Nghiên cứu về keo xanh phổ và sự đông vón trong phân tán | Bài tập hóa học

lOMoAR cPSD| 46342985 Câu 2:
a. Keo xanh phổ được điều chế bằng phương pháp nào? Thuộc phươngpháp
điều chế chung nào? Hãy viết micell keo xanh phổ.
• Keo xanh phổ được điều chế bằng phương pháp pepti hóa.
• Thuộc nhóm phương pháp điều chế chung: phương pháp phân tán.
• Micell keo xanh phổ: {mKFe[Fe(CN) 2- 6]. nC2O4 . (2n-x)H+ }x- .xH+
b. Hãy mô tả các hiện tượng xảy ra trong quá trình điều chế keo xanh
phổ.Dựa vào lý thuyết điều chế keo hãy giải thích các bước tiến hành điều chế keo xanh phổ.
Hiện tượng xảy ra trong quá trình điều chế keo xanh phổ:
• Thêm 1ml dung dịch kali ferocyanid 10% vào ống nghiệm chứa 5ml
dung dịch FeCl3 2% thì xuất hiện kết tủa xanh đậm.
• Lọc và rửa bằng nước cất nhiều lần, ban đầu nước rửa có màu xanhnhạt, sau đó thành không màu.
• Nhỏ từ từ lên tủa từng giọt acid oxalic 0,1N thì thu được dung dịch có màu xanh dương đậm.
Giải thích các bước tiến hành điều chế keo xanh phổ:
• Lấy dung dịch FeCl3 2% cho vào ống nghiệm. Thêm tiếp dung dịch kali
ferocyanid 10% (K4[Fe(CN)6]) → Tạo tủa keo xanh phổ.
FeCl3 + K4[Fe(CN)6] → KFe[Fe(CN)6] + 3KCl
• Lọc và rửa bằng nước cất cho đến khi nước rửa không màu.
→ Rửa nhiều lần bằng nước cho đến sạch chất điện ly là KCl và các chất
tham gia phản ứng chưa phản ứng hết.
• Nhỏ từ từ lên tủa từng giọt acid oxalic 0,1N cho đến khi dung dịch có
màu xảy ra. Ta thu được keo xanh phổ.
→ Pepti hoá tủa keo bằng chất điện ly: Nhỏ từ từ acid oxalic (H2C2O4) vào
tủa keo xanh phổ KFe[Fe(CN)6], ion oxalat C2O4 2- sẽ hấp phụ lên bề mặt lOMoAR cPSD| 46342985
tiểu phân, các tiểu phân trở nên tích điện âm và sẽ đẩy nhau, giúp các hạt
keo tách ra khỏi tủa và di chuyển qua giấy lọc để hình thành hệ keo.
c. Hãy cho biết vai trò của acid oxalic và giải thích tác động của acidoxalic
lên quá trình điều chế keo xanh phổ. (minh họa bằng hình ảnh kết quả
điều chế keo xanh phổ).
Vai trò của acid oxalic: tác nhân pepti hóa.
Tác động của acid oxalic lên quá trình điều chế keo xanh phổ:
Khi nhỏ từ từ acid oxalic (H2C2O4) vào tủa keo xanh phổ KFe[Fe(CN)6], Ion C 2-
2O4 hấp phụ lên bề mặt hệ keo → làm cho các hạt keo trở nên tích điện (-)
và đẩy nhau → các hạt keo tách nhau ra khỏi tủa và di chuyển qua giấy lọc →
ta thu được keo xanh phổ.
d. Nếu keo điều chế được bị keo tụ ngay sau khi điều chế có thể do nhữnglý do nào?
• Do trong quá trình lọc và rửa, chất điện ly là KCl và các chất tham gia
phản ứng chưa được loại bỏ hoàn toàn dẫn đến phá vỡ độ bền của hệ keo → keo tụ.
• Do nồng độ acid oxalic chưa đủ, các hạt keo chưa có lớp điện tích bảo
vệ ở bề mặt nên dễ dàng đông tụ lại với nhau. Câu 4:
a. Trình bày kết quả thu được từ thí nghiệm khảo sát sự đông vón củadung
dịch keo xanh phổ bằng ZnSO4. Biện luận cho kết quả thu được. Kết quả thu được:
• Ống nghiệm 1: 10ml dung dịch keo xanh phổ + 0,1ml dung dịch ZnSO4
0,05M → Thời gian đông vón nhanh nhất là 15 giây.
• Ống nghiệm 1: 10ml dung dịch keo xanh phổ + 0,1ml dung dịch ZnSO4
0,02M → Thời gian đông vón nhanh thứ hai là 1 phút 40 giây.
• Ống nghiệm 1: 10ml dung dịch keo xanh phổ + 0,1ml dung dịch ZnSO4
0,01M → Thời gian đông vón chậm nhất là 3 phút 20 giây.
Giải thích: Keo xanh phổ là hệ keo sơ dịch, rất nhạy cảm với chất điện ly.
