Заттың коллоидтық күйінің негізгі ерекшеліктері

Заттың коллоидтық кү йінің негізгі ерекшеліктерінің бірін біз жоғ арыда айтып ө ттік. Ол - коллоидтық кү йдің жү йенің гетерогенділігі, яғ ни екі иә одан да кө п фазадан тұ ратындығ ы. Мұ ндағ ы фазалардың бірі ө те ұ сақ бө лшектерден (дисперстік фаза) тұ рса, екіншісі сол бө лшектерді ұ сақ таушы орта – дисперстеуші ортадан тұ руы. Енді сол дисперстік фазаның шамасын (ө лшемін) кө рсететін- дисперстілік деген ұ ғ ымғ а тоқ талайық. Кез келген дисперстік жү йеде иә бө лшектердің кө лденең қ имасының ұ зындығ ын а, (егер бө лшек шар тә різді болса диаметрі d, егер бө лшек куб сияқ ты болса, кубтың қ абырғ асы-1), иә оғ ан кері шаманы D=1/ а қ арастыруғ а болады.

Ә р тү рлі оқ улық тарда дисперстілік бірлігін ә ртү рлі ө лшемдермен кө рсетеді. Олардың арасында байланыс былайша болады (1-кестені қ ара).

1-кесте

Бұ нда D-ні ә детте дисперстілік деп айтады. Ол сол бө лшектердің меншікті бетінің ауданына пропорционалдық шама, яғ ни бө лшектің шамасы кеміген сайын дисперстілік пен меншікті беттің ауданы ө седі де, керісінше бө лшектің шамасы ө скен сайын кейінгі шамалар кемиді.

Беттік ауданның дисперстік фазаның бө лшектеріне мө лшеріне байланысты тә уелділігінің ө згеруін куб тә різді бө лшекті мысалғ а ала отырып кө рсетуге болады. (2-кестені қ ара).

2-кесте

Коллоидтық жү йеге, a -ның мә ні 10^-7÷ 10^-5 см болатын жү йелер жатады. Коллоидтық жү йенің дисперстілігінің жоғ арғ ы шегінің болуы бө лшектерді одан ә рі бө лінгенде олардың агрегат емес жеке молекулалар кү йінде болуы, ал оның тө менгі шегі бө лшектердің шамасы а =10^-5 см болғ анда қ озғ алысының қ арқ ынының ө те азаюымен анық талады.

2 – кестедегі мә ліметтер бойынша мынаны байқ ауғ а болады. Тек гетерогендік жоғ арғ ы дисперстік коллоидтық бө лшектер ғ ана ең кү шті дамығ ан меншікті беттер тү зеді. Осығ ан байланысты коллоидтық жү йе дисперстік жү йелердің ішінде ерекше орын алады. Бө лшектер шамасының дө рекі дисперстік жү йеден молекулалық дә режедегі жү йеге ө згеруіне байланысты олардың меншікті беттері 1.1- суреттегі кө рсетілген диаграмма бойынша ө згеретінін байқ ауғ а болады.

Сурет

Дө рекідисперстік жү йенің молекулалы – дисперстік жү йеге кө шуі ү зіліссіз болғ анымен микрогетерогендік жү йе мен коллоидтық жү йенің жағ дайлары ө здерінше ерекше. Меншікті беттерінің ү лкендігіне (кө птігіне) байланысты оларда адсорбция, жалпы беттік қ ұ былыстар кү шті болады. Ол жө нінде курстың лайық ты тарауларында толығ ырақ танысамыз.

Коллоидтың жү йелердің тағ ы бір ерекшелігі-олардың агрегаттық тұ рақ сыздығ ы. Оның себебін термодинамикалық жә не кинетикалық тұ рғ ыдан тү сіндіруге болады. Коллоидтық жү йелердің меншікті беттері ү лкен болғ андық тан оғ ан лайық еркін беттік энергиялары да артық болады. Ал артық еркін беттік энергиясы болатын жү йе ә рқ ашанда тұ рақ сыз, олар сол энергияны азайтуғ а тырысады. Осығ ан байланысты коагуляцияланады (тұ нбағ а тү седі). Коллоидтық тұ рғ ыдан қ арағ анда коллоидтық жү йенің тұ рақ тылығ ы, тұ рақ сыздығ ы жү йедегі дисперстік фазаның бө лшектерінің арасындағ ы кү штерге байланысты. Ол кү штер: тарту кү штері, басқ аша айтқ анда бө лшектерді жақ ындататын атракциондық кү штер жә не коагуляцияғ а кедергі болатынын-тебу кү штері. Коллоидтық жү йенің тұ рақ ты, иә тұ рақ сыз болуы осы кү штердің қ атынасына байланысты.

Коллоидтық жү йелер жарық ты шашырататын да қ асиет кө рсетеді (опалесценция). Бұ л қ ұ былысты ә сіресе оларғ а жарық ты бір жанынан жарық кө зі мен коллоидтық ерітінді аралығ ында линзалар қ ойып байқ ауғ а болады. Онда біз жарқ ылдайтын конусты (Тиндаль конусы) кө реміз. Бұ л коллоидтық ерітіндінің ә ртектілігін кө рсетеді.

Коллоидтық ерітінділерде шын ерітінділерге қ арағ анда диффузия ө те жай жү реді. Коллоидтық ерітінділердің осмостық қ осымы да ө те аз, сондық тан кө п жағ дайда оны байқ ау да қ иынғ а соғ ады.

Коллоидтық жү йелердің осы соң ғ ы айтқ ан екі қ асиеті дисперстік фазаның бө лшектерінің ірі екендігін кө рсетеді. Осындай ірі бө лшектердің болуына байланыста коллоидтық ерітінділерді диализдеуге болады. Диализ кезінде (Грэмның жұ мыстары) кіші молекулалы заттар жарғ ақ тан ө тіп кетеді де, ал коллоидтық бө лшектер ө тпей қ алады.

Коллоидтық жү йелер кө біне (бірақ барлық жағ дайда емес) электркинетикалық қ асиеттер (ол жө нінде арнайы IV – тарауда токталамыз) кө рсетеді.Бұ л айтылғ ан ерекшеліктер коллоидтық жү йелерге тә н болғ андық тан, осы курсты оқ у барысында оларды бір емес бірнеше рет кездестіріп жә не олардың жоғ арғ ыда айтылмағ ан басқ а да қ асиеттерімен танысамыз.

Коллоидтық жү йелерді шын ерітінділер мен дө рекі дисперстік микрогерогендік жү йелермен салыстыра отырып, олардың ерекшелігін мынадай кестемен кө рсетуге болады. Коллоидтық жү йелер дисперстілік шамасы жағ ынан микрогетерогендік жү йелер мен шын ерітінділердің аралығ ында болғ андық тан, кейбір қ асиеттері микрогетерогендік жү йелерге, ал кейбір қ асиеттері шын ерітінділерге ұ қ сас екенін байқ ауғ а болады (3-ші кестені қ ара).

3 – кесте.