Độ phủ bề mặt là tỷ số giữa diện tích bề mặt chất hấp phụ đã hấp phụ và
tổng diện tích bề mặt của chất hấp phụ.
HẤP PHỤ – Một số khái niệm
Khi 0˂ ˂ 100% thì xảy ra hấp phụ đơn lớp không hoàn toàn.
Khi 100% thì có hấp phụ đa lớp.
Khi = 100% thì xảy ra hấp phụ đơn lớp hoàn toàn.
25 trang |
Chia sẻ: nguyenlam99 | Lượt xem: 1730 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Hóa keo - Chương 1: Hệ phân tán, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
11
HÓA KEO
2
Định nghi ̃a và tính châ ́t
Hệ keo:
-Vật chất tồn tại ở trạng thái phân tán cao (trạng thái keo)
-Pha phân tán (chất tan) được chia nhỏ đến kích thước hạt
khoảng 10-7 – 10-5 cm (phân tử, nguyên tử, ion)
-Phân bố trong môi trường phân tán đồng nhất (dung môi)
Định nghĩa:
Hoá học chất keo là khoa học nghiên cứu :
- đặc tính của hệ keo → các hệ phân tán dị thể
- các quá trình xảy ra trong các hệ này (quá trình hình thành
và phân hủy).
CHƯƠNG I
Hệ phân tán
23
Đặc điểm hê ̣ keo
Cuối thế kỉ 19, một số đặc điểm sau của dung dịch keo đã được ghi
nhận:
Khả năng phân tán ánh sáng.
Khuếch tán chậm và có kha ̉ năng thẩm tích (khả năng lọc được
bằng màng bán thẩm).
Không bền vững tập hợp (các hạt keo dễ tập hợp lại với nhau để
thành các hạt lớn hơn dưới tác dụng của các nguyên nhân vật lý
bên ngoài như nhiệt độ, khuấy lắc, chất điện ly).
Có hiện tượng điện di.
CHƯƠNG I
Hệ phân tán
4
Tính châ ́t của hê ̣ keo
Tính chất động học phân tử
- Quá trình khuyếch tán
- Quá trình sa lắng
- Áp suất thẩm thấu
- Độ nhớt
Tính chất quang học
- Sự phân tán ánh sáng
- Sự hấp thụ ánh sáng
Tính chất điện
- Cấu tạo của hạt keo
- Cấu tạo lớp điện kép
- Các hiện tượng điện động học
CHƯƠNG I
Hệ phân tán
35
CHƯƠNG I
HỆ PHÂN TÁN
6
CHƯƠNG I
Hệ phân tán Các khái niê ̣m
• Pha phân tán
VD: Các hạt sét, các phân
tử Al(OH)3
• Môi trường phân tán
VD: Nước, metanol,
benzen
• Hệ phân tán di ̣ thể : là các hệ cấu tạo từ 2 tướng (pha) trở lên và 1 trong 2
tướng (pha) ở trạng thái chia nhỏ (pha phân tán) được phân bố trong pha liên
tục (môi trường phân tán).
• Hệ phân tán đồng thể: khi pha phân tán phân bố đều trong môi trường
tạo thành một hệ đồng nhất, không có bề mặt phân cách (ví dụ như dung
dịch nước muối).
47
8
Phân loa ̣i
CHƯƠNG I
Hệ phân tán
Kích thước hạt (Độ phân tán)1
2 Trạng thái tập hợp
3 Tương tác giữa các hạt
Tương tác giữa pha phân tán
va ̀ môi trường phân tán4
59
Kích thước hạt1CHƯƠNG IHệ phân tán
Sự phân loại các hệ phân tán theo kích thước hạt
Huyền phu ̀ và
nhu ̃ tương
Hạt không đi qua giấy
lọc, nhìn thấy trong
kính hiểm vi thường.
Hệ dị thể không bền
vững.
> 10-5Hệ phân tán
thô
Keo AgI, keo
Protit
Hạt đi qua giấy lọc,
không nhìn thấy
trong kính hiển vi.
