Химиялық термодинамиканың негізі § термодинамиканың бірінші заңы термодинамикалық түсініктер мен анықтамалар
жүктеу/скачать 0,9 Mb.
|
Микро сож соож
| КОЛЛОИДТЫ СИСТЕМА
§ 1. НЕГІЗГІ ТҮСІНІКТЕР Кіріспе. Бұл саладағы бірінші ғылыми зерттеулерді итальян оқымыстысы Ф. Сельми 1845 жылы жүргізді. Ол белгілі көлемдегі суда таралған хлорлы күміс, күкірт, берлин көкшіл бояуы сияқты системаларды зерттеген. Осы заттардың суда ерімейтіні және олардың белгілі бір жағдайларда шөгінді түрінде бөлінетіні мәлім. Алайда Сельми алған системалар сырт көрінісі, мөлдірлігі жағынан судағы ас тұзы мен мыс купоросының нағыз ерітінділері сияқты болып көрінетін. Бұл аса төменгі концентрациядағы көрі-ніс еді. Сонда да Сельми хлорлы күміс, күкірт, берлин көкшіл бояуы мен су системаларындағы бөлшектердің судағы ас тұзы және мыс купоросының бөлшектеріндей майда емес, олардан гөрі ірілеу екенін болжады. Сельми тәжірибесін қайталаған Н. Нэгели хлорлы күміс, кү-кірт, берлин көкшіл бояуына өздеріндей суда ерімейтін заттарды қосып, нағыз ерітінділер қатарын көбейтіп салыстырады. Нағыз ерітінділердегі әр молекула жеке-жеке жүрсе, хлорлы күміс, күкірттердің бірнеше молекуласы бірігіп, агрегат түрінде болғандықтан ірілеу болады және олар өз салмағын суда көтере алмай шөгінді түрінде тұнбаға түседі деген пікір айтады. Нэгели мұндай көп молекуладан тұратын агрегаттарды басқа жекеленген молекуладан ажырата білу мақсатымен оны «мицелла» деп, ал мицелласы бар системаны «зольдер» деп атауды ұсынды. Сонда мицелла дегеніміз бірнеше молекуланың топтасқан жиынтығы да, золь осы мицелланың ерітіндісі екен. Бұл екі термин де ғылыми әдебиет пен оқулықтарға берік енген. 1857 жылы М. Фарадей белгілі көлемдегі суда біркелкі таралған алтын золінен тұратын системаны зерттейді. Мұндай системаны ертедегі алхимиктер судағы алтын тұзының ерітінділерін тотықсыздандыру арқылы алып, «алтын сусыны» немесе «алтын су» деп атаған. Ал Фарадей болса, алтын золінің оптикалық қасиеттерін зерттегенде, онда алтын өте ұсақ жекеленген күйінде жүретінін анықтады. 1861 жылы Томас Грэм коллоидты химияның дамуы үшін өте маңызды роль атқаратын зерттеулер жүргізді. Ол барлық заттарды диффузия жылдамдығына қарай жақсы және нашар диффузияланушы деп екі класқа бөлді. Жақсы диффузияланушыларды кристаллоидтар, ал нашар диффузияланушыларды коллоидтар деп атады. Сол сияқты Т. Грэм кристаллоид пен коллоидты бір-бірінен бөліп алу әдісін ашты және ол бұл әдісті диализ деп атады. Бұл әдісте табиғатта кездесетін кейбір жарғақ сияқты заттардан әзірленген жұқа пленканың өзі арқылы нағыз ерітіндіні өткізіп, коллоидты ерітінділерді сүзгіден өткізбей алып қалатын қасиеті пайдаланылған. Мысалы, Грэм өз тәжірибелерінде өгіз қуығының қабығын пайдаланып, оны ас тұзы мыс сульфаты сияқты нағыз ерітінділерге батырғанда, не оның ішіне әлгі ерітінділерді құйғанда, одан ерітіндідегі иондар ешбір кедергісіз өте берген. Ал, бұл тәжірибені коллоидты ерітінділермен, мысалы сол кезде жақсы белгілі хлорлы күміс, кукірт, берлин көкшіл бояуы сияқтылармен жүргізгенде олар жарғақ кабықтан өтпеген. Осылайша Т. Грэм коллоидты заттарды шектейтін және оны бөліп сипаттайтын мүмкіндікті анықтады. Т. Грэм диффузияны зерттеп, диализді қолданды және құрамында органикалық заттары бар системалармен жұмыс істеді. Желатин, пектин, казеин, гуммиарабиктің диффузия жылдамдығы нашар, әрі диализ кезінде жарғақты мембранадан өтпейді. Олар кезінде желім жасауға жұмсалатын, сондықтан да Т. Грэм латын-ның соііа (желім) сөзі негізінде ғылым тіліне коллоид сөзін енгізді. XX ғасырдың басында Р. Зигмонди, Ж. Перрен, Т. Сведберг және басқа да ғалымдар жүргізген зерттеу жұмыстары коллоидты система қасиетіне онда таралған зат бөлшектерінің көлем өлшемі айтарлықтай әсер ететінін көрсетті. Бөлшек шамасы броундық қозғалыстың интенсивтілігін, салмақ әсерінен олардың шөгу қабілетін және коллоидты системаның оптикалық қасиетін анықтайды. Коллоидты системаларды толық сипаттау үшін, оның қасиеті тек бөлшек өлшеміне ғана функционалды тәуелділікте болады деген пікірдің жеткіліксіздігін Н. П. Песков 1917 жылы көрсетті. Ол — бөлшек өлшемін өзгеріссіз сақтай алатын коллоидты системаның қабілетін анықтайтын факторларды ескергенде ғана мүмкін болатын жай. Бөлшек өлшемі олардың бір-біріне жабысып, бірігуі нәтижесінде өзгереді және осы құбылысты коагуляция немесе ұю дейді. Ұю процесіне қарсы тұратын қабілеттілік агрегаттык тұрақтылық болады. Колоидты химияда фаза, система, гомогенді және гетерогенді системалар сияқты физхимиядағы түсініктер қолданылады. Дисперсті ортаны еріткішпен, ал дисперсті фазаны еріген затпен, дисперсті системаны ерітіндімен салыстыруға болады. Коллоидты химия қазір ғылыми-техникалык прогресте маңызды роль атқарады. Коллоидты химиялық процестер болмаса, радиоэлектронды, тамақ және жеңіл өнеркәсіптегі, құрылыс материалдарды, медициналық дәрі-дәрмектерді өндіру және онымен байланысты технологиялық операцияларды жүзеге асыру мүмкін емес. Қоллоидты химиядағы алғаш зерттелген ғылыми жұмыстар мен әдістер қазір биохимия, биотехнология және биофизика секілді ғылым салаларында кеңінен қолданылуда. Коллоидты химияны оқу, оны білу ғылым мен техниканың көп саласындағы мамандар үшін өте кажет және маңызды. жүктеу/скачать 0,9 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|