- Kiểm nghiệm thuốc
- Chiết xuất dược liệu
- Các môn học thuộc chuyên ngành công nghệ Dược:
sản xuất nguyên liệu làm thuốc, bào chế các dạng
thuốc, nghiên cứu sinh dược học, dược động học
6.
7. Cấu tạo chất
Nhiệt động
hóa học
Động hóa
học và xúc
tác
Điện hóa học
Hóa keo
8. Dựa vào định nghĩa trên, hầu hết các giáo trình hóa lý
thường bao gồm các nội dung sau:
- Cấu tạo chất: nghiên cứu cấu tạo nguyên tử, phân tử và
các trạng thái tập hợp của các chất
- Hóa keo: nghiên cứu về các hệ vi dị thể bằng các quy luật,
định luật của Hóa Lý
- Nhiệt động hóa học: nghiên cứu sự ứng dụng của các
nguyên lý nhiệt động học để khảo sát các hiệu ứng nhiệt
của phản ứng, xác định khả năng tự diễn biến của các
quá trình hóa học, vị trí cân bằng và sự chuyển dịch cân
bằng của các phản ứng hóa học, các quá trình chuyển
pha,v.v....
- Động hóa học và xúc tác: nghiên cứu tốc độ phản ứng và
các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng, đặc biệt của
nhiệt độ, của chất xúc tác, v.v.
- Điện hóa học: nghiên cứu các tính chất của dung dịch
điện ly và các quá trình điện cực
9. MÔ TẢ HỌC PHẦN HÓA LÝ DƯỢC
1. Kiến thức:
+ Trình bày được những tính chất Hóa lý cơ bản về điện
hoá học.
+ Trình bày được quá trình động học của các phản ứng
đơn giản và phức tạp, ảnh hưởng của nhiệt độ tới tốc độ
phản ứng, đặc điểm của phản ứng xúc tác, phản ứng xúc
tác acid- base và xúc tác phân hóa.
+ Nêu được cách điều chế và tinh chế keo, nắm vững
được các tính chất của hệ keo, điều chế và giải thích
được các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền của nhũ dịch,
phân loại và nắm vững được vai trò của các chất hoạt
động bề mặt.
10. MÔ TẢ HỌC PHẦN HÓA LÝ DƯỢC
2. Vận dụng:
Giải thích được cơ chế phát sinh điện thế trên bề mặt
điện cực, rút ra vai trò của việc ứng dụng các phép đo
điện cực trong lĩnh vực dược.
Sử dụng được các dụng cụ phân tích thông thường
trong phòng thí nghiệm.
Vận dụng được kiến thức của học phần vào các môn
chuyên ngành sâu vào đời sống.
11. NỘI DUNG HỌC PHẦN
STT Nội dung Số tiết
1 Giới thiệu HP + Hệ phân tán 1
2 Điều chế - Tinh chế keo 2
3 Tính chất hệ keo 3
4 Độ bền vững và sự keo tụ 3
5 Hệ bán keo , hệ phân tán thô 3
6 Các hiện tượng bề mặt- kiểm tra giữa kỳ 3
12. NỘI DUNG HỌC PHẦN
STT Nội dung Số tiết
7 Sự hấp phụ 3
8 Động học của các phản ứng hóa học 3
9 Xúc tác 3
10 Độ dẫn điện của dung dịch chất điện ly 3
11 Điện cực và pin điện 3
Tổng cộng 30
13. HÌNH THỨC ĐÁNH GIÁ
- Kiểm tra tự học 30% (30 phút, 30 câu trắc nghiệm)
- Bài thi cuối kỳ 50%, trắc nghiệm 50 câu, 60 phút.
-Chuyên cần: 10% (Nghỉ 4 buổi (không phép chính đáng)/10
buổi cấm thi)
-Xung phong phát biểu: 10%, mỗi lần 0,2 đ , max 1đ
14. Để học tập môn Hóa Lý Dược, học viên phải
nắm chắc kiến thức của các môn sau
Toán cao cấp
Vật lý đại cương
Hóa đại cương
14
15. Tài liệu tham khảo
1. PGS.TS Đỗ Minh
Quang, Giáo trình
Hóa lý dược, ĐHYD
TPHCM, 2011( có
trong thư viện
trường DH NCT)
16. 2. Phan Phước Hiển, Lê
Tiến Dũng – Giáo trình
hóa lý- nhà xuất bản nông
nghiệp
Tài liệu tham khảo
17. Tài liệu tham khảo
3. GS.TS.Nguyễn Hữu Phú-
Hóa Lý và Hóa Keo- nhà XB
KH&KT Hà Nội, 2006
18. Tài liệu tham khảo
4. Nguyễn Văn Duệ,
Bài tập hóa Lý, NXB
Giáo Dục VN, 2016
19. Tài liệu tham khảo
5. Nguyễn Đình Huề, Giáo trình
Hóa Lý- tập 1: cơ sở nhiệt động
lực học, NXB Giáo Dục VN,
2012
20. 6. PGS Lê Cộng Hòa, PGS Trần
Văn Liêm-Động hóa học- NXB
Bách Khoa, Hà Nội, 2008
259 trang
Tài liệu tham khảo
21. 7. Ngô Quốc
Quyền- Điện Hóa
Học-NXB Bách
Khoa – Hà Nội,
2013
Tài liệu tham khảo
22. 7. Hóa học, nhiệt động hóa
học, điện hóa học, động hóa
học
PGS. TS. Nguyễn Kim Ngà
TS. Trần Thị Thu Huyền
TS. Đặng Thị Minh Huệ
NXB Bách Khoa Hà Nội
Tài liệu tham khảo
23. Tài liệu tham khảo
8. Lê Minh Cẩm-
Giáo trình thực
hành hóa lý –
NXB đại học sư
pham -2020
24. Chương 1
2
4
HÓA HỌC VỀ TRẠNG THÁI KEO
Hóa keo là môn học vận dụng các quy luật hóa-lý để nghiên cứu các quá
trình hình thành và phân hủy của các hệ keo( hệ phân tán).
Ngày nay hóa keo trở nên một ngành khoa học đóng vai trò quan trọng
trong nền kinh tế quốc dân. Hầu hết mọi lĩnh vực công nghiệp đều sử dụng
các hệ keo và các quá trình hóa keo. Việc điều chế thuốc cũng như chế
biến thực phẩm, sản xuất tơ sợi nhân tạo, vật liệu bôi trơn, thủy tinh màu,
sơn phủ… đều dựa trên các quá trình hóa keo ( sự trương nở, đóng gel,
keo tụ, tạo bọt…).Trong nông nghiệp, công nghiệp dược phẩm, luyện kim,
chế biến dầu mỏ… hóa keo đóng 1 vai trò quan trọng
26. NỘI DUNG
2
6
Khái niệm hệ phân tán
Phân loại hệ phân tán.
• Độ phân tán
• Diện tích bề mặt của hệ phân tán
• Độ ổn định của hệ phân tán keo
• Vai trò của hệ phân tán trong đời sống
27. MỤC TIÊU HỌC TẬP
• Định nghĩa được hệ phân tán, độ phân tán và bề
mặt riêng.
• Phân loại được hệ phân tán và tên của từng loại
hệ phân tán tương ứng.
• Trình bày được quá trình tự xảy ra trong hệ keo
có độ phân tán cao.
• Nêu và giải thích được vai trò của hệ phân tán
trong đời sống.
28. Khái niệm hệ phân tán
HỆ PHÂN TÁN
Định nghĩa
Hệ phân tán là hệ gồm có pha phân
tán phân bố trong môi trường phân
tán. Pha phân tán bao gồm một hay
nhiều chất được phân chia thành
những tiểu phân có kích thước nhất
định phân bố trong môi trường.
29.
30. Những hệ phân tán có kích thước hạt vài micron
được gọi là hệ vi dị thể. Hạt phân tán của hệ này
không nhìn thấy bằng mắt nhưng có thể nhìn rõ
bằng kính hiển vi.
Những hệ có kích thước hạt nhỏ hơn hệ keo
được gọi là hệ siêu vi dị thể, hạt phân tán này
không nhìn thấy bằng kính hiển vi thường.
31. Để dễ tính tóan, thông thường người ta coi hạt
phân tán có dạng hình khối lập phương hoặc hình
cầu kích thước d.
Trong hệ phân tán keo, nếu hạt phân tán có kích
thước đồng nhất thì được gọi là hệ đơn phân tán.
Thực tế, hệ keo là hệ gồm nhiều loại hạt có kích
thước khác nhau vì vậy hệ được gọi là đa phân tán
có kích thước trung bình ḋ
32. Phân loại hệ phân tán
HỆ PHÂN TÁN
Hệ phân tán
Kích thước hạt
Trạng thái tập hợp
các pha
Sự tương tác giữa
các pha
33. PHÂN LOẠI HỆ PHÂN TÁN
Phân loại hệ phân tán theo kích thước hạt
Căn cứ vào kích thước hạt phân tán, người
ta chia hệ phân tán thành 3 loại:
Hệ phân tán phân tử hoặc ion: có kích
thước hạt phân tán < hơn 10-7 cm.
Hệ phân tán keo: có kích thước hạt phân tán
từ 10-7 - 10-5cm.
Hệ phân tán thô: có kích thước hạt phân tán
> 10-5 cm
34. PHÂN LOẠI HỆ PHÂN TÁN
PHÂN LOẠI HỆ PHÂN TÁN
Phân loại hệ phân tán theo kích thước hạt
35.
36. PHÂN LOẠI HỆ PHÂN TÁN
PHÂN LOẠI HỆ PHÂN TÁN
Ví dụ 1: Khi ngưng tụ hơi Natri kim loại trong benzen
, ta thu được hệ phân tán keo natri trong benzen, mỗi
hạt keo là tập hợp gồm nhiều nguyên tử Na.
Ở đây pha phân tán là các tiểu phân keo, mỗi
hạt keo gồm nhiều nguyên tử natri kết hợp lại và
phân tán trong môi trường benzen.
Ví dụ 2: Nếu cho Natri vào nước thì ta thu được hệ
phân tán là dung dịch NaOH. Pha phân tán là ion Na+,
OH-, H+ và môi trường phân tán là nước.
37. PHÂN LOẠI HỆ PHÂN TÁN
Ví dụ 3: Khi cho lưu huỳnh hoà tan trong cồn ta thu
được dung dịch S trong cồn trong suốt, nhưng nếu
dùng nước để pha loãng dung dịch lưu hùynh bão
hòa trong cồn, ta thu được hệ keo gồm các tiểu phân
lưu huỳnh có kích thước của hệ keo hoặc hệ thô phân
tán trong môi trường nước.
Như vậy, khi phân tán một chất vào môi trường
khác nhau, tùy theo trạng thái phân tán mà ta có
thể thu được những hệ khác nhau như: hệ thô,
hệ keo hoặc dung dịch thật.
38. PHÂN LOẠI HỆ PHÂN TÁN
Phân loại hệ phân tán theo sự tương tác giữa
các pha
Hệ keo thuận nghịch
Là những hệ keo mà khi bốc hơi môi trường
phân tán, ta thu được những cắn khô và nếu
những cắn khô này được phân tán trở lại vào
môi trường phân tán cũ thì tạo thành hệ keo.
Ví dụ: như khi phân tán agar, gelatin trong nước
nóng hoặc cao su trong benzen ta thu được
những hệ keo thuận nghịch.
39. PHÂN LOẠI HỆ PHÂN TÁN
Phân loại hệ phân tán theo
sự tương tác giữa các pha
Hệ keo thân dịch
Là những hệ keo mà tiểu phân của các pha
phân tán dễ dàng phân tán và có ái lực mạnh
mẽ với môi trường phân tán, nếu môi trường
phân tán là nước ta có keo thân nước .
Thường keo thân dịch có tính thuận nghịch, ví
dụ keo thạch, agar keo gelatin.
40. PHÂN LOẠI HỆ PHÂN TÁN
Phân loại hệ phân tán theo
sự tương tác giữa các pha
Keo không thuận nghịch
Là những hệ keo khi bốc hơi dung môi, có cắn
khô không trương nở khi tiếp xúc với môi
trường phân tán cũ và không phân tán trở lại
thành hệ keo.
Ví dụ : những keo lỏng của các kim loại, keo AgI
và keo lưu huỳnh trong nước là những keo
không thuận nghịch.
41. PHÂN LOẠI HỆ PHÂN TÁN
Phân loại hệ phân tán
theo sự tương tác giữa các pha
Hệ keo sơ dịch
Là những hệ keo mà tiểu phân của pha phân tán khó
và không có ái lực với môi trường phân tán, nếu môi
trường là nước ta có keo sơ nước . Thường keo sơ dịch
không thuận nghịch như keo lưu huỳnh, keo AgI và
keo kim lọai.
Thường khi tăng nồng độ của pha phân tán, keo
sơ dịch sẽ bị keo tụ còn keo thân dịch dễ trở thành gel.
42. PHÂN LOẠI HỆ PHÂN TÁN
Phân loại theo trạng thái tập hợp của các pha
Ở điều kiện bình thường, vật chất tồn tại ở 3
trạng thái: rắn, lỏng, khí.
