›
›

Bài giảng Hóa keo - Chương 9: Sự bền vững hệ keo - Ngô Thanh An

Lực đẩy giữa các bề mặt tương tác:

•Có sự cân bằng giữa 2 lực, đó là: áp suất thẩm thấu và lực điện trường (electrical force)

•Lực áp suất thẩm thấu theo phương x là: F_x=-dp/dx

•Lực tương tác tĩnh điện là: F_el=-ρ dφ/dx

•Xuất phát từ mối quan hệ giữa lực và cường độ điện trường: F_el=q×E

•Trong trường hợp ta xét trong 1 khối thể tích vô cùng nhỏ:

F_el=q×E=ρ×(-dφ/dx)=-ρ×dφ/dx

 

pptx 25 trang xuanthi 02/01/2023 1560
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Hóa keo - Chương 9: Sự bền vững hệ keo - Ngô Thanh An", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.

File đính kèm:

  • pptxbai_giang_hoa_keo_chuong_9_su_ben_vung_he_keo_ngo_thanh_an.pptx

Nội dung text: Bài giảng Hóa keo - Chương 9: Sự bền vững hệ keo - Ngô Thanh An

  1. 1. Lực đẩy giữa các bề mặt tương tác Phương trình cân bằng lực được viết như sau: 퐹 + 퐹푒푙 = 0 휑 + 휌 × = 0 2휑 휑 − 휀 × 휀 × × = 0 표 2 2휑 휌 Với: 2 = − (phương trình Poisson – Boltzmann) 휀휀표
  2. 1. Lực đẩy giữa các bề mặt tương tác Hay là dạng khác của phương trình này sẽ là: 2 1 휑 − 휀휀 = 0 2 표 Điều này có nghĩa là: 2 1 휑 − 휀휀 = 표푛푠푡 2 표
  3. 1. Lực đẩy giữa các bề mặt tương tác Mặt khác, mật độ điện tích được biểu diễn: 푒휑 푒휑 휌 = 푒 표 × 푒 − − 푒 𝑖 Vậy, ta sẽ có: 푒휑 푒휑 = − 푒 표 × 푒 − − 푒 × 휑 𝑖 Tức là: 표 = 2 푒 𝑖 × sinh( ) × 휑
  4. 1. Lực đẩy giữa các bề mặt tương tác Phương trình này là lời giải chính xác, nhưng nó khó áp dụng. Ta có, 휑ℎ = 휑 + 휑 = 2휑 ൗ2 1 2 1 Ta cũng có thể thấy: đối với phương trình 푒휑 푒휑 푡 푛ℎ = 푡 푛ℎ 표 × 푒 −휅 4 4 Trong trường hợp rất bé, thì 푒휑 푒휑 푡 푛ℎ ≈ 4 4
  5. 1. Lực đẩy giữa các bề mặt tương tác Cuối cùng, thu được: 푒휑표 ℎ 휑ℎ = 2휑1 = 8 × 푡 푛ℎ × 푒 −휅 ൗ2 푒 4 2 Khai triển cho coshx, ta có: 2 1 푒휑ℎൗ 퐹 = 2 표 × 1 + × 2 −1 푅 𝑖 2 2 푒휑ℎൗ = 표 × 2 𝑖 2 푒휑 ℎ 퐹 = 표 × 8 × 푡 푛ℎ 표 × 푒 −휅 푅 𝑖 4 2 2 표 푒휑표 퐹푅 = 64 × × 푡 푛ℎ 2 × 푒 −휅ℎ 표 𝑖 푒휑표 = 64 × 𝑖 × 푡 푛ℎ 4 Đặt B: 4
  6. 2. Thuyết xấp xỉ của Derjaguin Trong đó, f(h) là năng lượng tương tác tự do trên 1 đơn vị diện tích của lớp phim: ~ ~ f (h) = (h )dh h Thuyết xấp xỉ này chỉ phù hợp nếu phạm vi tác dụng của lực bề mặt nhỏ hơn rất nhiều so với bán kính của mặt cong.
  7. 2. Thuyết xấp xỉ của Derjaguin Định nghĩa về áp suất tách (disjoining pressure) • Áp suất tách là lực bề mặt trên 1 đơn vị diện tích Sự tương tác giữa 2 bề mặt được biểu diễn bằng đại lượng áp suất tách Π = 푃 ℎ − 푃(∞) Áp suất tách tổng được tạo thành từ nhiều tương tác khác nhau. Áp suất tách tổng này được biểu diễn như sau: Π = Π푣 푊 + Π 퐿 + Π푆 + ⋯
  8. 3. Thuyết DLVO Tại sao chúng ta lại quan tâm đến độ bền hệ keo: • Vấn đề độ bền là một trong những đòi hỏi cấp thiết có tính chất quyết định đến sự tồn tại của hệ keo.
  9. 3. Thuyết DLVO THUYẾT DLVO • Thuyết DLVO (Derjaguin, Landau, Verwey, Overbeek) là thuyết kết hợp giữa lực đẩy tĩnh điện và lực hút Van der Waals
  10. 3. Thuyết DLVO Giá trị B được xác định bằng biểu thức: 푒휑 2 = 64 × 표 × 푡 푛ℎ 표 𝑖 4 Vậy: B A U(h) R exp(− h) − H  2 12 h Điều kiện để quá trình coagulation xảy ra, đó là đỉnh cực đại U(h)max đạt giá trị zero. Điều đó có nghĩa là quá trình coalgulation không có hàng rào năng lượng ngăn cản. U = 0; Nghĩa là: max dU = 0 dh h=hmax
  11. 3. Thuyết DLVO Vậy ta sẽ thu được giá trị ccc (critical coagulation concentration): 2 4 3 5 o (64 12 ) ze (  ) (kT ) ccc  c = tanh o o i 3 2 2 6 2 e 4kT AH (ze) 4 3 5 4 ze (  ) (kT ) 9.85 10 tanh o o 2 6 4kT AH (ze) Nói tóm lại, có thể nhận thấy: 1 ccc  quy tắc Schulze – Hardy z 6