ZnSO4 là chất điện ly trơ nên khi thêm vào hệ keo sẽ làm phá vỡ độ bền của lOMoAR cPSD| 46342985
hệ keo gây hiện tượng keo tụ. Khi thêm chất điện ly trơ ZnSO4 vào hệ keo thì
chiều dày của lớp khuếch tán δ giảm xuống, làm điện thế ξ giảm càng mạnh
khiến hệ càng kém bền và dễ keo tụ dẫn đến thời gian đông vón nhanh.
→ Vậy nồng độ chất điện ly trơ càng cao thì thời gian đông vón càng nhanh và ngược lại.
b. Dựa vào lý thuyết đã học lý giải lý do keo xanh phổ bị keo tụ. Hãy chobiết
những yếu tố nào có thể tác động gây ra sự đông vón keo xanh phổ? Keo
tụ là do sự trung hòa điện tích:
• Khi thêm ZnSO4 là chất điện ly trơ vào làm giảm điện tích của lớp ion tạo chế.
• Lúc này các ion có điện tích trái dấu hấp phụ vào bề mặt hạt keo và
trung hòa một phần điện tích bề mặt điều này làm giảm thế ξ.
• Kết quả độ lớn Umax giảm, có khi Umax=0; khi đó các hạt keo đến gần
nhau, U<0, lực hút mạnh hơn lực đẩy và keo tụ xảy ra.
Các yếu tố tác động gây ra sự đông vón keo xanh phổ:
• Do chất điện ly: do sự trung hòa điện tích (chất điện ly trái dấu thêm
vào làm giảm điện tích của lớp ion tạo chế), nồng độ chất điện ly (nồng
độ càng lớn → làm chiều dài của lớp khuếch tán giảm → làm điện thế giảm → keo tụ).
• Hạ ngưỡng keo tụ.
• Do bán kính ion chất điện ly: Các ion trái dấu trong dung dịch keo có
bán kính lớn (hấp phụ mạnh) thì ngưỡng keo tụ nhỏ và ngược lại.
• Do nhiệt độ: khi nhiệt độ tăng năng lượng do nhiệt cung cấp sẽ làm
chuyển động Brown tăng lên → chất điện ly hấp thụ và lớp phân tử chất
bảo vệ giảm → xác suất va chạm giữa các hạt tăng → keo tụ xảy
ra dễ dàng, khi nhiệt độ giảm → dung môi sẽ kết tinh trước → nồng độ
hạt keo và chất điện ly tăng lên → dễ keo tụ.
• Do tác động cơ học: khi khuấy trộn → giảm lực liên kết giữa lớp phân
tử bảo vệ bề mặt hạt keo → dễ tác động với nhau → keo tụ. lOMoAR cPSD| 46342985
c. Dựa trên sự tương tác pha của các hệ keo hãy so sánh khả năng dễ bịđông
vón của các loại keo sau:
- Keo xanh phổ và keo lưu huỳnh.
- Keo Fe(OH)3 và keo gelatin.
- Keo AgNO3 và keo thạch agar agar.
Hãy giải thích sự giống nhau và khác nhau ở trên. Keo xanh phổ Keo lưu huỳnh Giống nhau
- Đều có pha phân tán và môi trường phân tán.
- Đều là keo sơ dịch: tiểu phân khó phân tán, không có
ái lực với môi trường phân tán, không thuận nghịch.
- Đều chịu ảnh hưởng của tác động cơ học. Khác nhau
- Bán kính ion Fe3+ lớn hơn - Bán kính ion lưu
nên có ngưỡng keo tụ nhỏ huỳnh nhỏ hơn nên hơn. ngưỡng keo tụ lớn
- Hấp phụ ion oxalat hơn. C 2
2O4 nên tích điện âm → các - Hạt keo không có
tiểu phân đẩy nhau → bền ion hấp phụ bên hơn. ngoài, chỉ có lớp áo
nước → kém bền.
→ Keo lưu huỳnh dễ bị đông vón hơn keo xanh phổ. Keo Fe(OH)3 Keo gelatin Giống nhau
- Đều có pha phân tán và môi trường phân tán.
- Đều chịu ảnh hưởng từ nhiệt độ và thời gian.
- Đều chịu tác động cơ học. lOMoAR cPSD| 46342985 Khác nhau - Keo sơ dịch. - Keo thân dịch.
- Tiểu phân khó phân tán
- Tiểu phân dễ phân trong môi trường. tán.
- Không có ái lực mạnh mẽ
- Có ái lực mạnh mẽ
với môi trường phân tán. với môi trường
- Không thuận nghịch. phân tán. - Có tính thuận nghịch.
- Có tính bền động học và nhiệt học.
→ Keo Fe(OH)3 dễ bị đông vón hơn keo gelatin. Keo AgNO3 Keo thạch agar agar Giống nhau
- Đều có pha phân tán và môi trường phân tán.
- Đều chịu tác động cơ học. Khác nhau - Keo sơ dịch. - Keo thân dịch.
- Tiểu phân khó phân tán
- Tiểu phân dễ phân trong môi trường. tán.
- Không có ái lực mạnh mẽ
- Có ái lực mạnh mẽ
với môi trường phân tán. với môi trường
- Không thuận nghịch. phân tán. - Có tính thuận nghịch.
- Có tính bền động học và nhiệt học.
→ Keo AgNO3 dễ bị đông vón hơn keo thạch agar agar.