Tổng hợp thông tin cần biết về dung dịch keo

Dung dịch keo là chất hỗn hợp xuất hiện rất nhiều trong cuộc sống. Chúng cũng được đưa vào lĩnh vực nghiên cứu keo từ những năm 80 của thế kỷ trước. Bài viết này sẽ cung cấp cho người đọc tất cả những kiến ​​thức cần biết về chúng.

1. Dung dịch keo là gì?

Dung dịch keo (hệ keo, chất phân tán keo) là các chất hỗn hợp bao gồm các đại phân tử đồng nhất và không phải là các hạt hoặc tinh thể cực nhỏ hòa tan trong một chất khác. Các hạt keo thường mang điện tích bị hấp thụ và có thể được tách ra bằng điện di.

Lĩnh vực nghiên cứu keo được mở ra từ năm 1861 với các hoạt động nghiên cứu về tính chất, đặc điểm và sự biến đổi của dung dịch keo. Các hạt của chúng có kích thước từ một phần triệu đến vài phần nghìn milimét. Người ta gọi các hạt phân tán có kích thước trong khoảng này là keo nhũ tương, keo huyền phù, keo bọt, keo sol khí, v.v. Ngày nay, hệ keo được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực của đời sống.

2. Tính chất và cách pha chế dung dịch keo

Dung dịch keo có thể được tìm thấy cả trong tự nhiên và trong phòng thí nghiệm. Nhiều chất quen thuộc như sữa, sữa chua, bơ, nhựa đường, bọt biển, sơn,… đều là hệ keo. Đặc điểm và sự chuẩn bị của chúng được trình bày chi tiết dưới đây:

2.1 Đặc điểm

Đặc tính của chúng phụ thuộc vào các hạt keo bên trong dung dịch. Các chất keo đều có những tính chất sau:

Giải pháp có khả năng phân tán ánh sáng tốt

Sự khuếch tán ánh sáng rất chậm

Các hạt keo không đi qua màng bán thấm hay còn gọi là màng thấm

Cấu trúc giải pháp không ổn định

Có hiện tượng điện di do sự hấp thụ của các hạt keo tích điện

Nhiều chất quen thuộc như sữa, sữa chua, bơ, nhựa đường, bọt biển, sơn,… đều là hệ keo

2.2 Cách pha chế dung dịch keo

Có hai phương pháp chính thường được sử dụng để điều chế dung dịch keo: phương pháp ngưng tụ và phương pháp phân tán.

Phương pháp ngưng tụ: người ta dùng các biện pháp để tập hợp các hạt nhỏ thành hạt keo có kích thước phù hợp với mục đích sử dụng.

Phương pháp phân tán: Phá vỡ các hạt keo có kích thước lớn thành các hạt có kích thước nhỏ hơn bằng cách mài, nghiền, sử dụng hồ quang, siêu âm,…

Trong quá trình chuẩn bị, keo thu được có thể không sạch do có thêm các chất phụ gia như chất ổn định, chất đông tụ, v.v. hoặc các thành phần đã được sử dụng trước đó. Điều này ảnh hưởng đến tính chất vốn có của hệ keo. Vì vậy cần thêm một bước tinh chế keo để tách các chất ảnh hưởng. Người ta thường sử dụng phương pháp siêu lọc hoặc lọc máu để tinh lọc keo.

Tinh chế keo bằng phương pháp lọc máu

3. Có những loại dung dịch keo nào?

Dung dịch keo được phân loại theo nhiều góc độ khác nhau, từ kích thước hạt, pha môi trường của hệ thống đến sự tương tác giữa các chất và môi trường.

3.1 Phân loại theo kích thước hạt phân tán

Các hạt của chúng có kích thước từ một phần triệu đến vài phần nghìn milimet.

Các hạt phân tán có kích thước từ một phần triệu đến vài phần nghìn milimét. Dựa vào đó người ta chia hệ keo thành 3 loại:

Hệ phân tán phân tử với các hạt rất nhỏ, nhỏ hơn 10-7 cm, là các ion và phân tử đơn giản

Hệ phân tán keo có kích thước hạt trung bình trong khoảng 10-7-10-4 cm. Chúng thường được gọi là hệ thống sol.

Hệ phân tán thô có kích thước hạt lớn 10-4 cm. Hệ thống thô là một hệ thống vi mô không đồng nhất không ổn định

3. 2 Phân loại dựa trên tương tác hạt keo

Đặc điểm tương đối giữa môi trường phân tán và hạt keo cũng phân chúng thành hai loại:

Hệ keo kỵ nước: Gồm các hạt keo hầu như không liên kết với môi trường phân tán và có năng lượng bề mặt cao. Hệ keo này rất phổ biến

Hệ keo ưa nước: Gồm các hạt keo tương tác rất mạnh với môi trường phân tán, làm giảm đáng kể năng lượng bề mặt.

Cấu trúc của hạt keo

4. Ý nghĩa thực tiễn của dung dịch keo trong đời sống

Giải pháp keo được ứng dụng trong nhiều mặt của đời sống. Dưới đây là một số ý nghĩa thực tế của chúng:

4.1 Xử lý nước thải

Nước rỉ rác có màu sẫm và rất đục với nhiều cặn không hòa tan. Những cặn bã này chủ yếu là tảo, vi sinh vật chết và chất hữu cơ. Chúng có lớp vỏ hydrat dày bao quanh. Dung dịch keo có cơ chế phá vỡ lớp vỏ hydrat của cặn, cuốn trôi kết tủa, từ đó lọc cặn trong nước rỉ rác. Cơ chế này là cơ sở cho nhiều loại chất cải tạo nước ao cá, tôm trong nuôi trồng thủy sản, làm sạch bể bơi và nhiều ứng dụng khác.

Dung dịch keo có tác dụng xử lý nước thải hiệu quả

4.2 Chuẩn bị dung dịch keo nano bạc

Dung dịch keo là thành phần của hợp chất thuốc keo nano bạc. Chúng chứa các hạt nano bạc nguyên chất cực nhỏ phân tán trong nước. Những hạt này lơ lửng trong nước cất hoặc các dung dịch khác. Trong y học, chúng là một dung dịch kháng khuẩn và diệt khuẩn truyền thống. Người ta dùng chúng để bôi lên da để điều trị mụn trứng cá, nấm hoặc băng bó vết thương tại chỗ.

4.3 Pha chế thuốc trong y học

Nhũ tương và thuốc mỡ là hai dung dịch keo phổ biến được sử dụng trong y học. Nhũ tương là chất hỗ trợ đưa thuốc vào cơ thể qua da hoặc đường uống dễ dàng hơn so với các thuốc gốc dầu hoặc tan trong dầu. Ngoài ra, chúng còn giúp thuốc hấp thu tốt hơn qua thành ruột non. Các loại thuốc bôi tại chỗ như thuốc mỡ được sử dụng phổ biến nhất có cấu trúc nhũ tương nhờ khả năng dẫn thuốc qua da tốt, giúp tăng hiệu quả điều trị của sản phẩm.

Dung dịch keo giúp thuốc hấp thu tốt hơn qua thành ruột non

Trên đây là những kiến ​​thức về dung dịch keo và ứng dụng của chúng trong cuộc sống. Nếu bạn muốn tìm hiểu thêm về các giải pháp khác, vui lòng truy cập website Đông Á để biết thêm thông tin.