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

Тармақталған полимерлер ұзын тізбекті жанынан тармақталу бар, бірақ олар басты тізбекке қарағанда шамасы аз болады. Тармақталу негізгі тізбекпен бірдей болуы ( амилопектин) және әртүрлі болуы (дивинилакрилонитрил) мүмкін. Кеңістіктік немесе торлы полимерлер деп, көлденең байланыспен қосылған ұзын тізбектен тұратын полимерлерді айтамыз.

Торлы полимерлер сызықтық пен тармақталған полимерлерге қарағанда ерімейді, өте қатты және сынғыштық қасиеттері бар. Торлы полимерлер сатылы, паркетті, пластинкалы және үшөлшемді болып бөлінеді.

Этилен α – орынбасу полимерінде ( CH₂ - CHR)_n радикал – орынбасушылар әртүрлі орналасуы мүмкін. Мономерлер молекулалары α ,α – түрі бойынша қосыла алады ( басы басына) және ß, ß – ( соңы соңына) :

Немесе α,β- типі бойынша (басы аяғына)

Стереоретті полимерлер деп, барлық буындар мен орынбасарлары кеңістікте белгілі ретпен орналасқан полимерлерді айтады.

Жанынан тармақталудың геометриялық орналасуына қарай атактикалық, изотактикалық, синдиотактикалық полимерлер болып бөлінеді. Полимерлер ассиметриялық көміртегі атомы бір конфигулациялы болса изотактикалық деп аталады. Тізбекте ассиметриялық көміртегі атомы L- немесе D – конфигурациялары кезектесіп орналасса, ондай полимерлер синдиотактикалық деп аталады. Изотактикалық және синдиотактикалық полимерлер стереоретті полимерлерге жатады.
Негізгі түсініктер: жоғары молекулалы қосылыс, полимер, мономерлік буын, гомополимер, сополимер, аралас полимер, орташа сандық молекулалық масса

Өзін-өзі бақылау сұрақтары:

1. 
   Жоғары молекулалық қосылыстарды қолдану аймақтарың атаныз?
   
2. 
   Г. Штаудингердің макромолекулалық теориясының негізгі ережелері?
   
3. 
   Жоғары молекулалық қосылыстардың дамуы үшін қандай теориялар маңызды болады?
   
4. 
   Полимер құрылымы қандай параметрлермен сипатталады?
   
5. 
   Полимерлердің полидисперстілігінің және полифункциональдықтың себебі неде?
   
6. 
   Полимерлердің молекулалық массалары және молекулалық массалық таралуы немен сипатталады?
   

1. Семчиков Ю.Д. Высокомолекулярные соединения: Учебник для вузов. М.: Академия, 2003. - 368 б.

2.Киреев В.В. Высокомолекулярные соединения: Учебник для вузов. М.: Высш.школа, 1992. - 512 с.
1 зертханалық жұмыс

Тақырыбы «Дисперсті жүйелер. Зольдердің қасиеттері, алынуы. Дзета –потенциал және электрофорез жылдамдығын анықтау»

Мақсаты: Заттардың коллоидты күйі туралы түсініктері және дисперсті жүйелер жөніндегі негізгі ұғымды қалыптастыру.

Реактивтер мен құрал-жабдықтар: фильтрлеу қағазы, пробиркалар мен штативтер, реактивтер мен капельницалары бар штатив, 100 мл колбалар.

Теориялық түсінік:

Коллоидты жүйелер - дисперсті фаза бөлшектерінің мөлшері 10^-7 – 10^-5 см. болатын жүйелер. Оларға тән қасиеттер: мөлдір, жартылай өткізгіштен өтпейді, микро гетерогенді, яғни өте ұсақ, әр текті көп фазалы жүйе.

Зольдер - коллоидты жүйедегі дисперсті фаза бөлшектері қатты күйде, ал орта сұйық күйде болатын ерітінділер.

Дисперстік фаза мөлшеріне орай ірі және майда дисперсті жүйе болады. Егер бөлшектердің мөлшері 10^-3-10^-5см болса, оларды ірі дисперстік жүйе дейді. Оларғасуспензиялар (қ/с), эмулсиялар (с/с) және көбіктер жатады. Дисперсті фазаның бөлшектерінің мөлшері 10^-5-10^-7см болса, майда дисперстік жүйедейді. Оларды коллоид ерітінділер немесе зольдер дейді. Зольдерді диспергирлеу (майдалау) және конденсациялау /ұлғайту/ әдістерімен алады. Екі жағдайда да дисперстік фаза дисперстік ортада ерімеуі тиіс. Зольдің құрамында дисперстік фазаның бөлшектері үлкен агрегаттарға бірікпеуі үшін арнайы зат - стабилизатор қосады. Золь арқылы /суспензия мен эмульсия арқылы да/ сәуле өткізгенде жарқыраған конус байқалады. Оны Тиндаль конусы дейді. Бұл дисперсті жүйенің гетерогенділігін көрсетеді және дисперсті фаза бөлшектерінің сәулені шағылыстыруынан болады. Зольдің дисперстік фаза бөлшектерінің мөлшерлері өтекішілігіне /10^-5-10^-7см/ қарамастан, олардың құрылымы өте күрделі. Кальций карбонатының судағы золін мысал ретінде алайық. Ол үшін мына реакцияны пайдаланамыз:
СаСl₂ + Na₂CO ₃ => CaCО ₃ + 2NaCl (1)
Стабилизатор ретінде кальций хлоридін аламыз- оны артық мөлшерде қосамыз.
СаСl₂ →Са²⁺ + 2Сl^- (2)

Судағы ерімейтін кальций карбонаты,CaCО₃ молекулалары бір-біріне жабысып, болашақ бөлшек ядросын құра бастайды,алайда артық иондардың адсорбциясы нәтижесінде ядроның әрі қарай өсуі тоқтайды. Мынадай ереже есте қалу керек: кез келген қатты заттың бетіне кристалл торды толтыра алатын, яғни сол беттік қабатпен ортақ атомдық топтары бар иондар алдымен адсорбцияланады. Біздің мысалда беттік қабатқа Са²⁺ не CО₃^2- иондары адсорбцияланады , алайда артық мөлшерде тек Са²⁺ ионы бар. Сондықтан Са²⁺ ионы беттік қабатқа адсорбцияланады. Ядро бетіне адсорбцияланатын иондар потенциал көрсеткіш деп аталады. Потенциал- көрсеткіш иондар ядроға жақсы тартылады да, өзіне қарама- қарсы зарядты/ бізде - Сl^-/ тартылады, оларды қарсы иондар деп атайды. Қарсы иондардың біразы бетінде жақсы ұсталады, ал басқа бөлігі диффузия нәтижесінде диффузиялық қабатта орналасады .

ядро адсорбциялық қабаты диффузиялық қабаты

түйіршік(гранула)

мицелла

I. Тотықысыздану реакциялары

1. Металл күмісінің золі. Күміс тұзын танинмен металл күміске дейін тотықсыздандырады:

2AgNO₃+K₂CO₃→Ag₂O+2KNO₃+CO₂

3Ag₂O+C₇₆H₅₂O₄₆→6Ag+ C₇₆H₅₂O₄₆

20 мл суға 0,4 мл концентрациясы 1,7 масалық үлесі %, AgNO₃ ерітіндісін қосып,мұқият араластырып 4-5 тамшы концентрациясы 1 масс, үлесі %, танин ерітіндісін қатты шайқап қосады,содан соң 1-2 ташы концентрациясы 1 масс. үлесі % K₂CO₃ ерітіндісін қосады.Танин мөлшері жеткіліксіз жағдайда золь түсі қызғылт-сары түске ие болады.

2. Марганец диоксидінің золі. Марганец тұзын аммиакпен тотықсыздандырады.

2KMnO₄+2NH₃*H₂O→MnO₂+2KOH+N₂+4H₂O

50 мл суға концентрациясы 5 масс. үлесі,%, 1мл ерітіндісін қосып қайнағанша қыздырады, сорғыш шкаф астында 0,5 мл порциялап 2,5 мл коцентрлі аммиак ерітіндісін қосады.Әрбір аммиак порциясын қосқаннан кейін қоспаны араластырып, қайта қайнатады.Қызыл-қоңыр түсті золь түзіледі.

3. Марганец диоксидінің золі.Марганец тұзын натрий тиосульфатымен тотықсыздандыру.

2KMnO₄+Na₂S₂O₃+4H₂O→2MnO₂+ 3Na₂S₄O₆+KOH+6NaOH

Сыйымдылығы 5 мл колбаға 1 мл концентрациясы 5 масс. үлесі,% KMnO₄ және 13 мл су құйып, тамшылыап(5-6 тамшыдан ) концентрациясы 2 масс. үлесі,% Na₂S₂O₃, ерітіндісін араластыра отырып қосады.Қою-қызыл түсті золь түзіледі.

II. Алмасу реакциялары

4.Калий гексанцианферрат (II)-темір (III) берлин лазурі золі

20 мл суға 2-3 тамшы суықта сүылтылыған FeCl₃ ерітіндісн қосады.Содан кейін 1 тамшы концентрацисы 4 масс. үлесі,% K₄[Fe(CN)₆] ерітіндісн аралсатыра отырып қосады.Көк-жасыл түсті золь түзіледі.

5.Күміс иодид золі.Егер ерітінділерді басқа кезекпен араластырса,басқа зарядты бөлшектер түзіледі. 50 мл суға 5 мл коцентрациясы 1,7 масс. үлесі,% Kl ерітіндісн,содан араластыра отырып коцентрациясы 1,7 масс. үлесі,% AgNO₃ерітіндісін қосады.Көгілдір түсті золь түзіледі.

III. Гидролиз рекциялары.

Темір гидроксид золі.

FeCl₃+H₂O →Fe(OH)₃+3HCl

6. 50 мл қайнаған суға 1-2 тамшы .Қызыл түсті золь түзіледі.

7.Күкірттің судағы золі. Пробикада 2 мл суға араластыра отырып бірнеше тамшы күкірттің ацетондағы қаныққан ерітіндісін қосады.

8.Конифолдың судағы золі.Пробиркада 2 мл суға араластыра отырып 1-2 тамшы концентрациясы 5 масс. үлесі,% конифолдың ацетондағы ерітіндісін қосады.

Те о р и я л ы қ т ү с і н і к.

Тура май-су (м/с) және кері су-май (с/м) эмульсиялар болады.

Ж ұ м ы с т ы о р ы н д а у б а р ы с ы.

Су-май типті шекті концентрирленген эмульсия алу. Ол үшін сыйымдылығы 100 мл құрғақ шыны цилиндрге пипеткамен 0,5-1,0 мл органикалық сұйықтықтағы гидрофобты эмульгатор (мысалы, Т-2), кейін дисперсионды жүйе түзетін ерітіндісін құяды. Цилиндр биіктігінен ұзын спираль араластырғышты эмульгатор ерітіндісіне салады.

Эмульгирлеу эмульгаторға бюреткадан 1 тамшы диспергирленетін сұйықтық (су) қосқаннан кейін басталады. Қоспаны араластырғышпен айналдыра отырып біртекті эмульсия түзілгенше цилиндр түбінде араластырады.

Сондай жолмен тағы бірнеше тамшы су диспергирлейді. Эмульсия көлемі ұлғайған сайын араластырғышты айналдыра отырып араластырудан цилиндр осінің бойымен араластыруға көшеді. Спиральді эмульсиядан шығармай, және цилиндр қабырғасында эмульсия қалмайтындай араластыру қажет. Судың әрбір келесі тамшысын, тек алдынғы тамшы толық диспергирленгеннен кейін қосады. Суды көлемі 0,5 мл соңғы порция эмульгирлену мен қабаттасуды тоқтатқанша қосады. Диспергирленетін сұйықтық (су) көлемін алынған эмульгатор ерітіндісінің көлемі бойынша өлшейді.

Май-су типті шекті концентрирленген эмульсияны электр араластырғышы көмегімен алу, сыйымдылығы 100 мл шыны цилиндрге микропипеткамен конц. 5 мас. үлес,% , натрий олеатын 0,5-1,5 мл сулы ерітіндісін құяды. Бұл ерітінді эмульсияның дисперсионды ортасы қызметін атқарады. Араластырғышты цилиндр түбіне дейін түсіріп, оның оңай айнала алатынын тексереді. Моторды қосып, бюреткадан дисперсты фаза түзетін диспергирленетін ерітіндісі (керосин, гептан немесе толуол) тамшылап қосады. Араластырғыштың айналым саны диспергирленетін ерітіндінің қосылу жылдамдығына сәйкес болу керек, соңғысы эмульгирленетін үлгеретіндей. Шекті концентрирленген эмульсияның түзілуін үлкен тамшылар және прожилкалы дисперсионды фаза қызметін атқаратын, ерітінді түзілуінен байқалады.

Алынған эмульсия типін дәлелдеу үшін стаканға 3-5 мл эмульсия енгізіп, оны 2 есе артық мөлшерде сумен сұйылтады. Екінші сондай порцияны органикалық ерітіндімен (маймен) сұйылтады. Сұйылтатын ерітіндіні бюреткадан баяу айнала аралстыра отырып қосады. Егер эмульсия май-су типіне жатса, ол жақсы сұйылады, және керісінше, су-май эмульсиясы органикалық ерітіндімен оңай араласады.

