Kumush zolining disperslik darajasiga ko’ra rangi

|
Kumush zolining disperslik darajasiga ko’ra rangi
|
bet | 55/69 | Sana | 23.05.2024 | Hajmi | 1,78 Mb. | | #251021 |
Bog'liq Маъруза o’zbekiston respublikasi oliy va o’rta maxsus ta’lim vaz (1)Kumush zolining disperslik darajasiga ko’ra rangi
Zarrachaning o’lchami, nm xisobida
|
Zolning rangi
|
79
90
110
160
|
to’q sariq
qizil
ko’k-binafsha
ko’k
|
As2S3 zoli- sariq, Sb2S3 zoli- qovoq rang, Fe (OH)3 zoli jigar rang tuslarga ega.
Metall zollarining o’tayotgan yorug’likdagi rangi yutilgan nurning to’lqin uzunligiga xam bog’liq. Masalan, oltinning yuqori dispers zoli orqali yorug’lik nuri o’tganda zol to’lqin uzunliklari 550,0-510,0 nm bo’lgan yashil nurlarnigina yutadi. Shuning uchun zol qizil tusga kirib turadi, chunki yashil rang uchun ko’shimcha rang kizil rangdir. Oltinning disperslik darajasi past bo’lgan zollari orqali yorug’lik nuri o’tganda zol to’lqin uzunligi 585,0-575,0 nm bo’lgan sariq nurlarni yutadi; sariq rang uchun ko’shimcha rang ko’k rang bo’lganligidan bu zol ko’k ranglidir. Agar oltin zolining disperslik darajasi nixoyatda yuqori bo’lsa, u to’lqin uzunliklari 480,0-450,0 nm bo’lgan ko’k nurni yutadi. Shu sababli bunday zol sariq tusda bo’ladi.
Dispers sistemaga intensiv yorug’lik nurini tushirilsa va shu yorug’lik nurining yo’nalishiga biror burchak bilan qaralsa sistema ichida konus shaklidagi yorug’likni ko’rish mumkin. Bu hodisani avval Faradey sungra Tindal degan olimlar kuzatishgan. Shuning uchun bu hodisa ularning nomi bilan aytilib Tindal - Faradey effekti deb ataladi.
Tindal-Faradey effektini ko’rish uchun to’rt qirrali shisha idishga (kyuvetaga) dispers sistema solinadi-da, qora parda oldiga qo’yib, proektsion fonar bilan yoritiladi.
9 -rasm. Tindal-Faradey effekti.
Bu tajribada yorug’ konus hosil bo’ladi. Bunga sabab, kolloid zarrachalarga tushgan yorug’lik zarrachalar tomonidan yoyiladi, ya’ni zarrachaga tushgan yorug’lik nuri uni egib o’tadi va o’zining yo’nalishini o’zgartiradi. Natijada har qaysi zarracha yorug’lik beruvchi nuqtaday ko’rinadi. Bu hodisa, ya’ni mayda zarrachalarning yorug’likni yoyish hodisasi opalestsentsiya deyiladi. Yorug’lik nurlarini yoyish xossasi ko’p dispers sistemalarga xos, ayniqsa kolloid dispers va ultramikrogeterogen (qaysiki zarrachalarning o’lchami 10-7 - 10-9 m bo’lgan) kolloid sistemalarga xosdir. Chin eritmalarda-toza suyuqliklar aralashmasida yorug’lik nihoyatda kam yoyiladi va Faradey - Tindal effekti hosil bo’lmaydi, hosil bo’lsa ham sezilarsiz darajada bo’ladi.
Tashqi ko’rinishidan chin eritma yoki kolloid eritma ekanligini aniqlab bo’lmaydi, lekin Faradey-Tindal effekti orqali bilib olinsa bo’ladi. Tindal-Faradey effekti kuchli yoki kuchsiz namoyon bo’lishi dispers sistemaning dispersligiga bog’liq. Disperslik darajasi qancha ortsa Tindal-Faradey effekti shuncha kuchli namoyon bo’ladi. Disperslik darajasi ma’lum qiymatga borganda ya’ni sistema chin eritmaga yaqinlashib qolganda bu effekt pasayadi. Dag’al dispers sistemalarda, qaysiki zarrachalarining o’lchami tushayotgan nurning to’lqin uzunligidan katta bo’lgan holda, to’lqin uzunliklari turlicha bo’lgan nurlar bir xilda tarqaladi. Agar sistemaga oq nur tushsa, sistemadan tarqalgan nur ham oq bo’ladi.
