дәріс. Дисперстік жүйелердің тұрақтылығы, коагуляция, флокуляция үдерістері

1. 
   Коагуляция және тұрақтылық теориялары.
   
2. 
   Коагуляция туғызатын факторлар
   
3. 
   Флокуляция үдерісі туралы түсінік
   

Жоспары:
1.Беттік активті заттарға (БАЗ) жалпы сипаттама және классификациясы

3. Қатты зольдер 

4. Көбіктер
12-дәріс. Жоғарғы молекулалы қосылыстар және олардың ерітінділері
Мақсаты: ЖМҚ негізгі түсініктері мен анықтамаларына тоқталып, полимерлердің тірі табиғаттағы маңызы мен өндірістік материал ретіндегі мәнін түсіндіру. 
Жоспар

1. ЖМҚ химиясының пәні және міндеттері.

2. Жоғары молекулалық қосылыстардың маңыздылығы.

3. ЖМҚ химиясының даму этаптары.

4. ЖМҚ химиясының негізгі ұғымдары және анықтамалары.

5.Полимерлердің молекулалық-массалық таралуы. Полимерлердің молекулалық массалары.

6. ЖМҚ құрылымы және формасы. 

1. Жоғары молекулалық қосылыстар атауы төмен молекулалық заттардан айрықшаланатын, молекулалық массасы сирек түрде бірнеше жүзге жететін, молекулалық массасы үлкен заттардан шыққан. Қазіргі уақытта молекулалық массасы 5000 – нан асатын және бірнеше миллионға жететін заттарды ЖМҚ- ға жатқызады. ЖМҚ химиясы молекуласы бірнеше жүз атомдардан тұратын химиялық заттарды зерттейді. ЖМҚ молекулаларын макромолекула деп, ал ЖМҚ химиясын – макромолекула химиясы немесе макромолекулалық химия деп атайды. ЖМҚ –ның негізгі міндеті молекуладағы химиялық байланыстағы атомдар санының көптігінен туындаған ерекшеліктердің жалпы заңдылықтарын, химиялық ұғымдары мен әдістерін оқу болып табылады. 

2. Органикалық жоғары молекулалық қосылыстар тірі табиғаттың негізі болып табылады. Өсімдіктердің құрамына кіретін, маңызды қосылыстар – полисахаридтер, лигнин, ақуыздар, пектиндік заттардың барлығы жоғары молекулалы. Торф, сұр көмір, тас көмірлерде өсімдіктер ұлпаларының геологиялық өзгерісінің өнімдері – целллоза мен лигнин бар. Жануарлар әлемінің негізі болып жоғары молекулалық қосылыс – ақуыз табылады. Бұлшықеттер, бекіткіш ұлпалар, ми, қан, тері, шаш, жүн жоғары молекулалық ақуыз заттарды құрайды.

Адамзат өзінің қажеттілігін қанағаттандыру үшін жоғары молекулалы материалдар жасайды және қолданады. ЖМҚ беріктігі жоғары, иілгіш, қатты болатын көптеген құрастырушы материалдардың негізгі құрамды бөлігі болып табылады және мұндай қасиеті жағынан ЖМҚ- мен тек металдар ғана бәсекелесе алады.

3. Табиғи ЖМҚ бұрыннан белгілі екендігіне қарамастан, ЖМҚ химиясы өзіндік ғылым ретінде тек «классикалық» органикалық химия дамудың жоғарғы сатысына жеткеннен кейін, XX ғасырдың 20 – шы жылдарында ғана дами бастады. Классикалық химия негізінде ЖМҚ қасиеттерін сипаттаудағы алғашқы қадам ЖМҚ – ның кейбір ерітінділерінің қасиеттері коллоидтық жүйенің қасиеттеріне жақын болғандықтан ЖМҚ –ның құрылымдық коллоидтық теориясына әкелді.

ЖМҚ химиясының дамуында К.Мейер мен Г.Марктің мицелл теориясы және Г.Штаудингердің макромолекулалық теориясы зор мәнге ие.

