Hiện tượng bề mặt – Tính chất bề mặt của hệ keo

 Hệ có 2 pha trở lên – tồn tại các hiện tượng xảy ra ở gần bề mặt phân cách pha gọi là những hiện tượng bề mặt. Bất kỳ một bề mặt phân cách nào giữa 2 pha cũng đều có những tính chất l

Hiện tượng bề mặt – Tính chất bề mặt của hệ keo

 Hệ có 2 pha trở lên – tồn tại các hiện tượng xảy ra ở gần bề mặt phân cách pha gọi là những hiện tượng bề mặt.

 Bất kỳ một bề mặt phân cách nào giữa 2 pha cũng đều có những tính chất lý hóa khác với những phần bên trong của các pha ấy

 Khác với bên trong lòng thể tích của hai pha, ở lớp bề mặt phân cách sự tác động của lực hút giữa các phần tử không được cân bằng

G= σ S

Quy về 1 đơn vị diện tích là SCBM

HIỆN TƯỢNG CĂNG BỀ MẶT CỦA CHẤT LỎNG

Tại sao con cào cào, kẹp giấy nổi trên mặt nước?

Mặt trên Mặt dưới

Lực do màng căng này

được gọi là lực căng bề mặt

Lực do màng căng này có chiều sao cho có tác dụng thu nhỏ diện tích mặt thoáng

QUAN SÁT HT

I GIẢI THÍCH THEO

QUAN NIỆM

PHÂN TỬ

*/Các phân tử trong mọi chất lỏng luôn tương tác với nhau băng lực tương tác phân tử:

-Đẩy nhau khi nằm cách nhau một khoảng bé hơn r o

-Hút nhau khi nằm cách nhau một khoảng lớn hơn r o -Khoảng cách r o gọi là bán kính tác dụng của phân tử.

*/Nếu phân tử nằm sâu trong chất lỏng chịu các lực hút cân bằng về mọi phía của các phân tử bao quanh nó trong

hình cầu bán kính r o

*/Nhưng đối với phân tử nằm cách mặt thoáng chất lỏng

một khoảng nhỏ hơn r o , thì bị các lực hút tổng hợp hướng vào trong chất lỏng và vuông góc mặt ngoài chất lỏng.

2.Chuyển động nhiệt ở chất lỏng Các phân

tử chất lỏng chuyển động thế nào ?

Dao động quanh 1 vị trí cân bằng thỉnh thoảng

đổi chỗ mới

 Số phân tử mặt ngoài luôn bị giảm , và mặt

ngoài luôn bị co nhỏ lại cho tới khi trạng thái cân bằng động được thiết lập

II GIẢI THÍCH BẰNG PHƯƠNG PHÁP NĂNG

LƯỢNG

lượng khác như động năng trong dao động của

giọt nước hay nhiệt năng (làm nóng giọt nước lên chút xíu)

Muốn làm diện tích bề mặt giọt nước trong không

khí tăng, cần thực hiện công cơ học vào giọt nước,

và công này được dự trữ trong thế năng bề mặt.

Giọt nước ở trạng thái cân bằng bền khi thế năng bề

bề mặt cực tiểu cũng là xu hướng chung của các hệ vật chất chứa các phần tử là chất lỏng

 Giải thích tại sao trạng thái nhũ tương, với thế năng bề mặt chưa đạt cực tiểu, không

phải là trạng thái nhiệt động lực học bền.

hay phế nang của phổi, cần có chất hoạt hóa

bề mặt làm thay đổi sức căng bề mặt Ở phổi trẻ em, nếu hoạt chất tự nhiên của cơ thể

không phát huy tác dụng, trẻ em có thể mắc bệnh màng trong

III SỨC CĂNG

Sức căng bề mặt :

-Lực tác dụng lên 1 đơn vị chiều dài của ranh

giới phân chia pha và làm giảm bề mặt chất

Lưu ý : Nhờ tác dụng thu nhỏ diện tích mặt

thoáng của lực căng bề mặt mà khi khối chất lỏng không chịu tác dụng của lực hoặc hợp lực bằng không thì : chất lỏng đều có dạng hình

Nước muối

IV NĂNG LƯỢNG BỀ MẶT

- Do lực tương tác phân tử không cân bằng  các

p.tử ở bề mặt chất (lỏng, rắn) chịu tác dụng của lực hút vào trong lòng chất.

Muốn đưa 1 phân tử chất từ trong lòng lên bề mặt phải tốn

1 năng lượng để chống lại lực hút đó (mỗi ptử ở bề mặt có

1 năng lượng lớn hơn so với các phân tử ở trong lòng hoặc

ở trong thể tích của chất)

Năng lượng dư của tất cả các p.tử bề mặt so với năng lượngtrung bình của các p.tử trong thể tích của chất đgl năng

Ở cùng T:

 T0 tăng  SCBM giảm

 Chất rắn có SCBM rất lớn và không cố định

(NaCl có σ trong khoảng 150-870 erg/cm2, kim cương 11000-39000 erg/cm2 SCBM của chất rắn khó xác định và phụ thuộc vào mạng tinh thể

 Chất lỏng càng phân cực thì SCBM càng lớn

1.4 Quá trình tự xảy ra trong hệ vi dị thể có độ

phân tán cao ( Hệ phân tán)

- Hệ keo và hệ vi dị thể có Sphân pha rất lớn: G = σ S

dG = σdS + Sdσ

Quá trình xảy ra theo chiều giảm năng lượng tự do:

dG<0, khi σ ko đổi , d σ = 0:

 σ dS < 0  dS < 0

1.4 Quá trình tự xảy ra trong hệ vi dị thể có độ

phân tán cao ( Hệ phân tán)

năng lượng tự do dG<0  S.d σ < 0 hay d σ < 0,

 phải tìm cách giảm SCBM

Muốn hệ keo, hệ nhũ tương bền  đưa thêm chất hấp phụ lên Bề mặt phân chia pha làm giảm SCBM của hệ

SỨC CĂNG BỀ MẶT CỦA DUNG DỊCH

Ảnh hưởng của chất không hoạt động bề mặt

- Sự phân bố chất tan và nồng độ chất tan ảnh hưởng

lớn tới SCBM

- Chất tan điện ly trong dung dịch  các ion điện ly

tương tác với các phân tử dung môi

Ảnh hưởng của chất không hoạt động bề mặt

- Sự phân bố chất tan và nồng độ chất tan ảnh hưởng

lớn tới SCBM

- Chất tan không điện ly, không solvat hóa mạnh trong dung dịch  phân bố ở bề mặt và V pha như nhau

σdd = σdm nguyên chất

Ảnh hưởng của chất không hoạt động bề mặt

- Chất tan ít làm thay đổi SCBM của dung dịch  Chất không hoạt động bề mặt

Ảnh hưởng của chất HĐBM

Các nhóm chức ưa nước: -NO2, -COOH, -NH2, -OH, -SO3H

Ảnh hưởng của chất HĐBM

Gốc cacbuahydro kỵ nước – làm yếu tương tác giữa các phân tử dung môi

 Phân tử tập trung tích tụ ở lớp bề mặt nhiều hơn

 σdd < σdm nguyên chất

 Chất HĐBM

Ảnh hưởng của chất HĐBM

Nhóm ưa nước

Ảnh hưởng của chất HĐBM

- Các chất HĐBM đều có khả năng tập trung ở bề mặt ngăn cách pha,

và làm giảm SCBM của dung dịch

- Khả năng làm giảm SCBM của dung dịch nhiều hay ít phụ thuộc

vào nồng độ chất HĐBM và chiều dài mạch cacbon của gốc R

- \Hệ keo\VIDEOCLIP HÓA H-C - soap.flv

- \Hệ keo\VIDEOCLIP HÓA H-C - Micelle formation through

molecular self-assembly.flv

Ảnh hưởng của chất HĐBM

CÁC CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT VÀ ỨNG

DỤNG

 Loại anionic

 loại cationic

 Loại non-ionic

Dễ làm biến tính proteinĐộc tính thấp + độ bền thích hợp

Dùng trong ngành Dược

ỨNG DỤNG

 Dùng làm tác nhân thấm ướt, hòa tan, nhũ hóa…