10-7 ÷ 10-5Dung dịch
keo
Các dung dịch
phân tử và điện
ly
Hệ đồng thể một pha.< 10-7Dung dịch
phân tử
Ví dụĐặc điểmKích thước hạt
(cm)
Hệ phân tán
10
Hệ có kích thước hạt keo thấy được bằng kính hiển vi thường (a >
0,2 micron) là hệ micron,
Hệ có kích thước hạt keo không thấy được bằng kính hiển vi thường
(a < 0,2 micron) là hệ siêu micron.
Hệ siêu micron lại được phân thành supmicron (0,005 < a < 0,2
micron - nhìn thấy nhờ kính siêu vi) và amicron (a < 0,05 micron -
kính siêu vi cũng không phát hiện thấy).
Cách phân loại này không phản ánh bản chất của hệ keo và nói
chung các hệ keo thường gặp là các hệ đa phân tán nên cách này ít
được sử dụng.
611
Kích thước hạt1CHƯƠNG IHệ phân tán
Độ phân tán (D) là số phân tán
trong một đơn vị độ dài:
D= 1/a
a: kích thước hạt phân tán
Bề mặt riêng Sr là bề mặt của
tất cả các hạt được quy về một
đơn vị thể tích pha phân tán.
Kích thước hạt a càng nhỏ thì D
và Sr càng lớn.
12
Kích thước hạt1CHƯƠNG IHệ phân tán
Sự thay đổi bề mặt riêng khi chia nhỏ 1cm3 chất:
713
Sự phân loại các hệ phân tán theo trạng thái tập hợp
Son khíL/KKhíLỏng8
Nhũ tương rắn,
gel
L/RRắnLỏng5
Dung dịch khi ́
(hệ phân
tán phân tử)
K/KKhi ́Khi ́ 9
Số TT Pha phân
tán
Môi trường
phân tán
Kí hiệu Tên gọi hệ Ví dụ
1 Rắn Lỏng R/L Huyền phù
2 Lỏng Lỏng L/L Nhũ tương
(emulsion)
3 Khí Lỏng K/L Bọt (foam)
4 Rắn Rắn R/R Dung dịch rắn
6 Khí Rắn K/R Bọt rắn (solid
foam)
7 Rắn Khí R/K Son khí
2 Trạng thái tập hợp
CHƯƠNG I
Hệ phân tán
14
Môi trường phân tán
• Aerosol (sol khí): môi trường phân tán là khí, hệ L/K (các giọt lỏng
phân bố trong pha khí) như mây, sương mù; hệ R/K (các hạt rắn
phân bố trong pha khí) như khói, bụi... (Hệ K/K là hệ phân tán phân
tử).
• Liosol (sol lỏng): môi trường phân tán là chất lỏng như nước,
rượu, ete... được gọi tương ứng là hidrosol, ancolsol, etesol...
Danh từ acganosol được dùng để chỉ các sol có môi trường phân
tán lỏng là dung môi hữu cơ.
CHƯƠNG I
Hệ phân tán
Ở độ phân tán cao, các hệ có cùng môi trường phân tán có tính
chất tương đối giống nhau nên để đơn giản, các hệ keo chỉ được
phân loại theo trạng thái tập hợp của môi trường phân tán.
815
CHƯƠNG I
Hệ phân tán 3 Tương tác giữa các hạt
Hệ phân tán tự do:
- các hạt tồn tại độc lập nhau và chúng chuyển động hỗn loạn.
- ví dụ aerosol, liosol, huyền phù và nhũ tương rất loãng.
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
oO O
O
O
O
O
O
O
O
O
o o
o
o
o
o
o
o
16
CHƯƠNG I
Hệ phân tán 3 Tương tác giữa các hạt
Hệ phân tán liên kết:
- các hạt liên kết với nhau bằng các lực phân tử tạo nên trong môi
trường phân tán một mạng lưới không gian.
- các hạt dính lại với nhau tại các điểm tiếp xúc.
- gọi là gel
- Tuỳ theo số điểm tiếp xúc của mỗi hạt, gel có thể ở dạng liên kết lỏng
lẻo (a, c) hoặc sắp xếp đặc khít (b), ví dụ như huyền phù đậm đặc
(kem), nhũ tương đậm đặc (bọt).
