Bərk dispers fazadan ibarət dispers sistem. Mövzu üzrə kimyadan dispers sistemlər materialı (11-ci sinif).

dispers sistemlər. Tərif. Təsnifat.

Həll yolları

Əvvəlki paraqrafda biz danışdıq həllər. Burada bu anlayışı qısaca xatırlayırıq.

Həll yolları iki və ya daha çox komponentdən ibarət homojen (homogen) sistemlər adlanır.

homojen sistem homojen sistemdir kimyəvi birləşmə Və fiziki xassələri bütün hissələrdə eyni olan və ya davamlı olaraq dəyişən, atlamalar olmadan (sistemin hissələri arasında heç bir interfeys yoxdur).

Həllin bu tərifi tamamilə doğru deyil. Daha çox istinad edir həqiqi həllər.

Eyni zamanda, var kolloid məhlullar, homojen olmayan, lakin heterojen, yəni. interfeyslə ayrılmış müxtəlif fazalardan ibarətdir.

Təriflərdə daha çox aydınlığa nail olmaq üçün başqa bir termin istifadə olunur - dispers sistemlər.

Dispers sistemləri nəzərdən keçirməzdən əvvəl onların öyrənilmə tarixindən və belə bir terminin yaranmasından bir az danışaq. kolloid məhlullar.

Fon

Hələ 1845-ci ildə kimyaçı Françesko Selmi müxtəlif məhlulların xassələrini öyrənərkən bioloji mayelərin - zərdab və qan plazması, limfa və başqalarının xassələrinə görə adi həqiqi məhlullardan kəskin şəkildə fərqləndiyini və buna görə də belə mayelərin psevdo- həllər.

kolloidlər və kristalloidlər

Bu istiqamətdə 1861-ci ildən ingilis alimi Tomas Qrem tərəfindən aparılan sonrakı tədqiqatlar göstərdi ki, tez diffuz olan və bitki və heyvan membranlarından keçən bəzi maddələr asanlıqla kristallaşır, digərləri isə aşağı yayılma qabiliyyətinə malikdir, membranlardan keçmir və kristallaşmır və amorf çöküntülər əmələ gətirir.

İlk Graham adını verdi kristalloidlər, və ikincilər kolloidlər(yunan sözündən olan kolla - yapışqan və eidos - görünüş) və ya yapışqan kimi maddələr.

Xüsusilə, müəyyən edilmişdir ki, albumin, jelatin, ərəb saqqızı, dəmir və alüminium hidroksidləri və bəzi digər maddələr kimi amorf çöküntülər əmələ gətirə bilən maddələr, xörək duzu kimi kristal maddələrin diffuziya sürəti ilə müqayisədə suda yavaş yayılır. , maqnezium sulfat, qamış şəkəri və s.

Aşağıdakı cədvəldə 18°C-də bəzi kristalloidlər və kolloidlər üçün D diffuziya əmsalları verilmişdir.

Cədvəl göstərir ki, molekulyar çəki ilə diffuziya əmsalı arasında tərs əlaqə mövcuddur.

Bundan əlavə, kristalloidlərin nəinki sürətlə yayılma qabiliyyətinə malik olduğu, həm də dializ olunsun, yəni. daha böyük molekullara malik olan və buna görə də yavaş-yavaş yayılan və membranlara nüfuz etməyən kolloidlərdən fərqli olaraq membranlardan keçir.

Membran kimi iribuynuzlu sidik kisəsinin divarları, sellofan, dəmir-sianidli mis plyonkaları və s.

Aparılan müşahidələrə əsasən, Qrem bütün maddələrin bölünə biləcəyini tapdı kristalloidlər və kolloidlər.

Ruslar razılaşmır

Kiyev Universitetinin professoru kimyəvi maddələrin belə ciddi şəkildə ayrılmasına etiraz edib. İ.G. Borschev(1869). Borshchevin fikri sonradan başqa bir rus aliminin araşdırmaları ilə təsdiqləndi Veymarn, eyni maddənin şəraitdən asılı olaraq kolloid və ya kristalloid xüsusiyyətlərini nümayiş etdirə biləcəyini sübut edən.

Beləliklə, məsələn, sabunun suda həlli xüsusiyyətləri var kolloid, və spirtdə həll olunan sabun xassələri nümayiş etdirir həqiqi həllər.

Eynilə, kristal duzlar, məsələn, suda həll olunan yemək duzu verir əsl həll, və benzolda kolloid məhlulu və s.

Kolloid xüsusiyyətlərinə malik olan hemoglobin və ya yumurta albumini kristal vəziyyətdə əldə edilə bilər.

DI. Mendeleyevətraf mühitin şəraitindən və təbiətindən asılı olaraq istənilən maddənin xassə nümayiş etdirə biləcəyinə inanırdı kolloid. Hazırda istənilən maddəni kolloid vəziyyətdə əldə etmək olar.

Beləliklə, maddələri iki ayrı sinifə - kristalloidlərə və kolloidlərə bölmək üçün heç bir səbəb yoxdur, lakin biz maddənin kolloid və kristalloid vəziyyətindən danışa bilərik.

Maddənin kolloid vəziyyəti dedikdə onun parçalanmasının və ya dispersiyasının müəyyən dərəcədə olması və həlledicidə asılı vəziyyətdə olan kolloid hissəciklərin olması başa düşülür.

Heterojen yüksək dispers və yüksək molekulyar ağırlıqlı sistemlərin fiziki-kimyəvi xassələrini öyrənən elmə deyilir. kolloid kimya.

Dispers sistemləri

Əzilmiş (dispers) vəziyyətdə olan bir maddə digər maddənin kütləsində bərabər paylanmışdırsa, belə bir sistem dispers adlanır.

Belə sistemlərdə parçalanmış maddə deyilir dispers faza, və onun yayıldığı mühit - dispersiya mühiti.

Beləliklə, məsələn, suda qarışdırılmış gil olan bir sistem, asılmış incə gil hissəciklərindən - dispers fazadan və sudan - dispersiya mühitindən ibarətdir.

dağıldı(parçalanmış) sistemlərdir heterojen.

Nisbətən böyük, davamlı fazaları olan heterojen sistemlərdən fərqli olaraq dispers sistemlər adlanır. mikroheterogen, və kolloid dispers sistemlər adlanır ultramikroheterogen.

Dispers sistemlərin təsnifatı

Dispers sistemlərin təsnifatı ən çox aşağıdakılar əsasında aparılır dispersiya dərəcəsi və ya aqreqasiya vəziyyəti dispers faza və dispersiya mühiti.

Dispersiya dərəcəsinə görə təsnifat

Hamısı dispers sistemlər Dispers fazanın hissəcik ölçüsünə görə aşağıdakı qruplara bölmək olar:

İstinad üçün SI sistemində ölçü vahidləri bunlardır:
1 m (metr) = 102 sm (santimetr) = 103 mm (millimetr) = 106 mikron (mikrometr) = 109 nm (nanometr).

Bəzən digər vahidlər istifadə olunur - mk (mikron) və ya mmk (millimikron) və:
1 nm \u003d 10 -9 m \u003d 10 -7 sm \u003d 1 mmk;
1 µm = 10 -6 m = 10 -4 sm = 1 µm.

qaba sistemlər.

Bu sistemlər dispers faza kimi diametrli ən böyük hissəcikləri ehtiva edir 0,1 mikron və yuxarı. Bu sistemlərə daxildir süspansiyonlar Və emulsiyalar.

Süspansiyonlar bərk maddənin maye dispersiya mühitində olduğu çağırış sistemləri, məsələn, suda nişasta, gil və s.

emulsiyalarİki qarışmayan mayenin dispersiya sistemləri adlanır, burada bir mayenin süspansiyondakı damcıları başqa bir mayenin həcmində paylanır. Məsələn, yağ, benzol, suda toluol və ya süddə yağ damcıları (diametri 0,1-22 mikron) və s.

kolloid sistemlər.

Onlar dispers fazanın hissəcik ölçülərinə malikdirlər 0,1 mikrondan 1 mikrona qədər(və ya 10 -5 ilə 10 -7 sm arasında). Belə hissəciklər filtr kağızının məsamələrindən keçə bilir, lakin heyvan və bitki membranlarının məsamələrindən keçmir.

kolloid hissəciklər varsa elektrik yükü və solvat-ion qabıqları asılı vəziyyətdə qalır və şərtləri dəyişmədən çox uzun müddət çökməyə bilər.

Koloidal sistemlərə misal olaraq albumin, jelatin, ərəb saqqızının məhlullarını, qızılın, gümüşün, arsen sulfidinin kolloid məhlullarını və s.

Molekulyar dispers sistemlər.

Belə sistemlər 1 mm-dən çox olmayan hissəcik ölçülərinə malikdir. Molekulyar dispers sistemlərə qeyri-elektrolitlərin həqiqi məhlulları daxildir.

İon-dispers sistemləri.

Bunlar müxtəlif elektrolitlərin, məsələn, duzların, əsasların və s.-nin uyğun ionlara parçalanan məhlullarıdır, ölçüləri çox kiçikdir və həddən çox kənara çıxır.
10 -8 sm.

Həqiqi həllərin təqdimatına dair aydınlıq kimi dispers sistemlər.

Burada verilən təsnifatdan görmək olar ki, istənilən məhlul (həm həqiqi, həm də kolloid) dispers mühit kimi təqdim oluna bilər. Həqiqi və kolloid məhlullar dispers fazaların hissəcik ölçülərinə görə fərqlənəcək. Lakin yuxarıda həqiqi məhlulların homojenliyi haqqında yazmışdıq və dispersiya sistemləri heterojendir. Bu ziddiyyəti necə həll etmək olar?

Haqqında danışsanız strukturu Həqiqi həllər, onda onların homojenliyi nisbi olacaqdır. Həqiqi məhlulların struktur vahidləri (molekullar və ya ionlar) kolloid məhlulların hissəciklərindən xeyli kiçikdir. Buna görə də deyə bilərik ki, kolloid məhlullar və süspansiyonlarla müqayisədə həqiqi məhlullar homojendir.

Haqqında danışsaq xassələri Həqiqi məhlullar, onda onları tam olaraq dispers sistemlər adlandırmaq olmaz, çünki dispers sistemlərin məcburi mövcudluğu dispers maddənin və dispersiya mühitinin qarşılıqlı həll olunmamasıdır.

Kolloid məhlullarda və qaba süspansiyonlarda dispers faza və dispersiya mühiti praktiki olaraq qarışmır və bir-biri ilə kimyəvi reaksiyaya girmir. Eyni şeyi həqiqi həllər üçün demək olmaz. Onlarda, həll olunduqda, maddələr bir-birinə qarışır və hətta qarşılıqlı təsir göstərir. Bu səbəbdən kolloid məhlullar xassələrinə görə həqiqi məhlullardan kəskin şəkildə fərqlənir.

Bəzi molekulların, hissəciklərin, hüceyrələrin ölçüləri.

Hissəcik ölçüsü ən böyükdən ən kiçiyə və əksinə dəyişdikcə, dispers sistemlərin xassələri də müvafiq olaraq dəyişəcək. Harada kolloid sistemlər kimi işğal etmək aralıq mövqe qaba süspansiyonlar və molekulyar dispers sistemlər arasında.

