Дисперсті жүйелердің классификациясы мен табиғаты

1. Дисперстік жүйелерді олардың құрамындағы дисперстік фаза мен дисперстік ортаның агрегаттық күйлеріне байланысты жіктелуі.
2. Дисперстік жүйелердің бөлшектерінің өлшеміне қарай жіктелуі.
3. Коллоидтық ерітінделерде коллоидтық бөлшектер өзара әрекеттесуі бойынша жіктелуі.
4. Жисперстік жүйелердің термодинамикалық тұрақтылығына қарай жіктелуі.
Пайдаланылған әдебиеттер

Барлық ғылым не өңдіріс салалары сияқты коллоидты химия да өздерінде кездесетін өзіндік ерекшеліктері мен қасиеттерге, өлшемдер мен көрсеткіштерге орай жіктеле келіп, сұрыпталады. Ондағы қайсыбір қасиеттер біріне-бірі ұқсас болғандықтан, олар өзара бірігіп кетеді. Мұны кеңістікте орналасқан денемен де теңестіруге болады, өйткені осы дененің кеңістіктегі нақтылы орнын табу үшін үш өлшемді координатаны не олардың проекциясын пайдалану қажет. Демек, коллоидты жүйені сипаттау үшін оны әртүрлі қасиет, ерекшелік тұрғысынан жіктеу керек. Енді осындай жіктеудің бірнешеуін қарастырайық.
Байланысқан дисперстік жүйелерде дисперстік фаза бөлшектері молекулааралық күштер әсерінен бір-бірімен байланысып, дисперстік ортада өзінше бір кеңістіктік тор немесе каркас түзеді. Ал құрылым түзетін бөлшектер, әдетте, өзара еркін қозғала алмайды, тек тербелістік қозғалыс жасай алады. Байланысқан дисперстік жүйелерге белгілі дәрежеде қатты денелердің қасиеттері тән болғанымен, оларды дисперсті ортасы қатты болатын жүйелермен шатастыруға болмайды. Дисперсиялық ортасы қатты жүйелер бөлшектері де өзара қозғала алмайды, бірақ оның себебі басқада – ол дисперсиялық ортаның жоғары тұтқырлығы.

1. Дисперсті жүйелердің құрылым,түзілуі және реологиялық қасиеттері: оқу құралы. - Алматы: Қазақ университеті, 2009. - 68 б.
2. Жанабеков Х.Н. Физикалық және коллоидты химия есептері мен жаттығулар жинағы, 2003. - 74 б
3. Мұсабеков Қ.Б.,Әбдиев Қ.Ж. Коллоидтық химия: Оқулық.-Алматы: 2011.-7-10 б.

Пән: Химия
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 12 бет
Таңдаулыға:

Дисперсті жүйелердің классификациясы
мен табиғаты

Жоспар
1. Дисперстік жүйелерді олардың құрамындағы дисперстік фаза мен дисперстік ортаның агрегаттық күйлеріне байланысты жіктелуі.
2. Дисперстік жүйелердің бөлшектерінің өлшеміне қарай жіктелуі.
3. Коллоидтық ерітінделерде коллоидтық бөлшектер өзара әрекеттесуі бойынша жіктелуі.
4. Жисперстік жүйелердің термодинамикалық тұрақтылығына қарай жіктелуі.
Пайдаланылған әдебиеттер

Кіріспе

Барлық ғылым не өңдіріс салалары сияқты коллоидты химия да өздерінде кездесетін өзіндік ерекшеліктері мен қасиеттерге, өлшемдер мен көрсеткіштерге орай жіктеле келіп, сұрыпталады. Ондағы қайсыбір қасиеттер біріне-бірі ұқсас болғандықтан, олар өзара бірігіп кетеді. Мұны кеңістікте орналасқан денемен де теңестіруге болады, өйткені осы дененің кеңістіктегі нақтылы орнын табу үшін үш өлшемді координатаны не олардың проекциясын пайдалану қажет. Демек, коллоидты жүйені сипаттау үшін оны әртүрлі қасиет, ерекшелік тұрғысынан жіктеу керек. Енді осындай жіктеудің бірнешеуін қарастырайық.
1. Дисперстік фаза және дисперстік ортаның агрегаттық күйіне байланысты жіктелуі. Во. Оствальд ұсынған классификация. Коллоидты химияда қарастырылатын жүйелер гетерогенді, сондықтан кем дегенде екі фазадан тұрады. 3 агрегаттық күйден, 9 типті дисперстік жүйе шығады (1-кесте). Мысалы, СГ. С - дисперстік фазаның агрегаттық күйі, Г - дисперстік ортаның агрегаттық күйі.
№1 - кесте. Үш агрегаттық күйге сәйкес дисперстік жүйенің түрлері
Реті
Диспер
фаза
Диспер
орта
Жүйе
белгісі
Жүйе
Түрі