Lekin, yuqorida aytganimizdek, kolloid eritma zarrachalarining o’lchami tushayotgan yorug’lik nurining to’lqin uzunligidan kichik bo’lgani uchun difraktsiya hodisasi ruy beradi, ya’ni yorug’lik nuri zarrachani “o’rab o’tib”, o’z yo’nalishini o’zgartiradi. Demak, kolloid eritmalarda zarrachalarning nurni yoyish qobiliyati o’sha tushayotgan nurning to’lqin uzunligiga bog’liq bo’ladi. Reley qonuniga muvofiq kolloid sistema orqali o’tayotgan yorug’lik nurining intensivligi kolloid zarrachalarning soniga, zarracha hajmining kvadratiga to’g’ri proportsional, tushayotgan yorug’lik nuri to’lqin uzunligining to’rtinchi darajasiga teskari proportsionaldir:
(Reley formulasi)
Bu erda: J - kolloid zarrachadan yoyilayotgan yorug’likning intensivligi.
J0 - yorituvchi nurning intensivligi.
- sistemaning hajm birligidagi zarrachalari soni.
- xar qaysi zarrachaning hajmi.
n 1 - kolloid zarrachaning yorug’likni sindirish koeffitsienti.
n2 - dispersion muhitni hosil qilgan moddaning yorug’likni sindirish koffitsienti.
k - proportsionallik koeffitsienti k 24 P3.
Agar dispers faza moddasining (ya’ni zarrachaning) yorug’likni sindirish koeffitsienti dispersion muhitni tashkil qilgan moddaning yorug’likni sindirish koeffitsientiga teng bo’lsa, bunday sistemada Tindal-Faradey effekti ko’rinmaydi. Aksincha, bu farq qancha katta bo’lsa, Tindal-Faradey effekti shuncha ravshan ko’rinadi. Shuni ham aytib o’tish kerakki, Reley formulasini zarrachalarining o’lchamlari 40-70 nm dan katta bo’lmagan sistemalar uchungina qo’llash mumkin. Boshqacha aytganda, bu formula faqat kolloid eritmalar uchun to’g’ri formula bo’lib, uni dag’al dispers sistemalarga tadbiq etib bo’lmaydi. To’lqin uzunliklari kichik bo’lgan binafsha va havo rang nurlar kolloid sistemalarda yaxshi yoyiladi, lekin to’lqin uzunligi katta bo’lgan qizil nur yaxshi yoyilmaydi. Ko’pgina rangsiz zol va minerallarni qizil rangda bo’lishi shu sabablidir. Bu erda qizil nurlar ham yoyiladi. Yondan qaralsa bu zol va minerallar ko’k rangda bo’ladi. Shu hodisa orqali osmon ham ko’k rangda bo’ladi, quyoshni botishi va chiqishi esa qizil rangda bo’ladi. Svetoforning qizil nuri xam tumanda uzokdan ko’rinadi.
Reley tenglamasini taxlil qiladigan bo’lsak, shuni ko’rish mumkinki, agar sistemadagi zarrachalarning o’lchami (2 4) 10-8 bo’lsa, u xolda yorug’lik nurining eng ko’p yoyilishi sodir bo’ladi, ya’ni yoyilish maksimum bo’ladi va kolloid disperslikka to’g’ri keladi. Agar bundan katta bo’lsa, yorug’lik nuri zarrachalardan qaytadi. Buni qo’yidagi rasmda-bariy sulfatning
Jr
1,0 2,0 3,0 d10-6 m
Reley formulasi tajriba yo’li bilan zarrachalarning o’lchamini topishga imkon beradi. Agar zarachalarning kontsentratsiyasi ma’lum bo’lsa, u holda zarrachalarning xajmini, ularning radiusini topish mumkin. Agar va ma’lum bo’lsa, u holda kotsentratsiyani topish mumkin. Yorug’lik nurining intensivligini (J) nefelometriya va turbodimetriya usullari bilan topish mumkin.
Nefelometrning ishlashi sinaladigan zolda yoyilgan yorug’lik nurining intensivligini standart zolda yoyilgan yorug’lik nuri intensivligi bilan solishtirib ko’rishga asoslangan.
Reley formulasiga ko’ra kolloid eritmada yoyilgan yorug’lik intensivligi kolloid zarrachalarning kontsentratsiyasi ga va kolloid zarracha hajmining kvadrati 2 ga proportsionaldir. Reley formulasiga kirgan barcha konstantalar o’rniga K1 ni qo’yib qo’yidagi formulani xosil qilamiz.
IK1 c
Nefelometr bir xildagi ikkita tsilindrik shisha idishdan iborat bo’lib, ularning biriga standart zol, ikkinchisiga sinaladigan zol to’ldiriladi. Ikkala idish yon tomondan yorug’lik manbai bilan yoritiladi. Bu vaqtda ikkala idishda xam Tindal effekti vujudga keladi. Zollardan yoyilgan nur asbobning tepa qismidagi okulyarga tushadi. Sinaladigan zolning kontsentratsiyasi standart zol kontsentratsiyasiga teng bo’lmasa, ikkala zoldan yoyilgan yorug’likning intensivligi turlicha bo’ladi, ya’ni okulyardan ko’rinadigan 2ta yarim doiraning biri yorug’roq va ikkinchisi qorong’iroq bo’ladi. Tsilindrik shisha idishlardan birini yuqoriga ko’tarish yoki pastga tushirish orqali idishlardagi zollarning yoritilayotgan balandliklarini o’zgartirib, okulyardagi ikkala yarim doirani bir xil yoritish mumkin.
Ikkala yarim doira bir xil yoritilayotganda zollarning yoritilayotgan qism balandliklari zollarning kontsentratsiyalariga teskari proportsional bo’ladi:
S1 – standart zol kontsentratsiyasi;
S2 – sinaladigan zol kontsentratsiyasi;
h1 – standart zolning yoritilgan qism balandligi;
h2 – sinaladigan zolning yoritilayotgan qismi balandligi.
Avstriyalik fizik R. Zigmondi 1903 yilda Tindal – Faradey effektidan foydalanib, ultramikroskop yasadi.
Ultramikroskopda manbadan tushayotgan nur bilan ko’riladigan nur bir – biriga perpendikulyar bo’ladi: manbadan chiqqan nur mikroskopga tushmaydi, shuning uchun mikroskopda qorong’ilik ko’rinadi. Agar manbadan chiqqan nur kolloid zarrachaga tushsa, kolloid zarracha bu nurni yoyadi, zarrachaning o’zi esa yorug’lik manbai bo’lib xizmat qiladi. Shuning uchun mikroskopdan qaraganimizda qorong’i fonda yorug’likni ko’ramiz. Ultramikroskopdan foydalanib zarrachalarning o’lchamini hisoblab topish mumkin. Kolloid zarrachalar o’lchami quyidagicha aniqlanadi: ultramikroskop kyuvetasiga juda suyultirilgan zol solib, mikroskopda ko’rilgan yorug’ nuqtalar (ya’ni zarrachalar) sanaladi. Sanash bir xil vaqt oraligida ko’p marta takrorlanib, o’rtacha natija olinadi. Masalan, eritma kontsentratsiyasi S va mikroskopda ko’ringan yorug’ nuqtalarining o’rtacha soni n bo’lsin. Agar tarkibida n dona zarracha bo’lgan zolning hajmi v bo’lsa, bir zarrachaning o’rtacha massasi Svn bo’ladi, ya’ni pCvn. Zarracha shar shaklida deb qaralsa, bo’ladi. Bundan r qo’yidagiga teng:
Agar kolloid zarracha anizodiametrik shaklda bo’lsa, u holda elektron mikroskopdan foydalanish mumkin. Elektron mikroskop jismni 100000 marta va undan ham katta qilib ko’rsatadi. Bu asbobdan foydalanib, kolloid zarrachalarning va hatto polimer molekulalarining, metall hamda qotishmalarning sirt tuzilishini, virus va mikroblarning ya’ni 0,5 – 1 nm kattalikdagi zarrachalarni ko’rish mumkin.