- Các hạt cũng có thể kết dính với nhau để lại các lỗ xốp gọi là các hệ
mao quản (d, e), ví dụ như gỗ, da, giấy, các loại màng.
ooo
o
oo
o
o
oo
o
o
o
oo o
o
o
o
o
o o
oooo
oO
OOOO
O OOO oo
ooo
o
o
o
oo
o
o
o
o
OO
OO OOO
O
O
O
oo
o
oo
ooo
(a) (b) (c) (d) (e)
a, c: Gel lỏng lẻo; b: Gel đặc khít; d, e: Các hệ mao quản
917
CHƯƠNG I
Hệ phân tán
• Keo thuận nghịch:
- Có sự tương tác giữa pha phân tán với các phân tử môi
trường nên chúng hoà tan trong môi trường đó.
- Gọi là hệ keo ưa lưu (ưa lỏng, lyophylles).
- Môi trường phân tán là nước thì các hệ này được gọi tương
ứng là ưa nước.
- Ví dụ : xà phòng, nhiều loại đất sét tự hòa tan trong nước, các
hợp chất cao phân tử được hòa tan trong dung môi thích hợp.
• Keo bất thuận nghịch:
- Pha phân tán không tự ý tương tác với các phân tử môi
trường nên chúng không hòa tan trong môi trường.
- Gọi là hệ keo ghét lưu (kỵ lỏng, lyophobes),
- Môi trường phân tán là nước thì các hệ này được gọi tương
ứng là ghét nước.
- Ví dụ: cao su trong benzene, PMMA trong toluene
Tương tác giữa pha phân tán
và môi trường phân tán4
18
CHƯƠNG I
Hệ phân tán Ý nghi ̃a của hóa keo
Trong tự nhiên:
-Không gian vũ trụ là một hệ thống keo khổng lồ, chứa những hạt bụi ˂ 3.10-
5 cm.
-Sao chổi là một đám bụi vũ trụ tương đối tập trung mà nhờ sự phân tán ánh
sáng mặt trời ta có thể thấy chúng vào những lúc rạng đông hoặc chập tối.
10
19
CHƯƠNG I
Hệ phân tán Ý nghi ̃a của hóa keo
Trong tự nhiên:
- Mây và sương mù là những hệ keo L/K
- Mưa, tuyết là những hiện tượng phá hủy độ bền vững của hệ keo.
20
CHƯƠNG I
Hệ phân tán Ý nghi ̃a của hóa keo
Trong tự nhiên:
- Đất là một hệ thống keo phức tạp, hình dạng, kích thước cũng như bản
chất của các hạt keo đất quyết định khả năng thấm ướt, khả năng hấp thụ
của đất.
- Việc tạo thành các vùng châu thổ tại những nơi cửa sông nối liền với biển
được giải thích bằng sự keo tụ các hạt keo chứa trong nước sông khi các
hạt đó gặp các chất điện ly chứa trong nước biển.
11
21
CHƯƠNG I
Hệ phân tán Ý nghi ̃a của hóa keo
Trong tự nhiên:
- Nhiều quá trình sống trong cơ thể động thực vật cũng là những quá trình
keo. Cơ thể động vật, thực vật là gồm những dung dịch và gel của các chất
cao phân tử.
22
CHƯƠNG I
Hệ phân tán Ý nghi ̃a của hóa keo
Trong kĩ thuật:
- Nhuộm sợi, thuộc da là làm cho các hạt keo (phẩm nhuộm, chất thuộc da)
khuyếch tán vào vải, vào da và bị keo tụ trên bề mặt các vật liệu này.
- Nhựa: Nhiều quá trình điều chế polime được tiến hành ở dạng nhũ tương.
Bản chất composite cũng là các hệ keo với sự có mặt các chất độn ở dạng
các hạt rất nhỏ.
- Dược phẩm: các loại dựơc phẩm dưới dạng huyền phù, nhũ tương, kem,
dầu, cao.
12
23
Chất tẩy tế bào chết, kem
đắp mặt, son dưỡng môi
Nước hoa và kem thoa
da, tóc
Bọt dầu gội đầu, kem
cạo râu, bọt xà phòng
tắm, gel (mousse) tạo
kiểu tóc
Nhà và các sản phẩm chăm
sóc cá nhân
Dung dịch khoan cắt, chế
biến khoáng sản
Dung dịch nhũ tương
khoan và thông dòng
chảy
Bọt nhà máy lọc dầu,
bọt dầu và nhựa
đường, bọt chữa cháy,
tuyển khoáng
Sản xuất dầu mỏ và chế
biến khoáng sản
Dâ ̀u xoa bóp, protein,
virus, thuốc nang
Vitamin hòa tan và các
sản phẩm nội tiết tố,
các tế bào sinh học,
máu, mụn nước
Bọt tiêu hóa, chất bài
tiết của côn trùng
Sinh học và y học
Mực in, gel, sơn, dung
dịch bột giấy
Nhựa đường, sơn, chất
đánh bóng
Bọt xà phòng, bọt mực Sản xuất và khoa học vật
liệu
Bùn, cát, đất sétThuốc trừ sâu và thuốc
diệt cỏ
Bọt hun khói, thuốc
trừ sâu và thuốc diệt
cỏ, bong bóng trong
chất nhão
Địa chất, nông nghiệp và
khoa học đất
Thạch, đồ uống sô cô la,
đồ uống bán đông lạnh,
kem, dầu thực vật
Sữa, bơ, kem, sốt
mayonnaise, pho mát,
nước sốt
Champagne, soda, bia,
kem tươi, bánh trứng
đường, kem
Thực phẩm
Hạt lơ lửng trong mưa,
biển, hồ và sông nước,
dòng chảy băng
Nước thảiBọt sông bị ô nhiễm,
bong bong khí trong
biển và sông
Môi trường và khí tượng
SuspensionEmulsionFoamLĩnh vực
24
CHƯƠNG II
CÁC HIỆN TƯỢNG BỀ MẶT
13
25
1. Sức căng bê ̀ mặt
2. Hiê ̣n tượng thâ ́m ướt
Châ ́t thâ ́m ướt
Sự ngưng tụ mao quản
3. Hấp phụ
26
Sức căng bê ̀ mặtCHƯƠNG IICác hiê ̣n tượng bê ̀ mặt
14
27
Sức căng bê ̀ mặtCHƯƠNG IICác hiê ̣n tượng bê ̀ mặt
]m[
]J[
2 ]m[
[m] ]N[
2 ]m[
]N[
cm 100
dyn 105
= = = = = 103 dyn/cm
•Muốn làm tăng bề mặt cần phải đưa thêm các phân
tử từ bên trong đến lớp bề mặt, tức là đã thực hiện
một công chống lại nội áp.
•Công này chỉ dùng để thắng lực tương tác giữa các
phân tử nên tỷ lệ với độ tăng diện tích bề mặt.
Công tiêu tốn để tạo ra một đơn vị diện tích bề mặt:
W= dGs = . ds
là hệ số tỷ lệ và được gọi là sức căng bề mặt (SCBM).
Khi ds=1 thì năng lượng dư bề mặt dGs = nên có thể nói là năng
lượng tạo ra 1 đơn vị bề mặt.
28
Sức căng bê ̀ mặtCHƯƠNG IICác hiê ̣n tượng bê ̀ mặt
SCBM là lực tác dụng trên một đơn vị độ dài của bề mặt phân chia
pha.
Kéo màng thêm 1 đoạn dh thi ̀ cần tác
dụng 1 lực f.
Diện tích bê ̀ mặt tăng lên 1 giá trị:
l
f
2
f
ds = 2. l . dh
Công thực hiện quá trình bằng lực nhân
quãng đường đi:
W = f.dh = .ds
15
29
Sức căng bê ̀ mặtCHƯƠNG IICác hiê ̣n tượng bê ̀ mặt
Chất lỏng σ,Nm-1
(20oC)
Kim loại,
muối nóng chảy
σ,Nm-1
(20oC)
n-hexan 18,4.10-3 Hg (20oC) 472.10-3
C2H5OH 22,0.10-3 Ag (970oC) 800.10-3
Xyclohexan 26,5.10-3 NaCl (1000oC) 98.10-3
Benzen 28,9.10-3 BaSO4 (25oC) 1250.10-3
H2O 72,75.10-3 CaF2 (25oC) 2500.10-3
Gia ́ trị SCBM phu ̣ thuộc:
- Bản chất của mỗi chất
- Bản chất của chất tiếp xúc
30
Giá trị của sức căng bề mặt phụ thuộc vào
bản chất của các pha tiếp xúc (do tương
tác phân tử giữa các pha khác nhau), nhiệt
độ và lượng chất hòa tan.
