§ 53. КОЛЛОИДТАРДЫҢ ТҰРАҢТЫЛЫҒЫ

Коллоидты системаның тұрақтылығы коллоидты химиядағы өзекті мәселелердің бірі. Лиофобты коллоидты системаның тұрак-тылығы Н. Песковтың пікірі бойынша, дисперсті фаза мен дисперс-

221

тік ортаның болуымен қатар, тұрақтандырушы заттың катысуына да байланысты. Ерітіндіде еріген күйде кездесетін тұрақтылықтың негізгі міндеті бөлшек айналасында сольватты қабат тудыру бо-лып табылады. Ал П. Ребиндердің ойынша ондағы сольваттық қа-баттьщ пайда болуы коллоидты ерітіндінің ұюына механикалық тұрғыдан бөгет жасайды. Қоллоидты ерітінділердің сольваттығын арттыратын, яғни оны лиофилдейтін процесс зольдердің тұрақты-лығын арттырады. Коллоидты ерітіндінің ұюын тудыратын элек-тролиттің ең аз концентрациясын ұю табалдырығы дейді және ол моль/л-мен өлшенеді. Лиофобты зольдердің тұрақтылығын тәжі-рибе кезінде алынған мәліметтерге сәйкес сан жағынан сипаттай-тын қатынас физикалық теория негізінде алынды. Бұл теория бойынша коллоидты системанын, мән-жайы бөлшектердің тартылыс және тебіліс күштерінің қатынасымен анықталады.

Тұрақтылықтың физикалық теориясы және электролиттердің ұйытуы. Екі бөлшектің ара қашықтығы өзгергендегі оған байла-нысты осы бөлшек араларындағы әрекеттесу энергиясының тәуел-ділігін талдап, қарастырайық. Ол үшін, осы ара қашықтықка функция ретінде тартылу энергиясы мен тебілу энергияларын жеке сипаттайтын график тұрғызу керек. Ал осы әрекеттесудің жалпы энергиясын табуға болады. Мұндай графиктер 61-суретте көрсетіл-ген және оларды көбінесе потенциалдық қисықтар дейді. Оларды тұрғызғанда тебіліс энергиясы оң деп, ал тартылу энергиясы теріс деп есептеледі.

Қоллоидты ерітіндідегі мицеллалардың аралары қашық бол-ғанда, ионды атмосфераның диффузиялық қабаты бірін-бірі бас-пайды, тіпті түйіспегендіктен де тебілу күштері байқалмайды. Ал ионды атмосфера біріне-бірі түйісіп, тіпті біріне-бірі көмкеріледі, кері аттас иондар арасында электростатистикалық әрекеттесу туындап, иондар қайтадан таратылады. Мицеллалар біріне-бірі жа-кындағанда пайда болатын тебілу күштерінің табиғаты жай ку-лондық әрекеттесуден әлдеқайда күрделі. Б. Дерягин сыналы

қысым деп аталатын ерекше тектегі күштердің пайда болатынын көр-сетті.

Тебіліс энергиясымен байланысты болатын сыналы қысымды есеп-темегенде зарядталған және параллельді орналасқан үлкен екі пластинаны үлгі етіп алған жөн. Осы екі пластина арасында системаның қалған көлемімен байланысқан өте жұқа сұйық қабат бар. Ал осы екі пластина да Р қысымының әсерінен ұсталып тұрады. Ондағы қабаттардың механикалық тепе-теңдікте болуының басты шарты екі күштің абсолют мәнінің теңдігі: dР — бірлік өлшемдегі ауданға қатынасты

сыналы қысым күші және — электростатистикалық әрекеттесу күші, ол да бірлік өлшемдегі ауданға қатынасты. Бұл екі күштің бағыты біріне-бірі кері болғандықтан:

(205)

Пластинаның L аралығындағы қысымды Р_г , ал бүкіл көлемдегі қысымды Р₀ арқылы белгілесек, сыналы қысым осы екі қысымның айырымына теңелетінін көреміз:

Екі пластина ортасындағы потенциал бүкіл көлемдегі потен-циал нөл болғандықтан, (205) теңдеуді интегралдап

(207)

Ондағы заряд тығыздығын физикадан белгілі теңдеуді пайда-ланып табады. Мұндай жағдайда, ерітіндідегі бинарлы электролит заряды z болатын иондарды құрастырады делік. Көрсеткіштік функцияны қатарға жіктей келіп және ондағы бірінші мүшелер-мен шектелсек:

(208)

Тебіліс потенциалы энергиясын (U₀) келесі теңдеумен есептеуге болады:

6

Б. Дерягин шәкірттерімен бірге, судағы электролит ерітіндісі-нің екі жақты жұқа кабатта туындайтын сыналы қысымды тәжіри-бе кезінде өлшеді. Ерітінді концентрациясы төмен болған жағдай-да (209) теңдеу дұрыс нәтиже көрсетеді. Сондай-ақ, олар шар тәрізді екі бөлшек арасындағы тебіліс энергиясын да есептеп шы-ғарды.

тық кезінде барынша артық, яғни максимум болады. Бұл макси-мум молекулалар өзара бірігіп, жабысу үшін асып түсетін кедергі іспеттес. Потенциалды қисықтың абсцисса осімен бірігуі тез ұю құбылысының бастапқы кезеңіне сәйкес болады. Осындағы бөл-шектердің әсерлі қақтығысуы бола алатындай бірден-бір тиімді концентрация мәнін теориялық тұжырымдау тұрғысынан Б. Деря-гин мен Л. Ландау қарастырып, келесі теңдеуді ұсынды:

(211)

Соңғы теңдеу Шульц-Гарди ережесінің теориялық тұрғыдан алғандағы түсіндірмесі және ол тәжірибе кезінде алынған мәлімет-термен сәйкес келеді.

Б. Дерягин шәкірттерімен біріге электролиттердің кризистік концентрациясына әртүрлі факторлардыд ықпалын жан-жақты қа-растырды. Соңғы кездегі зерттеулерге қарағанда бұл шама золь-дегі белшек өлшеміне және үлкен радиуске, аз концентрацияға сәй-кес екен.