Эмульсия фазаларының айналуы бойынша тәжірибе жүргізеді. Пробиркаға 2 мл керосин немесе судан III бояғышымен боялған гептан құяды, оған сондай мөлшерде су қосып, сілкиді. Эмульсия тұрақсыз және тез еритіндігіне көз жеткізеді. Конц. 10 мас. үлес,% , 0,5 мл натрий олеаты ерітіндісін қосып, сілкиді. Эмульсия тұрақтылығына көз жеткізеді. Эмульсия тамшысын заттық шыныға тамызып, микроскоп астында қарайды.

Фаза түсі бойынша эмульсия типін анықтайды. содан соң конц. 5 мас. үлес,%, 1 мл NACl ерітіндісін және 3 мл көмірсутек қосады да, қоспаны сілкиді. Эмульсия тамшысын микроскоп астында қарап, фазалар айналуы жүргендігіне көз жеткізеді.

Э к с п е р и м е н т н ә т и ж е л е р і н ө ң д е у

1-сурет. АgNO₃ артық алынғандағы AgI мицелласының түзілуі

1.Жабындысы бар цилиндрге шамамен 50 мл су, 10 мл бензол құяды. Жақсы араластырып, біраз қойып қояды. Эмульсия түзілмейді, тек қабаттарға бөлінуі байқалады. Сосын 10 мл 2%-тік сабын ерітіндісін қосады және жақсылап шайқайды, нәтижесінде бензолдың эмульсиясы түзіледі.

2.Таразыда 4-5 г бура өлшейді және оны дистиллденген судың 95 мл көлемінде қыздырып ерітеді. Алынған ерітіндіні пробкасымен өлшегіш цилиндрге құяды, оған 2-3 мл өсімдік майын қосады және қатты шайқайды. Нәтижесінде тұрақты эмульсия түзіледі.
№ 3 зертханалық жұмыс

Тақырыбы: «Суспензияларды алып, қасиеттерін зерттеу. Көбік алу және оның тұрақтылығын зерттеу»

Жұмыстың мақсаты: суспензияларды және көбіктердің қасиеттерін зерттеу.

Теориялық кіріспе:

Суспензия – қатты дисперстік фазаның сұйық дисперстік ортада таралған микрогетерогенді система. Ондағы қатты бөлшектердің өлшемі 0,1мкм < r < 10мкм. Егер бөлшектердің дисперстік дәрежесі төмен болса, онда оның радиусы үлкейіп, тұрақтылығы төмендейді де, тез тұнбаға шөгеді. Суспензиялардың дисперстілігін микроскоп, электронды микроскоп сияқты оптикалық немесе седиментациялық анализ көмегімен анықтауға болады. Суспензиялар да коллоидты ерітінділер сияқты конденсациялық немесе дисперсиялық тәсіл арқылы алынады. Осы процесс кезінде алынатын бөлшекті дисперстілік дәрежесі қажетті шекте болатындай етіп жүргізеді. Сондай-ақ, суспензиялар да коллоидты ерітінділер тәрізді өзінен өтетін жарықты шашыратады және жұтады, осы тұста ескертетін жай, жарық өткен коллоидтыт ерітінді мөлдір болып көрінеді. Оның электрокинетикалық қасиеттері коллоидты ерітіндінікіне ұқсас келеді. Сол секілді суспензиядағы бөлшектердің дзета-потенциалы зольдегімен шамалас. Егер суспензияға электролит енгізсе, онда оның ұю құбылысы байқалады. Кейбір жағдайда суспензияға беттік активті заттар немесе жоғары молекулалық қосылыстарды қосу арқылы оны тұрақтандыруға болады. Мұнда тиксотропия құбылысы коллоидты ерітіндідегіден артық.

Суспензиялардың табиғаттағы алар орны ерекше. Айталық, геологиядағы және жер қыртысындағы көптеген процестер суспензия құбылысымен байланысты: седиментациялық құбылыс салдарынан таутастан түрлі жыныстардың пайда болуы, өзен сулары арнасынан асқанда олар өзімен бірге көптеген сазды балшық пен құмды, қоқысты сыртқа шығарады және олар қоюлана келіп, қатты денеге айналады. Сол сияқты суспензиялар техникада да үлкен роль атқарады. Мысалы, табиғи не синтетикалық каучуктен резина алу үшін әуелі күкірттің каучуктегі суспензиясын дайындау керек; түрлі құрылыс және баспа бояулары олифа майында не органикалық еріткіштерде тұрақталған суспензия. Ал құрылыста жиі қолданылатын цемент пен ізбестің судағы «ерітінділері» де суспензия; саз балшықтың судағы суспензиясы керамика өңдірісінің негізгі шикізаты.

