Kimyoviy texnologiya

Mavzu: Dispers sistemalarning elektrokinetik xossalarini hisoblashga doir masalalar yechish

Elekrtoforez xodisasi kolloid sistemalarning elektrokinetik xossalaridan biridir.

Kolloid zarrachalarning elektr maydonida harakatlanishini elektroforezdeyiladi.Zarrachalarnielektroforezdegi yo’nalishiga qarab, ularning zaryad turini, elektrikinetik potensialini aniqlash mumkin.

Kolloid zollarining barqarorligi elektrkinetik (ζ- dzetta) potensialga bog’liq bo’lib, slindr shaklidagi zarracha uchun quyidagicha aniqlanadi:

ζ=

bunda: η- muhit yopishqoqligi;

- zarrachalarning elektroforezdegi tezligi;

- dielektrik singuvchanlik koeffitsenti;

H – gradiyent potensiali ( berilgan potensiallar ayirmasi E ni l ga nisbati).
Gradiyent potensialini aniqlash uchun EYUK qiymatini, elektroforez elektrodlari orasidagi masofa (l) ga bo’linadi.
H =

Bu formuladan ko’rinishi silindr shaklidagi zarrachalarning elektrokinetik va gradient potensiallari aniqlanadi.

Sfera shaklidagi zarrachalarning elektrokinetik potensiali esa quyidagi formuladan hisoblanadi.

ζ=

Kolloid zoli zarrachalarining elektrokinetik potensiali elektrolitni konsentratsiyasi va ularning ion zaryadi miqdoriga bog’liq bo’ladi. Elektrolit konsentratsiyasi qancha yuqori bo’lsa, ikki elektr qatlamini diffusion qavati shuncha yupqa va shunga muvofiq ravishda elektrokinetik potensiali ham kichik bo’ladi. Agar diffuzion qavatdagi ionlar adsorbsion qavatga o’tib ketsa, u holda dzetta potensial qiymati nolga teng bo’ladi.

Elektroforezda g’ovak moddalar ishtirok etsa, elektoosmos hodisasi ro’y beradi.G’ovak jismga elektrolit eritmasi to’lganida, ikki elektr qatlami hosil bo’ladi. Bu qatlamni adsorbsionvadiffusion qavatlar deyiladi. Elektroosmos hodisasi, shu qavatlar orasida dzetta ( elektrokinetik) potensial hosil bo’lishi hisobiga sodir bo’ladi. G’ovak jism vazifasini suspenziyalarini sentrafuga qilinganida hosil bo’ladigan massa – diafragma bajarishi mumkin. Shuningdek, elastic xususiyatga ega bo’lgan ploynkalar ham diafragma bo’ladi.

Elektroosmosning elektroforezdan farqi shundaki, elektroosmosda potensial farqi hisobiga qarama – qarshi zaryadlangan qattiq sirtdan suyuqlikni elektrod tomonga siljishi kuzatiladi.

Gelmgolsning matematik nazariyasiga ko’ra, siljigan suyuqlik miqdori, diafragma kesimiga va kapillyarning uzunligiga bog’liq bo’lmagan holda tok kuchiga to’g’ri proporsinal.

Bu miqdor konsentratsiya kamayishi bilan ortadi.

Elektroosmos hodisasining tezligi quyidagi formula bilan hisoblanadi:
V =

bunda: V – hajmiy tezlik, m³/soniya;

– tok kuchi; A;

– solishtirma elektr o’tkazuvchanlik, Om^-1, sm^-1.

Agar bosim ta’sirida suyuqlikni g’ovak jism orqali o’tkazilsa, potensial farqi hosil bo’ladi.Bu farqni oqim potensiali (E) deyiladi.Oqim potensiali ikki elektr qatlamidagi ionlarga bog’liq.Diffuzion qavatda ionlar miqdoriqanchako’p bo’lsa, elektrokinetik potensial shuncha kata bo’ladi.

Bosim bilan oqim potensiali orasidagi bog’liqlik quyidagi formula bilan ifodalanadi:

E=

bunda: p – bosim, N/m².

Elektroosmos va oqim potensialini kinetik potensialiga bog’liqligini quyidagi nisbatlardan ko’rish mumkin:

= =

Bu bog’liqlikni elektrokinetik hodisa deb ataladi.

MASALA ECHIMLARIDAN NAMUNALAR
1 misol.Dzetta potensiali 42 m V bo’lgan Al zolining zarrachasini elektroforezdegi, gradient potensiali 2 V/m bo’lgan etil atsetat eritmasidagi harakat tezligi qanday bo’ladi?Dispers muhit ( etilatsetat) ni dielektrik singuvchanlik 6, qovushqoqligi 0,0043 n sek/m².
Berilgan: = 42m V = 0,042V; H = 2V/m; ε = 6; η = 0,00043 n soniya/m², agar zarracha sferik shaklda bo’lsa, ƒ = 2/3 bo’ladi;

Elektrik konstantasi ε₀=8,85F/m.

Noma’lum:υ =?

Yechish: υ = = = 1,56 m/soniya.
2 misol.Elektroforez asbobidagi elektrodlar bir – biridan 20 sm uzoqlikda joylashtirilgan bo’lib, ularning potensial farqi 240 V ga teng. Muhit qovushqoqligi 0,001nsoniya/m², dielektrik singuvchanlik konstantasi 81 ga teng. Zol zarrachalarini slindr shaklida deb faraz qilib, zarrachasinnig potensiali 89,5 mV ga teng bo’lgan Al₂S₃ zolining harakat tezligini aniqlang.
Berilgan: = 89,5 mV = 0,0895 V; l = 20sm; E = 240V;

Ε = 81; η = 0,001 n sek/m².

Noma’lum: υ =?

Yechish: υ = = = 7,62 m/sek.
Bunda SI dagi dielektrik singuvchanlik koeffitsenti