Một thế giới các hạt keo còn ít được biết đến

[silver]

Sau đây là một loạt bài về hóa keo mà tôi xin giới thiệu(trích từ cuốn hoá học dành cho người yêu thích) , một ngành mà có lẽ ít người biết đến :
I.Hệ keo
Đã trở nên quen thuộc với các bạn là dung dịch muối ăn , dung dịch đường ..Trong các dung dịch này ,chất tan tồn tại dưới dạng các ion(Na+ và Cl-) và phân tử (phân tử đường),đường kính của chúng nhỏ hơn một phần mười triệu cm .Những dung dịch này thuộc loại dung dịch thật hay hệ thật .Các dung dịch thật đều trong suốt , vì chúng cho ánh sáng đi qua . Hạt chất tan thuộc các hạt vi mô , không thể nhìn thấy được .Nếu bây giờ bạn lấy một cốc nước đục -thì nó được xem là 1 hệ thô hay dung dịch thô ,trong đó hạt chất tan có kích thước lớn hơn một phần mười ngàm cm .Vì hạt lớn , mắt thường nhìn thấy được , nên nó được gọi là hệ thô .nếu đặt hệ thô trước 1 luồng ánh sáng , thì các tia sáng bị chặn lại hoàn toàn .nhưng nếu dung dịch mà các hạt chất tan chiếm khoảng trung gian từ một phần mười triệu cm đến một phần mười ngàn cm , thì được gọi là dung dịch keo hay hệ keo .nhìn bề ngoài dung dịch keo cũng trong suốt như dung dịch thật , nhưng các hạt keo có kích thước lớn hơn các hạt thật , nên dùng kính siêu hiển vi có thể nhìn thấy các hạt keo trong trạng thái chuyển động Braonơ , và có thể chụp ảnh được chúng .do hạt keo có kích thước trung gian đã mang lại những tính chất đặc biệt mà các hệ khác không thể có được .Chẳng hạn tính chất phân tán ánh sáng , tính chất bề mặt dị thể cực đại của hệ keo...
Như ta đã biết các hạt thật (nguyên tử , phân tử , ion) không cảm giác trực quan được , chúng không có bề mặt dị thể ; các hạt lớn (hạt thô,các vật thể ) tuy có khối lượng lớn , có bề mặt trực quan lớn nhưng diện tích quy cho mỗi đơn vị khối lượng của chúng lại nhỏ bé , có nghĩa là phần năng lượng dư do diện tích bề mặt đem lại không đáng kể .Bởi vậy , ở đây bề mặt của vật không gây ra những biến đổi đáng kể nào cho tính chất của vật thể .Trái lại, đối với hệ keo -hệ phân tán , trong đó hạt có kích thước trung gian -bề mặt lại là yếu tố nổi bật .Để làm sáng tỏ điều đó ta lấy ví dụ sau : giả thiết lấy 1 cm3 1 chất rắn nào đó và chia nhò thành các hạt có dạng lập phương .
Nếu hạt có cạnh dài 1cm, ta có 1 hạt, tổng diện tích bề mặt là 6cm2
Nếu hạt có cạnh là 10^-4 cm ta có 10¹² hạt , tổng diện tích bề mặt các hạt là 6.10⁴ cm² , tức 6m²
Nếu hạt có cạnh dài là 10^-7 cm , tổng số hạt là 10²¹ , với tổng diện tích bề mặt lên tới 6.10⁷ cm² , tức 6000m².
nếu chia nhỏ nữa , bề mặt dị thể sẽ biến mất .Các hạt có kích thước 10^-8 cm , không còn bề mặt dị thể , vì tường đương với kích thước của phân tử dung môi .
Rõ ràng , tổng diện tích bề mặt dị thể của hệ keo là cực đại .Với diện tích bề mặt lớn như vậy , hệ keo có một năng lượng dư đáng kể ở bề mặt , ảnh hưởng lớn đến nhiều tính chất của hệ , như tính bền , tính hấp phụ , tính điện , tính đông tụ...
Vì tính chất dị thể nên hệ keo còn được gọi là hệ siêu vi dị thể .Hệ keo cũng có tên là các sol .Thông thường gọi là dung dịch keo.
  Hạt keo là tập hợp của rất nhiều nguyên tử , phân tử hay ion .Các hạt có kích thước trung gian đó rải rác khắp nơi , như các hạt bụi , các hạt mây mù , hạt đất , hạt sét , các hồng cầu , bạch cầu , các đại phân tử ...Chúng có thể tồn tại trong cả 3 môi trường khí , lỏng , rắn .Tuy nhiên , nói đến dung dịch keo ta thường nghĩ đến dung dịch có dung môi là chất lỏng , mà trước hết là nước .Nếu hệ keo, trong đó hạt keo và phân tử của môi trường phân tán liên kết chặt chẽ với nhau , được gọi là keo ưa dung môi (liophile); dung môi là nước -gọi là keo ưa nước (hidrophile) .Xung quanh hạt keo tạo thành lớp vỏ solvat hóa .Đó thường là các dung dịch cao phân tử , dung dịch protit,gluxit...Nếu hệ keo trong đó hạt keo không liên kết với phân tử dung môi , không tạo lớp vỏ solvat hóa , được gọi là keo ghét dung môi (liophobe) ; dung môi là nước ta có hệ keo ghét nước (hidrophobe).Loại keo này không bền .keo ghét dung môi thường là các keo vô cơ , như keo Ag(dạng hạt cực nhỏ), keo oxit kim loại,keo AgI, keo Fe(OH)₃...
Keo là 1 trạng thái tồn tại của vật chất .Dung dịch keo rất phổ biến trong đời sống và trong nhiều ngành sản xuất như dược phẩm ,thực phẩm, thuốc nhuộm, chất dẻo, xà phòng , giấy...
  Hóa keo là 1 ngành khoa học nghiên cứu về đặc điểm cấu tạo , về tính chất hóa lí của hệ keo , mở ra những khả năng ứng dụng hệ keo trong nghiên cứu khoa học, trong sản xuất và đời sống.
  Có thể nói rằng :hệ keo -1 bộ phận của thế giới vật chất , chưa được nghiên cứu nhiều như hệ thật, hệ thô.Các hạt nhỏ (nguyên tử , phân tử, các hạt cơ bản...) và các vật lớn mắt thường có thể phân biệt được (từ các hạt thô,các vật có khối lượng lớn, đến các thiên thể...)đã được tập trung nghiên cứu nhiều , đã thiết lập được nhiều định luật, định lí về thành phần và tính chất của chúng .Còn hạt keo...cũng đã được phát hiện vào thế kỉ XIX.

[silver]

II.Cấu tạo hạt keo :
Gồm 2 thành phần chính là nhân keo và lớp điện tích kép .Nhân keo là bộ phận có khối lượng vật chất dày đặc , hầu như không biến đổi trong các quá trình biến động của hệ .Lớp điện tích kép xuất hiện do nhân keo tự điện li hoặc hấp phụ ion từ môi trường .
Lớp ion đầu tiên trên bề mặt nhân keo hình thành do quá trình hấp phụ hóa học các ion từ môi trường hoặc do nhân keo tự điện li ra được gọi là lớp ion quyết định thế -dấu của hạt keo là dấu của lớp ion này và sự xuất hiện các thế trên bề mặt hạt keo phụ thuộc vào sự hình thành và đặc tính của nó .
Lớp ion quyết định thế hút theo 1 số ion trái dấu từ môi trường tạo nên tầng hấp thụ của lớp điện tích kép.Phía ngoài tầng hấp thụ là tầng khuếch tán , gồm 1 số ion khác trái dấu với ion quyết định thế , đảm bảo trung hòa điện tích của ion keo-gồm nhân keo và tầng hấp phụ . Tầng khuếch tán ở xa nhân keo , là bộ phận linh động hơn cả trong hạt keo .Toàn bộ hạt keo là khối trung hòa điện , nhưng khi xét tính chất điện của hệ keo thì người ta quy ước lấy dấu của ion keo để chỉ dấu của hạt keo.
  Chẳng hạn , hạt keo Fe(OH)3 điều chế bằng phương pháp thủy phân FeCl3 , có công thức như sau (vì lí do kĩ thuật nên không đánh được rõ ràng mong các bạn thông cảm):
 [(mFe(OH)₃)nFeO⁺(n-x)Cl^-}^x+ xCl^-
 <--nhân--><----lớp điện kép--------->
 <-------hạt keo (+)--------------------->

Lớp điện kép gồm tầng điện tích (+) do nFeO+ bị hấp phụ trên bề mặt nhân keo và tầng điện tích (-) của các ion Cl^- .Có n ion Cl^- tham gia tạo lớp kép , trong đó (n-x)ion thuộc tầng hấp phụ , còn x ion tạo nên tầng khuếch tán.
  Qua đó ta có thể thấy rằng :muốn tạo hạt keo , trước hết phải có chất tạo nhân keo , thường là chất kế tủa khó tan , rồi đến ion quyết định thế .bề mặt nhân keo chỉ hấp phụ dễ dàng từ dung dịch những ion tương tự với thành phần của nhân keo .trong thí dụ trên các ion FeO⁺ có chứa Fe³⁺ , nên dễ dàng bị các hạt Fe(OH)₃ hấp phụ , tạo nên lớp ion quyết định thế ;do đó hạt keo hình thành là keo (+)
  Các thành phần cấu tạo của hạt keo trên được tạo thành trong quá trình thủy phân FeCl₃ như sau :

FeCl₃ + 3H₂O  <=> Fe(OH)₃  + 3HCl
Đã xuất hiện yếu tố làm nhân keo .
Đồng thời xảy ra phản ứng :

