54.Өздігінен түзілетін наножүйелер. Кластерлер, БАЗ адсорбциялық қабаты,мицеллалар ерекшелігін түсіндіріңіз.

52. Нанодисперсті жү йедегі электрокинетикалық қ ұ былыс. Наноө лшемді бө лшектердегі электрофорез, наноө лшемді каппилярда электросмос қ ұ былысын сиппатаң ыз.

Нанобө лшектерге қ атынасы электрофорез, электроосмос сияқ ты электрокинетикалық қ ұ былыстарыда қ арастырылады. Электрофорез деп сыртқ ы электр ө рісі ә серінен дисперсті фаза бө лшектерінің (нанобө лшектердің ) жылжуы, ал электроосмос деп сыртқ ы электр ө рісі ә серінен дисперстті ортаның жылжуы. Нанобө лшектерде электрокинетикалық қ ұ былыс ө зінің ү ш ерекшеліктері бар.

1-нанобө лшек диаметрінің ө лшемдерімен Қ ЭҚ ө лшемдерімен байланысы.

2-электрофорез наноө лшемді капиллярда

3-нанобө лшек қ оспасының бө ліну мү мкіндігінде.

Электрокинетикалық қ ұ былыстың кейбір ерекшеліктеріне тоқ талайық. Абдсорбциялық қ абат қ алың дығ ы нанобө лшек ө лшемімен азырақ иондар ө лшемімен анық талады. Адсорбциялық қ абаттың қ алың дығ ы диффузиялық қ абаттың қ алың дығ ынан он рет кө п сондық тан олар нанобө лшек ө лшемімен (соизмериимой)ө лшемді. Мұ ндай жағ дай нанобө лшекте элетрофорездің ерекшелігін кө рсетеді.

Дзет-потенциалдың таң басы мен ө лшемі дисперсиялық ортаның pH – на тә уелді қ ос электрлік қ абат қ ұ рылымымен анық талады. Дзет-потенциалының ортаның pH-на тә уелділігі концентрациясы - м болатын NaCl жә не HCl–дың сулы ерітіндідегі белит минералының нанобө лшегі ү шін анық талғ ан.

Электрокинетикалық қ ұ былыстардан электрофорез нанобө лшектер ү шін жиі байқ алады. Электрофорезді сандық тү рде анық тайтын параметрлердің бірі электрофоретикалық қ озғ алғ ыштық болып табылады. Электрофоретикалық қ озғ алғ ыштың нанобө лшектің ерітіндімен жанасу уақ ытына тә уелді ө згере алады. Электрофорез мү мкіндігі дзет - потенциал шамасымен анық талады ал интенсивтілігі жылдамдық пен электрофоретикалық қ озғ алғ ыштығ ымен υ _e анық талады. . Изоэлектрлік нү ктеде –де электрофорез байқ алмайды, дзет потенциал нолге тең болады онда электрфорез рН-қ а тә уелді.

Мұ ндай процесс Al₂O₃ нанобө лшегінің pH < 4, 5 қ атынасында орын алады. Алюминий нанобө лшегі ү шін изоэлектрлік нү кте НЖ оттекті қ абатының ө сіміне байланысты сілтілік аймақ қ а дейін ө згереді. Мұ ндай процесс Al₂O₃ нанобө лшегінің pH < 4, 5 қ атынасында орын алады.

Наноө лшемді капиллярда электросмос қ ұ былысты қ ысқ аша қ арастырайық. Бұ л қ ұ былыстардың ерекшелігі капилляр радиусы(r) мен диффузиялық қ абат (λ ) арасындағ ы қ атынасымен анық талады. r/λ < < 1 болғ анда Қ ЭҚ капилляр наноө лшемін жабады жә не оның ішкі қ ұ рылымы айтарлық тай ө згереді. Макросистемағ а бұ л заң дылық тар ескерілмейді. Егер r/λ > > 1 болса, Қ ЭҚ нанокапилляр қ абырғ аларында тіркеледі.

Егер r/λ < < 1 болса нанокапиляр радиусымен салыстырғ анда диффузиялық қ абаттың аз қ алың дығ ында электросмостың сызық ты жылдамдығ ы (uL) тең болады:

υ L=kLuL|L υ L

Бұ л тең деуден электросмос жылдамдығ ы дзета потенциалғ а тә уелді екенін кө руге болады. Кернеуі 1 В/см электр ө рісі ә серінен, электросмостық жылдамдығ ы 3, 5мкм/с тең, немесе 1см сағ атына шамалы.

