So sánh keo âm và keo dương
CÂU HỎI: So sánh keo âm và keo dương? LỜI GIẢI: Giống nhau: nhân, lớp ion quyết định điện và lớp ion bù. Lớp ion bù gồm lớp ion bất động và lớp ion khuếch tán. Cùng Top lời giải ôn lại kiến thức về keo đất nhé! 1. Cấu tạo của keo đấtKeo đất có thể là dạng tinh thể hoặc vô định hình. Tướng phân tán của hệ keo gọi là mixen keo. Một mixen keo có cấu tạo gồm 3 lớp:- Nhân mixen: là tập hợp những phân tử vô cơ, hữu cơ hay hữu cơ – vô cơ, có cấu tạo tinh thể hoặc vô định hình: là những axit mùn; hydroxit sắt; nhôm; silic và những phân tử khoáng thứ sinh. Tính chất và sự phân ly của nhân mixen là yếu tố quyết định dấu điện tích của keo.- Lớp ion tạo điện thế: Trên bề mặt nhân keo có một lớp ion được tạo thành do sự phân ly của nó hay do những nguồn gốc mang điện tích khác, gọi là lớp ion tạo điện thế. Dấu diện tích của keo chính là dấu của lớp ion tạo điện thế này. Keo silic, keo hữu cơ có lớp tạo điện thế mang dấu âm, gọi là keo âm; keo hydroxit, Fe, Al trong môi trường axit có lớp ion tạo điện thế mang dấu dương, gọi là keo dương. - Lớp ion bù: vì hạt keo mang điện của lóp ion tạo điện thế và do sức hút tĩnh điện mà tạo thành một lớp ion trái dấu bao bên ngoài hạt keo gọi là lớp ion bù. Lớp ion bù với lớp ion điện thế tạo nên lớp ion kép: + Lớp ion cố định: gồm những ion bù ở gần hạt keo hơn, chiệu lực hút tĩnh điện mạnh, bám chặt hơn lên hạt keo và hầu như không di chuyển. + Tầng ion khuyếch tán: gồm những ion cách xa hạt keo hơn của lớp ion bù, chịu sức hút tĩnh điện yếu nên dễ di chuyển ra ngoài dung dịch giữa các mixen keo. 2. Tính chất của keo đất- Keo đất có điện tích lớn và có năng lượng bề mặt, nên có khả năng hấp phụ rất lớn. Năng lượng bề mặt của keo đất sinh ra ngay trên bề mặt tiếp xúc giữa keo đất với dung dịch đất. - Keo đất mang điện tích nên có thể tham gia vào rất nhiều các phản ứng trao đổi và các phản ứng khác. - Tính ưa nước và kỵ nước: do keo đất mang điện tích nên chúng không chỉ hút các ion mà cả những phân tử có cực. Vì phân tử nước có tính lưỡng cực nên thường bị các keo hấp thụ. Nếu keo âm thì đầu của của cực dương( H+) tiếp xúc với keo và ngược lại. Quá trình này gọi là quá trình hydrat hóa của keo. - Dựa vào mức độ hydrat hóa, keo đất chia làm 2 nhóm: + Keo ưa nước có độ hydrat hóa cao, màng nước bao xung quanh dày, như keo axit humic, axit fuvic, keo axit silixic. + Keo không ưa nước có mức độ hydrat hóa thấp, màng nước bao xung quanh mỏng như: hydroxit sắt, nhôm, kaolinit. - Tính tụ keo và tán keo: khả năng chống lại sự gắn kết của những phân tử keo lại với nhau trong dung dịch do ảnh hưỡng của những chất điện phân, phản ứng của môi trường…giữ cho keo ở trạng thái phân tán ( trạng thái sol) gọi là khả năng tán keo và keo ở trạng thái này gọi là keo tán hay sol keo. - Sự chuyển keo ở trạng thái phân tán sang trạng thái ngưng tụ, gọi là sự tụ keo (trạng thái gel). Quá trình ngưng tụ keo là do keo mất các màng nước hoặc do keo trở nên trung hòa điện tích khi kết hợp với các phân tử (hạt keo) có điện tích trái dấu. 3. Phân loại hạt keoDựa vào nguồn gốc hình theo keo đất được chia làm 3 loại: - Keo vô cơ: đó là các keo có nguồn gốc từ các loại khoán sét và hydroxit sắt, nhôm như: keo monmorilonit, keo illit, kaolinit, keo setquioxit. - Keo hữu cơ: các loại keo được hình thành từ các chất hữu cơ chủ yếu là keo của các ãit mùn: axit humic, axit fuvic, hoặc các chất hữu cơ thông thường: xenluloza, protein, linhin. các keo hữu cơ vì có các nhóm định chức(-COOH; -OH; -NH2…) nên có khả năng phân ly ra H+, do đó nó mang điện tích âm. - Keo phức vô cơ-hữu cơ: dấu điện tích của keo của chúng phụ thuộc vào bản chất vô cơ và hữu cơ, tỷ lệ phối hợp của chúng và phản ứng môi trường. Bài 7: Một số tính chất của đất trồng – Câu 1 trang 24 SGK Công nghệ 10. Thế nào là keo đất? Nêu cấu tạo của keo đất?