Khi nhiệt độ tăng, sức căng bề mặt của đa số chất lỏng giảm xuống.
16
31
Dưới tác dụng của sức căng bề mặt, chất lỏng khi không có tác
dụng của ngoại lực luôn có dạng hình cầu.
32
Sức căng bê ̀ mặtCHƯƠNG IICác hiê ̣n tượng bê ̀ mặt
6
.lH
Chất lỏng , N.m-1 (thực
nghiệm)
H, J.m-3 l, m
Nước 72,75.10-3 2,2.109 3,12.10-
10
114.10-3
Clorofom 27,6.10-3 0,55.109 5,16.10-
10
47,3.10-3
n-hexan 18,4.10-3 0,23.109 6.10-10 23.10-3
Benzen 28,9.10-3 0,34.109 5,28.10-
10
29.10-3
So sánh sức căng bề mặt tính toán và thực nghiệm
17
33
Sức căng bê ̀ mặtCHƯƠNG IICác hiê ̣n tượng bê ̀ mặt
6
6
. H
Năng lượng phân chia: nhiệt hoá hơi H
Giả thiết các phân tử hình lập phương có cạnh l, có l-3 hình lập
phương.
Công hình thành bề mặt S là S. (chính là nhiệt hóa hơi).
Giả thiết có 1m3 chất được phân chia thành phân tử tự do:
Diện tích bề mặt 1 hình lập phương 6 l2
→ Tổng diện tích bề mặt 6 l2 l-3 = 6.l-1
H = hay =
Nước: H = 2,2 J/m3
l = 3,12.10-10m
34
Hiê ̣n tượng thâ ́m ướtCHƯƠNG IICác hiê ̣n tượng bê ̀ mặt
Mức độ thấm ướt :
-Được quyết định bởi tương quan giữa các SCBM
-Đặc trưng bởi góc thấm ướt
Hiện tượng thấm ướt: là hiện tượng chất lỏng lan rộng trên bê ̀ mặt chất rắn.
18
35
CHƯƠNG II
Các hiê ̣n tượng bê ̀ mặt
• < 90°, thấm uớt bề mặt.
• > 90°, không thấm ướt bề mặt.
• = 0, chất lỏng thấm ướt hoàn toàn.
• = 180°, hoàn toàn không thấm ướt.
Hiê ̣n tượng thâ ́m ướt
36
Hiê ̣n tượng thâ ́m ướtCHƯƠNG IICác hiê ̣n tượng bê ̀ mặt
SCBM là hằng số do đó cũng là hằng số đối với một cặp pha xác định.
cos : hệ số thấm ướt
Khi thấm ướt: bề mặt tiếp xúc R-K có SCBM lớn được thay bằng bề mặt tiếp
xúc R-L có SCBM nhỏ
SCBM của hệ giảm
Khi cân bằng được thiết lập, quá trình dừng lại, tại biên giới tiếp xúc của 3 pha
có cân bằng lực như sau:
RL + LK.cos= RK
Phương trình Young: cos = (RK - RL)/ LK
Bề mặt thấm ướt tốt (cos > 0 ) được gọi là bề mặt ưa nước/lỏng,
Bề mặt không thấm ướt nước được gọi là bề mặt ghét nước/kỵ̣ lỏng.
19
37
CHƯƠNG II
Các hiê ̣n tượng bê ̀ mặt
Dựa vào việc đo góc tiếp xúc ta có thể kiểm tra độ sạch của bề mặt.
Hiê ̣n tượng thâ ́m ướt
Góc tiếp xúc của nước trên một số bề mặt rắn:
38
CHƯƠNG II
Các hiê ̣n tượng bê ̀ mặt Châ ́t thâ ́m ướt
Chất thấm ướt là chất khi thêm vào thì làm tăng tính thấm ướt của
nước trên bề mặt.
Các chất hoạt động bề mặt đều là chất thấm ướt.
