Chương 7- HOÁ KEO
DUNG DỊCH KEO
7.1.MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN
7.1.1.Hệ phân tán
7.1.2.Cấu tạo của hạt keo
7.1.3.Điều chế và làm sạch dung dịch keo
7.2.CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA DUNG DỊCH KEO
7.2.1.Tính chất động học-phân tử của dung dịch keo
7.2.2.Tính chất quang học của dung dịch keo
7.2.3.Tính chất điện tích của dung dịch keo
7.2.4.Sự keo tụ của dung dịch keo
1.MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN
Hệ phân tán là hệ bao gồm môi trường liên tục và các tiểu phân có
kích thước nhỏ phân tán trong môi trường đó
HỆ PHÂN TÁN
Môi trường
phân tán
Pha phân tán
Khí Lỏng Rắn
Khí Sol khí
(Sương mù,
Mây)
Sol khí
(Khói, bụi)
Lỏng Bọt Nhũ tương Huyền phù
và dung dịch
keo
Rắn Đá xốp,
thuỷ tinh
xốp
Thuỷ tinh

màu
HỆ PHÂN TÁN
Đặc điểm quan trọng của hệ phân tán là độ phân tán (D ) là đại
lượng nghịch đảo của kích thước hạt.
Nếu hạt hình cầu có đường kính d thì D = 1/d. D tăng thì bề mặt
riêng của hệ tăng đáng kể.
T
T
d,m
D,m
-1
Tên hệ Ghi chú
1 10
-10
10
10
Hệ phân tán
phân tử, ion
hay dung dịch
thực
Pha phân tán lá các phân tử, ion.
Dung môi là môi trường phân tán.
Các hệ này tuân theo các định luật
hoá lý, rất bền vững
2 10
-9
-10
-7
10
7

-10
9
Hệ keo
Tính chất của hệ này tuân theo các
quy luật của hoá keo, tương đối
bền vững
3 10
-6
10
-6
Hệ phân tán
thô
Hệ huyền phù, nhũ tương, bọt, bụi.
Hệ này không bền vững
1.MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN
CẤU TẠO CỦA HỆ KEO
Bề mặt các hạt keo luôn luôn tích điện. Một mixen bao gồm:
*Nhân: tạo bởi sự tổ hợp của m phân tử hay nguyên tử. Nhân có
cấu trúc tinh thể và không tan trong môi trường phân tán. Trên bề
mặt nhân, có các ion trong dung dịch bị hấp phụ gọi là ion tạo thế.
Xung quanh nhân có một chất lỏng của môi trường phân tán gọi
là lớp Stern gọi là bề mặt trượt. Một số ion đối với ion tạo thế gọi
là thế khuyết tán và tạo nên điện thế zeta trên bề mặt trượt
[(AgI)m nAg+(n-x)NO
3
-
]
X+
xNO
3

-
Nhân
Lớp Stern
(hấp phụ)
Lớp khuyếch tán
1.MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN
CẤU TẠO CỦA HỆ KEO
Các hệ keo SiO
2,
khi ở trong nước hình thành các nhóm bề mặt SiOH .
Khi pH>2 thường phân ly SiOH SiO- + H+
[(SiO
2
)m nO-(n-x)H+]
X+
xH+
Nhân
Lớp Stern
(hấp phụ)
Lớp khuyếch tán
Cấu tạo mixen
1.MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN
CẤU TẠO CỦA HỆ KEO
Các hệ keo SiO
2,
khi ở trong nước hình thành các nhóm bề mặt SiOH .
Khi pH>2 thường phân ly SiOH SiO- + H+
I:nhân có điện tích bề mặt
II:lớp Stern
III:lớp khuếch tán

IV:dung dịch cân bằng ion
Ở bề mặt hạt keo luôn tồn tại một thế .
Tính chất bền vững của hệ keo tùy thuộc
thế
ξ
ξ
1.MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN
ĐIỀU CHẾ VÀ LÀM SẠCH DUNG DỊCH KEO
Dung dịch keo có độ phân tán nằm giữa hệ phân tán phân tử (dung dịch thật) và
phân tán thô.
10
-7
m Hạt keo 10
-10
m
Phân tán Ngưng tụ
Phương pháp ngưng tụ: Phương pháp kết tinh từ dung dịch thực
quá bão hoà thành những mầm tinh thể có kích thước tương ứng
với kích thước của hạt keo.
Phương pháp phân tán: phân chia các hạt đến kích thước cực nhỏ
1.MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN
ĐIỀU CHẾ VÀ LÀM SẠCH DUNG DỊCH KEO
Dung dịch keo có độ phân tán nằm giữa hệ phân tán phân tử (dung
dịch thật) và phân tán thô.
10
-7
m Hạt keo 10
-10
m
Phân tán Ngưng tụ

Phương pháp ngưng tụ: Phương pháp kết tinh từ dung dịch thực
quá bão hoà thành những mầm tinh thể có kích thước tương ứng
với kích thước của hạt keo.
Phương pháp phân tán: phân chia các hạt đến kích thước cực nhỏ
1.MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN
1.DUNG DỊCH KEO
HẠT KEO
Từ trên
xuống
Từ dưới
lên
u
ĐIỀU CHẾ VÀ LÀM SẠCH DUNG DỊCH KEO
PHƯƠNG PHÁP PHẤN TÁN
Phương pháp cơ học: Nghiền (thường sử dụng ở dạng huyền phù
thô. Để giảm độ cứng vật liệu, thêm chất giảm độ cứng và chất ổn
định.
Phương pháp sử dụng năng lượng điện: thực hiện phóng điện
qua hai điện cực được làm bằng chất phân tán, nhúng trong môi
trường phân tán. Thí dụ như điều chế sol vàng trong môi trường
axit hoá.
Phương pháp siêu âm: thực hiện trong môi trường sóng siêu âm
có tần số 10
5
hoặc 10
6
Hz. Phương pháp này cũng khá phổ biến để
chế tạo hệ keo
1.DUNG DỊCH KEO
ĐIỀU CHẾ VÀ LÀM SẠCH DUNG DỊCH KEO

