Коагуляция жылдамдығы. Жылдам және баяу коагуляция

165 
облыстар деп аталады. Тез ұю теориясын бұрында айтылғандай Смолуховский зерттеп, 
ұсынды. Бұл теорияға орай, тез ұю кезіндегі коллоидты бөлшектердің кез келген және 
әрбір қақтығысуы, олардың бірігіп, жабысып, ірілеуіне әкеледі деген болжам бар. 
Берілген мерзім ішіндегі қақтығыс саны, ондағы бөлшектердің броуынды қозғалыс 
интенсивтілігімен анықталады.
Ол өз теориясын ұсынарда әрбір коллоидты бөлшектің айналасында күш өрісі шар 
тәрізді бөлшектің радиусы 
R, 
ал оның бетінен бастап тартылу күші 
а 
қашықтығына дейін 
әсер ететін болса, онда әрекеттесуші күштің өрісі 
(R + a)-
ға тең болады. Бұл сфераны 
тартылу сферасы дейді. Смолуховский теориясы бойынша ұю процесі жүру үшін осы 
сфералар бірімен-бірі түйіссе де жеткілікті. Ондағы ұюды химиялық қайтымсыз 
реакциялармен салыстыруға болады. Ұю процесін сандық тұрғыдан сипаттау үшін 
химиялық кинетикадағы формальды тендеулерді қолдана береді. Осы тұста шамамен 
келесі жүйені үлгі тұтуға болады: біріншілік бөлшектер деп аталатын және ұю процесі 
басталмай тұрғанда, яғни зольдердің өзі құралатын бөлшектердің екеуі өзара 
қақтығысқанда, екіншілік делінетін ірі бөлшектер туындайды; екіншілік бөлшектер 
біріншілікпен қақтығысқанда үшіншілік бөлшектер пайда болады; сонан соң одан да 
жоғары ретті айталық төртіншілік бөлшектер не екі екіншілік, не үшіншілік пен біріншілік 
бөлшектер қақтығысқанда туындайды; мұндай процестер қайталана келіп, бірнеше ретті 
бөлшектерді 
құрайды. 
Смолуховский 
теориясын 
басшылыққа 
ала 
отырып, 
қорытындыланған теңдеулер мен оны пайдаланып жүргізген есептеулер, тәжірибе 
кезіндегі деректерге қайшы келмейді. Әйтсе де кейбір шектеулер бұл теорияның әлі де 
болса толық еместігін көрсетті. Олар мынадай: теория жылдам ұюға арналған, яғии кез 
келген тартылу сферасы бөлшектердің бірігіп, жабысатын жайға әкеледі; бұл теориядағы 
негізгі теддеулерді қорыту кезінде барлық біріншілік бөлшектер әрі шар тәрізді, әрі бірдей 
деген болжамға сүйенді, яғни золь монодисперсті деп қабылданды. 
Бертін келе Смолуховский өз теориясын баяу ұю облысына да таратуға 
тырысады. ол осы мақсатпен әрекеттесетін бөлшектердің әсерлігін ескеретін коэффициент 
енгізді. Егер қақтығысқан әр бөлшек бірігіп, жабысуға қатысса, онда а=1, яғни ұю тез 
жүреді, ал 0<сс<1 болса, онда ұю баяу жүреді. Баяу ұю процесіне арналған теңдеуді мына 
төмендегідей өрнектеуге болады: 
∑G=C
0
1/(1+

 k
C
0
t) (1) 
мұндағы 
С 
— концентрация; 
k 
— жылдамдық константасы; 
t 
— уақыт. Бұл теңдеу 
кейде тәжірибе кезінде алған деректермен тура келе бермейді және 

коэффициенті мен 
золь қасиетін байланыстыра өрнектейтін мәлімет те жоқ. 
Г. Мюллер коллоидты система полидисперсті болатын жағдаймен ондағы 
бөлшек түрлері таяқша және жайпақ табақша тәрізді болып келетін түрге арналған
теорияны ұсынды. Бұл теорияға орай коллоидты системаның ұю процесі Смолуховский 
болжамындағыдан тезірек жүреді. Осындай полидисперсті системадағы бөлшек түрінің 
өзгеше болып келуі де ұю жылдамдығын тездетуге септігін тигізеді, өйткені 
бөлшектердің қақтығысуына ілгерілемелі броундық қозғалыспен қатар, айналмалы
броундық қозғалыс та ықпал етеді. Мюллердің теориялық болжамы Вигнер,
Туорил, Маршал және басқа да ғалымдардың ғылыми-зерттеулерінде үйлесімді қолдау 
тапты. 
Коллоидты ерітінділердің өзі бастапқы күйін жоғалтып, коагуляцияға ұшырауы 
белгілі бір уақыт аралығында орын алады. 
«Ұю» және «коагуляция» сөздері өзара баламалы бірдей түсінікті береді деп 
қабылдайық. 
Біз, осы коагуляция жылдамдығының сырттан қосылған ұйытушы электролит 
концентрациясына тәуелділігін, төмендегідей етіп бейнелелік (3-сурет) 

166 
Суреттегі сызықтың Оа бөлігі ұюдың жасырын бөлігін сипаттайды. Бұл аралықта 
дзета потенциал мәні айтарлықтай төмендейді. 
Графиктегі а нүктесіне аәйкес келетін электролит концентрациясының мәнінде 
ашықтан-ашықұю басталады. Электролит концентрациясының аз өзгеруі ұю 
жылдамдығын күрт өзгертеді (графиктің аб бөлігі). Электролиттің С2-ге тең 
концентрациясынан бастап ұю жылдамдығы тұрақты мәнге ие болады. Және С2- шапшаң 
коагуляцияланудың шекті мәні деп аталады.
Ұю жылдамдығы тұрақты мәнге ие болған жағдайда ДЛФО теориясында 
ұшырасатын энергетикалық тосқауыл мәні 

U

мәні нольден жоғарылау болса, жүйеде 
жасырын және баяу ұю орын алады. Ұю процесі де бөлшектердің өзара бір-біріне 
соқтығысып, іріленуі нәтижесінде орын алатын болғандықтан, ғалым Смолуховский 
формальды кинетика заңдылықтарын жылдам коагуляциялану құбылысына қолданады. 
М.Смолуховский көзқарасы мына тұжырымдарға негізделеді: 
-
коллоидты ерітінді бойындағы жекелеген мицеллалар соқтығысуы нәтижесінде 
іріленген екінші тұрғыдағы қосарланған бөлшектер туындайды; 
-
екінші тұрғыдағы туындаған қосарланған бөлшектермен жеке мицеллалар 
соқтығысуы барысында үшіншілік бөлшектер пайда болады; 
-
екі екіншілік бөлшек немесе үшіншілік бөлшектен алғашқы жекелеген 
мицеллалар соқтығысуы нәтижесінде үлкен іріленген бөлшек - түйірлер пайда болады. 
Егер n1,n2,n3,…ni –деп әрбір бөлшекті белгілесек, жүйедегі бөлшек саны ∑ni 
болатыны белгілі. Жылдамдық ұғымының анықтамасы бойынша, ұю жылдамдығына 
уақыт бірлігінде өзгерген бөлшек санын қабылдаймыз, яғни: 



жүктеу/скачать 4,58 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: