1-дәріс тақырыбы: Коллоидтық химияның анықтамасы, негізгі мәселелері мен бағыттары. Коллоидтық химияның дамуына қысқаша шолу. Дисперстік жүйелердің жіктелуі. Мақсаты
Заттың коллоидтық күйінің негізгі ерекшеліктері
жүктеу/скачать 201 Kb.
|
Лекция 1 (1)
| Заттың коллоидтық күйінің негізгі ерекшеліктері
Заттың коллоидтық күйінің негізгі ерекшеліктерінің бірін біз жоғарыда айтып өттік. Ол - коллоидтық күйінің жүйенің гетерогенділігі, яғни екі иә одан да көп фазадан тұратындығы. Мұндағы фазалардың бірі өте ұсақ бөлшектерден (дисперстік фаза) тұрса, екіншісі сол бөлшектерді ұсақтаушы орта – дисперстеуші ортадан тұруы. Енді сол дисперстік фазаның шамасын (өлшемін) көрсететін-дисперстілік деген ұғымға тоқталайық. Кез келген дисперстік жүйеде иә бөлшектердің көлденең қимасының ұзындығын а, (егер бөлшек шар тәрізді болса диаметрі d, егер бөлшек куб сияқты болса, кубтың қабырғасы-1), иә оған кері шаманы D=1/а қарастыруға болады. Әр түрлі оқулықтарда дисперстілік бірлігін әртүрлі өлшемдермен көрсетеді. Олардың арасында байланыс былайша болады (1-кестені қара). 1-кесте
Бұнда D-ні әдетте дисперстілік деп айтады. Ол сол бөлшектердің меншікті бетінің ауданына пропорционалды шама, яғни бөлшектің шамасы кеміген сайын дисперстілік пен меншікті беттің ауданы өседі де, керісінше бөлшектің шамасы өскен сайын кейінгі шамалар кемиді. Беттік ауданның дисперстік фаза бөлшектерінің өлшеміне байланысты тәуелділігінің өзгеруін куб тәрізді бөлшекті мысалға ала отырып көрсетуге болады. (2-кестені қара). 2-кесте
Коллоидтық жүйеге, a-ның мәні 10-7÷10-5 см болатын жүйелер жатады. Коллоидтық жүйенің дисперстілігінің жоғарғы шегінің болуы бөлшектерді одан әрі бөлінгенде олардың агрегат емес жеке молекулалар күйінде болуы, ал оның төменгі шегі бөлшектердің шамасы а=10-5 см болғанда қозғалысының қарқынының өте азаюымен анықталады. 2 – кестедегі мәліметтер бойынша мынаны байқауға болады. Тек гетерогендік жоғарғы дисперстік коллоидтық бөлшектер ғана ең күшті дамыған меншікті беттер түзеді. Осыған байланысты коллоидтық жүйе дисперстік жүйелердің ішінде ерекше орын алады. Бөлшектер шамасының дөрекі дисперстік жүйеден молекулалық дәрежедегі жүйеге өзгеруіне байланысты олардың меншікті беттері 1.1- суреттегі көрсетілген диаграмма бойынша өзгеретінін байқауға болады. – сурет Дөрекі дисперстік жүйенің молекулалы – дисперстік жүйеге көшуі үзіліссіз болғанымен микрогетерогендік жүйе мен коллоидтық жүйенің жағдайлары өздерінше ерекше. Меншікті беттерінің үлкендігіне (көптігіне) байланысты оларда адсорбция, жалпы беттік құбылыстар күшті болады. Ол жөнінде курстың лайықты тарауларында толығырақ танысамыз. Коллоидтың жүйелердің тағы бір ерекшелігі-олардың агрегаттық тұрақсыздығы. Оның себебін термодинамикалық және кинетикалық тұрғыдан түсіндіруге болады. Коллоидтық жүйелердің меншікті беттері үлкен болғандықтан оған лайық еркін беттік энергиялары да артықболады. Ал артық еркін беттік энергиясы болатын жүйелер әрқашанда тұрақсыз, олар сол энергияны азайтуға тырысады. Осыған байланысты коагуляцияланады (тұнбаға түседі). Коллоидтық тұрғыдан қарағанда коллоидтық жүйенің тұрақтылығы, тұрақсыздығы жүйедег дисперстік фазаның бөлшектерінің арасындағы күштерге байланысты. Ол күштер: тарту күштері, басқаша айтқанда бөлшектерді жақындататын атракциондық күштер және коагуляцияға кедергі болатынын-тебукүштері. Коллоидтықжүйеніңтұрақты, и тұрақсыз болуы осы күштердің қатынасына байланысты. Коллоидтық жүйелер жарықты шашырататын да қасиет көрсетеді (опалесценция). Бұл құбылысты әсіресе оларға жарықты бір жанынан жарық көзімен коллоидтық ерітінді аралығына линзалар қойып байқауға болады. Онда біз жарқылдайтын конусты (Тиндаль конусы) көреміз. Бұлколлоидтықерітіндініңәртектілігінкөрсетеді. Коллоидтық ерітінділерде шын ерітінділерге қарағанда диффузия өте жай жүреді. Коллоидтық ерітінділердің осмостық қысымы да өте аз, сондықтан көп жағдайда оны байқауда қиынға соғады. Коллоидтықжүйелердіңосысоңғыайтқанекіқасиетідисперстікфазаныңбөлшектерініңіріекендігінкөрсетеді. Осындайірібөлшектердіңболуынабайланыстаколлоидтықерітінділердідиализдеугеболады.Диализкезінде (Грэмнің жұмыстары) кіші молекулалы заттар жарғақтан өтіп кетедіде, ал коллоидтық бөлшектер өтпей қалады. Коллоидтық жүйелер көбіне (бірақ барлық жағдай да емес) электр кинетикалық қасиеттер (ол жөнінде арнайы IV – тарауда токталамыз) көрсетеді.Бұл айтылған ерекшеліктер коллоидтық жүйелерге тән болғандықтан, осы курсты оқу барысында оларды бір емес бірнеше реет кездестіріп және олардың жоғарғы да айтылмаған басқада қасиеттері мен танысамыз. Коллоидтық жүйелерді шын ерітінділер мен дөрекі дисперстік микрогерогендік жүйелермен салыстыра отырып, олардың ерекшелігін мынадай кестемен көрсетуге болады. Коллоидтық жүйелер дисперстілік шамасы жағынан микрогетерогендік жүйелермен шын ерітінділердің аралығында болғандықтан, кейбір қасиеттері микрогетерогендік жүйелерге, ал кейбір қасиеттері шын ерітінділерге ұқсас екенін байқауға болады (3-ші кестені қара). 3 – кесте.
жүктеу/скачать 201 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||