Модуль 03: «Физхимиялық талдау»

1. Дисперсті жүйелер арасындағы коллоид ерітінділер қандай орын алады?

2. Коллоид ерітінділерді алудың қандай әдістері бар және олар неге негізделген?

3. Коллоид ерітіндісін алу үшін дисперстілікті жоғарылату жеткілікті ме?

4. Шекті концентрациялар заңының мәні не?
Зертханалық жұмыс№6

Темір гидроксиді золінің коагуляциясы мен тұрақтануын зерттеу



Жұмыс мақсаты: Темір гидроксиді золінің ұю табалдырығы мен қорғау санын анықтау.

Аспаптар мен ыдыстар: сыйымдылығы 300мл колба, пипеткалар, пробикалар -10мл-20 дана, 100мл стакан , электр плитасы.

Реактивтер: темір хлоридінің 2 проценттік ерітіндісі, 0,001н натрий сульфатының ерітіндісі, 0,12 % желатин ерітіндісі, таза су.

Негізгі ілім. Коллоидты жүйелердің нағыз ерітінділерден басты айырмашылығы. Олардың меншікті беткі ауданы болуына орай артық беттік энергиясы болады және олар термодинамиканың екінші заңына сәйкес термодинамикалық тұрғыдан алғанда тепе-теңдіксіздегі (тұрақсыз) жүйе болып келеді. Коллоидты жүйелер, бос беттік энергия қорын азайту арқылы тұрақты күйге өздігінен өтуге ұмтылып, бос энергияны ең кіші шекке бағыттайды.Жалпы коллоидты жүйелер тұрақтылығының екі түрі бар:агрегатты және кинетикалық (седиментациялы). Агрегаттық тұрақтылықтың жойылуы, жүйедегі бөлшектердің ірілену тәсілі арқылы өтетін ұю құбылысымен өрнектелінеді,яғни екі бөлшектің өзара жабысып, бірігіп үлкен бөлшек (агрегат) түзуі. Мұнан әрі ұю үрдісі дами түскен кезде, жүйедегі кинетикалық тұрақтылық жоғала бастайды,яғни үлкейген коллоидты бөлшектер жүйе көлемінде біртекті,бірдей таралу қабілетінен айырылып,ондағы бөлшектер не ерітінді бетіне бөлініп шығады,не түбіне тұнба сияқты шөгеді (седиментация).Коллоидты жүйе жайлы ғылымдағы тұрақтылық мәселесі маңызды орынға ие және оның қолданылмалық мәні ерекше. Ұю құбылысын туындататын себептер табиғаты сан алуан болуы мүмкін: температураның өзгеруі, механикалық әсерлер, сәулемен әрекеттесу, жүйенің ескіруі, дисперсиялық көрініс таралымының өзгеруі және т.б. Ал, ілімдік және қолданылмалық тұрғыдан алғандағы электролит қосу арқылы пайда болатын ұю үрдісінің орны мен маңызы ерекше.

Электролитпен ұйытқан кезде оған тән пайда болатын бірқатар жалпы ережелер бар. 1.Қосылатын электролиттің барлық бөліктерінде бірдей ұйытушы қабілет болмайды.Яғни электролиттегі коллоидты бөлшек зарядының кері зарядта болатын ион ғана ұю үрдісін тудырады. Мысалы, оң зарядталған темір гидроксиді гидролизіне, электролиттегі оған кері зарядталған аниондар ұйытушы әсер етеді.

2.Ұю үрдісі q–потенциал нөлге теңелгендегі бірдей электрлік күйде басталмай сол q–потенциал қайсы бір шекті мәнге жеткенде жүреді. Бұл q – потенциал шамасы көптеген жүйелер үшін 30 мВ жуық, алайда бұл шама тек әр түрлі зольді ғана алмай,бір ғана зольді,электролитті алғанда да өз мәнінен ауытқуы мүмкін. 3. Ионның ұйыту қабілеті,оның валенттілігі жоғарылаған сайын артады. Егер бір валентті ионның ұйыту қабілетін бірге тең деп алсақ,онда екі валенттінікі бірнеше ондаған есе, ал үш валенттінікі – бірнеше жүздеген есе артық болады. 4. Валенттілігі бірдей қатардағы иондардың ұйыту қабілеті, олардың радиусы өскен сайын артады. Бұған орай бір валентті сілтілік катиондарды ұйытушы қабілеті бойынша мынадай қатарға орналастырады: C_s⁺ >Pb⁺>K⁺>Na⁺>Li⁺.

Бұл иондар әсеріндегі айырмашылық, олардың гидротациялық қабілеттілігімен байланысты. 5.Коллоидты жүйеге қосылып,ондағы ұю құбылысын белгілі уақыт аралығында тудыратын электролиттің ең аз мөлшердегі таралымын ұю табалдырығы деп атайды (ммоль/л). Коллоидты жүйедегі реңнің өзгеруі, лайланып тұнбаға түсуі, тұтқырлығы мен электр өткізгіштіктің, сыну көрсеткіші мен осмостық қысым сияқтылар өзгерісі ұю құбылысы жүргендігінің белгісі болып есептелінеді. Демек, осы өзгерістерге байланысты ұю үрдісін анықтап өлщеп көрсетуге болады.

Әр түрлі жоғары молекулалық қосылыстың (ЖМҚ) қорғаушы әсерін, сипаттау үшін,қорғаушы сан деп аталатын түсінікті пайдаланады. Қорғаушы саны,берілген коллоидты ерітінді ұю құбылысынан қорғап қалуға қажетті құрғақ ЖМҚ ең аз мөлшерін көрсетеді. Қорғаушы саны тек шартты ғана түсінік,өйткені заттың қорғаушылық қабілетіне, бөлшек ұнталығы (өлшемі), ЖМҚ молекулалық салмағы, жүйедегі рН мәні сияқты көптеген себептер ықпал етеді. Коллоидтық қорғау құбылысы табиғатта,әсіресе,тіршіліктегі физиологиялық зат алмасуда үлкен рөл атқарады.