-rasm. Reyss tajribasining sxemasi

22-rasm. Reyss tajribasining sxemasi.
Reyss tajribasida biz ikki xodisani ko`ramiz: bulardan biri loy zarrachalarining musbat elektrod tomon xarakati bo`lsa, ikkinchisi suyuqlikning manfiy elektrod tomon xarakatlanishidir. Suyuqlikning elektr maydonida g’ovak jism orqali elektrodlar tomon xarakat qilishi elektroosmos deyiladi. elektroosmos yunalishiga qarab suyuqlik zaryadi ishorasini aniqlash mumkin. Rus olimlari I. Jukov va B. Nikol’skiy elektroosmos xodisasidan foydalanib suvni tozalash usulini topdilar.
Elektroforez usulidan foydalanib, kolloid sistemalarning dzeta potentsialini aniqlash mumkin. Dzeta potentsialni xisoblab topish uchun quyidagi formuladan foydalansa bo`ladi: Gel’mgol’ts-Smoluxovskiy tenglamasi
Bu erda - dzeta potentsial -suyuqlikning qovushqoqligi u-kolloid zarrachaning elektroforezdagi chiziqli tezligi E-potentsiallar ayirmasi, L-ikki elektrod oralig’i (kapillyar uzunligi K=4, tsilindr zarrachalar uchun; K=6 sferik zarrachalar uchun -suyuqlikning dielektrik konstantasi).
Dispers sistemalarda uchraydigan elektrokinetik xodisalar jumlasiga elektroforez va elektroosmosdan tashqari "cho`kish potentsiali" ya`ni (Dorn effekti) va "oqib chiqish potentsiali" yoki Kvinke effekti xam kiradi.
Bu to`rtta elektrokinetik xodisalar kolloid kimyoning o`zida xam katta nazariy va amaliy axamiyatga ega. Kolloid sistemaning dzeta-potentsiali kattaligi ayni sistemaning agregativ barqarorligi uchun xarakteristika bo`la oladi.
Elektrokinetik xodisalar geologiya, tuproqshunoslik, agrotexnika va texnikaning turli soxalarida keng qo`llaniladi. Masalan, ular suspenziyalarni suvdan tozalashda, yog’och va torfni quritishda, toza kaolin xosil qilishda, mashinalar detallarini bo`yashda katta axamiyatga ega.
5. Kolloid zarrachalarning tuzilishi xaqidagi mitsellyar nazariya.
Rus olimlari A.V.Dumanskiy, N.P.Peskov. S.M.Lipatov., A.N.Frumkin xamda chet ellik olimlar Fayans, Kroyt va boshqalar qo`sh elektron qavat nazariyalari asosida kolloid zarrachalarning tuzilishi xaqidagi mitsellyar nazariyalar yaratishga muvaffaq bo`ldilar. Dastlab bu nazariyani kolloid kimyoda o`rganiladigan barcha ob`ektlar uchun tadbik etish mumkin, deb faraz kilindi. Lekin keyinchalik olib borilgan tekshirishlar nazariyaning faqat liofob kolloidlarga taalluqli ekanligini aniq ko`rsatdi. Liofil zollar, ya`ni yuqori molekulyar va polimer moddalarning eritmalari tamomila boshqa tuzilishda ekanligi aniqlandi.
Mitsellyar nazariyaga muvofiq xar qanday liofob (gidrofob) kolloid eritma ikki qismdan iborat bo`lib, ularning biri - mitsellalar bo`lib, ikkinchisi intermitsellyar suyuqlikdir. Mitsellalar aloxida kolloid zarrachalar bo`lib, ular zolning dispers fazasini tashkil etadi. Intermitsellyar suyuqlik esa o`sha zolning dispersion muxitidan iborat. Uning tarkibida erituvchidan tashkari yana boshqa erigan moddalar (elektrolit va elektrolitmaslar) mitsella tarkibiga kirmaydigan yoki o`zgarmaydigan birikmalar bo`ladi.