Көбіктер – дисперстік фазасы газ, ал дисперстік ортасы сұйық болса сұйық көбік, ал дисперстік ортасы қатты зат болса, қатты көбік деп аталатын дисперстік системалар.

Сұйық көбікті сұйық құйылған және ауасы бар ыдысты шайқап алады. Осы кезде сұйық ұсақталып, ауамен араласа келіп, көбік құрайды. Сондай-ақ сұйық арқылы ауаны үрлегенде де көбік пайда болады. Бұл әдіс флотацияда жиі қолданылады. Көбіктерді конденсациялық тәсілмен де алуға болады. Кейде химиялық реакция кезінде газ бөлінеді де, ол газды фаза құрайды. Мысалы, өрт сөндіргіштегі сұйық көбік химиялық реакцияға негізделген:

NaHCO₃ + HCl = NaCl + H₂O + CO₂ (62)

Мұндағы су мен көмірқышқыл газы сұйық көбікті түзеді. Ондағы су – дисперстік ортада, көміртек (IV) оксиді – дисперстік фаза.

Әдетте таза сұйықтағы көбіктер көпке төзбейді және олар тез жарылып немесе біріге келіп жойылады. Көбіктерді тұрақтандыру мақсатымен сұйыққа белок, танид сияқты жоғары молекулалық қосылыстарды қосады, олар газ - сұйық жанасу шегіндегі бетке адсорбцияланып, берік қабат құрастырады. Көбіктерді беттік активті заттарды пайдаланып та тұрақтандыруға болады. Олар газ - сұйық жанасу шегінде бағыттала адсорбцияланып, берік қабықша түзеді. Көбікті тұрақтандырушы заттарды көбік тудырушылар деп атайды.

Өмірдегі, өңдірістегі көбіктердің қолданылмалық мәні ерекше, атап айтқанда, минералды майды пайдаланып жүргізген флотациядан гөрі көбікті қолдану әрі тиімді, әрі арзан. Ұнтақталған кенді минералды майды пайдаланып флотациялағанда, оларды суға салып, шамалы ғана флотореагент – эмульгаторды қосып араластырады. Осы кезде түрлі силикаттар мен карбонаттар секілді керексіз өнімдер гидрофилді реагент ретінде тұнбаға шөгеді. Ондағы металл сульфидтері тәрізді құнды өнімдер өзіне флотореагентті адсорбциялап, гидрофобты сипатта болады. Мұның нәтижесінде пайдалы өнім сұйық бетіне көтеріледі.

Көбікті флотация кезінде ұнтақталған кенді сумен және көбік тудырушы заттармен араластырады. Су құнды өнім бетінде адсорбцияланған кезде оған гидрофобты сипат бере алатындай флотореагентті қосады. Енді осы гидрофобты бөлшектер көбікке жабысып, жоғары көтеріледі. Флотация жүргізілетін астаудың төменгі жағында орналасқан трубаның майда тесігінен қысылған ауа жіберіледі. Осы кезде пайда болатын көпіршіктер қажетті өнімді өзіне жабыстырып жоғары көтереді, керексіздер тұнбаға шөгеді.

Сол сияқты көбіктер тамақ өнеркәсібінде де кең қолданылады. Мысалы, қант шырынын диффузиялық әдіспен тазалағанда, сұйық көбік қолданылады. Олар түрлі кондитерлік кремдер мен зефирлерді, сүт және шырын коктейльдерін әзірлегенде де пайдаланылады.

Көбіктің пайда болуы кейбір процестер үшін зиянды. Технологиялық процестер кезінде пайда болатын мұндай сұйық көбіктерді жоюға тура келеді. Көбік сөндіргіштер, көбінесе, көбікті тұрақтандырғышпен әрекеттесіп, көбікті сөндіреді немесе көбік тұрақтандырғыштарды реагентті ортадан ығыстырады.

Қатты көбіктер. Қатты көбіктерде дисперсті фаза газ, ал дисперстік орта қатты дене болады. Оларға көбікті шыны, көбікті бетон, көбікті пластмасса сияқтылар жатады. Олардың бәрі дерлік массасының жеңілдігімен, дыбыс және жылу өткізбейтіндігімен сипатталады. Сондықтан да қатты көбіктер құрылыста, тоңазытқыш құрастыруда жиі қолданылады.

Көбіктің дисперстілігі - бұл көпіршіктің өлшемі. Дисперстіліктен микробиологиялық және химиялық өндірістегі көптеген технологиялық процестердің жылдамдығы, өрт сөндіру кезіндегі эффектілік, балқытылған пластмассаның сапасы, тәттінің және балмұздақтың дәмі тәуелді болады. Көбіктің дисперстілігін анықтау үшін сұйық азотты қатырады, лазерлі сәулемен өлшейді және нәтижелерін ЭВМ-да өңдейді.

Көбіктің тұрақтылығы - бұзылуға дейінгі көбіктің бар екенін сипаттайды. Көбікті алудың әдісі мен уақытына, көбік түзуші мен сұйық фазаның табиғатына, тұрақтылығына температура әсер етеді. Сұйық жұқа қабатты көбіктер ұзаққа шыдамайды.

Эксперименттің әдістемесі:

Реактивтер мен құралдар: 50-100мл тығындысы бар өлшегіш цилиндр, 50мл химиялық стақан, 15-20мм диаметрі барплатина немесе мыс сымы, сұйық сабын.

Жұмыстың барысы:

Көбік алу

Өлшегіш цилиндрге 100 мл дистилденген су және 1 мл сұйық сабын құяды. Қоспаны 15-20 сек қатты шайқайды. Көбіктің көлемін бақылайды және секундомер арқылы көбіктің уақыт барысында өзгеруін анықтайды. Осы тәжірибе 3 рет қайталанады: ертінді 2,4,8 есе сұйытылады. Нәтижесінде кесте және график түрінде көрсетіледі.

Коллоидты ерітінділер дисперстілік дәрежесі бойынша ірі дисперсті жүйелер мен нағыз ерітінділер аралығындағы аралық күйде болатындықтан, Cведберг оларды алуды екі әдіске жіктеді: 1) Ұнтақтау немесе диспергация (латынша dispegere – себу, шашу); 2) Молекулаларды ірілендіру (агрегация) немесе конденсациялық әдіс (латынша aggregare – қосу, біріктіру). Сондай-ақ пептизация және өздігінен диспергация әдісімен де алуға болады. Пептизация дегеніміз коагуляция кезінде түзілген тұнбаларды коллоидты ерітіндіге өткізу. Дисперсті фазаның дисперсті ортада өздігінен диспергациялануы арқылы да кейбір жағдайларда коллоидты ерітінділер түзілуі мүмкін. Коллоидтық жүйелерді алудың басты екі шарты:

Зертханалық практикада және техникада кеңінен таралған коллоидты жүйелерді алу әдістерінің бірі еріткішті ауыстыру әдісі. Ол зат ерігіш күйден ерімейтін немесе аз еритін күйге дейін ауысатындай етіп ортаны ауыстыруға негізделген. Бұл әдіс берілген заттың бастапқыда болған коллоидтық емес күйден коллоидты күйге ауысуына негізделген. Мұндай әдісті жалпы түрде физикалық конденсация әдісі деп атайды.

Зольдерді алудың жиі қолданылатын әдістерінің екінші тобына нәтижесінде ерімейтін немесе қиын еритін заттар түзілетін ерітіндідегі химиялық реакцияны жүргізуге негізделген әдістер жатады. Мұндай әдістер химиялық конденсация әдісі деп аталады.

Коллоидты жүйелерді алудың конденсациялық әдісінде үш әдісті біріктіріп қарастыруға болады: 1) ұшқыш заттар молекулаларының неғұрлым ірі бөлшектер түзу конденсациясы; 2) зат ерігіш күйден ерімейтін немесе аз еритін күйге ауысатындай етіп ортаны ауыстыру; 3) қиын еритін заттар түзе отырып ерітіндіде химиялық реакция жүргізу.

Конденсация кезінде үнемі сақталатын жағдайлар төмендегідей:

1) дисперстік ортада дисперстік фаза түзетін заттардың ерігіштігінің төмендігі; 2) жүйенің кинетикалық тұрақтылығы сақталатындай, яғни конденсация дисперстіліктің коллоидтық дәрежесінде тоқтайтындай дисперстілік дәрежесін таңдау; 3) алынған бөлшектердің тұрақты болатындай бөлшектер мен орта әрекеттесуін қамтамасыз ету.