Giả thiết góc tiếp xúc của nước tinh khiết trên bề mặt nào đó là :
RL + LK.cos = RK
Nếu thêm chất HĐBM vào pha lỏng thì sức căng bề mặt có liên quan
đến pha lỏng sẽ giảm:
’RL + ’LK.cos’ = RK
So sánh 2 PT trên ta có:
RL + LK.cos = ’RL + ’LK.cos’
Vì ’RL ˂ RL và ’LK ˂ LK
nên cos’ cos hoặc ’˂
20
39
CHƯƠNG II
Các hiê ̣n tượng bê ̀ mặt Sự cha ̉y loang
Sự chảy loang là trường hợp thấm ướt hoàn toàn của một giọt chất
lỏng B lên bề mặt một chất lỏng A (thường là nước, có sức căng
bề mặt lớn hơn).
Điều kiện chảy loang : AH BH + AB
Hệ số chảy loang : S = AH - BH - AB 0
Rượu ROH, axít hữu cơ R-COOH, amin R-NH2
Dầu vazelin, dầu máy
loang tốt trên bề mặt nước
không chảy loang
40
CHƯƠNG II
Các hiê ̣n tượng bê ̀ mặt Sự ngưng tụ mao quản
Hiện tượng ngưng tụ mao quản: là sự ngưng tụ hơi của chất bị hấp phụ trong các
mao quản của chất hấp phụ xốp.
Nếu chất bị hấp phụ thấm ướt thành mao quản thì sẽ tạo thành một mặt cong lõm
trong mao quản.
•Sức căng bề mặt
của chất lỏng càng
lớn hoặc bán kính
mao quản càng nhỏ
thì áp suất hơi bão
hòa trong mao quản
càng nhỏ, nghĩa là
hơi càng dễ ngưng
tụ thành lỏng.
21
41
CHƯƠNG II
Các hiê ̣n tượng bê ̀ mặt Sự ngưng tụ mao quản
Phương pháp mao quản : Nhúng 1 mao
quản vào chất lỏng thấm ướt thì chất lỏng
dâng lên trong mao quản đến độ cao h.
Sức căng bề mặt của chất lỏng được tính
theo công thức:
42
CHƯƠNG II
Các hiê ̣n tượng bê ̀ mặt HẤP PHỤ
Một số khái niệm
Sự hấp phụ trên ranh giới dung dịch lỏng – khí
Phương trình Gibbs. Chất HĐBM
Sự hấp phụ trên ranh giới dung dịch lỏng – rắn
Sự hấp phụ trên ranh giới dung dịch rắn – khí
Phương trình Langmuir, Frendlich, BET
- sự hấp phụ các phân tử trung hòa
- sự hấp phụ các chất điện ly.
22
43
HẤP THỤ?
HẤP PHỤ?
44
CHƯƠNG II
Các hiê ̣n tượng bê ̀ mặt HẤP PHỤ – Mô ̣t số khái niê ̣m
Hấp phụ (adsorption) là quá trình tập trung chất (các phân tử
chất khí, lỏng hay chất hoà tan) lên bề mặt phân cách pha
(khí - lỏng, khí - rắn hay lỏng - lỏng, lỏng - rắn...).
Chất hấp phụ (adsorbent) là tướng rắn hay lỏng thu hút và giữ ở
bề mặt của mình những chất bị hấp phụ (adsorbate) như ion,
nguyên tử, phân tử
Quá trình hấp thu (adsorption) là quá trình thu hút vào sâu bên
trong thể tích pha.
Nhiệt hấp phụ: Lượng nhiệt giải phóng ra trong quá trình
hấp phụ.
Quá trình ngược lại với hấp phụ gọi là sự giải hấp.