FeCl₃  + 2H₂O <=> Fe(OH)₂Cl  +  2HCl
Fe(OH)₂Cl <=> FeO⁺  + H₂O  +Cl^-

ion FeO+ được tạo ra đóng vai trò ion quyết định thế của hạt keo.
   Khi thành phần các chất điện li trong đun dịch thay đổi thì lớp ion quyết định thế có thể bị thay đổi , và do đó dấu của hạt keo thay đổi theo .
   Chẳng hạn , khi thực hiện phản ứng trao đổi :
  AgNO₃  +KCl  -> AgCl  +  KNO₃
Hạt keo dương tạo thành khi dư AgNO3:
  [(mAgCl)nAg⁺ (n-x)NO3^-]^x+ xNO3^-
 Hạt keo âm tạo thành khi dư KCl:
  [(mAgCl)nCl^- (n-x)K⁺]^x- xK⁺
Ta thấy ion quyết định thế ở trường hợp trên là Ag+ , còn trường hợp dưới là Cl- , mà không phải là các ion khác (K+ hay NO3-), vì trong nhân keo có chứa Ag+ và Cl- .Các hạt keo vô cơ nêu trên có cấu trúc rõ ràng : nhân keo và lớp điện tích kép.
Đối với keo ưa dung môi -dung dịch keo các chất cao phân tử , sự hình thành nhân keo và lớp điện tích kép không rõ rệt như ở hạt keo ghét dung môi .Các mạch polime có thể cuộn lại thành hạt , sự sắp xếp các nhóm chức hay các ion tạo nên lớp kép của hạt keo.
Nhờn có sự tập hợp nhiều phân tử , ion , như thấy trong quá trìng tạo cá hạt keo vô cơ , và sự cuộn lại của các mạch của hợp chất cao phân tử , như ở hạt keo ưa dung môi , mà hạt keo đạt tới kích thước trung gian từ 10^-7cm  đến 10^-4cm trong các hệ phân tán.
Đặc điểm cấu tạo của hạt keo quyết định nhiều tính chất quan trọng của hệ keo như tích chất điện , khả năng hấp phụ , tính bền

[silver]

III.Sự keo tụ của hệ keo :
Tính bền của 1 dung dịch keo được đánh giá bằng khả năng phân tán , lơ lửng của các hạt keo trong môi trường .Thời gian mà các hạt phân bố đồng đều trong hệ càng dài thì tính bền của hệ càng cao .Ngược lại với tính bền là tính đông tụ .Sự tách dung dịch keo thành 2 phần : phần rắn gồm các hạt , phần lỏng chỉ gồm môi trường gọi là sự keo tụ.
Việc nghiên cứu tính bền của hệ keo bao gồm 2 khâu : làm tăng tính bền hoặc làm giảm tính bền(làm keo tụ) của hệ keo , tùy thuộc vào mục đích của nghiên cứu .
Để làm tăng tính bền của hệ keo ghét dung môi , người ta đưa thêm vào hệ các chất làm bền có khả năng bị hấp phụ trên bề mặt hạt keo , tăng tính đồng nhất giữa hạt keo và môi trường , do đó làm tăng tính bền của hệ keo .Chất làm bền có thể là keo ưa lưu , là chất hoạt động bề mặt hay chính bản thân dung môi thích hợp có tác dụng làm bền keo ...Nhờ vậy mà một số hệ keo , cả hệ thô như dug dịch sữa và thuốc trừ sâu đã nhũ hóa , các thuốc ở dạng nhũ tương ...có tính bền tương đối cao .
Trong sản xuất và đời sống nhiều trường hợp người ta cần phải làm giảm tính bền của hệ keo , tức làm cho keo bị keo tụ .Có nhiều biện pháp để keo tụ như thay thế dung môi , thay đổi nhiệt độ , điều chỉnh pH môi trường , thêm chất điện li.
Chẳng hạn khi thêm rượu etylic vào albumin (lòng trắng trứng ) làm cho nó vón lại , do rượu hidrat hóa mạnh lấy đi 1 số phân tử nước xung quanh hạt albumin .Lúc đó lớp vỏ dung môi bền đã bị phá vỡ .Khi đun nóng albumin cũng bị vón lại , vì nhiệt độ tăng đã phá vỡ lớp vỏ solvat do chuyển động nhiệt tăng .
Khi dùng axit(như chanh , giấm) để điều chỉnh sự đông tụ của máu động vật , hay dùng nước chua thêm vào nồi nấu đậu phụ để làm đông vón cái đậu , rồi đổ khuôn , thực chất là điều chỉnh pH của môi trường , đưa hạt keo (protein,lipit...) về trạng thái không còn mang điện -gọi là trạng thái đẳng điện , làm cho hệ keo bị keo tụ .
Thêm chất điện li vào hệ keo sẽ làm keo bị keo tụ .Chẳng hạn NaCl vào albumin làm albumin đông vón ; thêm NaCl vào dung dịch xà phòng sẽ làm các  mixen bị phá vỡ , tạo thành lớp xà phòng dày đặc trên bề mặt ...Đối với keo ghét lưu , cách dùng chất điện ly gây keo tụ đóng vai trò quan trọng .Chỉ những ion trái dấu với điện tích hạt keo mới có tác dụng gây keo tụ keo , nghĩa là anion gây keo tụ keo dương ,cation gây keo tụ keo âm.Ion điện li có điện tích càng lớn , khả năng gây keo tụ càng mạnh .Chẳng hạn , nếu cùng dùng NaCl và Na₂SO₄ để gây keo tụ 1 keo dương , thì các ion Cl^-  và SO₄ ^2-   có tác dụng gây keo tụ , và khả năng gây keo tụ của ion SO₄^2- mạnh hơn ion Cl^- .Do các ion gây keo tụ mang điện tích cùng dấu với các ion tầng khuếch tán , nên khi thêm chất điện li vào sẽ làm tăng mật độ ion ở tầng khuếch tán của hạt keo , tăng sức hút giữa ion keo và tầng khuếch tán .Kết quả là bề dày lớp điện tích kép giảm đi , điện tích lớp ion quyết định thế dần bị trung hòa , hệ keo giảm dần tính bền rồi bị keo tụ hoàn toàn.
  Hiện tượng keo tụ nhờ chất điện li xảy ra kh1 phổ biến trong tự nhiên .Chẳng hạn sự hình thành các vùng châu thổ phì nhiêu  liên quan đến hiện tượng keo tụ của keo đất .những dòng sông vào mùa hè ngầu đỏ phù sa là loại hệ phân tán phức tạp chứa cả hạt thô và hạt keo ...Phần lớn đất phù sa bị cuốn ra biển , nhưng không phân bố đều vào toàn bộ nước biển và đại dương mà bị lắng xuống nơi cửa sông khi nước sông đổ vào biển cả .Hằng hà sa số những hạt keo đất khi còn ở trong sông , còn mang điện tích , phần nữa là nhờ sức cuốn của dòng nước , mà tồn tại ở trạng thái lơ lửng .khi ra đến cửa sông gặp nước biển là dung dịch gồm nhiều chất điện li , mà chủ yếu là các ion Na⁺ ,Cl^- ..., thì nững hạt keo đó hấp phụ những ion ngược dấu làm cho điện tích giảm dần tới trung hòa đện , bị keo tụ và lắng xuống .trải qua hàng triệu năm , những hạt keo nhỏ bé dần bồi tụ nên những vùng châu thổ rộng lớn và phì nhiêu , như châu thổ sông Hồng , châu thổ sông Cửu Long ...Quá trình đó giờ đây vẫn không ngừng tiệp diễn , tạo nên những cánh đồng mới , rồi những làng xã mới như ở Kim Sơn(Ninh Bình ),Giao Thủy(Nam Định),Tiền Hải(Thái Bình),hay ở bán đảo Cà Mau...

[silver]

IV.Sự tác động qua lại giữa các hệ keo
1.Sự tác động giữa 2 keo trái dấu
Nếu đem trộn dung dịch keo âm và keo dương với nhau , cả 2 keo đều bị keo tụ , người ta gọi đó là sự keo tụ tương hỗ .Lực hút tĩnh điện làm cho các hạt keo trái dấu tiến lại gần nhau , bị trung hòa điệm , dính kết với nhau và lắng xuống .Chẳng hạn khi trộn 2 dung dịch keo AgI điều chế trong 2 trường hợp -dư KI và dư AgNO₃ với tỉ lệ thích hợp thì sự keo tụ sẽ xuất hiện .
Khi trộn 2 loại mực viết khác nhau -chẳng hạn mực tím và mực xanh ,vào nhau,cả 2 mực mất màu,thường gọi là "mực chết".ta đã biết , đa số các loại mực đếu là những hệ keo ; các hạt keo của 2 loại mực khác nhau có thể mang điện tích trái dấu nhau .Khi trộn với nhau , chúng trung hòa điện tích của nhau, cả 2 keo đều bị keo tụ , khiến hỗn hợp mực không còn thể hiện màu gì nữa.
Hiện tượng keo tụ tương hỗ gặp nhiều trong tự nhiên .thí dụ hệ keo đất có thành phần phức tạp là do kết quả của sự tương tác giữa cá loại keo đơn giản trong đất , gây nên sự keo tụ lẫn nhau , sinh ra hệ keo đất phức tạp.Việc đánh phèn để làm trong nước đục tự nhiên cũng dựa trên nguyên tắc của sự keo tụ tương hỗ .Các hạt huyền phù , keo đất trong nước thường mang điện tích âm , còn nhôm sùnat trong phèn chua [Al₂(SO4)₃.K₂SO₄.24H₂O] khi tan bị thủy phân tạo thành keo Al(OH)₃ thuộc loại keo dương .Các hạt keo đất và keo phèn trung hòa điện tích lẫn nhau , cùng bị keo tụ , kéo theo các chất bẩn khác lắng xuống , làm cho nước trở nên trong một cách nhanh chóng.
2.Sự tác động giữa keo ưa dung môi và keo ghét dung môi
trường hợp này có thể xảy ra 2 hiện tượng : keo ưa lưu có thể làm tăng tính bền của keo ghét lưu , tức là có tác dụng bảo vệ keo ghét lưu , và keo ưa lưu có thể làm giảm tính bền của keo ghét lưu , tức là có tác dụng gây keo tụ nhạy cảm keo ghét lưu.
Tác dụng bảo vệ xảy ra khi ta thêm 1 lượng đủ lớn keo ưa lưu vào keo ghét luu .chẳng hạn , khi ta thêm 1 trong các keo ưa lưu : gelatin,albumin,hồ tinh bột ... vào dung dịch keo Fe(OH)₃ , thì keo này sẽ bền hơn .Điều đó được giải thích : các hạt keo Fe(OH)₃ đã hấp phụ các hạt keo ưa lưu trên bề mặt , tạo thành lớp vỏ bền .DO đó khoảng cách giữa các hạt ghét lưu tăng lên , tính liên tục giữa các hạt keo và môi trường tăng , khiến tính bền của keo tăng .
Hiện tượng bảo vệ như thế khá phổ biến trong sản xuất và trong tự nhiên .Khi đất trồng trọt có lượng keo mùn đủ lớn (keo ưa lưu ), nó sẽ bảo vệ cho các hệ keo ghét lưu , chộng lại sự keo tụ , sự kết dính , làm cho đất tơi xốp ...Nhiều loại keo vô cơ như keo Ag,AgX...được dùng làm thuốc chữa bệnh , hay được sự dụng trong kĩ nghệ giấy ảnh (nhũ tương AgBr) có độ phân tán tốt nhờ tác dụng bảo vệ của gelatin,albumin...Tác dụng bảo vệ còn được sử dụng trong kĩ nghệ sản xuất sơn , thực phẩm, khai khoáng...
Tác dụng keo tụ nhạy cảm xảy ra khi thêm 1 lượng rất nhỏ keo ưa lưu và keo ghét lưu .khi đó các hạt keo ghét lưu với số lượng nhiều bị hấp phụ lên các hạt keo ua lưu (với số lượng ít)-hạt ưa lưu trở thành trung tâm tập trung các hạt ghét lưu lại với nhau , tính bền của keo ghét lưu giảm đi. Chẳng hạn thêm 1 lượng nhỏ keo gelatin vào dung dịch keo Fe(OH)₃ , thì chẳng những tính bền của keo Fe(OH)₃ không được tăng cường ,mà còn bị giảm đi, dễ dàng bị keo tụ hơn khi không cho thêm gelatin vào .
Việc làm trong nước tự nhiên bằng nhựa cây , như nhựa chuối , mồng tơi , dong giềng ... cũng được coi là dựa trên cơ sở của keo tụ nhạy cảm

