Kolloid va dag‘al dispers sistemalarda zarrachalar kattaligi har XIL bo’lgan polidispers sistemalardir

Dispers muhit va dispers fazaning qaysi agregat holatidan qat’iy nazar dispers sistemalarni uchta guruhga: chin eritmalar, kolloid va dag ‘aI dispers sistemalarga bo’linadi. Ularning qisqacha asosiy tavsiflari quyida keltirilgan:
— chin eritmalarda dispers faza molekular yoki ion holdagi zarrachalardan iborat; o‘lchamlari (kattaliklari) bir-biriga yaqin, ular uzoq vaqt davomida turg‘un, dispers muhit va dispers faza bir-biridan ajralishi (tashqi muhit ta’siri bo’lmagan holatda) kuzatilmaydi; dispers faza zarrachalarining diametri 1 nm dan katta bo’lmaydi;
— kolloid sistemalarda dispers faza zarrachalari yuzlab, ba’zan minglab molekula yoki ionlardan tashkil topgan bo’lishi mumkin; sistema bir jinsli bo’lsa ham, dispers faza zarrachalari bilan dispers muhit orasida chegara mavjud; erigan moddalar zarrachalari diametri 1 — 100 nm oralig’ida bo’lishi mumkin (polidispers xususiyat);
— dag‘al dispers sistemalarda dispers faza zarrachalari qisqa vaqt davomidagina turg‘un, ular tezgina ikki fazali chegara hosil qiladi (loyqa cho‘kishi, sutning qaymog’i, qatiqning ayroni ajralishi va shunga o‘xshashlar).
Kolloid va dag‘al dispers sistemalarda zarrachalar kattaligi har xil bo’lgan polidispers sistemalardir.
Yuqorida keltirilgan dispers sistemalaming birinchisidan qolgan hammasida kolloid va dispers holatlar kuzatilishi mumkin. Ular orasida ahamiyati katta bo’lgan tuman, tutun, chang, ko’pik, emulsiya, suspenziya, qotgan ko’pik sistemalar, qattiq emulsiyalar hayotda ko’plab uchrab turadi.
Kolloid eritmalar, z o l l a r -zarrachalarining oʻlchami 1 nm dan 100 nm gacha boʻlgan yuqori dispers sistemalar. Kolloid eritmalar gazsimon (tutun, bulut, tuman), suyuq (emulsiyalar) va qattiq (aralashmalar, qattiq kolloid eritmalar, rangli shishalar) holatda boʻladi. Kolloid eritmalar mono- va polidispers holatlarda boʻladi. Monodispers holatdagi Kolloid eritmalar faqat sintetik yoʻl bilan olinishi mumkin. Polidispers Kolloid eritmalar 2 usulda olinadi: yirikroq zarrachalarni maydalash (dispergatsiya usuli) va molekula yoki ionlardan yirikroq zarrachalar hosil qilish, yaʼni agregatlash (kondensatsiya usuli). Dispergatsiya usulida Kolloid eritmalar hosil qilish uchun qattiq jism stabilizator bilan birga kukun qilib maydalanadi yoki elektr yohud ultratovush yordamida suyuqlik ichida kukunga aylantiriladi. Kolloid eritmalarni kislota, asos va toʻzlardan tozalashda dializ, ultrafiltrlash, elektrodializ, ultratsentrifugalash usullaridan foydalaniladi. Kolloid eritmalar juda kichik osmotik bosim, suyet diffuziya va Broun harakatiga ega. Zarrachalar zaryadli boʻlganligi tufayli, ular elektroforez jarayonida elektrod tomon harakat qiladi. Oʻta yuqori disperslikka ega boʻlgan Kolloid eritmalar zol deb ataladi. Zollarni nomlashda dispersion muhitni hosil qiluvchi modda asos qilib olinadi: dispersion muhit suv boʻlsa, gidrozol, organik modda boʻlsa, organzol, keyingilari kimyoviy tarkibiga koʻra benzozol, alkozol va boshqa deyiladi. Agar