Бағдарламасы студенттері үшін шымкент, 2023 2
жүктеу/скачать 4,58 Mb. Pdf көрінісі
|
1o8jpdncqJpB9LArsctL2Ms8POaKSemXzuEP9c14
- Бұл бет үшін навигация:
- Дәріс №17. Коллоидты жүйелердің молекулалы кинетикалық және реологиялық қасиеттері
- Броундық қозғалыс қасиеттері.
| Бақылау сұрақтары
1. Седиментация дегеніміз не? 2. Дисперстілік жүйелерді дисперстілік көрсеткіші бойынша классификациялау. 3. Дисперстік жүйелерді агрегаттық күйі бойынша классификациялау. 4. Дисперстік фаза мен дисперсиялық ортаның әрекеттесуі бойынша классификациялау. 5. Дисперстік фазаның бөлшектерінің өзара әрекеттесуі бойынша классификациялау 6. Коллоидты химияның орны Дәріс №17. Коллоидты жүйелердің молекулалы кинетикалық және реологиялық қасиеттері 1. Молекулалардың жылулық қозғалысы және броундық қозғалыстар. А.Эйнштейн және М.Смолуховский жұмыстары. 2. Коллоидты ерітінділердегі флуктуация. Коллоидты жүйелердегі диффузия және ығысу шамасы. 3. Мембраналық тепе-теңдік. Коллоидты ерітінділердегі осмостық қысымы. Дисперсті жүйелердегі седиментация. Броундық қозғалыс қасиеттері. Коллоидты ерітінділер дисперсті фаза – мицеллалар және дисперсионды орта – ерітікіштен тұратынын мәлім. Мицеллалардың грануласы , яғни коллоидты бөлшектері (коллоидная частица) жүйе бойында ретсіз, бағыт – бағдарсыз – броундық қозғалыста болады. Аталған бөлшектердің қозғалу барысында жүрген жолын (траекториясы) сынық сызықтар арқылы 1- суреттегідей бейнелеуге болады. 1-сурет. Коллоидты бөлшектің қозғалу жолын бейнелейтін сызық түрі Коллоидты бөлшектердің қозғалысын санды түрде сипаттау үшін “орташа ауытқу” (средний сдвиг) шамасы кіргізіледі. Бұл шама коллоидты бөлшектің нақты бір уақыт бөлігінде бастапқы және соңғы уақыт өлшеуіне сәйкес келетін координатасының абсцисса осьіне проекциясымен анықталады. Мысалы, t 1 – уақыт l – бөлшек t 2 – уақытында 2 – жағдайға сәйкес келетіндей ерітінді бойында орын алсын. Міне осы бөлшектің 1 және 2 жағдайдағы жазықтық бетіне проекциясының ара қашықтығы – Δ – ауытқу шамасын білдіреді. Суретте АВ аралығы Δ – ға тең. 104 Коллоидты бөлшектердің қозғалысын кинемотографиялық қондырғылар арқылы суретке түсіріп алады. Ерітінді бойында бөлшек қозғалысы бағыт – бағдарсыз. Оның ось бойынша оң немесе сол бағытқа қозғалысы белгілі уақыт аралығында қайтадан бастапқы орнына келіп нольге теңелуі ықтимал. Сондықтан ерітінді бойындағы бөлшектің қозғалысы белгілі бір көлемді қамтитын болғандықтан, осы көлемнің жазықтыққа проекциясы аудан бетін береді. Ал аудан өлшем шаршы бірлігімен есептелінеді. Демек, орташа ауытқу шамасының орнына оның квадратын пайдалансақ, ол белгілі бір аудан бетіне сәйкес келеді. Міне, сондықтан да, коллоидты бөлшектер қозғалысын сипаттауда орташа ауытқу шамасының квадраты пайдаланылады. Коллоидты бөлшектердің броундық қозғалысымен тәжірибе жүзінде ғалымдар Р. Зигмонди, Ж. Перен, Т. Сведбергтер айналысты. Ал, А. Эйнштейн және М. Смолуховский теориялық тұрғыда орташа ауытқу квадратының шамасының орта тұтқырлығымен коллоидты бөлшектердің радиусы арасындағы байланысты анықтады: t rN RT * 3 2 немесе . * 3 2 t r kT (1) мұндағы: n n 2 3 2 2 2 2 1 ... - орташа ауытқу шамасы n – сынық сызықтар саны; η – орта тұтқырлығы; r – шар тәріздес бөлшек радиусы; N A – Авагадро саны; t – уақыт бөлігі; R – универсиалды газ тұрақтысы; T – температура; k – Больцман тұрақтысы, R/ N A. Ұсынылған теорияның дұрыстығын Ж..Перен алғашқылардың бірі болып тәжрірибе жүзінде дәлелдей білді. Мастиканың бөлшектерін ұнақтаудан алынған коллоидты ертінді пайдалана отырып,ол Авогодро санын есептеуде ұсынылған формуланы қолданды. Тәжрибе мәліметтерін пайдалана отырып анықталған 6,5 * 10 23 – ке тең. Авогодро саны тәжрибемен теорияның жақсы сәйкестікте екенін айғақтайды. Бөлшектің орташа жылжуының (Δх) уақыт пен диффузия коэффициентіне тәуелділігі Эйнштейн теңдеуімен ернектеледі: Dt x 2 2 (2) Броундық қозғалысты жан-жақты зерттеген Перрен өз тәжірибесінде алған мәліметтерге сүйеніп және математик Ланжевеннің көмегімен Авогадро санының (N A ) мәнін дәл анықтайды. Броундық қозғалыс тек коллоидты химияны, табиғаттану ілімдерін дамйтып қана қоймастан, жалпы диалектикалық, материалистік көзқарастың дұрыстығын, ғылымилығын дәлелдеді. |