§ 6.  Лабораторная работа № 6. Коагуляция гидрофобных

Document Outline

• Fanni o‘qitishdan maqsad – talabalarda dispers fazalarning qanday paydo bo‘lganligi, ularning barqarorligi va boshqa xossalari bo‘lsa, ikkinchi tomondan o‘z tabiati va fizikaviy holati bilan bir-biridan farq qiluvchi fazalararo sirt chegaralarida sodi...
  • Muаlliflаr
  • 2§. KOLLOID KIMYO ZAMONAVIY KIMYONING NAZARIY ASOSI
  • Tayanch so‘z va iboralar: Dispers faza, dispersion muhit, dispers sistema, kolloid kimyo fanining rivojlanish tarixi, kolloid kimyoning rivojlanishida hissa qo‘shgan o‘zbek olimlar.
  • Kolloid kimyo fanini dispers (maydalangan) sistemalar va sirt hodisalarining fizik kimyosi deb qarash mumkin. Kolloid so‘zi grekcha “сolla” ya`ni kley so‘zidan olingan bo‘lib, xozirgi zamon mazmuniga to‘g’ri kelmagani uchun bu nom faqat tarixiy ahamiy...
  • 1861 yilda ingiliz olimi Tomas Grem bunday eritmalarni chuqur o‘rganib ularni kolloidlar deb atagan. Kolloidlar qator xususiyatlarga ega bo‘lgan:
  • 1.Ular intensiv ravishda o‘zidan yorug’lik tarqatgan, ayniqsa eritma solingan kyuveta bilan unga tushayotgan yorug’lik o‘rtasiga linza qo‘yib, sistemaga yorug’lik yo‘nalishiga nisbatan biror burchak bilan kuzatganda sistema ichida yorug’ konus ko‘rina...
  • 2. Kolloid eritmalar sekinlik bilan diffuziyalangan.
  • 3. Ularni dializ usulida tozalash mumkin, ya`ni eritmani yarim o‘tkazgich parda orqali o‘tkazilganda parda orqali erigan kristall moddalar o‘tib, kolloid zarracha esa o‘tmaydi, parda ichida tozalangan eritma qoladi.
  • 4. Kolloid eritmalar chin eritmalardan farqli o‘laroq, agregativ jihatdan beqarorlik xossalarini namoyon qiladi, ya`ni tashqi ta`sirlar: elektrolit qo‘shish, isitish, sovitish, mexanik chayqatish ta`sirida zarrachalarning yiriklashishi (koagullanish).
  • 5. Ularda elektroforez hodisasini kuzatish mumkin, ya`ni zarrachalar ma`lum zaryadga ega bo‘lganligi uchun eritmaga tashqaridan elektr toki berilganda zarrachalar biror elektrod tomon xarakat qiladi, manfiy zarracha musbat elektrodga, musbat zarracha ...
  • SHuni aytib o‘tish lozimki, elektroforez elektroliz hodisasidan farq qiladi, bunda elektroliz maxsulotlari ekvivalent miqdorda elektrodlarda ajraladi.
  • Kolloid sistemalar na faqat suyuq, eritma xolida bo‘ladi, balki ular gaz va qattiq holatda ham bo‘ladi.Biz siz bilan xozirda juda ko‘p o‘rganilgan va katta ahamiyatga ega bo‘lgan kolloid eritmalar xaqida tanishamiz.
  • Gremning ta`limotiga ko‘ra kolloidlar o‘z tabiati jihatidan oddiy (kristalloidlar) moddalardan katta farq qiladi. Lekin Borshchov va Veymarnlar kolloid moddalar kristall xolida ham bo‘lishi mumkinligini isbotlab berdilar va xar qanday modda sharoitga...
  • Demak kolloid kimyo - yuqori disperslikka ega bo‘lgan geterogen sistemalar, bu sistemalardagi sirt hodisalari va ularning fizik-kimyoviy xossalari xaqidagi fandir.
  • Dispers sistemalar tabiatda juda ko‘p tarqalgan, ular ishlab chiqarishning turli-tuman jarayonlarida keng qo‘llaniladi. Atrof muhitda mavjud materiallar tuproq gilmayo, tabiiy suv, turli tuman oziq ovqat maxsulotlari, rezina, buyoq va boshq...
  • Ko‘pchilik olimlar kolloid eritmalar odatdagi xaqiqiy eritmalarga o‘xshaydi, lekin ulardan zarrachalarning kattaligi bilan farq qiladi degan xulosalar chiqargan holda, katta molekulali polimer moddalarning xaqiqiy eritmalarini ham kolloid sistemalar ...
  • Shunday qilib kolloid kimyo fanining vazifasi yuqori disperslikka ega bo‘lgan geterogen sistemalarni bu sistemalardagi sirt hodisalarini va yuqori molekulyar sistemalarni o‘rganishdan iborat.
  • Kolloid kimyoning rivojlanish tarixi kolloid sistemalar xakidagi amaliy ma`lumotlarni o‘rganish bilan bog’likdir. Bunday ma`lumotlarga xatto Aristotel’ va alkimyogarlarning ishlarida qadim zamonlardayoq kolloid kimyoviy jarayonlar to‘g’risida Xitoyda...
  • Hozirgi zamon kolloid kimyosi asoschilari ingliz olimi T. Grem, F. Sel’mi, Faradey, M.V. Lomonosov, D.I. Mendeleev, I.G. Borshev, P.P.Veymarn, F.F. Reys va boshqalar. XX asr kolloid kimyo fanining rivojlanishida A.V. Dumanskiy, N.P. Peskov, P.A. Rebi...
  • § 3. DISPERS SISTEMALAR. KOLLOID SISTEMALARNING KLASSIFIKATSIYASI
  • Tayanch so‘z va iboralar: Dispers sistemalarning zarrachalar o‘lchamiga ko‘ra klassifikatsiyasi, dispers sistemalarning agregat holatiga ko‘ra sinflanishi. Liofil va liofob kolloid sistemalar.
  • Kolloid kimyoda ham sistemalarni sinflarga bo‘lishda kolloid sistemalarning bir necha belgilari asos qilib olinadi. Barcha kolloid sistemalar: a) dispers faza zarrachalarining katta kichikligiga (disperslik darajasiga); b) dispers sistemalarning agre...
  • Disperslikni ulchash uchun quyidagi formuladan foydalaniladi:
  • bu erda D disperslik, a – dispers faza zarrachasining ko`ndalang kesim uzunligi, masalan, sferik zarracha uchun a sifatida diametr, kub shaklidagi zarracha uchun kubning qirrasi olinadi. Zarrachaning o`lchami qancha kichik bo`lsa, sistemaning dispers...
  • Moddalarning maydalanish darajasini ifodalashning ikkinchi usuli materialning solishtirma sirti ni ikki formula bilan aniqlashdan iborat: birinchisi ikkinchisi agar V ning o‘rniga (bu erda m – massa, d - zichlik)ni qo‘ysak ga ega bo‘lamiz. B...
  • Kolloid sistamalarda l ning qiymati 10-7 m atrofida (yoki undan kichik) bo`lgani uchun kolloid zarrachalarning solishtirma sirti dir: aerozollar uchun ham ana shunday qiymatga egamiz.
  • V. Ostvald dispers sistemalarni agregat holatiga qarab sinflarga bo`lishni taklif qiladi. Dispers faza va dispersion muhitning agregat holatiga qarab dispers sistemalar 9 xil tipda bo`lish mumkin.
  • 1. G – G 4. S - G 7. K – G
  • 2. G – S 5. S - S 8. K – S
  • 3. G – K 6. S - K 9. K – K
  • Bu erda G – gaz holatidagi modda: S – suyuq modda, K – qattiq modda. Birinchi o`ringa dispersion muhit, ikkinchi o`ringa esa dispers faza qo`yilgan.
  • Odatda yuqori disperslikka ega bo`lgan kolloid eritma zol deb ataladi. Masalan, kumushning kolloid eritmasi kumush zoli, temir(III) – gidroksidning kolloid eritmasi temir(III) – gidroksid zoli deb ataladi.
  • Zollarni atashda dispersion muhitni hosil qiluvchi moddaning tabiati asos qilib olinadi: dispersion muhiti suv bo`lgan zol – gidrozol, dispersion muhiti organik moddadan iborat zol organozol deyiladi (xususan, alkazol, benzozol kabi nomlar ham uchrab...
  • Dispers sistemalarni ularning agregat holatiga qarab bo’lish turli – tuman kolloid sistemalarni umumlashtirishda juda qulaylik tug’dirdi. Lekin bu klassifikatsiyaning ham kamchiligi bor, chunki dispers faza zarrachalari kichiklashib borgan sari turli...
  • Shunga ko’ra Zigmondi V. Ostvaldning klassifikatsiyasini o’zgartirish kerakligini ko’rsatdi. Uning taklifiga muvofiq kolloid sistemalarni sinflarga ajratishda asos qilib faqat dispersion muhitning agregat holatini olish kerak. U holda Ostvald taklif...
  • Dispers faza zarrachalari bilan dispersion muhit zarrachalari orasidagi bog’lanishga qarab, kolloid sistemalar liofob va liofil kolloidlar degan ikki gruppaga bo`linadi (bu terminlar grekcha «lio» eritaman, «fobos» qo‘rqinch va «fileo» yaxshi ko‘rama...
  • Liofob kolloidlarda dispers faza dispersion muhit bilan kuchli bog’lanmaydi: shu sababli liofob zollarning zarrachalari alohida molekulalardan iborat bo’lmay balki bir qancha molekulalarning agregatini (uyumini) tashkil qiladi. Bu sistemalarda kolloi...
  • Liofob kolloidlarga oltin, platina, kumush, oltingugurt zollari, metall sulfidlarning gidrozollari va shu kabilar kiradi.
  • Liofil kolloidlarda dispers faza zarrachalari dispersion muhit zarrachalari bilan kuchli bog’lanadi va ayni suyuklikda mustaqil ravishda (ya`ni hech qanday uchinchi moddaning ishtirokisiz) eriy oladi. Liofil kolloidlarga oqsil, jelatina, pepsin va mo...
  • «Liofob», «liofil», «gidrofob», «gidrofil» terminlar dispers faza va dispersion muhit zarrachalari orasidagi bog’lanishlarni xarakterlash uchun ishlatilmoqda. Ko‘pchilik olimlar kolloid sistemalarni quyidagicha uch sinfga bo’lishni tavsiya qiladilar:
  • 1. Haqiqiy kolloidlar (metallarning gidrozollari, metall sulfidlarning gidrozollari va hokazo).
  • 2. Dag’al dispers sistemalar (emulsiya, suspenziyalar) va kolloid dispers sistemalar (aerozollar, yarim kolloidlar va hokazo).
  • 3. Yuqori molekulyar moddalar va ularning eritmalari (oqsillar, polisaxaridlar, kauchuklar, poliamidlar va hokazo).
  • Toza real suyukliklarga kelganda bu erda ham geterogenlikdan qochib qutilib bo’lmaydi, chunki suyuklikda assotsiatlar va suyuklik kristallar mavjuddir. Shu mulohazalarga qoldirishga G – G sistema ham dispers sistemalar ro’yxati qoldirishga to’g’ri ke...
