Дəріс. Кіріспе. Заттың коллоидтық күйінің анықтамасы оны зертеудің негізгі ерекшеліктері

Коллоидтық химия жəне фазааралық процестер» пəнінің дəрістері

дəріс. Кіріспе. Заттың коллоидтық күйінің анықтамасы оны зертеудің негізгі ерекшеліктері

Заттың коллоидтық күйінің негізгі ерекшеліктерінің бірі – коллоидтық жүйенің геретрогенділігі, яғни екі иə одан да көп фазадан тұратындығы. Мұндағы фазалардың бірі өте ұсақ бөлшектерден (дисперстік фаза) тұрса, екіншісі сол бөлшектерді ұсақтаушы орта

– дисперстеуші ортадан тұруы. Енді сол дисперстік фазаның шамасын (өлшемін) көрсететін-дисперстілік деген ұғымға тоқталайық. Кез келген дисперстік жүйеде иə бөлшектердің көлденең қимасының ұзындығын α, (егер бөлшек шар тəрізді болса диаметрі d, егер бөлшек куб сияқты болса, кубтың қабырғасы-l), иə оған кері шаманы Д= l/α қарастыруға болады.

Əр түрлі оқулықтарда дисперстілік бірлігін əр түрлі өлшемдермермен көрсетеді. Бұнда Д- ні əдетте дисперстілік деп атайды. Ол сол бөлшектердің меншікті бетінің ауданына пропорционалдық шама, яғни бөлшектің шамасы кеміген сайын дисперстілік пен меншікті беттің ауданы өседі де, керісінше бөлшектің шамасы өскен сайын кейінгі шамалар кемиді.

Коллоидтық жүйеге, α-ның мəні 10^-7÷10^-5 см болатын жүйелер жатады. Коллоидтық жүйенің дисперстілігінің жоғарғы шегінің болуы бөлшектерді одан əрі бөлінгенде олардың агрегат емес жеке молекулалар күйінде болуы, ал оның төменгі шегі бөлшектердің шамасы α =10^-5 см болғандажылулық қозғалысының қарқынының өте азаюымен анықталады.

Тек гетерогендік жоғары дисперстік коллоидтық бөлшектер ғана ең күшті дамыған меншікті беттер түзеді. Осыған байланысты коллоидтық жүйе дисперстік жүйелердің ішінде ерекше орын алады.

Дөрекідисперстік жүйенің молекулалы-дисперстік жүйеге көшуі үзіліссіз болғанымен микрогетерогендік жүйе мен коллоидтық жүйенің жағдайлары өздерінше ерекше. Меншікті беттердің үлкендігіне (көптігіне) байланысты оларда адсорбция, жалпы беттік құбылыстар күші болады. Ол жөнініде курстың лайықты тарауларында толықырақ танысамыз.

Коллоидтық жүйелердің тағы бір ерекшелігі-олардың агрегаттық тұрақсыздығы. Оның себебін термодинамикалық жəне кинетикалық тұрғыдан түсіндіруге болады. Коллоидтық жүйелердің меншікті беттері үлкен болғандықтан оған лайық еркін беттік энергиялары да артық болады. Ал артық еркін беттік энергиясы болатын жүйе əрқашанда тұрақсыз, олар сол энергияны азайтуға тырысады. Осыған байланысты коагуляцияланады (тұнбаға түседі). Коллоидтық тұрғыдан қарағанда коллоидтық жүйенің тұрақтылығы, тұрақсыздығы жүйедегі дисперстік фазаның бөлшектерінің арасындағы күштерге байланысты. Ол күштер: тарту күштері, басқаша айтқанда бөлшектерді жақындататын аттракциондық күштер жəне коагуляцияға кедергі болатын – тебу күштерінің қатынасына байланысты. Коллоидтық жүйелер жарықты шашырататын да қасиет көрсетеді (опалесценция). Бұл құбылысты əсіресе оларға жарықты бір жанынан жарық көзі мен коллоидтық ерітінді аралығына линзалар қойып байқауға болады. Онда біз жарқылдайтын конусты(Тиндаль конусы) көреміз. Бұл коллоидтық ерітіндінің əртектілігін көрсетеді.

Коллоидтық ерітінділерде шын ерітінділерге қарағанда диффузия өте жай жүреді. Коллоидтық ерітініділердің осмостық қысымы да өте аз, сондықтан көп жағдайда оны байқау да қиынға соғады.

Коллоидтық жүйелердің осы соңғы сйтқан екі қасиеті дисперстік фазаның бөлшектерінің ірі екендігін көрсетеді. Осындай ірі бөлшектердің болуына байланысты коллоидтық ерітінділерді диализдеуге болады. Диализ кезінде (Грэмның жұмыстары) кіші молекулалы заттар жарғақтан өтіп кетеді де, ал коллоидтық бөлшектер өтпей қалады.

Коллоидтық жүйелер көбінде (бірақ барлық жағдайда емес) электркинетикалық қасиеттер көрсетеді. Бұл айтылған ерекшеліктер коллоидтық жүйелерге тəн болғандықтан, осы курсты оқу барысында олады бір емес бірнеше рет кездестіріп жəне олардың жоғарғыда айтылмаған басқа да қасиеттерімен танысамыз.