Kolloid zarrachaning tuzilishi

15. 
    ma'ruza. Kolloid eritmalarning tuzilishi. Elektrokinetik hodisalar. Kolloid
    eritmalarning barqarorligi va koagulyatsiya. Shultse-Gardi qoidasi
    

Reja:

1. 
   Kolloid zarrachaning tuzilishi.
   
2. 
   Kolloid eritmaning elektrokinetik xossalari.
   
3. 
   Kolloid eritmalarning turg'unligi.
   
4. 
   Kolloidlarning koagulyatsiyasi.
   
5. 
   Koagulyatsiya nazariyalari
   
6. 
   Kolloid himoya.
   

Ma'ruzaning maqsadi: Kolloid eritmalarning tuzilishi va elektrokinetik xossalari, qo'sh elektr qavatni hosil bo'lish nazariyalari bilan tanishtirish. Kolloid eritmalarning barqarorligi va koagulyatsiya farmatsiyadagi ahamiyatini tushuntirish.

Tayanch iboralar: Diffuziya, osmotik bosim, broun xarakati, sedimentattsiya, elektroforez, elektroosmos, cho'kish va oqib chiqish potentsiallari, qo'sh elektr qavat nazariyasi.

Qo'sh elektr qavatning tuzilishi. Qattiq faza va dispers muhit chegarasidagi qo'sh elektr qavati tushunchasini ko'rsak: Olaylik AgJ kristallarini KJ eritmasiga tushursak, AgJ kristallarida J-ni adsorbtsiyasi sodir bo'ladi (Peskov,

Fayans qonuni bo'yicha).

To'g'ridan-to'g'ri qattiq fazaga adsorbtsiyalanuvchi ion-potentsial aniqlovchi ion, buning natijasida vujudga keladigan potentsial termodinamik potentsial deyiladi va u ( bilan belgilanadi. Qarama-qarshi zaryadli (kaliy) ionlari qo'sh elektr qavatni tashqi qobig'ini tashkil etadi. Shtern nazariyasiga ko'ra, 1 yoki xatto bir necha birlamchi qarshi ionlar qavati

15.1 -rasm. elektr maydoni xamda adsorbtsiya kuchlari tufayli boshqarilib, qarshi ionlar adsorbtsion qatlamini tashkil etadi (adsorbtsion qatlamini shuningdek zich, gelmgolts, shtern qatlamlari deb xam atashadi). Qarshi ionlar adsorbtsion qatlami zarracha sathi bilan mustaxkam bog'langan (15.1 -rasm). Qarshi ionlarning boshqa qismi issiqlik xarakati tufayli diffuziya qatlamining tarqoq strukturasini tashkil etadi.

Yuqorida aytib o'tilganidek kollid zarracha sirtida qo'sh elektr qavat hosil bo'ladi. Qo'sh elektr qavat zarracha yuzasiga bir xil zaryadli ionlarning adsorbtsiyalanishi tufayli yuzaga keladi. Bu potentsial aniqlovchi ionlarning zichligi etarli darajada yuqori bo'lib, elektrostatik kuchlar ta'sirida qarshi ionlarni o'ziga tortadi va qo'sh elektr qavat hisoblanadi. Buning natijasida potentsiallar farqi (
yuzaga keladi. Birinchi adsorbtsiyalangan ya'ni potentsial aniqlovchi ionning zaryadi kolloid zarrachaning zaryadini va yuzaga kelgan potentsiallar farqining zaryadini va qiymatini belgilaydi (
qo'sh elektr qavatni xarakterlaydigan ikkinchi potentsial elektrokinetik potentsial уоки potentsial deb ataladi. U zarracha sirtibilan suyuqlik chegarasida yuzaga keladi. Shuning uchun sirg'alish potentsial deb ham yuritiladi. Zarr acha adsorbtsion qavat bilan birga harakatlanadi. Demak, £-potentsial adsorbtsion va diffuzion qavat orasida yuzaga keladi.

Gelmgolts fikricha. Dastlab qattiq faza sirtiga musbat va manfiy ionlar adsorbtstyalanadi; ular sirtda plyus yoki minus ishorali ionlar qavati hosil qiladi. Bu qavat potentsial aniqlovchi qavat deb ataladi. Eritmadagi qarama-qarshi ishorali ionlar qattiq faza sirtidagi avval adsorbtsiyalanib olgan ionlarga mumkin qadar yaqin joylanishga intiladi. Natijada oralig'i 1-2 molekula radiusiga teng bo'lgan qarama qarshi zaryadli ionlardan iborat qo'sh elekr qavat paydo bo'ladi. U xuddi yassi kondensatorga o'xshaydi.

Gui va Chepmen nazariyasiga ko'ra qo'sh elektr qavat hosil bo'lishida bir tomondan qarama-qarshi zaryadlarni ikki qavat shaklida yig'ishga intilgan

elektrostatik tortishuv kuchi va ikkinchi tomondan

В

ionlarni suyuqlik ichida tarqatuvchi issiqlik harakati (Broun) kuchi ham ta'sir etadi. Qo'sh elektr qavat tarkibidagi qarshi ionlar qavati diffuz tuzilishga ega deb faraz qiladi. Gui va Chepmen nazariyasiga mofiq, qattiq faza sirtidagi elektr qavat o'ziga ekvivalent miqdorda eritmadan qarama-qarshi zaryadlarni tortib olib, mono

2. 
   -rasm. ion qavat hosil qilishga intiladi, lekin
   

suyuqlik ichidagi issiqlik xarakati bu ionlarni eritma xajmiga tarqatib turadi. Shu sababli qattiq faza bevosita yaqin joyda qarama-qarshi ionlar kontsentratsiyasieng yuqori qiymatga ega bo'ladi, qattiq fazadan uzoqlashgan sari qarshi ionlar kontsentratsiyasi kamaya boradi. Eritma bilan qattiq faza chegarasida qattiq fazadagi zaryadlar qavatining elekt maydoni nihoyatda kuchli bo'ladi. qattiq faza sirtidan uzoqlashgan sari bu elektr maydonining kuchi kamaya boradi. Shu tariqa qattiq qaza bilan bog'langan qarshi ionlarning muvozanat holatda turuvchi dinamik diffuz yoyiq qavati vujudga keladi (15.2 -rasm).

O. Shtern nazariyasi Gelmgolts, Gui va Chepmen nazariyalarini umulashtiradi Shtern quyidagi ikki farazyani oldinga surdi. Birinchidan, har qanday ion o'ziga xos aniq o'lchamga ega. Ikkinchidan, ionlar Van-der-Vaals kuchlari ta'sirida o'ziga hos ravishda qattiq faza sirtiga adsorbtsiyalana oladi. Lekin qarshi ionlar qattiq faza sirtiga ion radiusidan kattaroq masofaga qadar yaqinlasha olmaydi, chunki Van-der-Vaals kuchlari elektrik tabiatga ega bo'lmaganidan ularning ta'siri masofa kattalashishi bilan tezda susayib ketadi. Bu kuchlar tahminan sirtdan taxminan 0,1- 0,3 nm uzoq masofalarga qadargina o'z ta'sirini ko'rsata oladi. Shtern nazariyasi bo'yicha qarshi ionlarning faqat bir qismi qattiq faza yuzasidan 1-2 molekula radiusiga teng masofada joylashadi. Sirtdagi ionlar zaryadini batamom kompensatsiyalash uchun zarur bo'lgan qarshi ionlarning qolgan qismi diffuziyalangan holatda bo'ladi.

Qo'sh elektr qavatning hozirgi zamonda qabul qilingan sxemasi.

Qo'sh elektr qavat tuzilishi haqidagi nazariyalarni rus olimlari A.N.Frumkin va

2. 
   V. Deryaginlar rivojlantirdilar. Ular fikricha qattiq va suyuq fazalarning bir - biriga nisbatan harakatlanish sirti (siyqalish tekisligi) qattiq fazadan ma'lum masofada uzoqda joylashgan bo'ladi (15.3 -rasm).