Мысал
1.
қатты
сұйық
қс
зольдер,
жүзгін, металл золі
2.
сұйық
сұйық
сс
жүзгіндер
жүзгіндер
3.
газ
сұйық
гс
эмульсиялар
сүт, мұнай, май
4.
қатты
қатты
қ қ
көбіктер,
сабын көбігі
5.
сұйық
қатты
сқ
эмульсия
минералдар,
6.
газ
қатты
гқ
қатты коллоид
қорытпа
7.
қатты
газ
қг
ерітіндісі
топырақ, балшық
8.
сұйық
газ
сг
Қуыс дене, гель капилляр, ксерогелдер
пемза, активті көмір
9.
газ
газ
гг
аэрозоль, шаң түтін, тұман, ауа
атмосфера, ауа

Зидентопф және Зигмонди бөлшектерді:
1. микрондар - кәдімгі микроскоптан көрінетін бөлшектер, яғни, өлшемі 0,2 мкм
2. ультрамикрондар - микроскоптан көрінбейтін коллоидты бөлшектер. Оларды әрі қарай
а) субмикрондар, яғни ультрамикроскоп көмегімен көрінетін өлшемі 5 нм-ден 200 нм-ге дейінгі бөлшектер;
б)амикрондар, яғни ультрамикроскоп көмегімен де көрінбейтін өлшемі 5 нм бөлшектер.
ГГ типі коллоидтық жүйеге сәйкес келмейді, себебі кәдімгі жағдайларда газдар кез-келген концентрацияда шынайы ерітінділер береді (тек өте жоғары қысымда ғана кейбір газ жүйелері гетерогенді жүйе түзеді).
2. Дисперстік жүйелерді олардың құрамындағы дисперстік фаза бөлшектерінің өлшеміне байланысты жіктеуге болады. Сонда бөлшектерінің өлшеміне қарай барлық дисперстік жүйелерді мынандай топтарға бөлуге болады(2-кесте)
Жүйенің типі
Бөлшектердің өлшемі
Мысалдар
1
2
3
Шын ерітінділер
а1 нм (10-9м)
Кышқылдар,тұздар, сілтілер,сулы ерітінділер, қант ерітіндісі
Ультромикрогетерогенді жүйелер(коллоидтық ерітінділер )
1 нм а100 нм
10-9м а 10-7м
Биологиялық сұйықтар (қан, зәр, сілекей). Метал зольдері
Микрогетерогенді жүйелер (суспензиялар, эмульсиялар, көбіктер)
10-7м а 10-5м
Күйе, кофе, шоколад, саз балшық, табиғи мұнай, т.б. Маргарин, майонез, парфюмериялық (жақпа майлар), сүт, жұмыртқа
Дөрекі дисперсті жүйелер
а10-5м
Жаңбар тамшысы, құм, қиыршық тастар, тары, бидай

Түрлі типтегі дисперсті жүйелердің классификациясынан кейін, жалпы қасиеттерін былай тұжырымдауға болады(3-кесте)
Қасиеттеріжүйе
Шын ерітінді
Коллоидты жүйелер
Дөрекі жүйелер
Фазалар саны
Гомогенді
Ультрагетерогенді
Гетерогенді
Қағазды фильтр
Бөлшектер өтеді
Бөлшектер өтеді
Бөлшектре өтпейді
Жартылай өткізгіш мембрана
Бөлшектер өтеді
Бөлшектер өтпейді
Бөлшектер өтпейді
Кәдімгі микроскоп
Бөлшектер көрінбейді
Бөлшектер көрінбейді
Бөлшектер көрінеді
Ультромикроскоп
Бөлшектер көрінбейді
Бөлшектер көрінеді
Бөлшектер көрінеді
Тұрақтылығы
Жүйе термодинамикалық тұрақты
Термодинамикалық тұрғыдан салыстырмалы тұрақты
Термодинамикалық тұрғыдан тұрақсыз
Уақыт
Уақыт өте келе ескірмейді
Уақыт өте келе ескіреді
Уақыт өткен сайын ескіре береді
Жарық
Оптикалық бос мөлдір, опалесценцияланбайды
Мөлдір, түрлі түсті, жарықты шашыратады, опалесценцияланады
Мөлдір емес, жарықты шығылыстырады