Dispers faza və dispersiya mühitinin aqreqasiya vəziyyətinə görə təsnifatı.

Köpük mayedə qazın dispersiyasıdır və köpüklərdə maye ayrı-ayrı qaz qabarcıqlarını ayıran nazik təbəqələrə çevrilir.

emulsiyalar bir mayenin həll olunmayan digər maye ilə parçalandığı dispers sistemlər adlanır (məsələn, yağda su).

Süspansiyonlar mayelərdə bərk hissəciklərin aşağı dispersiyalı sistemləri adlanır.

Üç növ məcmu vəziyyətin birləşməsi doqquz növ dispers sistemi ayırmağa imkan verir:

Dağılmış faza	Dispersiya mühiti	Ad və nümunə
qazlı	qazlı	Dispersiya sistemi formalaşmayıb
qazlı		Qaz emulsiyaları və köpüklər
qazlı		Məsaməli bədənlər: pomza köpük kauçuk
	qazlı	Aerozollar: duman, buludlar
		Emulsiyalar: neft, qaymaq, süd, marqarin, yağ
		Kapilyar sistemlər: məsaməli cisimlərdə, torpaqda, torpaqda maye
	qazlı	Aerozollar (toz, duman), tozlar
		Süspansiyonlar: pulpa, şlam, süspansiyon, pasta
		Bərk sistemlər: ərintilər, beton

Sols kolloid məhlulların başqa adıdır.

Kolloid məhlullar kimi də tanınır sols(latınca solutus - həll edilmiş).

Qazlı dispersiya mühiti olan dispers sistemlər adlanır aerozollar. Dumanlar maye dispers fazası olan aerozollardır, toz və tüstü isə bərk dispers fazası olan aerozollardır. Tüstü, tozdan daha çox dağılmış bir sistemdir.

Maye dispersiya mühiti olan dispers sistemlər adlanır lizollar(yunan dilindən "lios" - maye).

Həlledicidən (dispersiya mühitindən) asılı olaraq, yəni. su, benzol spirti və ya efir və s., hidrozollar, alkozollar, benzollar, eterozollar və s.

Birləşdirilmiş dispers sistemlər. Gellər.

Dispers sistemləri ola bilər sərbəst səpələnmişdir Və ardıcıl olaraq dağılır dispers fazanın hissəcikləri arasında qarşılıqlı təsirin olmaması və ya mövcudluğundan asılı olaraq.

TO sərbəst dispers sistemlər aerozollar, lizollar, seyreltilmiş süspansiyonlar və emulsiyalar daxildir. Onlar mayedir. Bu sistemlərdə dispers fazanın hissəcikləri təmasda olmur, təsadüfi istilik hərəkətində iştirak edir və cazibə qüvvəsinin təsiri altında sərbəst hərəkət edir.

Yuxarıdakı rəqəmlər göstərir sərbəst dispers sistemləri:
Rəsmlər üzərində a B C təsvir edilmişdir korpuskulyar dispers sistemlər:
a,b- monodispers sistemlər,
V- polidispers sistem,
Şəkil üzərində Gşəkilli lifli dispers sistem
Şəkil üzərində dşəkilli film dispers sistemi

- möhkəm. Onlar dağılmış fazanın hissəcikləri təmasda olduqda yaranır və bu, çərçivə və ya şəbəkə şəklində bir quruluşun meydana gəlməsinə səbəb olur.

Belə struktur dispers sistemin axıcılığını məhdudlaşdırır və ona öz formasını saxlamaq imkanı verir. Belə strukturlaşdırılmış kolloid sistemlər deyilir gellər.

Solun dayanıqlığının azalması nəticəsində baş verən solun gelə keçməsi adlanır. gelləşmə(və ya jelleşme).

Rəsmlər üzərində a B C təsvir edilmişdir bağlı dispers sistemlər:
A- gel,
b- sıx bir quruluşla laxtalanma,
V- boş - "tağlı" bir quruluşla laxtalanma
Rəsmlər üzərində d, d təsvir edilmişdir kapilyar dispers sistemlər

Tozlar (pastalar), köpüklər bağlı dispers sistemlərə misaldır.

torpaq, torpaq minerallarının və humik (üzvi) maddələrin dağılmış hissəciklərinin təması və sıxlaşması nəticəsində əmələ gələn, həm də koherent dispers sistemdir.

Maddənin davamlı kütləsi məsamələr və kapilyarlarla deşilə bilər, kapilyar-dispers sistemlər əmələ gətirir. Bunlara, məsələn, ağac, dəri, kağız, karton, parçalar.

Liyofillik və liofobluq

Kolloid məhlulların ümumi xüsusiyyəti onların dispers fazasının dispersiya mühiti ilə qarşılıqlı əlaqədə olmasıdır. Bu baxımdan iki növ sols fərqlənir:

1. Liofobik(yunan dilindən fobiya - nifrət) Və

2.Liyofilik(yunan dilindən philia - sevgi).

At liofobik Solvent hissəciklərinin həllediciyə heç bir yaxınlığı yoxdur, onunla zəif qarşılıqlı əlaqədə olur və öz ətrafında həlledici molekullardan ibarət nazik bir qabıq əmələ gətirir.

Xüsusilə, dispersiya mühiti sudursa, belə sistemlər deyilir hidrofobik məsələn, dəmir, qızıl, arsen sulfid, gümüş xlorid və s.

IN liyofil dispers maddə ilə həlledici arasında yaxınlıq vardır. Dispers fazanın hissəcikləri, bu halda, həlledici molekulların daha həcmli bir qabığı əldə edirlər.

Sulu dispersiya mühiti vəziyyətində belə sistemlər deyilir hidrofilik məsələn, zülal, nişasta, agar-aqar, ərəb saqqızının məhlulları və s.

kolloidlərin laxtalanması. Stabilizatorlar.

İnterfeysdəki maddə.

Bütün mayelər və bərk maddələr buxar, başqa maye və ya bərk cisim kimi fərqli tərkib və strukturun fazaları ilə təmasda olduqları xarici səthlə məhdudlaşır.

Bu maddənin xassələri interfeys, atomların və ya molekulların bir neçə diametri qalın, fazanın həcmi daxilində xassələri ilə fərqlənir.

Bərk, maye və ya qaz halında olan təmiz maddənin həcminin içərisində hər hansı bir molekul oxşar molekullarla əhatə olunmuşdur.

Sərhəd qatında molekullar ya fərqli sayda molekullarla qarşılıqlı təsirdə olurlar (maddənin əsas hissəsinin daxilindəki qarşılıqlı təsirlə müqayisədə fərqlidir).

Bu, məsələn, maye və ya bərk cismin buxarları ilə sərhədində baş verir. Və ya sərhəd qatında bir maddənin molekulları fərqli kimyəvi təbiətli molekullarla, məsələn, iki qarşılıqlı az həll olunan mayenin sərhəddində qarşılıqlı təsir göstərir.

Nəticədə, faza həcmi daxilində və faza sərhədində qarşılıqlı təsirin xarakterində fərqlər yaranır. güc sahələri bu uyğunsuzluqla əlaqələndirilir. (Mayenin Səthi Gərginliyi bölməsində daha çox məlumat əldə edin.)

Fazaların hər birində hərəkət edən molekullararası qüvvələrin intensivliyindəki fərq nə qədər çox olarsa, fazalararası səthin potensial enerjisi bir o qədər böyük olar, qısaca olaraq belə deyilir. səth enerjisi.

Səthi gərginlik
Səth enerjisini qiymətləndirmək üçün xüsusi sərbəst səth enerjisi kimi bir kəmiyyət istifadə olunur. Bu, yeni faza interfeysinin vahid sahəsinin formalaşması üçün sərf olunan işə bərabərdir (sabit temperaturu nəzərə alaraq).
İki qatılaşdırılmış faza arasında sərhəd olduğu halda bu kəmiyyət deyilir sərhəd gərginliyi.
Bir mayenin buxarları ilə sərhədindən danışarkən bu dəyər deyilir səthi gərginlik.

Kolloidlərin laxtalanması

Bütün kortəbii proseslər sistemin enerjisinin azalması (izobar potensialı) istiqamətində baş verir.

Eynilə, faza sərhəddində sərbəst səth enerjisinin azalması istiqamətində proseslər kortəbii olaraq baş verir.

Sərbəst enerji nə qədər kiçikdirsə, faza ayırma səthi də bir o qədər kiçikdir.

Və interfeys, öz növbəsində, həll olunmuş maddənin dispersiya dərəcəsi ilə bağlıdır. dispersiya nə qədər yüksəkdir ( daha incə hissəciklər dispers faza), interfeys nə qədər böyükdür.

Beləliklə, dispers sistemlərdə həmişə ümumi interfeysin azalmasına səbəb olan qüvvələr var, yəni. hissəciklərin genişlənməsinə. Buna görə də, kiçik damcılar dumanlarda, yağış buludlarında və emulsiyalarda birləşir - incə hissəciklərin daha böyük birləşmələrə yığılması.

Bütün bunlar dağılmış sistemlərin məhvinə gətirib çıxarır: duman və yağış buludları yağış kimi tökülür, emulsiyalar ayrılır, kolloid məhlullar laxtalanır, yəni. dispers fazanın çöküntüsünə (koaqulyasiyaya) və dispersiya mühitinə ayrılır və ya dispers fazanın uzunsov hissəcikləri halında gelə çevrilir.

Parçalanmış sistemlərin xas dispersiya dərəcəsini saxlamaq qabiliyyəti deyilir aqreqativ sabitlik.

Dispers sistem stabilizatorları

Daha əvvəl deyildiyi kimi, dispers sistemlər əsasən termodinamik cəhətdən qeyri-sabitdir. Dispersiya nə qədər yüksək olarsa, sərbəst səth enerjisi bir o qədər çox olarsa, dispersiyanın kortəbii azalması tendensiyası da bir o qədər yüksək olar.

Buna görə də stabil əldə etmək üçün, yəni. uzunmüddətli suspenziyalar, emulsiyalar, kolloid məhlullar üçün yalnız verilmiş dispersiyaya nail olmaq deyil, həm də onun sabitləşməsi üçün şərait yaratmaq lazımdır.

Bunu nəzərə alaraq, sabit dispers sistemlər ən azı üç komponentdən ibarətdir: dispers faza, dispersiya mühiti və üçüncü komponent - dispers sistem stabilizatoru.

Stabilizator təbiətdə həm ion, həm də molekulyar, çox vaxt yüksək molekulyar ola bilər.

Liofob kolloidlərin sollarının ion stabilləşməsi dispers faza ilə dispersiya mühiti arasında ion sərhəd qatlarını əmələ gətirən aşağı konsentrasiyalı elektrolitlərin olması ilə əlaqədardır.

Dispers sistemləri sabitləşdirmək üçün əlavə edilən yüksək molekullu birləşmələrə (zülallar, polipeptidlər, polivinil spirti və s.) qoruyucu kolloidlər deyilir.

Faza sərhəddində adsorbsiya olunaraq, onlar səth qatında şəbəkə və geləbənzər strukturlar əmələ gətirir, dispers fazanın hissəciklərinin birləşməsinə mane olan struktur-mexaniki maneə yaradırlar.

