ПӘннің ОҚУ-Әдістемелік кешені «Коллоидты химия» «5В072100» – Органикалық заттардың химиялық технологиясы» мамандығы үшін ОҚУ-Әдістемелік материалдары



бет17/21
Дата25.01.2017
өлшемі4.56 Mb.
1   ...   13   14   15   16   17   18   19   20   21

Аспаптар мен ыдыстар: беттік керілуді өлшейтін аспап, сыйымдылығы 100 мл өлшеуіш ыдыстар, 25 мл тамызғыштар.

Реактивтер: БАз ертіндісі, мысалы, натрий олеаты.

Жұмыс реті: бірінші нұсқаудағыдай, берілген таралымдағы зерттелінетін БАЗ ертіндісінен таза сумен бірінен кейін бірі екі есе сұйылта отырып, бірнеше түрін әзірлейді. Мұнда да гидролиз құбылысын болдырмау мақсатымен, әрбір ерітінділердегі рН мәні 10-11 шамасында болғаны жөн.

Беттік ерілуді бірінші жұмыста мазмұндалған әдістердің бірімен өлшейді. Алынған мәліметтер бойынша σ=ƒ(InCБАЗ) тәуелділіктегі сызбаны тұрғызып, қисықтағы сыну арқылы МТШТ табады. Мұны оқытушы нұсқауына орай фотометриялық, рефрактометриялық әдістермен анықтауға болады.



Бақылау сұрақтары:

1. Қандай дисперстік жүйелерді лиофильділікке жатқызады? Мұндай жүйелерге мысал келтір. Лиофильдегі жүйелердегі дисперстік көрініс-фаза бөлшектерінің құрылуы қалай жүреді?

2. БАЗ жіктелуі.

3. Коллоидты БАз нағыз ерітінділерден айырмашылығы. Мицелла түзілетін шекті таралым деген не?

4. МТШТ анықтау әдістері. БАЗ ерітінділеріндегі беттік керілу өзгерісі.

5. МТШТ қандай себептер әсер етеді?



4 СТУДЕНТТІҢ ӨЗДІК ЖҰМЫСЫ

СОӨЖ №1

Дисперстік жүйелердің ерекше қасиеттері

Беттік құбылыстар және беттік керілу
Беттік, фазааралық қабат бір фаза қасиеттерінің екінші фаза қасиеттеріне жайлап өту ауданы болып табылады. Сол сияқты беттік қабат құрылымы да жайлап өзгереді. Жанасатын фазалардың әрекеттесуі нәтижесінде беттік қабат түзіледі. Беттік қабаттың қасиеті мен құрылымдарының өзгеруі беттік энергия әсерімен түсіндіріледі.

Қысымы және температурасы тұрақты жүйеде Гоббстың беттік энергиясы беттік керілудің (σ) бет ауданына (s) көбейтіндісімен анықталады:


(1)
Беттік ауданы оның майысуына және фаза дисперстілігіне тәуелді. Дисперстілік меншікті бетпен сызықты байланысты:
(2)

мұндағы: V – дисперстік фазаның көлемі, k – бөлшектердің пішінімен байланысты коэффицицент, d – бөлшек диаметрі.



Сфера тәрізді бөлшектер үшін

Сонымен бірге, дененің меншікті бетінің ауданын оның бірлік массасына шағып та есептеуге болады. Ол кезде Sмен мәні келесі теңдеу арқылы есептеледі:

(5)

Мұндағы - бөлшектің тығыздығы, кг/м3.

Сонда меншікті беттің өлшем бірлігі - м2/кг болады.
Мысал №1: 293К температурада массасы су тұманының тамшыларының беттік Гиббс энергиясы есептеңіз. Судың беттік керілуі , судың тығыздығы , бөлшектердің дисперстілігі .

Шығарылуы: Гиббс энергиясы келесі теңдеумен анықталады:

арасындағы байланыс:
Тұман тамшыларының беті:

және



Мысал №2: 293К– дегі дисперстілігі су тамшылары үстіндегі қаныққан бу қысымын р есептеңіз. Осы температурадағы тегіс бет үстіндегі су буының қысымы , су тығыздығы , судың беттік керілуі .
Шығарылуы:


Сфера бөлшектері үшін:

;




СОӨЖ №2

Коллоидтық жүйелердің молекулалық - кинетикалық қасиеттері

Диффузия коэффициентін, орташа квадраттық ығысуды анықтау
Микрогетерогенді жүйелерде (суспензия, эмульсия, газдық эмульсиялар, аэрозольдер) массаларының үлкен болуына байланысты бөлшектер жылулық (броундық) қозғалысқа қатыса алмайды, тұну – седиментация немесе кері процесс – бөлшектердің қалқып шығуы байқалады. Егер бөлшектер ағынының қозғалыстағы ламинарлы және Стокс заңына бағынса, гравитациялық өрісте бөлшектердің тұну (қалқып шығу) жылдамдығы келесі қатынаспен беріледі.

мұндағы: В – үйкеліс коэффициенті;  – бөлшек көлемі; g – еркін түсу үдеуі;  және – бөлшек пен дисперстік орта тығыздығы.

Сфералық бөлшектер үшін теңдеу келесі түрге келеді:



мұндағы: r – бөлшек радиусы;  – дисперстік орта тұтқырлығы.