Пептизация әдісі. Іс жүзінде суда ерімейтін көптеген тұнбалар кейбір заттар әсерінен коллоидты ерітіндіге айналады. Ақуыздардың пептин әсерінен еруін пептизацияға сырттай ұқсатып, осы терминді алғаш Грэм енгізді. Пептизация тұнбаны шаю кезінде немесе арнайы заттар – пептизаторлар қосу кезінде жүреді. Бұл кезде тұнбадан коагуляциялаушы иондар кетіріледі немесе иондар тұнбаның коллоидты бөлшектерінің бетіне адсорбцияланады. Бұл қос электр қабатының түзілуіне немесе коллоидты бөлшектердің айналасында сольватты қабаттың пайда болуына әкеледі. Түзілген қабат бөлшектер арасындағы жабысу күшін әлсіретеді. Осылайша босаған бөлшектер жылулық қозғалыс есебінен сұйықтық көлеміне еркін таралады. Яғни, пептизация коагуляция процесіне кері процесс деп айтуға да болады.Пептизацияға рекристаллизация және ескіру процестері кедергі келтіреді. Тұнбаны пептизациялап лиозоль алу үшін бөлшектің барлық беті адсорбцияланған пептизатормен қапталуы шарт емес. Мысалы Фаянс күміс бромидінің тұрақты золі түзілу үшін оның бөлшектерінің бетін пептизатор ретінде қосылған бромид ионы бар электролит тек ¼ не 1/10 бөлігін қаптаса жеткілікті екенін анықтады. Алайда пептизатор мөлшеріне алынған зольдегі бөлшектер дисперстілігі тәуелді: пептизатордың аз мөлшері қосылса бірнеше біріншілей бөлшектерден тұратын жоғары ретті бөлшектер, ал пептизатордың көп мөлшері қосылса жекелеген біріншілей бөлшектер түзіледі. Жүйені араластыру және температурасын көтеру пептизация жылдамдығын арттырады.Пептизация кезінде пептизацияланған зат мөлшері, алынған тұнба және пептизатор арасында белгілі бір тәуелділік байқалады. Бұл тәуелділікті Во. Оствальд және Бузаг зерттеген. Ол тұнба ережесі деп аталады. Пептизация тікелей және жанама деп екіге бөлінеді. Егер түйіршік бетіне оларды ажыратпас (бөлмес) бұрын қосылған пептизатор (дәлірек айтсақ, оның иондары) адсорбцияланса, ол тікелей пептизация деп, ал түйіршік бетіне пептизатордың дисперсті фаза заттарымен әрекеттесуінің нәтижесінде алынған өнімі (дәлірек айтсақ, тағы да алынған пептизатор иондары) адсорбцияланса, ол жанама пептизация деп аталады.

Эксперименттің әдістемесі:

1. 
   Адсорбционды пептизация
   

1. 
   Темір фосфаты золі
   

10 мл суға 20 тамшы қаныққан FeCl₃ және 10 тамшы 2 масс. үлес,% , CH₃COONa ерітіндісін қосады. Бұл ерітіндіге араластыра отырып, конц. 10 масс. үлес, %, Na₂HPO₄ ерітіндісін тамшылап қосады (темір фосфатынан ерімейтін үгінділер түзілгенше) жасайтын ақшыл золь түзіледі. Тұнба әрекеттеспеген FeCl₃ әсерінен пептизацияланады.

2. 
   Алюминий фосфаты золі
   

10 мл суға 20 тамшы конц. 20 масс. үлес, %, AlCl₃ және 10 тамшы конц 2 масс. үлес, %, CH₃COONa ерітінділерін қосады. Алынған ерітіндіге конц. 10 масс. үлес, %, Na₂HPO₄ ерітінді тамшылап, түзілетін AlPO₄ қиын ерігенше қосады. Пеетизатор- AlCl₃ артық мөлшері.

3. 
   Темір молибдаты золі
   

20 мл суға 20 тамшы 2 масс. үлес, %, (NH₄)₂MoO₄ ерітіндісін қосады, 1-2 тамшы конц. 1/5 қаныққан FeCl₃ ерітіндісін қосады. Түсетін темір молибдаты ерітіндіде болатын (NH₄)₂MoO₄ артық мөлшерінен пептизациясы.

4. 
   Берлин лазурі золі
   

2. 
   Тұнбалы электролитпен шаю арқылы пептизация
   

5. 
   Мыс (III) гексацианоферрат золі. Фарфор табақшада 10 тамшы конц. 20 масс. үлес, %, K₄[Fe(CN)₆] пен конц. 10 масс. үлес, %, Cu(NO₃)₂ ертінділерін қосып, Cu₂[Fe(CN)₆] тұнбасын алу. Тұнбаны қағаз фильтрге көшіріп, сумен шаяды. Фильтраттың алғашқы порциялары түссіз, кейін жасыл-қою қызыл золь пайда болады. ДИС реакцияға түспеген Cu(NO₃)₂ артық мөлшерінен түзіледі.
   

