Đề cương môn Hóa lý 1- Trường Đại học bách khoa - Đại học đà nẵng.

Câu 1: Nêu ảnh hưởng của chất điện ly đến sự keo tụ của hệ keo ưa lưu, hệ keo ghét lưu
➢ Ảnh hưởng của chất điện ly đến sự keo tụ của hệ keo ưa lưu * Lượng nhỏ * Lượng lớn
- Giảm thế zeta mà không đông tụ - Trung hòa thế zeta
- Ổn định bởi lớp solvate
- Khử nước của lớp solvate Hệ ổn định Hệ không ổn định
➢ Ảnh hưởng của chất điện ly đến sự keo tụ của hệ keo ghét lưu * Lượng nhỏ * Lượng lớn
- Truyền điện tích cho hạt - Làm giảm thế zeta Hệ ổn định Hệ không ổn định
Câu 2: Làm sao để duy trì nhiệt độ ở -196oC (77K) trong quá trình nghiên cứu hấp phụ
đẳng nhiệt N2 trên các chất rắn
Câu 3: Nêu ý nghĩa của việc nghiên cứu hấp phụ đẳng nhiệt N2 trên các chất rắn.
Câu 4: Nêu các thành phần cơ bản tạo nên một hệ keo ghét lưu , hệ keo ưa lưu
➢ Thành phần cơ bản của hệ keo ghét lưu: - Dung môi - Các hạt vô cơ
➢ Thành phần cơ bản của hệ keo ưa lưu - Dung môi - Các phân tử hữu cơ
Lưu ý: Hệ keo ưa lưu ổn định hơn
Câu 5: Thế nào ngưỡng keo tụ?
- Là nồng độ thấp nhất của chất điện ly mà tại đó hiện tượng kết tụ xảy ra rất
nhanh ( có thể quan sát bằng mắt thường )
Câu 6: Nêu tên các phương pháp để điều chế một hệ keo ghét lưu. - Phương pháp phân tán - Phương pháp ngưng tụ
Câu 7: Thế nào là một hệ keo ưa lưu (lyophilic), hệ keo ghét lưu (lyophobic), hệ keo
liên hợp (amphiphilic), cho các ví dụ tương ứng
- Hệ keo ưa lưu là hệ gồm các hạt phân tán liên kết chặt chẽ với môi trường. VD: sữa trong nước
- Hệ keo ghét lưu là hệ gồm các hạt phân tán hầu như không liên kết với môi trường VD: AgI trong nước
- Hệ keo liên hợp là hệ gồm các hạt keo được tạo thành từ các phân tử chất bán keo. VD: Xà phòng trong nước
Câu 8: Nêu các nguyên nhân cơ bản gây nên sự tích điện cho các hạt keo của hệ phân tán
- Hấp thụ chọn lọc các ion trong dung dịch
- Ion hóa các nhóm chức trên bề mặt
- Chênh lệch hằng số điện môi giữa pha phân tán và môi trường phân tán
Câu 9: Định nghĩa thế Zeta (thế điện động). Nêu một số ý nghĩa của việc nghiên cứu
thế Zeta của hệ phân tán
- Thế zeta là thế điện động của hệ phân tán
Với: u: vận tốc chuyển động
ε,ε0: hằng số điện môi của môi trường phân tán và chân không
η: độ nhớt của môi trường phân tán
l: khoảng cách giữa hai điện cực - Ý nghĩa:
o Đối với một hệ keo xác định, độ dày χ của lớp khuếch tán càng lớn thì
thế điện động ξ càng lớn, keo càng bền
o Khi lớp khuếch tán bị “ép” lại, nghĩa là độ dày χ giảm thì ξ giảm. Khi χ = 0 thì ξ = 0
o Thế điện động ξ ảnh hưởng mạnh đến sự bền vững của hạt keo cũng
như sự chuyển dịch … tring các quá trình điện cực
Câu 10: Vì sao gọi thế Zeta là thế điện động ? Làm thế nào để đo được thế Zeta ?
Nêu các đại lượng trong phương trình xác định thế Zeta ?