3. Коллоидтық ерітінділерде коллоидтық бөлшектер өзара әрекеттесуі бойынша жіктеледі.
Дисперстік жүйелерді дисперстік фазаның кинетикалық қасиетіне қарай екі топқа бөлуге болады.
* Байланысқан дисперстік жүйелер
* Бос дисперстік жүйелер
Байланысқан дисперстік жүйелерде дисперстік фаза бөлшектері молекулааралық күштер әсерінен бір-бірімен байланысып, дисперстік ортада өзінше бір кеңістіктік тор немесе каркас түзеді. Ал құрылым түзетін бөлшектер, әдетте, өзара еркін қозғала алмайды, тек тербелістік қозғалыс жасай алады. Байланысқан дисперстік жүйелерге белгілі дәрежеде қатты денелердің қасиеттері тән болғанымен, оларды дисперсті ортасы қатты болатын жүйелермен шатастыруға болмайды. Дисперсиялық ортасы қатты жүйелер бөлшектері де өзара қозғала алмайды, бірақ оның себебі басқада - ол дисперсиялық ортаның жоғары тұтқырлығы.
М. М. Дубинин байланысқан дисперстік жүйелерді, нақтырақ айтсақ, кеуекті денелерді былай жіктеді;
* микрокеуекті, кеуек өлшемі 2 нм;
* ауыспалыкеуекті, кеуек өлшемі 2 - 200 нм аралығында;
* макро кеуекті, кеуек өлшемі 200 нм.
Мұндай жүйелерге, көбінесе, диафрагмалар немесе капиллярлы жүйелер деп аталатын капиллярлы - кеуекті денелер; мембраналар - жұқа қабықшалар, әдетте, полимерлі, сұйық және газ өткізгіштер; гельдер және ұйымалар (студни); концентрлі суспензиялар (пасталар) мен эмульсиялар, көбіктер.
Бос дисперстік жүйелерде дисперстік фаза бөлшектері бір-бірімен байланыспаған, сондықтан дисперстік ортада броундық қозғалыс немесе ауырлық күшінің әсерінен өзара тәуелсіз қозғала алады.
Бос және байланысқан дисперстік жүйелер өз алдына дисперстілік дәрежесі бойынша жіктеледі. Олардың классификациясы бір-бірінен ерекшеленеді.
Бос дисперстік жүйелерді:
1) ультрамик - рогетерогенді, бөлшектер өлшемі 10-7 - 10-5 см (1 - 100 нм аралығында);
2) микрогетерогенді, бөлшектер өлшемі 10-5 - 10-3 см (от 0,1 до 10 мкм) аралығында;
3) ірідисперсті, бөлшектер өлшемі 10-3 см, деп жіктейді.
Зигмонди коллоидтық ерітінділерді жәйлап буландырғанда түзілетін құрғақ қалдықтың таза дисперсиялық ортада еру қабілеті бойынша классификациялауды ұсынды. Осыған байланысты құрғақ қалдығы дисперсиялық ортада өздігінен дисперсиялануға қабілетсіз жүйелерді қайтымсыз дисперстік жүйелер деп атады. Оларға металл лиозольдері, күміс нитраты мен мышьяк сульфидінің гидрозольдері, және т.б. жатады. Қайтымсыз коллоидты жүйелерге коллоидты ерітінділер қасиеті тән: оларды жоғары концентрлі етіп алу қиын (дисперстік фазасының мөлшері жоғары етіп); электролиттер қосқанда олар жеңіл коагуляцияланып, дисперсиялық орта мөлшері аз және ықшам тұнбалар түзеді.
Ал құрғақ қалдығы ортамен жанасқанда алдымен ісініп, содан кейін өздігінен еріп, қайтадан коллоидты ерітінді түзетін жүйелерді қайтымды дисперстік жүйелер деп атады. Оларға желатиннің судағы, каучуктың бензолдағы ерітінділері жатады. Қайтымды коллиодты жүйелерді жоғары концентрлі етіп алу оңай; олар электролиттер әсеріне соншалықты сезімтал емес; тек зольге коагулятордың көп мөлшерін қосқанда ғана тұнбалар түзіледі және олар өте көлемді, тұтқыр, құрамындағы дисперсиялық орта мөлшері көп болыпкеледі.
4. Термодинамикалық тұрақтылығына қарай дисперстік жүйелерді үлкен 2 топқа бөледі: лиофильді және лиофобты жүйелер.
* Лиофильді жүйелер (грек. лиос - сұйықтық; phileo - жақсы көремін; phobos - жеккөремін)-термодинамикалық тұрақты жүйелер. Олар өз еркімен түзіледі, түзілу барысында жүйенің еркін(Гиббс) энергиясы азаяды, яғни ∆G=∆+T∆S0. Мұндай жүйелерге беттік-активті заттардың мицеллярлық ерітніділері, жоғары молекулалық қосылыстардың ерітінділері және бентонит сазбалшықтарының суспензиясы жатады. Оларға агрегаттық тұрақтылық тән.
* Лиофобтық жүйелерге термодинамикалық тұрақсыз, ұзақ өмір сүре алмайтын дисперстік жүйелер жатады. Мұндай жүйелерге эмульсиялар, кейбір суспензиялар, ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.