Süspansiyonların, pastaların, köpüklərin, konsentratlı emulsiyaların sabitləşməsi üçün struktur-mexaniki sabitləşmə həlledici əhəmiyyətə malikdir.

Dispers sistemlər haqqında ümumi fikirlər

Homojen reaksiyalarda kimyəvi qarşılıqlı təsir aktiv hissəciklərin effektiv toqquşması ilə, heterojen reaksiyalarda isə reaktivlərin təmasda olduğu fazalar arasındakı interfeysdə baş verir və reaksiyanın sürəti və mexanizmi daha böyük olan səth sahəsindən asılıdır. səthi daha çox inkişaf etmişdir. Bu baxımdan yüksək spesifik səth sahəsinə malik dispers sistemlər xüsusi maraq doğurur.

Dispers sistem bir-biri ilə kimyəvi reaksiya verməyən və demək olar ki, tam qarşılıqlı həll olunmayan ən azı iki maddədən ibarət qarışıqdır. Dispers sistemi - Bu, bir maddənin çox incə hissəciklərinin digərinin həcmində bərabər paylandığı bir sistemdir.

Dispers sistemləri nəzərə alaraq iki anlayış fərqləndirilir: dispers faza və dispersiya mühiti (şək. 10.1).

Dispers faza - Bu, kiçik ölçülərə dağılmış, başqa bir maddənin həcmində bərabər paylanmış bir maddənin hissəciklərinin toplusudur. Dispers fazanın əlamətləri parçalanma və kəsilmədir.

Dispersiya mühitidispers fazanın hissəciklərinin bərabər paylandığı maddədir. Dispersiya mühitinin əlaməti onun davamlılığıdır.

Dispers fazanı dispersiya mühitindən fiziki üsulla (mərkəzdənqaçma, ayırma, çökdürmə və s.) ayırmaq olar.

Şəkil 10.1 - Dispers sistem: dispers faza s hissəcikləri (kiçik bərk hissəciklər, kristallar, maye damcılar, qaz qabarcıqları, molekulların və ya ionların assosiativləri şəklində), d adsorbsiya qatına malik olmaqla, homojen davamlı dispersiya mühitində paylanır. f.

Dispers sistemlər müxtəlif fərqləndirici əlamətlərə görə təsnif edilir: dispersiyaya, dispers fazanın və dispersiya mühitinin aqreqasiya vəziyyətinə, onlar arasında qarşılıqlı təsirin intensivliyinə, dispers sistemlərdə strukturların olmamasına və ya formalaşmasına görə.

Dispersiya dərəcəsinə görə təsnifat

Dispers fazanın hissəcik ölçüsündən asılı olaraq bütün dispers sistemlər şərti olaraq üç qrupa bölünür (şək. 10.2).

Şəkil 10.2 - Dispers sistemlərin hissəcik ölçüsünə görə təsnifatı (müqayisə üçün həqiqi məhlullarda hissəcik ölçüləri verilmişdir)

1. Kobud dispers sistemlər , hissəcik ölçüsü 1 µm-dən çox olan (10 –5 m). Dispers sistemlərin bu qrupu aşağıdakı xüsusiyyətlərlə xarakterizə olunur: dispers fazanın hissəcikləri qravitasiya qüvvələri sahəsində çökür (və ya üzür), kağız filtrlərindən keçmir; onlara adi mikroskopla baxmaq olar. Kobud sistemlərə süspansiyonlar, emulsiyalar, toz, köpük, aerozollar və s.

Asma - səpələnmiş bir sistemdirmərhələsidir möhkəm, və dispersiya mühiti mayedir.

Süspansiyona misal olaraq gil və ya təbaşiri suda, boyada, pastada silkələməklə əmələ gələn sistem ola bilər.

Emulsiya - bu, maye dispers fazasının maye dispersiya mühitinin həcmində bərabər paylandığı dispers sistemdir, yəni. Emulsiya iki qarşılıqlı həll olunmayan mayedən ibarətdir.

Emulsiya nümunələrinə süd (dispers faza kimi maye yağ damcıları, dispersiya mühiti isə sudur), qaymaq, mayonez, marqarin, dondurma daxildir.

Çökmə zamanı süspansiyonlar və emulsiyalar öz tərkib hissələrinə ayrılır (ayırılır): dispers faza və dispersiya mühiti. Beləliklə, əgər benzol su ilə güclü şəkildə çalxalanırsa, bir müddət sonra iki təbəqəyə bölünən bir emulsiya yaranır: yuxarı benzol və aşağı su. Emulsiyaların ayrılmasının qarşısını almaq üçün onlar əlavə edilir emulqatorlar- emulsiyalara aqreqat sabitlik verən maddələr.

Köpük - dispers fazanın qaz (və ya buxar) qabarcıqları dəsti, dispersiya mühitinin isə maye olduğu hüceyrə qaba dispers sistemi.

Köpüklərdə, baloncuklardakı qazın ümumi həcmi qaz baloncukları arasındakı interlayerlərdə olan maye dispersiya mühitinin həcmindən yüzlərlə dəfə çox ola bilər.

2. Mikroheterogen (və yaincə səpələnmişdir ) hissəcik ölçüsünün 10-a qədər olduğu ara sistemlər – 5 –10 –7 m Bunlara incə süspansiyonlar, buxarlar, məsaməli bərk maddələr daxildir.

3. Ultramikroheterogen (və yakolloid-dispers ) ölçüləri 1-100 nm olan hissəciklərin (10–9 –10 –7 m) 10 3_ 10 9-dan ibarətdir atomlardan ibarətdir və həlledicidən interfeys vasitəsilə ayrılır. Kolloid məhlullar məhdudlaşdırıcı yüksək səpələnmiş dövlət ilə xarakterizə olunur, onlar adətən adlanır kül və ya tez-tez liozollardispersiya mühitinin maye olduğunu vurğulamaq. Əgər dispersiya mühiti kimi su götürülürsə, onda belə sollar deyilirhidrozollar, və əgər üzvi maye -orqanozollar.

Ən incə dispers sistemlər üçün müəyyən xüsusiyyətlər xasdır:

aşağı diffuziya dərəcəsi;

dispers fazanın hissəcikləri (yəni kolloid hissəciklər) yalnız ultramikroskop və ya elektron mikroskopdan istifadə etməklə araşdırıla bilər;

işığın kolloid hissəciklər tərəfindən səpilməsi, bunun nəticəsində ultramikroskopda işıq ləkələri formasını alır - Tyndall effekti (şək. 10.3);

Şəkil 10.3 - Ultramikroheterogen (incə dispers) sistem: a) kolloid məhlul; b) kolloid məhluldan keçərkən dar işıq şüasının əyilmə sxemi; c) işığın kolloid məhlulla səpilməsi (Tindal effekti)

• stabilizatorların (elektrolit ionlarının) iştirakı ilə faza interfeysində ion təbəqəsi və ya asılmış formada hissəciklərin mövcudluğuna kömək edən solvasiya qabığı əmələ gəlir;
• dispers faza ya tam həll olunmur, ya da dispersiya mühitində azca həll olur.

Koloidal hissəciklərə misal olaraq nişasta, zülallar, polimerlər, rezin, sabunlar, alüminium və Ferum (III) hidroksidləri daxildir.

Dispers fazanın və dispersiya mühitinin məcmu vəziyyətlərinin nisbətinə görə dispers sistemlərin təsnifatı

Bu təsnifat Ostavld tərəfindən təklif edilmişdir (Cədvəl 10.1). Dispers sistemlərin ümumi vəziyyətini sxematik şəkildə qeyd edərkən, dispers fazanın ümumi vəziyyəti əvvəlcə G (qaz), F (maye) və ya T (bərk) hərfləri ilə göstərilir, sonra tire (və ya kəsr işarəsi) yazılır. və dispersiya mühitinin ümumi vəziyyəti yazılır.

Cədvəl 10.1 - Dispers sistemlərin təsnifatı

Molekulyar qarşılıqlı təsirin intensivliyinə görə dispers sistemlərin təsnifatı

Bu təsnifat G. Freindlich tərəfindən təklif edilmişdir və yalnız maye dispersiya mühiti olan sistemlər üçün istifadə olunur.

1. Liyofilik sistemlər , dispers fazanın dispersiya mühiti ilə qarşılıqlı əlaqədə olduğu və müəyyən şərtlərdə orada həll oluna biləcəyi - bunlar kolloid səthi aktiv maddələrin (səthi aktiv maddələrin), makromolekulyar birləşmələrin (HMC) məhlullarıdır. Müxtəlif liyofil sistemlər arasında praktik baxımdan ən mühümü həm molekulyar həll olunmuş vəziyyətdə, həm də onlarla, yüzlərlə və daha çox molekuldan ibarət aqreqatlar (misellər) şəklində ola bilən səthi aktiv maddələrdir.
2. Liofob sistemlər , burada dispers faza dispersiya mühiti ilə qarşılıqlı təsir göstərə bilmir və orada həll olunur. Liofob sistemlərdə müxtəlif fazaların molekulları arasında qarşılıqlı təsir liyofil sistemlərə nisbətən xeyli zəifdir; fazalararası səth gərginliyi yüksəkdir, bunun nəticəsində sistem dispers fazanın hissəciklərinin kortəbii qabalaşmasına meyllidir.

Dispers sistemlərin fiziki vəziyyətinə görə təsnifatı

Təsnifatın müəllifi P.Rebinderdir. Bu təsnifata uyğun olaraq dispers sistem kəsrlə işarələnir, burada dispers faza payda, dispersiya mühiti isə məxrəcdə yerləşir. Məsələn: T 1 /W 2 bərk faza (indeks 1) və maye dispersiya mühiti (indeks 2) olan dispers sistemi ifadə edir. Rehbinder təsnifatı dispers sistemləri iki sinfə ayırır:

1. Sərbəst dağılmış sistemlər – dispers fazanın davamlı sərt strukturlar (torlar, trusslar və ya çərçivələr) əmələ gətirmədiyi, axıcılığa malik olduğu və dispers fazanın hissəciklərinin bir-biri ilə təmasda olmadığı, təsadüfi istilik hərəkətində iştirak edən və cazibə qüvvəsinin təsiri altında sərbəst hərəkət etdiyi sollar. . Bunlara aerozollar, liozollar, seyreltilmiş süspansiyonlar və emulsiyalar daxildir.

Sərbəst dispers sistemlərə nümunələr:

• Kolloid dispersliyi olan qazlarda dispers sistemlər (T 1 /G 2 - atmosferin yuxarı təbəqələrində toz, aerozollar), qaba dispersiya ilə (T 1 /G 2 - tüstü və Zh 1 /G 2 - dumanlar);
• Kolloid dispersliyə malik mayelərdə dispers sistemlər (T 1 /L 2 - liozollar, suda dispers boyalar, sintetik polimerlərin lateksləri), qaba dispersiyalı (T 1 /L 2 - suspenziyalar; L 1 /L 2 - maye emulsiyalar; G 1) / Zh 2 - qaz emulsiyaları);
• Dispers sistemlər bərk maddələr balta: T 1 /T 2 - bərk sollar, məsələn, şüşədə sarı metal sol, piqmentli liflər, doldurulmuş polimerlər.