  • Dispers sistemalarning barqarorligiga ta`sir etuvchi omillardan biri dispers faza zarrachalarining katta-kichikligi yoki disperslik darajasidir. Shuning uchun barcha dispers sistemalar dispers fazaning disperslik darajasiga qarab uch sinfga bo’linad...
  • 2. Mikrogeterogen sistemalar (juda mayda muallaq moddalar, tutun) bu sistemalarda dispers faza zarrachalarining o’lchami 10-4 – 10-5 sm;
  • 3. Ultramikrogeterogen kolloid sistemalar, ularning zarrachalarining o`lchami 10-5– 10-7 sm (100-1nm) oralig’ida.
  • Dispers sistemalarda disperslik darajasi tushunchasi mavjud bo’lib u quyidagicha ifodalanadi: D=1/a; D-disperslik, a-dispers faza zarrachalarining ko’ndalang kesim uzunligi, masalan sferik zarracha uchun; a-sifatida diametri-d, kub shakldagi z...
  • Demak ikkala uslub amalda bir xil natijaga olib keladi. Disperslik darajasini aniqlashda asosan ikkinchi usul qollaniladi.
  • Ssol= S/ m
  • Dispers sistemalar uchun solishtirma sirt 10-106 m2/kg atrofidagi qiymatni tashkil etadi. Agar solishtirma sirtning qiymati 103 m2/kg dan ortiq bo‘lmasa bunday holda biz dag‘al dispers sistemaga ega bo‘lamiz. Kolloid sistemalarda l-ning q...
  • V. Ostvald dispers sistemalarni agregat holatiga qarab sinfga bo‘lishni taklif etadi. Ushbu sinflash asosida 9 xil dispers sistema mavjud bo‘lishi mumkin.
  • Liofob kolloidlarda dispers faza bilan dispersion muhit o‘rtasida kuchli bog’lanish bo‘lmaydi, ularning zarrachalari alohida molekulalardan iborat bo‘lmay, balki bir qancha molekulalar agregatini tashkil qiladi.
  • Liofob kolloidlarga oltin, platina, kumush, oltingugurt zollari, metall sul’fidlarining gidrozollari va shu kabilar kiradi.
  • Liofil kolloidlarda dispers faza zarrachalari bilan dispersion muhit zarrachalari orasida kuchli bog’lanish bo‘ladi ularga: oqsil, jelatina, pepsin va molekulyar massalari juda katta bo‘lgan yuqori molekulyar moddalarning eritmalari kiradi.
    • Fizikaviy kondensirlash usullaridan biri dispersion muhitga qattiq jism bug’ini yuborish usulidir. Bu usul bilan simob, oltingugurt, fosfor zollari olinadi. Rus olimlari A. I. Shalnikov va S. Z. Roginskiy modda bug’ini qattiq sovutilgan sirtda konden...
    • Kimyoviy kondensirlash kimyoviy reaksiyalar natijasida kam eruvchan cho‘kmalar hosil bo‘lishiga asoslangan. Ularga: oksidlanish-qaytarilish, almashinish, gidroliz va boshqa reaksiyalarga asoslangan usullar kiradi. Qaytarilish usulida chin eritmada er...
    • Oksidlanish usulida molekulyar eritmadagi moddani oksidlash yo‘li bilan kolloid eritma hosil qilinadi, masalan H2S ni oksidlab oltingugurt zoli hosil qilinadi.
    • Ikki tomonlama almashinish usuli erimaydigan moddalar hosil bo‘ladigan ikki tomonlama almashinish reaksiyalariga asoslanadi. Bu usul bilan, masalan, kumush xlorid gidrozoli hosil qilinadi.
    • Gidroliz usuli bilan, ko‘pincha, metall gidroksidlarining kolloid eritmalari olinadi. Buning uchun metall tuzlarini gidrolizlab kam eriydigan gidroksidlar hosil qilinadi. Suvda kam eriydigan silikatlar, volframat va boshqa kislotalarning zollari ham s...
    • Kolloid eritmalarni peptizatsiya usuli bilan ham hosil qilish mumkin. Zolning koagullanish mahsulotini qaytadan kolloid eritma holatiga o‘tkazish jarayoniga peptizatsiya deyiladi. Peptizatsiyani amalga oshirish uchun kolloid cho‘kmasiga (koagulyantga)...
  • 2-rasm. Kolloid eritma tarkibidagi ortiqcha elektroitlarning yarim
  • o‘tkazgich membrana orqali suvga o‘tish ( kolloid eritmaning
  • tozalanishi) jarayonining ko‘rinishi
  • 5-rasmda mastika suspenziyasining zarrachasi har 30 sekundda o‘tgan yo‘lining tekislikdagi proeksiyasi ko‘rsatilgan. Zarrachaning siljishi Broun harakatining qanchalik sust yoki tez bo‘layotganligi haqida fikr yuritishga imkon beradi.
  • Kolloid eritmalardagi diffuziya tezligi bilan zarrachalarning o`lchamlari orasidagi bog’lanish
  • 1905 yilda Eynshteyn va 1906 yilda Smoluxovskiy (bir-biridan bexabar) Broun harakatining kinetik nazariyasini yaratdilar.
  • Donnaning fikricha, elektrolit membrananing ikkala tomoniga bir xil tarqalmaydi: bir tomonda ko‘p, ikkinchi tomonga kam bo‘lishi mumkin. Masalan, kolloid eritma membrananing bir tomoniga joylashgan bo‘lsin, membrana shu xususiyatiga egaki, o‘zi orqal...
  • 2) kolloid eritma joylashgan tomonda elektrolit kontsentratsiyasi kamroq bo‘ladi;
  • 3) MCl membrananing ikkala tomonida baravar taqsimlanmaganligi uchun eritmada qo‘shimcha osmotik bosim (Donnaning osmotik bosimi) va elektr potentsiallar ayirmasi (membrana potentsiali) vujudga keladi.
  • π = CkT, C = n/ V, n=m / M bo‘lgani uchun M ni ham topish mumkin: “n” qiymatini qo‘yib C = m / MV topiladi va Vant-Goff tenglamasiga C ning qiymati qo‘yilsa u holda πV = m kT / M ga ega bo‘lamiz. Demak osmotik bosimni bilgan holda kolloidlarning ...
  • Tayanch so‘z va iboralar: Kolloid eritmalarning rangi, kolloid eritmalarda yorug’likning yoyilishi, kolloid eritmalarni o‘rganishda nefelometr va ul’tramikroskopning ahamiyati, rentgenografiya, elektronografiya usullari.
  • Sedimentatsiya tezligining dispersion muhit qovushqoqligiga teskari proporsionalligi formuladan ko‘rinib turibdi. Bir xil dispersion muhitda bo‘lgan turli modda eritmalarining sedimentatsiya tezligi o‘sha dispers fazaning radiusi kvadratiga, dispers ...
  • Sedimentatsiya tezligini aniqlash uchun N.A. Figurovskiyning sedimentator deb ataladigan asbobidan foydalaniladi (6-rasm).
  • 8-rasm. Polidispers suspenziyaning sedimentatsion diagrammasi.
  • Perren tenglamasi
  • Perren 1911 yilda gazlarning kinetik nazariyalari asosida qo‘lga kiritilgan xulosalarni dispers sistemalarga tadbiq etish natijasida dispers sistemaning balandliklari bilan bir-biridan farq qiladigan ikki zonasining 1 sm3 hajmda bo‘lgan zarrachala...
  • § 8. DISPERS SISTEMALARNING OPTIK XOSSALARI
  • Tayanch so‘z va iboralar: Kolloid eritmalarning rangi, kolloid eritmalarda yorug’likning yoyilishi, kolloid eritmalarni o‘rganishda nefelometr va ul’tramikroskopning ahamiyati, rentgenografiya, elektronografiya usullari. (1)
    • Dag’al dispers sistemalarda (ularning zarrachalari yorug’lik to‘lqin uzunligidan katta bo‘lganligi sababli) muhit-zarracha chegarasida yorug’likning tartibsiz qaytishi va betartib sinishi natijasida yorug’likning sochilishi hodisasi kuzatiladi. Dag...
    • Kolloid zarrachalardan nurning tarqalish hodisasi o‘sha nurning to‘lqin uzunligiga bog’liq bo‘ladi. Reley qonuniga muvofiq, kolloid sistema orqali yorug’lik o‘tayotganida difraksiya tufayli tarqalgan yorug’likninf intensivligi kolloid zarrachalarning ...
    • Bunda J0–yorituvchi nur ravshanligi (intensivligi), J–kolloid zarrachadan tarqalayotgan nur intensivligi, v–sistemaning hajm birligidagi zarrachalar soni, V–har qaysi zarrachaning hajmi, n1 – kolloid zarrachani hosil qilgan moddaning yorug’likni sind...
    • Bu tenglamadagi n1 ning qiymatigina moddaning kimyoviy tabiatiga bog’liq. Agar n1 va n2 lar o‘zaro teng bo‘lsa, bunday sistemada Tindal-Faradey effekti kuzatilmaydi. Ikki faza moddalarining yorug’likni sindirish koeffitsientlari o‘rtasidagi ayirma qa...
    • Reley tenglamasi zarrachalarning radiusi yorug’lik to‘lqin uzunligining 0,1 qismidan, ya`ni zarrachalarning o‘lchami 40-70 nm dan katta bo‘lmagan, kolloid eritmalar uchungina qo‘llanila oladi. Tenglamadan ko‘rinib turibdiki, yoyilgan nurning to‘lqin ...
    • Ultramikroskop va elektronmikroskop ishlash prinsiplari, rentgenografiya, elektronografiya metodlari.
    • Kolloid eritma zarrachalarining o‘lchami 100 nm dan kichik bo‘ladi; ammo ko‘zga ko‘rinadigan yorug’lik to‘lqinining uzunligi 380-760 nm orasida bo‘ladi. Shu sababdan oddiy mikroskop vositasida kolloid eritma zarrachalarini ko‘rib bo‘lmaydi. 1903 yild...
    • Ultramikroskopda zarrachaning o‘zi emas, shu zarracha tomonidan tarqatilgan nur ko‘rinadi. Bunday mikroskop yordamida faqat ma`lum hajmga ega bo‘lgan kolloid zarrachalarning soni hisoblanadi, lekin har qaysi zarrachaning shakli va katta-kichikligini ...
    • Dispers faza moddasining zichligi d, zarrachalar soni n va kolloid eritmaning massa kontsentratsiyasi C ma`lum bo‘lsa, zarracha hajmini v hisoblab topish qiyin emas:
    • Agar zarrachani sfera shaklga ega deb faraz qilsak, uning hajmi ga teng bo‘ladi (bunda r – zarrachalarning o‘rtacha radiusi); binobarin ; kub shaklidagi zarracha uchun V=13 yoki ; sferik zarracha uchun yoki bo‘ladi.
    • Kolloid zarrachalarning shaklini elektron mikroskop yordamidagina aniqlash mumkin.
    • 1943 yilda elektron mikroskop kashf qilindi. elektron mikroskopda yorug’lik nuri o‘rnida elektronlar oqimidan foydalaniladi, chunki ularni elektromagnitlar yordamida boshqarish qulay. Bu mikroskopda katoddan chiqqan elektronlar oqimi elektromagnit g’a...
    • Kolloid zarrachalarining ichki strukturasi va uning turli jarayonlar vaqtida o‘zgarishi rentgenograf va elektronograf usullari yordamida aniqlanadi. Kolloid sistemalarni tekshirishda bu usullarning biri roentgen nurlarining, ikkinchisi esa elektronlar...
    • Nefelometriya usuli
    • “Opalestsensiya” hodisasiga asoslanib, kolloid eritmalarning kontsentratsiyasini va kolloid zarrachalarning o‘rtacha o‘lchamini aniqlaydigan asbob – nefelometr deb ataladi (10-rasm). Agar ma`lum nur manbaidan foydalanilsa, aniq dispers faza va aniq d...
    • bu erda:
    • Nefelometrik tekshirishlar uchun ikkita bir xil tsilindrik idish olib (4,5), ularning biriga kontsentratsiyasi ma`lum (standart) kolloid eritma, ikkinchisiga tekshirish uchun berilgan kolloid eritma solinadi. Ikkala idish bitta yorug’lik manbaidan yo...
    • I1=I2=K.C1. I01=K.C2.I02
    • tenglikka ega bo‘lamiz. Bu erda I01 – sinalayotgan eritmadagi yorug’lik kuchi, I02 –standart kolloid eritma solingan idishdagi yorug’lik kuchi, C1– sinaladigan eritma kontsentratsiyasi, C2–standart kolloid eritma kontsentratsiyasi. Yuqoridagi tenglama...
    • demak, asosida C1 ni hisoblay olamiz.
  • § 9. DISPERS SISTEMALARNING SIRT HODISALARI
  • Tayanch so‘z va iboralar: Disperslik, disperslik darajasi, erkin va solishtirma sirt energiyalari, suyuqlikning sirt tarangligi, to‘liq sirt energiya.
  • Kolloid kimyoda fazalararo sirtlarda sodir bo‘ladigan jarayonlarni o‘rganish muhim vazifa deb qaraladi, chunki dispers sistemalarning geterogenlik yoki ko‘p fazalik belgisi kolloid kimyoda fazalararo sathlar, sath qavatlar mavjudligini ta`minlovchi b...
  • Fazalararo sathning mavjudligi sirt taranglik birligidan xabar beradi. Suyuqlik o‘z sirtini mumkin qadar kamaytirishga intiladi. Demak, suyuqlik sirtini kattalashtirish uchun ish sarf qilish kerak. Suyuqlik sirti kamaygnda energiya ajralib chiqadi. D...
  • Suyuqlik sirtini 1 sm2 kattalashtirish uchun sarf bo‘lgan energiya miqdori shu suyuqlikning sirt taranglik koeffitsenti yoki sirt tarangligi deyiladi. Sirt taranglikning o‘lchamligi sirt birligiga to‘g’ri keladigan energiya miqdori bilan ifodalanadi...
  • Ma`lumki, kolloid sistemalarning barcha xossalarini geterogenlik va disperslikka bog’lash mumkin. Dispers sistemalarning geterogenlik yoki ko‘p fazalik belgisi kolloid kimyoda fazalararo sirtlar, sirt qavatlar mavjudligini ta`minlovchi belgi sifatida...
  • Dispers sistemalarning disperslik darajasi (D) deganda, dispers zarrachaning o‘lchami a ga teskari qiymat tushuniladi. Bu o‘rinda yana uchinchi termin – solishtirma sirt Ssol tushunchasi ham ishlatiladi. U quyidagicha ta`riflanadi: fazalararo sirt ka...
  • Bu uch kattalikda a kichraysa, 1/a va Ssol kattalashadi.
  • Disperslik darajasining kattalashishi sistemada sirt hodisalar rolining ahamiyatini oshiradi. Shunday qilib, kolloid sistemalarning miqdor belgisi disperslik darajasi bo‘lib, uning sifat belgisi geterogenlikdir. Bu ikkala belgi sirt hodisalar bilan c...
  • bu erda: σ – sirtni 1 sm2 kattalashtirish uchun sarflanadigan ish bo‘lib, u sirt taranglik koeffitsienti deb ataladi.
  • Sirt hodisalarning sinflarga bo‘linishi
  • Sirt hodisalarni sinflarga bo‘lishda sirt qavat qanday ekanligiga e`tibor beriladi. O‘zaro bir-biriga tegib turgan fazalar orasidagi chegara sirt qavatlar moddalarning agregat holatiga qarab quyidagi sinflarga bo‘linadi:
  • 1. Gaz-suyuqlik; 2. Gaz-qattiq jism. 3. Suyuqlik-suyuqlik. 4. Suyuqlik-qattiq jism. 5. Qattiq jism – qattiq jism.
  • Sirt hodisalarni sinflarga ajratishda termodinamikaning 1- va 2-qonunlarining birlashgan tenglamasidan foydalanish ancha qulaylik tug’diradi. Darhaqiqat, bu tenglamani sirt qavat uchun quyidagi ko‘rinishda ifodalash mumkin:
  • bu erda ΔG–izobar potentsial (Gibbs energiyasining o‘zgarishi), S–entropiya, V– hajm, σ – sirt taranglik, μi–komponent i ning kimyoviy potentsiali, ni-komponent i ning mol sonlari, φ – elektr potentsial, q–zaryad miqdori. Bu tenglama issiqlik, mexa...
    • Ikki faza orasida barqaror chegara sirt mavjudligining asosiy sharti – erkin sirt energiyasining musbat ishorali bo‘lishidir. Agar bu energiyaning qiymati manfiy ishorali (yoki nol) bo‘lsa, chegara sirt mavjud bo‘lmaydi, bunda tasodifiy fluktatsiyala...
