Каллоид кимё фанидан оралик назорат 4

Каллоид кимё фанидан оралик назорат
4-вариант
1)Дисперс системаларни дисперс фаза ва дисперсион муҳитнинг ўзаро таъсирига кўра синфланиши.
2)Золларнинг седиматсион(кинетик) барқарорлиги ва барқарорлик омиллари.
3)Коллоид заррачасининг заряди.

1. ДИСПЕРС СИСТЕМАЛАР — икки ёки ундан ортиқ фазаларнинг текис тарқалган майда зарраларидан тузилган гетероген системалар. Одатда, фазалардан бири узлуксиз дисперсион муҳит ҳосил қилиб, бошқа фазалар (бир ёки бир нечта дисперсион фазалар) эса шу муҳитда майда кристаллар, қаттиқ аморф зарралар, томчилар ёки пу-факчалар шаклида бир текис тарқалади. Дисперс системалар мураккаб тузилишга эга бўли-ши ҳам мумкин, узлуксиз дисперсион муҳит ҳосил қила оладиган, бир-бирининг ҳажмига сингиб кетган икки фазадан иборат система бунга мисол бўла олади. Дисперс системалар зарраларнинг катта-кичиклигига қараб икки гуруҳга бўлинади:

1) дисперс фаза зарралари 1 мкм ва ундан катта бўлган дағал Дисперс системалар (суспензия, тутун, туман, эмульсия ва б,);
2) дисперс фаза зарралари 1 нм дан 1 мкм гача бўлган коллоид системалар. Дисперс фаза зарралари 1 нм гача (атомлар ва кичик молекулалар ўлча-мига тенг) бўлган зарралардан тузилган системалар чин эритмаларни ташкил этади. Дисперс системаларнинг физик-кимёвий хоссалари дисперс фаза б-н дисперсион муҳит орасидаги молекулалараро боғланишга ҳамда улар орасида ҳосил бўладиган юзага боғлиқ. Дисперс системаларнинг хоссалари коллоид кимёва ўрганилади

Дисперс система деб майдаланган холатда бир модданинг иккинчи модда ичидатенг тақсимланишига айтилади.Дисперс системаларни физикавий ва кимёвий хоссаларини ўрганувчи фанколлоид кимё дейилади. Дисперс системаларда агрегат холати ўзгармаган ва миқдоранкўп булган модда дисперс муҳит вазифасини бажаради. Агрегат холати ўзгарган,миқдоран кам ва майда заррачалар шаклида тенг тарқалган моддалар эса дисперс фазадеб юритилади. Дисперсланиш даражаси дисперс фаза бўлган модда заррачалариўлчамларини катталигини тескари қийматига тенгдир.Барча дисперс системалар дисперсланиш даражаси бўйича шартли равишда учгуруҳга бўлинади.1. Заррачалар катталиги 1 нм гачага ёки 10-9 м гача бўлса бундай дисперс системаларнимолекуляр-ион дисперс системалар деб юритилади.2. Заррачалар катталиги 1-100 нм гача ёки 10-9-10-7 м бўлса бундай дисперс системаларколлоид дисперс системалар деб аталади3. Заррачалар катталиги 100 нм дан катта ёки 10-7 м дан катта бўлса бундай дисперссистемалар дағал дисперс системалар деб аталади.

Бу гуруҳлардан саккизтаси амалда бўлиши мумкин, чунки оддий шароитда газларбир бирида аралашиб гомоген система ҳосил қилади. Шу билан бирга улар қолгансистемаларга хос бўлган тенг тақсимланишга итоат қилмайдилар, чунки уларда турунбулоқим мавжудлиги сабабли концентрация хар жойда хар-ҳилдир.Молекуляр ион дисперс системалар қаторига электролитлар ваноэлектролитларнинг чин эритмалари киради.Альбумин, оқсил, қон плазмаси, лимфа, орқа мия суюқлиги ва бошқаларнингэритмалари коллоид-дисперс системаларга мисол бўлади.Дағал дисперс системалар қаторига суспензиялар, эмульсиялар, аэрозоллар,кўпиклар мисол бўла олади.

2. Дисперс системаларнинг агрегатив ва седиментацион барқарорлиги.Дисперс фаза билан дисперсион мухит орасида кучсиз о`заро та`сир мавжуд бо`лган лиофоб коллоид системалар беқарор бо`либ, вақт о`тиши билан уларнинг дисперслик даражаси о`згаради, я`ни йириклашади. Йириклашиш жараёнининг тезлиги турли коллоид системаларда турлича бо`лади.
Лиофоб золларда дисперслик даражасининг камайиши икки ё`л билан содир бо`лиши мумкин:
қайта кристалланиш натижасида майда заррачалардан йирик заррачаларга бирикиш ёки сингиш жараёни содир бо`лса;
дисперс фаза заррачаларининг бир-бирига ёпишиб йириклашув натижасида.





