Ảnh hưởng của bản chất ion đến sự quy tụ của một vài hệ keo

Trong vũ trụ, nhờ quan sát sự hấp phụ ánh sáng, ngời ta thấy rằng vật chất trong khoảng không gian vũ trụ, ngoài khí, còn có các hạt bụi, Việc tạo thành các vùng châu thổ tại những chỗ

Trờng đại học vinh Khoa hoá học

Nguyễn Thị Tâm

ảnh hởng của bản chất ion

đến sự keo tụ của một vài hệ keo

Khoá luận tốt nghiệp

Chuyên ngành: hoá lý

*****

Lời cảm ơn

Qua khoá luận tốt nghiệp này, cho phép tôi đợc gửi lời cảm

ơn chân thành đến thầy giáo- Tiến Sĩ Nguyễn Xuân- ngời đã tận tình hớng dẫn tôi trong suốt thời gian vừa qua.

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa hoá học trờng Đại Học Vinh cùng toàn thể các bạn và gia đình đã tạo

điều kiện, giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp này.

Vinh tháng 5 năm 2004

Mục lục Trang Mở đầu

Chơng I: tổng quan

I.1 Các phơng pháp điều chế dung dịch keo 8

I.1.1 Nguyên tắc chung của các phơng pháp điều 8

chế dung dịch keo

I.1.2 Phơng pháp phân tán 8

I.1.2.1 Nguyên tắc chung 8

I.1.2.2 Một số phơng pháp phân tán 9

I.1.2.2 a. Phơng pháp phân tán cơ học 9

I.1.2.2.b Phân tán siêu âm 9

I.1.2.2.c Phân tán bằng hồ quang 10

I.1.2.2.d Phơng pháp keo tán 10

I.1.3 Phơng pháp ngng tụ 12

I.1.3.1 Qúa trình ngng tụ 12

I.1.3.1.a Giai đoạn tạo mầm 12

I.1.3.1.b Giai đoạn lớn lên của mầm 12

I.1.3.2 Các phơng pháp ngng tụ 13 I.1.3.2.a Ngng tụ trực tiếp 13

I.1.3.2.b Phơng pháp thay thế dung môi 14

I.1.3.2.c Phản ứng hoá học 14

I.2 Các yếu tố ảnh hởng đến thế 15

điện động học

I.2.1 ảnh hởng của chất điện ly trơ 16

I.2.2 ảnh hởng của chất điện ly không trơ 16

I.2.3 ảnh hởng của sự pha loãng và làm đậm đặc son 17

I.2.4 ảnh hởng của nhiệt độ 17

I.2.5 ảnh hởng của bản chất dung môi 17

I.3 Sự keo tụ 17

I.3.1 Sự keo tụ dới tác dụng của các yếu tố vật lí 17

I.3.1.1 Sự keo tụ tự phát 18

I.3.1.2 Sự keo tụ do tác dụng cơ học 18

I.3.1 3 Sự keo tụ khi pha loãng và khi làm đậm đặc son 18

I.3.1 4 Sự keo tụ bằng cách đun nóng hay làm lạnh 18

I.3.2 Sự keo tụ bằng chất điện ly- ảnh hởng của chất 19

điện ly đến sự keo tụ Chơng II: Phần thực nghiệm 24

II.1 Dụng cụ- hoá chất 24

II.2 Cách tiến hành thực nghiệm 24

II.2.1 Điều chế dung dịch keo 25

II.2.1.a Điều chế son Fe(OH)3 25

II.2.1.b Điều chế son Al(OH)3 25

II.2.1.c Điều chế son AgI(+) và AgI(-) 27

II.2.2 Tác dụng của một số ion đến sự keo tụ dung dịch 27

Keo Fe(OH)3, Al(OH)3, AgI(+) và AgI(-) II.2.2.1 Xác định ngỡng keo tụ của các chất điện ly đến 27

sự keo tụ son

II.2.2.2 ảnh hởng của bản chất ion đến sự keo tụ son 27

II.2.2.2.a ảnh hởng của điện tích ion âm đến sự keo tụ son 27

dơng II.2.2.2.b ảnh hởng của điện tích ion dơng đến sự keo tụ 28

son AgI(-) II.2.2.2.c ảnh hởng của kích thớc ion đến khả năng keo tụ đối 30

với các keo Fe(OH)3, Al(OH)3, AgI(+) và AgI(-) II.2.2.3 ảnh hởng của bản chất ion đến sự keo tụ keo đất 35

