Коллоидтық жүйелердің молекула-кинетикалық және оптикалық қасиеттері

Қазақстан Республикасының білім және ғылым министрлігі Семей қаласының Шәкәрім атындағы мемлекеттік университеті Инженерлік – технологиялық факультеті «Химия» кафедрасы

Тақырыбы: Коллоидтық жүйелердің молекула-кинетикалық және оптикалық қасиеттері

БӨЖ

Орындаған : Бабешкина А.
Тобы: ХО-303 Тексерген: Баяхметова Б. Б.

Семей қ., 2015 ж

Молекулалық-кинетикалық теория молекулалардың өз бетінше қозғалыстарының заңдарын зерттейді.

Коллоидты жүйенің молекулалықкинетикалық қасиеттерін зерттеу екі түрлі себеппен қамтылады:
1.Молекулалық-кинетикалық теорияны эксперименттік тексеру (ульрамикроскоп арқылы коллоидтық бөлшектердің қозғалысын байқау). 2.Алынған мәліметтерді практикалық мақсатқа қолдану (бөлшекиер мен макромолекулалардың массасы мен шамасын (өлшемін) анықтау, жүйені фракцияға бөлу, т.б.).

Ерітінділердің өз бетінше құрамымен емес, кинетикалық бірлік санымен басқаша айтқанда, бірлік көлемдегі бөлшектердің ( иондардың, атомдардың, молекулалардың) санымен байланысты болатын қасиеттерін коллигативтік қасиеттер деп атайды. Ондай қасиеттерге: Броундық қозғалыс Диффузия Осмос қысымы

Броундық қозғалыс, броундық қозғалыс — сұйық не газ ішіндегі ұсақ бөлшектердің қоршаған орта молекулаларының соққысы әсерінен болатын бей-берекет қозғалысы.

Ең алғаш броундық қозғалысты 1827 жылы ағылшын ғалымы Р. Броун зерттеді.

Броундық қозғалыстың толық теориясын 1905-1906 жылдары А. Эйнштейн және поляк физигі М. Смолуховский жасады. Теория бойынша бөлшектердің қозғалу жылдамдықтары мен бағыттары олардың дисперсиялық ортаның молекуланың соқтығысуымен анықталады. Эйнштейн-Смолуховский формуласы:

Х

=в *

Т *t

ω

Х – бөлшектің ығысуының орта мәні; в – пропорционалдық коэффициент; Т – абсолютті температура; t – уақыт ω- ортаның гидродинамикалық кедергісі (тұтқырлық)

Пропорционалдық коэффициентін мынадай өрнекпен де көрсетеді

2R в = =2 K NA

R – газ тұрақтысы N – Авагадро саны ɳ- тұтқырлық коэффициенті r-бөлшектің радиусы

Егер бөлшек шар тәрізді болса, Стокс заңы бойынша:

ω = 6π r η

Осы өрнектерді пайдаланып ЭйнштейнСмолуховский формуласын былай жазуға болады:
2 RT RT X = * t н/е X = N A 3πηr 3πηrN A

Диффузия деп жүйедегі молекулалардың өз бетінше теңелу үдерісін айтады.

Диффузия арқылы массаның тасымалдануы кәдімгі жылу және электр тогының тасымалдануына ұқсас, яғни жылудың ыстық денеден салқын денеге ауысатыны сияқты жоғарғы концентрациялы бөлшектер концентрациясы аз жаққа қарай ауысады. Осы ұқсастықты швециялық Фик пайдаланып 1855 жылы диффузиялық заңын былай тұжырымдады:

dc dm = − D * * S * dτ dx
m- заттың диффузияланған шамасы (мөлшері) D- диффузия коэффициенті dc/dx – концентрация градиенті

Егер концентрация градиенті dc/dx тұрақты болса, онда диффузиялық ағын уақыттың өтуіне байланысты өзгермейді, яғни:

dc m = − D * S *τ dx
Егер dc/dx=-1; S=1 және τ=1 болса, D=m яғни диффузия коэффициенті сан жағынан бірлік уақыт аралығында бірлік ауданнан тасымалданатын бірлік дененің шамасын көрсетеді.

1908 жылы Эйнштейн диффузия коэффициенті, абсолюттік температура, дисперсиялық ортаның тұтқырлығы және дисперстік фазаның бөлшектерінің радиусымен байланыстырып теңдеу қорытып шығарды:

RT 1 kT D= * = NA B B

Осмостық қысым – ерітінді диффузиясы кезіндегі ерітілген заттың жартылай өтімді мембрана арқылы тудыратын асқын қысымы.

Шын ерітінділер үшін осмостық қысым Вант-Гоффтың теңдеуі бойынша мынаған тең:

π = cRT

c- молярлық концентрация π- осмостық қысым

Коллоидты жүйелер үшін молярлық концентрация емес сандық концентрация қолданылады:

m1 / m ν= V

m1- еріген заттың массасы m – бөлшектің массасы V – жүйенің көлемі

Коллоидты жүйелер үшін осмостық қысым:

RT π =ν = νkT NA

Коллоидтык жүйелердің оптикалык қасиеттері олардың гетерогендігі мен дисперстігі арқылы анықталады. Фазааралық бөлу бетіне түскен жарық сәулесінің бағыты өзгереді немесе жұтылады. Дисперстік жүйелерге жарық сәулесі түскенде мынадай құбылыстар байқалуы мүмкін: 1) жарық жүйеден өтеді; 2) жарық дисперстік фазаның бөлшектерінде сынады; 3) жарық дисперстік фазаның бөлшектерінде шағылады; 4) жарық шашырайды; 5)жарық дисперстік фазаның бөлшектерінде жұтылып, жарық энергиясы жылу энергиясына айналады.

Жарықтың шашырауы (опалесценция).Коллоидтық ертінділердегі жарықтың шашырау құбылысын алғаш болып анықтағандар Фарадей (1857 ж.) мен Тиндаль (1869 ж.). Жарықтың шашырау құбылысы түскен жарықтың толқын ұзындығы (λ) дисперстік бөлшектің өлшемінен анағұрлым үлкен болғанда ғана байқалады. Жарықтын толқын ұзындығы (λ) дисперстік бөлшектің өлшемінен кіші (λ
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі:
1. Патсаев Ә.Қ , Шитыбаев С.А, Төребекова Г.А, " Физикалық және коллоидтық химия” , Шымкент – 2010 2. С.Ж. Жайлау, Қ.С.Құлажанов , "Физикалық және коллоидтық химия” , Алматы - 1999

Назарларыңызға рахмет!


Пән: Химия


Пәндер
Көмек / Помощь
Арайлым
Біз міндетті түрде жауап береміз!
Мы обязательно ответим!
Жіберу / Отправить


Зарабатывайте вместе с нами

Рахмет!
Хабарлама жіберілді. / Сообщение отправлено.

Сіз үшін аптасына 5 күн жұмыс істейміз.
Жұмыс уақыты 09:00 - 18:00

Мы работаем для Вас 5 дней в неделю.
Время работы 09:00 - 18:00

Email: info@stud.kz

Phone: 777 614 50 20
Жабу / Закрыть

Көмек / Помощь