    • Sirt qavatning umumiy xarakteristikasi
  • Suyuq va qattiq jismlardan iborat sistemalardagina fazalararo sirtlar mavjud bo‘la oladi. Suyuq va qattiq gomogen fazalarning ichki tuzilishi o‘zgarishi bilan sirt qavat shakli va xossalari o‘zgaradi.
  • Suyuqlik molekulalari doimo harakatda bo‘lganligi tufayli unda bug’ bosimi paydo bo‘lib, sirtida bug’lanish, kondensatlanish kabi hodisalar to‘xtovsiz sodir bo‘lib turadi, binobarin suyuqlik sirti doimo yangilanib turadi.
  • Molekulalararo kuchlar mavjud bo‘lgani uchun suyuqlik ma`lum qalinlikdagi sirt hosil qilib turadi. Suyuqlik sirt qavatning ichki chegarasi sirtidan boshlab suyuqlikning hajmidagi tuzilishi boshlanadigan chuqurlikka qadar davom etadi. Sirt qavatining ...
  • Qattiq jism sirti dastlab qanday shaklda bo‘lsa, uzoq vaqt o‘sha shaklda qoladi. Suyuqlik – suyuqlik (2 ta suyuqlik) orasidagi sirt qavat 2 qismdan iborat: uning bir qismi 1 – suyuqlikda, ikkinchisi esa 2 – suyuqlikda bo‘ladi.
    • Suyuqlikning sirt tarangligi va to‘liq sirt energiya
  • Suyuqlikning ichki qismidagi molekulani boshqa molekulalar hamma tomondan bir xilda tortib turadi va barcha kuchlar bir-birini muvozanatlaydi. Lekin suyuqlik sirtida turgan molekulalarni suyuqlik ichidagi qo‘sh molekulalar kuchliroq tortadi, gaz faza...
  • Suyuqlik sirtini 1 sm2 ga kattalashtirish uchun sarf qilish kerak bo‘lgan energiya miqdori shu suyuqlikning sirt taranglik koeffitsienti yoki to‘g’ridan- to‘g’ri sirt tarangligi deyiladi.
  • Sirt taranglikning kelib chiqish sababi suyuqlik molekulalari orasidagi bog’lanishdir. Ayni modda molekulalari orasidagi bog’lanish qancha kichik bo‘lsa, ularning sirt tarangligi shuncha katta qiymatga ega bo‘ladi. Bundan quyidagi xulosa kelib chiqad...
  • Suyuqliklar ichida simob eng katta sirt taranglikka ega, undan keyin suv va organik moddalar turadi, siqilgan gazlar eng kichik sirt taranglik namoyon qiladi.
  • Suyuqliklarda sirt taranglikning temperatura koeffitsienti to kritik temperaturagacha deyarli o‘zgarmas qiymatga ega bo‘ladi. Kritik temperaturaga etganda suyuq va gaz fazalar orasidagi farq yo‘qolib sirt taranglik nolga teng bo‘ladi. Suyuqlik – suy...
  • § 10. QATTIQ JISMLARNING SIRT TARANGLIGI VA TO`LIQ SIRT ENERGIYA
  • Tayanch so‘z va iboralar: erkin va solishtirma sirt energiyalari, suyuqlikning sirt tarangligi, qattiq jism sirtining suyuqlik bilan ho‘llanilishi, kogeziya va adgeziya, ho‘llanish issiqligi va kapillyar bosim.
  • § 11. ADSORBSIYA
  • Tayanch so‘z va iboralar: Adsorbsiya haqida umumiy tushuncha, qattiq jism sirtidagi adsorbsiya, Freyndlix formulasi, Lengmyurning monomolekulyar adsorbsiya nazariyasi, Polyanining polimolekulyar adsorbsiya nazariyasi.
  • Suyuqlik yoki qattiq jism sirtida boshqa modda molekulalari, atomlari yoki ionlari yig’ilishiga adsorbsiya deyiladi. Yutilish xajm bo‘yicha ketsa absorbtsiya deyiladi. O‘z sirtiga boshqa modda zarrachalarini yutgan modda adsorbent, yutilgan modda esa...
  • Adsorbsiya ikki xil – fizikaviy va kimyoviy bo‘ladi. Birinchisi qaytar bo‘lib, u molekulalararo kuchlar ta`siriga bog’liq, adsorbsiyada bir – biriga qarama-qarshi ikki jarayon sodir bo‘ladi: biri yutilish bo‘lsa, ikkinchisi yutilgan moddaning desorbt...
  • Yutilgan modda miqdorini aniqlash uchun tajribada adsorbtivning adsorbsiyadan oldingi va keyingi kontsentratsiyalari topiladi. Adsorbentning 1 sm2 sirtiga yutilgan moddaning g/mol hisobidagi miqdoridan adsorbsiyani mol /sm2 yoki mol /m2 ifodalanadi v...
  • G = , bunda X – yutilgan modda miqdori; S – adsorbent sirti.
  • Adsorbsiyani quyidagicha xarakterlash mumkin:
  • Yutilgan modda miqdorini temperaturaga bog’liqligi:
  • G = f(T) R = const (izobara) yoki S = const (izopika)
  • Bosim yoki kontsentratsiyani temperaturaga bog’liqligi:
  • R = f(T), S = f(T) (R va S – muvozanatda) G = const (izoterma)
  • Yutilgan modda miqdori bosim yoki temperaturaga bog’liq:
  • G = f(R), G = f(S) (R va S – muvozanatda) T = const (izoterma)
  • Bulardan ko‘pincha adsorbsiya izotermasida foydalaniladi.
  • 12-rasm. Adsorbsiya izotermasi.
  • Adsorbsiya izotermasi (rasm-1) 3 ta qismdan iborat bo‘lib, birinchi qismda grafikni boshidagi to‘g’ri chiziqda adsorbsiya R va S ga proportsional ravishda o‘zgaradi. Ikkinchi egri qism va abtsissa o‘qiga parallel to‘g’ri chiziq maksimal miqdordagi a...