[silver]

V.Sự tạo cấu thể trong hệ keo
đây là hiện tượng đặc biệt đối với hệ keo trong quá trình keo tụ của nó . cần phân biệt trảng thái keo tụ và trạng thái tạo cấu thể của hệ keo .ở trạng thái keo tụ , các hạt keo dính kết lại với nhau , sắp xếp tương đối khít nhau do đó thể tích của kết tủa (chất keo tụ) thường nhỏ hơn so với tổng thể tích của hệ .Về cơ bản , trạng thái keo tụ giống như trạng thái kết tủa từ dung dịch . Ở đây các hạt sắp xếp không có tính cấu trúc , do vậy không tạo cho hệ 1 tính chất cơ học nào đặc biệt.
  Còn ở trạng thái tạo cấu thể của hệ ke , các hạt keo liên kết với nhau tạo thành khung cấu trúc rỗng , trong các ô rỗng chứa đầy dung môi .Hiện tượng này xảy ra trong quá trình keo tụ của 1 số hệ keo.Khi làm giảm tính bền của các keo này , lực dính kết giữa các hạt có thể rất lớn so với lực đẩy .nếu bề mặt hạt có tính không đồng nhất cao , như có nhiều đỉnh,góc,cạnh,có các nhóm chức khác nhau ...thì chúng sẽ liên kết với nhau thì chúng sẽ liên kết với nhau tạo nên khung cấu trúc bền vững , trước khi các hạt kịp lắng xuống đáy bình .Đó là hiệng tượng tạo cấu thể của hệ keo .Có thể nói rằng :khi tạo cấu thể ,hệ keo chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái rắn hoặc gần với trạng thái rắn , khác hoàn toàn với trảng thái phân tán và trạng thái keo tụ của hệ keo .
 Hệ keo ở trạng thái tạo cấu thể có cấu trúc ổn định của trạng thái rắn, có tính bền cơ học-có thể cắt thành từng miếng,có tính đàn hồi...nhưng thành phần của hệ vẫn không đổi :phần lớn là chất lỏng , chỉ phần rất nhỏ là chất rắn(chất phân tán) .Phần rắn-khung cấu trúc chỉ vài phần nghìn đến vài phần trăm , chất lỏng là gần 100% .Rõ ràng đây là 1 kiểu cấu trúc đặc biệt của hệ keo .
Các keo ghét dung môi(keo vô cơ) tạo cấu thể gọi là gel , còn các keo ưa dung môi tạo cấu thể gọi là thạch .Gel là những cấu thể có độ rắn cao hơn thạch , thường giòn,kém đànhồi và bất thuận nghịch.thạch mềm hơn, đàn hồi và dẻo, có tính thuận nghịch, nghĩa là khi phá vỡ thạch có thể tạo keo trở lại.
Khi tách dung môi khỏi gel và thạch , ta được gel và thạch khô có độ rỗng rất lớn được sử dụng nhiều trong công nghiệp hấp phụ, chất xúc tác , vật hút ẩm...Cơ thể động, thực vật, đất,nhiều vật liệu xây dựng ...có cấu trúc gel và thạch.
  Các khoáng vật tạo nên đất như đất sét, các silicat...có cấu trúc gel.Còn các khối đông dạng thạch của gelatin, hồ tinh bột, các chất protein,cao su...có cấu trúc thạch.gel khô thường giòn, còn thạch khô thì dẻo,đàn hồi...như cao su chẳng hạn.vì thế, cao su mới được dùng làm săm lốp ô tô , xe đạp...Khi cho tiếp xúc với lại với dung môi , thạch bị "trương" lên vì hấp thụ lại chất lỏng .Khi đó , 1 số có thể trở lại dung dịch keo , như gelatin;1 số chất khác chỉ hấp thụ đến mức nào đó thì dừng lại, chẳng hạn như gỗ hút nước.

[silver]

VI.Ở đâu có sự sống ở đó có dung dịch keo
Nhận xét này nói lên tính phổ biến của hệ keo trong tự nhiên, đồng thời cho thấy trạng thái keo có ý nghĩa to lớn đối với sự sống .tế bào sống nào cũng đều chứa dung dịch keo phức tạp , thông thường tồn tại ở trạng thái gel , còn vỏ tế bào đóng vai trò màng bán thẩm.Nhờ vậy mà quá trình trao đổi chất phức tạp có thể diễn ra.Máu-cũng là dung dịch keo.còn bạch huyết, chất nguyên sinh?...Có thể nói chung rằng ở đâu có sự sống , ở đó có dung dịch keo .Đã từng có 1 số nhà khoa học cho rằng keo là trạng thái tập hợp thứ tư của vật chất.Nhưng quan niệm đó là không đúng, mà chỉ 1 lần nữa khẳng định tính ch61t quan trọng của trạng thái keo.
Dung dịch keo có ý nghĩa to lớn đối với cả thế giới vẫn được gọi là "thế giới chết"-đó là đất.Loại đất bất kì nào cũng đều chứa lượng nhất định các hạt keo có độ phân tán cao .Khả năng giữ ẩm, giữ chất dinh dưỡng của đất phụ thuộc vào hàm lượng keo trong đất .hạt keo trong đất trồng trọt có ý nghĩa quan trọng đối với sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng , và do đó ảnh hưởng đến năng suất mùa màng.khi nắm được những tính chất cơ bản của dung dịch keo , người ta có thể tiến hành  cải tạo , nâng cao chất lượng của đất đai.
  Đặc điểm diện tích bề mặt dị thể lớn của hệ keo và kích thướ nhỏ của hạt keo được lấy làm cơ sở để tìm ra những biện pháp kĩ thuật thích hợp nhằm nâng cao chất lượng hay làm thay đổi tính chất của nhiều sản phẩm công nghiệp.Chẳng hạn, trong sản xuất cao su hay chất dẻo , người ta thường sử dụng các chất thêm dạng bột , như mồ hóng,silic đioxt , kẽm oxit...Nếu các chất thêm được nghiền mịn tới kích thước hạt keo , thì chất lượng sản phẩm sẽ càng cao.
   Ngoài hệ keo dung môi là chất lỏng , gọi là lyosol(lyo-chất lỏng;sol-keo), còn có keo dung môi là chất rắn , gọi là xerosol(xero-chất rắn).Chất phân tán có thể là khí(K), lỏng(L) hay rắn(R) , thí dụ bọt khí trong thủy tinh , trong hợp kim ...(hệ K-R) ; các hạt nước trong quặng , các giọt lỏng trong mô động thực vật ...(hệ L-R); hợp kim thủy tinh màu ...là hệ xerosol gồm các hạt rắn phân bố trong môi trường rắn (R-R).
   Nếu mội trường là chất khí , hệ keo gọi là aerosol(aero-khí); chất phân tán có thể là (K),(L) hay (R).Thí dụ mây mù (L-K), bụi khói (R-K)...
   Trong thiên văn, khí tượng , người ta quan tâm nhiều đến trạng thái phân tán của các hạt mây mù , vì nó có ảnh hưởng đến khí hậu , thời tiết của 1 vùng .Trong y-dược học , ta rất cần tạo ra được trạng thái keo khi điều chế nhiều loại thuốc chữa bệnh , như thuốc bôi ngoài da , thuốc mỡ , thuốc nước có chứa các chất khó tan ...Công nghiệp thủy tinh , luyện kim , sản xuất bánh mì lại có nhu cầu rất khác nhau về độ phân tán bọt khí trong sản phẩm .Công nghiệp nhuộm , giấy ảnh đòi hỏi các hệ phân tán có tính phân bố cao , tính kết dính lớn từ các chất hòa tan .Bức tranh nhiều màu sắc xuất hiện trên nền vải hay giấy trắng nhờ các dung dịch keo của các chất màu .Để bảo quản lâu các loại sơn trong hộp , người ta sản xuất dưới dạng dung dịch quánh sệt .Trong các ngành công nghiệp khác như xà phòng , sản xuất vật liệu xây dựng (xi măng , gạch ngói,sành sứ,vôi vữa)...rất cần sự đóng góp tích cực của các nhà koa học nghiên cứu trong lĩnh vực hóa keo.
   Hóa keo còn đóng vai trò quan trọng trong việc học tập và nghiên cứu các môn khoa học khác như sinh học , nông học ...Sự hiểu biết về hóa keo giúp chúng ta hiểu thêm về nguồn gốc và cơ chế của sự sống , về quá trình trao đổi chất , về 1 số cơ sở của các biện pháp kĩ thuật nhằm cải tạo môi trường sống và nâng cao năng suất trong nông nghiệp.
   Trạng thái tạo cấu thể của hệ keo có ý nghĩa vô cùng quan trọng đối với đời sống sinh vật .Cơ thể động , thực vật có cấu trúc gel và thạch .Cấu trúc gel của xương , thạch của mô , cơ,bắp...Nhờ có cấu trúc đó mà cơ thể sinh vật chiếm từ 75% đến 90% hay 99% là nước mà vẫn có hình dạng xác định , có sức bền cơ học lớn , chịu được những tác động mạnh của môi trường .Ở biển ta có thể gặp được những "khối thạch sống", đó là những con sứa.Trong cơ thể có tới 99% khối lượng là nước , chỉ có 1% là phần chất "khô".Và như thế đó , chỉ cần 1% ấy để tạo nên khung cấu thể là đủ tạo ra cơ thể sống có đủ chức năng : thở,tiêu hóa và sinh sản ! 
  Khi sinh vật còn non , hàm lượng nước trong cơ thể lớn , làm cho cấu trúc gel và thạch có độ cứng thấp , nhưng tính đàn hồi, tính dẻo lại cao .Ở cơ thể già thì ngược lại.
 Phản ứng trong gel và thạch tiến hành ở những vùng độc lập với nhau .Do vậy mà mỗi bộ phận khác nhau của cơ thể sống có thể tiến hành những phản ứng khác nhau tùy thuộc vào chức năng của nó trong cơ thể.
  Tuổi già của sinh vật diễn ra theo quá trình già cỗi của hệ keo trong cơ thể .Khi già , cơ thể chứa ít nước hơn khi còn trẻ , khả năng trương của khung cấu trúc kém đi , cơ thể trở nên "khô" hơn, và những nếp nhăn trên da xuất hiện : đó là dấu hiệu của tuổi già .Các tổ chức của cơ thể giảm bớt tính đàn hồi , mạch máu trở nên khô cứng hơn...
  Như vậy muốn kéo dài tuổi thọ của con người , phải có cách bảo vệ trạng thái keo vốn có trong cơ thể khỏe mạnh , kìm hãm quá trình già hóa của keo.Mọi bài tập dưỡng sinh hiệu quả , hay những phương thuốc "cải lão hoàn đồng" công hiệu , những phép "thanh xuân hóa" thu hút con người ...đều liên quan đến tính bền của trạng thái keo trong cơ thể , nhờ vậy mà con người giữ được làn da mịn màng , mái tóc óng ả , sức khỏe dẻo dai...và do đó mà tình yêu cuộc sống càng thêm mãnh liệt!

[silver]

sau đây là phần sơ lược về lịch sử của ngành hóa keo
I.Sự mở đầu cho 1 khoa học
câu chuyện bắt đầu từ phòng thí nghiệm của xưởng đúc tiền Anh quốc .Tômat Grêm đến đây làm việc với tư cách trưởng phòng thí nghiệm đã được 5 năm.Năm ấy ông đã ngoài 50 tuổi.Grem không có gia đình .ông dành toàn tâm toàn ý cho khoa học ,Những tháng năm dài cuộc sống của ông diễn ra trong các phòng thí nghiệm và giảng đường của Trường Đại học Tổng hợp Ê đin buôc , sau đó là đại học tổng hợp Luân Đôn .và bây giờ ở phòng thí nghiệm của xưởng đúc tiền quốc gia .Với cương vị lãnh đạo , công việc cướp hết thời gian buộc ông phải ngừng nghiên cứu khoa học .Tuy nhiên những ý tưởng khoa học mới luôn khiến ông không thể yên lòng .
  Một hôm , vào buổi chiều mùa thu đã muộn cùng làm việc với ông trong phòng thí nghiệm có giám đốc xưởng đúc tiền Wiliam Rôbecđơ .Grêm nói với Rôbecđơ rằng : axit silixic (H2SiO3) có những tính chất không thể hiểu được , làm ông lâu nay phải quan tâm .để xác định lượng axit silisic , ông phải để cho kết tủa lắng xuống , tách, nung rồi cân kết tủa .Nhưng rất lạ là đôi khi nó không kết tủa xuống mà cứ lơ lửng trong dung dịch .Đồng thời , ông có ý muốn tiếp tục tiến hành thí nghiệm nghiên cứu về dung dịch đó ngay tại phòng thí nghiệm này.
  Rô bec đơ tỏ ra rất hào hứng muốn tìm hiếu bí mật của dung dịch mà G rêm đưa ra .Rô bec đơ nói với G rêm rằng : phòng thí nghiệm của ông rất vinh dự là có 1 nhà khoa học vĩ đại của nước Anh đang làm việc -giáo sư Tômat Grêm , viện sĩ danh dự của các viện hàn lâm khoa học Pari ,Turin,Amtecdam,Beclin,đã được tặng thưởng nhiều huy chương vì những cống hiến cho khoa học ...và nhận giúp đỡ Grem trong nghiên cứu vấn đề này , như 1 cộng tác viên tích cực.
  Từ đó họ cùng làm việc bên nhau .Grem trao đổi bàn luận cùng Robecdor về những trường hợp dung dịch lạ mà các nhà khoa học khác đã gặp.Grem kể:
  Hơn 200 năm về trước , năm 1657 Rudonfo Glaube đã điều chế được dung dịch của vàng , mặc dù vàng không tan trong nước .Dung dịch có màu huyết dụ , có tác dụng chữa bệnh , nên Glaube gọi đó là "vàng uống được".
  Khoảng 30 năm về trước , năm 1830, Beczeliuyt điều chế được "dung dịch của các chất không tan "tương tự .Ông dùng hidrosunfua tạo kết tủa sắt sunfua từ dung dịch .Sau đó lọc và rửa kết tủa .Khi rửa kết tủa trên phễu lọc bằng nước sạch , ông nhận thấy 1 điều lạ :sau ít phút rửa , từ cuống phễu nhỏ xuống từng giọt chất lỏng màu nâu sẫm .Ông nghĩ rằng do giấy lọc bị thủng nên kết tủa lọt xuống .Ông thay giấy lọc mơi , đổ lại chất lỏng nâu sẫm lên phễu , thấy nó vẫn qua giấy lọc .beczeliuyt để yên cốc dung dịch lọc thu được ,sau vài ngày nhận thấy nó trở nên trong suốt , ở đáy cốc xuất hiện 1 lượng nhỏ chất kết tủa màu đen .Phân tích kết tủa ,thấy đó chính là sắt sunfua.
   Bằng cách dùng nước sạch để rửa kết tủa ,Beczeliuyt còn thu được các "dung dịch đục mờ "khác , kiểu như trên .Chẳng hạn dung dịch bạc clorua, dung dịch xang Beclin (Fe4[Fe(CN)6]3), dung dịch axit silixic...
   Robecdor hỏi Grem rằng : vậy khi nghiên cứu dung dịch axit silixic , ông muốn tìm hiểu điều gì ?Grem cho biết :ông muốn tìm hiểu xem "dung dịch đục mờ " được tạo thành như thế nào ?Nó có những tính chất gì ? Và vì lí do gì mà nhà khoa học Italia lại gọi "dung dịch đục mờ " đó là "dung dịch giả"...Theo Frantreco Xenmi , thoạt nhìn dung dịch giả giống như dung dịch thường .Nó trong suốt,qua lọc dễ dàng , nhưng lại có tính không bền .Xenmi thấy rằng nếu thêm muối hay axit vào dung dịch đó , thì nó sẽ bị phá vỡ , và chất tan sẽ kết tủa xuống đáy bình.Đối với dung dịch thật,không bao giờ xảy ra hiện tượng như vậy.
  Grem còn cho Robecdor biết rằng , trước đó không lâu ông đến phòng thí nghiệm của Faraday .Vấn đề Grem nghiên cứu cũng làm cho Faraday quan tâm .ông cũng đã điều chế các dung dịch của vàng , bạc ,bạch kim và nhiều kim loại khác ,và cũng co đó là những "dung dịch đục mờ" , vì sau khi để lắng thì ở đáy bình xuất hiện thứ bột rất mịn của kim loại.
  Nhưng cái "dung dịch đục mờ" axit silixic của Grem thì lại có điều khác .Ông đã để nó 1 tháng có dư, mà ko thấy có kết tủa lắng xuống .Ông đem điều này trao đổi với Robecdor.Ông lấy từ trong tủ ra bình axit silixic , soi lên ánh sáng ngọn nến để chứng minh cho Robecdor rằng chúng vẫn trong suốt.Rồi ông nghiêng 1 bình để chứng tỏ đáy bình không có kết tủa .Thì thật bất ngờ:dung dịch bất động .Nó đã chuyển thành 1 khối trong suốt như thạch.Robecdor hết sức ngạc nhiên , hỏi lại Grem có đúng đó là dung dịch axit silixic không hay là dung dịch của chất nào khác?
  Grem khẳng định là đúng và ngắm nghía khối thạch trong suốt tạo thành từ dung dịch axit silixic 1 cách thích thú .Ông có cảm giác như ông đã nấu tinh bột rồi đem đặt nó vào đây!Bất thình lình ông láy đi láy lại :"tinh bột...tinh bột"...Tiếng Hi Lạp gọi tinh bột là "colla" có nghĩa là keo.Phải chăng,có nên đặt tên cho những dung dịch đang nghiên cứu là các dung dịch keo-các colloit hay không?Vì cái tên này nói lên rằng các dung dịch nghiên cứu giống như dung dịch tinh bột.
  Robecdor tỏ ra đồng tình với ý nghĩ của Grem .Ông nhắc đi nhắc lại từ "dung dịch keo", và phán rằng đó là cái tên ko tồi chút nào !
  Đó là buổi chiều mùa thu năm 1860 đáng ghi nhớ đối với Grem .Chính vào thời gian này , ông đã đi đến khẳng định rằng :có 2 dạng dung dịch -dung dịch thật và dung dịch keo .Nhưng cần phải làm sáng tỏ dung dịch keo là gì và tính chất của nó ra sao ?