Tùy theo trạng thái phân tán của chất phân
tán và môi trường mà ta có thể tạo ra những
hệ phân tán sau: R / L / K
43. PHÂN LOẠI HỆ PHÂN TÁN
Phân loại theo trạng thái tập hợp của các pha
Chất phân tán Môi trường
phân tán
Hệ phân tán Ví dụ
Khí Khí Dung dịch thật Hỗn hợp khí
Lỏng Thô, keo Mây, sương mù, aerosol
Rắn Thô, keo Bụi, khói
Khí Lỏng Thô, keo Nước ga, hệ bọt
Lỏng Thô, keo Nhũ dịch
Rắn Thô, keo Hỗn dịch, hệ keo
Khí Rắn Thô Chất xốp
Lỏng Keo gel
Rắn Keo Hợp kim, đá quý
50. Định nghĩa
r
d
D
2
1
1
ĐỘ PHÂN TÁN
Là đại lượng đặc trưng cho độ
mịn của hệ phân tán, ký hiệu D.
Độ phân tán là nghịch đảo của
kích thước hạt phân tán.
d : kích thước hạt phân tán
r: bán kính hạt.
D : độ phân tán
51.
52. DIỆN TÍCH BỀ MẶT CỦA
HẠT PHÂN TÁN
Đối với dung dịch thực
Với hệ keo và hệ phân tán thô
Trong dd thực, hệ là đồng thể và không có bề
mặt phân chia pha.
Những hệ này được gọi là hệ dị thể và chỉ ở hệ
dị thể mới có bề mặt ngăn cách pha. Với cùng
một khối lượng chất phân tán, nếu hạt phân tán
càng nhỏ thì bề mặt phân chia pha càng lớn.
Ngược lại, kích thước hạt to, bề mặt phân chia
và độ phân tán sẽ bé.
54. Bề mặt riêng của một hệ phân tán
Như vậy bề mặt riêng tỷ lệ nghịch với kích thước
hạt phân tán d, tỷ lệ thuận với độ phân tán D.
Ví dụ : Ta chia một khối lập phương cạnh 1 cm
thành các hạt nhỏ hình lập phương cạnh 0,10
cm, rồi phân tán đều vào môi trường phân tán.
Khi chưa chia nhỏ, hạt độ dài cạnh 1 cm, diện
tích bề mặt riêng là 6 cm2. Khi chia nhỏ mỗi cạnh
thành 0,001 cm thì bề mặt riêng là ?
56. 56
Mối liên quan giữa
kích thước hạt với bề mặt riêng
Khi nghiền nát và
cắt nhỏ thể vật chất Kích thước hạt nhỏ
Bề mặt riêng tăng Độ phân tán tăng
57. ĐỘ ỔN ĐỊNH CỦA HỆ PHÂN TÁN KEO
Hệ keo và hệ vi dị thể có bề mặt phân chia pha
lớn. Ở bề mặt phân chia có một năng lượng tự
do bề mặt G.
Độ lớn của G tỷ lệ thuận với bề mặt phân chia
S và được tính theo biểu thức :
S
G .
: là hệ số phụ thuộc, còn gọi là sức
căng bề mặt
58. ĐỘ ỔN ĐỊNH CỦA HỆ PHÂN TÁN KEO
Lấy vi phân toàn phần biểu thức :
d
S
dS
dG .
.
Mọi quá trình chỉ xảy ra theo chiều giảm năng
lượng tự do : dG < 0
Ở điều kiện không đổi (d = 0), quá trình tự
diễn biến là: Nghĩa là dS < 0.
59. ĐỘ ỔN ĐỊNH CỦA HỆ PHÂN TÁN KEO
Vậy sự giảm năng lượng tự do bề mặt ở đây là giảm bề
mặt phân chia pha, đây là quá trình tự nhiên và tất yếu.
Trong những hệ phân tán dị thể, quá trình tự thu hẹp bề
mặt phân chia pha ( hay giảm diện tích bề mặt ) này thể
hiện ở những hiện tượng :
- Sự keo tụ của hệ keo
- Sự hợp giọt của nhũ tương
- Sự phá vỡ các bọt.
63. 63
Tốc độ lắng tụ của đất sét trong nước
(giả thiết đất sét là hạt hình cầu, đơn phân tán)
Bán kính hạt, µm Tốc độ lắng tụ, см/giây Thời gian hạt lắng tụ trên
1cm
10 3,6·10-2 28 giây
1 3,6·10-4 46,5 phút
0,1 3,6·10-6 77,5 giờ
0,01 3,6·10-8 323 ngày
0,001 3,6·10-10 89 năm
64. ĐỘ ỔN ĐỊNH CỦA HỆ PHÂN TÁN KEO
Muốn giữ cho bề mặt phân chia pha S không đổi (dS
= 0), thì quá trình tự diễn biến là :
dG = S.d < 0, nghĩa là d < 0 , ta phải tìm cách làm
giảm sức căng bề mặt của pha phân tán.
- Vì thế, muốn hệ keo, nhũ tương bền người ta thường
đưa thêm chất họat động bề mặt lên bề mặt phân chia
pha, làm giảm sức căng bề mặt của pha phân tán và
môi trường.
65. VAI TRÒ CỦA HỆ PHÂN TÁN
TRONG ĐỜI SỐNG
Bất kỳ một dạng chế phẩm nào dùng để dự phòng và
điều trị đều là những dạng cụ thể của các hệ phân tán
• Các dạng thuốc tiêm, thuốc nước phần lớn là hệ phân
tán phân tử hoặc ion của dung dịch thật.
• Các dạng nhũ tương, hỗn dịch, cream… là những hệ
phân tán keo vi dị thể hoặc hệ phân tán thô.
66.
67. VAI TRÒ CỦA HỆ PHÂN TÁN
TRONG ĐỜI SỐNG
• Các dạng viên nén, viên nang, viên bao đều là các hệ
phân tán rắn.
• Trong nhóm thuốc tác dụng kéo dài thường là những
hệ phân tán dị thể gồm những hạt tiểu phân hoạt chất
phân tán trong các tá dược cao phân tử, nhằm giải
phóng từ từ dược chất. Hệ phân tán này đã góp phần
quan trọng trong việc kéo dài hiệu quả điều trị của
thuốc.
68. VAI TRÒ CỦA HỆ PHÂN TÁN
TRONG ĐỜI SỐNG
• Các dạng thuốc phun mù, thuốc xịt dưới dạng khí
dung có tác dụng điều trị nhanh và hiệu quả tại chỗ là
do cấu trúc của các thuốc này là hệ pt keo.
69. CÂU HỎI LƯỢNG GIÁ
1. Định nghĩa hệ phân tán và phân lọai.
2. Viết biểu thức xác định độ phân tán và bề mặt riêng.
3. Phân loại hệ phân tán và tên của từng loại hệ phân
tán, mỗi hệ phân tán cho ví dụ cụ thể.
4. Trình bày quá trình tự xảy ra trong hệ keo có độ
phân tán cao.
5. Nêu vai trò của hệ phân tán trong đời sống.
70. CÂU HỎI LƯỢNG GIÁ
Câu 1: Hệ phân tán keo là hệ vi dị thể gồm môi trường phân
tán và các hạt nhỏ kích thước trong khỏang:
A. Từ 10-7 đến 10-5 mm B. Từ 10-7 đến 10-5 µm
C. Từ 10-7 đến 10-5 cm D. Từ 10-7 đến 10-5 dm
Câu 2 : Một tiểu phân dạng khối vuông có kích thước là 1 cm
thì diện tích bề mặt là 6 cm2. Nếu chia tiểu phân trên thành
các khối vuông nhỏ hơn với cạnh 0,01cm thì tổng diện tích bề
mặt là
A.60 m2 B. 600 m2 C. 60 dm2 D. 60 cm2. E. 600 cm2
Câu 3 : Khi phân tán một chất lỏng thành những hạt lỏng nhỏ
phân tán vào không khí ta được
A. Hệ keo lỏng B.Hệ keo khí trong lỏng
C.Nhũ dịch D. Khói bụi
E. Khí dung
71. CÂU HỎI LƯỢNG GIÁ
Câu 4: Khi nghiền một chất rắn thành những hạt nhỏ, thật mịn
và phân tán vào không khí ta được:
A. Hệ keo lỏng B. Sol khí
C. Khí dung D. Bụi
E. Hệ keo khí trong lỏng
Câu 5: Dựa theo trạng thái tập hợp các pha, người ta xếp khói
là hệ phân tán :
A. Rắn/Rắn B. Rắn/L
C. L/R D. L/khí
E. R/khí
Câu 6: Trạng thái tập hợp các pha, người ta xếp hồng ngọc
vào hệ phân tán.
A. Rắn/Rắn B. Rắn/L C. L/R D. L/khí E. R/khí
72. CÂU HỎI LƯỢNG GIÁ
Câu 7: Theo khái niệm về hệ phân tán keo thì nước phù sa
(phần mờ đục không sa lắng của nước trong các dòng sông
là:
a. Dung dịch thật
b. Hệ thô
c. Nhũ dịch
d. Huyền phù
e. Hệ phân tán keo
Câu 8 : Theo tính chất của hệ phân tán keo thì gelatin có tính
chất nào trong những tính chất sau đây:
a. Hệ keo thân nước
b. Hệ keo sơ nước
c. Hệ keo thuận nghịch
d. Hệ keo sơ nước và thuận nghịch
e. Hệ keo thân nước và thuận nghịch
73. CÂU HỎI LƯỢNG GIÁ
Câu 9: Hãy cho biết sữa tươi tiệt trùng thuộc hệ phân tán nào?
a. Hỗn dịch
b. Nhũ dịch
c. Dung dịch phân tử
d. Hỗn nhũ dịch
e. Dung dịch cao phân tử
Câu 10 : Phosphalugel là chế phẩm lỏng dùng chữa trị đau da
dày tá tràng gồm AlPO4, tá dược và nước, hãy gọi tên của chế
phẩm trên:
A. Hỗn dịch B. Nhũ dịch
C. Hỗn nhũ dịch D. Dung dịch
E. Hỗn dung dịch
74. CÂU HỎI LƯỢNG GIÁ
Câu 11: Keo nào sau đây là keo thuận nghịch
a. Keo Fe(OH)3 b. Keo gelatin trong nước
c. Keo lưu huỳnh d. Keo As2S3
e. Keo AgI
Câu 12 : Phân lọai sốt mayonnaise màu trắng đục thuộc hệ
phân tán nào?
a. Hỗn dịch b. Nhũ dịch c. Dung dịch thật
d. Hỗn nhũ dịch e. Dung dịch cao phân tử
Câu 13 : Khi hòa tan muối ăn NaCl vào nước ta được hệ phân
tán nào?
a. Hỗn dịch b. Nhũ dịch c. Dung dịch thật
d. Hỗn nhũ dịch e. Hệ phân tán keo
75. • Câu 14: Xếp theo chiều tăng kích thước
a. Dd NaCl, hệ keo lưu huỳnh, hệ phân tán phân tử
b. Dd NaCl, hệ keo Fe(OH)3, hỗn dịch
c. Huyền phù, hệ keo, hệ phân tán ion
d. Hệ keo, hệ phân tán phân tử, hệ thô
• Câu 15: Xếp theo chiều giảm kích thước
a. Tinh bột trong nước, hệ keo, dd HCl
b. Dd thực, hệ keo, hệ phân tán phân tử
c. Hệ keo, hệ phân tán phân tử, hỗn dịch
d. Dd HCl, hệ keo, hỗn dịch
CÂU HỎI LƯỢNG GIÁ
76. CÂU HỎI LƯỢNG GIÁ
Câu 16: Trường hợp nào sau đây tiểu phân trong hệ phân tán
có thể nhìn thấy & không tan:
a. Hỗn dịch b. Dung dịch
c. Hệ keo d. Hệ đồng thể
77. Chương 1
BÀI 2: ĐIỀU CHẾ -TINH CHẾ HỆ KEO
HÓA HỌC VỀ TRẠNG THÁI KEO
78. MỤC TIÊU HỌC TẬP
Điều chế keo bằng ngưng tụ.
Điều chế keo bằng phương pháp phân tán.
Điều chế keo bằng phương pháp pepti hoá
Điều chế keo bằng phương pháp hoá học.Mỗi
phương pháp cho một ví dụ.
Điều chế keo bằng phương pháp thay thế dung
môi
Nguyên tắc của phương pháp tinh chế keo.
79. • Trình bày và giải thích được tính chất động học của hệ keo.
• Trình bày và giải thích được tính chất quang học của hệ keo.
• Nêu được hiện tượng, bản chất và ứng dụng của sự khuếch tán
ánh sáng của hệ keo
• Trình bày và giải thích được công thức cấu tạo của mixen keo,
cho ví dụ.
• Vẽ và giải thích được cấu tạo lớp điện kép của tiểu phân hạt
keo
MỤC TIÊU HỌC TẬP
80. 2.1. ĐIỀU CHẾ KEO
2.1.1. Định nghĩa
Hệ keo là hệ dị thể gồm các hạt có kích thước từ 10-7-
10-5cm phân tán trong môi trường phân tán và ổn định
trong thời gian sử dụng.
Có hai phương pháp tổng quát để điều chế keo
Phương pháp ngưng tụ.
Phương pháp phân tán.