  • Qattiq-gaz chegara sirtidagi adsorbsiya. Freyndlix formulasi o‘zgarmas temperaturada qattiq adsorbent sirtiga yutilgan gaz yoki erigan modda miqdori bilan adsorbent og’irligi orasidagi bog’lanish Freyndlixning adsorbsiya tenglamasi bilan ifodalanadi:
  • G = = K∙S1/n, bu erda X – yutilgan modda miqdori; m – adsorbentning massasi; S – eritmaning adsorbsion muvozanat vaqtidagi kontsentratsiyasi; K va 1/n - tajribadan topiladigan o‘zgarmas qiymatlar. K-adsorbilanuvchi modda tabiatiga bog’liq. Uning fiz...
  • Buning uchun grafik usulidan foydalanamiz va formulani Logorifm shaklda yozamiz:
  • orasidagi bog’lanish grafikda to‘g’ri chiziqni beradi.
  • Shunday qilib bir necha kontsentratsiyada x/m ni aniqlab grafikdan K va n ni topamiz. Bu formula o‘rtacha kontsentratsiya va bosimlarda to‘g’ri natija beradi.
  • Lengmyurning monomolekulyar adsorbsiya nazariyasi
  • 1916 yil Lengmyur bu nazariyani yaratganda quyidagilarga asoslangan: Adsorbsion kuchlar ma`lum atomlar atrofida lokallangan bo‘lib, ularning tabiati ximiyaviy kuchlar tabiatiga yaqin bo‘ladi. Adsorbsiya jismning hamma joylarida emas, balki uning adso...
  • Bu tenglama kichik va katta bosimlarda adsorbsiyani to‘g’ri aks ettiradi. Bosim juda kichik bo‘lsa, bu formuladagi 1+kr ni hisobga olmasa ham bo‘ladi va u izotermadagi birinchi to‘g’ri chiziqni ifodalaydi, katta bosimlarda esa Kr=1 bo‘ladi, unda G=G∞...
  • Lengmyur nazariyasini pog’onali adsorbsiya uchun qo‘llash mumkin (rasm-3):
  • 1 – pog’ona kam kontsentratsiya yoki bosimda eng aktiv markazlarni to‘lishini; 2 – pog’ona yuqori kontsentratsiya yoki bosimda aktivligi kam bo‘lgan markazlarni to‘lishini va xokazolarni ko‘rsatadi.
  • Lekin yuqori kontsentratsiyalarda g’ovakli adsorbentlarda adsorbsiya izotermasi uchun monomolekulalar nazariyani qo‘llab bo‘lmaydi.
  • Kolloid sirt faol moddalar kuchli adsorbilanish xossasiga ega. Dyuklo Traube organik kislotalar bilan suv orasidagi bo‘ladigan ta`sirni o‘rganish natijasida, kislota tarkibida bitta - CH2 guruhining ortishi bilan kislotaning suv sirtidagi adsorbilani...
  • Suyuqlik sirtidagi adsorbsiya bilan suyuqlikning sirt tarangligi orasida miqdoriy bog’lanish borligini 1876 yilda V.Gibbs ko‘rsatib berdi va ushbu bog’lanishni quyidagi tenglama asosida ifodaladi: bu erda G - erigan moddaning suyuklik sirt ...
  • Dyuklo Traube organik kislotalar bilan suv orasidagi bo‘ladigan ta`sirni o‘rganish natijasida, kislota tarkibida bitta - CH2 guruhining ortishi bilan kislotaning suv sirtidagi adsorbilanishi taxminan 3,2 marta ortishini aniqlagan.
  • Eritmalarning sirt tarangligi bilan kontsentratsiyasi orasidagi boglanish Shishkovskiy B. A. tenglamasi orqali ifodalanadi: σ0 — σ = Bln (l+AC); bundagi σ0 —toza erituvchining sirt tarangligi; σ —eritmaning sirt tarangligi; A — va V emperik konstantalar.
  • Qattiq jism sirtida suyuqliklarning adsorbsiyasi katta ahamiyatga ega, chunki u zollarning xosil bo‘lishi, barqarorligi va ularni buzish asosida yotadi.
  • Eritmadan moddaning adsorbilanishi. Tajribada qattiq jism sirtiga yutilgan erigan modda miqdorini aniqlash uchun, uning kontsentratsiyasini kamayishi yoki adsorbent og’irligining ortishi o‘lchanib quyidagi tenglama orqali topiladi.
  • C0 va C1 - moddaning adsorbsiyaga qadar va adsorbsiyadan keyingi kontsentratsiyalari, mol’/l; V – eritmaning xajmi, l; m – adsorbent og’irligi g; 1000 – perevodnoy mnojitel’ (dlya perevoda izmeryaemoy velichini v mmol’/g).
  • Adsorbilanish darajasi yutuvchi va yutiluvchi moddalarning tabiatiga, haroratga, gazning bosimiga yoki eritmaning kontsentratsiyasiga, shuningdek, adsorbentning solishtirma sirtiga bog’liqdir.
  • Ionlar adsorbsiyasi. Molekulyar adsorbsiya bilan bir katorda ionlar adsorbsiyasi ham mavjud. Ionlar adsorbsiyasi ko‘pincha qaytmas protsessdir. eritmani suyultirish bilan desorbtsiya ketmaydi, temperatura oshishi bilan ko‘pincha ionlar adsorbsiyasi ...
  • Ba`zi vaqtlarda ionlar adsorbsiyasi molekulyar xarakterga ega bo‘ladi. elektrolit eritmasidagi ham anion va ham kation bir xil ekvivalent miqdorda yutilsa molekulyar adsorbsiya bo‘ladi.
