Kolloid kimyo

Ma`ruza N13,14
Mavzu: Kolloid sistemalarning barqarorligi
Dars maqsadi:
Ta`lim beruvchi:Talabalarni kolloid sistemalarning agregativ va sedimentatsion barqarorligi, kolloidlarning koagulyatsiyasi haqidagi nazariya bilan tanishtirish
Rivojlantiruvchi: talabalarda kolloid sistemalarning barqarorligi va koagullanish jarayonlari haqidagi tasavvurlarini kengaytirish
Tarbiyalovchi: talabalarda koagulyatsiya hodisalari tabiatda, turmushda nihoyatda keng tarqalganligi tufaylikolloid sistemalardan oqilona foydalanish ko`nikmasini hosil qilish diqqatli bo`lish, kuzatuvchanlikka o`rgatish. O`zbekiston kimyogar olimlarining fanga qo`shgan va qo`shajak ishlarini, hissalarini targ`ib qilish
Ko`rgazmali vosita: komyuter, ekran, proektor
Texnologiya: O`quv texnika vositalarinidan foydalanib ma`ruza o`qish
( kompyuter texnologiyasi)
Dars bo`limlari: I. Tashkiliy qism (5+5 min)
II. Asosiy qism ( 60 min)
III.Yakuniy qism ( 10 min)
Dars jarayonining mazmuni:
Reja:

1. 
   Tashkiliy qism
   

Auditoriyani darsga tayyorlash
II. Asosiy qism

1. 
   Kolloid sistemalarning barqarorligi
   
2. 
   Agregativ barqarorlik faktorlari
   
3. 
   kolloidlarning koagulyatsiyasi
   
4. 
   koagulyatsiya animatsiyasini ko`rsatish
   
5. 
   Koagulyatsiya haqida fizik nazariya
   
6. 
   Zolning koagulyatsiya chegarasini namoyish qilishi
   
7. 
   Koagulyatsiyaning ahamiyati
   

III. Yakuniy qism
Uyga vazifa berish. Takrorlash uchun savollar
Kolloid sistemalarning barqarorligi
Kolloid sistema dispers fazasining solishtirma sirti katta bo`lganligi sababli sistema erkin sirt energiyasi ham katta bo`ladi. Shuning uchun kolloid sistemalar termodinamik jihatdan barqaror bo`lmaydi. Termodinamikaning ikkinchi qonuniga muvofiq, erkin energiya minimumga intilishi kerak. Kolloid zarrachalar bilan suyuqlik orasidagi chegara sirt kamayganidagina kolloid sistemada erkin sirt energiya minimumga erisha oladi.
Ayniqsa, dispers fazasi bilan dispersion muhiti orasida kuchsiz o`zaro ta`sir mavjud bo`lgan liofob kolloid sistemalar beqaror bo`lib, vaqt o`tishi bilan ularning disperslik darajasi turli kolloid sistemalarda turlicha bo`ladi. Misol tariqasida disperslik darajasi 20-30 yil davomida o`zgarmaydigan oltin zollarini va biror modda qo`shilganida bir necha sekund mobaynida emirilib, kolloid holatini yo`qatadigan sistemalarni keltirish mumkin.
Liofob zollarda disperslik darajaning kamayishi ikki yo`l bilan sodir bo`lishi mumkin: birinchisi qayta kristallanish natijasida mayda zarrachalarning yirik zarrachalarga birikish yoki singish jarayoni bo`lsa, ikkinchisi- dispers faza zarrachalarining bir-biriga yopishib yiriklashuvidir.
Kolloid zarrachalarining molekulyar kuchlar ta`sirida o`zaro birlashib yiriklasha borish jarayoni koagulyatsiya deyiladi. Yiriklashish jarayoni ba`zi kolloidlarda juda tez, ba`zilarda esa ancha uzoq vaqt davomida sodir bo`ladi. Koagulyatsiyaga uchragan sistemada dispers faza zarrachalari suyuqlik va qattiq jismning solishtirma massalariga qarab idish tubiga cho`kishi (sedimentatsiya) yoki emul`siyadan iborat suyuq qavat holida ajralib qolishi ( koaservatsiya) mumkin. Dispers fazasining zarrachalari og`irlik kuchi ta`siri ostida cho`kmaydigan dispers sistemalar sedimentatsion barqaror sistemalar deyiladi. Professor N.P.Peskov fikricha dispers sistemalarning barqarorligi ikki xil: agregativ va kinetik ( yoki sedimentatsion) bo`ladi.
Dispers sistemalarning agregativ barqarorligi dispers sistemaning o`ziga xos disperslik darajasini saqlash, ya`ni koagulyatsiyaga uchramaslik xususiyatidir. Agregativ barqarorlikning sababi ikkita: birinchidan, kolloid zarrachalar bir xil zaryadga ega bo`ladi, ikkinchidan, kolloid zarrachani erituvchining molekulalari qurshab olib, zarracha atrofida sol`vat qobiqlar hosil qiladi. Sistemaning agregativ barqarorligi zol tarkibiga, uning zarrachalari tuzilishiga va kolloid eritma qanday holatda ekanligiga bog`liqdir.
Suspenziya va emul`siyalarda zarrachalarning o`lchamlari ancha katta bo`lganligidan ular o`z-o`zicha harakat qila olmaydi, ya`ni ularda diffuziya deyarli sodir bo`lmaydi. Shuning uchun suspenziya va emulsiyalar sedimentatsion jihatdan barqaror emas. Demak, dag`al dispers sistemalar sedimentatsion jihatdan barqaror bo`lmagan mikrogeterogen sistemalardir.
Kolloid sistemalarning disperslik darajasi yuqori bo`lganidan ularning mitsellalari o`z-o`zicha harakat qila oladi, ya`ni kolloid eritmalarda diffuziya sodir bo`ladi. Shuning uchun kolloid eritmalar sedimentatsion jihatdan barqarordir. Lekin kolloid eritmadagi zarrachalar har xil ta`sirlar ostida bir-biri bilan birikib yiriklasha oladi va kolloid sistemaning disperslik darajasi kamayadi. Natijada, sistema o`z barqarorligini yo`qotadi. Shuning uchun kolloid sistemalar agregativ barqaror bo`lmagan mikrogeterogen sistemalardir.
Chin( molekulyar) eritmalarda erigan modda zarrachalari bilan erituvchi o`rtasida chegara sirt hosil bo`lmaydi. shuning uchun bu sistemalar bir jinsli (gomogen) bo`ladi. Ular sifat jihatdan kolloid eritmalardan ham, dag`al dispers sistemalardan ham farq qiladi. Chin eritmalarda zarrachalar bir biriga qo`shilib yiriklashmaydi, bu eritmalrda zarrachalar o`z-o`zicha harakat ham qiladi. Demak, chin eritmalar agregativ va sedimentatsion barqaror gomogen sistemalardir.
2. Liofob kolloidlarning agregativ barqarorligi haqidagi tasavvurlarni beshta guruhga bo`lish mumkin:
1. Ionlar yordamida stabillangan liofob kolloidlarning agregativ barqarorligi elektolit ionining zaryadiga bog`liq. Shunga ko`ra Shul`se-Gardi qoidasi B.V.Deryagin va L.P.Landauning “z<sup>α</sup>-qonuni” shaklida ifodalanadi ( bu yerda z<sup>α</sup>-ion zaryadi). Bu qonun quyidagicha ta`riflanadi: kolloid zarrachalarning elektr potensiali o`rtacha qiymatga ega bo`lgan hollarda elektrolit ioninin gkoagulyatsiyalanish chegarasi z^α ga bogliq ravishda o`zgaradi. B.Deryagin va L.Landau quyidagi formulani taklif qildilar:

bu formulada: const-ma`lum konstanta, έ -erituvchining dielektrik konstantasi, A- Vander-Vaal`s kuchlariga oid kattalik ( konstanta), z- koagulyatsiyani amalga oshiruvchi ionning zaryadi, k- Bol`tsman doimiysi, l- elektron zaryadi, γ - elektrolitning koagulyatsiya qilish konsentratsiyasi.
2. Liofob kolloidlarning agregativ barqarorligiga oid struktura- mexanik faktorlar haqidagi tasavvurlar ( P.A.Rebinder) quyidagidan iborat: kolloid zarracha sirtida iviqsimon struktura qavat hosil bo`lib, bu qavat yupqalanishga qattiq qarshilik ko`rsatadi; buning natijasida kolloid zarrachalarning Van-der-Vaal`s kuchlari ta`sir etadigan masofaga qadar o`zaro yaqinlashishi qiyinlashadi. Demak, struktur- mexanik jihatdan qaraganda kolloidlarning koagulyatsiyasi zarracha sirtining liofilligiga ham bog`liq.
3. Kolloid sistemaning agregativ barqaror bo`lishiga “ kengaytiruvchi p” , suyuqlik qovushqoqligining katta-kichikligi, zarracha sirtiga yaqin turgan chegara suyuqlik qavatining polimolekulyar xossalari katta ta`sir ko`rsatadi. Agregativ barqarorlik faktorlaridan biri zarrachaning sol`vatlanishidir.
4. Agregativ barqarorlik faktori sistemaning termodinaamik xossalaridan kelib chiqadi. Bunda asosiy rolni sistemaning entropiya faktori o`taydi. Dispers sistemaning ma`lum bir sohasida entropiya faktori koagulyatsiya jarayoniga qarshilik ko`rsatishi mumkin.
5. Sterik ( fazoviy) faktorlar haqida quyidagicha mulohaza yuritish mumkin. Barqaror kolloid sistemalar hosil bo`lishi uchun dispers faza sirtida stabilizatorning adsorbsion qavatlari bo`lishi kerak. Bir zarrachaning adsorbsion qavati ikkinchi zarrachaning adsorbsion qavatini qoplashi natijasida sistemaning erkin energiyasi ortadi; bu holda ikkala zarracha bir-biriga qarshilik ko`rsatadi- ular birlashmaydi. Agar stabilizator sifatida polimer ishlatilgan bo`lsa, o`zaro itarilishda entropiya faktori ma`lum ahamiyatga ega bo`ladi.