II.2.2.3.a Điều chế dung dịch keo đất 35

II.2.2.3.b sự keo tụ keo đất dới tác dụng của các ion Na+, K+, 35

Ca2+, Mg2+, Ba2+, Al3+ Chơng III: kết luận 38

Tài liệu tham khảo 39

mở đầu

Các hệ thống keo rất phổ biến trong tự nhiên Chúng có ý nghĩa vô cùng tolớn trong nền kĩ thuật hiện đại Trong vũ trụ, nhờ quan sát sự hấp phụ ánh sáng, ngời

ta thấy rằng vật chất trong khoảng không gian vũ trụ, ngoài khí, còn có các hạt bụi,

Việc tạo thành các vùng châu thổ tại những chỗ cửa sông nối liền với bể đợcgiải thích bằng sự keo tụ các hạt keo chứa trong nớc sông khi các hạt đó gặp các ionchứa trong nớc biển

Hoá học chất keo có ý nghĩa to lớn trong thổ nhỡng học, canh tác học Đất làmột hệ thống keo phức tạp: kích thớc, hình dạng cũng nh bản chất của các hạt keoquyết định khả năng thấm ớt, khả năng hấp phụ của đất Cát gồm các hạt lớn thờng

dễ ngấm nớc, trái lại, đất sét gồm các hạt có độ phân tán cao, giữ ẩm rất tốt Sự cómặt các cation kim loại kiềm làm tăng độ phân tán và tính a nớc của đất, còn các

bón vôi cho đất thờng làm giảm khả năng giữ ẩm

Trong công nghiệp hầu nh ngành nào cũng có liên quan đến hoá học chất keo

Ví dụ: Trong ngành luyện kim, để thu đợc kim loại có vi cấu thể hay siêu vicấu thể tối thích, ngời ta thêm vào hợp kim những chất xác định Qúa trình tôi luyệnkim loại cũng là những quá trình làm biến đổi những vi cấu thể trong kim loại theochiều hớng mong muốn Kĩ nghệ đồ gốm sử dụng nguyên liệu đất sét, cao lanh làmột loại huyền phù đậm đặc các aluminosilicat hydrat hoá Phẩm chất các nguyênliệu tuỳ thuộc vào tính chất vật lí nh kích thớc, hình dạng, trạng thái bề mặt và cáctính chất hoá học của các hạt chứa trong nguyên liệu đó Trong nghiên cứu cũng nh

trong công nghiệp hoá học, xúc tác dới dạng keo có tác dụng tăng lên gấp bội sovới dạng hạt lớn.

Các ngành sản xuất nh giấy, nhuộm, thuộc gia có liên quan nhiều đến các quátrình keo Nhuộm sợi, thuộc gia là làm cho các hạt keo (phẩm nhuộm, chất thuộcda) khuếch tán vào vải, vào da Những hạt này khi gặp những sợi nguyên tố trong

da, trong vải sẽ mất tính bền vững rồi keo tụ trên các sợi nguyên tố này

Trong ngành cao su tổng hợp và chất dẻo, các quá trình keo cũng có vai tròkhông nhỏ Ví dụ nh trong quá trình trùng hợp nhũ tơng, ta sẽ thu đợc nhựa lỏngtổng hợp latêc, đó là một quá trình diễn ra trong hệ keo Trong các chất dẻo lại th-ờng chứa các hạt rất nhỏ của chất độn Các chất độn khác nhau làm cho sản phẩm