[silver]

Grem biết rằng , các dung dịch keo không bền vững , các chất hòa tan có thể dễ dàng bị tách ra dưới dạng kết tủa .Quá trình đó được gọi là sự keo tụ .Các nghiên cứu của ông đã chỉ ra rằng : sự keo tụ xảy ra không phải chỉ khi thêm muối,axit,bazơ vào dung dịch , mà xảy ra cả khi tăng nhiệt độ , khi khuấy lắc kéo dài hoặc có khi chỉ do để yên dung dịch lâu ngày .
Kết tủa thu được từ dung dịch keo ,Grem gọi là chất keo tụ , và tách ra khỏi dung môi bằng cách lọc .Trong quá trình rửa kết tủa , ông phát hiện thêm 1 tính chất nữa của chất keo .Kết tủa khi rửa dần tan trở lại , chuyển về dung dịch keo .Hiện tượng đó gọi là sự peptizơ hóa .Điều đáng lưu ý không phải là chất keo tụ nào cũng chuyển được về dung dịch , có nghĩa là bị peptizơ hóa .Khi Grem tiến hành keo tụ các dung dịch keo vàng ,bạc , thì chất keo tụ thu được không thể chuyển về dung dịch keo, cho dù có tiến hành rửa kéo dài các kết tủa kim loại .Đó là những keo bất thuận nghịch .Những keo dễ dàng bị peptizơ hóa ,Grem gọi là keo thuận nghịch .Chúng có thể keo tụ và peptizơ hóa nhiều lần .
 Theo Grem , đặc điểm rất quan trọng của dung dịch keo là khả năng keo tụ của nó .Nếu để 1 cốc dung dịch muối ăn cho nước bay hơi đi còn muối thì kết tinh .Nhưng nếu là dung dịch axit silixic , thì tại sao lại không xảy ra hiện tượng kết tinh ? Ông đã thí nghiệm nhiều lần với dung dịch này , nhưng đều uổng công .Như vậy ,dung dịch keo chỉ có khả năng đông tụ mà không thể kết tinh .Grem cho rằng có 2 loại chất : loại thứ nhất có thể tạo thành dung dịch keo , gọi là chất keo , loại thứ 2 chỉ tạo thành dung dịch thường gọi là chất kết tinh .
 Nhưng vài năm sau đó , nhà thực vật, nhà hóa học Nga Ilia Grigorievich Borơ sôp cho rằng :không có chất kết tinh và chất keo ,mà chỉ có trạng thái keo và trạng thái kết tinh .Chất nào cũng có thể tồn tại ở trạng thái keo hay kết tinh phụ thuộc vào điều kiện điều chế dung dịch.
Ngày nay chúng ta thấy quan niệm của Bơ rơ sôp là hoàn toàn đúng đắn.Chẳng hạn ,kim loại có cấu tạo tinh thể,nhưng với điều kiện thích hợp,bị nghiền thành bột mịn,thì từ đó có thể điều chế được dung dịch keo.Natri clorua khi tan trong nước tạo thành dung dịch trường ,nhưng nếu đem nghiền nhỏ muối thành bột mịn , rồi phân tán vào benzen thì sẽ được dung dịch keo.Ngay cả keo điển hình là protein cũng có thể kết tinh nếu tạo điều kiện thích hợp.Trạng thái keo và trạng thái kết tinh , đó là những dạng tồn tại khác nhau của các chất.
G rêm đã xác định rằng , dung dịch keo có thể được tạo thành không chỉ trong nước ,mà còn trong các dung môi khác như rượu,glixerol...Ông gọi dung dịch keo là sol.Nếu dung môi là nước thì dung dịch keo là hidrosol, dung môi là rượu thì là sol rượu hay alcosol.Khi đông tụ chúng chuyển thành khối dạng thạch,G rêm gọi đó là gel
 Dần dần ,G rêm có thêm nhiều hiểu biết về các dung dịch này .Ông có thể chủ động điều chế được hidrosol hay hidrogel,alcosol hay alcogel của 1 chất nào đó theo ý muốn.
Đã có 1 thời kì dài ,Grem nghiên cứu về sự khuếch tán của chất lỏng và chất khí.Giờ đây ông tự hỏi:các dung dịch keo có khuếch tán hay ko ?
Những thí nghiệm tìm hiểu về sự khuếch tán của dung dịch keo được G rêm tiến hành 1 cách rất tài nghệ.Kết quả chỉ ra:dung dịch keo có tham gia sự khuếch tán,nhưng rất chậm chạp.Đặc điểm của sự khuếch tán trong dung dịch keo không chỉ là sự chậm chạp,mà còn ở chỗ sự khuếch tán chỉ xảy ra khi dung dịch keo tiếp xúc với dung môi tinh khiết.Nếu cho dung dịch(dd) muối ăn tiếp xúc với gel ,thì các ion của muối sẽ tiếp tục khuếch tán vào gel với tốc độ nhỏ .Nhưng thí nghiệm này làm với dung dịch keo ,thì sự khuếch tán không xảy ra.Cũng có thể thấy được điều đó qua hiện tượng màng tế bào sống ngăn cản các hạt keo đi qua.Các tiểu phân của dung dịch muối ăn có thể đi qua màng tế bào,còn các hạt keo thì không thể qua được.
Tính chất này của dung dịch keo được G rêm sử dụng vào việc điều chế dung dịch keo tinh khiết .Khi thêm dung dịc amoni cacbonat bão hòa vào dd sắt(III)clorua,ông thất màu dd chuyển từ vàng sáng sang nâu tối .Trong trường hợp này ông điều chế được hidrosol của sắt hidroxit .Ngoài keo trong dung dịch còn có sản phẩm khác ,đó là amoniclorua tồn tại ở trạng thái dd thật .Để tách amoni clorua khỏi keo hidroxit ,G rêm tiến hành như sau :ông tạo 1 chiếc túi nhỏ từ bong bóng của con bê ,rót dung dịch màu nâu tối vào ,cẩn thận đặt lên mặt nước trong 1 chậu lớn .Chiếc túi đung đưa trên mặt nước như 1 con thuyền nhỏ .Khi đó muối amoni chui qua màng đi ra chậu nước, còn các hạt keo sắt hidroxit vẫn nằm trong túi bong bóng .Để làm sạch keo triệt để ,cần phải thay nước trong chậu.Quá trình khuếch tán diễn ra rất chậm.Nhưng sau 1 tuần ,g rêm có được thứ dung dịch keo hoàn toàn tinh khiết đựng trong túi.
 Sau những kết quả nghiên cứu trên, cả G rêm và Rô bec đơ đều cảm thấy vui vẻ,dễ chịu.G rêm nói với Rô bec đơ: Nhờ có tính chất đặc biệt mà các hạt keo không đi qua được màng tế bào ,vì thế mà dung dịch ban đầu được phân ra thành 2 :dung dịch keo vẫn nằm trong túi ,còn dung dịch thường nằm trong vha65y nước.Và ông đặt tên cho quá trình đó là "đializic"-nghĩa là phân ra thành 2 phần.Từ Hi lạp "đia" nghĩa là 2,còn"lizia"-nghĩa là chia ra
  Như vậy , G rêm đã đặt tên cho phương pháp tinh chế keo do ông đưa ra.Ngày nay chúng ta vẫn gọi là phương pháp thẩm tích
  Bằng phương pháp thẩm tích , G rêm là người đầu tiên điều chế được nhiều dung dịch keo tinh khiết từ các chất hữu cơ và vô cơ .G rêm cũng đã bắt đầu nghiên cứu áp suất thẩm thấu của dung dịch keo,nhận thấy nó rất thấp và khó đo được.
  Những nghiên cứu của G rêm được đánh giá là đã đặt nền móng cho 1 ngành khoa học mới-đó là HÓA KEO

[silver]

II.Hiện tượng ánh sáng giúp nghiên cứu hệ keo
 Trong 1 phiên họp thuộc hiệp hôi hóa học Luân Đôn vào năm 1867, Giôn Ti đan chủ động gặp G rêm.Giáo sư Tin đan nói với giáo sư G rêm rằng:ông đang nghiên cứu về sự tán xạ của ánh sáng khi đi qua các dung dịch đục và các dung dịch keo mà G rêm nghiên cứu cũng thu hút sự chú ý của ông .Cuối cùng Tin đan đề nghị G rêm cho biết cách điều chế các dung dịch keo tinh khiết .G rêm mời Tin đan đến phòng thí nghiệm của mình cùng tiến hành điều chế .Tin đan đã có trong tay những dung dịch keo được tinh chế bằng phương pháp thẩm tích .Ông bước ngay vào công việc thí nghiệm của mình.
  Ánh sáng truyền qua dung dịch thật 1 cách bình thường không có gì thay đổi.Tin đan tiến hành thí nghiệm để tìm hiểu về phản ứng của dung dịch keo với ánh sáng .
  Ông đổ dung dịch keo sắt hidroxit màu nâu vào 1 bình bằng thủy tinh có 2 thành đối diện song song .Dung dịch hoàn toàn trong suốt không khác gì màu của dung dịch kali bicromat.Ông dùng tấm màn dày để che nguồn phát sáng là 1 cái đèn .Chỉ có 1 chùm sáng nhỏ xuyên qua 1 lỗ nhỏ ở giữa màn .Ông hướng chùm tia chiếu vào bình đựng dd keo .Bây giờ ông cần phải đo cường độ của ánh sáng truyền qua.Để tránh ảnh hưởng của sự chiếu sáng từ phía bên ,các thành bình thí nghiệm đều được bịt kín trừ 2 thành đối diện nhau dành cho chùm sáng đi qua.Tin đan bố trí 1 phông nhỏ để hứng chùm tia sáng đi qua dung dịch .ông dự đoán hình ảnh thu được trên phông sẽ là 1 vết sáng rõ nét, nhưng thực tế lại hiện lên 1 vòng tròn sáng mờ.Ông cho rằng có thể do bố trí lỗ nhỏ trên màn chưa hợp lí ,hay do thành bình thí nghiệm bị bẩn.Ông kiểm tra lại thấy mọi sự đều được chuẩn bị chu đáo.Ông bỏ tấm vải phủ bình thí nghiệm ra ,thì hiện tượng lạ làm ông hết sức ngạc nhiên:1 dải sáng chạy ngang qua dung dịch keo ! Ông lặng đi vài phút quan sát hiện tượng đẹp mắt này.Cứ như là ông đã đưa vào dung dịch keo 1 vật sáng nào đó vậy.Chùm sáng chiếu vào dung dịch tạo thành vòng tròn nhỏ,càng đi về phía thành đối diện của bình thí nghiệm , đường kính vòng tròn càng lớn dần , tạo thành trong dung dịch keo dải sáng hình nón cụt.
Ti đan kết luận:Ánh sáng đã bị tán xạ!Ánh sáng khi qua dung dịch keo đã bị thay đổi .Nếu như vậy thì trên đường truyền ,chùm sáng phải bắt gặp những tiểu phân c1 kích thước xấp xỉ cỡ độ dài sóng ánh sáng .Phải chăng từ thí nghiệm này có thể đi đến kết luận rằng các hạt keo có kích thước tương đối lớn ,mặc dù nhỏ hơn kích thước của những hạt có thể nhìn thấy bằng mắt thường ?Và 1 câu hỏi khác là :Trong các dung dịch keo khác có tạo thành dải sáng hình nón như vậy không?
Ti đan lại miệt mài tiến hành hàng loạt thí nghiệm.Ông điều chế các dung dịch keo khác nhau và nghiên cứu tính chất quang học của chúng .Kết quả thí nghiệm đã khẳng định sự quan sát trong thí nghiệm đầu tiên của ông là đúng .Khi đi vào dung dịch keo ,chùm sáng bị tán xạ,tạo thành dải sáng hình nón cụt.
Các nhà khoa học đã nhanh chóng gọi hiện tượng đó là "hiệu ứng Tin đan",còn dải sáng hình nón cụt là "hình nón Tin đan".
Màu của dung dịch keo có thể thay đổi tùy thuộc vào quan sát nó từ phía nào .Nếu hình keo  đặt giữa người quan sát và nguồn sáng,ánh sáng truyền qua có màu vàng đỏ.Nếu người quan sát ở giữa nguồn sáng và dung dịch ,nhìn thấy ánh sáng tán xạ, dung dịch keo có màu xanh lục.
Vì sao dung dịch keo lại thay đổi màu sắc như vậy?Trả lời câu hỏi này không phải dễ dàng.
 Người đầu tiên nghiên cứu giải thích hiện tượng quang học đối với hệ keo là 1 trong những nhà vật lý Anh xuất sắc-Giôn Wiliam Rây lây .Theo Rây lây(1899):ánh sáng là những sóng điện từ được đặc trưng bằng độ dài sóng .Tùy thuộc vào quan hệ giữa độ dài sóng ánh sáng và kích thước của hạt phân tán tia sáng gặp trên đường đi của nó mà gây ra những hiện tưỡng khác nhau.
Nếu kích thước hạt lớn hơn độ dài sóng ánh sáng ,thì tia sáng bị phạn xạ trên bề mặt dưới những góc xác định.Trường hợp này xảy ra đối với dung dịch thô.Khi kích thước hạt xấp xỉ độ dài sóng của ánh sáng thì xảy ra hiện tượng tán xạ .Trường hợp này xảy ra đối với dung dịch keo.Các hạt keo lơ lửng tán xạ những tía sáng đập vào nó biến thành những điểm sáng .Nhờ có những điểm sáng đó mà người ta có thể nhìn thấy đường đi của tia sáng bên trong dung dịch keo-tạo thành dải sáng Tin đan hình nón.
Bước sóng ngắn nhất của tia sáng nhìn thấy là 400 nm,còn kích thước hạt keo từ 1nm đến 1000nm.Vì vậy các hạt keo luôn gây ra hiện tượng tán xạ ánh sáng.
Trong dung dịch thật không xảy ra hiện tượng phản xạ hay tán xạ ánh sáng ,vì kích thước của phân tử hay ion quá nhỏ so với độ dài sóng ánh sáng.
Rây lây đã đưa ra công thức của định luật tán xạ ánh sáng, biểu thị sự phụ thuộc cường độ ánh sáng tán xạ vào thể tích hạt,tức vào kích thước của hạt phân tán.Đối với dung dịch thật ,kích thước hạt rất nhỏ bé nên không có sự tán xạ,không thể nhìn thấy đường đi của tia sáng.
Như chúng ta đã biết , ánh sáng trắng bao gồm những tia sáng có độ dài sóng khác nhau:từ tia xanh có độ dài sóng nhỏ nhất đến tia đỏ có bước sóng lớn nhất.Khi chùm sáng phức tạp gặp các hạt keo ,các tia đỏ không thay đổi đường đi ,vì độ dài sóng của chúng lớn hơn rất nhiều kích thước hạt keo.Còn đối với các tia xanh thì hạt keo là trở ngại không thể vượt qua,vì kích thước hạt lớn hơn độ dài sóng của các tia xanh.Bởi vậy các tia xanh lại phản xạ từ hạt keo,điều đó khiến cho ánh sáng truyền qua dung dịch giàu tia đó,còn ánh sáng phản xạ thì có màu xanh.
 Hiện tượng tương tự như thế cũng có thể thấy trong tự nhiên.Ánh sáng mặt trời là ánh sáng trắng,nhưng khi đi qua bầu khí quyển,1 số tia trong đó bị tán xạ.Bị tán xạ đặc biệt mạnh là những tia xanh vì độ dài sóng của chúng là nhỏ nhất .Đập vào mắt chúng ta là những tia xanh bị tán xạ đến từ mọi phía của vòm trời,cho nên ta cảm thấy bầu trời có màu xanh .Các tia đỏ,da cam và vàng thì xuyên qua bầu khí quyển ,khiến chúng ta nhìn mặt trời có màu vàng.Vào buổi sớm hay chiều ,khi mặt trời nằm ngang phía chân trời,ánh sáng mặt trời chiếu qua lớp không khí dày đặc hơn,sự tán xạ tia sáng mạnh hơn...Khi đó ,không chỉ những tia sáng xanh , mà cả những tia sáng có độ dài sóng lớn hơn cũng bị tán xạ;ánh sáng xuyên qua chủ yếu là các tia đó .Bởi vậy chúng ta thấy Mặt Trời có màu đỏ da cam.Khi trong bầu khí quyển có sương mù hoặc bụi,sự tán xạ ánh sáng còn mạnh hơn nữa,và chỉ những tia đỏ đến được Trái Đất.Đó là nguyen nhân của những buổi bình minh hay hoàng hôn rực hồng đầy thơ mộng.
Dựa vào thuyết Rây Lây , ta giải thích được màu của nước biển và đại dương.Nước đại dương là dung dịch của rất nhiều chất khác nhau.Ngoài ra vi sinh vật biển cũng tham gia vào thành phần của tướng phân tán , khiến cho nước biển và đại dương trở thành hệ đa phân tán phức tạp .Khi mặt trời chiếu xuống mặt nước đại dương ,các tia có độ dài song lớn chui vào lòng nước,còn các tia xanh bị phản xạ .Vì thế chúng ta có cảm giác chung là nước biển có màu xanh.Có khi sự hòa trộn hiện tượng quang học giữa hệ hệ phân tán lỏng (liosol) là nước đại dương và hệ phân tán khí(aerosol) là bầu khí quyển,tạo nên những hiện tượng thiên nhiên kì thú,gây cảm hứng mạnh mẽ cho nhiều thi nhân và họa sĩ!

[silver]

III.Bí ẩn của hệ keo dần được phát hiện:
Thuyết Rây lây và tính chất quang học của dung dịch keo thu hút sự quan tâm đặc biệt của 2 nhà khoa học đến từ Viên ,đó là Rihacđơ Zi mông đi và Zi đen tôp phơ.
Zi mông đi quyết định tìm hiểu xem có phương pháp điều chế keo nào là đơn giản nhất .Ông thấy cần phải có sự hệ thống các phương pháp điều chế keo đã có.
Hạt keo có kích thước lớn hơn ion và phân tử tronh dung dịch thật nhưng nhỏ hơn kích thước các hạt trong dung dịch đục-thô,tức là các hạt huyền phù .
Zi mông di nói với Zi đen tôp phơ ,người bạn và cộng sự gần gũi của mình rằng: rõ ràng có 2 con đường để đạt đến kích thước hạt keo là ngưng tụ các phân tử chất tan từ dung dịch thật và phân tán các hạt thô thành các hạt có kích thước keo.
Zi đen tôp phơ đồng tình, và bàn luận thêm: G rêm đã điều chế keo bằng phương pháp ngưng tụ,và có lẽ phương pháp này sẽ trở thành phổ biến nhất .Nếu thêm dung dịch bạc nitrat loãng vào dung dịch kali iotua loãng sẽ được dung dịch keo AgI.Khi trộn 2 dung dịch , các ion bạc sẽ kết hợp với ion iot tạo thành AgI không tan.Các hạt nhỏ liên kết với nhau thành những tập hợp lớn hơn ,có kích thước tương ứng với kích thước hạt ở trạng thái keo.
Trước mắt họ phát sinh nhiều vấn đề mới.Chẳng hạn khối lượng hạt keo sẽ ra sao?Trước họ ,nhà nghiên cứu Nga A lêch xan đơ Paplovich Xa ba nhê ep đã thử xác định "trọng lượng phân tử "của hạt keo bằng phương pháp nghiệm lạnh ,là phương pháp được sử dụng rất thịnh hành thời đó.Kết quả cho thấy :khối lượng hạt keo nằm trong khoảng 10000-20000 .Điều đó có nghĩa là mỗi hạt keo bao gồm hàng nghìn nguyên tử.Zi đen tôp phơ cho rằng  đó không phải là "trọng lượng phân tử" mà là "trọng lượng phân tử trung bình" của hạt keo.Nhưng tại sao hạt keo lại không to hơn mà dừng lại ở kích thước nhất định?
Theo Zi mông đi , khi ngưng tụ , các phân tử hay ion tập hợp lại ở 1 vị trí nào đó,thoạt đầu tạo thành hạt nhỏ, sau đó dần lớn thêm.Đến lúc nào đó,thì hạt ngừng phát triển, và chuyển thành hạt ở trạng thái keo.Quá trình có thể hình dung chi tiết hơn:Khi các hạt nhỏ được tạo thành,do có bề mặt lớn nên chúng tiến hành hấp phụ các ion khác nhau từ dung dịch .Khi sự hấp phụ đạt tới giới hạn nhấ định,thì hạt ngừng phát triển.ông còn lí giải rằng:chính do sự hấp phụ các ion cùng loại,mà các hạt keo mang cùng điện tích.Điều đó được chứng minh rõ ràng khi cho dòng điện qua 1 dung dịch keo nào đó.Tất cả các hạt keo hướng về 1 điện cức , có điện tích trái với điện tích mặt keo.Trên điện cực,các hạt keo bị trung hòa điện tích và lắng xuống, có nghĩa là chúng keo tụ.Ở đây đã xảy ra hiện tượng điện chuyển.
Điện chuyển gợi sự liên tưởng đến sự điệ phân nhưng điện chuyển không phải là điện phân.Trong quá trình điện phân sự tạo thành các chất xảy ra ở cả 2 điện cực.Còn trong hiện tượng điện chyển , vì các hạt keo của hệ có điện tích như nhau , nên chúng đều hướng về 1 điện cực,hoặc catot hoặc anot.
Các công trình nghiên cứu của Zi mông đi và Zi đen tôp phơ ngày 1 sâu sắc hơn.Họ nghiên cứu tỉ mỉ về sự hình thành các dung dịch keo.Một chất nào đó nếu được nghiền thành bột mịn trên 1 "cối xay keo" , rồi đưa vào chất lỏng thích hợp,sẽ được dung dịch keo.
sau nhiều nghiên cứu,Zid9en tôp phơ và Zi mông đi đã có khả năng chọn cho mình 1 phương pháp điều chế keo thuận tiện nhất , hay phối hợp các phương pháp 1 cách thích hợp khi cần thiết.
Sự liên kết giữa hạt keo và các phân tử dung môi cũng biểu hiện không giống nhau đối với các hệ keo.Kết quả nghiên cứu của Zi mông đi cho thấy :đối với các dung dịch keo có độ bền cao,chúng có thể được xem như loại chất lỏng"nhớt,quánh"vậy.Gây keo tụ các hệ này rất khó.Nghiên cứu về tính chất của chúng,các nhà khoa học đi đến kết luận rằng:mỗi hạt keo tạo thành trên bề mặt nó 1 lớp vỏ dung môi dày .Các chất có khả năng tạo thành các dung dịch như vậy được gọi là liophile ,nghĩa là keo ưa dung môi."Lio" theo tiếng Hi Lạp có nghĩa là chất lỏng,còn "phile" nghĩa là yêu thích .Zi mông đi còn giải thích thêm rằng :đó là những keo đối xử rất thiện cảm với các phân tử dung môi.Zi đen tôp phơ bổ sung :nếu dung môi là nước , thì gọi là hidrophile ,tức keo ưa nước.Hai nhà khoa học cũng đồng tình gọi các keo còn lại là liophobe ,tức là keo ghét dung môi ,vì "phobe" theo tiếng Hi Lạp nghĩa là sợ hay ghét .Những keo này dễ dàng keo tụ và không có khả năng tạo thành  1 khối đông như thạch.
Có 1 hôm , 2 nhà khoa học ngồi trầm tư trong căn phòng nửa tối nửa sáng ,ngập tràn khói thuốc.Mặt trời tỏa nắng chói chang ngoài đường phố , xuyên qua khe cửa nhỏ chiếu vào trong phòng .Zi mông đi chuyện trò với Zi đen tôp phơ 1 cách lơ đãng.Luồng tia nắng như lưỡi mác dài màu trắng xẻ ngang phòng ,để lại trên sàn nhà vài vệt sáng loang lổ.Ánh mắt Zi mông đi dõi theo đường đi của những tia nắng mong manh .Trong luồng tia sáng xuất hiện hàng nghìn hạt bụi lao lền,xà xuống trong điệu vũ vô hồn.Zi mông đi bất ngờ im lặng .Ánh mắt Zi đen tôp phơ cũng đảo đi đảo lại trong phòng .Nhưng vị trí ngồi của ông không nhìn thấy gì lạ cả.
-Phát minh đây rồi!Chợt Zi mông đi kêu lên giọng xúc động .Ông kéo Zi đen tôp phơ đến chỗ ông đứng cùng quan sát luồng sáng.Rồi ông lại chỗ đứng ban nãy của Zi đen tôp phơ thì cũng không nhìn thấy gì cả .Họ cùng nhau quan sát đường đi của tia nắng , nhưng Zi đen tôp phơ chưa hiểu có chuyện gì xảy ra với Zi mông đi

[silver]

Zi mông đi giãi bày cùng Zi đen tôp phơ : Bây giờ thì chúng ta đều nhìn thấy những hạt bụi trong luồng sáng ,nhưng lại không nghĩ đến nguyên nhân tại sao mà nhìn rõ những hạt bụi đó.Chúng chỉ nhìn thấy rõ khi được chiếu sáng từ phía bên.
Zi đen tôp phơ đã hiểu điều Zi mông đi trăn trở : ông nghĩ đến cách phải nhìn được hạt keo
Họ rất phấn chấn và cùng nhau quyết dịnh quan sát dung dịch keo qua kính hiển vi thông thường, nhưng không chiếu sáng từ dưới lên , mà chiếu từ phía bên cạnh vào .Ánh sáng mạnh phát từ nguồn sáng sẽ bị các hạt keo tán xạ, nhờ vậy có thể nhìn thấy ch1ng như những điểm sáng , giống như những hạt bụi trong không khí được nhìn thấy rõ trong luồng sáng chiếu qu khe cửa phòng thí nghiệm.Trên nguyên tắc đó ,vào năm 1903,chiếc kính siêu hiển vi đầu tiên đã được chế tạo
Suy nghĩ đơn giản ,thực hành nhanh chóng và nhẹ nhàng nhưg kết quả thật đáng ngạc nhiên: Zi mông đi và Zi đen tôp fo là những người đầu tiên nhìn thấy hạt keo -chính xác hơn ,là nhìn thấy ánh sáng do hạt keo tán xạ.Bởi vậy mỗi hạt keo nhìn như 1 điểm sáng nhỏ .trong trường nhìn của kính hiển vi ,có thể nhìn thấy hàng cục hạt keo chuyển động không ngừng về các phía khác nhau.
Chuyên động hỗn loạn như thế của các hạt nhỏ được gọi là chuyển động brao nơ .Năm 1827,Nhà thực vật Anh Rô bec đơ Brao nơ quan sát huyền phù phấn hoa trong nước qua kính hiển vi .Ông ngạc nhiên ki thấy những hạt phấn nhỏ dưới kính hiển vi không lúc nào đứng yên 1 chỗ mà chuyển động không ngừng .Đến bây giờ Zi mông đi và Zi đen tôp fo nhìn thấy hiệ tượng tương tự trong dung dịch keo.
Nhưng nguyên nhân của chuyển động Brao nơ là gì ? Biểu hiện có thể nhận thấy ở đây là kích thước hạt ảnh hưởng đến sự chuyển động của chúng .Hạt to hơn thì chuyển động chậm hơn .Hạt càng nhỏ , chuyển động càng nhanh và quãng đường đi trung bình của chúng càng lớn .
Phải chăng các hạt có năng lượng riêng ? Zi mông đi tự hỏi , rồi lại tự trả lời : Điều đó không thể xảy ra ,vì hạt keo rất to ,nếu chúng có năng lượng riêng , thì sự va chạm giữa chúng với nhau có thể quan sát được .Trong chuyển động Braonơ , vấn đề hoàn toàn khác .Bản thân các hạt không thấy có va cham với nhau, mà chuyển động lúc sang trái,lúc ang phải, lúc lên trên , lúc xuống dưới ...cứ như chuyển động phân tử theo thuyết động học vậy ! Chợt Zimôngđi nghĩ đến sự chuyển động cuả các phân tử dung môi , và thấy rằng cần phải tìm nguyên nhân chuyển động Braonơ từ các phân tử dung môi.
Theo thuyết động học phân tử , thì phân tử luôn luôn ở trạng thái vận động không ngừng .Trong một giây, một hạt keo chịu hàng nghìn cú va đập cuả các phân tử dung môi từ mọi phiá .
Những va đập đo không cân bằng nhau từ mọi phiá , xô đẩy hạt keo không cho nó đứng yên . Đó là quan niệm đúng đắn đầu tiên về chuyển động Braonơ .Thuyết hoàn chỉnh về chuyển động Braonơ được xây dựng năm 1905-1906.Anbe Anhxtanh và Marian Xmôlukhôpxki cùng đưa ra thuyết này một cách độc lập với nhau .Còn nhà khoa học Pháp Giăng Pêren thì tiến hành chứng minh bằng thí nghiệm .Ông điều chế dung dịch keo từ nhưa cây , rồi theo dõi sự chuyển đông cuả 1 hạt keo qua kính siêu hiển vi.Cứ 30s ông đánh dấu vị trí hạt 1 lần .Bằng cách đó ông vẽ được đường đi cuả hạt keo -đó là 1 đường zich zac phức tạp.
Thời gian này Zimôngđi đã là giáo sư hoá học ở Trường Đại học Tổng hợp Hetingen.Tại đây ông vẫn tiếp tục nghiên cứu về dung dịch keo .
Dung dịch keo có ý nghiã to lớn trong đời sống con người .Tuy nhiên, tính không bền đã làm cho khả năng sự dụng chúng bị hạn chế , đặc biệt là những keo ghét dung môi .Nghiên cứu cuả Zimôngđi cho thấy : nếu đem trộn keo ghét dung môi với keo ưa dung môi , thì keo ghét dung môi sẽ bền hơn .Ông gọi đó là hiện tượng bảo vệ keo -keo ưa lưu đã bảo cệ keo ghét lưu , đặc biệt trong kĩ thuật làm ảnh ,rất cần có các dung dịch bạc clorua,bạc bromua...ở trạng thái keo bền .
 Để có hình ảnh đẹp , người ta phải tráng lên phim 1 lớp mỏng đều dung dịch bạc halogenua .Khi đó rất cần các hạt keo có kích thước đều nhau .Vì bạc bromua tạo huyền phù trong nước , không thể tráng trên phim ảnh , người ta đã tạo cho nó trạng thái keo bền bằng phương pháp bảo vệ .Không điều chế bạc halogenua trong dung dịch nước , mà trong dung dịch gelatin -1 keo ưa lưu rất bền .Bằng cách này , cho phép nâng cao chất lượng và tăng độ nhaỵ cuả phim ảnh .
Keo vàng được bảo vệ dùng làm thuốc chưã bệnh

