Химиялық термодинамиканың негізі § термодинамиканың бірінші заңы термодинамикалық түсініктер мен анықтамалар
жүктеу/скачать 0,9 Mb.
|
Микро сож соож
- Бұл бет үшін навигация:
- II тарау БЕТТІК ҚҰБЫЛЫСТАР МЕН АДСОРБЦИЯ § 1. БЕТТІК КЕРІЛУ
| Коллоидты химияның орны. Химияның дамуында коллоидты системаны зерттеу үлкен орын алды. Молекулалық және иондық ерітінділер табиғат пен техникадағы коллоидты ерітінділерден гөрі әлдеқайда сирек кездесетін құбылыс. Сондықтан да өзімізді қоршаған табиғи әлеміндегі кездесетін сан алуан құбылыстардың физикалық-химиялық процесін түсіну арқылы табиғаттың барынша жалпылама және нақтылы заңдылығын табуда, коллоидты химияның да заңдылықтарының орны ерекше.
Тамақ өнеркәсібінде кездесетін көптеген технологиялық процестер коллоидты процестер. Мысалы, нан өндірісіндегі қамырды илеп, оны даярлау кездегі ісіну процесі және нан пісіру кезіндегі ұю мен коагуляция сияқты процестердің бәрі де коллоидты системадағы құбылыстар. Сол сияқты маргарин, шырын, майонез сияқтыларды әзірлеу ісі — эмульгирлеу процесіне сүйенеді. Сондай-ақ сүт өндірісіндегі айран, сүзбе, құрт, ірімшік, май, қаймақ сияқтыларды алудың өзі тікелей коагуляция және ісінуге кері құбылыс синерезис сияқтыларға негізделеді. Кондитер саласындағы көптеген кремдер мен сан алуан конфеттерді, зефирлерді әзірлеу де коллоидты процестер арқылы жүзеге асады. Тағам даярлаудағы пісіру, тұздау сияқты құбылыстардың бәрі коагуляция немесе белоктың ыдырауы секілді процестер арқылы жүреді. Қазір қоршаған ортаны сақтау, оны қорғау аса маңызды мәнге ие болып отыр. Бұған ғасырымыздың 80-жылдары Біріккен Ұлттар ұйым жариялаған «Таза судың онжылдығы» атты шешімі дәлел. Оны әлемдегі ғалымдар «ғасыр міндеті» деп те жүр. Нақ осы тұрғыдан алғанда, бұл міндетті атқару коллоидты химияға көбірек тиесілі. Суды ластайтын заттар аса ірі, дисперсті, коллоидты және молекулалы бөлшектер болып төртке бөлінеді. Олардың арасындағы біріншісі, яғни аса ірілері тұну процесі кезінде бөлінсе, қалған үшеуі де коллоидты химиядағы ұю, коагуляция, диффузия, сүзу сияқты процестер көмегімен тазаланады. II тарау БЕТТІК ҚҰБЫЛЫСТАР МЕН АДСОРБЦИЯ § 1. БЕТТІК КЕРІЛУ Беттік керілу, оны анықтау әдістері физика курсында толық талданады. Сондықтан да бұл тарауда сұйықтар мен қатты денелерде кездесетін беттік керілу туралы қысқаша қарастырамыз. Беттік керілу бетке перпендикуляр бағытта сұйық молекуласын ішке қарай тартатын ішкі қысым күшінің әсерінен пайда болатын құбылыс. Ішкі қысым молекулалық әрекеттесу күштің нәтижесінде пайда болатындықтан, оның мәні зат полюстігіне тәуелді, яғни берілген заттың полюстігі артқан сайын ішкі қысым да көбейеді. Мысалы, судың ішкі қысымы 14800 атм., бензолдікі 3800 атм. Демек, бензолдан гөрі судың полюстігі артық. Ішкі қысым сұйықтың беткі қабатына орналасқан молекулаларды ішке тартады және сұйықтың беттік шамасын (ауданын) барынша азайтуға, кішірейтуге тырысады. Сұйықтың беттік мөлшерін азайтуға себепші болатын аралық шектің бірлік өлшеміндегі ұзындығына әсер етуші күшті беттік керілу күші немесе жай ғана беттік керілу дейді. Оның өлшем бірлігі — дин/см және бұл күш сұйық бетіне әрқашан перпендикуляр бағытталған. Сұйықтың беттік қабатын көбейту үшін ішкі қысыммен байланысқан кедергіні жеңуге бағытталған жұмыс жүрігзу керек. Мұндағы қайтымды және изотермалық процестің бірлік өлшеміндегі бетті тудыруға арналған жұмыс, осы беттің үлесті бос энергиясына тең және ол эрг/см2-пен өлшенеді. Ал, егер эрг-дин·см екенін еске алсақ, онда бір шаршы сантиметр бетті жасауға қажетті үлесті бос энергия шамасы осы беттегі беттік керілу күшіне теңеледі екен (дин/см). Олай болса, осы айтылғанға орай беттік үлесті бос энергиясы беттік керілуге тең; бұл екі шама да бір таңбамен (σ) өрнектеледі. Ескерте кететін бір жай, беттік бос энергия системаның бір компоненті сұйық болғанда ғана беттік керілу күшіне теңеледі, яғни таза су, бензол, спирт, май сияқты жеке сұйықтардағы беттік бос энергияның шамасы оның беттік керілу күшіне тең екен. Фазааралық шектің беткі қабатында бос энергияның артық болуын әр түрлі әдістер көмегімен дәлелдеуге болады. Мысалы, сұйық фазаның ішкі ортасына орналасқан молекуланың өзін қоршаған молекулалармен әрекеттесу күші орташа күшке айналады және ол күш өрісінің симметриялы болуына байланысты нөлге теңеледі. Газ бен сұйық фазаларының арасындағы шекті қабаттағы молекулалар газдан гөрі сұйық молекуласымен көбірек әрекеттесетіндіктен, ондағы тең әсерлі күш сүйыққа қарай, яғни сұйық фазаның беткі қабатына перпендикуляр бағытталады. Қөлем өзгеріссіз қалатын жағдайдағы беткі қабаттың ауданын көбейту молекулааралық ішкі күшке қарсы жүмыс жүргізу кезінде фаза көлеміндегі молекулаларды беткі қабатқа шығарады. Изотермалық жағдайда жүргізілетін бұл жұмыс беткі қабаттағы бос энергияның артуына тең. Дәл осы сияқты қатты заттарды ұнтақтау кезінде де ондағы байланыс үзіліп, әрбір бөлшек саны артқан сайын беткі қабат та көбейеді және фазааралық беткі қабат артқандықтан, бос энергия жоғарылайды. Мұндай беткі қабат ауданына сәйкес көбейіп отыратын бос энергия туралы ойды кез келген фазааралық беткі қабаттарға пайдалануға болады. жүктеу/скачать 0,9 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|