19 ғасырдың аяғында басталған органикалық синтездің дамуы және синтетикалық өнімдер мен мономерлердің көптеген мөлшерін алу әр түрлі ЖМҚ - ны синтездеуге жол ашты. Табиғи және синтетикалық ЖМҚ қасиеттері мен құрылымы жалпыландырылды. Полимерлер мол. массасы он және жүз мыңдық ұзын жіп тәрізді молекулалардан тұратыны көрсетілді. Г.Марк, Е.Гут, В.Кун, П.П.Кобеко, А.ПАлександрова, Я.И.Френкель, В.А.Каргин, С.Банна, С.Н Журковтың жұмыстары негізінде қазіргі заманға сай ЖМҚ құрылымы туралы көзқарас қалыптасты, онда ЖМҚ формасын өзгертуге қабілетті иілгіш жіп тәрізді ұзын молекуладан тұрады делінген. Молекулалар арасындағы байланыс молекулааралық өзара әсерлесудің физикалық күшінен туындайды. Барлық полимерлер физикалық құрылымы бойынша біртекті емес. Кристалданатын полимерлер екіфазалы және кристалды, аморфты ортасы бар. Аморфты полимерлер бір фазалы, бірақ бұл полимерлерде, В.Каргиннің болжауларына сәйкес, реттілік ортасы бар (қорап деп аталатын). 
4. Мономерлік буын деп аталатын белгілі құрамда қайталанып отыратын буындардан құрылған макромолекулалардың қосылысы полимер деп аталады. Бірдей мономерлерден құрылған ЖМҚ гомополимерлер деп аталады. Тізбегі әртүрлі звенолардан тұратын полимерлік қосылыстар сополимер немесе аралас полимер деп аталады.

« ЖМҚ » терминін оның молекулалық массасының үлкендігін көрсету үшін қолданады, бірақ молекулалық массасы үлкен жай органикалық заттарды мысалы, гемин, хлороформ, каротинді полимер деп атауға болмайды, олар полимер болып саналмайды. ЖМҚ – ның ТМҚ – дан негізгі айырмашылықтары:

ЖМҚ – ның басты айырмашылықтарының бірі, олардың полидисперстілігі, яғни полимерді құрайтын мономерлік бірліктердің саны бірдей емес. Бір фракцияда полимерлік тізбек 80, 180, 200 және т.б. звенолардан тұруы мүмкін. 

5. Кез келген полимер молекулалық массасының шамасына біртекті емес немесе полимолекулалы. Полимердің М.М. анықтау үшін M = mP теңдеуі қолданылады, мұндағы m – элементарлы звеноның молекулалық массасы, Р – полимерлену дәрежесі немесе полидисперстілік – тізбектегі звено саны полимерлену дәрежесі деп аталады. Полимерлер әртүрлі молекулалық массадағы макромолекула қоспасынан тұратындықтан, оларды М.М.- ның орташа мәндерімен сипаттайды. Ортасаңдық, орташамассалық, орташаседиментациялық және басқа да М.М. анықтау әдістері бар.

Mn–орташасаңдық молекулалық масса полимердің жалпы массасының макромолекуланың жалпы санына қатынасымен анықталады: , немесе , мұндағы ni– саң мәні, Fni – Mi молекулалық массалы макромолекуланың сандық үлесі. Тәжірибеде Мn осмометрия, криоскопия, эбулиоскопия әдісімен анықтайды және макромолекуланың соңғы топтарды анықтау әдісімен анықтайды.

Орташамассалық М.М. – немесе – қоспадағы әрбір фракцияның массалық үлесін есептейді: , немесе , мұндағы qi=niMi – масса, ал Fωi – Mi молекулалық массалы макромолекулалардың массалық үлесі. Тәжірибеде – жарықшашырау әдісімен анықтайды.

ММТ қисығы бойынша полимердің алыну механизмін анықтайды. ММТ негізгі сипаттамасы шыңның орналасуы және қисықтың ені болып табылады. ММТ құрастырғанда ордината осінде фракция үлесін, ал абсцисса осінде полимердің ММ енгізеді. ММТ негізгі сипаты қисықтың шыңңың биіктігі және қисықтың ені болады. Қисық ені жалпақ болған сайын, соғұрлым полимер полимолекулярлы.

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 

Жоғары молекулалық қосылыстарды қолдану аймақтарың атаныз? 

Г. Штаудингердің макромолекулалық теориясының негізгі ережелері? 

Жоғары молекулалық қосылыстардың дамуы үшін қандай теориялар маңызды болады? 

Полимер құрылымы қандай параметрлермен сипатталады? 

Полимерлердің полидисперстілігінің және полифункциональдықтың себебі неде?