Егер r/λ > > 1 Сыртқ ы электр ө рісі ә серінен электрофорез Қ ЭҚ пайда болады жә не электроосмостың сызық ты жылдамдығ ы капиляр радиусына тә уелді болмайды.

Сонымен, электрокинетикалық қ ұ былыстар сұ йық ортадағ ы нанобө лшектер ү шін жә не наноө лшемді капиллярларғ а тә н. Бұ л қ ұ былыстардың ә р тү рлілігіне қ арамастан, олардың мү мкіндігі жә не интенсивтілігі дзет-потенциал шамасымен анық талады.

Нанобө лшектер қ оспасының қ асиеттері, ө лшемі жә не қ ұ рылымы бірдей емес, ол электрофоретикалық қ озғ алыстың ә ртү рлігін анық тады. Сыртқ ы электр ө рісі ә серіне электрофоретикалық қ озғ алысының величинасының ө згеруі нанобө лшектреді бө луге жағ дай жасайды. Электрофоретикалық жылдамдығ ы шамасы в 40-70х10-7 м/В с аралығ ына ө згереді. Сонымен наноө лшемді обьектілерде электрокинетикалық қ ұ былыс ө лшемді эффектпен белгілі дә режеде анық талатын ө зінің ерекшелігіне ие.

54. Ө здігінен тү зілетін наножү йелер. Кластерлер, БАЗ адсорбциялық қ абаты, мицеллалар ерекшелігін тү сіндірің із.

Ө здігінен жү ретін наножү йелер коллоидты жү йе боп келеді. Тү зә лудә ң механизмі мен ә дісі. процесс ерекшеліктері, алу қ асиеттері жү здеген жылдар зерттелген классикалық коллоидтық химиямен байланысты. Яғ ни бұ л кезде сө з «тө меннен жоғ ары» ә дісімен пайда болғ ан бө лшектер жайлы.

Ө здігінен тү зілетін наножү йелер ерекшеліктері Оларғ а жататындар:

-кластерлер

-БАЗ адсорбциялық қ абаты

- периодтық коллоидтық қ ұ рылым

-тура жә не кері мицелла

Микроэмульсия

Кластер дегеніміз кө птеген атом жә не молекулалардың ө зара байланыста болатын жү йе. Мү ндай байланыс значительный болады егер оларда иондар болса. Бұ л жағ дайда кластерлер ішінде молекулааралық (Ван-дер-Вальс) ә рекеттесу жә не кластер бетіне де фазааралық шекара пайда болады яғ ни нанобө лшектердің дисперсті ортада дисперсті фаза ретінде тү зілуіне жағ дай жасалады.

Коллоидты кластерлер ерітіндідіе пайда болады, олар 100нм ге дейінгі ө лшемге ие. Олар сұ йық фазада болады жә не коагуляцияғ а тү спейді.

Мицеллалар — зольдің, яғ ни коллоидты ерітіндінің дисперсті фазасының негізі болып есептелетін коллоидты бө лшектер, ал интермицеллярлі сұ йық тық — зольдің дисперсті ортасы жә не оның қ ұ рамына, еріткіш пен онда еріген заттармен қ атар мицелла қ ұ рамына енбейтін басқ а да (электролиттер мен электролит еместер) заттардың ерітіндісі.

Қ оллоидты мицелланың қ ұ рылысы кә дімгі молекула қ ұ рылысынан ә лдеқ айда кү рделі. Ондағ ы негізгі бө лшектер ядро деп ата-латын бейтарап ішкі жә не екі иондық сферадан, яғ ни екі қ абаттан тұ ратын ионогенді сыртқ ы бө лік болып екіге бө лінеді. Ядро коллоидты мицелланың негізгі массасын қ ұ райды жә не ол металл не бейметалдардың гидрозолі болғ ан жағ дайда атомдардан тұ ратын комплекс немесе нейтрал молекула тү рінде болады. Ядро қ ұ рамына енетін атомдардың немесе молекулалардың жалпы саны ө те кө п жә не ол ядро қ ұ рамындағ ы атомдар мен молекулалардың ө лшеміне, коллоидты системаның дисперстілік дә режесіне байланысты. Коллоидты химиядағ ы бұ л бағ ыт бірінші дами бастағ анда осы коллоидты бө лшектерді ғ алымдар аморфты, яғ ни борпылдақ, қ уыс болады деп ойлағ ан. Бірақ кезінде И. Г. Борщов жү ргізген рент-генографиялық зерттеулер мицелла ядросының қ ұ рылысы кристал’ ды екенін кө рсетті.

⇐ Предыдущая 17 18 19 20 21 22 23 24 2526