81. Tóm tắt sơ đồ nguyên tắc điều chế
dung dịch keo
d.10-7 cm
Phân tán
Hạt keo
Ngưng tụ
d.10-5 cm
d: kích thước hạt
82. 2.1.1.1 Phương pháp ngưng tụ
2.1.1.2. Phương pháp phân tán
Là quá trình kết hợp các phân tử hoặc ion có kích
thước nhỏ trở thành kích thước hạt keo.
Là quá trình chia nhỏ các hạt phân tán thô đạt tới kích
thước của hạt keo.
83. Nguyên tắc : là quá trình điều chế keo bằng cách kết
hợp nhiều ion, hay nhiều nguyên tử, phân tử để tạo
thành tiểu phân hệ keo.
10-7cm 10-5cm
DD thật
Hệ thô
Hệ keo
PP ngưng tụ PP phân tán
2.1. ĐIỀU CHẾ KEO
2.1.1.1. Phương pháp ngưng tụ
84. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP NGƯNG TỤ CỤ THỂ
a. Ngưng tụ đơn giản (ngưng hơi kim loại)
Ví dụ: Đun nóng natri đến bốc hơi, cho hơi natri ngưng
tụ trong hơi benzen (làm lạnh). Natri sẽ ngưng tụ thành
các hạt keo phân tán trong môi trường benzen.
Tuy nhiên nếu cho hơi natri ngưng tụ trong môi trường
nước ta có dung dịch NaOH là dung dịch thật không
phải hệ keo theo phản ứng sau :
2 Na + 2 H2O → 2 NaOH + H2 ↑
85. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP NGƯNG TỤ CỤ THỂ
b. Ngưng tụ do phản ứng hóa học
Ngưng tụ do phản ứng trao đổi
AgNO3 + KI → AgI keo + KNO3
Mixen keo có dạng :
[m (AgI).n I- (n-x) K+ ]x-. x K+
Ngưng tụ do phản ứng oxi hoá khử:
H2S + O2 → S (keo) + H2O
Mixen keo có dạng:
[ m(S). nHS–.(n-x) H+]x-. x H+
86. Ngưng tụ do phản ứng thuỷ phân
FeCl3 + 3H2O → Fe(OH)3 keo + 3 HCl
Cấu tạo của Mixen keo:
[mFe(OH)3.nFe+3 (3n-x)Cl–] x+. x Cl–
87. Ví dụ : Điều chế keo AgI theo phản ứng sau
AgNO3 + KI → AgI↓ keo + KNO3
• Nếu nồng độ KI > AgNO3 thì sau phản ứng điều chế,
trong hệ ngoài tủa AgI còn có các ion K+, I- và NO3
- ; Khi đó
nhân rắn hấp phụ ưu tiên I- làm ion tạo thế.
• Ta có hạt keo mang điện âm và mixen keo cấu tạo:
[m (AgI). n I- . (n-x) K+ ] x-. x K+.
Nhân keo, Lớp hấp phụ, Lớp ion đối, Lớp khuếch tán
• Nếu nồng độ KI < AgNO3 thì trong hệ ngoài AgI còn có
các ion Ag+, K+ và NO3-.
Hạt keo sẽ mang điện dương, mixen keo có cấu tạo:
[m (AgI). n Ag+ (n-x) NO3
- ] x+. x NO3
-
88. Ví dụ áp dụng
Viết công thức của mixen keo được tạo thành khi cho
Na2SO4 tác dụng với Ba(NO3)2 trong hai trường hợp.
a. Cho một lượng dư Na2SO4.
b. Cho một lượng dư Ba(NO3)2.
a) [mBaSO4.nSO4
2-.(2n-x)Na+]x-.xNa+
b) [mBaSO4.nBa2+.(2n-x)NO3
-]x+.xNO3
-
89. Ngưng tụ bằng phương pháp
thay thế dung môi
Lưu huỳnh (hoặc nhựa thông-colophan) tan nhiều trong cồn
tuyệt đối, không tan trong nước. Khi hòa tan lưu huỳnh vào
cồn cao độ đến bão ta được dung dịch S/cồn (dung dịch thật).
Thêm một lượng nước vào dung dịch S bão hòa trong cồn, độ
cồn tuyệt đối giảm, lúc này độ tan của S trong dung dịch cũng
giảm. Các phân tử lưu huỳnh tập hợp thành các tiểu phân nhỏ
phân tán trong cồn thấp độ, tạo hệ keo mờ đục => keo lưu
huỳnh
90. Nguyên tắc : Là quá trình điều chế keo bằng cách dùng năng
lượng để chia nhỏ các hạt thô thành hạt keo
Phân tán siêu âm
Phân tán hồ quang
Phân tán cơ học
Phương pháp pepti hóa
2.1. ĐIỀU CHẾ KEO
2.1.1.2. Phương pháp phân tán
PHÂN TÁN
91. a. PHÂN TÁN CƠ HỌC
Thủ công
Máy móc
Nghiền tán các hạt thô trong dụng cụ cối chày
Dùng máy nghiền bi, máy gồm một thùng hình trụ bên
trong có chứa nhiều viên bi rắn. Khi thùng quay, các
viên bi quay theo ma sát va chạm vào thùng và sau
đó rơi đập lên nhau. Để tăng nhanh quá trình phân
tán và cải thiện tốt chất lượng của hệ keo người ta
thường sử dụng máy xay keo.
92.
93. b. PHÂN TÁN BẰNG SIÊU ÂM
Là phương pháp điều chế keo bằng lực phân tán siêu
âm. Tần số dao động Ʋ của siêu âm rất cao ( Khoảng
10 - 30 nghìn lần/ giây).
Năng lượng phá vỡ của siêu âm khá lớn, được tính
theo công thức (E = h.v ).
Phương pháp này có khả năng phân tán được một
số vật rắn có độ bền không lớn lắm như: lưu huỳnh,
nhựa, graphic.
Đặc biệt rất thuận lợi để phân tán các khối dẻo ưa
nước, thành dung dịch loãng trong nước hoặc
các mô mềm như các tổ chức gan, não, thận tạo
thành dịch đồng thể động vật.
94.
95. C. PHÂN TÁN BẰNG HỒ QUANG
Phương pháp này dùng để điều chế keo kim loại
trong dung môi hữu cơ. Pha phân tán là hai thanh
kim loại dùng làm hai điện cực dùng tạo hồ quang.
Đặt vào hai thanh kim loại một điện áp khoảng 110
volt. Đưa hai đầu điện cực lại gần sẽ có hiện tượng
tạo hồ quang, tại tâm hồ quang có nhiệt độ rất cao,
khi đó kim loai bị nóng chảy và thăng hoa trong môi
trường phân tán. Khi môi trường được làm lạnh, pha
phân tán sẽ ngưng tụ thành các hạt keo.
96. d. PHƯƠNG PHÁP PEPTI HÓA
Là phương pháp chuyển một kết tủa trở lại trạng thái
keo do các tác nhân peptid hóa thường là tác nhân hóa
học. Tùy theo nguyên nhân gây ra kết tủa mà sự pepti
hoá sẽ tiến hành theo cách thích hợp :
Nếu kết tủa do hạt keo hấp thụ các ion điện ly tạo
sự keo tụ thì chất peptid hóa phải tách được những
ion đó khỏi kết tủa (rửa tủa bằng nước).
Nếu kết tủa là do các hạt của các chất phân tán
không có những yếu tố bảo vệ (thiếu ion tạo thế,
thiếu chất tạo vỏ solvat) thì phải bổ sung thêm những
yếu tố đó vào hệ.
97. d. PHƯƠNG PHÁP PEPTI HÓA
Giai đọan rửa kết tủa bằng nước
Giai đọan pepti rửa tủa keo bằng chất điện ly
Nếu kết tủa đã hấp thụ ion hoá trị cao hoặc có bán kính
lớn thì lực liên kết hấp phụ khá mạnh; do đó phải rửa
tủa nhiều lần cho đến sạch
FeCl3 + K4[Fe(CN)6] → KFe[Fe(CN)6)] + 3KCl
Ví dụ: khi nhỏ từ từ acid oxalic vào tủa keo xanh phổ
KFe[Fe(CN)6)] thì ta sẽ thu được dung dịch keo xanh phổ. Vì ion
oxalat C2O4
-2 sẽ hấp thụ lên bề mặt hạt keo, các hạt keo trở nên
tích điện bởi các ion C2O4
-2 và sẽ đẩy nhau. Chính các điện tích
cùng dấu này làm các tiểu phân xanh phổ đẩy nhau, giúp các hạt
keo tách ra khỏi tủa.
98.
99. 2.2. TINH CHẾ KEO
Nguyên tắc
- Trong quá trình điều chế hệ keo có chứa nhiều hợp
chất khác nhau, là các ion, chất phân tử lượng thấp.
Những chất này làm cho hệ keo không tinh khiết và
các việc nghiên cứu sau này phức tạp, vì vậy cần
loại đi.
- Phương pháp thông thường để tinh chế keo là
phương pháp thẩm tích. Trong phương pháp này
người ta dùng 1 cái màng có những lỗ nhỏ, đường
kính lớn hơn phân tử ion nhưng bé hơn kích thước
hạt keo.
100. 2.2. TINH CHẾ KEO
2.2.1. Phương pháp thẩm tích thường
Dùng một túi thẩm tích đựng dung dịch keo cần tinh
chế và ngâm vào một chậu nước. Sau một thời gian,
các ion chất điện ly khuếch tán qua màng ra ngăn
ngoài thì cần thay nước mới. Tiếp tục thẩm tích như
thế nhiều lần ta thu được keo tinh khiết.
2.2.1.1. Thẩm tích gián đoạn
103. 2.2. TINH CHẾ KEO
2.2.1.2. Thẩm tích liên tục
Nguyên tắc thẩm tích liên tục được ứng dụng trong
chạy thận nhân tạo, thẩm tích phúc mạc, để loại các
tiểu phân có kích thước nhỏ như (urê, H+) ra khỏi
huyết thanh người bị suy thận hoặc ngộ độc do toan
huyết.
105. 2.2.3. Lọc gel
Gel là thể đông đặc của các hợp chất cao phân tử khi
được tiếp xúc với nước. Các gel dùng để tinh chế hệ
keo có dạng hạt nhỏ hình cầu.
Một số loại gel như : Gel sephadex đó là các
Polydextran, trong đó mạch cacbon thay đổi từ hợp
chất có mạch cacbon thấp đến cao, ví dụ Các Gel
chỉ số từ G10 đến G200.
Để tinh chế keo người ta thường dùng các loại Gel
từ G10 - G25
106.
107. Tiến hành tinh chế keo
- Ngâm gel trong nước cho trương nở, sau đó nạp
gel vào cột, cho dung dịch keo chảy từ trên xuống
dưới với tốc độ nhất định.
- Khi hệ keo chảy qua hệ thống gel, các tiểu phân keo
hay các hợp chất cao phân tử có kích thước lớn,
không chui vào các hạt gel đã trương nở chỉ theo các
khe giữa các hạt gel chảy nhanh xuống dưới.
108. 2.2.4. Phương pháp siêu lọc
Phương pháp này sử dụng màng siêu lọc dày
hơn màng thẩm tích. Màng siêu lọc được chế
tạo từ dẫn xuất của cellulose như acetat
cellulose dày từ 1-2 mm, chịu được áp suất
cao chỉ cho phân tử dung môi, ion và phân tử
nhỏ đi qua còn hệ keo bị giữ lại
109. 2.2.4. Phương pháp siêu lọc
Hệ keo hay dung dịch cao phân tử cần tinh
chế được đưa vào máy lọc, dung dịch được
khuấy nhẹ liên tục nhờ que khuấy. Bình siêu
lọc được nối với máy nén khí để tăng P hoặc
hút chân không.
110. 2.2.4. Phương pháp siêu lọc
Dưới áp lực cao, hệ keo được nén qua màng
siêu lọc để loại bớt dung môi, ion và hợp chất có
phân tử nhỏ, tiểu phân hệ keo sẽ được giữ lại
không qua màng siêu lọc.
111. 2.2.4. Phương pháp siêu lọc
Phương pháp siêu lọc cũng còn được dùng để
cô đặc hệ keo và dung dịch cao phân tử. Ngoài
ra, phương pháp này được dùng trong tinh chế
các chế phẩm ít bền với nhiệt như enzyme
(men) và nội tiết tố
Ứng dụng: viện CNSH đã dùng phương pháp này để cô đặc
enzyme từ dịch chiết củ cải, mướp đắng tạo nguyên liệu cho
sản phẩm Naturenz – gải độc gan
DHG pharma sử dụng pp này để cô đặc và loại muối khoáng từ
tảo spirulina- siêu thực phẩm
113. CÂU HỎI LƯỢNG GIÁ
Câu 2.1. Nêu phương pháp điều chế keo bằng cách
ngưng tụ.
Câu 2.2. Trình bày cách điều chế keo bằng phương
pháp phân tán.
Câu 2.3. Trình bày và giải thích phương pháp điều
chế keo lưu huỳnh bằng cách thay thế dung môi.
Câu 2.4. So sánh sự giống và khác nhau của các
phương pháp điều chế keo
Câu 2.5. So sánh phương pháp thẩm tích và lọc gel.
