|
Аmaliy mashgulot №9
Mavzu: Dispers tizimlarning molekulyar kinetik xosslariga doir amaliy mashgulot
Molekulyar-kinetik xossa zarrachalarning issiqlik harakati bilan bog’langan. Diffuziya, osmotik bosim, zarrachalarning balandlik bo’yicha taqsimlanishi (gipsometrik taqsimlanish)lar molekulyar-kinetik xossalardir. Kolloid sistemalarning molekulyar-kinetik xossasi dispers faza zarrachalarining harakati - Broun harakati bilan aniqlanadi. 1827 yilda Broun suvdagi o’simlik guli changini mikroskopda kuzatish natijasida, ularning tartibsiz-xaotik harakat qilishini aniqladi va bu harakatni broun harakati deb atala boshlandi.
Eynshteyn va Smoluxovskiy tomonidan ilgari surilgan hozirgi zamon nazariyasiga ko’ra broun harakati molekulyar-kinetik tabiatga ega, ya`ni bu harakat dispers muhit molekulalarining issiqlik harakati natijasidir. Agar dispers faza zarrachalari yetarli darajada kichik bo’lsa, u muhit molekulalari bilan o’zaro ta`sirlashishi tufayli hamma yo’nalishda ko’chadi. Urilishlar soni yuqori va shuning uchun zarracha ko’chishida doimo yo’nalishi va tezligini o’zgartirib turadi. Zarracha bosib o’tgan yo’lni o’lchash imkoniyati yo’q va odatda uning vaqt birligi ichida ko’chgan masofa aniqlanadi. Miqdoriy hisoblashlarda ko’chishning o’zini emas, ba`lki uning proektsiyasi olinadi.
Broun harakatining tabiati to’g’risidagi molekulyar-kinetik nazariyalar asosida Eynshteyn va Smoluxovskiy zarrachalar broun harakatini miqdoriy baholash uchun quyidagi tenglamani keltirib chiqardilar:
bunda - vaqt birligi ichida zarrachalarning o’rtacha kvadratik ko’chishi (siljish); Na-Avogadro soni; -dispers muhit qovushoqligi; r-dispers faza zarrachalarining radiusi. O’rtacha kvadratik ko’chish va har qanday o’rtacha kvadratik kattalik quyidagi formula bo’yicha hisoblanadi:
ayrim ko’chishlarning proektsiyalari; n-hisoblash uchun olingan proektsiyalar soni.
Eynshteyn-Smoluxovskiy tenglamasi qator tajribalarda tekshirildi va uning to’g’ri ekanligi isbot qilindi. Eynshteyn va Smoluxovskiylar keltirib chiqargan tenglama hulosasi molekulyar-kinetik tasavvurlarni to’la tasdiqladi, ya`ni molekulalar real mavjud ekanligini yana bir bor isbot qildilar.
Kolloid sistemalardagi zarrachalarning diffuziyasi broun harakati tufaylidir. Diffuziya-kontsentratsiyalarning o’z-o’zicha tenglashish jarayoni bo’lib, harakat holatdagi zarrachalari mavjud bo’lgan har qanday dispers sistemalarda kuzatiladi. Diffuziya tezligi kontsentratsiya bilan temperaturalar farqiga to’g’ri va dispers muhit qovushoqligi bilan diffuziyalanuvchi zarrachalar o’lchamiga teskari mutanosib. Kolloid sistema zarrachalarining o’lchami 10-7-10-5 sm tartibida bo’ladi, ya`ni past molekulyar modda molekulalari juda ko’p, shuning uchun diffuziya tezligi unchalik katta emas va molekulyar (chin) va ion eritmalar diffuziya tezligidan ancha kichik.
Kolloid sistemalar, shuningdek chin eritmalar zarrachalarining o’lchami juda kichik bo’lsa ham osmotik bosimga ega bo’ladi. Vant-Goff qonuniga asosan noelektrolit eritmalarning osmotik bosimi quyidagi tenglamaga muvofiq aniqlanadi
bunda: m0-1l eritmada erigan moddaning massasi bo’lib, uni ko’rinishida ifodalash mumkin, m-bitta zarrachaning massasi; -xususiy kontsentratsiya; - bir mol erigan moddaning massasi.
1 mol erigan moddaning massasini Na-Avogadro doimiysi orqali ifodalash mumkin.
u holda (17.3) tenglamani quyidagicha yozish mumkin:
Shuningdek osmotik bosim faqat eritmaning hajm birligidagi zarrachalar soniga bog’liq bo’lib, zarrachaning tabiati va o’lchamiga bog’liq emas. Bir xil massali kontsentratsiyalarda kolloid eritmalarning xususiy kontsentratsiyasi chin eritmalarnikidan doimo kichik, shuning uchun ham kolloid eritmalarning osmotik bosimi unchalik katta bo’lmasligi lozim.
Bir xil massa va bir xil kontsentratsiyaga ega bo’lgan ikki kolloid eritmalar uchun (17.5) tenglamaga asosan quyidagi ifodani yozish mumkin:
Agar kolloid sistemaning zarrachalarini shar shakliga ega deb qabul qilsak, u holda
Bunda: r-zarracha radiusi; -dispers faza moddasining zichligi.
(17.7) tenglamaga asosan (17.6) ifodani quyidagicha yozamiz:
Shunday qilib, kolloid eritmaning osmotik bosimi dispers faza zarrachalari radiusining kubiga teskari proportsional ekan. Bu bilan na faqat kolloid sistemalarning osmotik bosimi kichik bo’lishi, ba`lki uning o’zgarmas emasligi ham tushuntiriladi. Kolloid sistemalar uchun zarrachalarning agregatlanishi (yoki dezzagregatsiya) xarakterli bo’lib, u tufayli zarrachalarning o’lchami kattalashadi (yoki kichiklashadi) bunga mos ravishda osmotik bosim ham o’zgaradi.
Do'stlaringiz bilan baham: |
