Дисперс системаларниг агрегатив ва седиментацион бар

Коагуляция тезлиги
Коагуляция жараёни, худди кимёвий реакциялар каби, маълум вақт ичида содир бўлади, шунинг учун у кинетик характерга эга.
Коагуляция тезлиги коллоид система заррачаларининг броун харакатига, уларнинг ўзаро таъсирига ва системадаги заррачаларнинг дастлабки концентрацияси n га боғлиқ.
Коагуляция содир бўлишининг назарий жихатдан энг содда жараёнини қуйидагича тасаввур қилиш мумкин: агар иккита заррача бир-бири билан бир марта тўқнашгандаёқ ўзаро бирикиб, йирикроқ заррача хосил қилса бундай коагуляция тез коагуляция дейилади ва унинг тезлиги коллоид заррачаларнинг броун харакати интенсивлигига боғлиқ бўлади, лекин қўшиладиган коагуляцияловчи электролит концентрациясига боғлиқ эмас. Агар коагуляция тезлиги коагуляцияловчи электролик концентрациясига боғлиқ бўлса, бундай коагуляция- суст коагуляция дейилади. Тез коагуляция назарияси 1916 йилда М.Смолуховский томонидан яратилган.
М.Смолуховский назариясига мувофиқ, коллоид заррачалар ўртасида ўзаро итарилиш кучи борлигидан бу заррачалар бир-бири билан бирика олмайди. Лекин улар бир-бирига жуда яқинлашган пайтда бу заррачалар ўзаро тортишади. Электролит уушилмаган золда коллоид заррачалар бир-биридан хийла узоқ турганлиги сабабли, коллоид эритма барқарор бўлади.
Коллоид эритмага электролит уушилгандан кейин заррачалар бир-бирига яқинлашиб, ўзаро тортиша бошлайди; бунинг натижасида коллоид суст коагуляцияланади. Электролитдан яна уушилса, коагуляция тезлашиб кетади-да, заррачалар бир-бири билан бирлаша бошлайди.
Энди Смолуховсуийнинг тез борадиган коагуляция кинетикаси ҳақидаги математик назариясини куриб чиуамиз. Коллоид эритманинг барча заррачалари бир хил радиусли шарлардан иборат ва бу заррачалар броун харакати таъсири остида бир-бири билан туунашиб коагуляцияланади, деб фараз қилайлик. Коагуляция жараёнини биомолекуляр реакция деб қараймиз. А+В-АВ (бу ерда А ва В тамомила бир хил заррачалар).
Биомолекуляр реакция тезлиги қуйидаги қонунга бўйсунади:



Бу ерда а – дастлаб олинган заррачалар сони, х – коагуляцияланган заррачалар сони, t – вақт, r – реакциянинг тезлик константаси.
Агар формуладаги а ўрнига n ни (дастлаб коллоид эритмада бўлган заррачалар сони) қўйсак:

ифода хосил бўлади. Бу ифодадаги n-x ўрнига n ни қўямиз (n – коллоид заррачаларнинг t вақт ўтганидан кейинги сони) ва dx=dn эканлигидан фойдаланиб, юқоридаги ифодани интеграллаймиз:

Бундан,

Бу ерда к- «қўшалоқ» заррачаларнинг хосил бўлиш эхтимоллигига пропорционал катталик (тезлик константаси); r ни топиш учун қуйидаги формуладан фойдаланамиз:

Бу ерда D – диффузия константаси, l – заррачалар ўртасида тортишиш кучлари таъсир этадиган масофа.

Агар барча заррачалар ярим коагуляцияланиб бўлган вақтни t харфи билан белгиласак, у холда бўлади; бундан

Бу қийматни n формулага қўйсак:

Албатта коагуляция вақтида «қўшалоқ» заррача яна битта заррачани қўшиб олиб уч қават заррача, бошқа «қўшалоқ» заррача билан қўшилиб «тўрт қават» заррача хосил қилиши мумкин. Коагуляция давомида заррачаларнинг умумий сони n тезда камаяди. t вақт ўтгандан кейин барча тартибдаги заррачаларнинг умумий сони:

Расмда n нинг ўзгаришини n чизиғи билан, «якка» заррачаларнинг камайиши n₁ чизиғи билан, «қўшалоқ» заррачалар сонининг камайиши n₂ чизиғи билан, «уч қават» заррачалар сонининг камайиши эса n₃ чизиғи билан кўрсатилган. расмда n₃ чизиьи аввал кутарилади, сўнгра пасаяди, яъни «қўшалоқ заррачалар» сони аввал максимумга етиб, сўнгра камаяди, чунки «уч қават», «турт қават» ва хоказо заррачалар хосил бўла бошлайди. М. Смолуховский i тартибдаги заррачаларнинг t вақт утгандан кейинги сонини қуйидаги формула билан хисоблаш мумкинлигини кўрсатди:

Шундай қилиб, «якка», «қўшалоқ», «уч қават» заррачалар сонининг коагуляция жараёни мобайнида ўзгариш динамикаси қуйидаги тенгламалар билан ифодаланади:

ва хоказо
Расмда кўрамизки, n₂, n₃ заррачалар сонининг t билан ўзгариш диаграммаси максимумга эга, лекин «якка» заррачалар ва энг «йирик» заррачалар диаграммасида максимум учрамайди. Бундан ташуари, «якка» заррачаларнинг сони барча заррачаларнинг йиьиндиси n га қараганда тезроу камаяди, заррача йириклашган сари унинг диаграммасида максимум пасая боради. Смолуховский назарияси тажрибата бир неча марта текшириб курилди ва унинг тўғри эканлиги тасдиқланди.