có những tính chất khác nhau Do đó các chất dẻo phải đợc coi là các hệ thống keo

Nhiều quá trình bào chế thuốc là những quá trình keo, ví dụ chế tạo các loạidợc phẩm dới dạng huyền phù nhũ tơng, kem, dầu cao Một số chất ở trạng thái keo,

có những tính chất đặc biệt, ví dụ keo Ag có tính sát trùng(colacgon) là keo Agtrong dung dịch chất bảo vệ (ví dụ dung dich gêtalin) Đa thuốc dới dạng keo vào cơthể sẽ có hai tác dụng tốt: định xứ đợc tác dụng của nó và làm cho thuốc có tác dụnglâu dài

Một số quá trình khác: khử nớc trong dầu mỏ, phá vỡ huyền phù nớc trongnhững sản phẩm mà khi chế tạo cần rửa bằng nớc, làm sạch nớc, làm sạch khí, đều

là những quá trình keo

Từ những thông tin trên ta có thể rút ra rằng các hệ keo cũng nh các quá trìnhkeo rất phổ biến và rất cần thiết cho cuộc sống, cho các ngành kỹ thuật Một trongnhững quá trình keo phổ biến hơn cả và rất quan trọng về mặt thực tế và lí thuyết đó

là sự keo tụ các dung dịch keo bằng chất điện li

Chính vì vậy mà trong bản luận văn này chúng tôi chọn đề tài:

“ảnh hởng của bản chất ion đến sự keo tụ của một vài hệ keo“.

Trong phạm vi đề tài này chúng tôi có ý định:

+ Tập hợp các phơng pháp điều chế dung dịch keo phổ biến

+ Cơ sở lí thuyết của quá trình keo tụ dung dịch keo bằng các chất điện

li

+ Điều chế một số dung dịch keo từ các hoá chất có trong phòng thínghiệm khoa hoá trờng Đại Học Vinh

+ Xét khả năng làm keo tụ các dung dịch điều chế đợc của một số ion.

Từ đó có thể tìm ra một sự liên quan giữa bản chất của các ion đến khả năng làmkeo tụ dung dịch keo của chúng

+ Cuối cùng, chúng tôi sẽ tiến hành điều chế dung dịch keo đất và xét

ảnh hởng của bản chất các ion đến quá trình keo tụ keo đất đã điều chế đợc - nhằmphần nào có thể tiên đoán những điều kiện tối u trong việc chăm bón, cải tạo đất

Chơng I: TổNG QUAN

I.1 Các phơng pháp điều chế dung dịch keo [2,3]1

I.1.1 Nguyên tắc chung của các phơng pháp điều chế dung dịch keo

Chuyển vật chất về trạng thái có độ phân tán keo(1mà→ 100mà), do đó cácphơng pháp điều chế dung dịch keo đợc thực hiện bằng hai cách:

Cách 1: Chia nhỏ vật chất- gọi là phơng pháp phân tán

Cách 2: Tập hợp các ion, các nguyên tử hay phân tử thành các hạt có độ phântán của hệ keo

Chọn môi trờng phân tán và chất phân tán thích hợp: môi trờng phân tán vàchất phân tán hoà tan kém hoặc không hoà tan vào nhau

Chọn chất làm bền hay còn gọi là chất ổn định: trong hệ cần có chất làm bềnlàm cho các hạt keo không lên kết lại tạo thành các hạt lớn Chất làm bền thờng lànhững chất có ion chung với chất phân tán hay những chất đồng dạng và có thể lànhững chất hoạt động bề mặt Chất này có thể đa từ ngoài vào hệ hoặc có thể đợctạo thành do các phản ứng hoá học xảy ra trong hệ trong quá trình điều chế

I.1.2 Phơng pháp phân tán.

I.1.2 1 Nguyên tắc chung.