2. Koheziv-dispers (və ya davamlı) sistemlər . Davamlı (birləşmiş dispers) sistemlərdə dispers fazanın hissəcikləri sərt formada olur məkan strukturları. Belə sistemlər kəsmə deformasiyasına müqavimət göstərir. Koheziv-dispers sistemlər möhkəmdir; onlar dispers fazanın hissəcikləri təmasda olduqda yaranır, skelet və ya şəbəkə şəklində strukturun yaranmasına gətirib çıxarır ki, bu da dispers sistemin axıcılığını məhdudlaşdırır və ona öz formasını saxlamaq imkanı verir. Belə strukturlaşdırılmış kolloid sistemlərə gellər deyilir.

Birləşdirilmiş dispers sistemlərə nümunələr:

• Maye interfeysi olan dispers sistemlər (G 1 / Zh 2 - köpük; Zh1 / Zh 2 - köpüklü emulsiyalar);
• Bərk faza interfeysi olan dispers sistemlər (G 1 /T 2 - məsaməli gövdələr, təbii liflər, pemza, süngər, kömür; W 1 / T 2 - qranitdə nəmlik; T 1 / T 2 - polimerlərin bir-birinə nüfuz edən şəbəkələri).

Kolloid məhlulların hazırlanması və təmizlənməsi

Kolloid məhlulların alınması

Kolloid məhlullar əldə edilə bilərdağıtıcı və ya üçün kondensasiyaüsulları.

1. Dispersiya üsulları- bunlar iri parçaları kolloid ölçülü aqreqatlara əzməklə liofob zolların alınması üsullarıdır.

mexaniki qaba dispers sistemlərin əzilməsi: əzmə, zərbə, sürtmə, parçalama ilə həyata keçirilir. Bir neçə on mikron ölçülərinə qədər hissəciklərin üyüdülməsi istifadə edərək həyata keçirilir top dəyirmanlar.Xüsusilə çox incə əzmə (0,1-1 mikrona qədər) əldə edilirkolloid dəyirmanlarsürətlə fırlanan rotor (10-20 min rpm) və sabit bir gövdə arasında dar bir boşluq ilə və boşluqda hissəciklər yırtılır və ya aşındırılır.P. A. Rebinderin işləri bərk maddələrin elastik və plastik deformasiyalara qarşı müqavimətinin azalması, habelə səthi aktiv maddələrin adsorbsiyasının təsiri altında mexaniki məhv edilməsi fenomenini təyin etdi. Səthi aktiv maddələr dispersiyanı asanlaşdırır və dispersiya dərəcəsinin əhəmiyyətli dərəcədə artmasına kömək edir.

2. Kondensasiya üsulları- bunlar molekulları və ionları kolloid ölçülü aqreqatlara birləşdirərək (kondensasiya edərək) kolloid məhlulların alınması üsullarıdır. Sistem homojendən heterojenə çevrilir, yəni yeni bir faza meydana gəlir (dispers faza). İlkin şərt edir supersaturasiya orijinal sistem.

Kondensasiya üsulları kondensasiyaya səbəb olan qüvvələrin təbiətinə görə fiziki kondensasiya və kimyəvi kondensasiyaya bölünür.

fiziki kondensasiya buxarlardan və ya həlledicinin dəyişdirilməsi ilə həyata keçirilə bilər.

buxar kondensasiyası. Başlanğıc materialı cüt-cütdür. Temperatur azaldıqca buxar həddindən artıq doymuş olur və qismən kondensasiya olunur və dispers faza əmələ gəlir. Bu üsulla civə və bəzi başqa metalların hidrozolları alınır.

Solventin dəyişdirilməsi üsulu. Metod dispersiya mühitinin tərkibinin və xassələrinin dəyişdirilməsinə əsaslanır. Məsələn, kükürdün, fosforun və ya rozinin spirt məhlulu suya tökülür, maddənin yeni həlledicidə həll olma qabiliyyətinin azalması səbəbindən məhlul həddindən artıq doymuş olur və maddənin bir hissəsi kondensasiya olunur, dispers fazanın hissəciklərini əmələ gətirir.

Kimyəvi kondensasiya nəticəsində dispers faza əmələ gətirən maddənin alınmasından ibarətdir kimyəvi reaksiya. Reaksiyanın həqiqi məhlul və ya çöküntü deyil, kolloid məhlul əmələ gətirməsi üçün ən azı üç şərt yerinə yetirilməlidir:

1. dispers fazanın maddəsi dispersiya mühitində həll olunmur;
2. dispers fazanın kristallarının nüvələrinin əmələ gəlmə sürəti kristalın böyümə sürətindən çox böyükdür; bu şərt adətən bir komponentin konsentratlı məhlulu güclü qarışdırmaqla digər komponentin yüksək seyreltilmiş məhluluna töküldükdə yerinə yetirilir;
3. başlanğıc materiallardan biri həddindən artıq alınır, məhz stabilizatordur.

Kolloid məhlulların təmizlənməsi üsulları.

Bu və ya digər şəkildə alınan kolloid məhlullar adətən aşağı molekulyar çirklərdən (molekullar və ionlardan) təmizlənir. Bu çirklərin çıxarılması dializ, (elektrodializ), ultrafiltrasiya üsulları ilə həyata keçirilir.

Dializ– kolloid məhlulu təmiz dispersiya mühitindən ayıran yarımkeçirici membrandan istifadə etməklə təmizləmə üsulu. Yarımkeçirici (yəni molekullar və ionlar üçün keçirici, lakin dispers fazanın hissəcikləri üçün keçirməyən) kimi membranlar, perqament, selofan, kollodion, keramika filtrləri və digər incə məsaməli materiallar istifadə olunur. Diffuziya nəticəsində aşağı molekulyar çirklər xarici məhlula keçir.

Ultrafiltrasiya daxili kamerada təzyiq altında həyata keçirilən dializ adlanır. Əslində, ultrafiltrasiya solları təmizləmək üçün bir üsul deyil, yalnız onları konsentrasiya etmək üçün bir üsuldur.

Kolloid məhlulların optik xassələri

İşıq dispers sistemə düşdükdə aşağıdakı hadisələr müşahidə edilə bilər:

• işığın sistemdən keçməsi;
• dispers fazanın hissəcikləri ilə işığın sınması (əgər bu hissəciklər şəffafdırsa);
• dispers fazanın hissəcikləri ilə işığın əks olunması (hissəciklər qeyri-şəffafdırsa);
• işığın səpilməsi;
• udma ( dispers faza ilə işığın udulması).

işığın səpilməsi dispers fazanın hissəciklərinin daha kiçik və ya düşən işığın dalğa uzunluğuna uyğun olduğu sistemlər üçün müşahidə edilir. Xatırladaq ki, kolloid məhlullarda dispers fazanın hissəcik ölçüsü 10-dur -7 -10 -9 m.Deməli, işığın səpilməsi tədqiq etdiyimiz kolloid sistemlər üçün xarakterik bir hadisədir.

Rayleigh işığın səpilməsi nəzəriyyəsini yaratdı. O, səpələnmiş işığın intensivliyini I ilə düşən işığın intensivliyinə I 0 aid edən tənlik çıxardı. ədalətli, bir şərtlə:

• hissəciklər sferikdir;
• hissəciklər keçirmir elektrik(yəni qeyri-metaldır);
• hissəciklər işığı qəbul etmir, yəni rəngsizdir;
• kolloid məhlul o dərəcədə seyreltilir ki, hissəciklər arasındakı məsafə düşən işığın dalğa uzunluğundan çox olsun.

Rayleigh tənliyi:

• Harada V bir hissəciyin həcmidir,
• λ - dalğa uzunluğu;
• n 1 hissəciyin sınma göstəricisidir;
• n o mühitin sınma əmsalıdır.

Rayleigh tənliyindən aşağıdakı nəticələr çıxır:

1. Səpələnmiş işığın intensivliyi nə qədər böyükdürsə, hissəcik və mühitin sındırma göstəriciləri bir o qədər çox fərqlənir. (n 1 - P 0 ).
2. Əgər qırılma göstəriciləri P 1 Və n 0 eynidir, onda qeyri-homogen mühitdə işığın səpilməsi olmayacaq.
3. Səpələnmiş işığın intensivliyi nə qədər böyükdürsə, qismən konsentrasiya bir o qədər böyükdür v. Kütləvi konsentrasiya c, Adətən məhlulların hazırlanmasında istifadə olunan g / dm 3 ifadəsi ilə qismən konsentrasiya ilə əlaqələndirilir:

burada ρ hissəciklərin sıxlığıdır.

Qeyd etmək lazımdır ki, bu asılılıq yalnız kiçik hissəcik ölçüləri bölgəsində saxlanılır. Spektrin görünən hissəsi üçün bu vəziyyət 2 10 -6 sm dəyərlərinə uyğundur< r < 4 10 -6 см. С увеличением r рост I yavaşlayır və r > λ üçün, səpilmə əks ilə əvəz olunur. Səpələnmiş işığın intensivliyi konsentrasiyası ilə düz mütənasibdir.

4. Səpələnmiş işığın intensivliyi dalğa uzunluğu ilə dördüncü gücə tərs mütənasibdir.

Bu o deməkdir ki, ağ işıq şüası kolloid məhluldan keçəndə qısa dalğalar - spektrin mavi və bənövşəyi hissələri üstünlük təşkil edir. Buna görə də, rəngsiz bir sol səpələnmiş işıqda mavi rəngə, ötürülən işıqda isə qırmızı rəngə malikdir. Göyün mavi rəngi həm də atmosferdəki kiçik su damcılarının işığın səpilməsi ilə bağlıdır. Günəş çıxanda və ya qürubda səmanın narıncı və ya qırmızı rəngi səhər və ya axşam atmosferdən keçən işığın əsasən olması ilə əlaqədardır.

işığın udulması. Rayleigh tənliyi rəngsiz sollar, yəni işığı udmayanlar üçün yaradılmışdır. Bununla belə, bir çox kolloid həllər müəyyən bir rəngə malikdir, yəni. spektrin müvafiq bölgəsində işığı udmaq - sol həmişə udulmuş rəngə əlavə olaraq rənglənir. Beləliklə, spektrin mavi hissəsini (435-480 nm) udaraq, sol sarıya çevrilir; mavi-yaşıl hissənin (490-500 nm) udulması ilə qırmızı rəng alır.Bütün görünən spektrin şüaları şəffaf cisimdən keçirsə və ya qeyri-şəffaf cisimdən əks olunursa, şəffaf cisim rəngsiz, qeyri-şəffaf cisim isə ağ görünür. Bədən bütün görünən spektrdən radiasiya qəbul edərsə, qara görünür.İşığı udmaq qabiliyyətinə malik olan kolloid məhlulların optik xassələri sistemdən keçərkən işığın intensivliyinin dəyişməsi ilə xarakterizə edilə bilər. Bunu etmək üçün Bouguer-Lambert-Beer qanunundan istifadə edin:

harada mən 0 düşən işığın intensivliyidir ; I və s sol vasitəsilə ötürülən işığın intensivliyidir; k - udma əmsalı; l- sol təbəqənin qalınlığı; ilə- sol konsentrasiyası.

