20-тарау. Дисперсті жүйелердің физикохимиясы
жүктеу/скачать 300,99 Kb.
|
20 Т Дисперсті жүйелер Попков
| Агрегативтік түрактылык — дисперсті жүйелердің бөлшектерінің өлшемін және олардың өзіндік қасиеттерін сақтап тұру қабілеті. Энтропиялық фактор жүйелердің агрегативтік тұрақтылығына септігін тигізеді, өйткені жылулық қозғалыс бөлшектердің бірігуін термодинамика тұрғысынан тиімсіз етеді. Агрегативтік тұрақсыз жүйелерде бөлшектердің ірілену үдерісі жүреді. Коллоидтық-дисперсті жүйелер агрегативтік тұрақсыз болып келеді. Бұл мұндай жүйелердегі дисперстік фазаның меншікті бетінің шамасы үлкен болуына байланысты, осының салдарынан фазааралық шекараларда Гиббс энергиясының мөлшері өте жоғары болады.
Термодинамикалық тұрақсыз жүйелер бола түра, неліктен коллоидтық ерітінділер белгілі бір уақыт аральнында, кейде ұзақ уақыт (М. Фарадей дайындаған металдардың кейбір зольдері 100 жылдан астам сақталған) бойы өздерінің күйлері мен қасиеттерін өзгертпей сақгап түрады? Коллоидтық-дисперсті жүйелердің мұндай кабілетін түсіну үшін коллоидтық бөлшекке әсер ететін күштердің теңгерімін қарастыру қажет. Олар броундық қозғалыстың нәтижесінде бірі-біріне жақындағаңда өзара әсер ете бастайды. Коллоидтық бөлшектерге ван-дер-ваальс күштері (молекулалық тартылыс) және кулондық тебіліс күштері (электрстатикалық) әсер етеді. Одан басқа, бірі-біріне жақындап келе жатқан беттердің маңындағы сұйықтықтың жұқа қабыршағы (қабаты) механикалық сына тәрізді әсер ете бастайды да, олардың арасын ашып, итереді. Зольдерде мұндай қабыршақтардың рөлін диффузиялық қабатта орналасқан қарсы иондардың гидрат қабығы атқарады. Бұл гидрат қабықтарының мицелларларды жақындатпайтын серпімділік қасиеттері бар. Алғаш рет бірі-біріне жақын келетін қатты беттердің арасындағы жұқа сұйық қабатының сыналық қысымы туралы идеяны ресей физикохимигі Б.В. Дерягин айтқан болатын. Ван-дер-ваальс күштері қашықтық өскенде дәрежелік заң бойынша, ал электр статикалық күштер - экспоненциалды заңдылықпен темендейді. Бүл қашықтыққа байланысты қосынды әрекеттесу нәтижесінің өте күрделі сипатын береді. Алыс қашықтықтарда мицеллалардың өзара әсері байқала бастағанда ван-дер-ваальс күштері кулондық тебіліс күштерінен жоғары болады. Бұл мицеллалардың одан әрі жақындауына мүмкіндік береді. Диффузиялық қабаттардың біршама қабысуы сәйкес келетін қашыктықтарда электрстатикалық тебіліс күштері артады да, сыналық қысым күрт байқала бастайды. Бұл мицеллалардың одан әрі бірі-біріне жақындауына кедергі жасайды. Сонымен, потенциалдық тосқауыл пайда болады, ол мицеллалардың одан әрі жақындауына кедергі жасайды. Егер мицеллалар бұл тосқауылдан өте алса, онда олар бірі-біріне өте жақын келеді, ван-дер-ваальс күштері тебіліс күштерінен айтарлықтай басым болады да, бөлшектердің іріленуі болмай қалмайды. Потенциалдық тосқауылдан өту мүмкіндігі диффузиялык қабатың калындығына байланысты болады. Жоғары сыналық қысымы бар шайылған диффузиялық қабаттар потенциалдық тосқауылдан өтуге кедергі жасайды және зольдердің біршама тұрақтылығын қамтамасыз етеді. Тығыз, жұқа диффузиялық қабаттардың сыналық қысымы айтарлықтай төмен болады, ол мицеллалардың одан әрі потенциалдық тосқауылдан өтуі үшін бірқалыпты қозғалысына кедергі бола алмайды. Олай болса, диффузиялық қабаттардың қабысу дәрежесі олардың қалындығына тәуелді болады (20.12-сур.). Лиофобты зольдердің агрегативтік тұрақтылығы теориясының мәні мынада: дисперстік фаза мен дисперсиялық ортадан тұратын жүйеде, бір жағынан, сыналық қысым мен элетрстатикалық тебіліс, екінші жағынан, вандерваальс күштері меңгеріледі. Бұл теория өткен ғасырдың 40-шы жылдарында жасалды және ол ДЛФО теориясы деген атқа ие болды: оны ұсынған кеңестік ғалымдар Б. Дерягин және Л. Ландау, голландиялық ғалымдар Э. Фервей және Я. Овербектің құрметіне теорияның атауы олардың тектерінің бірінші әріптерінен құрастырылған 20.12-сур. Мицелларлардың диффузиялық қабаттарының қабысуы: a — диффузиялық қабат қалың болғанда электрстатикалық тебіліс пен сыналық қысым басымырақ болады; б — диффузиялык қабат жұқа болғанда вандерваальс күштері басымырақ болады жүктеу/скачать 300,99 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|