Phơng pháp phân tán là quá trình dùng năng lợng (cơ năng, điện năng, năng ợng của sóng siêu âm ) để chia nhỏ vật chất ở trạng thái rắn, lỏng, khí rồi phân bốchúng vào một môi trờng đồng nhất nào đó Năng lợng này chủ yếu là dùng đểthắng lực liên kết giữa các phân tử của tớng bị phân tán

1 [2,3]: Tài liệu tham khảo số2 và số 3

I.1.2.2 Một số phơng pháp phân tán.

I.1.2.2 a Phân tán cơ học.

- Phơng tiện: các cối xay tròn đợc gọi chung là cối xay keo

- Nguyên liệu: là hệ phân tán ở dạng thô thu đợc nhờ phơng pháp nào đó Quátrình phân tán nhỏ hơn đợc thực hiện trong môi trờng lỏng có sẵn chất làm bền trongnhững cối xay tròn

- Cấu tạo cối xay tròn: đó là một xi lanh kim loại rỗng nằm ngang, có thể quayquanh một trục nằm ngang, phát động nhờ một động cơ ngoài Trong xilanh bỏ sẵnnhững quả cầu bằng kim loại hay bằng sứ nặng

- Nguyên tắc hoạt động của cối xay tròn:

Trớc khi xay, ngời ta đổ vào xi lanh một lợng bột thô của tớng phân tán cùngvới môi trờng trong đó có sẵn chất làm bền Sau đó quay chậm xilanh Nhờ lực litâm, những quả cầu chứa trong xilanh theo vách xilanh mà đi lên đến một độ caonào đó tách khỏi vách xilanh để rơi xuống và đập vào các quả cầu nằm dới, làm vỡnát các hạt thô bám trên bề mặt các quả cầu

Ngoài ra, khi các quả cầu trợt lên nhau, các hạt thô bám trên bề mặt các quảcầu cũng có thể bị nghiền nát

Nh vậy trong các cối xay, các hạt thô chịu những lực va chạm mạnh mẽ mà vỡ

ra thành những hạt mịn hơn rồi nhờ có chất làm bền có sẵn trong môi trờng thu đợc

- Phân tán bằng siêu âm đối với chất cao phân tử thờng dẫn tới sự phá vỡ phân

tử, do đó việc sử dụng siêu âm để điều chế các dung dịch cao phân tử bị hạn chế.Ngời ta cũng ít dùng siêu âm để phân tán các chất phân tán rắn có độ cứng cao, donăng lợng của sóng siêu âm không đủ để phân tán những chất phân tán bền, cứng

Khi hai điện cực kim loại đến gần nhau ở một khoảng cách xác định thìgiữa hai điện cực phát sinh hồ quang Tại hồ quang, kim loại bay hơi rồi ngng tụ lạikhi gặp lạnh trong điều kiện có sẵn chất làm bền hệ keo sẽ bền vững.

+ Nếu môi trờng phân tán là chất hữu cơ, ngời ta dùng dòng điện xoay chiều

có tần số cao cho qua hai điện cực đợc cắm vào bột kim loại nằm dới đáy bình, trongbình có môi trờng phân tán và chất làm bền Trong điều kiện này hồ quang sẽ phátsinh giữa các hạt tiếp xúc với nhau, kim loại sẽ bay hơi và ngng tụ trong môi trờngphân tán, dung dịch keo đợc tạo thành Phơng pháp này làm giảm đợc sự phân giảimôi trờng bởi nhiệt và cho phép chế tạo nhiều organoson khác nhau

Đó là phơng pháp làm tan kết tủa do sự keo tụ gây ra Keo tán là một quátrình ngợc lại với keo tụ

Keo tán có 4 phơng pháp: keo tán bằng cách rửa kết tủa; keo tán bằng chất

điện li; keo tán bằng chất hoạt động bề mặt(HĐBM); keo tán hoá học

+ Keo tán bằng cách rửa kết tủa: thực chất là tách chất điện li keo tụ.