dispersion muhit gaz boʻlsa, bunday zol aerozol, suyuq dispersion muhitga ega boʻlgan zollar esa liozollar (yun. lios — suyuqlik) deb ataladi. Dispers faza zarrachalari bilan dispersion muhit zarrachalari orasidagi bogʻlanishga qarab, Kolloid eritmalar liofob va liofil zollarga boʻlinadi. Liofob zollarga dispers platina, kumush, oltingugurt zollari misol boʻla oladi. Liofil zollarda esa bu bogʻlanish kuchli boʻladi, ularga oqsil, jelatina, pepsin va yuqori molekulyar moddalarning eritmalari kiradi.Kolloid eritmalar sanoat, qishloq xoʻjaligi va tibbiyotda muhim rol oʻynaydi. Barcha tirik organizmlar toʻqimalari va hujayralarining asosini tashkil etuvchi oqsil, nuklein kislotalar, kraxmal, glikogen kabi moddalar Kolloid eritmalar holida uchraydi. Tuproqning unumdorligi uning Kolloid eritmalar xrlidagi qismining fizik-kimyoviy xossalariga, sement, chinni, keramika, sir va boʻyoqlar sifati ularning disperelik darajasi hamda Kolloid eritmalarning xossalariga bogʻliq. Kolloid eritmalar charm, qogʻoz, gazlama, sunʼiy ipak, oziq-ovqat va boshqa sanoat tarmoqlarida ham keng qoʻllaniladi.
Kolloid sistemalarning barqarorligi va koagulyatsiyasi.
Kolloid eritma dispers fazasining solishtirma sirti katta bo'lganligi sababli sistemadan erkin sirt energiya 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 kamaygandagina erkin energiya minimumga erishadi. Dispers sistemalarning barqarorligi deganda o'zining dastlabki holatini va asosiy xossalari: disperslik darajasi, dispers faza zarrachalarining bir tekis tarqalishini va faza bilan muhit orasidagi bog'liq xarakatlarini vaqt o'tishi bilan doimiyligi tushuniladi. Dispers fazasi bilan dispers muhiti orasida bog'lanish kuchsiz bo'lgan liofob zollar ayniqsa beqaror bo'ladi. Vaqt o'tishi bilan ularning disperslik darajasi o'zgarib, zarrachalari yiriklashadi. Yiriklashish jarayoni turli kolloid sistemalardan turlicha bo'ladi. Disperslik darajasi 20-30 yil davomida o'zgarmaydigan oltin zollarini va biror modda qo'shilganda bir necha sekund davomida emirilib kolloid holatini yo'qotadigan, koagulyatsiyaga uchraydigan sistemalami misol qilish mumkin.
Kolloid holat - bu moddaning yuqori dispеrsli (kuchli maydalangan) xolati bo`lib, zarrachalar alohida molеkulalar agrеgatidan tashkil topadi. Dispеrsli lotincha “dispersus” so`zidan olingan bo`lib, “tarqalgan, sochilgan” dеgan ma'noni anglatadi. Kolloid eritma gеtеrogеn, ko`p fazali (kamida 2 ta) sistеmadir. Ular yorug`likni kuchli tarqatadi, juda kam diffuziyalanadi. Kolloid eritma bir-birida erimaydigan yoki yomon eriydigan fazalardan vujudga kеladi. Dеmak, kolloid eritma kamida ikkita va undan ko`p komponеntlardan tashkil topadi. Shuning uchun kolloid eritmalarni ko`p komponеntli sistеmalar dеb ataladi. Shunday qilib kolloid kimyo - yuqori dispеrsli gеtеrogеn sistеmalar xossalari va ularda kеtadigan jarayonlarni o`rganuvchi fandir.
Kolloid kimyo bu tarixan, ramziy tarzda saqlanib qolgan shartli tеrmindir. Aslida Rеbindеr ta'biri bilan aytganda kolloid kimyoni “dispеrs sistеmalarning fizik kimyosi va satxdagi xodisalar” dеgan ma'qul.
Kolloid kimyo sohasida Zigmondi, Zidеntopf (ultramikroskop yaratishgan va kolloid zarrachalarni o`rganishgan), Eynshtеyn va Smoluxovskiy (kolloid zarrachalarni xarakatlanish nazariyasini yaratishgan) V.Ostvald (kolloidlarni dispеrslik xolati xaqidagi nazariyalar), Lеngmyur, Shishkovskiy, Adam (satxdagi xodisalar fizik kimyosi) Rossiyada Rеbindеr, Dеryagin, Voyutskiy, Fuks, Shukin kolloid kimyo fani rivojiga katta xissa qo`shdilar. Kolloid kimyo sohasida O`zbеkistonda qiziqarli ishlar olib borilmoqda. Toshkеnt Davlat Univеrsitеtining kimyo fakultеtida, Toshkеnt kimyo-tеxnologiya institutida, O`zbеkiston Fanlar Akadеmiyasining “Umumiy va anorganik kimyo” institutida bu sohada ilmiy ishlarga katta e'tibor qaratilgan. Bu ishlarga xozirgi vaqtda O`zbеkiston Fanlar Akadеmiyasining xaqiqiy a'zosi Axmеdov Karim Sodiqovich rahbarlik qilmoqda.
Dializ (yun. dialysis — ajratish) — kolloid sistemalar va yuqori molekulali birikmalarning eritmalari tarkibidagi kuyi molekulali moddalarni yarimoʻtkazgich membranalar (kichik molekula va ionlarni oʻtkazib, kolloid zarrachalar hamda ionlarni va makromolekulalarni ushlab qoladigan pardalar) yordamida yoʻqotish. Diffuziya qonunlariga asoslangan. Dializatorlarda olib boriladi. Oddiy dializator distillangan suv saqlanadigan idish (3) va suvga botib turadigan shisha silindr (1) dan iborat. Shisha silindrning ogʻzi ochiq boʻlib, tubi parda — membrana (2) bilan toʻsilgan. Silindrga tozalanadigan kolloid eritma quyiladi. Idishdagi suv silindr devorlarini yuvib, muttasil oqib turadi. Kolloid eritmaning ion va mole-kulalari silindr tagidagi pardadan oʻtib, suvning ion va molekulalari bilan almashinadi. Bu jarayon juda sekin oʻtadi. Ionlarning diffuziyalanish jarayonini elektr maydon taʼsirida tezlashtirish mumkin. Elektr dializator dializlanadigan sistemalarni elektrolitlardan tozalashni bir necha oʻn marta tezlatadi. D. sanoatda turli moddalarni tozalashda ishlatiladi. Mas, sunʼiy tolalar i.ch.da (gemitsellyulozadan ishkrrni ajratish), jelatinani tozalashda, shuningdek, farmatsevtik preparatlar tayyorlashda qoʻllaniladi.
Zollar nima ? Kolloid sistemalarda har qanday mayin zarrachalar tutgan eritmalarni «zol» deb ataladi. Aerozollarda dispers muhit sifatida gazlar, liozollarda dispers muhit suyuq bo’ladi. Dispers muhit suv bo’lganda gidrozollar yoki soddagina qilib zollar deb ataladi. O’z turg’unligini yo’qotishi natijasida cho’kkan zollarni, ko’pincha, gellar (ba’zan liogellar) deb ataladi, ular bir jinsli va katta ko’lamli bo’lib, ulardagi zarrachalar o’zaro molekular kuchlar vositasida bog’lan­gan umumiy sistemani hosil qiladi (masalan, sut achiganda hosil bo’ladi­gan quyuqlashgan sistema). Shunday vaziyatda qattiq faza dispers muhitdan ayrim holda ajralsa, bunday sistemani kaogel deb ataladi.
Elektroforez (elektro va yunoncha φορέω — „siljish“), galvanoterapiya, dorili elektroforez — organizmga oʻzgarmas tok va shifobaxsh moddalar bilan taʼsir etib davolash usuli; bunda organizmga dorilar past kuchlanishli oʻzgarmas elektr toki (galvanik tok) yordamida (teri yoki shilliq qavatlar) ion holida kiritiladi. Elektroforez zaryadlangan zarralar — ionlarning elektr toki taʼsirida qarama-qarshi zaryadlangan elektr tomon (yaʼni, musbat zaryadlangan ionlar manfiy elektrodga va manfiy zaryadlangan ionlar musbat elektrodga) harakatlanishiga asoslangan. Bunda dorilar oddin teriga yigʻilib, ionlar deposini hosil qiladi. Depodan dorilar qonga asta-sekin oʻtadi va uzoq vaqt saqlanadi hamda butun organizmga yoki biror aʼzoga taʼsir etadi. Elektroforezning induktotermiya bilan birga olib borilishi i n duktoelektroforez deyiladi. Moddalar almashinuvining buzilishi bilan kechadigan, shuningdek, nerv kasalliklari va boshqalarda elektroforez qoʻllaniladi.
Misellar ular yuzlab amfipatik molekulalardan, ya'ni qutbli (gidrofil) va apolyar (gidrofobik) mintaqaga ega bo'lgan molekulalardan tashkil topgan barqaror sferik tuzilmalardir. Ularni tashkil etuvchi molekulalar singari, misellar ham kuchli gidrofobik markazga ega va ularning yuzasi gidrofil qutb guruhlari bilan "chizilgan". Ular, aksariyat hollarda, amfipatik molekulalar guruhining suv bilan aralashmasidan kelib chiqadi, shuning uchun bu ko'plab molekulalarning gidrofobik mintaqalarini birgalikda "barqarorlashtirish" usuli, bu haqiqat ta'sirida hidrofobik va van der Vals kuchlari tomonidan uyushtirilgan. Misellar apolyar muhitda ham hosil bo'lishi mumkin va u holda ular "teskari misellar" deb nomlanadi, chunki ularni hosil qiluvchi amfipatik molekulalarning qutbli qismlari gidrofil markazida "yashirin" bo'lib, apolar qismlari muhit bilan bevosita aloqada bo'ladi. ularni o'z ichiga oladi.
Tuzilishi Misellar amfipatik molekulalardan yoki boshqacha qilib aytganda, gidrofil mintaqaga (suvga o'xshash, qutbli) va boshqa hidrofobik mintaqaga (suvga chidamli, apolar) ega bo'lgan molekulalardan iborat. Ushbu molekulalar orasida yog 'kislotalari, har qanday detarjan molekulalari va hujayra membranalarining fosfolipidlari haqida gapirish mumkin.
BROUN HARAKATI — muallaq zarralarning muhit molekulalari ta’sirida suyuqlik yoki gazlarda tartibsiz harakatlanishi. 1827 yilda R. Broun kashf etgan. Broun harakati tezligi muhit temperaturasi, qovushoqligi va zarra o’lchamlariga bog’liq. 1905-06 yillarda A. Eynshteyn, polyak fizigi M. Smoluxovskiy va frantsuz fizigi J. Perrenlarning ishlari natijasida Broun harakati atom va molekulalarning issiqlik harakati ekanligi isbotlandi. Suyuqlik yoki gazdagi har bir Broun zarrasiga muhit molekulalari bir sekundda taxminan 1012 marta zarba berib turadi. Zarra o’lchami katta bo’lsa, har tomonlama turtkilar ta’sirida u muvozanatlashadi va tinch holatda qoladi. Zarra o’lchami kichik bo’lsa, statistik muvozanat buziladi, natijada Broun zarrasi tartibsiz harakatda bo’ladi.
Sedimentatsiya (lot. sedimentum. — choʻkish) — dispers faza zarralari (qattiq donacha, suyuklik tomchisi, gaz pufakchalari)ning suyuq yoki gazsimon dispers muxitda gravitatsion maydon yoki markazdan qochma kuch maydonida choʻkishi yoki yuzaga suzib chiqishi. Agar zarralarning yoʻnalgan harakati ogʻirlik kuchi yoki markazdan qochma kuch taʼsirida zarralarning tartibsiz (xaotik) issiklik harakatidan ustun kelsa, S. sodir boʻladi (qarang Broun harakati, Diffuziya). S. tezligi zarraning massasi, oʻlchami va shakliga, muhitning qovushokligi va zichligiga, shuningdek, maydon kuchining zarraga taʼsiridan yuzaga keluvchi kuchlanishga boglik. Bir-biri bilan oʻzaro taʼsirlashmaydigan mayda sferik zarralar S.si Stoke formulasi boʻyicha aniqlanadi. Tabiatda S. choʻkindi togʻ jinslari hosil boʻlishiga, havzalardagi suvning tinishiga, atmosferadagi suyuq tomchi va qattiq zarralarning ajralishiga olib keladi. Sedimentatsiyada S. kukunlarni fraksiyalarga ajratishda, kimyo-texnologiyada turli mahsulotlarni choʻkma holida ajratib olishda qoʻllanadi. S. sanoatda foydali qazilmalarni boyitishda, kimyo va neft-kimyo texnologiyasi mahsulotlarini ajratishda, suvni tozalashda va boshqalarda ishlatiladi. S. sentrifugalash, ultratsentrifugalash, sedimentatsion analizda keng qoʻllanadi (yana qarang Tindirish, Sedimentatsion analiz)
КОАГУЛЯЦИЯ (лот. coagulum — қуйқа, coagulatio — ивиш, қуюқланиш) — дисперс, айниқса, коллоид системаларда заррачаларнинг ўзаро бирлашиб йириклашган агрегатлар ҳосил қилиши. Коагуляция охиригача борса, лойқа ҳосил бўлиб, агрегатлар чўкади ёки юқори қатлам ҳосил қилади. Коллоид система тиниклашади. Айрим ҳолда Коагуляция натижасида ғовак фазавий бутун система бўйича тарқалган коагуляцион (гель) структура ҳосил қилади. Коагуляция натижасида системанинг ранги ўзгаради ёки у лойқаланади. Коагуляцияга адсорбцион кучлар (минимумга интилиш) сабаб бўлади. Электростатик кучлар (бир хил зарядланган заррачаларнинг бирбиридан итарилиши) эса унга қаршилик қилади. Коагуляция дисперс системанинг термодинамик беқарорлигини намойиш этишидир. Коагуляция 2 босқичда содир бўлади:

1) агрегатив барқарорликнинг йўқолиши ва заррачаларнинг бирлашиши (я ш и р и н К.); 2) ҳосил бўлган заррачалар агрегатларининг чўкиши (ёки қалқиб юзага чиқиши) — о ч и қ К. Агар Коагуляция ўз-ўзидан содир бўлса, автокоагуляция дейилади. Одатда, Коагуляция физик ёки кимёвий таъсир натижасида рўй беради: электролитлар ва ноэлектролитлар электр майдони, ҳарорат, ёруғлик, юқори частотали электромагнит тебранишлари, кескин силжитиш ёки аралаштириш, дисперс муҳитнинг ўзгариши ва б. К. га сабаб бўлиши мумкин. Электролитлар таъсирида Коагуляция содир бўлиши борасида бир нечта қоидалар мавжуд; 1) электролитнинг Коагуляцияга сабаб бўладиган минимал концентрацияси — К. чегараси. У лойқаланишнинг чўкма ҳосил бўлиши ёки ранг ўзгаришининг бошланиши билан аниқланади; 2) коллоид заррача зарядига қарама-қарши заряд сақловчи электролит иони Коагуляцияга сабаб бўлиши мумкин; заряди қанча юқори бўлса, унинг коагуляцион қобилияти шунча кўп бўлади (Шульце — Гарди қонуни); 3) органик ионларда уларнинг адсорбцияланиш қобилияти ортиши билан Коагуляция ҳодисаси кучаяди.

Коагуляция ҳодисаси табиатда ва турмушда кенг тарқалган. Тупроқ заррачаларининг катта-кичиклиги, оқар сувларнинг тиниқ ёки лойқа бўлиши ҳам Коагуляцияга боғлиқ. Коагуляция озиқ-овқат, доришунослик, кимё, локбўёқ саноатида кенг қўлланилади. Коагуляция табиатда ҳам кенг тарқалган, мас, қоннинг ивиши, оқсиллар К. си ва б.