Câu 11: Nêu ý nghĩa của khái niệm "Chỉ số Vàng – Gold Number" được sử dụng trong nghiên cứu hệ phân tán
- Khối lượng nhỏ nhất tính bằng mg của keo bảo vệ (khối lượng khô của pha
phân tán) cần để tránh đổi màu từ đỏ sang tím trong 10ml sol vàng khi thêm 1ml NaCl 10%
Câu 12: Trình bày vắn tắt phương pháp phân tán, phương pháp ngưng tụ để điều
chế một hệ keo ghét lưu
- Phương pháp phân tán: Phá vỡ hạt thô o Máy nghiền keo o Rung siêu âm o Điện phân tán
o Peptit hóa: bổ sung các ion hất phụ ưu tiên
- Phương pháp ngưng tụ: Tập hợp các hạt nhỏ hơn hạt keo
o Phản ứng hóa học: Oxy hóa, thủy phân… o Thay đổi dung môi
Câu 13: Trình bày phương pháp phân loại hệ keo dựa vào tương tác giữa pha thân
tán và môi trường phân tán - Phân làm 3 loại: o Keo ưa lưu o Keo kị lưu o Keo liên hợp
Câu 14: Nêu tên các phương pháp sử dụng để làm sạch hệ keo - Thẩm tích
- Điện thẩm tích: áp dòng điện để tăng tốc sự dịch chuyển ion qua màn bán thấm
- Điện kết tủa: áp dòng điện để tập hợp hạt keo đã tích điện về một phía của màng (sơn tĩnh điện)
- Siêu lọc: tạo áp lực qua màng (hút hoặc đẩy)
Câu 15: Nêu tên các hiện tượng điện động học của hệ phân tán
- Các hiện tượng điện động của hệ phân tán
o Điện di: là sự chuyển động có hướng của một dòng dung môi dưới tác
dụng của điện trường qua một bề mặt mao quản được tích điện
o Điện thẩm thấu: là sự dịch chuyển có hướng của một dòng dung môi
dưới tác dụng của điện trường qua một bề mặt mao quản được tích điện
o Điện thế sa lắng: là điện thế tạo ra khi hạt trải qua quá trình sa lắng
dưới tác dụng của lực trọng trường hoặc ly tâm
o Điện thế chảy: là điện thế tạo ra khi cho một chất lỏng chảy qua lớp hạt mang điện
o Thế zeta: là thế điện động của hệ phân tán
- Các tính chất quang học của hệ phân tán: hấp thụ, tán xạ, phân cực, phản xạ
- Các tính chất động học của hệ phân tán:
o Chuyển động dưới tác dụng của lực ly tâm: sa lắng o Dòng chảy nhớt o Chuyển động nhiệt
▪ Chuyển động Brown: Chuyển dộng hỗn loạn, không theo 1 quy luật nào ▪ Khuếch tán ▪ Thẩm thấu
Câu 16: Hãy cho biết điều gì xảy ra khi trộn 2 hệ keo ghét lưu trái dấu?
- Xảy ra hiện tượng đòng kết tủa
Câu 17: Hãy cho biết điều gì xảy ra khi cho hệ keo ưa lưu vào hệ keo ghét lưu?
- Các hạt keo kị lưu hấp phụ trên bề mặt keo ưu lưu dẫn đến hạt phân tán của
keo kị lưu ưu hóa làm cho ưu lưu kém bền
Câu 18: Trình bày quy tắc Schulze-Hardy ?
- Ngưỡng keo tụ của một chất điện ly phụ thuộc chủ yến vào ion trái dấu của hạt keo (pha phân tán)
- Ion có hóa trị càng lớn gây keo tụ càng mạnh
- Hai ion có hóa trị bằng nhau, ion nào có kích thước (bán kính nguyên tử) lớn
hơn thì gây keo tụ mạnh hơn
Câu 19: Trình bày các đại lượng trong phương trình Einstein và Smoluchowski,
phương trình của định luật Fick 1, phương trình Stock, phương trình tán xạ Rayleigh,
phương trình Henry….
- Phương trình Einstein và Smoluchowski: D=μ k T B
Với: μ=v ∕ F : độ linh động K =R ∕ N B
A : hằng số Boltzmann ⅆC
- Phương trình của định luật Fick 1: ⅆm=−D ⋅ ⅆ S ⋅ⅆt x
Với: dm: khối lượng chất khuếch tán trong dt
S: diện tích vùng khuếch tán
dx: quãng đường dịch chuyển
dC: sự thay đổi nồng độ D: hệ số khuếch tán - Phương trình Stock:
M = 4 ηρ ⋅ r3 ⋅ N 3
Với: M: khối lượng phân tử η: độ nhớt N: số Avogadro r: bán kính hạt keo (m)
ρ: khối lượng riêng của pha phân tán
( n2−n2 ) γ ν2
- Phương trình tán xạ Rayleigh: I =24 π3 1 0 ⋅ pt n2+2 n2 I0 λ4 1 0
Với: Ipt: Cường độ tán xạ
n1, n0: Chỉ số tán xạ của pha phân tán/ môi trường phân tán
γ: Nồng độ của pha phân tán
v: Thể tích của hạt phân tán λ: Bước sóng
I0: Cường dộ của ánh sáng tới
Câu 20: Nêu các bước hình thành một mixen keo ghét lưu. Viết được cấu trúc của 1
mixen keo trong từng điều kiện cụ thể
- Các bước hình thành một mixen keo ghét lưu:
o Sử dụng tiền chất là các dung dịch chứa các ion, phân tử tạo nên nhân keo
o Áp dùng phản ứng tạo nên các phân tử của hợp chất khó tan
o Kết tụ (m) phân tử khó tan tạo thành nhân keo
o Nhân keo hấp phụ chọn lọc (n) cac ion đồng hình và tích điện cho nhân keo
o Hình thành lớp tích điện kép giữa bề mặt tích điện của nhân keo và dung dịch gồm 2 lớp
o Lớp hấp phụ (n-x) ion trái dấu với nhân keo: Trung hòa một phần tích điện của nhân keo
o Lớp khuếch tán (x): Trung hòa hoàn toàn điện tích nhân keo