Trong quá trình rửa kết tủa dung dịch sẽ loãng ra, lớp điện kép bị giãn rộng,nhờ đó lực đẩy tĩnh điện giữa các hạt keo sẽ trội hơn lực hút phân tử và các hạt keo

sẽ tách rời nhau rồi phân bố vào môi trờng phân tán

+ Keo tán bằng chất điện li.

Là sự thêm chất điện li có chứa ion đồng dạng với ion là thành phần xâydựng nên mạng lới tinh thể của tớng phân tán hoặc dễ bị hấp phụ vào bề mặt hạtkeo, trong điều kiện này kết tủa sẽ bị keo tán.

Trớc khi thêm chất điện li ngời ta thờng rửa kết tủa bằng dung môi sạch

phân

FeCl3 + 2H2O → FeOCl + 2HCl

+ Keo tán bằng chất hoạt động bề mặt (HĐBM).

Chất HĐBM là chất có khả năng chất chứa trên lớp bề mặt tức là có sự hấpphụ dơng

Do chất HĐBM bị hấp phụ lên trên bề mặt hạt keo nên hạt keo đợc bao bọcbởi một lớp chất HĐBM Lớp chất HĐBM có tác dụng truyền cho hạt keo điện tíchhay lớp vỏ solvat hoá bền vững làm cho các hạt keo khó kết hợp lại với nhau

Ví dụ: Keo tán kết tủa Fe(OH)3 bằng xà phòng

Bột cao lanh bằng a xit humic

I.1.3 Phơng pháp ngng tụ

I.1.3.1 Quá trình ngng tụ.

Phơng pháp ngng tụ ngợc với phơng pháp phân tán Hạt keo ở đây đợc hình

thành do sự ngng tụ các nguyên tử, phân tử hay ion thành những hạt có kích thớckeo Trong phơng pháp này, quá trình ngng tụ xảy ra phải giữ làm sao không cho hạtlớn lên quá giới hạn cần thiết nếu không ta sẽ thu đợc những hệ vi dị thể hoặc hệphân tán thô và chất phân tán sẽ bị kết tủa Để có thể thực hiện đợc điều đó ta cầnthấy đợc cơ chế của quá trình ngng tụ- thực chất của quá trình ngng tụ là sự kếttinh- đó là quá trình tạo ra pha mới Nh chúng ta đã biết sự kết tinh xảy ra qua haigiai đoạn: giai đoạn tạo mầm và giai đoạn phát triển mầm Ta lần lợt xét từng giai

đoạn nh sau:

I.1.3.1.a Giai đoạn tạo mầm

Tốc độ giai đoạn tạo mầm phụ thuộc vào độ quá bão hoà tơng đối của chấtphân tán:

V1=K.(Cq-Cb) / Cb

K: Hệ số tỷ lệ

cao thu đợc hạt keo càng nhỏ

I.1.3.1 b Giai đoạn lớn lên của mầm.

Tốc độ lớn lên của mầm phụ thuộc vào tốc độ của sự chuyển chất từ dungdịch lên bề mặt của mầm mà thực chất là tốc độ khuyếch tán các chất từ dung dịchlên bề mặt của mầm

Khi ®iÒu chÕ dung dÞch keo ta ph¶i ®iÒu chØnh cho tỉc ®ĩ t¹o mÌm lín; tỉc

®ĩ ph¸t triÓn mÌm ph¶i nhâ V× trong ®iÒu kiÖn nµy ta míi t¹o ®îc nhiÒu h¹t nhẩng víi kÝch thíc h¹t keo vµ hÖ thu ®îc gÌn nh ®¬n ph©n t¸n

Cê hai c¸ch ®iÒu khiÓn qu¸ tr×nh kÕt tinh ®Ó thu ®îc nh÷ng hÖ keo víi ®ĩph©n t¸n cÌn thiÕt

C¸ch 1: §a sỉ mÌm nhÍt ®Þnh tõ ngoµi vµo hÖ ®Ó sù kÕt tinh chØ x¶y ra trªn

nh÷ng mÌm ®ê

C¸ch 2: §a chÍt øc chÕ vµo hÖ ®Ó k×m h·m tõng giai ®o¹n mĩt.

