Конденсациялық əдістер

Конденсациялық əдістер арқылы коллоидтық жүйені алуды əдетте кристаллизация процесі сияқты қарастырады. Ал бұл əдіспен алынған бөлшектер өте кіші кристалл бөлшектер ретінде қарастырылады. Мұндай көзқараста орыс ғалымы Л.Л. Вейрман да болған. Ол осы конденсациялық əдісті алғаш зерттеген ғалымдардың бірі.

Кəдімгі кристалдардың түзілуі екі сатыда жүреді:

1. Бастапқы туынтектің (кристаллизация орталығының) пайда болуы.

2. Бастапқы туынтектердің өсуі. Бұдан біршама ірі кристалдар түзіледі.

Көп уақытқа дейін кристалдардың бастапқы туынтегінің пайда болуын өз бетінше жүреді деп есептеді. Мұндай көзқарасты Тамман дамытты. Оның ойынша аса қаныққан ерітінді метастабильдік жағдайда болғанда, еріген молекулалар, иə иондар өз беттерінше бастапқы туынтек беріп, ол одан əрі өседі деп қарастырады. Бұл көзқарас бойынша бастапқы туынтектің пайда болу жылдамдығы U₁, аса қанығуға тура пропорционал, оны былайша көрсетуге болады:

U ₁= K ⋅ ^{Ca . ќ}_С ^.− _{ќ .} ^{Сќ .}

К – пропорционал коэфициант С_{а.қ .} – аса қаныққан ерітіндінің концентрациясы.

С_қ. – қаныққан ерітіндінің концентрациясы (басқаша, ол заттың ерігіштігі). Теңдеуден неғұрлым С_а.қ. – С_қ. Айырымы көп болса, неғұрлым С аз болса соғұрлым

бастапқы туынтекжылдам пайда болатыны көрініп тұр. Кейінгі зерттеулер бастапқы туынтектің пайда болуы молекулалар, иə иондардың концентрациясының флуктуациясының нəтижесінде өзара соқтығысуынан емес, сол жүйеде кездейсоқ болатын басқа текті шаң-тозаңдарға ілескен заттың шөгуінен болатыны дəлелденді. Мысалы: егер ерітінді басқа текті қоспадан тазартылған болса, яғни өте таза жүйеде аса қаныққан жағдайда да кристаллшалардың пайда болмайтыны, ал ондай ерітінділерге басқа текті бастапқы туындылар, иə еріген заттың кристаллизацияларын енгізсек кристаллизация құбылысы өте тез жүреді екен.

Жаңа дисперстік фазаның пайда болуының теориясын 1878 жылы беттік құбылыстардың термодинамикасын зерттей отырып Гиббс жасады жəне конденсациясын зерттеу арқылы Фольмер мектебі одан əрі дамытты. Кіші бөлшектердің ерігіштігі немесе олардың бетіндегі қаныққан булардың қысымы əр уақытта ірі бөлшектердікінен жоғары болатыны бізге термодинамикадан белгілі (А. Томсон заңы). Басқаша айтқанда фазаның дисперстілігін үлкейту оның ерігіштігін көбейтеді. Міне, сол себепті ірі бөлшектер үшін қаныққан ерітінділер майда бөлшектре үшін əлі қанықпаған болады. мұндай жағдайда ірі бөлшектердің өз беттерінше кристалдардың бастапқы туындысын беруінің мүмкіндігі аз, ал флуктуация нəтижесінде болатын өте майда бастапқы туындылар кристаллизацияны тудырмайды. Ендеше жаңа фазаны бастапқы туындысын аса қаныққан ерітінділер ғана бере алады.

Осы айтылғандарды басқаша былай түсіндіруге болады. коллидтық монокристалдық бөлшектердің пайда болу процесін метастабильдік фазаны стабильдік фазаға көшуі деп қарастыруға болады. Бұл əрине жүйенің еркін энергиясын азайтуға тырысатын процесс. Жалпы процесс егер бастапқы туынтектің пайда болуы сатысында есепке алмасақ өз бетінше жүреді. Ал бастапқы туынтекті алу үшін жүйеге сырттан энергия жұмсау керек. Сондықтан метастабильдік фазаның стабилдік түрге айналуыжаңа бет түзілетіндіктен əр қашанда бос энергияны азайтқанды керісінше көбейтеді. Ендеше оның бастапқы туынтектерінің шамасы белгілі бір мөлшерге жеткенше өз бетінше жүруі мүмкін емес. Ал одан кейін процесс өз бетінше жүреді.

Егер жүйеде басқа текті бастапқы туынтек болса немесе стабилдік фазаның кристалшасы болса, онда жүйеде фазааралық бет болатындыққтан конденсация процесі оңай жүреді.

Енді коллоидтық жүйенің түзілуінің екінші сатысын – кристализация, бастапқы туынтектің өсуін қарастырайық. Бұны түсіндіру үшін де көптеген теориялар ұсынылған. Гиббс, Кюри, олардан кейін орыс ғалымы Вульф осы құбылыстарды кристалдардың пішіні мен олардың қабырғаларының беттік энергиясының арасындағы байланысты еске ала отырып түсіндірді. Диффузиялық теория бойынша кристалдардың қабырғаларының түзілуі заттың ерітіндіден кристалл бетіне келу жылдамдығын, яғни диффузияға байланысты болады. ХХ ғасырдың 20 жылдарында Фольмер адсорбциялық теория ұсынды. Бұл теория бойынша кристаллизацияланатын заттың бөлшектері бетке кемінде екі өлшемдік адсорбциялық қабаттар түзіп беттің қабырғаларына қосылады. Странский өсетін кристалда Фольмердің екі өлшемдік кристалдық қабаттары сияқты иондық қабаттарда (қатарласа) болуы мүмкін................................

Диспергациялық əдістер........................

Date: 2016-02-19; view: 979; Нарушение авторских прав