114. 2.1. Sương mù là hệ phân tán keo có
cấu trúc sau
a. Rắn trong lỏng
b. Lỏng trong rắn
c. Rắn trong khí
d. Khí trong lỏng
e. Lỏng trong khí
115. 2.2. Phương pháp thẩm tích là phương pháp làm
sạch hệ keo bằng cách
a. Các ion hoặc chất đơn phân tử của tạp chất sẽ di
chuyển qua màng thẩm tích do lực khuếch tán
b. Các hạt keo di chuyển qua màng thẩm tích do lực
khuếch tán
c. Các hạt keo sẽ di chuyển qua màng thẩm tích do
áp suất nén
d. Hạt keo di chuyển qua màng thẩm tích do lực hút
của chân không
e. Các tiểu phân keo bị lôi cuốn và làm sạch bởi nước
116. 2.3. Khi bốc hơi Na và ngưng hơi trong dung môi hữu
cơ lạnh ta thu được
a. Nhũ dịch Na trong dung môi hữu cơ
b. Hỗn dịch Na trong dung môi hữu cơ
c. Keo Na trong dung môi hữu cơ
d. Dung dịch NaOH trong dung môi hữu cơ
e. Hệ phân tán thô
117. 2.4. Khi phân tán kim loại Na dưới dạng bột mịn vô
nước ta thu được
a. Keo Na trong nước
b. Hỗn dịch Na trong nước
c. Nhũ dịch Na trong nước
d. Dung dịch NaOH
e. Hệ phân tán thô
118. 2.6. Khói, bụi là hệ phân tán keo có cấu trúc sau:
a. Rắn trong lỏng
b. Lỏng trong rắn
c. Rắn trong khí
d. Khí trong lỏng
e. Lỏng trong khí
2.7. Khi phân tán NaCl vô môi trường benzen ta thu được
a. Nhũ dịch NaCl trong benzen
b. Hỗn dịch NaCl trong benzen
c. Keo NaCl trong benzen
d. Dung dịch NaOH trong benzen
e. Hệ phân tán thô.
119. 1. Viết công thức của mixen keo được tạo thành khi
cho Al2(SO4)3 tác dụng với KOH trong hai trường hợp.
a. Cho một lượng dư KOH.
b. Cho một lượng dư Al2(SO4)3.
120. 1. Phương trình phản ứng:
Al2(SO4)3 + 6KOH → 2Al(OH)3 + 3K2SO4
a. Nếu dư KOH thì mixen keo có dạng
[mAl(OH)3.nOH-.(n-x)K+].xK+
Đây là keo âm
b. Nếu dư Al2(SO4)3 thì mixen keo có dạng
[mAl(OH)3.2nAl3+.(3n-x) SO4
2-].x SO4
2-
Đây là keo dương
121. 1. Viết công thức của mixen keo được tạo thành khi
cho Na2SO4 tác dụng với Ba(NO3)2 trong hai trường
hợp.
a. Cho một lượng dư Na2SO4.
b. Cho một lượng dư Ba(NO3)2.
2. Viết công thức của mixen được tạo thành khi thủy
phân phèn sắt – muối sắt (III) sunfat
122. 1. Phương trình phản ứng:
Na2SO4 + Ba(NO3)2 → 2NaNO3 + BaSO4
a. Nếu dư Na2SO4 thì mixen keo có dạng
[mBaSO4.nSO4
2-.(2n-x)Na+].xNa+
Đây là keo âm
b. Nếu dư Ba(NO3)2 thì mixen keo có dạng
[mBaSO4.nBa2+.(2n-x) NO3
-].xNO3
-
Đây là keo dương
2. Phương trình phản ứng:
Fe2(SO4)3 + 6H2O → 2Fe(OH)3 + 3H2SO4
Mixen có dạng:
[mFe(OH)3.2nFe3+.(3n-x)SO4
2-].xSO4
2-
124. Bài 3
Tính chất của hệ keo
Điện học
Quang học
Động học
Chuyển
động Brown
Khuếch tán
Áp suất
thẩm thấu
Sa lắng
Nhiễu xa
• Tyndal
• Rayleigh
Hấp thụ
Điện di
Điện thẩm
Điện thế
chảy
Điện thế sa
lắng
Thế Zeta
125. 3.1. TÍNH CHẤT ĐỘNG HỌC CỦA HỆ KEO
3.1.1. Chuyển động Brown của hạt keo
Khi quan sát hệ keo dưới kính hiển vi tụ quan nền đen,
người ta thấy những chấm sáng lấp lánh và chuyển
động hỗn loạn theo mọi hướng trong thị trường quan
sát, đó là chuyển động Brown của hạt keo.
Chuyển động Brown không phải do sự xuất hiện của
dòng đối lưu hoặc do sự có mặt của trường lực bên
ngoài mà là chuyển động nhiệt gây ra, theo những
hướng khác nhau bất kỳ. Tùy theo kích thước, hình
dạng hạt keo mà mức độ chuyển động Brown sẽ khác
nhau.
126. 3.1. TÍNH CHẤT ĐỘNG HỌC CỦA HỆ KEO
3.1.1. Chuyển động Brown của hạt keo
Dt
2
2
∆ Trong đó :
∆: quãng đường dịch chuyển
T: thời gian
D: hệ số khuếch tán
Kính hiển vi nền đen xác định ∆ xác định hệ số khuếch tán D
127. 3.1. TÍNH CHẤT ĐỘNG HỌC CỦA HỆ KEO
3.1.2. Sự khuếch tán của hệ keo
Khuếch tán là sự di chuyển của vật chất từ nơi có nồng độ
cao đến nơi có nồng độ thấp, do chuyển động nhiệt.
Sự khuếch tán là quá trình tự diễn biến xảy ra với entropy
tăng và không thuận nghịch
128. 3.1. TÍNH CHẤT ĐỘNG HỌC CỦA HỆ KEO
3.1.2. Sự khuếch tán của hệ keo
dC/dx
S
Sdt
dx
dC
D
dm .
Lượng chất khuếch tán của hệ keo
Trong đó,
dm: lượng khuếch tán
D: Hệ số khuếch tán
dC/dx: gradient nồng
độ
S: diện tích
129. 3.1. TÍNH CHẤT ĐỘNG HỌC CỦA HỆ KEO
3.1.2. Sự khuếch tán của hệ keo
a. Công thức khuếch tán của Fick
Năm 1855, Fick đưa ra định luật thứ 1: Biểu thị
lượng chất khuếch tán (dm) di chuyển qua diện
tích S đặt vuông góc với chiều khuếch tán trong
thời dt gian theo công thức sau:
Lượng chất khuếch tán
Sdt
dx
dC
D
dm .
dm: Lượng chất khuếch tán qua
tiết diện ngang S trong tg dt.
dC/ dx : Gradient nồng độ
D : hệ số khuếch tán.
130. 3.1. TÍNH CHẤT ĐỘNG HỌC CỦA HỆ KEO
3.1.2. Sự khuếch tán của hệ keo
a. Công thức khuếch tán của Fick
Tốc độ khuếch tán
Là lượng chất khuếch tán trong một đơn vị thời gian
dx
dC
S
D
dt
dm
v .
.
Dòng khuếch tán
Là tốc độ khuếch tán qua một đơn vị diện tích. Khi đó dòng
khuếch tán i được viết như sau
.
dX
dC
D
Sdt
dm
i
131. b. Phuơng trình khuếch tán của Einstein
Trong quá trình nghiên cứu, năm 1908 Einstein đã
đưa ra phương trình cho thấy mối liên quan giữa hệ
số khuếch tán D, nhiệt độ môi trường, độ nhớt của
môi trường và kích thước hạt được theo công thức
sau :
r
kT
D
6
D: hệ số khuếch tán
r: bán kính hạt hình cầu
: độ nhớt của môi trường,
k: hằng số phụ thuộc hay hằng số
Boltzmann
132. 3.1. TÍNH CHẤT ĐỘNG HỌC CỦA HỆ KEO
3.1.3. Áp suất thẩm thấu
Áp suất thẩm thấu của một dung dịch keo loãng có thể tính
theo CT sau
RT
v
RT
VN
m
W
.
CRT
RT
V
M
W
.
W: Khối lượng chất tan.
m: Khối lượng của một hạt keo
N: Hằng số Avogadro
(6,023.1023)
W/m: Số lượng hạt keo
W/m.N: Số mol hạt keo.
V: Thể tích dung dịch keo
v: Nồng độ mol hạt keo
C : Nồng độ mol chất tan.
Ở cùng dk nhiệt độ, cùng khối lượng, kích thước hạt càng nhỏ số
hạt tạo ra càng nhiều C keo lớn áp suất thẩm thấu lớn
133. Áp suất thẩm thấu của dung dịch
keo
M: màng bán thấm
A: dung môi
B: dung dịch
134. Đặc điểm thứ nhất của áp suất thẩm thấu
Khi khảo sát hệ keo người ta nhận thấy, áp suất thẩm thấu
của hệ keo rất bé và không hằng định so với dung dịch thực.
Đối với dung dịch thực , Pha phân tán chứa các phân tử
nhỏ hơn rất nhiều so với hệ keo. Do đó cùng nồng độ khối
lượng, dung dịch thực có áp suất thẩm thấu lớn hơn rất
nhiều so với hệ keo.
135. Đặc điểm thứ hai của áp suất thẩm thấu
Áp suất thẩm thấu của hệ keo không hằng định
không bền về mặt nhiệt động học, khi để lâu nồng độ
hạt bị giảm do hiện tượng keo tụ.
Vậy áp suất thẩm thấu của hệ keo thường giảm dần
theo thời gian
Có thể theo dõi độ ổn định của 1 hệ dựa vào áp suất
thẩm thấu
136. 3.1. TÍNH CHẤT ĐỘNG HỌC CỦA HỆ KEO
3.1.4. Sự Sa Lắng
Sự sa lắng là hiện tượng các hạt của hệ phân tán như
(hệ thô, hỗn dịch…) lắng dần xuống đáy do sức hút
của trọng trường.
Những hệ phân tán có kích thước tiểu phân đủ lớn thì
sẽ sa lắng nhanh, khi đó dựa vào phân tích sa lắng, ta
dễ dàng xác định kích thước hạt phân tán.
2
0
2( )
9.
d d g
V r
Trong đó:
V: tốc độ sa lắng của tiểu
phân hạt keo
d: KL riêng của chất pt
do: KL riêng của mt phân tán
g: gia tốc trọng trường
r: bán kính tiểu phân keo
137. 3.1. TÍNH CHẤT ĐỘNG HỌC CỦA HỆ KEO
3.1.4. Sự Sa Lắng
2
0
2( )
9.
d d g
V r
Tốc độ sa lắng v càng nhỏ thì hệ keo càng ổn định
Hệ ổn định:
1. KL riêng pha phân tán d gần với KL riêng của mt
phân tán do
2. Độ nhớt mt phân tán cao ( bằng cách cho thêm chất
tạo nhớt Avicel, HPMC, NaCMC, Carbomer, santhan
gum…)
3. Giảm kích thước r (đk: r< 5 mcr)
138. 3.2. TÍNH CHẤT QUANG HỌC CỦA HỆ KEO
Khi chiếu một chùm ánh sáng vào một hệ phân tán ta
thấy :
• Nếu hệ là dung dịch thực ánh sáng có thể đi xuyên
qua, có thể khúc xạ hoặc phản xạ. Với những hệ vi dị
thể, hệ trở nên đục và hơi thô.
• Còn đối với hệ keo thì ánh sáng bị nhiễu xạ (khuếch
tán) hoặc hấp thụ một phần nào bởi các hạt keo.
Tính chất nhiễu xạ ánh sáng là tính chất quang học
đặc trưng của hệ keo.
139. 3.2.1. Sự nhiễu xạ ánh sáng
Khi chiếu một chùm ánh sáng đi qua hệ keo,
năm 1869 Tyndall đã quan sát thấy một hình nón
sáng lên bên trong hệ keo.
Hình nón sáng lên đó là hiện tượng khuếch tán
hay nhiễu xạ ánh sáng của hệ keo.
3.2.1.1. Hiện tượng nhiễu xạ tyndal
140.
141. 3.2.1. Sự nhiễu xạ ánh sáng
3.2.1.1. Hiện tượng nhiễu xạ tyndal
Thí nghiệm về hiện tượng Tyndall.
Dung dịch
thật, không
có hiện
tượngTynall
Hệ phân tán
keo, có hiện
tượng nhiễu
xạ Tyndall
142. Tương tác giữa kích thước hạt và độ dài sóng
Sự khuếch tán ánh sáng theo phương trình
Rayleigh
143. ĐIỀU KIỆN ĐỂ CÓ NHIỄU XẠ
1. Các hạt keo có kích thước a nằm trong khoảng
từ 10-7 - 10-5 cm trong khi bước sóng của ánh
sáng đơn sắc vùng khả kiến có độ dài sóng từ
4.10-5 - 7.10-5cm.
2. Như vậy, ngay cả tia tím có bước sóng ngắn nhất
= 4.10-5cm cũng lớn hơn kích thước của các hạt
keo, điều này giúp cho sự nhiễu xạ có xảy ra.
(Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng chỉ xảy ra khi a <
½ chiều dài bước sóng ánh sáng tới)
144. PT nhiễu xạ ánh sáng của Rayleigh
Như thế, hạt keo đã trở thành nguồn sáng thứ
cấp phát ra ánh sáng nhiễu xạ. Khi hạt keo gồm
những hạt không dẫn điện, hình cầu, có nồng độ
hạt nhỏ thì cường độ ánh sáng nhiễu xạ tuân
theo phương trình Rayleigh.