Thế nào là keo đất? Nêu cấu tạo của keo đất? _ Keo đất là những phần tử có kích thước khoảng dưới \(1\mu m\), không hòa tan trong nước mà ở trạng thái huyền phù ( trạng thái lơ lửng trong nước) _ Cấu tạo của keo đất: Mỗi hạt keo có một nhân. Lớp phần tử nằm phía ngoài của nhân phân li thành các ion và tạo ra các lớp ion quyết định điện. Nếu lớp này mang điện tích âm thì keo mang điện âm. Nếu lớp này mang điện tích dương thì keo mang điện dương. Phần ngoài lớp ion quyết định điện là lớp ion bù (gồm 2 lớp: lớp ion bất động và lớp ion khuyếch tán) mang điện trái dấu với lớp ion quyết định điện. Bài 21: Ôn tập chương 1 – Câu 4 trang 64 SGK Công nghệ 10. Nêu định nghĩa và cấu tạo của keo đất.
Nêu định nghĩa và cấu tạo của keo đất. – Keo đất là những phần tử nhỏ, có kích thước dưới \(1\mu m\), không hoà tan trong nước, ở trạng thái huyền phù. – Cấu tạo gồm 1 nhân, ngoài nhân là lớp ion quyết định điện có thể là – (keo âm) hoặc + (keo dương), ngoài lớp ion quyết định là lớp ion bù mang điện tích trái dấu với lớp ion quyết định điện. Lớp ion bù gồm 2 lớp, phía trong là lớp ion bất đông, ngoài là lớp ion khuếch tán
Trình bày cấu tạo keo? Phân loại keo? Những keo đất phổ biến là axit humic, axit silicic, hydroxyt sắt, nhôm và keo sét. Nói chung hàm lượng keo phụ thuộc tỷ lệ sét và mùn trong đất, đất càng nhiều sét và mùn thì càng chứa nhiều keo Phân loại keo đất Những keo đất phổ biến là axit humic, axit silicic, hydroxyt sắt, nhôm và keo sét. Nói chung hàm lượng keo phụ thuộc tỷ lệ sét và mùn trong đất, đất càng nhiều sét và mùn thì càng chứa nhiều keo. Dựa vào tính mang điện, thành phần hoá học người ta phân loại keo đất như sau: a. Dựa vào tính mang điện Theo tính mang điện của keo, có thể chia keo đất thành các loại: keo âm, keo dương và keo lưỡng tính, + Keo âm (asidoit) Trên mặt nhân keo mang điện âm hay nói cách khác là lớp ion quyết định thế là những anion. Các ion trên lớp điện bù là H+ hoặc các cation khác. Ký hiệu keo âm là X-H. Trong đất, keo âm chiếm đa số. Thường gặp là axit silicic, axit humic, keo sét Ví dụ cấu tạo keo axit silicic như hình 5.2. Phân tử axit silicic trên bề mặt hạt nhân phân ly thành các ion: Anion SiO32- được hấp phụ ngay trên bề mặt hạt nhân làm thành tầng ion quyết định thế. H+ là ion bù phân phối ở tầng ion không di chuyển và khuếch tán Hình 5.2. Sơ đồ cấu tạo keo âm (theo Gorbunov) + Keo dương (Basidoit) Trên lớp ion quyết định thế hiệu là các cation, còn ở lớp điện bù là ion OH- và các anion khác. Ký hiệu keo dương là X-OH. Các keo dương thường gặp trong đất là Fe(OH)3, Al(OH)3 (trong môi trường axit). Cũng có thể là kaolinit do quá trình ion hoá tạo thành keo dương: Ví dụ cấu tạo keo Fe(OH)3 (hình 5.3) Keo này tạo thành do sự thuỷ phân FeCl3 Hạt nhân keo tạo nên do nhiều phân tử Fe(OH)3. Những phân tử Fe(OH)3 trên bề mặt hạt nhân phản ứng với HCl tạo thành FeOCl: FeOCl là chất điện giải nên ion hoá: Cation FeO+ được hấp phụ ngay trên bề mặt hạt nhân làm thành lớp ion quyết định thế. Các anion Cl- được phân bố ở tầng ion trao đổi. + Keo lưỡng tính (Ampholitoit) Keo này mang điện âm hay dương phụ thuộc vào phản ứng của môi trường xung quanh. Các ion trao đổi có thể