[silver]

SỰ HỖ TRỢ CỦA LỰC LY TÂM

Công cuộc tìm hiểu quá trình tách hạt keo ra khỏi môi trường phân tán đã giúp ích nhiều cho việc nghiên cứu sâu sắc hơn về đặc tính của hệ keo .Ở đây trước hết cần nói đến  các nghiên cứu cũa Antôn Vlađimirovich Đumanxki ở trường đại học bách khoa Kiep.
Kết quả nghiên cứu của Xabanheep đã cho thấy  khối lượng của 1 hạt keo lớn hơn hàng trăm nghìn lần khối lượng 1 phân tử . Không thể tách được hạt keo ra khỏi dung dịch bằng cách lọc thông thường , vì lỗ màng lọc vẫn quá lớn so với kích thước hạt keo .Cần phải tìm loại màng lọc khác thích hợp .
Đumanxki nghĩ đến tất cả những tính chất đã biết của dung dịch keo , hệ thống chúng lại , hi vọng từ đó có tể tim ra cách tách các hạt keo. Một lần thoáng hiện trong tâm tư ông suy nghĩ về sự thẩm tích : nó có điểm gì tương tự với quá trình lọc các chất không ? Các ion của muối đi qua màng tế bào dễ dàng , còn những hạt koe thì không qua được màng tế bào .Điều đó có nghĩa là phải tiến hành lọc keo qua màng lọc làm từ màng động vật hoặc từ chất liệu tương ứng để có thể tách được hạt keo và chứng minh rằng chúng có kích thước đáng kể .
Đumanxki trải qua nhiều ngày suy nghĩ căng thẳng ,tiến hành rấ nhiều thí nghiệm .Sau nhưng ngày đầy hi vọng , cuối cùng ông đã chế ra những màng mỏng từ colodion.Màng có lỗ nhỏ thích hợp , chỉ cho các phân tử nước đi qua ,còn hạt keo bị giữ lại trên màng .Ông gọi quá trình này là sự siêu lọc, còn màng colođion là màng siêu lọc.
Nhà khoa học Thuỵ Điển Teođo Xvecbet cũng có nhiều nghiên cứu về dung dịch keo .Ông tìm ra cách điều chế các hidrosol kim loại bằng phương pháp phóng điện để phân tán kim loại .Đồng thời nghiên cứu về sự hấp thụ ánh sáng cuả các sol khác nhau.
Một điều nưã Xvetbec quan tâm là nghiên cứu quá trình keo tụ cuả dung dịch keo .Zimôngđi và Ziđentôfơ đã nhìn thấy hạt keo qua kính siêu hiển vi , vậy có thể nhìn thấy quá trình keo tụ cuả hạt keo không? Nếu hướng ống kính vào điện cực , có thể trực tiếp quan sát được quá trình điện chuyển cuả hạt keo không?Sự kiên trì lập đi lập lại thí nghiệm đã giúp Svetbec thực hiện được điều từng làm ông băn khoăn -ông đã quan sát được quá trình điện chuyển trong  hệ keo.
Các hạt keo trong 1 hệ có cùng điện tích đã ngăn cản chúng liên kết với nhau thành những hạt lớn hơn .Đó là 1 trong những nguyên nhân tạo nên tính bền cuả dung dịch keo.Khi cho dòng điện đi qua dung dịch keo, các hạt bị hút về 1 điện cực và bị trung hoà điện tích trên bề mặt điện cực .Khi đó lực ngăn cản sự dính kết các hạt bị triệt tiêu , các hạt dễ dàng tập trung lại thành các tập hợp lớn hơn :Dung dịch keo bị keo tụ.
Trong quá trình nghiên cứu đó , Xvetbec nhận thấy rằng: các hạt keo cuả cùng 1 hệ keo có kích thước khác nhau .Điều này đã đưa ông đến 1 ý tưởng mới .
Ông biết rằng ,hơn chục năm về trước Đumanxki đã dùng phương pháp siêu ly tâm để tách các chất tan tạo keo ra khỏi dung môi .Tốc độ kết tuả trong trường li tâm phụ thuộc vào độ lớn cuả hạt và trọng lượng cuả hạt .Có thể xác định khối lượng cuả hạt keo bằng phương pháp siêu li tâm hay không?
Đây là thời kì mà các nghiên cứu cuả Xvecbet thu được nhiều kết quả hơn cả .Tuy kích thước cuả hạt keo lớn hơn kích thước phân tử rất nhiều lần ,nhưng nói chung là tốc độ sa lắng hạt keo cũng rất nhỏ .Nhiều khi lại cần làm sa lắng nhanh dung dịch keo để dễ dàng tách các hạt keo khỏi môi trường phân tán . Lúc này phải sử dụng máy li tâm .Ông cho lắp trong phòng thí nghiệm 1 máy siêu li tâm đặc biệt , có khả năng tạo ra lực li tâm vượt quá trọng lực hàng triệu lần .Tốc độ quay cuả máy siêu li tâm thật khó tưởng tượng -tới hàng triệu vòng trong 1 phút .Bằng maý này có thể kết tuả các hệ keo có độ phân tán cao nhất .
Kết quả thí nghiệm và tính toán đã chỉ ra rằng : các hạt keo trong cùng 1 hệ có khối lượng khác nhau -từ hạt rất nhỏ ,xấp xỉ phân tử đến hạt rất lớn , có khối lượng lớn hơn hàng nghìn lần khối lượng phân tử .
Phòng thí nghiệm cuả Xvetbec ở Upxan trở thành trung tâm khoa học thu hút nhiều nhà nghiên cứu trẻ tuổi đến tu nghiệp và mong muốn tìm hiểu phương pháp làm việc cuả 1 nhà khoa học lớn.
Phòng thí nghiệm hoá keo ở Vôrônhet do Đumanxki thành lập năm 1913 cũng là 1 trung tâm khoa học lớn nghiên cứu về dung dịch keo .
Khoa học về trãng thái keo cuả vật chất không ngừng được làm phong phú bằng nhiều phát minh mới .Quan niệm về cấu tạo hạt keo cũng được làm sáng tỏ .Các hạt keo được gọi là các mixel -theo tiếng La tinh có nghiã là "rất nhỏ bé" . Hạt keo bao gồm nhân keo được bao bọc bởi lớp hấp phụ gồm nhiều ion và phân tử .Nhân keo là hạt rất nhỏ được tạo thành từ hàng nghìn nguyên tử hay phân tử , và thường được nhìn thấy dưới kính siêu hiển vi .Bề mặt hạt có tính hấp phụ mạnh , do đó toàn hạt được bao bọc bằng lớp ion bị hấp phụ .Các ion này quyết định điện tích hạt keo .Trong dung dịch keo còn tồn tại các ion khác , dễ bị hút về phiá lớp ion bị hấp phụ ,tạo thành 1 lớp ion tiếp theo có tính linh động .Điện tích cuả lớp ion thứ 2 ngược dấu với điện tích lớp bị hấp phụ .Như vậy-tức 1 mixel koe luôn bao gồm nhân và lớp điện tích kep ngăn không cho các hạt liên kết với nhau , tạo nên tính bền cuả hệ keo .Ngoài ra thành phần cuả hạt keo còn phải tính đến cả lớp vỏ hiđrat hoá .Đối với keo ưa dung môi ,vỏ này gồm nhiều lớp rất dày ; còn keo ghét dung môi , vỏ hidrat rất mỏng ,thường là đơn lớp , và đa số trường hợp không tồn tại vỏ dung môi .Điều đó lí giải hiện tượng độ bền cao cuả keo ưa dung môi , và tính chất không bền cuả keo ghét dung môi