0
4
2
2
2
2
2
1
2
2
2
1 .
.
2
I
V
N
n
n
n
n
IKT = 24. 3 sin2 .
Trong đó:
I: cường độ ánh sáng nhiễu xạ
Io: Cường độ ánh sáng tới
n1, n2: chiết xuất pha phân tán và mt pt
: bước sóng của ánh sáng tới
V: thể tích mỗi hạt keo
N: nồng độ hạt keo
145. a. Ảnh hưởng của kích thước hạt keo
Khi hai hạt keo có cùng nồng độ khối lượng,
nhưng tạo ra số hạt khác nhau, do kích thước
hạt khác nhau thì cường độ ánh sáng khuếch tán
của hai hạt tỷ lệ với theo hệ thức:
2
2 3
1 1 1 1 1
2 3
2 2 2 2 2
.
.
I N V N r
I N V N r
Một số hệ quả từ phương trình RayLeigh
146. a. Ảnh hưởng của kích thước hạt keo
- Kích thước hạt càng lớn thì cường độ ánh sáng
nhiễu xạ càng mạnh.
- Cường độ ánh sáng nhiễu xạ tỷ lệ với r3.
Một số hệ quả từ phương trình RayLeigh
147. b. Ảnh hưởng của bước sóng.
Khi chiếu vào hai hệ keo giống nhau những
ánh sáng đơn sắc có khác nhau, cùng cường
độ I0, thì các hệ này khuếch tán ánh sáng cũng
khác nhau.
Khi đó:
3.2.1.3. Một số hệ quả từ phương trình RayLeigh
4
1
4
2
2
1
I
I
I1 = 16 I2.
Neáu 1 = ½ 2
149. 3.3.TÍNH CHẤT ĐIỆN HỌC CỦA HỆ KEO
3.3.1. Thí nghiệm về sự tích điện của hệ keo
3.3.1.1. Hiện tượng điện di hay điện chuyển
150. Sau một thời gian khảo sát ta thấy: ở cực dương
chất điện ly bị vẩn đục, ở cực âm không bị đục
nhưng mực chất lỏng dâng lên một đọan
Hiện tượng này chứng tỏ: hạt keo đất sét (pha
rắn) mang điện âm đã di chuyển về cực dương và
môi trường mang điện tích dương di chuyển về
cực âm do tác dụng của điện trường trái dấu.
Do các hạt mang điện tích chuyển động trong
điện trường nên hiện tượng trên được gọi là hiện
tượng điện di hay còn gọi là điện chuyển .
151. • Ngược với sự di chuyển của các hạt mang
điện tích âm di chuyển về điện cực dương thì
trong thí nghiệm này môi trường phân tán hay
lớp khuếch tán mang điện tích dương di chuyển
về điện cực âm và đây là hiện tượng điện thẩm.
Từ thí nghiệm trên ta nhận xét: hạt keo là những
hạt mang điện tích và có điện tích trái dấu với
môi trường hay lớp khuếch tán.
152.
153. Điện tích tự nhiên của các hạt keo
Điện âm Điện dương
Sulphide kim loại As2S3, CdS Keo hydroxide kim loại
Fe(OH)3, Al(OH)3
Keo kim loại Ag, Au, Pt… Oxide kim loại TiO2
Chất màu acid (cosin, đỏ
congo)
Chất màu base (xanh
methylene)
Hệ keo hồ tinh bột, gum,
gelatin
Hemoglobin
Tế bào sống (tb máu ), tóc
154. Một số hệ keo phụ thuộc vào pH môi trường
• Protein có cấu trúc: -NH2 và –COOH
Tùy thuộc vào pH môi trường mà protein mang 1 điện tích
nhất định
+Ở pH thấp, nhóm NH2 proton hóa tạo NH3
+ protein
mang dt dương
+ ở pH cao, -COOH phân ly thành COO- protein mang dt
âm
pH mà protein trung hòa về điện được gọi là điểm đẳng
điện của protein. Tại điểm này thì hầu như toàn bộ protein
bị keo tụ sử dụng đặc điểm này để keo tụ và tinh chế
protein
155. Ứng dụng điện di trong cuộc sống
Hiệu ứng điện di được ứng dụng trong sản
xuất đồ sứ để làm sạch cao lanh
Al2O3.2SiO2.2H2O khỏi các tạp chất. Các hạt
cao lanh nhỏ tích điện âm lắng đọng trong
thùng chì quay anot, các hạt to hơn và các tạp
chất tích điện dương theo nước chảy ra ngoài.
Điện di còn dc ứng dụng trong các nhà máy
để làm sạch không khí khỏi các bụi, khói….
160. Cấu trúc của tiểu phân hạt keo
3.3.2. CẤU TẠO LỚP ĐIỆN KÉP
161. Thực nghiệm chứng tỏ rằng, bề mặt hạt keo luôn luôn tích điện.
Chính nhờ tính chất đó mà hạt keo được bền vững. Chúng khó va
chạm với nhau để tạo thành các cụm hạt lớn hơn rồi keo tụ.
Mixen bao gồm:
• Nhân: được tạo bởi tổ hợp m phân tử hoặc nguyên tử. Nhân có
cấu trúc tinh thể và không tan trong môi trường phân tán.
• Lớp tạo thế hiệu (lớp hấp phụ): Trên bề mặt của nhân, một số
ion trong dung dịch bị hấp phụ theo quy tắc hấp phụ chọn lọc.
Các ion này gọi là các ion tạo thế.
• Lớp Stern (lớp ion đối): Xung quanh nhân có 1 lớp chất lỏng
của môi trường phân tán thấm ướt bề mặt hạt keo với độ dày .
Lớp chất lỏng luôn bám chắc vào nhân keo khi nhân chuyển
động và được gọi là lớp Stern. Bề mặt của lớp Stern được gọi là
bề mặt trượt. Trong lơp Stern đó, có 1 số ion đối nằm cân bằng
với ion tạo thế hình thành 1 lớp điện tích kép như trên bề mặt
điện cực.
• Lớp khuếch tán: Ngoài bề mặt trượt, còn có 1 số ion đối của ion
tạo thế nằm trong lớp khuếch tán và tạo ra điên thế zeta trên bề
mặt trượt.
162. Ví dụ : Điều chế keo AgI theo phản ứng sau
AgNO3 + KI → AgI↓ keo + KNO3
• Nếu nồng độ KI > AgNO3 thì sau phản ứng điều chế,
trong hệ ngoài tủa AgI còn có các ion K+, I- và NO3
- ; Khi đó
nhân rắn hấp phụ ưu tiên I- làm ion tạo thế.
• Ta có hạt keo mang điện âm và mixen keo cấu tạo:
[m (AgI). n I- . (n-x) K+ ] x-. x K+.
Nhân keo, Lớp hấp phụ, Lớp ion đối, Lớp khuếch tán
• Nếu nồng độ KI < AgNO3 thì trong hệ ngoài AgI còn có
các ion Ag+, K+ và NO3-.
Hạt keo sẽ mang điện dương, mixen keo có cấu tạo:
[m (AgI). n Ag+ (n-x) NO3
- ] x+. x NO3
-
163. Trong đó bb’: Ranh giới bề mặt trượt
0 : Thế nhiệt động học φ (lớp kép)
: Thế điện động học
: Chiều dày lớp kép và khuếch tán
164. C
Z
Const
.
3.3.4. Các yếu tố ảnh hưởng thế điện động học
Vì là điện thế trên bề mặt trượt của hạt keo, nên
nó có tác dụng lớn đến độ bền và sự keo tụ của hệ
keo
3.3.4.1. Ảnh hưởng của chất điện ly trơ
Là chất điện ly không có ion tham gia vào lớp tạo thế.
Điện thế 0 giữa hai pha rắn lỏng không thay đổi. Mối
liên quan giữa chiều dày lớp khuếch tán với điện tích
ion và nồng độ C của ion ở dung dịch theo công thức
sau:
165. Cs+ > Rb+ > NH4
+ > K+ > Na+ > Li+
Cl- < Br- < NO3
- < I-
3.3.4.2. Ảnh hưởng của bán kính ion
Các ion có bán kính lớn giảm mạnh lớp khuếch tán và
làm giảm thế .
Do đó ion có bán kính lớn càng dễ bị hấp phụ mạnh hơn
ion bán kính bé.
166. 3.3.4.3. Ảnh hưởng của chất điện ly không trơ
(dễ bị hấp phụ)
Ion hấp phụ có dấu cùng với ion tạo thế.
Ví dụ: Keo âm AgI, có ion tạo thế nI- với cấu tạo mixen : m(AgI). nI- .
(n-x)K+x- . xK+
Bây giờ thêm vào hệ một lượng dung dịch KI, như vậy là tăng nồng
độ ion chất điện ly không trơ I-. Khi đó nhân hạt keo có thể hấp phụ
thêm một lượng n’I- nữa, do đó mixen có thành phần mới.
m(AgI)(n+n’) I- (n+n’-x)K+x- .x’K+
167. 3.3.4.4. Ảnh hưởng nồng độ hạt và nhiệt độ
• Khi tăng nồng độ hạt keo sẽ làm chiều dày của
lớp khuếch tán giảm, do đo làm giảm .
• Khi pha lõang hệ keo sẽ làm tăng . Khi pha lõang
hệ keo dẫn tới việc khử ion tạo thế, làm giảm thế 0
và thế . Quan hệ giữa 0 và khi pha lõang hệ keo
được xét cụ thể.
168. 3.3.4.4. Ảnh hưởng nồng độ hạt và nhiệt độ
•Khi tăng nhiệt độ, chuyển động của ion tăng, do đó
lớp khuếch tán tăng và thế tăng.
• Tuy nhiên nhiệt độ tăng có thể khử hấp phụ
những ion tạo thế, dẫn tới thế 0 và giảm.
• Tóm lại, khi tăng nồng độ và nhiệt độ của môi
trường sẽ đưa đến thế 0 và giảm, điều này khiến
hệ keo dễ bị keo tụ.
169. CÂU HỎI LƯỢNG GIÁ
Câu 3.1. Giải thích và trình bày tính chất động học của
hệ keo.
Câu 3.2. Giải thích và trình bày tính chất quang học
của hệ keo.
Câu 3.3. Nêu hiện tượng, phương trình và ứng dụng
của sự nhiễu xạ ánh sáng.
Câu 3.4. Vẽ và giải thích cấu tạo lớp điện kép theo
quan niệm của Stern.
Câu 3.5. Trình bày và giải thích công thức cấu tạo của
mixen keo, cho ví dụ.
170. CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM
3.1. Trong kính hiển vi nền đen
a. Ánh sáng được chiếu qua vật khảo sát từ dưới lên
b. Ánh sáng được chiếu qua vật khảo sát từ trên xuống
c. Ánh sáng được chiếu qua vật khảo sát từ góc bên
d. Không dùng ánh sáng chiếu qua vật nên thị trường có nền
đen
e. Vật tự phát sáng trong thị trường đen.
171. CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM
3.2. Khi cắm hai ống nghiệm không đáy vào khối đất sét,
trong có hai điện cực nối với nguồn điện một chiều, sau
một thời gian thấy bên điện cực dương ống nghiệm mờ
đục. Hiện tượng này gọi là :
a. Hiện tượng điện thẩm
b. b. Hiện tượng điện phân
c. Hiện tượng điện môi
d. Hiện tượng điện di
e. Hiện tượng điện ly
172. 3.3. Khi cắm hai ống nghiệm không đáy vào khối đất sét có
hai điện cực nối với nguồn điện một chiều, sau một thời
gian thấy bên điện cực âm, thể tích dịch ống nghiệm tăng.
Hiện tượng này gọi là:
a.Hiện tượng điện thẩm
b.Hiện tượng điện phân
c.Hiện tượng điện môi
d.Hiện tượng điện di
e.Hiện tượng điện hóa
173. 3.4. Mixen là những tiểu phân hạt keo:
a.Chỉ mang điện tích dương (+)
b.Chỉ mang điện tích âm (-)
c.Vừa mang điện tích dương (+) và âm (-)
d.Trung hòa điện tích
e.Không mang điện
174. 3.5. Khi cho 1 lít dung dịch AgNO3 0,005 M tác dụng với 2 lít
dung dịch KI 0,001M ta được keo AgI:
a.Mang điện tích dương (Ag+)
b.Mang điện tích âm (I-)
c.Trung hòa điện tích
d.Mang điện tích âm (NO3
-)
e.Mang điện tích dương (K+)
175. 3.6.Trong cấu tạo của hạt keo, được định danh là
a. Thế hóa học
b. Thế động học
c. Thế nhiệt động học
d. Thế điện học
e. Thế điện động học.
176. 3.7. Thế đóng vai trò quan trọng trong:
a. Việc hình thành điện thế của keo
b. Cân bằng cho hệ keo
c. Bảo vệ keo khỏi bị tác động của môi trường
d. Khỏi bị keo tụ
e. Tất cả đều đúng
177. 4 tính chất động học của keo: chuyển động
Brown, khuếch tán, áp suất thẩm thấu, .....
