Мицелла құрылымының заманауи моделі. Электрокинетикалық қасиеттері

 

 

 

Мицелла құрылымының заманауи моделі. Электрокинетикалық қасиеттері. 

 

1.  Мицелла құрылымының заманауи моделі.  

2.  Электрокинетикалық қасиеттері. 

 

ҚЭҚ  құрылысын  сипаттаған  бірінші  теорияны  ұсынған  Гельмгольц  болатын.  Бұл  теория 

бойынша  ҚЭҚ  бір-бірінен  молекулалық  қашықтықта  орналасқан  екі  жазық  зарядтар  қатары 

түрінде  болады,  және  олар  электростатикалық  тартылу  күштері  әсерінен  өзара  әрекеттесуде 

болады.  Құрылымы  жазық  конденсаторға  ұқсайды,  қабаттар  арасындағы  потенциалдардың 

төмендеуі сызықтық түрде болады.  

Гуи-Чепмен  моделі  бойынша  электростатикалық  тартылу  күштері  және  иондардың 

диффузиялық  қозғалысы  салдарынан  карсы  иондар  қабаты  шайылған  (орыс  тіліде  «размытый») 

болады.  Теория  диффузиялық  қабат  түсінігін  енгізеді  және  иондарды  өлшемдері  жоқ  нүктелік 

зарядтар түрінде қарастырады.  

Қазіргі  кездегі  тұжырымдар  (Штерн  теориясы)  бойынша  ҚЭҚ  құрылысы  келесідей:  қатты 

фазаның құрамына кіретін иондар қос қабаттың ішкі қабатын түзеді; таңбасы қарсы иондар, яғни 

қарсы  иондар  қос  қабаттың  сыртқы  қабатын  түзеді,  алайда  қарсыиондардың  бір  бөлігі  қатты 

фазамен тікелей байланыста болып, тығыз қабат түзеді (Гельмгольц қабаты, адсорбциялық қабат), 

ал қарсы иондардың екінші қабаты диффузиялық қабатты (Гуи қабаты) түзеді. 

Жалпы жүйе электробейтарап болады, яғни ішкі қабат зарядтарының саны қарсы иондардың 

зарядының санына тең (тығыз қабат + диффузиялық қабаттағы артық мөлшері) болады. 

ҚЭҚ  шегінде  электрлік  өріс  болады,  оның    қарқындылығы  потенциалдың  мәнімен 

сипатталады. ҚЭҚ потенциалының арақашықтыққа тәуелділігі төмендегі суретте көрсетілген. 

 

 

 

Сурет 7 Қос электрлік қабат құрылысы және потенциалдың өзгеруі  

 

Тығыз қабаттың шегінде потенциалдың төмендеуі сызықтық түрде, ал диффузиялық қабатта 

– экспонента бойынша өзгереді.  

Иондардың қос қабатының түзілуі қатты және сұйық фазалардың жанасу шегінде белгілі бір 

электрлік потенциалдардың пайда болуына әкеледі.  

Қатты  бетте  φ-потенциал  деп  аталатын  заряд  пайда  болады.  φ-потенциалдың  таңбасы 

потенциал анықтаушы иондардың зарядтарының таңбасымен сәйкес келеді.   

 

φ-потенциалды Нернст теңдеуі бойынша есептеуге болады: 

p

o

a

a

Fz

RT

ln







, 

мұндағы: 



-  беттегі  электрлік  потенциал, 

R

-  универсалды  газ  тұрақтысы, 

T

-  абсолюттік 

температура, 

z

- потенциаланықтаушы иондардың заряды, 

F

- Фарадей тұрақтысы (

e

N

A



), 

o

a

және 

p

a

- беттегі және ерітіндідегі иондардың активтілігі.  

 

Электрокинетикалық потенциал 

Беттегі потенциал – φ термодинамикалық потенциал деп аталады, фазалар арасындағы беттегі 

потенциалдың  секірісін  сипаттайды.  Беттің  электрлік  қасиеттерін  сипаттау  үшін  ζ-потенциалды 

қолданады,  ол  тәжірибелік  жолмен  анықталатын  фазалардың  жылжу  шегінің  потенциалы.  ζ-

потенциал таңбасы бойынша φ-потенциалмен сәйкес келеді. 

 

Электрокинетикалық құбылыстар 

 

Оларға  дисперсті  фаза  мен  дисперсті  ортаның  қозғалысымен  байланысты    құбылыстар 

жатады.  

Барлық  электрокинетикалық  құбылыстарды  екі  топқа  бқлуге  болады:  бірінші  текті 

(электрофорез  және  электроосмос)  және  екінші  текті  (ағу  потенциалы  және  седиментация 

потенциалы).  

Дисперсті жүйенің бөлшектерінде электр зарядының болуын 1808 ж. Мәскеу университетінің 

профессоры Ф.Ф. Рейсс судың электролизін зерттеу кезінде анықтаған болатын.  

Электр  өрісінің  әсерінен  саңылаулы  денелерде  сұйықтықтардың  тасымалдану  құбылысы 

электроосмос деп аталады.  

Соңырақ,  электр  өрісінде  бөлшектер  тұрақты  жылдамдықпен  қозғалатыны  анықталды.  

Неғұрлым  потенциалдар  айырымы  мен  ортаның  диэлектрлік  өткізгіштігі  жоғары  және 

тұтқырлығы төмен болса, соғұрлым қозғалу жылдамдығы арта түседі.   

Электр  өрісінде  дисперсті  фаза  бөлшектерінің  орын  ауыстыруы  электрофорез  (катафорез) 

деп аталады. 

Одан  кейінгі  зерттеулер нәтижесінде  электрофорез  бен  электроосмосқа кері  екі  құбылыстар 

ашылған болатын. 

1878  ж.  Дорн  сұйықтық  бөлшектері  тұнбаға  түскен  кезде  осы  сұйықтыққа  батырылған  екі 

электрод  арасында  электрқозғағыш  күш  туындайды,  бұл  құбылыс  Дорн  эффектісі  немесе 

седиментация  (тұнбаға түсу) потенциалы деп аталады. 

1859  ж.  Квинке  саңылаулы  дене  арқылы  сұйықтық  аққан  кезде  қысымның  перепады 

салдарынан  потенциалдар  айырымы  туындайды.  Электроосмос  қысымына  кері  бұл  құбылыс  ағу 

потенциалы деп аталады.  

 

Тапсырма: суретте келтірілген мицелланың құрылымн әр теория аясында талдау.  

Айырмашылықтарын, теориялардың  артықшылықтары мен кемшіліктерін жазу.