Yuqori molekulyar birikmalar fanidan

Polimer uchun “yaxshi”, “yomon” va “teta”
erituvchilar haqida tushuncha
Yuqorida bayon qilinganlardan ko`rinib turibdiki, polimer har qanday suyuqlikda ham chin eritma hosil qilavermaydi. Ba`zibir suyuqliklarda polimer o`z-o`zicha eriydi, ba`zibirlari bilan umuman aralashmaydi, ya`ni berilgan polimer uchun bir suyuqlik yaxshi erituvchi bo`lsa, boshqasi yomon bo`lishi mumkin.
Yaxshi erituvchi deb shunday quyi molekulyar suyuqlikka aytiladiki, unda polimer termodinamik barqaror sistema hosil qiladi
( ) va bu sistemaning barqarorligi har qanday kontsentratsiya va haroratda saqlanib qoladi.
Yomon erituvchi esa polimer bilan hech qanday kontsentratsiya va haroratda termodinamik barqaror sistema hosil qilmaydi, lekin oraliq holatlar ham kuzatiladi. Masalan, polimer quyi molekulyar erituvchi bilan ma`lum bir tartibda yoki haroratda chin eritma hosil qiladi (ko`pincha bunday holat sopolimerlarda kuzatiladi) va tarkib yoki haroratda o`zgarishi sistemaning fazalarga ajralishiga olib keladi, ya`ni bu holda chekli aralashish kuzatiladi.
Erituvchining polimerni eritish qobiliyatini miqdoriy baholashda termodinamik moyillik qiymatidan foydalaniladi. Agar erish yoki aralashish o`zgarmas bosim va haroratda sodir bo`lsa, termodinamik moyillikning o`lchami sifatida komponentlar bilan eritmaning izobarik-izotermik potentsiali ayirmasi ( ) yoki komponentning eritmadagi va sof holatidagi kimyoviy potentsiallari ayirmasi ( ) qo`llaniladi. O’z-o`zicha erish jarayonida bu ikkala qiymat manfiy bo’ladi.
( ; ).
Bu kattalikning mutloq qiymati qanchalik katta bo`lsa, ya`ni sistema muvozant holatda qancha uzoq tursa, komponentlar orasidagi termodinamik moyillik shuncha yuqori bo`ladi va erituvchi yaxshi hisoblanadi.
Termodinamik moyillikni va lar bilan to’g’ridan-to`g’ri har qanday qiymat, masalan, eritmadagi erituvchining bug’ yoki osmotik bosim orqali miqdoriy baholash mumkin.
(5)
Tenglamadan ko`rinib turibdiki, dan qanchalik kichik bo`lsa, shunchalik manfiy bo`ladi. osmotik bosim bilan quyidagi munosabatda bog’langan . Agar qator erituvchilarning partsial molyar hajmlari bir xil bo`lsa, osmotik bosimning qiymati moyillik o`lchami bo`lib hisoblanishi mumkin va unda eritmaning osmotik bosimi qancha katta bo`lsa, shuncha shu eritmani hosil qiluvchi suyuqlik yaxshiroq erituvchi hisoblanadi.
Demak, erituvchilarning ayni polimerga nisbatan moyilligini polimer eritmasi ustidagi bug’ bosimining pasayishi yoki eritmaning osmotik bosimini o`lchash orqali solishtirish mumkin. Agar standart erituvchi sifatida berilgan komponent bilan ideal eritma hosil qiladigan suyuqlikni olsak, ya`ni
(6)
Unda yaxshi erituvchilarda dan, ya`ni Raul qonunidan manfiy chetlanish va yomon erituvchilarda musbat chetlanish kuzatiladi. Ba`zan polimer bilan erituvchi orasidagi ta`sirlanish Xaggins konstantasi ( ) qiymati bilan baholanadi. Bu konstanta egri chiziqning burchak tangensidan aniqlanadi (shu kitobning polimerlar molekulyar massasini osmometrik usulda aniqlash bo`limiga qarang). Burchak tangensi qancha katta bo`lsa, ning qiymati shuncha kichik bo`ladi, demak yaxshi erituvchilarda ning qiymati kichik bo`ladi. Odatda holatda burchak tangensi nulga teng bo`lib bo`ladi va holatga to`g’ri keladigan erituvchiga erituvchi deyiladi. SHuni ham aytib o`tish kerakki, yaxshi erituvchida polimer eritmasining qovushqoqligi ham kattaroq bo`ladi. erituvchini egri chizig’ining burchak tangensi qiymatiga qarab baholash mumkin. Burchak tangensi qancha katta bo`lsa, erituvchi shuncha yaxshi hisoblanadi. Yaxshi erituvchida polimer zvenolari erituvchi orasidagi ta`sir kuchli bo`lganligi sababli makromolekula chiziqsimon konformatsiya shaklida bo`ladi. holatda u o`ralma shakliga o`tadi va yomon erituvchida makromolekulaning konformatsiyasi g’ujanak shakl (o`ramadan ham zichroq shakl)ga o`tadi. Natijada yaxshi erituvchida qovushqoqlik ancha yuqori bo`ladi. Shtaudinger tenglamasi ( ) dagi ning qiymati ham makromolekulaning konformatsion shakliga bog’liq bo`lganligi uchun uning qiymatlari yaxshi erituvchida 0,5 dan katta, holatda 0,5 ga teng va yomon erituvchida 0,5 dan kichik bo`ladi (shu kitobning polimerlar molekulyar massasini viskozimetrik usulda aniqlash degan bo`limiga qarang). Shunday qilib, polimer yaxshi erituvchida eriganda bug’ bosimining katta miqdorda kamayishi yuqoriroq osmotik bosim Xaggins konstantasining qiymatlari kichikligi, qovushqoqlik va ning mutloq qiymatlarining kattaligi kuzatiladi.
Polimerlarning kerakli xarakteristiklarini olish uchun ularni erituvchilarda eritish kerak. Yuqori molekulyar birikmalarning eritmalari o’ziga xos xususiyatlarga ega. Bulardan asosiylari eritmalarning katta qovushqoqligi va erishdan oldin eriyotgan molekulalarning bukiluvchanligidir. Bundan tashqari hatto kichik kontsentratsiyalarda ham (0,5-1%) eritmalarda makromolekulyar zanjirlar bir-biri bilan chatishgan holatda bo`ladi. Shunday xol bo`lmasligi uchun tajribalarni mumkin qadar kichik kontsentratsiyalarda o`tkazish kerak.
Umumiy xolda polimerlar eritmalarining xossalari kontsentratsiya, ularning molekulyar og’irligi va erituvchining tabiatiga bog’liq bo`ladi.
Polimerlar eritmalarni kontsentratsiya bo`yicha 3 qismga ajratish mumkin.
1. Suyultirilgan eritmalar.
Bu xolda eritilgan makromolekulalar erituvchi yordamida bir-biridan ajratilgan va ular orasidagi aloqa (ta`sir) juda kam.
2. O`rtacha kontsentratsiyalangan eritmalar.
Bu xolda markomolekulalar bir-biriga yaqin va o`zaro aloqa qiladi. Bir-biri bilan qisman chatishgan bo`ladi.
3. Quyuq kontsentratsiyalangan eritmalar.