• A. Sa lắng
• B. Ngưng tụ
• C. Điện ly
• D. Điện di
178. Cấu tạo của mixen keo bao gồm:
A.Lớp ion quyết định thế hiệu, lớp hấp phụ, lớp
khuếch tán
B.Nhân keo, lớp hấp phụ, lớp khuếch tán
C.Tinh thể, lớp hấp phụ, lớp khuếch tán
D.Tinh thể, lớp ion quyết định thế hiệu, lớp khuếch
tán
179. • Điện tích của hạt mixen được quyết
định bởi:
A. Nhân keo
B. Lớp khuếch tán
C. Ion quyết định thế hiệu
D. Ion đối
180. Sự nổi kem hoặc sa lắng của nhũ dịch có
thể giảm đi bằng nhiều cách:
A. Giảm kích thước hạt
B. Giảm sự khác biệt tỷ trọng giữa 2 pha
C. Gia tăng độ nhớt môi trường
D. Tất cả đều đúng
182. MỤC TIÊU HỌC TẬP
• Trình bày và giải thích được độ bền động học của hệ
keo
• Trình bày và giải thích được độ bền tập hợp của hệ
keo.
• Nêu và giải thích được nguyên nhân gây keo tụ.
•Trình bày được ảnh hưởng của điện tích ion tới sự keo
tụ.
• Nêu và giải thích được ảnh hưởng bán kính ion tới sự
keo tụ.
• Giải thích được hiện tượng keo tụ đặc biệt.
183. BÀI 4: ĐỘ BỀN VỮNG VÀ SỰ KEO
TỤ
ĐỘ BỀN VỮNG
Độ bền động học
Độ bền tập hợp
Phương pháp làm
bền
SỰ KEO TỤ
Keo tụ do
chất điện ly
Keo tụ do
các tác nhân khác
Động học
184. 3.1. ĐỘ BỀN VỮNG CỦA HỆ
KEO
Độ bền vững của hệ keo: là sự ổn định và sự bền vững
tạm thời của hệ keo trong một điều kiện nào đó.
Xét về mặt nhiệt động học thì hệ keo không bền do hệ
keo có bề mặt phân cách pha lớn và có năng lượng tự
do bề mặt cao.
185. Sự keo tụ diễn ra theo quá trình lâu dài
Sự keo tụ không phải xảy ra ngay một lúc, mà diễn ra
theo quá trình lâu dài nghĩa là hệ keo vẫn tồn tại trong
một thời gian nào đó, lúc này hệ được coi là tạm bền.
Độ bền của hệ keo là do độ bền động học và độ bền
tập hợp quyết định.
186. Trong hệ keo, các tiểu phân hạt keo luôn chuyển
động hỗn độn theo chuyển động Brown, sự va chạm
này tạo điều kiện cho các hạt tập hợp lại thành hạt
lớn và lắng xuống. Như vậy sự tập hợp là nguyên
nhân trực tiếp dẫn đến phá vỡ độ bền.
3.1. ĐỘ BỀN VỮNG CỦA HỆ KEO
187. 3.1.1. Độ bền động học (tính bền phân bố)
• Chuyển động Brown làm cho các tiểu phân hạt
keo di chuyển mọi hướng.
• Sự khuếch tán là sự di chuyển các tiểu phân tử
nơi nồng độ cao đến nơi nồng độ thấp.
• Sự sa lắng làm cho hạt keo tập trung xuống đáy
bình.
Chuyển động Brown, sự khuếch tán làm cho hạt
keo phân bố đều trong toàn hệ, đây là chyển động
tích cực và giúp hệ keo bền; trong khi sự sa lắng là
làm hệ keo kém bền.
188. 3.1.2. Độ bền tập hợp (độ bền nhiệt động học)
Độ bền tập hợp là quá trình tập hợp các hạt bé
thành hạt lớn tách ra khỏi hệ.
Các tiểu phân hạt keo muốn keo tụ cần di chuyển
đến gần và va chạm để kết hợp lại với nhau.
Khi các hạt keo tiến lại gần nhau có hai lực tương
tác xuất hiện: đó là lực hút phân tử và lực đẩy
tĩnh điện giữa các hạt.
189.
190. 3
const
H
X
3.1.2.1.Lực hút phân tử
Lực hút do tác động giữa khối lượng phân tử của
các tiểu phân hạt keo tạo nên, lực hút này tỉ lệ
nghịch với khoảng cách x giữa hai hạt keo.
Lực hút phân tử được tính theo công thức
H: lực hút phân tử giữa 2 hạt
X: khoảng cách giữa 2 hạt
191. 3.1.2.2. Lực đẩy tĩnh điện
Chỉ xuất hiện ở khoảng cách gần, khi lớp khuếch
tán của các hạt keo bắt đầu xen phủ vào nhau, lực
đẩy điện giảm dần theo khoảng cách càng xa.
Lực đẩy tĩnh điện phụ thuộc cả vào thế nhiệt động
o và thế điện động học của hệ keo. Lực đẩy tĩnh
điện phụ thuộc vào khoảng cách x theo hàm số
mũ như sau:
192. Công thức lực đẩy tĩnh điện
Đ = k.e-B.x
k, B là những hằng số phụ thuộc vào bản chất hệ
keo.
Trong vật lý qui ước:
- Lực đẩy mang dấu dương
- Lực hút mang dấu âm
Gọi U là năng lượng tương tác : U = Đ – H
• Nếu U > 0 lực đẩy > hơn lực hút, hạt đẩy nhau.
• Nếu U < 0 lực đẩy < lực hút, hạt hút.
193. Gọi Umax là năng lượng tương tác cực đại của hệ,
lực đẩy điện giữa 2 hạt lớn nhất .
- U < Umax thì lực đẩy bé, hệ có độ bền tập hợp
lớn (Hệ tương đối bền).
- Khi các hạt va đập mạnh U > Umax xảy ra va
chạm hiệu quả, các hạt nhập lại thành hạt lớn.
Vậy muốn cho hệ keo bền vững thì va chạm
nhỏ và năng lượng tương tác va chạm phải nhỏ
hơn Umax.
194. 3.1.3. Phương pháp làm cho hệ keo bền
Muốn làm cho hệ keo bền vững, phải tăng lực
đẩy điện, làm giảm xác suất va chạm có hiệu
quả của các hạt keo, cụ thể:
Tạo cho bề mặt các hệ keo hấp phụ điện tích
để có thế 0 và lớn.
Giữ cho hệ keo có nồng độ hạt nhỏ.
Tạo bề mặt hạt keo hấp phụ chất bảo vệ,
khiến bề mặt thấm ướt tốt.
Chất bảo vệ thường dùng để hệ keo bền là
chất hoạt động bề mặt, dung dịch chất cao
phân tử.
196. 3.2. SỰ KEO TỤ
Keo tụ là quá trình các hạt keo sát nhập lại với
nhau thành hạt lớn lắng xuống. Khi các hạt
chuyển lại gần nhau, khoảng cách x giảm dần thì
năng lượng hút H tăng.
Tương quan giữa năng lượng đẩy và hút quyết
định giá trị năng lượng tương tác
197. Khi U = Umax nghĩa là hạt keo va chạm với năng
lượng đủ lớn vượt qua thế năng tương tác, lúc đó
lực hút thắng lực đẩy, các hạt nhập lại thành hạt
lớn sa lắng xuống, sự keo tụ đã xảy ra.
Như vậy, những yếu tố làm giảm giá trị 0 và đều
có khả năng gây keo tụ.
Thực tế có nhiều yếu tố như : nồng độ các tiểu
phân hạt, nhiệt độ, tác động cơ học, sự hiện diện
chất điện ly đều có khả năng dẫn đến keo tụ.
Trong quá trình gây keo tụ, quan trọng nhất là
sự keo tụ do chất điện ly
198. 3.2.1.Keo tụ do chất điện ly
3.2.1.1.Keo tụ do sự trung hòa điện tích
• Là trường hợp chất điện ly thêm vào có khả
năng làm giảm điện tích của lớp ion tạo thế .
• Lúc này các ion điện ly có điện tích trái dấu, hấp
phụ vào hạt keo, trung hoà một phần điện tích,
điều này làm giảm thế .
• Kết quả Umax giảm, có khi Umax → 0; các hạt keo
đến gần nhau, U < 0 lực hút mạnh hơn lực đẩy và
keo tụ xảy ra.
199. C
Z
const
.
2
3.2.1.2. Keo tụ do nồng độ chất điện ly
Khi thêm chất điện ly trơ vào hệ, chiều dày của
lớp khuếch tán giảm, làm thế giảm, như thế hệ
keo dễ bị keo tụ.
Khi nồng độ C tăng thì thế giảm, dẫn đến lực
đẩy điện giảm, hạt keo dễ nhập lại với nhau gây
keo tụ.
200. 3.2.1.3. Ngưỡng keo tụ của chất điện ly
Là nồng độ tối thiểu của chất điện ly đủ để gây
ra hiện tượng keo tụ rõ rệt. ký hiệu , là
mmol/lit
1000
CV
C: Nồng độ của dung dịch
điện ly (mol/l)
V: thể tích của dung dịch
chất điện ly (ml)
: thể tích của dung dịch
keo (ml)
201. 6
Z
a
3.2.1.3. Ngưỡng keo tụ của chất điện ly
Qui tắc Sunze Hardi
Chỉ những ion điện tích trái dấu với điện tích hạt
keo mới có khả năng gây keo tụ. Điện tích của ion
gây keo tụ càng lớn thì khả năng gây keo tụ càng
mạnh và ngưỡng keo tụ nhỏ.
a: Hệ số phụ thuộc mỗi hệ keo
Z : điện tích của ion gây keo tụ
202. Ví dụ: Khi gây keo tụ hệ keo âm As2S3 bằng các muối
KCl, CaCl2 và AlCl3 . Trong đó các cation gây keo tụ lần
lượt K+, Ca+2, Al+3. Điện tích Z của các cation lần lượt là
1, 2 và 3.
Số liệu thực nghiệm cho thấy ngưỡng keo tụ của các
cation tỉ lệ nghịch với điện tích của ion. Khảo sát sự
keo tụ của hệ keo âm As2S3 bởi các muối clorua người
ta thu được kết quả sau:
Chaá
t ñieä
n ly KCl CaCl2 AlCl3
(milimol/lit) 49,5 0,65 0,093
Biểu thị theo đơn vị 532 7,0 1
:
:
: 3
2
Al
Ca
K
= 532 : 7,0 : 1
203. VD 1: Xác định ngưỡng keo tụ của dung dịch điện ly
K2Cr2O7 nồng độ 0,01M đối với keo nhôm. Biết rằng
để keo tụ 1 lít keo đó phải thêm vào một lượng chất
điện ly là 0,0631 lít.
VD 2: Ngưỡng keo tụ của Al2(SO4)3 đối với keo
As2S3 là = 96.10-6 kmol/m3. Hỏi cần bao nhiêu ml
dung dịch Al2(SO4)3 nồng độ 0,01 kmol/m3 để keo tụ
0,1 m3 dung dịch keo As2S3 nói trên.
1000
CV
204. VD 1: Xác định ngưỡng keo tụ của dung dịch điện ly
K2Cr2O7 nồng độ 0,01M đối với keo nhôm. Biết rằng
để keo tụ 1 lít keo đó phải thêm vào một lượng chất
điện ly là 0,0631 lít.
Giải
C.V 0,01.0,0631
.1000 .1000 0,631(mmol / lit)
1
1000
CV
205. VD 2: Ngưỡng keo tụ của Al2(SO4)3 đối với keo As2S3
là = 96.10-6 kmol/m3. Hỏi cần bao nhiêu ml dung
dịch Al2(SO4)3 nồng độ 0,01 kmol/m3 để keo tụ 0,1 m3
dung dịch keo As2S3 nói trên.
6 3
6
6 6 3
C.V
.1000
0,01.V
96.10 .10 .1000 V 960ml
0,1.10
Cach
C.V
0,01.V
96.10 . V 960.10 m
0,1
206. VD 3: Viết công thức cấu tạo của mixen keo được tạo
thành khi cho K2SO4 tác dụng với BaCl2 trong hai
trường hợp.
a. Cho một lượng dư K2SO4.
b. Cho một lượng dư BaCl2.
c. Các chất điện ly dưới đây gây keo tụ như thế
nào đối với các dung dịch keo nói trên: Al(OH)3;
Na3PO4.
Giải
207. Phương trình phản ứng:
K2SO4 + BaCl2 = 2KCl + BaSO4
a. Nếu dư K2SO4 thì mixen keo có dạng
{mBaSO4.nSO4
2-.(2n-x)K+}.xK+
Đây là keo âm
b. Nếu dư BaCl2 thì mixen keo có dạng
{mBaSO4.nBa2+.(2n-x)Cl-}.xCl-
Đây là keo dương
c. Các chất gây sự keo tụ
Với hạt keo {mBaSO4.nSO4
2-.(2n-x)K+}.xK+ thì chất gây
keo tụ tốt nhất là Al(OH)3 vì đây là keo âm nên ion trái dấu
với nó sẽ quyết định khả năng keo tụ. Ion Al3+ có điện tích
cao hơn so với ion Na+.
Với hạt keo {mBaSO4.nBa2+.(2n-x)Cl-}.xCl- thì chất gây keo
tụ tốt nhất là Na3PO4 vì đây là keo dương nên ion trái dấu
với nó sẽ quyết định khả năng keo tụ. Ion PO4
3- có điện
tích cao hơn so với ion OH-.
