№ 3 дәріс Тақырыбы «Коллоидты жүйелердің молекулалы-кинетикалық және реологиялық қасиеттері»

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 40Следующая ⇒

№ 3 дә ріс Тақ ырыбы «Коллоидты жү йелердің молекулалы-кинетикалық жә не реологиялық қ асиеттері»

Мақ саты: Коллоидты жү йелердің молекулалы-кинетикалық жә не реологиялық қ асиеттерімен танысу.

Жоспар

1. Қ ос иондық қ абат. Мицелла қ ұ рылысы.

2. Коллоидты жү йелердің молекулалы-кинетикалық қ асиеттері.

2. 1Броундық қ озғ алыс.

2. 2Диффузия.

2. 3Осмостық қ ысым.

2. 4Седиментация.

3. Коллоидты жү йелердің реологиялық қ асиеттері.

4. Коллоидты ерітінділердің тұ рақ тылығ ы.

Тақ ырыптың қ ысқ аша мазмұ ны:

1. Қ ос электрлік қ абаттың пайда болу механизмі

Фазааралық бө лу бетінде қ ос электрлік қ абат (Қ ЭҚ ) ә рекеттесуші фазалардың беттік еркін энергияларын азайтуғ а ұ мтылысының нә тижесінде пайда болады. Жалпы Қ ЭҚ ү ш тү рлі жолмен тү зілуі мү мкін.

1) Қ ос электрлік қ абат иондардың немесе электрондардың бір фазадан екінші фазағ а ө туінің нә тижесінде, яғ ни беттің иондануы нә тижесінде пайда болады. Мысалы, металл бетінен газды ортағ а электрондардың ө туі нә тижесінде пластинка беті оң, ал газ теріс зарядталады. Металл пластинкасын суғ а батырғ анда металл бетінен катиондар суғ а ө теді де, соның нә тижесінде металл беті теріс, ал су оң зарядталады. Демек жанасушы фазалар арасында потенциалдар айырымы пайда болады. Потенциалдар айырымы электрондардың (иондардың ) беттен ары қ арай бө лінуін тежейді де, жү йеде тепе-тең дік кү й орнайды. Нә тижесінде, фазааралық шекарада қ ос электрлік қ абат пайда болады.

Суда нашар еритін кү міс иодидін суғ а салғ анда жақ сы гидратталатын кү міс иондары суғ а кө шеді де, беті теріс зарядталады, ал оғ ан жанасушы су қ абаты оң зарядталады.

Бетке заряд беретін иондарды потенциал анық тағ ыш иондар деп атайды. Дисперстік ортағ а кө шетін иондарды қ арсы иондар деп атайды.

2) Қ ос электрлік қ абат бетке иондардың адсорбциялануы нә тижесінде де пайда болуы ық тимал. Кө п жағ дайда ерітіндідегі электролиттің қ ұ рамындағ ы ион бетке таң дамалы тү рде адсорбциялануы мү мкін. Бұ л кезде адсорбция Панет-Фаянс ережесіне байланысты жү реді. Мысалы, металл пластинкасын натрий хлориді ( ) ерітіндісіне батырғ анда металл бетіне хлорид аниондары адсорбцияланады да, соның нә тижесінде бет теріс зарядталады ал оғ ан жанасушы суда натрий катиондары қ алып қ ояды да орта оң зарядталады.

Қ ос электрлік қ абат, сонымен бірге қ атты дене бетіне иондық беттік-активті заттардың адсорбциялануы нә тижесінде де пайда болады. Сонда полярлы жағ ымен суғ а қ арап адсорбцияланган БАЗ молекулалары диссоциацияланады да, нә тижесінде бетте заряд пайда болады. Мысалы, судағ ы ерітіндісінен карбон қ ышқ ылының натрий тұ зы молекулалары (R-СОО-Na) гидрофобты қ атты дененің (кө мірдің ) бетіне адсорбцияланғ анда дененің беті теріс, ал дисперстік орта оң зарядталады. Сонда БАЗ-тың R-СОО аниондары потенциал анық тағ ыш иондар болып, ал Na⁺ катиондары қ арсы-иондар болып табылады.

3) Қ ос электрлік қ абат неионогенді, полярлы молекулалардың дисперстік ортадан бетке адсорбциялануы нә тижесінде тү зілуі мү мкін. Бұ л кезде беттің заряд таң басы Кен ережесі бойынша анық талады: жанасушы екі фазаның диэлектрлік ө ткізгіштігі жоғ арысы оң зарядталады.

Мысалы, металл пластинканы полиэтиленгликольдің (ПЭГ) [-СH₂-СН₂-О-]_n- судағ ы ерітіндісіне батырғ анда ПЭГ молекулалары пластинка бетіне адсорбцияланып, бетте белгілі бір ретпен орналасуы нә тижесінде фазааралық бө лу бетінде Қ ЭҚ пайда болады.

Аргентум иод золі мысалында коллоидты бө лшектің мицелласының қ ұ рылысын жә не екі еселенген электр қ абатының пайда болуын қ арастырамыз.

AgN +КІ→ КN +АgІ↓

А)[ AgN ]> [КІ]

Мицелла қ ұ рылысында ядро болады, ол мицелланың нейтралды бө лігі. АgІ мицелланың ядросы. Ядро ө з бетінде потенциал анық таушы n саны бар иондарды сің іреді. Панет-Фаянс ережесіне сә йкес потенциал анық таушы ион екі келесі талапқ а жауап береді: 1)мө лшері артық болу керек, 2)ядро қ ұ рамына міндетті тү рде болуы керек. Ядро А иондарын сің іріп «+» зарядталады. Осы «+» заряды ө зіне ортадан қ арама-қ арсы зарядымен қ оршағ ан еріт-н қ арама-қ арсы зарядталғ ан иондарды тартады, ол N иондары, себебі барлық иондары ядро тү зілуіне жойылды. Бірақ, N иондары мол-ң жылу қ озғ алысы ә серінен n-х мө лшерде ғ ана сің іріледі. х мө лшерде ғ ана сің іріледі. Х мө лшеріне тө мен бірінші адсорбциялық қ абатпен салыстырғ анда. Сонымен қ атты фаза «+» зарядталғ ан. Ядро мен адсорбциялық қ абат (N , А ) гранула болып табылады. Енді артық N иондары дисперсиялвқ ортада біртексіз таралады жә не диффузиялық қ абатты тү зеді. Олардың концентрациясы ядродан шетіне қ арай тө мендейді. Гранула мен диффузиялық қ абат мицелла болып табылады. Толық мицелла электронейтралды (заряды нө л). Мицелярлы теория леофобты коллоидты бө лшектерге орындалады.

{[ АgІ n· А (n-х) N х N

АgNO₃ артық алынғ андағ ы AgI мицелласының тү зілуі

Ә ) [ AgN ]< [КІ]

Ядро қ ұ рамы АgІ. Адсорбциялық қ абат ионы, екінші адсорбциялық қ абат иондары

{[ АgІ n· (n-х) х

«+» зарядталғ ан гранула диффузиялық қ абат ортасында екі еселенген электр қ абаты потенциалдар айырмасы. Аталмыш электро-кинетикалық потенциал немесе ξ потенциал тү зіледі. Ол термодинамикалық потенциалдың і қ ұ рам бө лігі. ξ < ε, оны формула арқ ылы есептеуге болады:

ξ =

мұ ндағ ы, К-константа( ә р тү рлі болады, бө лшек пішініне тә уелді, сфера тә різді болса 6 – ғ а тең, ал цилиндр 4 болады)

η -ортының тұ тқ ырлығ ы

D-ортаның диэлектрлі константасы

Е-электр ө рісінің градиенті

u-электр тоғ ы ә серінен болатын бө лшектердің орташа жылдамдығ ы

Егер гранула заряды болмаса, онда ξ нө лге тең болады. Ондай жағ дай изоэлектрикалық жағ дай, ξ потенциал келесі жағ дайларғ а тә уелді: екінші адсорбциялық қ абат пен диффузиялық қ абати арасында қ арама-қ арсы зарядталғ ан иондардың таралуына неғ ұ рлым адсорбциялық қ абатта иондар саны тө мен болса, соғ ұ рлым ξ потенциал жоғ ары болады жә не термодинамикалық потенциалғ а жақ ын болады.

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 7 8 9 10 Следующая ⇒