Izoelektrik nuqta (pI, pH (I), IEP), bo'ladi pH unda a molekula to'rni olib yurmaydi elektr zaryadi yoki ichida elektr neytral hisoblanadi statistik o'rtacha. Izoelektrik nuqtani ifodalaydigan standart nomenklatura pH (I) dir.[1] Shu bilan birga, pI ham ishlatiladi.[2] Qisqartirish uchun ushbu maqolada pI ishlatiladi. Molekuladagi sof zaryadga uning atrofidagi muhitning pH qiymati ta'sir qiladi va ortishi yoki yo'qolishi hisobiga ko'proq ijobiy yoki salbiy zaryadlanishi mumkin. protonlar (H+). Sirtlar tabiiy ravishda a hosil qilish uchun zaryadlanadi ikki qavatli. Yuzaki zaryadni aniqlaydigan ionlar H bo'lgan umumiy holatda+/ OH−, aniq sirt zaryadiga qattiq suv botgan suyuqlikning pH qiymati ta'sir qiladi. PI qiymati molekulaning ma'lum pH qiymatida eruvchanligiga ta'sir qilishi mumkin. Bunday molekulalar minimal darajaga ega eruvchanlik ularga mos keladigan pH qiymatidagi suv yoki tuz eritmalarida pI va ko'pincha cho'kma tashqarida yechim. Biologik amfoter kabi molekulalar oqsillar ham kislotali, ham asosli o'z ichiga oladi funktsional guruhlar. Oqsillarni tashkil etuvchi aminokislotalar ijobiy, salbiy, neytral yoki qutbli bo'lishi mumkin va birgalikda oqsilga umumiy zaryad beradi. A pH ularning pI ostidan oqsillar aniq musbat zaryadga ega; ularning pI qiymatidan yuqori bo'lgan holda ular aniq salbiy zaryadga ega. Shunday qilib, oqsillarni a ichida aniq zaryad bilan ajratish mumkin poliakrilamid jeli ikkalasidan ham foydalanish tayyorgarlik gel elektroforezi, oqsillarni ajratish uchun doimiy pH dan foydalanadi yoki izoelektrik fokuslash, oqsillarni ajratish uchun pH gradyanidan foydalanadi. Izoelektrik fokuslash ham birinchi qadamdir 2-D gelli poliakrilamidli gel elektrofore Biyomolekulalarda oqsillarni ajratish mumkin ion almashinuvi xromatografiyasi. Biologik oqsillar tarkibiga kiradi zvitterionik aminokislotalar birikmalari; ushbu oqsillarning aniq zaryadi atrof-muhit pH qiymatiga qarab ijobiy yoki salbiy bo'lishi mumkin. Maqsadli oqsilning o'ziga xos pI atrofidagi jarayonni modellashtirish uchun ishlatilishi mumkin va keyinchalik aralashmani qolgan aralashdan tozalash mumkin. Ushbu tozalash jarayonida atrof-muhit pH qiymatini o'zgartirish uchun har xil pH qiymatidagi tamponlar ishlatilishi mumkin. Maqsadli oqsilni o'z ichiga olgan aralash ion almashinuvchiga yuklanganda, statsionar matritsa musbat zaryadli (ko'chma anionlar uchun) yoki manfiy zaryadlangan (ko'chma kationlar uchun) bo'lishi mumkin. Past pH qiymatlarida aralashmadagi ko'pchilik oqsillarning aniq zaryadi musbat bo'ladi - kation almashinuvchilarida bu musbat zaryadlangan oqsillar manfiy zaryadlangan matritsaga bog'lanadi. Yuqori pH qiymatlarida ko'pchilik oqsillarning sof zaryadi manfiy bo'lib, ular anion almashinuvchilarda musbat zaryadlangan matritsaga bog'lanadi. Atrof muhit oqsilning pI ga teng bo'lgan pH qiymatida bo'lsa, aniq zaryad nolga teng bo'ladi va oqsil hech qanday almashinuvchiga bog'lanmaydi va shuning uchun uni chiqarib yuborish mumkin.[3]