Тақырып бойынша бақылау сұрақтары
&
1. Хроматография дегеніміз не? Хроматография әдістерін атап, оларды сипаттаңыз. Хроматографиялық анализдің әдістерінің қолдану аймақтары.
2. Ионалмасу адсорбциясы дегеніміз не?
3. Топырақтың ионалмастырғыш қасиеттерін сипаттаңыз
4. Иониттер дегеніміз не? Олардың түрлері? Иониттің ионалмастырғыш қасиеттері қандай факторларға тәуелді?
Дәріс № 11
Дисперстік және коллоидтық жүйелердің сипаттамалары
Коллоидтық химия жоғары дисперстік микрогетерогенді жүйелер мен жоғары молекулалық қосылыстардың ерітінділерін зерттейді. Коллоидты жүйелер дисперстік жүйелерге жатады.
Дисперстік фаза мен дисперстік ортаның агрегаттық күйіне қарай дисперстік жүйелер келесідей жіктеленеді:
1. Дисперстік ортасы сұйық, ал
дисперстік фазасы газ болып келетін жүйелер көбіктер деп аталады;
дисперстік фазасы сұйық болып келетін жүйелер эмульсиялар деп аталады;
дисперстік фазасы қатты заттар болып келетін жүйелер суспензиялар деп аталады.
2. Дисперстік ортасы газ, ал
дисперстік фазасы сұйық болып келетін жүйелер аэрозольдер деп аталады;
дисперстік фазасы ұсақталған қатты заттар болып келетін жүйелерге ұнтақтар, түтін, әртүрлі заттардың шаңдары жатады.
3. Дисперстік ортасы қатты заттар, ал
дисперстік фазасы газ болып келетін жүйелер қатты көбіктер деп аталады;
дисперстік фазасы сұйық болып келетін жүйелерге сұйық қоспалары бар табиғи минералдар: маржан тас, опал және т.б. жатады:
дисперстік фазасы қатты заттар болып келетін жүйелерге металдың балқымалары, бағалы тастар, түсті шынылар, көк тас тұзы және т.б. жатады.
Дисперстік жүйелер дисперстік фазаның ортамен әрекеттесуінің интенсивтілігі бойынша екі топқа бөледі: лиофобтық және лиофильдік. Лиофобтық жүйелерде – дисперстік фаза бөлшектері ортаның молекулаларымен әлсіз әрекеттеседі. Лиофобтық жүйелерге металдардың гидрозольдары, сульфидтері, майдың судағы эмульсиясы т.б., яғни микрогетерогенді жоғары дисперсті жүйелер жатады. Лиофильдік жүйелерде – дисперстік фаза бөлшектері еріткішпен жақсы әрекеттеседі, оларға сабындардың, алкалоидтардың, кейбір бояғыштардың ерітінділері жатады.
Коллоидтық жүйелер – бұл фазалар арасындағы беттің ауданы жақсы дамыған жоғары дисперсті микрогетерогенді жүйелер. Олардың бөлшектері тұнбаға түспейді, қағаз фильтрлерінен өтеді, бірақ өсімдік және жануарлардың мембраналары арқылы өтпейді (пергамент, т.б.). Мысалы, топырақ коллоидтары, алтынның, күмістің, күкірттің, судағы ерітінділері жатады. Егер коллоидтық жүйенің дисперстік ортасы сұйық болса, ол – лиозоль, ал егер су болса – гидрозоль, бензол болса – бензозоль, эфир – этерозоль, спирт – алкозоль деп аталады.
Коллоид ерітінділерін екі жолмен алуға болады:
1. Конденсациялау әдісі – атомдарды, иондарды немесе молекулаларды коллоидтық өлшемге дейін ірі агрегаттарға дейін әртүрлі химиялық не физикалық жолдармен біріктіруі; мысалы дисперстік ортаны ауыстыру арқылы немесе химиялық реакция нәтижесінде аз не мүлдем ерімейтін ұсақталған бөлшектердің түзілуіне негізделген.
2. Дисперлеу әдісі – ірі бөлшектерді әртүрлі физикалық және химиялық жолдармен коллоидтық өлшемге дейін ұсақтау (механикалық, электрлік, ультрадыбыспен үгіту, химиялық реакциялармен, пептизация арқылы).
Пептизация
деп тұнбаның
золь түзіп,
бөлшектерге
ыдырау процесі аталады. Бұл бөлшектердің
бірігуіне
қарсы процесс. Пептизация процесі тек
бөлшектердің
құрылысы өзгермеген болса ғана жүруі
мүмкін.
Сондықтан тұнбаға жаңа түскен заттар
жақсы пептизацияланады. Тұнбаны
пептизациялау үшін оны электролиттен
шайып ортаға стабилизатор енгізу керек.
Стабилизатор ретінде бөлшектердің
бетіндегі потенциал анықтайтын иондары
бар электролиттерді қолданады. Мысалы
темір гидроксиді үшін пептизаторлар
болып табылады.
Коллоидтық ерітінділерді қоспалардан тазартудың кеңінен тараған әдістері: диализ, электродиализ және ультрафильтрация. Биологиялық сұйықтарды зерттеу кезінде компенсациялық диализ және вивидиализ әдістері қолданылады.
Диализ – зольдерді жартылай өткізгіш мембрана арқылы ұстап қалып, ірі қоспалардан тазартуға негізделген әдіс, оны диализатор деп аталатын қондырғыда өткізеді. Диализдің негізгі кемшілігі - уақтты көп қажет етеді. Сондықтан өндірісте электродализ – зольдерді сыртқы электр тоғымен электролиттік қоспалардан тазарту әдісі жиі қолданады (1 – араластырғыш; 2 – камера; 3 – жартылай өткізгіш мембрана; 4 - электродтар).
7-сурет. Диализатор мен электродиализатор құрылысы.
Коллоидты жүйенің қасиеттерін анықтайтын коллоидты заттың ең кішкентай мөлшері мицелла деп аталады. Мицелла құрамына кіреді:
1. Ядро – кристалдық немесе аморфты күйде болатын бейтарап атом не молекула;
2. Иондардың мономолекулалық адсорбциялық қабаты, бұлар ядро бетімен тікелей адсорбцияланады, потенциал анықтаушы және қарсы иондардан тұрады;
3. Ядро мен адсорбциялық қабат мицелланың негізгі бөлігін құрайтын – грануланы түзеді. Гранула – потенциал анықтаушы иондармен қарсы иондардан тұратын қос электр қабаты және оның заряды потенциал анықтаушы ионының зарямен анықталады;
4. Қос электр қабатына кірмеген, ядродан алысырақ орналасқан қарсы иондардың белгілі бөлігі диффузиялық қабат түзеді.
ядро ПАИ қарсы иондар
ядро ПАИ қарсы иондар
Коллоидты ерітінділердің кинетикалық, оптикалық және электр қасиеттері ерекше болып келеді: Тиндаль эффектісі, электрофарез және электроосмос.