10.Электрондық микроскоптық әдіс неге негізделген?Оның артықшылықтары мен кемшіліктері

Электронды микроскопия – дисперсті жүйелерді зерттеудің бір әдісі. Электрондық микроскопия әдісінде жарықтың орнына электрондар ағыны қолданылады. Бұның өзі прибордың сезімталдығын арттырады. Бұл әдіс арқылы коллоидтық бөлшектерді көруге және оның суретін түсіруге болады. Электрондық микроскопия әдісімен коллоидтық бөлшектердің көлемін және сандық концентрациясын анықтауға болады

Артықшылықтары:

Бөлшектерді 0,5 нм-ге дейін үлкейтіп корсетеді

Кемшіліктері:

1. Алынатын сурет ақ-қара түстерде болады

2. Микроскопты жұмысқа дайындау өте күрделі әрі аса білікті мамандардың бақылауында болу керек

11. Ерітінділердің коллигативтік немесе молекула-кинетикалық қасиеттеріне не жатады?

Молекула-кинетикалық теория молекулалардың өздігінен қозғалу,жылжу заңдылықтарын зерттейді. Молекулалардың сандық концентрация арқылы ғана анықталатын ерітінділердің қасиеттерін – коллигативтік қасиеттер деп аталады.

Дисперсті жүйелердің молекула-кинетикалық қасиеттері:

• Броундық қозғалыс

• Диффузия

• Осмос

• Седиментация

Коллигативтік қасиеттер:

• Диффузия

• Осмос қысымы

• Беттік қысым

• Еріткіштің қаныққан буы қысымының өзгеруі

• Ерітіндінің қату және қайнау температураларының өзгеруі

Диффузия дегеніміз жүйедегі молекулалар, иондар немесе коллоидты бөлшектердің хаосты жылулық қозғалысының әсерінен олардың концентрациясының өздігінен теңесу процесі.

Дисперсті фаза бөлшектерінің үздіксіз,ретсіз қозғалысының табиғаты – броундық қозғалыс.

Коллоидтық бөлшекке бір секундта дисперстік ортаның 10¹⁹ молекула келіп соқтығысады.

Седиментация дегеніміз - дисперсиялық ортадағы ауырлық күшінің әсерінен дисперстік бөлшектердің шөгуі. Седиментацияның негізгі көрсеткіші – жеке дисперстік бөлшектің шөгу жылдамдығы болып табылады.

Қатты бөлшектердің седиментациясы. Радиусы r қатты сфералық бөлшектің шөгу жылдамдығын анықтайық.

Қозғалтқыш күш (f_s) дисперстік фаза (ρ_d) мен дисперсиялық ортаның (ρ₀) тығыздықтар айырымынан ∆ρ = ρ_d - ρ₀ пайда болады: ,мұндағы g – ауырлық күшінің үдеуі (9,81 м/с²).

Еріткіштің жартылай өткізгіш арқылы ерітіндіге өздігінен диффузиялану құбылысын осмос деп атайды.

Осмометрдің сызба-нұсқасы

осмос қысымы деп ерітіндіні еріткішпен тепе-теңдік күйде ұстап тұру үшін осмометр ішіндегі ерітіндіге түсірі-летін қысымды айтады.

Шын ерітінділердегі осмос қысымының шамасы Вант-Гофф теңдеуімен анықталады:

p = (m / M×V) R×T = с×R×T

Мұндағы p - осмос қысымы, m мен М – еріген заттың массасы мен молекулалық массасы; V – ерітіндінің көлемі; R –универсал газ тұрақтысы; с – ерітіндінің мольдік концентрациясы; Т – аб-солюттік температура.

12.Броундық қозғалыс

Дисперсті фаза бөлшектерінің үздіксіз,ретсіз қозғалысы қоршаған орта молекулаларының жылулық қозғалысының нәтижесі. Басқаша айтқанда, дисперсті фаза бөлшектерінің үздіксіз,ретсіз қозғалысының табиғаты – броундық қозғалыс.

Коллоидтық бөлшекке бір секундта дисперстік ортаның 10¹⁹ молекула келіп соқтығысады.

Молекулалардың орташа ығысуының квадраты:

Эйнштейн – Смолуховский теңдеулері

- бөлшек ығысуының жеке проекциялары

N – проекциялар саны

Эйнштейн – Смолуховский теңдеулері “броундық қозғалыстың себепшісі – дисперстік орта молекулаларының жылулық қозғалысы” деген қағида негізінде қорытылып шығарылған. Сондықтан бұл теңдеулер броундық қозғалыстың жылулық табиғатының дәлелі бола алады.

13. Диффузия – жылулық немесе броундық қозғалыс әсерінен зат бөлшектерінің жүйенің бір бөлігінен екінші бөлігіне өз еркімен тасымалдану құбылысы. Диффузия бөлшектердің концентрациясы ерітінді көлемінің барлық бөлігінде өздігінен теңесіп болғанша жүреді. Демек диффузияның қозғаушы күші – молекулалардың ретсіз жылулық қозғалысы. Коллоидтық бөлшектерге де диффузия құбылысы тән. Бірақ коллоидтық бөлшектердің диффузиясы шын ерітінділердегі молекулалардың диффузиясынан баяу жүреді, себебі – коллоидтық бөлшектердің өлшемдерінің үлкендігінде және концентрациясының аз болуында. Заттың диффузия әсерінен тасымалдануы, жылу тасымалдану заңдарына ұқсас. Фик осы ұқсастықты пайдаланып диффузияның 1-ші заңын қорытып шығарды.

dQ= - D (dc/dx) S dτ; мұндағы:Q- диффузияланған заттың мөлшері; D- диффузия коэфиценті, м²/с; dc/dx – концентрация градиенті, моль/м³; S – зат тасымалданатын беттің ауданы, м²; τ – уақыт, с; Стационарлық жағдайдағы диффузия теңдеуі: Q= - D (dc/dx) Sτ.Егерде (S dx) көлемдегі бөлшектердің саны (S dx с N_A ) – ға тең екенін ескерсек, онда ерітіндіге бір бөлшекке әсер ететін диффузиялық күш мынаған тең болады: f_d= (π_{1 –} π₂) s / sdxcN_{A =} - ( 1/ c N_A) (d π/dx) (1). Вант – Гофф теңдеуінен d π = RTdc екендігін ескерсек, онда (1) теңдеуді былай жазуға болады: f_d = - (RT / c N_A ) ( dc/dx ) (2). Бөлшек тұрақты жылдамдықпен қозғалғанда оған әсер ететін диффузиялық күш үйкеліс күшіне ( f_үй ) тең болады: f_{d =} f_үй. Ал үйкеліс күші бөлшектің қозғалыс жылдамдығын ( u ) үйкеліс коэфицентіне ( B ) көбейткенге тең, олай болса (2) теңдеуді былай жазуға болады: B u = - (RT / c N_A ) ( dc/dx ) ( 3 ) :

Бұдан u c = - (RT / В N_A ) ( dc/dx ) ( 4 )

Мұндағы (u c ) көбейтіндісі бірлік уақытта бірлік бет арқылы тасымалданған заттың мөлшеріне, яғни диффузия ағынына ( i_d) тең.i_{d =} - (RT / В N_A ) ( dc/dx ) ( 5 )

Фик заңына сәйкес: i_d = - D ( dc/dx ) ( 6 )Енді ( 5 ) және ( 6 ) теңдеулердің оң жақтарын теңестірсек; - D ( dc/dx ) = - (RT / В N_A ) ( dc/dx ) . Бұдан диффузия коэфицентін табуға болады. D = RT / В N_A Эйнштейн теңдеуі