Hệ keo – Hệ phân tán trong ngành hóa chất là gì?
Vậy Hệ keo – Hệ phân tán trong ngành hóa chất là gì?
Hệ keo: Sự cân bằng giữa các lực và kích thước siêu nhỏ
Hệ keo là một hệ phân tán dị thể, trong đó các hạt phân tán có kích thước cực nhỏ. Nằm trong khoảng từ 1 đến 100 nanomet. Các hạt này không đủ lớn để lắng xuống dưới tác dụng của trọng lực nhưng cũng không đủ nhỏ để tạo thành dung dịch thực sự. Chính kích thước siêu nhỏ. Và các tương tác phức tạp giữa các hạt đã tạo nên những tính chất đặc biệt của hệ keo.
Cơ chế ổn định của hệ keo:
Sự ổn định của hệ keo là kết quả của sự cân bằng giữa các lực hấp dẫn và lực đẩy giữa các hạt.
- Lực hấp dẫn: Lực Van der Waals là lực hút yếu giữa các phân tử và nguyên tử. Bao gồm cả các hạt trong hệ keo. Lực này có xu hướng kéo các hạt lại gần nhau và gây ra hiện tượng kết tụ.
- Lực đẩy:
- Lực đẩy điện tĩnh: Các hạt trong hệ keo thường mang điện tích bề mặt cùng dấu, do đó chúng đẩy nhau. Điện tích bề mặt này có thể do sự ion hóa của các nhóm chức trên bề mặt hạt hoặc do sự hấp phụ các ion từ môi trường.
- Lực đẩy do lớp solvat: Các phân tử dung môi bao quanh các hạt tạo thành một lớp solvat. Lớp solvat này tạo ra một hàng rào ngăn cản các hạt tiếp xúc trực tiếp với nhau.
- Lực đẩy do entropi: Sự chuyển động nhiệt của các phân tử dung môi làm tăng entropy của hệ, tạo ra một lực đẩy giữa các hạt.
Đặc trưng của hệ keo:
- Hiệu ứng Tyndall: Khi một chùm ánh sáng chiếu qua hệ keo, các hạt keo sẽ tán xạ ánh sáng. Làm cho chùm sáng trở nên nhìn thấy được. Hiện tượng này được gọi là hiệu ứng Tyndall.
- Độ nhớt cao: Sự có mặt của các hạt keo làm tăng độ nhớt của hệ.
- Ổn định động: Mặc dù các hạt keo không lắng xuống, nhưng chúng vẫn chuyển động liên tục dưới tác dụng của các lực Brown.
- Di chuyển dưới tác dụng của điện trường: Các hạt keo mang điện tích, do đó chúng sẽ di chuyển dưới tác dụng của điện trường. Hiện tượng này được gọi là điện di.
Các loại hệ keo:
- Hệ keo lỏng trong chất lỏng: Ví dụ: sữa, mayonnaise.
- Hệ keo rắn trong chất lỏng: Ví dụ: mực in, sơn.
- Hệ keo khí trong chất lỏng: Ví dụ: bọt xà phòng.
- Hệ keo rắn trong khí: Ví dụ: khói, bụi.
Ứng dụng của hệ keo:
- Trong công nghiệp: Sản xuất sơn, mực in, chất tẩy rửa, thực phẩm, dược phẩm.
- Trong đời sống: Sữa, kem đánh răng, mỹ phẩm.
- Trong y học: Thuốc tiêm, thuốc mỡ.
Ví dụ chi tiết: Sữa
Sữa là một hệ keo phức tạp, trong đó các hạt chất béo được bao quanh bởi một lớp protein và phospholipid. Tạo thành các micelle. Các micelle này mang điện tích âm, đẩy nhau và ngăn cản sự kết tụ của các hạt chất béo. Casein là một loại protein đóng vai trò quan trọng trong việc ổn định nhũ tương sữa.
Các yếu tố ảnh hưởng đến sự ổn định của hệ keo:
- Nồng độ hạt: Nồng độ hạt quá cao có thể làm tăng lực hút Van der Waals, dẫn đến sự kết tụ.
- Điện tích bề mặt: Điện tích bề mặt càng lớn, lực đẩy điện tĩnh càng mạnh, hệ keo càng ổn định.
- Kích thước hạt: Hạt càng nhỏ, diện tích bề mặt riêng càng lớn, khả năng tương tác giữa các hạt càng cao, làm tăng tính ổn định của hệ.
- Nhiệt độ: Nhiệt độ tăng làm tăng năng lượng động của các hạt, có thể làm giảm sự ổn định của hệ.
- Chất điện ly: Sự có mặt của chất điện ly có thể làm giảm độ dày của lớp điện kép, làm giảm lực đẩy điện tĩnh và gây ra hiện tượng kết tụ.
Quý khách có nhu cầu mua và sử dụng hóa chất của KDCCHEMICAL hãy liên hệ ngay số Hotline 0867.883.818 hoặc truy cập trực tiếp website KDCCHEMICAL.VN để được tư vấn và hỗ trợ trực tiếp từ hệ thống các chuyên viên.