Коллоид заррачаларни молекуляр кучлар та`сирида о`заро бирлашиб йириклаша бориш жараёни коагуляция дейилади. Йириклашиш жараёни ба`зи коллоидларда жуда тез, ба`зиларида анча секин боради. Коагуляцияга учраган системада дисперс фаза заррачалари суюқлик ва қаттиқ жисмни солиштирма массаларига қараб идиш тубига чо`киши (седиментация) ёки емулъсиядан иборат суюқ қават холида ажраб қолиши (коацервация) дейилади. Дисперс фазасининг заррачалари оғирлик кучи та`сирида сезиларли даражада чо`кмайдиган дисперс системалар седиментацион барқарор системалар дейилади. Профессор Н.П.Песков фикрича, дисперс системаларнинг барқарорлиги икки хил: агрегатив ва кинетик (ёки седиментацион) бо`лади.
Дисперс системанинг агрегатив барқарорлиги дисперс системанинг о`зига хос дисперслик даражасини сақлаш, я`ни коагуляцияга учрамаслик хусусиятидир. Aгрегатив барқарорликни сабаби иккита:
Коллоид заррачалар бир хил зарядга ега бо`лади;
Коллоид заррачани еритувчининг молекулалари қуршаб олиб, заррача атрофида солъват қобиқлар хосил қилади. Системанинг агрегатив барқарорлиги, золъ таркибига, унинг заррачалари тузилишига ва коллоид еритма қандай холатда еканлигига боғлиқдир.
Дисперс системанинг седиментацион барқарорлиги дисперс фаза заррачаларининг оғирлик кучи (ёки марказдан қочувчи куч) та`сирида дисперсион мухитдан ажралмаслик қобилиятини ко`рсатади.
Седиментацион барқарорлик диффузияга ва Броун харакатига боғлиқ. Заррачаларнинг дисперсион мухитдан ажралиб чикиш тезлиги хам уларнинг Броун харакатининг интенсивлигига ва солиштирма массасига боғлиқ.
Суспензия ва емулъсияларда заррачаларни о`лчамлари анча катта бо`лганлигидан улар о`з-о`зича харакат қила олмайди, я`ни уларда диффузия деярли содир бо`лмайди. СҲунинг учун суспензия ва емулъсиялар седиментацион жихатдан барқарор емас. Демак, дағал дисперс системалар седиментацион жихатдан барқарор бо`лмаган микрогетероген системалардир.
Коллоид еритманинг дисперслик даражаси юқори бо`лганидан уларнинг мицеллалари о`з-о`зича харакат қила олади, я`ни коллоид еритмаларда диффузия содир бо`лади. СҲунинг учун коллоид еритмалар седиментацион жихатдан барқарордир. Лекин коллоид еритмадаги заррачалар хар хил та`сирлар остида бир-бири билан бирикиб йириклаша олади ва коллоид системанинг дисперслик даражаси камаяди. Натижада, система о`з барқарорлигини юкотади. СҲунинг учун коллоид системалар агрегатив барқарор бо`лмаган улътрамикрогетероген системалардир.
CҲин еритмаларда заррачалар бир-бирига қо`шилиб йириклашмайди, бу еритмаларда заррачалар о`з-о`зича харакат хам қилади. Демак, чин еритмалар агрегатив ва седиментацион барқарор гомоген системалардир.Лиофоб коллоидларнинг агрегатив барқарорлиги хақидаги тасаввурларни 5 та гурухга бо`лиш мумкин:
Ионлар ёрдамида барқарорлашган лиофоб коллоидларнинг агрегатив барқарорлиги.
Лиофоб коллоидларнинг структура-механик омиллар тасиридаги барқарорлик.
Заррачаларни солъватланиши натижасидаги барқарорлик.
Системани термодинамик хоссаларидан келиб чиқадиган барқарорлиги. Бунда системанинг ентропия омили сабабчи бо`лади.
Сферик (фазовий) омиллар хақидаги барқарорлик.


3)Россия олимларидан A.В.Думавский, КЛ.Песков, С.М.Липатов, A.Н.Фрумкин ва чет ел олимлари Фаянс, Кройт ва бошқалар қўш злектр қават ҳақидаги таълимот асосида коллоид заррачаларнинг мицелляр тзилиши назариясини яратдилар. Бу назария фақатгина лиофоб (гидрофоб) золларгагина таалуқли.

Ҳар қандай лиофоб коллоид еритма икки қисмдан иборат: мицелла ва интермицелляр суюқлик. Мицеллалар алоҳида коллоид заррачаяар бўлиб, улар золнинг дисперс фазасини ташкил етади Интермицелляр суюқлик еса золнинг дисперс муҳити бўлиб, у фақат еритувчигина бўлмасдан, унда ериган ва мицелла таркибига кирмайдиган бошқа моддалар (електролитлар ва електролитмаслар) ни ҳам ўз ичига олади.

