Mavzu. Kolloid sistemalarning molekulyar-kinetik xossalari

Kolloid eritmalarda
osmotik bosimning paydo bo’lishi.
Rasmdagi idishning o’rtasida yarim o’tkazuvchi membrana (to’siq) joylashgan. To’siqning chap tarafida kolloid eritma: ko’k rangli kichikroq zarrachalar dispersion muhit, qizil rangli kattaroq zarrachalar dispers faza.
To’siqning o’ng tarafida toza erituvchi joylashgan. Xuddi chin eritmalardagi kabi kolloid eritmalarda ham erituvchi va eritmani muvozanatga keltirish uchun zarur bo’lgan bosim osmotik bosim deb ataladi.
Turli eritmalarning osmotik bosimlari o’rganib, Ya. Vant-Goff shunday xulosaga keldiki, juda suyultirilgan eritmalarda erigan modda xuddi shu sharoitdagi gazsimon modda kabi bo’ladi. Shuning uchun suyultirilgan eritmalarga ideal gazlarning holat tenglamasini qo’llash mumkin:
PV=nRT
bu yerda T – temperatura, K.
P – osmotik bosim, Pa; V – suyultirilgan eritmaning hajmi, l;
R – universal gaz doimiysi; n – erigan moddaning miqdori, mol;
Modda miqdorini hajmga nisbati konsentratsiyaga teng ekanligini hisobga olib n/V konsentratsiyaga almashtirilsa, Vant-Goff qonunining matematik ifodasi kelib chiqadi:
P=CRT
bu yerda C – eritmaning konsentratsiyasi, mol/l.
4) Dispers sistemalarning sedimentasiyasi.
Suspenziya, emulsiya, aerozol kabi dispers sistemalarda dispers faza zarrachalari idish tagiga cho’kish yoki sistema yuzasiga qalqib chiqishga o’ta moyil bo’ladi. Dispers faza zarrachlarining cho’kishi sedimentatsiya deyiladi, qalqib chiqishi esa teskari sedimentatsiya yoki flotatsiya deyiladi. Sistemadagi har bir zarrachaga og’irlik kuchi (gravitatsion kuch) Fg va Arximed kuchi FA ta’sir etadi:
Fg = m*g = ρ*V*g FA = m*g = ρ0*V*g
bu yerda
m – zarrachaning massasi,
V – zarrachaning hajmi,
g – erkin tushish tezlanishi,
ρ – dispers fazaning zichligi
ρ0 – dispersion muhitning zichligi.
Bu kuchlar doimiy va qarama-qarshi tomonga yo’nalgan. Sedimetatsiyani yuzaga keltiruvchi kuch ularning ayirmasiga teng:
Agar dispers faza zichligi dispersion muhit zichligidan katta bo’lsa, Fsed musbat bo’ladi va sedimentatsiya hodisasi yuz beradi.
Agar dispersion muhitning zichligi dispers fazanikidan katta bo’lsa, Fsed manfiy bo’ladi va teskari sedimentatsiya sodir bo’ladi.
Sedimentatsiya qandaydir muhitda sodir bo’lganligi uchun unga qarishilik ko’rsatuvchi ishqalanish kuchi ham paydo bo’ladi, u zarrachaning harakatlanish tezligiga to’g’ri proporsional. Zarrachalarni harakatlantiruvchi kuch sedimentatsiya u ishqalanish kuchining ayirmasiga teng. Sedimentatsiya boshlanganda ayirma no’ldan farqli, ma’lum vaqtdan keyin no’lga teng bo’lib qoladi. Shu vaqtda zarrachalar doimiy tezlik bilan cho’ka boshlaydi va uning qiymati quyidagiga teng:
bu yerda
B – ishqalanish koeffitsienti.
Sferik shakldagi zarrachalarning ishqalanish koeffitsienti Stoks qonuni bilan aniqlanadi:
bu yerda
η – dispersion muhitning qovushqoqligi,
r – zarrachaning radiusi.
ifodani
tenglamaga qo’yilsa va zarracha hajmini uning radiusi orqali ifodalansa, sedimentatsiya tezligi uchun Stoks tenglamasi hosil bo’ladi:
Bu ifoda sedimentatsiya tezligi zarracha radiusining kvadratiga, dispers faza va dispersion muhit zichliklarining farqiga to’g’ri proporsional, muhitning qovushqoqligiga teskari proporsional ekanligini ko’rsatmoqda.
Turli eksperimental usullar bilan sedimentatsiya tezligini aniqlash sedimentatsion analizning asosini tashkil etadi. Bu analizni bajarishda Stoks formulasi qanday holatlarda amal qilishini bilishimiz kerak. Buning uchun asosiy ikkita shart bajarilishi kerak:

• Zarrachalar o’zaro bir-biriga ta’sir ko’rsatmasligi uchun ular orasidagi masofa etarli darajada katta bo’lishi kerak, ya’ni sistema suyultirilgan bo’lishi kerak.
• Zarrachalarning o’lchami o’rtacha qiymatga ega bo’lishi kerak. Chunki juda mayda zarrachalar cho’kishi uchun ko’p vaqt talab etiladi, juda yirik zarrachalar tez cho’kadi va ham ikki holatda ham tezlikni o’lchash noqulay bo’ladi. Odatda sedimentatsion analiz dispersligi 10-2 dan 10-2 sm gacha bo’lgan suspenziya va emulsiyalar uchun bajariladi.

Sedimentatsion analizda graduirlangan silindrga tushirilgan osma pallali tarozi, sentrifuga yoki boshqa qurilma yordamida vaqt birligi ichida cho’kmaga tushgan zarrachalarning massasi aniqlanadi. Vaqtni massaga bog’liqlik grafigi tarzida sedimentatsiya egrisi chiziladi