23
45
CHƯƠNG II
Các hiê ̣n tượng bê ̀ mặt
Chúng ta có thể phân biệt 2 loại hấp phụ vật lý và hóa học trên những cơ sở sau:
Thường bất thuận nghịch, quá
trình giải hấp tương đối kho ́ vì
sản phẩm giải hấp thường bị
biến đổi thành phần hóa học
Có tính thuận nghịchTính thuận nghịch
Có tính đặc thu ̀, sự hấp phu ̣ chỉ
diễn ra khi chất bị hấp phu ̣ có
kha ̉ năng tạo liên kết hóa học
với chất hấp phu ̣
Ít phu ̣ thuộc vào bản chất
của bê ̀ mặt, phu ̣ thuộc
vào những điều kiện vê ̀
nhiệt độ va ̀ áp suất
Tính đặc thu ̀
Một lớpNhiều lớpSô ́ lớp hấp phu ̣
Ưu đãi ở nhiệt độ caoNhiệt độ thấpKhoảng nhiệt độ hấp phu ̣
Quan trọngKhông quan trọngNăng lượng hoạt hóa
Vài chục Kcal/molVài Kcal/mol (2-6)Nhiệt hấp phu ̣
Liên kết hóa học, có sự trao
đổi điện tử
Tương tác vật ly ́, không
trao đổi điện tử
Loại liên kết
Hấp phu ̣ hóa họcHấp phu ̣ vật ly ́
HẤP PHỤ – Mô ̣t số khái niê ̣m
46
CHƯƠNG II
Các hiê ̣n tượng bê ̀ mặt
Đối với một hệ xác định, đại lượng hấp phụ a phụ thuộc vào nồng độ
C hoặc áp suất P và nhiệt độ T, a = f(T, P) hoặc a = f(T, C).
Đường biểu diễn a = f(P) hoặc a = f(C) ở T = const được gọi là đường
hấp phụ đẳng nhiệt.
Tại vùng có P hay C thấp thì a tỷ lệ bậc thấp với P, C.
Tại vùng có P hay C cao thì a = amax không phụ thuộc vào P, C nữa vì
quá trình hấp phụ đã đạt bão hoà.
HẤP PHỤ – Mô ̣t số khái niê ̣m
Sự phụ thuộc của độ hấp phụ
vào nồng độ (mol/l) của chất bị
hấp phụ:
24
47
CHƯƠNG II
Các hiê ̣n tượng bê ̀ mặt
Độ hấp phụ a của một chất hấp phụ là lượng chất bị hấp phụ (mol) đã bị hấp
phụ trên một đơn vị diện tích hoặc trên một đơn vị khối lượng chất hấp phụ khi
đạt trạng thái cân bằng hấp phụ, ở 1 nhiệt độ xác định.
HẤP PHỤ – Mô ̣t số khái niê ̣m
Độ hấp phụ cực đại amax là độ hấp phụ tối đa của chất hấp phụ, ứng với
nồng độ cân bằng xác định của chất bị hấp phụ, ở 1 nhiệt độ xác định.
Độ hấp phụ và độ phủ:
a = n/S
hoặc a = n/m
n : số mol chất bị hấp phụ (mol, ml...)
S : diện tích bề mặt (m2, cm2...)
m: khối lượng chất hấp phụ (g)
48
CHƯƠNG II
Các hiê ̣n tượng bê ̀ mặt
Độ phủ bề mặt là tỷ số giữa diện tích bề mặt chất hấp phụ đã hấp phụ và
tổng diện tích bề mặt của chất hấp phụ.
HẤP PHỤ – Mô ̣t số khái niê ̣m
Khi 0˂ ˂ 100% thì xảy ra hấp phụ đơn lớp không hoàn toàn.
Khi 100% thì có hấp phụ đa lớp.
Khi = 100% thì xảy ra hấp phụ đơn lớp hoàn toàn.
Hấp phụ và độ phủ:
Sr: bề mặt riêng
Sp: diện tích bề mặt của chất hấp phụ đã hấp phụ
25
49
CHƯƠNG II
Các hiê ̣n tượng bê ̀ mặt HẤP PHỤ – Mô ̣t số khái niê ̣m
Độ hấp phụ và độ phủ:
Diện tích bề mặt đã hấp phu ̣ có liên hệ với độ hấp phụ:
Sp = a.No.So
So là độ phu ̉ cơ bản là diện tích tối thiểu của 1 phân tử hoặc 1 ion
chiếm chỗ ở bề mặt chất hấp phụ.
50
CHƯƠNG II
Các hiê ̣n tượng bê ̀ mặt HẤP PHỤ – Mô ̣t số khái niê ̣m
Độ hấp phụ của than:
a = (0,46/46)/10 = 0,001 (mol/g)
VD1: 10g một loại than củi có bề mặt riêng là Sr = 300m2/g đã hấp phụ được
0,46g rượu C2H5OH ở 25°C. Tính độ hấp phụ và độ phủ của loại than này đối
với C2H5OH? Biết rằng So của C2H5OH là 21,6A°2.
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- in_gt_hoa_keo_26_1_2015_2635.pdf