Мицелла таркибига кристаллик структурали ёки аморф тузилиши жуда кўп ишқордаги (юз минг ва миллионлаб) молекула ёки атомлардан иборат ядро, солватланган ионлардан иборат қўш електр қавати ва ўарши ионлардан иборат диффузия қаватлари киради. Шундай қилиб, ядро қўш електр қавати билан бирга мицелла деб аталувчи коллоид заррачани ташкил қилади.

Мицелла електр майдонида бўлмаганида електронейтралдир. Ташқи електр майдони таъсирида мицелла адсорбциявий ва диффузия қаватлари чегарасидан ажралади. Мицелланинг ядроси адсорбциявий қават билан биргаликда гранула деб аталади ва у бирор електрод томонга ҳаракатланади. Диффузной қаватдаги қарши ионлар бошқа електрод томонга ҳаракат қилади. Aйни золнинг олиниш реакциясида иштирок зтувчи електролит ионлари ёки коллоид еритмадаги ҳар қандай бошқа електролит ионлари қарши ионлар бўла олади.

Коллоид заррачага заряд берувчи ва коллоид системани барқарор қилувчи електролит ионли-стабилизатор дейилади. Бундай електролит қўш електр қават ҳосил қилувчи ионларни беради.

Юқорида айтилганларни схема тарзида қуйидагича ифодалаш мумкин

Мисол учун AгИ золининг тузилишини кўрамиз. Бу зол ккмёвйй йўл билан қуйидагича олинади.
AgNO3 + KI = AgI + KNO3
Реакция учун олинган моддаларнинг ўзаро оз-кўплигига қараб уч ҳол бўлиши мумкин:
1. AgNO3 нинг еквивалент миқдори KI никидан ортиқча бўлса, мицелла ядросини ташкил қилувчи AgI нинг кристалл панжараси Ag+ ионлари ҳисобига тўлдирилади.Ag+ ионлари қаттиқ фазага заряд беради, унинг термодинамик потенциалини аниқлайди ва потенциал аниқловчи ион вазифасини ўтайди. Мусбат зарядланган ядро еритмадаги NO-3 қарши ионларни ўзига тортади. NO-3 ионларининг бир қисми адсорбцион қават таркибига, қолган қисми диффузион қават таркибига киради. Бу вақтда мицелла - тузилишини қуйидагича ифодалаш мумкин: .

Шартли равишда: м - заррача ядросидаги молекулалар сони: н - ядро сиртида адсорбиланган потенциал аниқловчи ионлар сони; х – даффузион қаватни ташкил қилувчи қарши ионлар сони; н - х адсорбцион қават таркибига кирувчи қарши ионлар сони.

2. AgNO3 нинг еквивалент миқдори KI никидан кзм бўлса, ядро сиртида И- ионлари адсорбиланади ва бу ионлар потенциал аниқловчи ионлар вазифасини бажаради. Қарши ионлар ролини К+ ионлари утайди. Бу вақтда AgI золининг мицелла тузилиши қуйидагича бўлади:
{ m [ Ag I ] n I- ( n – x ) K+ }- x - K+
3. AgNO3 ва KI лар ўзаро еквивалент миқдорда олинган бўлса, ҳосил бўлган AgI золи ҳеч қандай електр зарядига ега бўлмайди, яъни бунда електрокинетик потенциал нолга тент бўлади. Бу вақтдаги коллоид системанинг ҳолати изоелектрик ҳолат дейилади: изоелектрик ҳолатда қарши ионлар диффузной қаватдан бутунлай адсорбционқаватга ўтиб, гранула ўз еарядини йўқотади. Буни қуйидагича кўрсатиш мумкин:
{ m [ Ag I ] n Ag+ nNO-3 }0

AgI золининг тузилишини кўрсатилгани каби схематик тарзда ҳам ифодалаш мумкин.

Мисол учун яна Fe(OH) золининг тузилишини ҳам кўриш мумкин. Бу зол FeCl3 тузини гидролизлаб олмнади:
FeCl3 + 3H2O = Fe(OH)3 + 3HCl
Fe(OH)3 qisman hosil bo’layotgan NCI bilan reaktsiyaga kirishadi:
Fe(OH)3 + HCl = FeOCl + 2H2O
Ҳосил бўлган ферриоксихлорид FeOCl ионли стабилизатор вазифасини бажаради. Ферриоксихлорид қуйидагича диссоциланади:
FeOCl ↔ FeO+ + Cl-
FeO+ ионлари потенциал аниқловчи ионлар, С1- ионлари еса қарши ионлар вазифасини ўтайди. Бунда темир (III) – гидроксилнинг мицелла тузилишни қуйидагича кўрсатиш мумкин: