Коллоидтық жүйелердің тұрақтылығы

Коллоидтық ерітінділері нағыз ерітінділерге қарағанда тұрақсыздығы аз болады. Коллоидтық жүйелер әртүрлі тұрақтылыққа ие болады:

1. Агрегаттық тұрақтылық – коллоидтық бөлшектердің өзара бірігуіне және іріленуіне қарсы әсер ету қабілеті.

2. Кинетикалық тұрақтылық – жүйенің барлық көлемі бойынша дисперстік фазаның біркелкі таралу қабілеті.

Коллоидты жүйелерде фазалар арасындағы беттің ауданы жоғары болғандықтан беттік энергия көп, сондықтан олар бірігу нәтижесінде оны азайтуға тырысады. Бұл процестер когауляция және адсорбция арқылы жүреді. Дисперстік фаза бөлшектерінің бірігуін коагуляция деп атайды. Коллоидтардың коагуляциясы әр түрлі факторлар әсерінен жүруі мүмкін: электролиттер қосу, механикалық әсер, температура, электр тоғы т.б. Лиофобты жүйелердің тұрақтылығына әсер ететін коллоидтық бөлшектерінің электр зарядтары және иондарының сольватациясы болады. Сондықтан коагуляцияның негізінде зарядсыздандыру және иондардың сольватациясын азайту тәсілдері жатады. Әдетте мұны электролит қосу арқылы алады. Электролитті қосқанда диффузиялық қабаттың азаюы -дзета потенциалдың азаюына әкеледі.

Электролиттік коагуляцияның заңдылықтары:

1. Кез келген электролит коагуляция туғыза алады. Ол үшін оның концентрациясы, когауляция табалдырығы деп аталатын бір шамадан жоғары болуы керек. Коагуляция табалдырығы – коагуляцияны туғызатын электролиттің минимальді концентрациясы аталады:

C_Т – коагуляция табалдырығы,

N_эл – электролит концентрациясы,

V_эл – жұмсалған электролиттің көлемі,

V_золь – золь көлемі.

2. Коагуляцияны коллоидты бөлшектердің зарядына қарсы зарядты иондар туғызады.

3. Иондардың заряды неғұрлым көп болса, коагуляциялаушы қабілеті соғұрлым жоғары болады. (Шульце-Гарди ережесі). Егер иондардың валенттіліктері бірдей болса, онда иондар радиусының ұзындығына сәйкес коагуляциялаушы қабілеті де артады.

4. Коагуляция нәтижесінде түзілген тұнбаға коагуляцияға түсуші иондардың біразы болады.

Лиофобты зольдердегі бөлшектердің өздігінен бірігуі автокоагуляция немесе қартаю деп аталады. Автокоагуляция жылдамдығы электролиттік коагуляциядан аз.

Коллоидтық жүйенің кинетикалық тұрақтылығы ауырлық күшімен диффузия күшіне байланысты. Коагуляцияланған бөлшектердің ауырлық күші әсерінен тұнбаға түсуі седиментация деп аталады. Бөлшектердің тұну жылдамдығы олардың өлшеміне, бөлшектер мен ортаның тығыздығына, сұйықтың тұтқырлығына және ауырлық күшіне тәуелді болады. Стокс заңы бойынша сфера тәріздес бөлшек тұтқырлы ортада қозғалғанда келесі формуламен анықталатын кедергі күшіне (f) ие болады:

f = 6 r U

- ортаның тұтқырлығы, н сек/м²

r – бөлшектердің радиусы, м

U – тұну жылдамдығы, м/сек

Тақырып бойынша бақылау сұрақтары

1. Коллоидтық жүйелердің тұрақтылығы қалай ерекшеленеді? Оларға қандай факторлар әсер етеді?

2. Коагуляция дегеніміз не? Коагуляцияны тұғызаттын заттар мен шарттар?

3. Шульце-Гарди ережесін түсіндіріңіз

4. Коагуляция табалдырығы дегеніміз не?

5. Седиментация дегеніміз не?

6. Стокс формуласы.

№ 14 Зертханалық жұмыс