Rentgenografik usuldan foydalanib esa kolloid zarrachalarning ichki tuzilishini o’rganish mumkin. Kolloid zarracha o’lchamlari kichik bo’lgani uchun kolloid sistemalarning rentgenografiya yordamida olingan Laue diagrammalari u qadar aniq chiqmaydi. Bu soxalar uchun Debay – Sherrer diagrammalari hosil qilinadi. Debay – Sherrer diagrammalarini tekshirish yo’li bilan xilma – xil kolloidlarning ko’pchiligi kristall tuzilishga ega ekanligini aniqlash mumkin bo’ldi. Ayniqsa og’ir metallarning zollari va ularning birikmalaridan hosil bo’lgan zollarni tekshirish samarali natijalar berdi. Rentgenografiya usuli yuqori molekulyar moddalarni va bo’kish hodisasini tekshirishda katta ahamiyatga ega. Xususan penitsillin, vitamin V12 , gemoglobin kabi murakkab moddalar tuzilishi faqat rentgen – struktur analiz yordamida aniqlanadi. Elektronografik usul bilan sirt qatlamda yotuvchi atomlararo masofalarni bevosita aniqlash mumkin, ayniqsa adsorbtsion qavatlarni puxta o’rganish mumkin.
MA’RUZA BO’YICHA TAYANCH SO’Z VA IBORALAR:
Kolloid eritmaning rangi
| |
Yorug’lik (nur) tushganda eritma rangining o’zgarishi
|
Yorug’lik intensivligi
| |
Tushayotgan nurning kuchi
|
Tindal-Faradey effekti
| |
Kolloid eritmaga yorug’lik nuri tushirilsa va biror burchak orqali qaralsa, konus shaklidagi yorug’likning ko’rinishi.
|
Reley qonuni
| |
Kolloid eritmaga tushayotgan nurning to’lqin uzunligi bilan kolloid zarrachalarning soni va hajmi o’rtasidagi bog’liqlikni ifodalaydi.
|
Nefelometriya
| |
Kolloid eritmaning og’irlik kontsentratsiyasini, zarrachaning xajmini aniqlash usuli
|
Ultramikroskopiya
| |
Kolloid zarrachalarning o’lchamini aniqlash usuli
|
Elektron mikroskop
| |
Kolloid zarrachalarning ichki strukturasi va jarayonlar vaqtida o’zgarishini aniqlashga imkon beradi.
|
Rentgenografiya va elektronografiya
| |
Zarrachalarning ichki tuzilishi, dispers faza sirtini o’rganishga asoslangan
|
MA’RUZA BO’YICHA SAVOLLAR:
Kolloid sistemalarning optik xossalari deganda nimani tushunasiz?
Dispers sistemalarning optik xossalari bilan disperslik va geterogenlik orasida qanday bog’liqlik bor?
Kolloidlarning ranglari nimalarga bog’liq?
Tindal-Faradey effektini mohiyati nimadan iborat?
Tindal-Faradey effekti qaysi hollarda ko’rinmaydi?
Reley qonunini ifodalab bering.
Yorug’lik nurining yoyilish darajasi bilan zarracha o’lchami orasida qanday bog’liqlik bor?
Nefelometrda kolloid eritmalar kontsentratsiyasi qanday aniqlanadi?
Ultramikroskopik taxlilning mohiyatini aytib bering.
Elektron mikroskop haqida nimalarni bilasiz?
MA’RUZA BO’YICHA FOYDALANILGAN ADABIYOTLAR:
K.S. Axmedov, H.R. Rahimov. Kolloid ximiya. T, 1992, 31-38 betlar.
Yu.T. Frolov. Kurs kolloidnoy ximii. M., 1982, s. 245-267.
S.S. Voyutskiy. Kurs kolloidnoy ximii. M., 1976. S.33-44.
|
| |