№ 1
дәріс
|
Тақырып 1. Кіріспе. Дисперсті жүйелердің табиғаты және жіктелуі
Жоспар:
1. Коллоидты химияның негізгі мақсаттары мен бағыттары
2. Коллоидты жүйелердің жіктелуі
3. Коллоидты химияның негізгі даму кезеңдері
Коллоидтық химия – беттік құбылыстар мен дисперстік жүйелерді зерттейтін ғылым. Осы пәнде жоғары дисперсті жүйелер, алу әдістері, тұрақтылығы, қасиеттері, қарастырылады.
Кез келген екі компонентті системада компоненттердің біреу екішісінде бөлшектеніп, біркелкі таралған күйде болса, онда оны дисперсионды жүйе деп атайды. Дисперсионды система дисперсионды ортадан және дисперсті фазадан тұрады. Дисперсті фаза дисперсионды ортада біркелкі таралады. Дисперсті системаларды дисперсті фаза бөлшектерінің шамасына қарай үшке бөледі:
1. ірі дисперсті жүйелер
2. коллоидты жүйелер
3. нағыз ерітінділер деп.
Нағыз ерітінділерде дисперсионды орта ролін еріткіш, ал дисперсті фаза ролін заттың молекулалары немесе иондары атқарады. Ондағы бөлшектердің мөлшері 10-10м. Нағыз ерітінділерге тән қасиеттер: мөлдір, сүзгі қағаздан және жартылай өткізгіштерден оңай өтетін, гомогенді (бір фазалы) система, кинетикалық тұрақты, Фарадей-Тиндаль эффектісін көрсетпейді. Осмостық қысымы едәуір жоғары; өздігінен және онай алынады, жақсы диффузияланады, ескірмейді. Мысалы, қант, тұз, қышқыл және негіз ерітінділері.
Ірі дисперсті жүйелер – суспензиялар (жүзінділер) мен эмульсияларда дисперсті фаза бөлшектерінің мөлшер 10-7м артық болады. Суспензияда дисперсионды орта сұйық, ал дисперсті фаза қатты болады. Эмульсияда дисперсионды орта да, фаза да сұйық болады. Мысалы, саздың судағы жүзіндісі, сүт және т. б. Ірі дисперсті жүйелер кинетикалық тұрақсыз. Ондағы дисперсті фаза бөлшектері ауырлық күшінің әсерінен тұнбаға оңай шөгеді, мөлдір емес, әртекті, лайлы. Осмостық қысым туғызбайды.
Фарадей-Тиндаль эффектісі байқалмайды. Дисперсті фаза бөлшектері сүзгі қағаздан және жартылай өткізгіштен өтпейді. Демек, сүзіп тазалауға болады.
Коллоидты жүйелерде дисперсті фаза бөлшектерінің мөлшері 10-9 - 10-7м. Оларға тән қасиеттер: мөлдір, сүзгі қағаздан оңай өтеді, ал жартылай өткізгіштен өтпейді; микрогетерогенді, яғни көп фазалы система, Фарадей-Тиндаль эффектісі байқалады. Термодинамикалық тұрақсыз система. Уақыт артқан сайын ескіреді, яғни дисперсті фаза бөлшектері өзара бірігіп, іріленеді. Коллоидты ерітінділер түзілу үшін энергия жұмсалады. Осмостық қысым түғызады. Дисперсті фаза бөлшектері бірнеше ортадан молекулалардан тұрады, сондықтан да жеке молекулаға қарағанда едәуір ірі. Олардың дисперсионды ортамен жанасу беті өте үлкен. Коллоидты бөлшектер ауырлық күшінің әсерінен тұнбаға шөкпейлі. Коллоидты ерітіндідегі бөлшектерді арнаулы микроскоптармен ғана көруге болады.
Коллоидты системада дисперсті фаза бөлшектері қатты күйде, ал орта сұйық күйде болса, бұл типтегі ерітінділерді зольдер деп атайды. Егер коллоидты системадағы дисперсті орта да, дисперсті фаза да сұйық заттың бөлшектерінен құралған болса, онда оларды эмульсиялар деп атайды. Мысалы, алтын, күміс, күміс иодиды, темір гидроксиді зольдері, судағы бензол, май эмульсиялары және т. б.
Агрегаттық күй. Дисперстік жүйелер агрегаттық күй бойынша топтастырылады:
Дисперсті фаза
|
Дисперсті орта
|
Қатты
|
Сұйық
|
Газ
|
Қатты
|
Қатты коллоид ерітіндісі (минералдар,
қорытпа)
|
Зольдер, жүзгіндер (жүзгін, металл золі)
|
Аэрозоль, шаң түтін (түтін, шаң)
|
Сұйық
|
Қуыс дене, гель каплляр
(топырақ, балшық)
|
Эмульсиялар
(сүт, мұнай, май)
|
Тұман
(тұман, бұлт)
|
Газ
|
Ксерогельдер
(пемза, активті көмір)
|
Көбіктер, эмульсия (сабын көбігі)
|
Ауа
(атмосфера, ауа)
|
Фазааралық әрекет. Дисперсті фаза мен дисперсті ортадағы заттар фазааралық беткі қабатта әрқашанда молекулааралық әсерлесу күшінің есебінен әрекеттесіп жатады және мұндағы әрекеттесу дәрежесі әртүрлі болуы мүмкін. Құрылым. Барлық дисперсті жүйелер құрылым жағынан екі топқа бөлінеді:
1. Еркін (бос) дисперсті жүйе - дисперсті фаза мен дисперсті орта бірімен-бірі өзара байланыспай әрқайсысы бос жүретін дисперсті жүйе (жүзгіндер, эмульсиялар, аэрозольдер, зольдер жатады).
2. Біріккен (байланысқан) дисперсті жүйе – дисперсті фаза мен дисперсті орта өзара берік байланысқан жүйелер (капиллярлы кеуек заттар, диафрагмалы денелер, жұқа пленка – мембраналар, полимерлер жатады).
|
