28.Коллоидты жүйелердің тұрақтылығы. Тұрақтылық факторларының ерекшеліктерін түсіндіріңіз.

Лиофильді и лиофобты жүйелер.

Агрегаттық тұрақтылық деп жүйенің өзінің дисперстілігі мен өзгешелігін сақтау қабілетін айтуға болады.

Седиментациялық тұрақтылық дегеніміз – ауырлық күшіне қатысты дисперстік фазаның тұрақтылығы. Бұл тұрақтылықтың бұзылуына келесі үрдістер әкелуі мүмкін:

төмен (дөрекі) дисперсті жүйелердегі шөгу;

дисперстік фазаның кіші бөлшектерін изотермиялық айдау арқылы ірі бөлшектерге айналдыру және олардың шөгуі;

дисперстік фазаның коагуляциясына әкелетін бөлшек-тердің бірігуі.

Фазалық тұрақтылық. Көптеген жағдайда қатты дисперстік бөлшектердің құрылымы тепе-теңдіксіз болады. Мұндай жүйелерде дисперстік бөлшектердің құрылымы өзгеріп, өлшемдері өзгермейді. Дисперсиялық ортадағы электролиттердің әсерінен гидро-фобты зольдердің қарқынды коагуляциясы жүру мүмкін. Көптеген коллоидтық ерітінділер үшін электролиттердің коагуляциялығыш әсерінің заңдылықтары орнатылған, оларды коагуляция ережелері деп атайды.

Заряд белгісі туралы ереже. Дисперстік бөлшектердің зарядына қарсы зарядталған иондар коагуляциялық әсер көрсетеді (Гарди ережесі, 1909).

Гарди ережесін AgI золь арқылы бейнелеуге болады. КІ – тың артық мөлшерінде AgNO₃ – пен алмасу реакция арқылы алынған теріс зарядталған золь үшін катиондар (Na⁺, Mg²⁺, Fe³⁺ және т.б.) коагуляциялығыш иондардың ролін атқарады.

Яғни Гарди ережесін келесі түрде келтіруге болады: коагуляциялағыш иондар дисперстік бөлшектердің бетіндегі қос электрлік қабаттағы қарсы иондарға аттас зарядталған болады.

И онның коагуляциялағыш қабілеті

қарсы зарядталған ион зарядының артуымен күшейеді.

Коагуляция табалдырығы туралы ереже. Гарди ережесін қанағаттандыратын электролиттер зольдерді коагуляциялау үшін қосымша шарт орындалу керек – электролиттердің концентрациясы белгілі критикалық шамадан үлкен болу керек. Бұл шаманы коагуляция табалдырығы деп атайды. Электролиттердің концентрациясы коагуляция табалдыры-ғынан аз болғанда коагуляция жүрмейді және дисперсті жүйе ұзақ уақытқа дейін тұрақтылығын сақтайды.

Валенттілік ережесі. Коагуляциялағыш иондардың валенттілігінің артуымен коагуляция табалдырығы азаяды (Шульце ережесі, 1882). Мысалы, бір зарядты қарсы ионнан үш зарядты ионға ауыссақ, коагуляциялағыш қабілеті үш есе емес, бірнеше жүз есе артады. Коагуляциялағыш қабілетінің қатары адсорбциялану қабілеті қатарына сәйкес келеді.

29. Гидрофобты коллоидтардың коагуляциясы. Шульце-Гарди ережесін қалай түсінесіздер

Бөлшектер біріне-бірі жабысып, бірігісіп, ірірекагрегат түзеді, оның ақтық нәтижесі олар ауырлап тұнба болып шөгеді. Осы процесті ұю немесе коагуляция дейді.

Коллоид ерітінді ұю үшін оған ұйытқы ретінде электролит қосылады. Коагуляция процесін былай сипаттауға болады. Коллоид ерітіндіге электролит қосқанымызда, ерітіндіде иондардың жалпы концентрациясы артады, сондықтан зарядты коллоид бөлшегінің қарсы зарядты ионмен кездесуінің, демек бейтараптануының мүмкіншілігі өседі; зарядсыз бөлшектер жабысып, бірігісіп ірі агрегат түзіп, тұнбаға түседі. Гидрофобты коллоидтар гидрофильді коллоидтарға қарағанда оңайырақ коагуляцияланады. Зарядтары қарама-қарсы коллоидтар араласса да коагуляция болады.

Коагуляция нәтижесінде шөгетін тұнбалар әртүрлі болады. Гидрофобты коллоидтар жалбыр-жұлбыр болып немесе ұнтақ түрінде тұнады, олардың кұрамында еріткіш аз болады.

Валенттілік ережесі (Шульце-Гардидің 1-ережесі)

Электролиттің коагуляциялық қабілеттілігі коагулятордың, яғни иондардың валенттілігі артқан сайын күшейеді. Бұл заңдылықты Шульце-Гарди ережесі деп те атайды. Оны алғаш Шульце (1882ж), кейін Гарди (1910ж) күкіртті қалайыны зерттей отырып көрсеткен болатын.

Мысалы, ( , , ) коагуляция табалдырығы мынандай қатынаста болады:

: : =49.5:0.69:0.093 (ммоль) 1л кірнеге егер ионының коагуляция қабілеттігін 1 деп есептесек, онда:

: : = 1:72:500

Коагуляцияның лиотроптық қатары. (Шульце-Гардидің 2-ережесі)

Бірдей зарядты иондардың коагуляциялық қабілеттіліктері шамалас болғанымен, олардың өлшемдерімен гидратталу көрсеткіштеріне байланысты екенін байқауға болады. Бірдей иондардың коагуляциялық қабілеттіліктері өзімізге белгілі лиотроптық қатар бойынша сипатталады.

Айта кететін бір жағдай органикалық иондардың валенттілігі өздерімен бірдей бейорганикалық иондарға қарағанда, коагуляция қабілеттілігі әлдеқайда жоғары болады.