208. 3.2.1.4. Ảnh hưởng bán kính ion chất điện ly
• Khi keo tụ các hệ keo âm trong nước bằng các
cation cùng điện tích, cation có bán kính càng lớn
thì ngưỡng keo tụ càng nhỏ.
• Hiện tượng này là do ion có bán kính lớn được
hấp phụ mạnh hơn ion có bán kính nhỏ.
• Khả năng keo tụ của một số cation đã được xác
nhận bằng thực nghiệm theo thứ tự sau:
Cs+ > Rb+ > NH4
+ > K+ > Na+ > Li+
Với anion người ta cũng tìm được dãy sau:
Cl- < NO3
- < Br- < I-
209. 3.2.2. Một số hiện tượng keo tụ khác
3.2.2.1. Keo tụ do thay đổi nhiệt độ
Tăng nhiệt độ: khi đun nóng hệ keo, sẽ làm
chuyển động Brown tăng lên. Lúc đó lớp điện ly
hấp phụ và lớp phân tử chất bảo vệ giảm, làm
cho xác suất va chạm giữa các hạt tăng có hiệu
quả, điều này giúp sự keo tụ dễ xảy ra.
Giảm nhiệt độ: Khi giảm dần nhiệt độ đến mức
làm cho hệ kết tinh, dung môi cũng kết tinh
trước. Nồng độ hạt keo và nồng độ chất điện ly
tăng lên, cả hai yếu tố trên đều đưa tới khả năng
dễ keo tụ.
210. 3.2.2.2. Keo tụ do tác động cơ học
Một số trường hợp khi khuấy trộn mạnh cũng có
thể gây keo tụ hệ keo.
Thực nghiệm cho thấy sự khuấy trộn mạnh có
thể làm giảm liên kết giữa lớp phân tử bảo vệ với
bề mặt hạt keo, các hạt keo dễ tác động với
nhau, trong chừng mực nào đó dễ gây keo tụ.
211. 4.2.2.3. Keo tụ đặc biệt
Khi gây keo tụ bằng những ion có hóa trị cao
như: Fe+3, Al+3, Th+4, PO4
-3 hoặc những ion hữu cơ
có khả năng hấp phụ được như ion các chất màu,
các alcaloit …
Thoạt đầu, khi thêm dần chất điện ly vào một
hệ keo, ta thấy hệ bền. Sau đó trong một khoảng
nồng độ của chất điện ly khi thêm vào hệ sẽ bị keo
tụ. Tiếp theo hệ lại bền rồi cuối cùng lại keo tụ.
212. 3.2.2.4. Keo tụ do hỗn hợp chất điện ly
Hiện tượng keo tụ kết hợp
Khả năng gây keo tụ của ion muối trong hỗn
hợp vẫn giữ nguyên như khi chúng tác dụng
riêng rẽ.
Ví dụ: Hỗn hợp KCl + KNO3 gây keo tụ dương
(K+),
Hỗn hợp NaCl + KCl tạo keo tụ âm (Cl-)
213. Hiện tượng keo tụ hỗ trợ
Hỗn hợp các ion keo tụ có tính chất hỗ trợ
nhau thì lượng ion cần lấy ít hơn, khi chúng
tác dụng riêng rẽ.
Ví dụ: Hỗn hợp LiCl + CuCl2 sẽ hỗ trợ nhau để
gây keo tụ keo HgS.
214. Hiện tượng keo tụ cản trở
Hỗn hợp các ion keo tụ lấy phải nhiều hơn số
lượng gây keo tụ riêng lẻ.
Ví dụ: Khi dùng MgCl2 để gây keo tụ keo As2S3 ,
nếu có mặt muối LiCl thì ngưỡng keo tụ của
MgCl2 tăng 2-3 lần so với bình thường.
Cơ chế những hiện tượng này rất phức tạp và
phụ thuộc nhiều yếu tố.
215. 4.2.2.5. Keo tụ tương hỗ hai hệ keo
Là sự keo tụ khi trộn hai hệ keo tích có điện trái
dấu vào nhau để có thể gây ra keo tụ
Ví dụ: trong nước phù sa có keo silic mang điện
tích âm, khi xử lý nước bằng phèn là tạo keo
dương Al(OH)3 để gây sự keo tụ phù sa có trong
nước, điều này giúp nước trở nên trong hơn.
216.
217.
218.
219.
220.
221. 4.2.3. Động học của sự keo tụ
Sự keo tụ là sự sát nhập của các hạt keo nhỏ
nhập lại với nhau thành hạt lớn.
Phương trình động học của sự keo tụ là pt động
học của phản ứng bậc hai
222.
223.
224.
225. 1. Trình bày độ bền động học của hệ keo
2. Trình bày độ bền tập hợp của hệ keo.
3. Giải thích nguyên nhân gây ra keo tụ.
4. Nêu các yếu tố ảnh hưởng đến sự keo tụ.
5. Trình bày ảnh hưởng điện tích ion tới sự keo tụ.
6. Nêu và giải thích ảnh hưởng của bán kính ion
tới sự keo tụ.
7. Giải thích hiện tượng keo tụ đặc biệt.
CÂU HỎI LƯỢNG GIÁ
226. CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM
3.1. Độ bền vững của hệ keo phụ thuộc:
a. Kích thước tiểu phân hạt keo
b. Tính tích điện của hệ keo
c. Khả năng hydrat hóa các tiểu phân hệ keo
d. Nồng độ tiểu phân các hạt keo
e. Tất cả đều đúng
227. 3.2. Khi cho 1lít dung dịch FeCl3 0,002 M tác dụng với 2
lít dung dịch KOH 0,004M ta được keo
a. Mang điện tích dương (K+)
b. Mang điện tích âm (OH-)
c. Trung hòa điện tích
d. Mang điện tích âm (Cl-)
e. Mang điện tích dương (Fe3+)
228. 3.3. Keo AgI được điều chế bằng
a.Phương pháp thay thế dung môi
b.Ngưng tụ bằng phản ứng oxy hóa khử
c.Phương pháp ngưng tụ do thủy phân
d.Phân tán bằng cơ học
e.Ngưng tụ bằng phản ứng trao đổi
229. Viết công thức của mixen keo được tạo thành khi cho
FeCl3 tác dụng với Ba(OH)2 trong hai trường hợp.
a. Cho một lượng dư Ba(OH)2.
b. Cho một lượng dư FeCl3.
c. Các chất điện ly dưới đây gây keo tụ như thế
nào đối với các dung dịch keo nói trên: AlCl3, Ca(OH)2 và
KI? Tại sao?
230. Viết công thức của mixen keo được tạo thành khi cho Fe2(SO4)3
tác dụng với NaOH trong hai trường hợp.
a. Cho một lượng dư Fe2(SO4)3.
b. Cho một lượng dư NaOH.
c. Các chất điện ly dưới đây gây keo tụ như thế nào đối với
các dung dịch keo nói trên: Li3PO4, KI và CsNO3? Tại sao?
231. 4.2. Theo kết quả về ngưỡng keo tụ của một số chất điện ly ta có tỷ số ngưỡng keo tụ của các
ion sau :
:
: 3
2
Al
Ca
K
= 532 : 7 : 1. Nếu khi đông tụ một hệ keo mang điện tích âm bằng
dung dịch AlCl3 có nồng độ sử dụng là 0,5 mM. Vậy khi sử dụng dung dịch CaCl2 thì cần
dùng bao nhiêu mM?
a. 532 mM
b. 7 mM
c. 3,5 mM
d. 2 mM
e. 1 mM
232. Những phương pháp nào sau đây làm cho hệ
keo bền vững
a. Tạo cho bề mặt các hệ keo hấp phụ điện
tích để có 0
b. Pha loãng hệ keo để có thế lớn
c. Giữ cho hệ keo có nồng độ hạt nhỏ.
d. Tạo bề mặt hạt keo hấp phụ chất bảo vệ,
khiến bề mặt thấm ướt tốt.
e. Tất cả đều đúng.
234. MỤC TIÊU HỌC TẬP
1.Trình bày được khái niệm về hệ bán keo và cho ví dụ
hệ bán keo điển hình.
2. Nêu được những điểm giống và khác nhau về độ
bền động học của hỗn dịch và nhũ tương.
235. 235
Hệ bán keo
Định nghĩa
Phân loại xà phòng
Trạng thái hoạt động của
xà phòng trong nước
Ứng dụng của dung dịch
xà phòng
236. Định nghĩa: Hệ bán keo là những hệ phân tán của
các tiểu phân trong môi trường lỏng, trong hệ bán
keo có thể tồn tại cân bằng động sau :
4.1. HỆ BÁN KEO
Dd thực↔ Dung dịch mixen ↔ Gel
• Tăng nồng độ, cân bằng chuyển về phía phải.
• Tăng nhiệt độ, cân bằng chuyển dịch về phía trái.
• Nếu thay đổi pH hoặc đưa vào hệ một chất điện
ly thích hợp, cũng làm chuyển dịch cân bằng.
237. Có thể tồn tại những dạng hạt chủ yếu sau:
• Những phân tử trung hòa.
• Ion
•Tập hợp các phân tử trung hòa tạo ra mixen.
Các hệ bán keo gặp nhiều trong kỹ thuật nhuộm
màu, thuộc da, giấy vải và tổng hợp hữu cơ.
Hệ bán keo điển hình là dung dịch của xà phòng
trong nước
239. Chất hoạt động bề mặt
Tự nhiên Nhân tạo
Lecithin, abumin
Dễ nhiễm khuẩn
Chất HDBM
lưỡng tính
Chất HDBM ion
hóa
Chất HDBM
không ion hóa
Chất HDBM
cation
Amoni bậc 4
Muối
amine
Chất sát
khuẩn
Chất HDBM
anion
Carboxylate Sulphate Sulphonat
Span Tween E
p
240. 4.1.1. Phân loại xà phòng
a. Xà phòng hoạt tính anion
Là những xà phòng có gốc hoạt động là anion.
- Xà phòng kim loai hóa trị 1: đó là xà phòng muối
hóa trị I của ion Na+, K+ hoặc là amoni NH4
+
của các acid stearic, acid pamitic, acid oleic.
- Xà phòng có cation hóa trị cao (2, 3) (Ca+2, Mg +2,
Al+3, Fe+3). Những xà phòng này ít tan trong
nước, tan nhiều trong hydrocacbua lỏng.
- Xà phòng trong phân tử có chứa gốc SO3
- : do
gốc SO3
- là gốc acid mạnh nên xà phòng loại
này có thể tan cả trong môi trường axit và đặc
biệt trong nước cứng.
VD : Xà phòng natri isobutyl naphtalin sunfonat.
241. Chất hoạt động bề mặt anion phổ biến nhất
là xà phòng.
natri lauryl sulfate (SLS) và natri laureth
sulfate (SLES).
Các chất hoạt động bề mặt anion cũng
tạo bọt và tạo ra nhiều bọt, và tỷ lệ gây kích
ứng cao
247. Metallic Soaps
Metallic soaps include salts made from fatty
acids, especially stearin . Often metallic
soaps are referred to as all-rounders , as
they are used in many different applications
and offer many benefits:
248. b. Xà phòng hoạt tính cation
Ví dụ: Chlohydrat octadecanoate amin
C18H37NH3Cl khi phân ly cho gốc xà phòng là
cation C18H37NH3
+.
Loại này dùng để bảo vệ keo dương và để tạo ra
các bề mặt tích điện dương bằng cách cho hấp
phụ các cation này.
R-(CH2)n-COONH3
+Cl-
R-(CH2)n-COO-Na+
249. c. Xà phòng không phân ly thành ion
• Đây là loại xà phòng do phản ứng ester giữa
acid béo dây cacbon dài acid stearic và rượu đa
chức propantriol để tạo thành sản phẩm
monoester, diester và triester.
• Trong nước các xà phòng này không phân ly
thành ion, nhờ có nhóm ưa nước nên chúng tan
được trong nước.
• Loại này thường được dùng làm chất nhũ hóa
tạo môi trường trung tính, thường dùng trong mỹ
phẩm.
254. 4.1.2. Trạng thái hoạt động của xà phòng trong nước
Mixen xà phòng
Ở một nhiệt độ xác định, khi nồng độ xà phòng đạt
tới một giá trị xác định, thì trong hệ bắt đầu tạo ra
các mixen xà phòng. Nồng độ tạo mixen được gọi là
nồng độ tới hạn. Mixen xà phòng có hai dạng : dạng
cầu và dạng phiến.
Cth nhỏ, mixen xà phòng có dạng hình cầu.
Các phân tử chất HĐBM quay nhóm hydrocacbua
vào nhau và nhóm có cực ưa nước ra ngoài.
mixen chứa khoảng 50 phân tử xà phòng.
255. • Nếu tăng nồng độ dung dịch xà phòng quá Cth của
mixen cầu, bắt đầu có quá trình chuyển dạng mixen từ
dạng mixen cầu sang dạng mixen bản.
• Các mixen xà phòng cũng có thể tạo ra lớp điện tích
khuyếch tán, do đó cũng mang điện thế ξ xác định.
• Ở nồng độ cao, dung dịch xà phòng cũng tạo gel như
mọi hệ keo ưa lỏng khác.
256. 1 1 256
4.1.3. Ứng dụng của dung dịch xà phòng
• Dd xà phòng được sử dụng làm chất bảo vệ
keo, ổn định nhũ tương, chất tạo bọt.