3. 
   Диссолюционды пептизация (коллоид бөлшектердің беттік еруі)
   

6. 
   Темір гидроксидінінің золі. Темір гидроксиді тұнбасын темір тұзына аммиакпен әсер ету арқылы алады. Ол үшін FeCl₃ сұйытылған ерітіндісінің 15 тамшысын сумен 10 мл-ге дейін сұйылтады, содан кейін араластыра отырып, тамшылап Fe³⁺ иондары тұнғанша конйентрирленген аммиак ерітіндісін қосады. Тұнбаны аммиак иісі толық жойылғанша бірнеше рет сумен декантациялайды. Алынған тұнбаны 2 тең бөлікке бөліп, пробиркаларға көшіреді.
   

1. 
   Бір пробиркадағы тұнбаға 10 мл конц. 0,05 моль/л НCl ерітіндісін қосып, араластырады. Тұнба толық еріп, темір хлориді (сары түсті ерітінді) түзіледі.
   
2. 
   Екінші Fe(ОН)₃ тұнбасы бар пробиркаға 10 мл конц. 0,02 моль/л НCl ертіндісін қосып араластырады ( 2 мл конц. 0,02 моль/л НCl ертіндісін сумен 10 мл-ге дейін сұйылтады).
   

Екі пробиркадағы ерітіндін салыстырып, алынған ерітіндінің бірінің коллоидтық табиғатын, теориялық нұсқауда көрсетілгендей, Тиндаль конусының бар болуымен дәлелдейді.

Золь алу әдісі мен реакция химизімін анализдеу жолымен зольдің коллоидты бөлшектерінің зарядын анықтайды. Зарядтың дұрыс анықталғандығын электрофарез әдісімен дәлелдейді. Ол үшін V-пішінді түтікке золь енгізіп, түтіктің екі жағына электрод батырады. Электродтарды тұрақты тоқ көзіне қосады. 5-10 минуттан кейін тоқты өшіреді. Коллоидты бөлшектермен аттас зарядталған электродта, ашық түсті аймақ байқалады.

Капилярлы анализ жүргізу үшін кішкентай стакандарға 5-10 мл-ден түсті зольдер ( темір гидроксиді) құяды да, оған вертикаль фильтр қағазының жолақтарын (10×100мм) батырады. Фильтр жолақтарының жоғарғы ұшын штативке бекітілген ағаш планкаға қыстырады (кнопкамен) немесе ұшынан 1 см қашықтыққа бүгіп, жіпке іледі. Жолақтар стакан қабырғалармен жанаспау керек. 5 минуттан кейін судың және зольдің боялған бөлшектердің көтерілу биіктігін анықтайды.

Тәжірибе нәтижелерін өңдеу.

Барлық зольдер үшін алу жолын және процесс химизімін көрсетеді, мицелла формуласын құрастырады, золь түсін көрсетіп, оның коллоидты табиғаты мен бөлшектер зарядын дәлелдейді.

400 мл дистилденген суды қайнағанша қыздырады да, 20 мл алдын-ала дайындалған 2%-ті FeC ерітіндісін қосады. Бірнеше минут қайнағаннан кейін темір тотығының гидратының қызыл-қоңыр түсті золі алынады.

1. 10 пробиркаға 10 мл-ден суытылған зольді құйып бюреткадан бірінші пробиркаға 0,002 н Nерітіндісінен 0,5 мл қосамыз. Әрбір келесі пробиркаға алдыңғы пробиркаға қарағанда 0,5 мл-ден артық қосады. Темір тотығының гидратының бөлшектері оң зарядталған, сондықтан мұнда коагуляцияланатын иондар анион болып табылады. Кейбір пробиркаларда лайлану байқалады. Нәтижесін кестеге толтырамыз:

Лайланса «+» деп, лайланбаса «-» деп белгілейді. Сосын мына формула бойынша коагуляцияның ұйыту қабілетін есептейді.

С=с·ν·100

мұндағы: с-ерітіндінің молярлық концентрациясы

ν-қосылған электролиттің мөлшері(мл).

2. 10 пробиркадағы желатиннің қорғау санын анықтау.

1. 
   Полиамфолиттер деген не?
   
2. 
   Полиамфолиттегі молекула түрі мен пошымына ерітінді рН әсері қандай?
   
3. 
   Полиэлектролиттердің изоэлектрлік нүктесі деген не?
   
4. 
   Үлкен молекула пошымының өзгерісі полиамфолит ерітінділеріндегі тұтқырлыққа және жарық шашыратуға калай әсер етеді? Алынған қисықтардың мағынасын түсіндіріндер.
   

Реті	Ерітінді рН	Ертіндінің ағу уақыты, τ,сек	η0= τ : τ0
1
2
3
4
5
6
7
8

Реактивтер: желатиннің бір процентті ерітіндісі, 0,1 Н тұз қышқылы, 0,1 Н натрий гидроксиді, таза-дистилді су.