Жүйенің седиментациялануға қабілеттігі седиментация константасымен анықталады:




Мұндағы: – бөлшектің салыстырмалы массасы (орта тығыздықты ескергенде; )

Сфералық бөлшектер үшін:



Центрден тепкіш өрісте седиментацияланған бөлшектердің жолы х уақыт  – мен бірге экспонента бойымен өседі (центрифуганың айналу саны тұрақты болғанда).

Бөлшектер сфералық болса, онда

;

мұндағы: – айналу орталығынан бөлшектің бастапқы ара қашықтағы;  – центрифуга роторының бұрыштық айналу жылдамдығы.

Жоғарыдағы қатынастар әр түрлі материалдардың дисперстігінің седиментациялық анализінде қолданылады.

Ультромикрогетерогенді жүйелер (зольдер) бөлшектері жылулық қозғалысқа қатысады, олар молекула – кинетикалық заңдарға бағынады.

Бөлшектердің орташа ығысуы мен диффузия коэффициентінің арасындағы байланысты Эйнштейн – Смолуховский заңы көрсетеді:



мұндағы:  – қозғалыстағы бөлшектердің ара қашықтығын өлшеу моменттері арасындағы уақыт.

Зольдерге диффузия коэффициентіне арналған Эйнштейн теңдеуі қолданылады. Егер сфералық бөлшектер болса,



Лиозольдер үшін Вант – Гоффтың осмостық заңы орындалады (әдетте, ерітіндіге қатысты):

мұндағы:  – осмостық қысым;  – зольдің көлем бірлігіндегі бөшектер саны, бөлшектік концентрация.

Аэрозольдер Клайперон – Менделеевтің газдық заңын пайдалануға болады:



мұндағы: п – аэрозольдегі бөлшектер саны.

Ультромикрогетерогенді жүйелер тұнғанда седиментацияға кері бағытта бөлшектердің диффузиясының қозғаушы күші болып табылатын концентрациялар градиенті туады.

Диффузиялық және седиментациялық ағындар теңескенде, диффузия – седиментациялық тепе – теңдік орнайды.

h биіктігінде бөлшектің концентрациясы



мұндағы: биіктігінде бөлшектер концентрациясы.

Седиментациялық термодинамикалық тұрақтылық өлшемі – биіктігі бойында дисперстік фаза концентрациясы е есе өзгереді:



неғұрлым үлкен болса, соғұрлым жүйе седиментацияға термодинамикалық тұрақты болады. Температура өскен сайын, бөлшектер размері, орта мен дисперстік фаза тығыздықтары азайған сайын тұрақтылық өзгереді.

Седиментацияға кинетикалық тұрақтылық өлшемі седиментация константасына кері шама:



Кинетикалық тұрақтылықты тұтқырлық, орта тығыздығы, бөлшектердің тығыздығы мен размерін өзгерту арқылы реттеп отыруға болады.
Мысал №1. ішінде гидрозоль бөлшектерінің орташа квадраттық ығысуы мен диффузиялық коэффициентін анықтаңыз. Бөлшектердің радиусы , тәжірибелік температура 293К, орта тұтқырлығы

Шығарылуы: Эйнштейн – Смолуховский заңын пайдаланамыз:

Диффузиялық коэффициентін Эйнштейн теңдеуі бойынша табамыз:



Мысал №2. 293К – де диффузиялық – седиментация тепе – теңдік орнағанда биіктікте алтын гидрозолі бөлшектерінің концентрациясы е есе өзгереді, бөлшектердің радиусын табыңыз. Алтын тығыздығы , су тығыздығы .

Шығарылуы: Диффузиялық – седиментация тепе – теңдік орнағанда бөлшектің биіктік бойынша тартылуы гипсометрлік теңдеумен өрнектеледі:

мұндағы: – бөлшек көлемі, сфералық бөлшектер үшін . Есеп шарты бойынша және . Олай болса,

Мысал №3. 30% – тік гидрозолінің 293К температурадағы осмостық қысымын есептеңіз. Бөлшектің меншікті беті . Гидрозоль бөлшектерінің тығыздығы , орта тығыздығы .

Шығарылуы: Дисперстік жүйелердің осмостық қысымы Вант – Гофф теңдеуімен есептеледі:

мұндағы: с – массалық концентрация, т – бір бөлшек массасы.

Дисперстік фазаның массалық концентрациясы:



Сфералық бөлшектер үшін . болғандықтан,

Сонда .
Осмостық қысым: .
Каталог: ebook -> umkd
umkd -> Мамандығына арналған Сұлтанмахмұттану ПӘнінің ОҚУ-Әдістемелік кешені
umkd -> Қазақстан Республикасының
umkd -> Қазақстан Республикасының
umkd -> Студенттерге арналған оқу әдістемелік кешені
umkd -> ПӘннің ОҚУ Әдістемелік кешені 5В011700 «Қазақ тілі мен әдебиеті» мамандығына арналған «Ұлы отан соғысы және соғыстан кейінгі жылдардағы қазақ әдебиетінің тарихы (1941-1960)» пәнінен ОҚытушыға арналған пән бағдарламасы
umkd -> «Балалар әдебиеті» пәніне арналған оқу-әдістемелік материалдар 2013 жылғы №3 басылым 5 в 050117 «Қазақ тілі мен әдебиеті»
umkd -> ПӘннің ОҚУ-Әдістемелік кешенінің
umkd -> 5 в 011700- Қазақ тілі мен әдебиеті
umkd -> 5 в 011700- Қазақ тілі мен әдебиеті
umkd -> «Филология: қазақ тілі» мамандығына арналған


Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   13   14   15   16   17   18   19   20   21




©engime.org 2020
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет