O„zbekiston respublikasi oliy va o„rta maxsus ta`lim
Download 4.15 Mb. Pdf ko'rish
|
Физик ва коллид химия. Дарслик
|
Broun haratati. Suyuqlik molekulalarining issiqlik harakatidan kelib
chiqadi. Molekulyar-kinetik nazariya, kolloid zarracha bir sekundda yo„nalishini 10 20 marta o„zgarishi mumkinligini ko„rsatdi. Zarrachalarning haqiqiy yo„lini topish yoki tasvirlash mumkin emas. Zarrachalarning bir qayd etilgan nuqtadan ikkinchi qayd etilgan nuqtagacha siljishini ko„rish va tasvirlash mumkin. Bunda harakat belgilangan bir holatidan ikkinchi holatgacha faqat shartli siniq chiziqlar bilan ifodalanadi (14.1 rasm). Haqiqatdan esa, bu harakat fazoda murakkab egrisimon traektoriya bilan tasavvur etilishi kerak. Odatda zarrachalar qandaydir muayyan yo„nalishda harakat qilishi kuzatiladi. Miqdoriy hisoblashlar uchun siljishni o„zi olinmay, balki zarrachaning vaqt ichida harakatlanish yo„nalishi bo„yicha o„qiga tushirilgan proeksiyasi olinadi. Bu proeksiya o„rtacha kvadrat siljish deb ataladi va quyidagi Eynshteyn tenglamasi bilin ifodalanadi: bu yerda: – o„rtacha kvadrat siljish, – diffuziya koeffitsienti. 14.1 rasm. Broun harakati va o„rtacha kvadrat siljish. Diffuziya koeffitsienti zarrachalarning o„lchami va muhitning qovushqoqligiga bog„liq, sharsimon zarrachalar uchun quyidagi formula bilan aniqlanadi: 216 by yerda: – universal gaz doimiysi, – temperatura, – dispersion muhitning qovushqoqligi, – zarrachalarning radiusi, – Bolsman doimiysi. (14.2) ifodani (14.1) ifodaga qo„yilganda quyidagi tenglama hosil bo„ladi: (14.3) ifoda Eynshteyn-Smoxulovskiy tenglamasi deyiladi va Broun harakati natijasida dispers faza sharsimon yoki sferik zarrachasining harakatlanish yo„nalishi bo„yicha o„rtacha kvadrat siljishiga teng. 14.2. Diffuziya va diffuziya tezligi. Zarrachalarning dispersion muhitda aralashish va tarqalish jarayoni diffuziya deyiladi. Diffuziya natijasida zarrachalar ko„proq konsentratsiyali sohadan (miqdori ko„proq bo„lgan soha) kamroq konsentratsiyali sohaga (miqdori kamroq bo„lgan soha) harakatlanadi. Diffuziya idishning butun hajmi bo„yicha zarrachalar konsentratsiyasining tenglashgunicha (zarrachalarning butun idish hajmi bo„yicha bir tekisda tarqalguncha) davom etadi. SHuning uchun diffuziya qaytmas jarayon deb hisoblanadi. Demak, diffuziya hodisasi zarrachalarning betartib harakati natijasida gaz va suyuqliklarda tarqalishidir. Molekulalar va kolloid zarrachalar diffuziya tezligini o„lchash Fikning ikkita qonuniga asoslangan. Fikning birinchi qonuniga muvofiq: bu yerda: – diffuziyalangan modda massasi, – diffuziya koeffitsienti, – diffuziya sodir bo„layotgan yuza, – diffuziyalayotgan modda konsentratsiyasining o„zgarishi, – diffuziya sodir bo„lgan masofa, – konsentratsiya gradienti (masofa bo„yicha konsentratsiyaning o„zgarishi), – diffuziyalanish vaqti (14.2 rasm). 217 14.2 rasm. Dispers sistema zarrachalarining diffuziyasi. (14.4) formuladan ma‟lum bo„lishicha, diffuziya koeffitsientiga, yuzaga va vaqtga to„g„ri proporsional ekan. Formuladagi manfiy ishoraning sababi masofa uzaygani sari diffuziyalangan modda massasi kamayib borishligidir. Diffuziya tezligini konsentratsiyani vaqt birligida o„zgarishi sifatida qaralsa, uning qiymati Fikning ikkinchi qonuni bo„yicha topiladi: Diffuziya koeffitsientining qiymati avvalambor zarrachalarning o„lchamiga bog„liq. SHarsimon yoki sferik shakldagi zarrachalar uchun ularning radiusiga, kubsimon zarrachalar uchun qirrasining uzunligiga. SHarsimon zarrachalar uchun (14.2) formula bilan aniqlanadi. Bu formuladar ko„rinishicha zarrachalarning radiusi qancha katta bo„lsa, diffuziyalangan modda massasi ham, diffuzif tezligi ham shuncha kichik bo„ladi. Diffuziya jarayoni amalda zarrachlarning o„lchamini aniqlash uchun qo„llaniladi. (14.4) formuladagi diffuziyalangan modda massasini yoki (14.5) formuladagi diffuziya tezligini amalda aniqlab, diffuziya koeffitsientini hisoblash mumkin. Diffuziya koeffitsienti ma‟lum bo„lgandan so„ng zarrachalarning o„rtacha diametrini va u orqali zarrachaning molyar massasini hisoblash mumkin: bu yerda – moddaning zichligi. 14.3 rasm asosida diffuziya tezligi to„g„risida fikr yuritishimiz mumkin. Shisha naycha olamiz. Paxta bo„lagini ammiak eritmasiga (novshadil spirtiga) botirib birinchi naychaning chap tarafiga qo„yamiz. Shunday kattalikdagi ikkinchi paxta bo„lagini xlorid kislota eritmasiga bitirib, naychaning o„ng tarafiga joylashtiramiz. Naychani ikki tarafini tiqin bilan berkitamiz. Chap tarafdan 218 ammiak gazi tarqaladi, o„ng tarafdan esa vodorod xlorid gazi tarqaladi. Naycha ichida oq tutun paydo bo„ladi. Ammiak va vodorod xlorid to„qnashib, ammoniy xlorid tutunini hosil qiladi. Lekin bu tutun naycha o„rtasida emas, ammiak botirilgan paxtadan uzoqroq, vodorod xlorid botirilgan paxtaga yaqinroq joyda paydo bo„ladi, 14.3 rasm. Turli moddalarning diffuziya tezligini solishtirish namoyishi 43 . Buning sababi nimada? Izoh oddiy: ammiak zarrachalarining massasi kamroq, vodorod xlorid zarrachalarining massasi kattaroq. Ammiakning nisbiy molekulyar massasi 17, vodorod xloridniki 36,5 ekanligini eslasak, hammasi ravshan bo„ladi. Ammiak molekulalari tezroq diffuziyalanadi va ko„proq masofani bosib o„tadi. Demak diffuziya tezligi zarrachalarning o„lchamiga yoki massasiga bog„liq. 14.3. Kolloid eritmalarning osmotik bosimi. Erituvchining yarim o„tkazgich parda orqali o„tish jarayoni osmos deyilib, bu xodisa natijasida osmotik bosim vujudga keladi. Osmotik bosim chin eritmalar to„g„risidagi mavzuda batafsil muxokama qilingan edi. Kolloid eritmalarda zarrachalarning hajm birilgidagi soni kam bo„lganligi uchun ularning osmotik bosimi chin eritmalarnikiga nisbatan kichik bo„ladi. Osmos hodisasini izohlash uchun yarim o„tkazuvchi parda (to„siq, membrana) bilan ikki qismga ajratilgan idishning bir qismiga toza erituvchi, ikkinchi qismiga eritma joylashtiramiz. Yarim o„tkazuvchi to„siq xom teri, sellofan, viskoza kabi materiallardan tayyorlanib, ularning mikrog„ovoklari erituvchi molekulalarini o„tkazib, erigan modda zarrachalarini o„tkazmaydi. Eritmada erituvchining kimyoviy potensiali toza erituvchinikidan pastroq, shuning uchun erituvchi molekulalari eritmaga o„ta boshlaydi. Yarim o„tkazgich to„siq bilan ajratilgan eritmaga erituvchini o„tish hodisasi osmos deb nomlanadi (14.4 rasm). 43 Rose Marie Gallagher, Paul Ingram. “Complete Chemistry” for Cambridge IGCSE®, OXFORD University press. 2011. P. 13. 219 Rasmdagi idishning o„rtasida yarim o„tkazuvchi membrana (to„siq) joylashgan. To„siqning chap tarafida kolloid eritma: ko„k rangli kichikroq zarrachalar dispersion muhit, qizil rangli kattaroq zarrachalar dispers faza. To„siqning chap tarafida toza erituvchi joylashgan. Xuddi chin eritmalardagi kabi kolloid eritmalarda ham erituvchi va eritmani muvozanatga keltirish uchun zarur bo„lgan bosim osmotik bosim deb ataladi. 14.4 rasm. Kolloid eritmalarda osmotik bosimning paydo bo„lishi. Turli eritmalarning osmotik bosimlari o„rganib, Ya. Vant-Goff shunday xulosaga keldiki, juda suyultirilgan eritmalarda erigan modda xuddi shu sharoitdagi gazsimon modda kabi bo„ladi. Shuning uchun suyultirilgan eritmalarga ideal gazlarning holat tenglamasini qo„llash mumkin: Download 4.15 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|