là H+, OH- hoặc các ion khác. Ký hiệu keo này là X-O-H. Các keo lưỡng tính trong đất thường gặp là Fe(OH)3, Al(OH)3, Ví dụ: đối với keo Fe(OH)3, khi pH< 7,1 biểu hiện keo dương, nhưng khi pH > 7,1 biểu hiện keo âm (keo này có điểm đẳng điện tại pH=7,1): Ðối với keo Al(OH)3 khi pH < 8,1 biểu hiện keo dương, khi pH >8,1 là keo âm (điểm đẳng điện của keo tại pH=8,1): b. Dựa vào thành phần hoá học Dựa vào thành phần hoá học có thể chia keo đất thành các loại: keo hữu cơ, keo vô cơ và keo hữu cơ-vô cơ + Keo hữu cơ Keo hữu cơ tạo thành do sự biến hoá xác sinh vật trong đất. Nói chung lớp đất mặt chứa nhiều keo hữu cơ hơn các lớp dưới. Các keo hữu cơ thường gặp là axit humic, axit fulvic, lignin, protit, xellulo, nhựa và các hợp chất hữu cơ phức tạp khác. Những nguyên tố chủ yếu cấu tạo nên keo hữu cơ là C, H, O, N, S, P và một lượng nhỏ Na, K, Ca, Mg, Fe, Al, Si Ví dụ cấu tạo keo axit humic (hình 5.4) Sơ đồ cấu tạo keo axit humic (theo Gorbunov) + Keo vô cơ (keo khoáng) Chủ yếu là keo nhôm silicat được hình thành do kết quả phá huỷ đá và khoáng vật tạo thành. Thành phần hoá học của keo này gồm: SiO2 = 40% - 60% Al2O3 = 10% - 25% Fe2O3 = 5% - 10% và một ít Ca, Mg, Ti, Mn, K, Na, P, S cùng các nguyên tố vi lượng như B, Zn, Mo, Cu Tỷ lệ các nguyên tố ấy phụ thuộc đá mẹ, điều kiện hình thành, khí hậu, thời gian, thực bì, vi sinh vật Ví dụ cấu tạo keo nhôm silicat (hình 5.5) + Keo hữu cơ-vô cơ Các keo hữu cơ ít ở trạng thái tự do mà thường liên kết chặt với các chất khoáng hoặc các keo vô cơ tạo thành keo hữu cơ-vô cơ phức tạp. Theo L.N. Alexandrova các hợp chất hữu cơ vô cơ trong đất được chia thành 3 nhóm: các muối dị cực, các muối phức dị cực và các phức chất hấp phụ. Hình 5.5. Sơ đồ cấu tạo keo nhôm silicat (theo Gorbunov) - Muối dị cực (muối đơn giản): khi các axit mùn phản ứng với phần vô cơ của đất tạo thành các muối dị cực hay các humat hoặc fulvat. Các muối này có công thức cấu tạo chung như sau: trong đó: Me là Na+, K+, NH4+, Ca2+, Mg2+ Các muối dị cực cũng có thể được hình thành do sự tương tác giữa các axit mùn với các khoáng vật sét qua cầu nối canxi có cấu tạo như sau: Các humat canxi không tan có thể kết tủa và hình thành các màng trên bề mặt các hạt keo. - Muối phức dị cực được hình thành do phản ứng giữa các ion sắt, nhôm với axit mùn để hình thành muối phức, trong muối này kim loại tham gia vào phần anion của phân tử. Hợp chất phức này vẫn còn các nhóm cacboxyl và nhóm hydroxyl phenol tự do, các nhóm này có thể tiếp tục phản ứng với phần vô cơ của đất để tạo thành các muối dị cực đơn giản. L.N. Alexandrova gọi những hợp chất có bản chất kép như vậy là muối phức dị cực. Muối này có cấu tạo như sau: trong đó Me là Fe3+, Al3+. Các nhóm cacboxyl và nhóm hydroxyl phenol tự do có thể phản ứng với các cation kiềm và kiềm thổ trong đất. - Phức chất hấp phụ là các sản phẩm của sự tương tác giữa các chất mùn với các khoáng vật dạng tinh thể hoặc vô định hình của đất hoặc các sản phẩm hữu cơ vô cơ hấp phụ các chất mùn bằng phần vô cơ. Các phức hệ sét mùn cũng là phức chất hấp phụ. Ðại diện cho các phức hấp phụ trong đất là phức mùn với nhôm và sắt (a), phức mùn silic (b) và phức hệ sét mùn (c) |
