Коллоидларнинг электр хоссалари

Коллоидларнинг электр хоссалари
РЕЖА:
1. Электрофорез ва электроосмос ходисаси
2.Қўш электр қават ҳақида тушунча
3.Қўш электр қаватнинг тузилиши
4.Қўш электр қаватнинг тузилиши хақидаги назариялар
5.Электрокинетик потенциалнинг ҳосил бўлиши
Коллоид заррачаларнинг ташқи электр майдон таъсирида ҳаракат қилиш ходисаси электрофорез дейилади.
Ушбу ходисани биринчи бўлиб, Москва университетининг профессори Рейсс 1808 йилда кашф этган. Системада электр токи юборилганда электрод тушурилган цилиндрдаги сув лойқаланади. Рейсс бу тажрибалари билан лой коллоид заррачаларининг манфий зарядга эга эканлигини исботлади.
Суюқликнинг электр майдонида ғовак жисм оркали (диафрагма) электродлар томон ҳаракат қилиши электроосмос дейилади. Электроосмос йўналишига қараб суюқлик заряди ишорасини аниқлаш мумкин. Рус олимлари И.Жуков ва Б.Никольский бу ходисалардан фойдаланиб сувни тозалаш усулини топдилар. Электрофорезнинг чизиқлик тезлиги: U=

Бу Гелмгольц – Смолуховский тенгламаси дейилади, бу ерда  - диэлектрик константа; 0 қ 8,854. 10-12 эектрофорез усулидан фойдаланиб дзета потенциални аниқлаш мумкин.
 =
бу ерда  - дзета потенциал;  - суюқликнинг қовушқоқлиги; u – коллоид заррачанинг электрофорездаги чизиқли тезлик; Е – берилган потенциаллар айирмаси; l – икки электрод оралиғи.
Ф.Ф.Рейс томонидан топилган топилган бу икки ходисанинг сабаби битта ,яъни қаттиқ ва суюқ фазадаги турли ишорага эга бўлган зарядлардир. Электрофорезда электродлар орасида электр майдон ҳосил бўлиши ва лой заррачаларининг ўлчамлари кичик бўлганлиги учун зарядланган дисперс фазанинг мусбат электрод томон ўтиши кузатилади. Электроосмосда эса қум заррачалари оғир бўлганлиги учун тупроқ қаватида мавжуд бўлган капилярга электр майдон таъсирида манфий электрод томон мусбат зарядланган суюқлик ўтади ва кўтарилади .
Юқоридаги ходисалар –заррачалар ва суюқликни фарқли потенциаллар қўйилганда ҳаракатга келиши ёки аксинча,заррача ва суюқликларни ҳаракати фарқли потенциаллар хосил қилиши умумий ном билан электрокинетик ходисалар дейилади. Барча электрокинетик ходисаларнинг мохияти қаттиқ фаза ва суюқлик ўртасидаги қарама –қарши ишорали заряд борлигидан иборатдир.
Лаборатория шароитида электрофорез усулидан фойдаланиб коллоид заррачаларнинг зарядини аниклаш мумкин
Коллоид системалар маълум зарядга эга. қаттиқ жисмнинг суюқликка тегиб турган чегарасида бир хил зарядланган ионлар танланиб адсорбиланиши натижасида бу чегарада потенциаллар фарқи вужудга келади. Адсорбиланган бундай ионлар коллоид эритмаларнинг барқарорлигига катта таъсир қилади. Суюқлик ҳамда унда тарқалган қаттиқ заррачаларнинг табиатига қараб қаттиқ модда заррачалари (+) ёки (-) зарядланадилар. Заррачалар бир хил зарядга эга бўлгани учун бир-биридан қочади. Зарядланган коллоид заррача эритмадан қарама-қарши ионларни ўзига тортиб олишга интилади. Қўш электр қаватнинг тузилиши хақидаги фикр бундан 100 йил илгари вужудга келган. 1859 йилда бу фикрни Квинке берган.
1876 йили қўш электр қаватининг тузилишини Гельмголц ва Перрен тушунтириб берадилар. Уларнинг фикрича қўш электр қавват ҳудди ясси конденсатор каби тузилган бўлиб, зарядлар фазалар чегарасида 2 та қарама-қарши ионлар қатори шаклида жойлашади.

Аввал қаттиқ фаза сиртига зарядлар адсорбиланган ионларга мумкин қадар яқинлашишга интилади. Натижада оралиги 1-2 молекула радиусига тенг бўлган қарама-қарши зарядли ионлардан иборат қўш электр қавати пайдо бўлади. Гельмголц фикрича булар орасидаги масофа 1-2 А га тенг дейилади. 1910 йилда Гуи 1913 йилда эса Чепмен қўш электр қавати тузилиши ҳақида ўзларининг назарияларини таклиф қилдилар

0 – Термодинамик потенциал
Q – Адсорбцион қаватнинг қалинлиги
Гуи ва Чепмен қўш электр қават таркибидаги қарши ионлар қаватини диффуз тузилишга эга деб фараз қилдилар. Бу назарияга кўра қўш электр қаватнинг ҳосил бўлишида ҳамма тур ионлар иштирок этади. Бу назарияда ионларнинг иссиклик ҳаракати ва электростатик кучлар таъсири эътиборга олинади. Бу назарияга мувофик каттик фаза сиртидаги электр қават узига эквивалент микдорда эритмадан карама-карши ишорали зарядларни тортиб олади ва моноион қават хосил килишга интилади. Лекин суюклик ичидаги иссиклик ҳаракати бу ионларни эритма хажмига таркатиб туради. Шу сабабли каттик фазага яқин жойда қарама-қарши зарядли ионлар концентрацияси энг юқори кийматга эга бўлади. қаттиқ фазадан узоклашган сари ионлар концентрацияси камайиб боради. қўш электр қаватнинг карши ионларини иссиклик ҳаракати натижасида кўпроқ ёйила бошлайди ва уларнинг концентрацияси эритма ичидаги концентрацияга тенглашиб боради.
Шу тарика қаттиқ фаза билан боғланган қарама-қарши ионлар мувозанат холатида турувчи диффуз ион қавати вужудга келади. Бу қаватнинг қалинлиги ионларнинг кинетик энергиясига боғлиқ бўлади. Суюклик каттик жисм заррачасига нисбатан ҳаракат қилганда қўш электр қаватининг адсорбцион ёки диффузион қаватларида хосил бўладиган потенциал электрокинетик потенциал дейилади. Уни  дзета ҳарфи билан белгиланади. Электрокинетик потенциалдан ташқари термодинамик потенциал ҳам мавжуд. Термодинамик потенциал қаттиқ жисм заррачасининг сирти билан суюқлик ичидаги умумий потенциаллар айирмасини кўрсатади.
Гуи ва Чепмен назариялари электрокинетик  ва термодинамик потенциаллар ўртасидаги фаркни тушунтириб беради. Диффузион қаватнинг қалинлиги қанча катта бўлса, дзета (электрокинетик) потенциал шунча катта қийматга эга бўлади. Бу назариянинг камчилиги уни факат суюлтирилган эритмалар учун қўлланилади. 1924 йилда Штерн Гельголц –Перрен, Гуи Чепмен назарияларини бирлаштириб, ўзининг адсорбцион назариясини яратди. Бу назарияни яратишда иккита нарса асосланади. Биринчидан ҳар қандай ион ўзига хос аниқ ўлчамга эга. Иккинчидан ионлар Вандер-Ваальс кучлари таъсирида ўзига хос равишда қаттиқ фаза сиртига адсорбилана олади.