  • Ionlar adsorbsiyasining molekulyar adsorbsiyadan farqi, bunda tanlab ketish va almashinish adsorbsiyasi ketadi. Tanlab ketish adsorbsiyada yoki kationlar yoki anionlar adsorbilanadi. Bunda adsorbsiya yutuvchi modda tabiatiga, ion zaryadining ishorasi...
  • Kationlarning adsorbsiyasida valentlikni ta`siri katta. Kationning valentligi qancha katta bo‘lsa, uning adsorbsiyasi shuncha ko‘p bo‘ladi. bir xil valentlikka ega bo‘lgan ionlar xar xil adsorbilanadi, bunga sabab, ionlarning razmeri va gidratlanish ...
  • Bir xil valentli ionlar adsorbilanish jihatdan quyidagi qatorga joylashadi:
  • Sb+>Rb+>K+>Na+>Si+ (kationlar uchun)
  • CNS->J->Br->Cl- (anionlar uchun)
  • Bu qatorda xar bir keyingi element, o‘zidan oldin kelgan elementdan kam adsorbilanadi. Bunday qatorni Liotrop qatori deyiladi.
  • Ionlar kolloid zarracha sirtida ayniqsa yaxshi adsorbilanadi. SHuning uchun kolloidlarda elektr zaryadining miqdori va ishorasi shu ionlarning borligiga bog’liq bo‘ladi.
  • Almashinish adsorbsiyasi. Qattiq jismga birinchi navbatda shu jismning kristallik panjarasi tarkibida bo‘lgan ionlar adsorbilanadi. Masalan: Al(OH)3 ga birinchi bo‘lib Al3+ yoki OH- ionlar adsorbilanadi. Ba`zan adsorbent o‘z tarkibidagi ionlardan bir...
  • Almashtirish adsorbsiyasini masalan, elektrolit eritma adsorbsiyasi natijasida bentonit sirtidagi N+ ionlari K+ va Na+ hamda boshqa ionlarga almashinadi. Natijada bentonitning disperslik darajasi o‘zgaradi. Agar tarkibida bir necha modda aralashmasi ...
  • Ion almashish xromatografiyasida ion almashish jarayoni permutit v seolit deyilgan anorganik adsorbentlar yordamida amalga oshiriladi. Permutit Na2[Al2Si3O10]∙5H2O tarkibli alyumosilikat bo‘lib, u kaolin, ortoklaz va soda aralashmasini qizdirib suyuq...
  • § 13. KOLLOID SISTEMALARNING ELEKTR XOSSALARI
  • Tayanch so‘z va iboralar: Qo‘sh elektr qavat haqida tushuncha, qo‘sh elektr qavat tuzilishi haqidagi nazariyalar, elektrokinetik hodisalar, elektroforez va elektroosmos.
  • Elektrokinetik hodisalar. Ularga elektroforez, elektroosmos, Dorn effekti va oqib chiqish potentsiallari kiradi.
  • Elektroforez - kolloid zarrachalarning tashqi elektr maydon ta`sirida harakat qilish hodisasidir (1808 yilda prof. Reyss tomonidan kashf etilgan).
  • Elektroosmos – suyuqlikning elektr maydonida g’ovak jism orqali elektrodlar tomon harakat qilishi elektroosmos deyiladi. Bu ikkala hodisa asosida qattiq va suyuq fazalarning turli zaryadga ega ekanligi yotadi.
  • Dorn effekti (cho‘kish potentsiali) - bu hodisa elektroforezga qarama – qarshi hodisa bo‘lib u 1878 yilda Dorn tomonidan kashf etilgan. Og’irlik kuchi ta`siri ostida qattiq faza kolloid eritmadan cho‘kkanida qattiq faza bilan suyuqlik chegarasida ele...
  • Oqib chiqish potentsiali – elektroosmosga qarama-qarshi hodisa bo‘lib, 1859 yilda Kvinke tomonidan kashf etilgan. Suyuqlik bosim ta`siri ostida kapillyar naydan oqib chiqish joyida elektr potentsial – “oqib chiqish” potentsiali paydo bo‘ladi.
  • Qo‘sh elektr qavatning tuzilishi. Qo‘sh elektr qavat hosil bo‘lishi haqidagi tasavvurni dastlab Kvinke ilgari surdi. Qo‘sh elektr qavatning tuzilishini birinchi marta Gel’mgol’ts va Perren tushuntirib berdilar. Ularning fikricha, qo‘sh elektr qavat x...
  • Gui – Chepmen nazariyasi. 1913 yilda Gui-Chepmen qo‘sh elektr qavat tuzilishi haqida nazariyani yaratdilar. Bu nazariyaga ko‘ra qo‘sh elektr qavat hosil bo‘lishida bir tomondan qarama – qarshi zaryadlarni ikki qavat shaklida yig’ishga intilgan elekt...
  • Strukturalangan sistemalar (masalan, kontsentrlangan suspenziya, konts. zol’, konts. emulsiya, anizodiametrik zarrachalardan tuzilgan dispers sistema, uzunchoq makromolekulalar eritmalari) elastiklik va plastiklik xossalar namoyon qiladi. Bu sistemal...
  • P.A. Rebinder ta`limotiga ko‘ra, tutunish kuchlari tabiatiga qarab, barcha strukturalar ikki turkumga bo‘linadi:
    • Ishning bajarilishi
    • Ishning bajarilishi (1)
    • Ishning bajarilishi (2)
    • Ishning bajarilishi (3)
    • Ishning bajarilishi (4)
    • Ishning bajarilishi (5)
    • Ishning bajarilishi (6)
• Аdаbiyotlаr