Mitsella-oddiy molekulalarga qaraganda ancha murakkab tuzilishga ega. Unda ikki qism - neytral modda - yadro va qo`sh qavatdan iborat sirtqi ionogen qism mavjud. Mitsellaning yadrosi juda ko`p atom yoki molekulalardan tarkib topgan neytral modda bo`lib, uni ionlar qurshab turadi. Liofob kolloid eritma tarkibida bo`lgan elektrolit ionlari zolni barqaror qilib turadi, shuning uchun xam ular ionli stabilizatorlar deb ataladi. Mitsella yadrosini qarama-qarshi ishoraga ega bo`lgan ionlar qurshab turadi. Bu ionlar ikki yoki bir necha qochiqlikda joylashgan bo`lib, yaqin joylashgan qismi bilan mitsella yadrosi birgalikda kolloid zarracha yoki granulani tashkil qiladi. Granula (kolloid zarracha) ma`lum zaryadga ega bo`ladi, uning ishorasi adsorbtsion qavatda joylashgan ion ishorasi bilan belgilanadi. Granula atrofida qarama-qarshi zaryadli ionlar yig’iladi. Lekin bu ionlar zarrachaga zaifroq totilib turadi va dispertsion muxitning bir qismini tashkil etadi. SHunday qilib, mitsella-granuladan va uning atrofidagi qarama-qarshi zaryadli ionlardan iborat sistemadir. Mitsella elektr maydon ta`sir etmagan sharoitda elektroneytral bo`ladi. Uni intermitsellyar suyuqlik qurshab turadi. Bularni quyidagicha sxema shaklida yozish mumkin: granula, ya`ni kolloid zarrachaqyadro+qo`sh adsorbtsion qavat, mitsellaqgranula+qarama-qarshi zaryadli ionlarning diffuz qavati, zol’qmitsella+intermitsellyar suyuqlik;granula (kolloid zarracha) va mitsellani quyidagi sxema shaklida tasvirlash mumkin:
YAdro
|
Adsorbtsion qavat
|
Adsorbtsion qavatdagi qarshi ionlar
|
Diffuz qavatdagi qarshi ionlar
|
Kolloid zarracha(granula)
|
|
Mitsella
|
Mitsella={agregat, adsorbtsion qavat, qarama-qarshi ionlar, (diffuzion qavat)}
YUqoridagi nazariya asosida Fe(ON)3 zolini xosil qilamiz Bu zolni xosil qilish uchun temir (III)-xlorid eritmasi issiq xolatda gidroliz kilinadi. Reaktsiyani olib borishda ikki shartga rioya qilish kerak:
1-mayda kristallar xosil bo`lishi uchun reaktsiya suyultirilgan eritmalarda o`tkaziladi, II-qo`sh elektr qavat xosil bo`lishi uchun rektsiyaga kirishuvchi moddalardan biri mo`l mikdorda olinadi. Gidroliz reaktsiyasi quyidagi tenglama bilan ifodalanadi:
FeCl3+3H2OFe(OH)3+3HCl
Fe(OH)3 ning sirtdagi molekulalari HCl bilan reaktsiyaga kirishib, ionli stabilizator FeOCl molekulalarini xosil qiladi:
Fe(OH)3+HCl FeOCl+2H2O
FeOCl molekulalari dissotsilanib, FeO+ va Cl- ionlarni xosil qiladi: FeOCl FeO+ + Cl-
Tarkibi jixatidan kolloid yadro tarkibiga yaqin bo`lgan ionlar kolloid zarrachalar sirtiga adsorbilanadi degan empirik qoidadan foydalanib temir (III) -gidroksid zolining tuzilishini quyidagi shaklda yozish mumkin:
nFe(OH)3
yadro
|
mFeO+
Adsorbtsion qavat
|
(m-x)Cl- Adsorbtsion qavatdagi qarshi ionlar
|
XCl-
Diffuz qavatdagi qarshi ionlar
|
Kolloid zarracha (granula)
|
|
Mitsella
|
Temir (III)-gidroksid zolidagi yadro Fe(OH)3 dan granula Fe(OH)3 va uning sirtiga adsorbilangan FeO+ va qisman Cl- ionlaridan iborat bo`lib, bu zarracha musbat zaryadga ega ekanligi sxemada ko`rinib turibdi. Grunalada musbat zaryadlar Cl- ionlari bilan neytrallangan emas, shuning uchun Cl- ionlar granulani qurshab oladi, natijada tamomila neytral mitsella xosil bo`ladi:
{[mFe(OH)3nFeO+]n-xCl-}+xCl -
Kolloid zarracha yadrosiga qaysi ionni birinchi bo`lib adsorbilanishini bilish uchun qaysi moddadan ortiqcha mikdorda olinganligini bilish lozim. Buni aniqlash uchun quyidagi misolni ko`rib chiqamiz.
1) Agar AgBr ning suyultirilgan eritmasiga ortiqcha mikdorda KBr qo`shilsa, ionli stabilizator vazifasini KBr o`taydi va granula manfiy zaryadlanadi, chunki bu vaqtda Br- ionlari adsorbilanadi:
AgNO3 + KBr AgBr + KNO3 ortiqcha KBr K+ + Br- ionlari bo`ladi.
ko`p
Kolloid zarracha yadrosida bor bo`lgan ortiqcha ion birinchi adsorbilanadi:
|