• Trong công nghiệp và đời sống: tính chất tẩy
rửa là do khả năng thấm ướt và loại các vết bẩn
khỏi vải vóc quần áo, do tạo ra những lớp hấp
phụ bền trong các bọt và vì vậy các bọt giữ
được các chất bẩn đó.
257. 4.1.3. Ứng dụng của dung dịch xà
phòng
Một số chất tẩy rửa (detergent) còn có khả năng
hòa tan các protit, lipit, carotenoit… làm bất
hoạt các virut, các độc tố vi khuẩn và có tính sát
khuẩn mạnh.
• Do vậy chúng được dùng để điều chế các
thuốc sát khuẩn, khử trùng, những chế phẩm
mỡ dùng ngoài da chống nấm, các nhũ tương
dầu thuốc.
262. MỤC TIÊU HỌC TẬP
1. Trình bày được nhũ tương, phân loại và cách nhân
biết nhũ tương.
2.Trình bày được đặc điểm của chất nhũ hóa, các loại,
cơ chế tác dụng và ứng dụng của chúng.
3. Nêu được những điểm giống và khác nhau về độ
bền động học của hỗn dịch và nhũ tương.
4. Trình bày được keo khí, vai trò và ứng dụng trong
đời sống.
263. HỆ PHÂN TÁN THÔ
Nhũ tương (Emulsions)
Là những hệ phân tán gồm những hạt của một chất lỏng
(không tan) phân tán trong một chất lỏng khác.
• Cả hai chất lỏng tạo ra nhũ tương không hoặc ít tan vào
nhau.
• Để phân tán 1 chất lỏng vào môi trường lỏng khác bền,
thì cần đưa vào hệ chất ổn định gọi là chất nhũ hóa.
• Tỷ trọng của 2 pha lỏng này càng gần nhau thì nhũ
tương càng bền và ít tách lớp.
264. Phân loại nhũ tương
a. Theo pha và môi trường phân tán
• Nhũ tương dầu trong nước (D/N)
• Nhũ tương nước trong dầu (N/D)
• Nhũ tương kép
• Siêu nhũ tương
265.
266. a. Theo pha và môi trường phân tán
Nhũ tương dầu trong nước: pha phân tán là dầu,
môi trường phân tán là nước. Ký hiệu D/N.
Nhũ tương nước trong dầu: pha phân tán là
nước, môi trường phân tán là dầu. Ký hiệu N/D
267. a. Theo pha và môi trường phân tán
Vd 1: Dầu khoáng 500 ml.
Gôm (bột rất mịn) 125 g.
Siro 100 ml.
Vanillin 40 mg.
Nước tinh khiết vừa đủ 1000 ml.
1. Cho biết đây là nhũ tương gì ? Vì sao ?
2. Trình bày cách điều chế nhũ tương trên ?
268. a. Theo pha và môi trường phân tán
VD 2: Dầu thầu dầu 30g.
Gôm 10g.
Tinh dầu bạc hà 3giọt.
Nước cất vđ 100ml.
1. Cho biết đây là nhũ tương gì? Vì sao?
2. Trình bày cách điều chế nhũ tương trên?
269. b. Theo nồng độ của pha phân tán:
Nhũ tương loãng : đó là những nhũ tương có
nồng độ pha phân tán nhỏ hơn 1%. Khi đó hạt
nhũ tương nhỏ, hình cầu và hệ bền.
Nhũ tương đặc: khi nồng độ chất phân tán
khoảng từ 1% tới 7%. Những nhũ tương này
có hạt càng to và không bền.
Bên cạnh đó còn có phân loại nhũ tương theo Kích
thước pha phân tán và đường sử dụng.
270. ĐO ĐỘ DẪN ĐIỆN
NHUỘM MÀU
PHA LOÃNG
Trong nước: nhũ tương D/N dễ phân tán, nhũ tương N/D tách lớp.
Trong dầu: nhũ tương N/D dễ phân tán, nhũ tương D/N tách lớp.
Quan sát bằng kính hiển vi
Nhũ tương D/N dẫn điện.
Nhũ tương N/D không dẫn điện.
Xanh metylen: tan trong
nước.
Nếu D/N thì thấy hạt trắng
trên nền xanh.
Nếu N/D thì thấy hạt xanh
trên nền trắng.
271. PP nhận biết nhũ tương
Có thể phân biệt nhũ tương D/N hay N/D dựa vào
• PP pha loãng : pha loãng nhũ tương D/N bằng
H2O và pha loãng nhũ tương N/D bằng dầu.
• PP dùng kính hiển vi : dùng chất màu tan trong
dầu hoặc tan trong nước để nhuộm màu nhũ
tương. Dùng Sudan III màu đỏ cho vào NT. Soi
kính nếu thấy màu của hạt phân tán màu đỏ, môi
trường màu trắng (hoặc không màu) thì NT là
D/N.
272.
273. PP nhận biết nhũ tương
PP đo độ dẫn điện: tức là xác định điện trở của
nhũ tương muốn khảo sát. Nhũ tương dầu
trong nước có điên trở nhỏ nên độ dẫn điện tốt
hơn NT nước trong dầu có điện trở lớn nên độ
dẫn điện bé.
Vì vậy, khi đo độ dẫn điện của nhũ tương D/N
có giá trị lớn còn độ dẫn điện của nhũ tương
N/D nhỏ.
274. Độ bền vững của nhũ tương
Nhũ tương thường có độ bền rất kém vì năng lượng tự
do bề mặt lớn, các hạt chất lỏng của pha phân tán rất dễ
sát nhập với nhau thành một khối, để giảm bề mặt phân
chia pha và năng lượng tự do bề mặt giảm hệ sẽ bền.
Để cho một nhũ tương bền, người ta thường thêm
các chất nhũ hóa. Chất nhũ hóa làm giảm sức căng bề
mặt. Ngoài ra chất nhũ hóa có khả năng hấp phụ lên bề
mặt chất lỏng khác làm cho hạt chất lỏng tích điện và
tạo lớp solvat hóa quanh hạt.
Chất nhũ hóa quyết định kiểu nhũ tương là D/N hay
N/D. Nếu chất nhũ hóa là loại (D/N), tan nhiều trong
nước, thì ổn hóa tạo nhũ tương D/N. Chất nhũ hóa tan
nhiều trong dầu thì ổn hóa cho nhũ tương N/D.
275.
9
)
(
2 2
1
2
d
d
gr
V=
Tốc độ sa lắng của nhũ tương
• Trong quá trình ổn định nhũ dịch hay hỗn dịch xảy
ra các quá trình sự tương tác giữa các tiểu phân do
chuyển động Brown, sự nổi kem, sự sa lắng giữa tiểu
phân hạt phân tán và môi trường.
• Theo Stockes tốc độ nổi kem hoặc sa lắng được
xác định như sau:
276.
277.
9
)
(
2 2
1
2
d
d
gr
V=
Tốc độ sa lắng của nhũ tương
r : kích thước hạt phân tán
g : gia tốc trọng trường
d1, d2: Tỉ trọng hạt và môi trường
Ƞ : độ nhớt môi trường
V : tốc độ nổi kem hoặc lắng
cặn của nhũ dịch.
Sự nổi kem hoặc sa lắng của nhũ dịch có thể giảm đi
bằng nhiều cách :
- Giảm kích thước hạt.
- Gia tăng độ nhớt môi trường.
- Giảm sự khác biệt tỉ trọng giữa 2 pha.
279. SỰ CHUYỂN TƯỚNG CỦA NHŨ
TƯƠNG (SỰ ĐẢO PHA)
Xà phòng Na
(D/N)
Xà phòng Ca Nhũ tương
N/D
CaCl2
Khuấy mạnh
Dầu
279
280. • Sự chuyển tướng của nhũ tương là quá trình
chuyển biến tương hỗ của 02 loại nhũ tương từ
D/N → N/D trong điều kiện thích hợp:
• Quá trình này tiến hành bằng cách vừa khuấy
mạnh, vừa thêm chất nhũ hóa thích hợp.
Ví dụ : Khi cho CaCl2 với một lượng thích hợp
vào hệ nhũ tương D/N đã được nhũ hóa bằng
xà phòng natri, xà phòng natri sẽ kết hợp với
CaCl2 thành xà phòng canxi, là chất nhũ hóa
lọai N/D. Sau khi thêm dầu để điều chỉnh tỉ lệ
thể tích pha dầu nhiều hơn pha nuớc, khuấy
mạnh sẽ thu được nhũ tương N/D.
Sự chuyển tướng (Sự đảo pha)
281. PHÂN LOẠI CHẤT NHŨ HÓA
Chất nhũ hóa diện hoạt (Chất hoạt động bề mặt )
Chất nhũ hóa keo thân nước phân tử lớn
( cao phân tử): gelatin, cholesterol, …
Chất nhũ hóa loại rắn dạng hạt phân tán rất nhỏ.
282. Phân loại chất nhũ hóa
Chất hoạt động bề mặt 3 loại: Anionic, cationic và
không phân ly thành ion
• Loại anionic thường dùng là các xà phòng kim
loại kiềm. Mạch cacbon hydrocacbua từ 12-18 C.
- Nếu C<12 thì xà phòng tan vào nước.
- Nếu C>18 xà phòng tan nhiều vào dầu, bảo vệ sẽ
rất kém.
Các chất cao phân tử, không phân ly thành ion
đó là các tác nhân nhũ hóa tự nhiên như:
gelatin, lexitin, choslesterol, casein, metyl
cellulose…
Các hạt phân tán nhỏ : các hạt cao lanh (keo
đất sét-bentonit) keo hydroxit kim loại Al, Mg)
283. Cơ chế của chất nhũ hóa
a.Vai trò bảo vệ:
Khi thêm chất nhũ hóa vào hệ nhũ tương,
• Chất nhũ hóa tập trung ở bề mặt và làm giảm sức
căng bề mặt của 2 chất lỏng.
• Hấp phụ xung quanh hạt phân tán, làm thành một
màng bao bền vững, ngăn các giọt hợp với nhau.
• Tạo cho bề mặt các giọt có điện tích đủ lớn, để xuất
hiện lực tương hỗ giữa các giọt, giúp nhũ tương bền.
• Làm tăng độ nhớt của nhũ tương ở một nồng độ
vừa phải.
286. 1 1 286
Các loại màng bảo vệ của chất nhũ hóa
3.
2. 4.
Các màng bảo vệ của chất nhũ hóa
1. Nhũ tương D/N
2. Màng đơn lớp phân tử
3. Màng đa lớp phân tử
4. Màng hạt rắn
287. Trường hợp không tạo được nhũ tương, giọt không được bảo vệ.
Các loại màng hạt rắn quanh giọt nhũ tương
Trường hợp giọt được bảo vệ, nhũ tương được hình thành.
288. Huyền phù hay hỗn dịch, dịch treo thường là hệ
phân tán dị thể rắn trong lỏng, thuộc là hệ phân tán
thô.
Ví dụ : huyền phù sa lắng nhanh hơn keo, có chuyển
động Brown rất yếu, hầu như không có khả năng
khuếch tán, huyền phù không nhiễu xạ ánh sáng vì
kích thước hạt lớn hơn bước sóng ánh sáng. Khi
chiếu ánh sáng qua huyền phù, ta thấy huyền phù
đục vì các hạt phản chiếu ánh sáng theo mọi
hướng.
Hỗn dịch (Suspensions )
289. CÂU HỎI LƯỢNG GIÁ
1. Nêu những đặc điểm của nhũ tương so với hệ
keo.
2. Trình bày cơ chế tác dụng nhũ hóa của ba loại
chất nhũ hóa điển hình.
3. So sánh độ bền và tác dụng của nhũ tương với
hệ keo.
290. CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM
4.1. Natri octadecanoat là một muối hữu cơ không đóng vai trò
sau
a. Làm chất tẩy rửa của xà phòng hóa trị I
b. Là chất nhũ hóa tạo nhũ dịch N/D
c. Tạo lớp màng bảo vệ trên bề mặt của các giọt giữa hai pha
lỏng
d. Giảm sức căng bề mặt giữa 2 pha lỏng dầu và nước
e. Giảm năng lượng tự do bề mặt giữa 2 pha dầu nước.
4.2. Ete của polyetethylen và span có đặc tính sau
a. Là chất hoạt bề mặt loại anion
b. Là chất hoạt bề mặt loại cation
c. Là chất hoạt bề mặt không phân ly thành ion
d. Tạo nhũ dịch N/D
e. Tất cả đều sai
291. 4.3. Hợp chất natri stearat trong cồn ethylic đến nồng độ cao nào đó
a. Có thể tạo mixen cầu
b. Là chất HĐBM anion
c. Là chất HĐBM cation
d. Có thể chế tạo cồn khô
e. Tất cả đều đúng
4.4. Gelatin là các chất HĐBM loại
a. Là chất HĐBM anion
b. Là chất HĐBM cation
c. Là các chất HĐBM có nguồn gốc tự nhiên
d. Là chất HĐBM không phân ly thành ion
e. Câu c và d đúng.
292. 292
Lecithin tham gia cấu tạo
màng tế bào; tại ruột,
lecithin nhũ tương hóa giúp
hấp thu chất béo và các
vitamin A, D, E, K. Lecithin
còn là nhân tố kích thích
sinh trưởng và giải độc tốt.