VÝ dô: K3[Fe(CN)6] vµ K4[Fe(CN)6] lµ chÍt k×m h·m sù t¹o mÌm

KBr ; KI lµ chÍt øc chÕ qu¸ tr×nh ph¸t triÓn mÌm

I.1.3.2 C¸c ph¬ng ph¸p ngng tô.

Tuú theo c¸ch tiÕn hµnh ngng tô mµ ph¬ng ph¸p ngng tô bao gơm:

Ph¬ng ph¸p ngng tô lµ ph¬ng ph¸p: cho h¬i kim lo¹i ngng tô trong c¸c m«itríng thÝch hîp

VÝ dô: §Ó ®iÒu chÕ keo Hg th× cho h¬i thụ ng©n ®i qua mĩt líp níc ta sÏ

thu ®îc mĩt hÖ keo cê ®ĩ ph©n t¸n cao

C¸c ph¬ng ph¸p hơ quang còng cê thÓ ®îc xÕp vµo ph¬ng ph¸p ngng tôtrùc tiÕp B»ng c¸ch ®ê, ngíi ta thu ®îc c¸c son Cu, Ag, Au, Pt trong níc, rîu,glixerin hay benzen

CÍu t¹o c¸c h¹t keo kim lo¹i cha rđ Ngíi ta gi¶ thiÕt r»ng chÍt lµm bÒn cña

hÖ keo kim lo¹i chÝnh lµ c¸c oxit kim lo¹i ®îc h×nh thµnh khi h¬i cña chóng tiÕp xócvíi kh«ng khÝ ị nhiÖt ®ĩ cao Trong thùc tÕ khi ®iÒu chÕ keo kim lo¹i ngíi ta thíngdïng chÍt ®iÖn li ưn ®Þnh tõ ngoµi vµo ®Ó lµm t¨ng ®ĩ bÒn v÷ng cho hÖ

I.1.3.2.b Ph¬ng ph¸p thay thÕ dung m«i.

Dïng hai dung m«i gôi lµ dung m«i 1 vµ dung m«i 2; mĩt chÍt ph©n t¸n Dung m«i 1 hoµ tan ®îc chÍt ph©n t¸n

Dung m«i 2 kh«ng hoµ tan chÍt ph©n t¸n vµ nê tan ®îc trong dung m«i 1

Bớc 1: Tạo một dung dịch thực giữa dung môi 1 với chất phân tán và chất

làm bền

phân tán không tan trong dung môi 2 nên nó ngng tụ lại trong điều kiện đã có sẵnchất làm bền tạo nên dung dịch keo

Ví dụ: Điều chế son lu huỳnh trong nớc.

Dung môi 1 là rợu C2H5OH

I.1.3.2.c Phản ứng hoá học.

Hầu hết các phản ứng hoá học đều có thể sử dụng để điều chế dung dịch keo.Tuy nhiên sự hình thành dung dịch keo đòi hỏi phải thực hiện trong những điềukiện nhất định về nồng độ, chất phản ứng, về thứ tự trộn lẫn, về nhiệt độ dung môi.Sau đây là một số ví dụ của phơng pháp này:

Bằng cách này có thể điều chế keo AgBr nhng son này kém bền hơn son AgIvì độ tan của AgBr lớn hơn AgI do đó dễ xảy ra hiện tợng tái kết tinh

Trong điều kiện này KAuO2 d nên là chất làm bền cho keo vàng Muốn thu

đợc son vàng có kích thớc mong muốn ngời ta thêm vào hệ trớc khi khử một lợngson vàng mầm xác định