İfadənin loqarifmini götürsək, alarıq:

Dəyər deyilir optik sıxlıq həll . Monoxromatik işıqla işləyərkən, həmişə optik sıxlığın hansı dalğa uzunluğunda təyin olunduğunu göstərir, onu ifadə edirlər. D λ .

Koloidal sistemlərin quruluşunun miselyar nəzəriyyəsi

Mübadilə reaksiyası ilə AgI solun əmələ gəlməsi nümunəsindən istifadə edərək hidrofobik kolloid hissəciklərin quruluşunu nəzərdən keçirək.

AgNO 3 + KI → AgI + KNO 3.

Maddələr ekvivalent miqdarda alınırsa, onda AgI-nin kristal çöküntüsü çökür. Lakin, ilkin maddələrdən biri artıqdırsa, məsələn, KI, AgI kristallaşma prosesi kolloid məhlulun - AgI misellərinin meydana gəlməsinə səbəb olur.

AgI hidrozol misellərinin struktur diaqramı Şəkil 10.4-də göstərilmişdir.

Şəkil 10.4 - KI artıqlığı ilə əmələ gələn AgI hidrozol miselinin sxemi

100-1000 molekulların [ mAgI ] məcmuəsi (mikrokristallar) - nüvə, dispersiya mühitində elektrolit ionlarının adsorbsiyasının səthində baş verdiyi yeni bir fazanın embrionudur. Panet-Fajans qaydasına görə, nüvənin kristal qəfəsinə daxil olan və bu qəfəsi tamamlayan ionlar kimi ionlar daha yaxşı adsorbsiya olunur. Birbaşa nüvəyə adsorbsiya olunan ionlara deyilir potensial təyin edən, çünki onlar potensialın böyüklüyünü və səth yükünün işarəsini, həmçinin bütün hissəciyin yükünün işarəsini təyin edirlər. Bu sistemdə potensial təyin edən ionlar artıq olan, AgI nüvəsinin kristal qəfəsinin bir hissəsi olan, stabilizator rolunu oynayan və ikiqat elektrik təbəqəsinin (EDL) sərt hissəsində daxili qabığı meydana gətirən I - ionlarıdır. misel. Adsorbsiya edilmiş ionları olan aqreqat I - miselin nüvəsini təşkil edir.

Hidratlanmış ionun radiusuna yaxın məsafədə AgI hissəciklərinin mənfi yüklü səthinə məhluldan əks işarəli ionlar (qarşılıqlar) - müsbət yüklü K + ionları cəlb olunur. Əks ionların təbəqəsi - ikiqat elektrik təbəqəsinin (EDL) xarici qabığı həm elektrostatik qüvvələr, həm də adsorbsiya cazibə qüvvələri tərəfindən tutulur. Möhkəm ikiqat təbəqə ilə birlikdə molekulların məcmusuna kolloid hissəcik - qranul deyilir.

İstilik hərəkətinə görə əks ionların bir hissəsi qranulun ətrafında diffuz şəkildə yerləşir və yalnız elektrostatik qüvvələr hesabına onunla əlaqələndirilir. Kolloid hissəciklər, onu əhatə edən diffuz təbəqə ilə birlikdə misellər adlanır. Misel elektrik cəhətdən neytraldır, çünki nüvənin yükü bütün əks ionların yükünə bərabərdir və qranul adətən elektrokinetik və ya ξ - zeta - potensial adlanan bir yükə malikdir. Qısaldılmış formada bu nümunə üçün misel quruluş sxemi aşağıdakı kimi yazıla bilər:

Kolloid hissəciklərin quruluşu nəzəriyyəsinin əsas müddəalarından biri də ikiqat elektrik təbəqəsinin (EDL) quruluşu konsepsiyasıdır. Müasir düşüncələrə görə, ikiqat elektrik qatı DELadsorbsiya və diffuziya təbəqələrindən ibarətdir. Adsorbsiya təbəqəsi aşağıdakılardan ibarətdir:

• səth potensialının böyüklüyünü və onun işarəsini təyin edən potensial təyin edən ionların üzərinə adsorbsiya edilməsi nəticəsində misel nüvəsinin yüklənmiş səthi;
• əks işarəli ionların təbəqəsi - məhluldan yüklənmiş səthə çəkilən əks ionlar. Əks ionların adsorbsiya təbəqəsi yüklənmiş səthdən molekulyar radius məsafəsində yerləşir. Bu səthlə adsorbsiya təbəqəsinin əks ionları arasında həm elektrostatik, həm də adsorbsiya qüvvələri mövcuddur və buna görə də bu əks ionlar nüvə ilə xüsusilə güclü birləşir. Adsorbsiya təbəqəsi çox sıxdır, onun qalınlığı sabitdir və xarici şəraitin dəyişməsindən (elektrolit konsentrasiyası, temperatur) asılı deyildir.

İstilik hərəkətinə görə əks ionların bir hissəsi dispersiya mühitinə dərindən nüfuz edir və onların qranulun yüklənmiş səthinə cəlb edilməsi yalnız elektrostatik qüvvələr hesabına həyata keçirilir. Bu əks ionlar səthə daha az möhkəm bağlanmış diffuz təbəqəni təşkil edir. Diffuz təbəqənin dəyişkən qalınlığı var, bu da dispersiya mühitində elektrolitlərin konsentrasiyasından asılıdır.

Bərk və maye fazalar bir-birinə nisbətən hərəkət etdikdə, diffuz hissədə DEL qırılması baş verir və faza interfeysində potensial sıçrayış baş verir ki, bu da adlanır. elektrokinetik ξ - potensial(zeta - potensial). Onun dəyəri potensial təyin edən ionların yüklərinin ümumi sayı (φ) ilə adsorbsiya qatında olan əks-ion yüklərinin sayı (ε) arasındakı fərqlə müəyyən edilir, yəni. ξ = φ - ε. Bərk fazadan məhlulun dərinliyinə qədər olan məsafə ilə fazalərarası potensialın azalması Şəkil 10.5-də göstərilmişdir.

Şəkil 10.5 DPP strukturu

Hidrofob məhlulun zərrəcikləri ətrafında potensial fərqin olması onların toqquşma zamanı bir-birinə yapışmasının qarşısını alır, yəni solun məcmu sabitliyinin amilidir. Əgər diffuz ionların sayı azalırsa və ya sıfıra meyl edirsə, onda qranul elektrik cəhətdən neytral olur (izoelektrik vəziyyət) və ən az sabitliyə malikdir.

Beləliklə, elektrokinetik potensialın böyüklüyü itələyici qüvvələri və deməli, kolloid məhlulun məcmu sabitliyini müəyyən edir. Koloidal məhlulun kifayət qədər sabitliyi elektrokinetik potensialın ξ = 0,07V dəyərində, ξ = 0,03V-dən az olan qiymətlərdə təmin edilir, itələyici qüvvələr birləşməyə müqavimət göstərmək üçün çox zəifdir və buna görə də qaçılmaz olaraq sona çatan laxtalanma baş verir. çökmə.

Elektrokinetik potensialın böyüklüyü (10.5) düsturundan istifadə edərək elektroforez cihazı ilə müəyyən edilə bilər:

burada η özlülükdür; ϑ - hissəciklərin hərəkət sürəti; l - məhlul boyunca elektrodlar arasındakı məsafə; E - elektromotor qüvvə, D - dielektrik sabit.

ξ - potensiala təsir edən amillər:

1. Bir laqeyd elektrolitin həllində olması - potensial təyin edən bir ion olmayan bir elektrolit.

• Different elektrolitdə əks ion var. Bu zaman diffuziya təbəqəsi sıxılır və ξ düşür və nəticədə laxtalanma baş verir.
• Different elektrolitdə əks-ionla eyni işarəli ion var, lakin əks-ionun özü deyil. Bu vəziyyətdə ion mübadiləsi baş verir: əks ion laqeyd elektrolitin ionları ilə əvəz olunur. ξ-də bir azalma müşahidə olunur, lakin düşmə dərəcəsi əvəzedici ionun təbiətindən, valentliyindən və nəmlənmə dərəcəsindən asılı olacaq. Kationların və anionların liotrop seriyası - ionların diffuz təbəqəni sıxışdırmaq və ξ potensialının azalmasına səbəb olmaq qabiliyyətinə görə düzüldüyü seriyalar.

Li + - Na + - NH 4 + - K + - Rb + - Cs + - Mg 2+ - Ca 2+ - Ba 2+ ...

CH 3 COO - - F - - NO 3 - - Cl - - I - - Br - - SCN - - OH - - SO 4 2 -

2. Məhlulun əlavə edilməsi stabilizator elektrolit- potensial müəyyən edilmiş ion ehtiva edən elektrolit ξ - potensialın artmasına səbəb olur və buna görə də kolloid sistemin sabitliyinə kömək edir, lakin müəyyən bir həddə qədər.

Kolloid sistemlərin sabitliyi və laxtalanması

Kolloid sistemlərin sabitliyi və laxtalanmasının müasir nəzəriyyəsi bir neçə tanınmış elm adamı tərəfindən yaradılmışdır: Deryagina, Landau, Verwey, Overbeck və buna görə də qısaldılmışdır. DLVO nəzəriyyəsi . Bu nəzəriyyəyə görə dispers sistemin dayanıqlığı Braun hərəkəti nəticəsində zərrəciklərin bir-birinə yaxınlaşması zamanı yaranan cəlbedici və itələyici qüvvələrin tarazlığı ilə müəyyən edilir. Koloidal sistemlərin kinetik və məcmu sabitliyi var.

1. Kinetik (çökmə) sabitliyi- dispers hissəciklərin süspansiyonda olmaq və çökməmək qabiliyyəti (çöküntü deyil). Dispers sistemlərdə, təbii məhlullarda olduğu kimi, Broun hərəkəti var. Brownian hərəkəti hissəcik ölçüsündən, dispersiya mühitinin özlülüyündən, temperaturdan və s. Zərrəcikləri cazibə qüvvəsinin təsiri altında praktiki olaraq çökməyən incə dispers sistemlər (sollar) kinetik (çökmə) sabitdir. Bunlara həmçinin hidrofilik sollar - polimerlərin, zülalların məhlulları və s. Hidrofobik sollar, qaba sistemlər (asqılar, emulsiyalar) kinetik cəhətdən qeyri-sabitdir. Onlarda faza və mühitin ayrılması kifayət qədər tez baş verir.
2. Ümumi sabitlik- dispers fazanın hissəciklərinin müəyyən dispersiya dərəcəsini dəyişməz saxlamaq qabiliyyəti. Aqreqat sabit sistemlərdə dispers fazanın hissəcikləri toqquşma zamanı bir-birinə yapışmır və aqreqatlar əmələ gətirmir. Lakin məcmu sabitliyi pozularsa, kolloid hissəciklər böyük aqreqatlar əmələ gətirir, ardınca dispers fazanın çökməsi baş verir. Belə bir proses deyilir laxtalanma, və o, kortəbii olaraq davam edir, çünki sistemin sərbəst enerjisi azalır (Δ G<0) .

Koloidal sistemlərin sabitliyinə təsir edən amillərə aşağıdakılar daxildir:

1. Dağılmış hissəciklərin elektrik yükünün olması. Liofob zolların dağılmış hissəcikləri eyni yükə malikdir və buna görə də toqquşma zamanı onlar bir-birlərini nə qədər güclü dəf edəcəklərsə, zeta potensialı da bir o qədər yüksək olacaq. Bununla belə, elektrik faktoru həmişə həlledici deyil.
2. Stabilləşdirici ionları həll etmək (hidratlaşdırmaq) qabiliyyəti. Diffuz təbəqədə nə qədər çox hidratlanmış (solvatlaşdırılmış) əks-ionlar varsa, qranulların ətrafındakı ümumi nəmlənmiş (solvat) qabıq bir o qədər böyükdür və dispers sistem daha sabitdir.

Nəzəriyyəyə görə, Brown hərəkəti zamanı kolloid hissəciklər 10-a qədər məsafədə sərbəst şəkildə bir-birinə yaxınlaşır. -5 Bax.. Van der Waals cazibə qüvvələrinin (1) və elektrostatik itələmə qüvvələrinin (2) kolloid hissəciklər arasında dəyişməsinin xarakteri şək. 10.6. Yaranan əyri (3) uyğun ordinatların həndəsi əlavə edilməsi ilə əldə edilmişdir. Minimum və böyük məsafələrdə hissəciklər arasında cazibə enerjisi üstünlük təşkil edir (I və II enerji minimumları). İkinci enerji minimumunda hissəciklərin birləşmə enerjisi onları cəmlənmiş vəziyyətdə saxlamaq üçün kifayət deyil. İkiqat elektrik təbəqəsinin qalınlığına uyğun gələn orta məsafələrdə itələyici enerji hissəciklərin bir-birinə yapışmasının qarşısını alan potensial maneə AB ilə üstünlük təşkil edir. Təcrübə göstərir ki, zeta potensialı ξ = 70 mV-də kolloid sistemlər yüksək potensial maneə və yüksək aqreqativ sabitlik ilə xarakterizə olunur. Koloidal sistemin sabitliyini pozmaq üçün, yəni. laxtalanma prosesinin həyata keçirilməsini azaltmaq lazımdır -0 - 3 mV dəyərlərinə qədər potensial.

Şəkil 10.6. Kolloid hissəciklərin qarşılıqlı təsirinin potensial əyriləri

Dispers sistemlərin laxtalanması

Koaqulyasiya - kolloid hissəciklərin yapışması prosesi. Bu proses müxtəlif amillərin təsiri altında nisbətən asanlıqla davam edir: elektrolitlərin, qeyri-elektrolitlərin, dondurulma, qaynama, qarışdırma, günəş işığına məruz qalma və s. tətbiqi. Prosesdə elektrolitik laxtalanma (elektrolitlərin təsiri altında) ion dəyişdirici adsorbsiya tez-tez müşahidə olunur: daha yüksək valentliyə və ya daha yüksək adsorbsiya potensialına malik koaqulyant ionları əvvəlcə diffuz təbəqənin, sonra isə adsorbsiya təbəqəsinin əks ionlarını sıxışdırır. Mübadilə ekvivalent miqdarda baş verir, lakin əks ionların dəyişdirilməsi, dağılmış bir mühitdə kifayət qədər elektrolit konsentrasiyasında hissəciklərin dayanıqlığını itirməsinə və toqquşma zamanı bir-birinə yapışmasına səbəb olur.

Elektrolitik laxtalanma üçün bir sıra eksperimental ümumi qaydalar müəyyən edilmişdir:

1. Liofob solların laxtalanması hər hansı elektrolitlər tərəfindən törədilir, lakin müəyyən elektrolit konsentrasiyasına çatdıqda nəzərə çarpan sürətlə müşahidə olunur. Koaqulyasiya həddi(C-dən) - solun laxtalanmasına başlamaq üçün tələb olunan minimum elektrolit konsentrasiyası. Bu zaman xarici dəyişikliklər müşahidə olunur, məsələn, məhlulun bulanıqlığı, rənginin dəyişməsi və s.

• burada Sal elektrolitin molar konsentrasiyası, mmol/l;
• Vel - elektrolit məhlulunun həcmi, l;
• Vz - solun həcmi, l.

Pıhtılaşma həddinin əksi elektrolitin laxtalanma qabiliyyəti () adlanır:

burada Ck laxtalanma həddidir.

2. Schultz-Hurdy qaydası:

• laxtalanma effekti yükü kolloid hissəciklərin səthinin yükünə (qranulun yükü) işarəsi ilə əks olan həmin ion tərəfindən nümayiş etdirilir və bu təsir ionun valentliyinin artması ilə artır;
• ionların laxtalanma təsiri ionların valentliyinin artması ilə dəfələrlə artır. Bir-iki və üç valentli ionlar üçün laxtalanma təsiri təxminən 1: 50: 500 ilə əlaqələndirilir.

Bu, koaqulyantların çoxvalentli yüksək yüklü ionlarının birvalentlərə nisbətən kolloid hissəciyin yüklü səthi tərəfindən daha güclü cəlb edilməsi və əks ionların diffuz və hətta adsorbsiya təbəqəsindən çıxarılmasının daha asan olması ilə izah olunur.

3. Üzvi ionların laxtalanma təsiri qeyri-üzvi ionlardan qat-qat yüksəkdir. Bu, onların yüksək adsorbsiya qabiliyyəti, superekvivalent miqdarda adsorbsiya olunma qabiliyyəti, həmçinin kolloid hissəciklərin səthinin yenidən doldurulmasına səbəb olması ilə bağlıdır.

4. Eyni yüklü bir sıra qeyri-üzvi ionlarda laxtalanma qabiliyyəti ion - koaqulyantın radiusundan asılıdır: radius nə qədər böyükdürsə, laxtalanma qabiliyyəti də bir o qədər böyükdür (bax. liotrop sıra). Bu onunla izah olunur ki, ion hidratasiya dərəcəsi, məsələn, L + -dan Cs + -ə qədər azalır və bu, onun ikiqat ion təbəqəsinə daxil olmasını asanlaşdırır.

5. Liofob kolloid zolların elektrik cəhətdən neytral hissəcikləri ən yüksək sürətlə laxtalanır.

6. Sol asılılığı fenomeni. Əgər sola tez bir zamanda koaqulyant əlavə edilirsə, o zaman laxtalanma baş verir, yavaşsa, laxtalanma olmur. Bu, elektrolit və sol arasında bir reaksiya meydana gəlməsi ilə izah edilə bilər, bunun nəticəsində dispers sistemi sabitləşdirən peptizatorlar əmələ gəlir:

Fe (OH) 3 + HCl → FeOCl + 2H 2 O,

FeOCl → FeO + + Cl - ,

burada FeO + Fe (OH) 3 sol üçün peptizatordur.

Elektrolitlər qarışığının laxtalanma təsiri ion - koaqulyatorun xarakterindən asılı olaraq fərqli şəkildə özünü göstərir. Elektrolitlərin qarışığında hərəkət hər bir elektrolitin laxtalanma hərəkətinə əlavə edilə bilər. Bu fenomen deyilirəlavəlik ionları (NaCl, KCl). Əgər elektrolit ionlarının laxtalanma təsiri başqa bir elektrolitin ionlarının daxil olması ilə azalırsa, ionların antaqonizmi (LiCl, MgCl 2 ). Elektrolit ionlarının laxtalanma təsiri başqa bir elektrolitin ionlarının daxil olması ilə artdıqda, bu fenomen adlanır. sinerji ionları.

Məsələn, 10 ml 10% NaCl məhlulunun 10 ml Fe (OH) 3 solunda tətbiqi bu solun laxtalanmasına səbəb olur. Ancaq qoruyucu maddələrdən biri sol məhluluna əlavə edilərsə, bunun qarşısını almaq olar: 5 ml jelatin, 15 ml yumurta albumini, 20 ml dekstrin.

Koloidal hissəciklərin qorunması

Kolloid müdafiə- ona makromolekulyar birləşmənin (HMC) daxil edilməsi ilə solun məcmu sabitliyinin artırılması. Hidrofobik sollar üçün zülallar, karbohidratlar, pektinlər adətən RİA kimi istifadə olunur; susuz həllər üçün - kauçuklar.

İUD-nin qoruyucu təsiri kolloid hissəciklərin səthində müəyyən adsorbsiya qatının əmələ gəlməsi ilə əlaqələndirilir (Şəkil 10.7). Pıhtılaşmanın əksi peptizasiya adlanır.

Şəkil 10.7 Peptizasiya mexanizmi

Müxtəlif dəniz qüvvələrinin qoruyucu təsirini xarakterizə etmək üçün Zsigmondy qızıl nömrədən istifadə etməyi təklif etdi.qızıl nömrə10 sm-ə əlavə olunacaq milliqram İUD sayıdır 3 0,0006% qırmızı qızıl sol ona 1 sm əlavə edildikdə mavi rəngə çevrilməməsi (laxtalanma) 3 10% NaCl məhlulu. Bəzən SPİ-nin qoruyucu təsirini xarakterizə etmək üçün qızıl sol əvəzinə gümüşün kolloid məhlulları (gümüş sayı), dəmir hidroksid (dəmir nömrəsi) və s.Cədvəl 10.2 bəzi RİA-lar üçün bu rəqəmlərin mənasını göstərir.

Cədvəl 10.2 IUD-nin qoruyucu fəaliyyəti

Bu mövzunu öyrənmək üçün 2 saatım var. Dispers sistemlərin məişətdə, təbiətdə geniş yayıldığı, müxtəlif sənaye və təbii proseslərdə (geoloji, torpaq) mühüm rol oynadığı üçün onların ayrıca blok kimi öyrənilməsini məqsədəuyğun hesab edirəm. Ətraf mühitdə baş verən arzuolunmaz proseslərin təzahürlərini başa düşməyi və bir çox elmi, texniki və ekoloji problemləri düzgün həll etməyi öyrənmək üçün dispers sistemlərin növlərini və onların xassələrini bilmək lazımdır.

Əgər kimyanın öyrənilməsinin əvvəlki mərhələlərində tələbələr maddələrin müxtəlifliyi və maddənin quruluşu, tərkibi və xassələri arasında əlaqənin qurulması ilə tanış olmuşlarsa, dispers sistemləri öyrənərkən yeni bir asılılıq - xassələrin asılılığı haqqında məlumat əldə edirlər. onların parçalanma vəziyyəti haqqında bir maddənin.

Dispers sistemləri öyrənərkən çoxlu yeni terminlərə rast gəlinir, ona görə də müvafiq izahlarla onların siyahısını tərtib etmək və dispers sistemlərlə tanış olduqdan sonra bu siyahıya müraciət etmək lazımdır.

Bu mövzuda dərsləri aşağıdakı kimi planlaşdırıram:

1. Dispers sistemlər, onların növləri.
2. Konfrans “Dispers sistemlərin xassələri. Dispers sistemlərin gündəlik həyatda, təbiətdə və istehsal proseslərində rolu.

Dərslərin məqsədi: Mövzu üzrə bilikləri ümumiləşdirmək, sistemləşdirmək; sinifdə axtarış və əməkdaşlıq mühiti yaratmaq, hər bir şagirdə uğur əldə etmək imkanı yaratmaq.

Təhsil vəzifələri:

1. Mövzu üzrə əsas ZUN-un assimilyasiya dərəcəsinə nəzarət etmək:
   - Dispers sistem anlayışını formalaşdırın.
   - Müxtəlif meyarlara görə dispers sistemlərin təsnifatını təqdim etmək.
   - Tələbələrin diqqətini böyük praktik əhəmiyyətə malik dispers sistemlərə cəlb etmək:
   suspenziyalar, emulsiyalar, kolloid məhlullar, həqiqi məhlullar, aerozollar, köpüklər;
2. Ümumi təhsil bacarıqlarının formalaşmasını davam etdirin (özünü idarə etmək; əməkdaşlıq etmək; kompüterdən, noutbukdan, interaktiv lövhədən istifadə etmək).
3. Dərslik, əlavə ədəbiyyat, internet saytları ilə tələbələrin müstəqil işləməsi bacarıqlarının formalaşmasını davam etdirmək.

Təhsil vəzifələri:

1. Şagirdlərin idrak maraqlarını inkişaf etdirməyə davam etmək;
2. Nitq mədəniyyəti, çalışqanlıq, əzmkarlıq tərbiyə etmək;
3. İşə məsuliyyətli, yaradıcı münasibətin formalaşmasını davam etdirmək;

İnkişaf vəzifələri:

1. Kimyəvi terminologiyadan istifadə etmək bacarığını inkişaf etdirin
2. Zehni əməliyyatları inkişaf etdirmək (analiz, sintez, səbəb-nəticə əlaqələrinin qurulması, fərziyyə, təsnifat, analoqlar çəkmək, ümumiləşdirmə, sübut etmək bacarığı, əsas şeyi vurğulamaq);
3. Şəxsin maraqlarını, qabiliyyətlərini inkişaf etdirmək;
4. Kimyəvi təcrübə aparmaq, müşahidə etmək və təsvir etmək bacarığını inkişaf etdirmək;
5. Birgə fəaliyyətlərdə tələbələrin ünsiyyət bacarıqlarını (dialoq aparmaq, rəqibi dinləmək, öz nöqteyi-nəzərini əsaslandırmaq bacarığı) və tələbələrin məlumat və idrak bacarıqlarını artırmaq.

İlkin hazırlıq:

1. Problemin formalaşdırılması;
2. İşin praktiki nəticələrinin proqnozlaşdırılması;
3. Sinifdə və dərsdən sonra tələbələrin müstəqil (fərdi, cütlük, qrup) fəaliyyətinin təşkili;
4. Tədqiqat işinin məzmununun strukturlaşdırılması (mərhələli nəticələrin göstərilməsi və rolların göstərilməsi);
5. Kiçik qruplarda tədqiqat işi (müzakirə, məlumat mənbələrinin axtarışı);
6. Slayd təqdimatının yaradılması;
7. Konfransda tədqiqat işinin müdafiəsi.

Avadanlıq:

• Siyahı: “Şərtlər və onların izahı”.
• Cədvəl No 6 «Dispers sistemlər» - lövhədə göstərilir və hər bir cədvələ verilir.
• Nümayiş masasında: müxtəlif dispers sistemlərin nümunələri və Tyndall effektini nümayiş etdirmək üçün cihaz.
• Kompüterlər, media proyektor.

Dərs №1 Dispers sistemlər, onların növləri.

Dərslər zamanı.

Giriş nitqi dispers sistemlərin tədqiqinin zəruriliyini əsaslandıraraq vurğulanır ki, dispers sistemlər əvvəllər düşünüldüyü kimi, kolloid sistemlərlə (yumurta ağı, soya zülalı və s.) qarşılaşdıqda maddələrin ayrıca sinfi deyil, maddələrin vəziyyətidir, lakin aqreqat deyil, onun xassələrini təyin edən maddənin dövlət parçalanması.

“Dispers” termininin mənası izah edilir, dispers sistemin, dispers fazanın, dispers mühitin tərifləri verilir.

Qeyd olunur ki, dispers sistemlər bizi hər yerdə əhatə edir. Bunlara hava, su, qida, kosmetika, dərman vasitələri, təbii cisimlər (daşlar, bitki və heyvan orqanizmləri), eləcə də müxtəlif tikinti və tikinti materialları daxildir.

Dispers sistemlərin nümunələri nümayiş etdirilir: kran suyu, müxtəlif duzların məhlulları, yumurtanın ağı məhlulu, xlorofilin spirt ekstraktı, dəftərxana ləvazimatları üçün yapışqan, süd, suda gil, Almagel preparatı, qidalandırıcı krem, diş pastası, bir parça pemza daşı, bir parça köpük plastik, bitki yağının su ilə qarışığı, mayonez, aerozol qutuları.

Bir daha qeyd olunur ki, dispers sistemlər dedikdə, aralarında yüksək inkişaf etmiş səthi olan iki və ya daha çox fazanın formalaşması başa düşülür və dispers sistemin əsas xüsusiyyəti dispers fazanın yüksək inkişaf etmiş səthidir.

Dispers sistemlərin hissəcik ölçüsünə görə təsnifatı (sxem №1-ə bax) və dispers fazanın və dispers mühitin məcmu vəziyyətinə (bax cədvəl №6) baxılır.

Sxem №1.

Dispers sistemləri:

1. Kobud (asqılar, emulsiyalar, aerozollar)
2. İncə dispers (kolloid və həqiqi məhlullar)

Dispers sistemlərin növləri. Cədvəl № 6.

Dispers sistemləri		Dispers sistemin növü, təyinatı.	Dispers sistemlərin nümunələri
Dispersiya mərhələsi	Dispersiya mühiti
bərk bədən		Aerozol (t/q)	Toz, tüstü, qar dənələri
	Maye (W)	Süspansiyonlar (t/w) Kolloid məhlullar (t/w) Həqiqi Həllər	Gil, diş pastası, pomada. Yumurta ağı məhlulu, qan plazması, xlorofilin spirt ekstraktı, silisium turşusu. Duzların, qələvilərin, şəkərin məhlulları.
	Bərk (t)	Bərk məhlullar (t/t)	Ərintilər, minerallar, rəngli şüşələr.
Maye		Aerozol (v/q)	Duman, bulud, çiskin, aerozol spreyi.
	Maye (l)	Emulsiya (ağırlıqda) Həqiqi həllər (w/w)	Süd, yağ, mayonez, krem, məlhəm, emulsiya boyaları. Aşağı spirtlər + su, aseton + su.
	Bərk (t)	Bərk emulsiya (w/t)	İnci, opal.
Qaz		Dağınıq sistem yaranmır
	Maye (W)	Köpük (g/w)	Sodalı su köpüyü, sabun köpüyü, çırpılmış qaymaq, qaymaq, zefir.
	Bərk (t)	Sərt köpük (q/t)	Styrofoam, köpük beton, köpük şüşə, pomza, lava.

1 nömrəli sxemin və 6 nömrəli cədvəlin məlumatları əsasında dispers sistemin hər bir növü xarakterizə olunur, təbii obyektlər dispers sistemlərin ən mühüm növlərinə görə nümayiş cədvəlində təsnif edilir.

Sinif 5 qrupa bölünür. Hər bir qrup aşağıdakı plana uyğun olaraq bu və ya digər dispers sistemi xarakterizə etməyə dəvət olunur.

Plan.

1. Dispers sistemin xüsusiyyətləri, baş verdiyi nümunələr.
2. Xüsusiyyətləri (görünüşü, hissəciklərin görünməsi, çökmə qabiliyyəti, filtr tərəfindən saxlanılma qabiliyyəti, yükün olması).
3. Dispers sistemin əldə edilməsi və məhv edilməsi.
4. Dağınıq sistemin gündəlik həyatda və istehsal proseslərində, ətraf mühitin mühafizəsində dəyəri.

Plana uyğun olaraq, hər bir qrupun iştirakçıları aşağıdakı dispers sistem növlərinə uyğun olaraq material seçirlər: aerozollar, emulsiyalar, süspansiyonlar, köpüklər, kolloid məhlullar və ya həqiqi məhlullar. İnternetdəki elektron dərsliklərdən və materiallardan istifadə etdiyinizə əmin olun. Material kompüterinizdəki qovluğunuza endirilir və konfransda "Ətrafımızdakı dispers sistemlər" mövzusunda təqdimat üçün təqdimat yaratmaq üçün istifadə olunur.

Bundan əlavə, hər bir qrup kimyaçıların qarşılaşdığı və mütəxəssislər tərəfindən həll edilən praktiki tapşırıq alır. Tapşırıq kartda yazılır və qrup rəhbərinə verilir.

Tapşırıq nömrəsi 1.

Havanın tozunu azaltmağın aşağıdakı üsulu məlumdur: çirklənmiş hava adi suyun səpildiyi kameralardan keçirilir. Su damcıları toz hissəciklərini udur və kameranın dibinə çökür.

Püskürtülmüş sudan istifadə edərək tozlu havanın təmizlənməsi dərəcəsini artırmaq üçün bir yol tapmaq təklif olunur.

(Cavablardan birini G.V.Lisiçkin və V.İ.Betanelinin “Kimyaçılar icad edirlər” kitabında tapmaq olar. M., Enlightenment, 1990. səh. 85).

Tapşırıq nömrəsi 2.

Südün giriş mühiti kiçik yağ damcılarını emulsiya edir. Sıxlığı suyun sıxlığından az olduğu üçün tədricən səthə qalxırlar. Süddə bir neçə saat ərzində qaymaq təbəqəsi əmələ gəlir. Süd sabit emulsiya deyil.

Süd sənayesindən satılan süd seqreqasiyaya daha davamlı olmalıdır. Bu emulsiyanın dayanıqlığını necə artırmaq olar?

Tapşırıq nömrəsi 3.

Süspansiyonlar kiçik bərk hissəciklərin bir maye içində dağıldığı dispers sistemlərdir. Süspansiyonlar qeyri-sabitdir və ağırlıq qüvvəsinin təsiri altında tədricən bərk hissəciklər çökür. Süspansiyonlarda bərk maddələri mayelərdən ayırmaq üçün əsas üsul filtrasiyadır. Əczaçılıq fabrikində bir süspansiyonun filtrasiya yolu ilə tez bir zamanda ayrılması problemi yarandı və sonrakı emal üçün həm maye, həm də içərisində dayandırılmış bərk fazanı ayırmaq lazım idi. Bunun üçün süspansiyon metal meshdən hazırlanmış incə mesh filtrindən keçirilməyə başlandı. Çöküntü yığıldıqca filtrasiya dərəcəsi azaldı və nəhayət, proses praktiki olaraq dayandı.

Asma filtrləmə prosesini davamlı rejimdə həyata keçirməyə imkan verən bir cihazın sxematik diaqramını tapmaq lazımdır.

(Cavablardan birini G.V.Lisiçkin və V.İ.Betanelinin “Kimyaçılar icad edirlər” kitabında tapmaq olar. M., Enlightenment, 1990. s. 76).

Tapşırıq nömrəsi 4.

İstilik və səs izolyasiya edən polimer materialları əldə etmək üçün onları köpüklə "şişdirmək" lazımdır), yəni. POLYFOAM qəbul edin. Bunlar bərk polimerin kütləsində çoxlu sayda qaz baloncuklarının olduğu materiallardır. Köpük plastikləri əldə etməyin yollarından biri maddələrin - üfürən maddələrin istifadəsidir. Polimerləşmə zamanı bu maddələr qazın ayrılması ilə parçalanır.

Qaz əmələ gətirən maddələr kimi istifadə edilə bilən maddələr təklif etmək və onların parçalanması reaksiyaları üçün tənliklər tərtib etmək lazımdır.

Tapşırıq nömrəsi 5.

Hemostatik qələmin nə olduğunu öyrənin. Nə etdiyini izah edin.

Konfrans dərsi ilə hər qrupun tələbələri hansı əyani vəsaitlərdən istifadə edəcəklərini müəyyənləşdirirlər, yəni. öz qrupunun çıxışı zamanı hansı təbii obyektlərdən istifadə edəcəkləri, hansı təcrübələri nümayiş etdirə biləcəkləri, hansı sxemləri göstərəcəkləri və s. informatika dərsində təqdimatlarını yekunlaşdırırlar. Müəllimlər istənilən sual üçün hazırdır. Hər qrupun çıxış vaxtı məhduddur: 6-7 dəqiqədən çox deyil.

Konfransa hazırlaşmaq üçün kimya otağının kitabxanasından istifadə edə bilərsiniz:

• Gənc kimyaçının ensiklopedik lüğəti. M., Pedaqogika, 1990.
• Petryanov İ.V., Sutugin A.G. hər yerdə yayılmış aerozollar. M., Pedaqogika, 1989.
• Yudin A.M., Suçkov V.N. Evdə kimya. M., Kimya, 1982.
• İstinad materialları. M., Təhsil, 1984.
• Davydova S.L. kosmetikada kimya. M., Bilik, 1990.
• G.V.Lisichkina və V.I.Betaneli "Kimyaçılar icad edirlər". M., Təhsil, 1990.

2 nömrəli dərs. Konfrans “Dispers sistemlərin xassələri. Dispers sistemlərin gündəlik həyatda, təbiətdə və istehsal proseslərində rolu.

Konfrans Dərs Planı:

1. Müəllim tərəfindən təqdimat.
2. Tələbə qruplarının mesajları (aerozollar, emulsiyalar, süspansiyonlar, köpüklər, kolloid məhlullar, həqiqi məhlullar) - tələbələr hazırlanmış təqdimatlardan, nümayiş materiallarından istifadə edirlər. Tətbiq.
3. Konfransın nəticələrinə yekun vurulur.

Giriş nitqində şagirdlərin dispers sistemlərin hansı növləri ilə tanış olduqları, dispers sistemlərin həyatda harada baş verdiyi, onların necə təsnif edildiyi xatırladılır.

Şagirdlər işlərini təqdimat şəklində müdafiə edir və əvvəlcədən hazırlanmış istinad cədvəllərini dolduraraq qeydlər aparırlar.

Tədqiq olunan dispers sistemlər haqqında məlumat.

Dispers sistemlərin xüsusiyyətləri.	Dispers sistemlərin növləri.
	aerozollar	emulsiyalar	süspansiyonlar	Kolloid məhlullar	Həqiqi Həllər
Hissəcik ölçüləri
Görünüş
Çöküntü qabiliyyəti
Qəbz
Məhv
Məna

Yekun nitqində müəllim dispers sistemlərin böyük praktik əhəmiyyətini bir daha qeyd edir. Onlardan yeyinti sənayesində, rayon istehsalında, parçalar boyanmasında, dəri sənayesində, kənd təsərrüfatı istehsalında, torpaqşünaslıqda, tibbdə, tikintidə və iqtisadiyyatın digər sahələrində istifadə olunur. Dispers sistemlər, əmələ gəlmə və məhv edilmə üsulları, onların təbii proseslərdə davranış qanunauyğunluqları haqqında biliklər elmi, texniki və ekoloji problemləri həll etməyə imkan verir.

İstifadə olunmuş Kitablar:

1. Qabrielyan O.S. Kimya 11 sinif. - M. Bustard 2005.
2. Lagunova L.I. Orta məktəbdə ümumi kimya kursunun tədrisi. - Tver, 1992.
3. Politova S.I. Ümumi kimya. Əsas konturlar. 11-ci sinif. - Tver, 2006.

Dispers sistemlərin təsnifatı müxtəlif xassələrə görə aparıla bilər: dispersiyaya görə, fazaların aqreqasiya vəziyyətinə görə, dispers faza ilə dispers mühitin qarşılıqlı təsirinə görə, hissəciklərarası qarşılıqlı təsirə görə.

Dispersiyaya görə təsnifat

Xüsusi səth sahəsinin dispersiyadan asılılığı Ssp = f(d) qrafik olaraq bərabərtərəfli hiperbola ilə ifadə edilir (şəkil).

Qrafikdən görünür ki, hissəciklərin eninə ölçülərinin azalması ilə xüsusi səth sahəsi əhəmiyyətli dərəcədə artır. Əgər kənar ölçüsü 1 sm olan bir kub, ölçüləri d = 10 -6 sm olan kub hissəciklərinə əzilirsə, ümumi səth səthinin dəyəri 6 sm 2-dən 600 m 2-ə qədər artacaqdır.

d ≤ 10 -7 sm-də hiperbola qırılır, çünki hissəciklər ayrı-ayrı molekulların ölçüsünə qədər azalır və heterojen sistem homojen olur, orada interfasial səth yoxdur. Disperslik dərəcəsinə görə dispers sistemlər aşağıdakılara bölünür:

• qaba sistemlər, d ≥ 10 -3 sm;
• mikroheterogen sistemlər, 10 -5 ≤ d ≤ 10 -3 sm;
• kolloid-dispers sistemlər və ya kolloid məhlullar, 10 -7 ≤ d ≤ 10 -5 sm;
• həqiqi məhlullar, d ≤ 10 -7 sm.

Kolloid məhlullarda dispers fazanın hissəciklərinin ən böyük xüsusi səth sahəsinə malik olduğunu vurğulamaq lazımdır.

Fazaların yığılma vəziyyətinə görə təsnifat

Fazaların yığılma vəziyyətinə görə təsnifat Volfqanq Ostvald tərəfindən təklif edilmişdir. Prinsipcə, 9 birləşmə mümkündür. Onları cədvəl şəklində qoyaq.

Dispers fazanın məcmu vəziyyəti	Dispers mühitin məcmu vəziyyəti	Əfsanə	Sistem adı	Nümunələr
G	G	y/y	aerozollar	Yer atmosferi
və	G	w/g		duman, təbəqə buludları
tv	G	tv/g		tüstü, toz, sirr buludları
G	və	g/f	qaz emulsiyaları, köpüklər	qazlı su, sabun köpüyü, müalicəvi oksigen kokteyli, pivə köpüyü
və	və	w/w	emulsiyalar	süd, yağ, marqarin, kremlər və s.
tv	və	tv/w	liozollar, süspansiyonlar	liofob kolloid məhlullar, suspenziyalar, pastalar, boyalar və s. d.
G	tv	g/tv	sərt köpük	pemza, bərk köpüklər, polistirol, penobeton, çörək, qazda məsaməli cisimlər və s. d.
və	tv	g TV	bərk emulsiyalar	parafində su, maye daxilolmaları olan təbii minerallar, mayedə məsaməli cisimlər
tv	tv	tv/tv	bərk sollar	polad, çuqun, rəngli şüşələr, qiymətli daşlar: Şüşədə au sol - yaqut şüşə (0,0001%) (1 t şüşə - 1 q Au)

Dispers faza ilə dispers mühitin qarşılıqlı təsirinə görə təsnifat (fazalararası qarşılıqlı təsirə görə).

Bu təsnifat yalnız maye dispersiya mühiti olan sistemlər üçün uyğundur. Q.Freyndlix dispers sistemləri iki növə bölməyi təklif etdi:

1. liofobik, burada dispers faza dispersiya mühiti ilə qarşılıqlı təsir göstərə bilmir və nəticədə onda həll olur, bunlara kolloid məhlullar, mikroheterogen sistemlər daxildir;
2. dispers fazanın dispersiya mühiti ilə qarşılıqlı əlaqədə olduğu və müəyyən şərtlərdə orada həll oluna bilən liyofil, bunlara kolloid səthi aktiv maddələrin məhlulları və IUD-lərin məhlulları daxildir.

Hissəciklərarası qarşılıqlı təsirə görə təsnifat

Bu təsnifata görə dispers sistemlər aşağıdakılara bölünür:

• sərbəst dağılmış (struktursuz);
• bağlı dağılmış (strukturlaşdırılmış).

Sərbəst dispers sistemlərdə dispers fazanın hissəcikləri bir-birinə bağlı deyil və dispersiya mühitində müstəqil hərəkət edə bilirlər.

Koherent dispers sistemlərdə dispers fazanın hissəcikləri molekullararası qüvvələr hesabına bir-biri ilə birləşərək dispersiya mühitində özünəməxsus məkan şəbəkələri və ya çərçivələr (qurulmalar) əmələ gətirir. Quruluşu əmələ gətirən hissəciklər qarşılıqlı yerdəyişmə qabiliyyətinə malik deyillər və yalnız salınan hərəkətləri yerinə yetirə bilirlər.

İstifadə olunmuş ədəbiyyatın siyahısı

1. Gelfman M.I., Kovaleviç O.V., Yustratov V.P. kolloid kimya. 2-ci nəşr, ster. - Sankt-Peterburq: "Lan" nəşriyyatı, 2004. - 336 s.: ill. ISBN 5-8114-0478-6 [s. 8-10]

№ 6. Dispers sistemlərin təsnifatı üçün Cədvələ baxın. 3.

DİSPERSİV SİSTEMLƏRİN MƏMMƏK DÖVLƏTƏ GÖRƏ TƏSNİFATI Cədvəl
Dispersiya mühiti	dağıldı	Bəzi təbii və məişət dispers sistemlərinin nümunələri
	Maye	Duman, neft damcıları ilə səmt qazı, avtomobil mühərriklərində karbüratör qarışığı (havadakı benzin damcıları), aerozollar
	Möhkəm	Havada toz, duman, duman, simumlar (toz və qum fırtınaları), bərk aerozollar
Maye		Köpüklü içkilər, köpük
	Maye	emulsiyalar. Bədən mayeləri (qan plazması, limfa, həzm şirələri), hüceyrələrin maye tərkibi (sitoplazma, karioplazma)
	Möhkəm	Sollar, gellər, pastalar (jele, jele, yapışqanlar). Suda asılı olan çay və dəniz lilləri; minaatanlar
bərk,		İçində hava qabarcıqları olan qar qabığı, torpaq, tekstil parçalar, kərpic və keramika, köpük kauçuk, qazlı şokolad, tozlar
	Maye	Yaş torpaq, tibbi və kosmetik məhsullar (məlhəm, tuş, pomada və s.)
	Möhkəm	Daşlar, rəngli şüşələr, bəzi ərintilər