PHƯƠNG PHÁP PHẤN TÁN
[(Au)m nAuCl
4
-
]
X-
xH+
Nhân
Lớp Stern
(hấp phụ)
Lớp khuyếch tán
Cấu tạo mixen
Vàng kim loại bay hơi
từ bề mặt điện cực ở
dạng các nguyên tử
vàng riêng rẽ, sau đó
ngưng tụ thành hạt
keo vàng. Trên bề mặt
các nhân keo hình
thành các axit HAuCl
4
Làm sạch hệ keo bắng phương pháp màng bán thấm
1.DUNG DỊCH KEO
Phương pháp nghiền
PP Sử dụng năng lượng điện
PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÁN
1.DUNG DỊCH KEO
ĐIỀU CHẾ VÀ LÀM SẠCH DUNG DỊCH KEO
PHƯƠNG PHÁP NGƯNG TỤ
*PP Ngưng tụ do phản ứng hoá học:

Dựa trên các phản ứng tạo ra các hợp chất khó tan. Thí dụ như
chế tạo hạt keo AgI
*PP Ngưng tụ do hơi: Chế tạo các hệ sol hữu cơ –kim loại
*PP thay thế dung môi: thêm vào dung dịh thực một thể tích tương
đối lớn của một chất lỏng khác . Chất lỏng này là dung môi khó
tan đối với chất tan và không tan đối với dung môi của dung dịch
trên, hình thành một dung dịch quá bão hoà của chất tan trong
dung môi mới, chất tan bắt đầu ngưng tụ thành dung dịch keo.
1.DUNG DỊCH KEO
ĐIỀU CHẾ VÀ LÀM SẠCH DUNG DỊCH KEO
PHƯƠNG PHÁP NGƯNG TỤ
Qúa trình kết tinh qua hai giai đoạn:
*Giai đoạn tạo mầm
*Giai đoạn phát triển mầm
tm ptm
v v>
Số mầm tạo ra nhiều hơn và kích thước tinh
thể sẽ nhỏ hơn
tm ptm
v v
<
Số mầm tạo ra ít hơn và kích thước tinh thể sẽ
lớn hơn
1.DUNG DỊCH KEO
1.DUNG DỊCH KEO
1.DUNG DỊCH KEO
1.DUNG DỊCH KEO
1.DUNG DỊCH KEO
1.DUNG DỊCH KEO
2.CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA DUNG DỊCH KEO

TÍNH CHẤT ĐỘNG HỌC - PHÂN TỬ CỦA HỆ KEO
Sự khuyếch tán và chuyển động Brown
Tốc độ chuyển động của các hệ keo trong sol ở trạng thái bền vững
nhỏ hơn nhiều so với tốc độ chuyển động của các phân tử hay ion
trong dung dịch thực. Phương trình Enstein
6 . . .
A
RT
D
r N
π η
=
D:hệ số khuyếch tán
R:bán kính hình cầu
: độ nhớt dung môi
R:hằng số khí
T:nhiệt độ K
η
1.CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA DUNG DỊCH KEO
Độ nhớt của dung dịch keo
2
0
(1 . . )A y B y
η η
= + +
η
Độ nhớt của dung môi
A, B : hằng số
y: phần thế tích pha phân tán.
Sự sa lắng của hệ keo:

Tốc độ sa lắng:
Nếu hệ keo có thể tích V, khối lượng riêng phân tán trong một
chất lỏng có khối lượng riêng thì tốc độ sa lắng của hạt keo là:
ρ
0
ρ
2
2( ).
.
9
o
g
u r
ρ ρ
η
−
=
g: gia tốc trọng trường
r: bán kính hạt keo
:độ nhớt dung dịch
η
2.CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA DUNG DỊCH KEO
Độ bền của hệ keo:
Tuỳ thuộc vào tốc độ khuyếch tán và tốc độ sa lắng :
*Hệ keo bị sa lắng khi:
*Hệ keo cân bằng
*Hệ keo bền vững:
kt
v
sl

v
sl kt
v v
>
sl kt
v v
=
sl kt
v v
<
2.CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA DUNG DỊCH KEO
Phương trình phân bố hạt theo độ cao:
. .
.
.
m g h
k T
o
C C e
−
=
m: khối lượng hạt keo
g: gia tốc trọng trường
h: độ cao
Càng lên cao, nồng độ hạt keo càng giảm.
Muốn hạt phân bố đồng đều thì cần giảm khối lượng m của hạt
nghĩa là tăng độ phân tán của hạt
2.CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA DUNG DỊCH KEO
ÁP SUẤT THẨM THẤU CỦA DUNG DỊCH KEO
Áp suất thẩm thấu của dung dịch vô cùng loãng:

. .C R T
Π =
Π
Áp suất thẩm thấu
C: Nồng độ chất tan
R: Hằng số khí lý tưởng
T: Nhiệt độ K
Áp suất thẩm thấu của dung dịch keo:
'
. . ' .
A
n
R T n K T
N
Π = =
Áp suất thẩm thấu của dung
dịch keo nhỏ hơn áp suất thẩm
thấu của dung dịch thật vì số
lượng hạt n’ của hệ keo nhỏ hơn
rất nhiều so với dung dịch thật
2.CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA DUNG DỊCH KEO