I.2 Các yếu tố ảnh hởng đến thế điện động học

[2,3 ]2

Hiện tợng điện động học là dấu hiệu của hạt keo mang điện tích Nguyênnhân là do trên giới hạn bề mặt hạt keo và dung dịch chất điện phân có một lớp điệnkép Khi hạt keo chuyển động tạo ra một bề mặt trợt giữa hạt keo chuyển động vàdung dịch lỏng đứng yên một cách tơng đối Trên giới hạn này có một bớc nhảy thế

làm thớc đo điện tích của hạt keo và chiều dày của lớp điện kép bao quanh hạt keo

kiện để làm bền hệ keo hay làm keo tụ nó Vì vậy, chúng ta cần xét các yếu tố ảnhhởng đến thế điện động học

I 2.1 ảnh hởng của chất điện li trơ.

Chất điện li trơ là những chất có ion không nằm trong thành phần của hạtkeo

thì lực tơng tác tĩnh điện của các ion trong phần khuyếch tán với diện tích bề mặtvật rắn tăng Các ion có khuynh hớng đến bề mặt vật rắn mạnh hơn Phần khuyếch

Ngợc lại, khi giảm nồng độ chất điện li trơ thì phần khuyếch tán rộng ra do

đó thế ζ tăng

I 2.2 ảnh hởng của chất điện li không trơ.

Chất điện li không trơ là chất điện li có ion cùng với ion trong mạng lới tinhthể của hạt keo

Nếu chất điện li không trơ có ion cùng loại với ion quyết định thế hiệu thì khi

nồng độ chất điện li không trơ tăng đến một giá trị nào đó làm cho phần khuyếch tán bịnén lại thế ζ giảm

Nếu ion có khả năng xây dựng mạng lới của nhân mà không cùng dấu vớiion quyết định thế hiệu thì trong trờng hợp này xảy ra sự đổi dấu điện của hạt keo

I.2.3 ảnh hởng của sự pha loãng và làm đậm đặc son.

Khi làm đậm đặc tác dụng ngợc lại

I.2.4 ảnh hởng của nhiệt độ

Nhiệt độ tăng, sự chuyển động nhiệt của các ion tăng, phần khuyếch tán bị

lại

I.2.5 ảnh hởng của bản chất dung môi.

Các hiện tợng điện động học và do đó sự tồn tại của lớp điện kép chỉ có trong

I.3 Sự keo tụ.

Các hệ keo khác với dung dịch thật cũng nh khác với các dung dịch cao phân

tử là có diện tích bề mặt phân chia lớn, có năng lợng bề mặt lớn, cho nên chúng lànhững hệ không bền vững nhiệt động học và do đó không bền vững tập hợp

Chính vì vậy mà việc làm cho các hệ keo bền vững là một vấn đề quan trọngcủa hoá keo và sự keo tụ là một hiện tợng hết sức quan trọng cho các hệ keo

Sau đây chúng ta sẽ xét các yếu tố tác động đến sự keo tụ:

I.3.1 Sự keo tụ dới tác dụng của các yếu tố vật lý

Thời gian, tác động cơ học, sự đun nóng hoặc làm lạnh, sự pha loãng hay làm

đậm đặc son, ánh sáng, tia tử ngoại, tia rơn- ghen, sự phóng xạ, điện trờng, siêu âm

đều có thể tác dụng vào hệ keo làm cho nó keo tụ Sau đây là tác dụng của một vàiyếu tố vật lí quan trọng nhất đến sự keo tụ

I.3.1.1 Sự keo tụ tự phát

Khi để lâu một hệ keo, trong hệ có thể xảy ra phản ứng hoá học nhng rất

Sự giảm tự phát độ bền vững của son phụ thuộc vào điều kiện bảo quản son.Thí dụ son HgS rất chóng mất độ bền vững nếu nó đợc bảo quản trong một bình màphần trên của bình là khoảng không khí khá lớn Sở dĩ nh vậy là vì trong trờng hợp

trong bình kín chứa đầy son ở đây, son không những không keo tụ mà còn trở nên

bền vững hơn trớc Do tác dụng hấp phụ hoá học giữa HgS và H2S, lúc đầu ta có mixen loại:

Sau đó hình thành loại mi xen bền hơn:

I.3.1.2 Sự keo tụ do tác dụng cơ học

Sự keo tụ do tác dụng cơ học xảy ra khi khuấy mạnh hệ keo, khi bơm nóqua các ống dẫn v v Trong trờng hợp này chất làm bền hấp phụ trên bề mặt hạt bịmất cân bằng, các hạt có thể tiến sát lại đến khoảng cách mà lực hút chiếm u thế, do

đó các hạt sẽ liên kết lại

I.3.1 3 Sự keo tụ khi pha loãng và khi làm đậm đặc hệ keo

Khi pha loãng son, chất điện li ổn định (chất làm bền) hấp phụ trên bề mặthạt sẽ phản hấp phụ và phân tán vào môi trờng, do đó điện tích hạt keo giảm

Hệ keo có thể làm đậm đặc bằng cách sấy cho môi trờng phân tán bay hơibớt hoặc bằng cách siêu lọc Trong trờng hợp này trong một đơn vị thể tích số hạtkeo tăng và số ion của chất điện ly cũng tăng Các hạt dễ bị keo tụ

I.3.1.4 Sự keo tụ bằng cách đun nóng hay làm lạnh.

Khi đun nóng, chất làm bền hấp phụ trên hạt sẽ phản hấp phụ và cờng độchuyển động Brao cũng tăng, hàng rào thế năng sẽ giảm hoặc mất đi, các hạt liênkết lại

Khi làm lạnh, nhất là tới gần nhiệt độ đông đặc của son, son rất dễ bị keo tụ

đây là trong những biện pháp thờng dùng để thu lấy chất lỏng giữa mi xen

I.3.2 Sự keo tụ bằng chất điện ly - ảnh hởng

của chất điện ly đối với sự keo tụ [ 2,3 ]

Theo F.Selmi; Th.Grahm và I.Borshov tất cả các chất điện ly đều có khảnăng gây ra sự keo tụ, ngay cả những chất điện ly là chất làm bền cho hệ keo

Tuy nhiên không phải tất cả các ion đều gây ra sự keo tụ mà chỉ những ioncùng dấu với ion nghịch nghĩa là ngợc dấu với ion quyết định thế hiệu mới có khảnăng gây ra sự keo tụ cho hệ keo Nh vậy cation gây keo tụ các dung dịch keo âm vàcác anion gây keo tụ đối với các dung dịch keo dơng.

Để đánh giá khả năng gây keo tụ của các chất điện ly đối với một dung dịch

miliđ-ơng lợng gam cho vào 1 lit dung dịch keo để gây ra sự keo tụ có thể quan sát đợc Ngỡng keo tụ càng thấp thì khả năng gây keo tụ càng lớn

Các nghiên cứu cho thấy: khả năng gây keo tụ của ion càng lớn khi hoá trịcủa nó càng cao

Theo Schoulze tỉ lệ giữa khả năng keo tụ của các ion hoá trị một, hoá trị hai

và hoá trị ba đối với son As2S3 là 1:20:350 [3]

Bằng tính toán lí thuyết Deriagin và Landao đã rút ra kết luận hàng ràonăng lợng ngăn cách các hạt sẽ mất đi khi nồng độ chất điện phân keo tụ đạt đợc

γ = cε3(kT)5 / A2 e6 Z 6

Trong đó:

A là hằng số Vandecvan;

T: Nhiệt độ tuyệt đối;

C: Hằng số, phụ thuộc ít nhiều vào tính bất đối xứng của chất điện ly,nghĩa là vào hệ thức giữa điện tích cation và anion;