Коллоид кимё маърузалар тўплами

Transcript

1 Ўзбекистон Республикаси Олий ва ўрта махсус таълим вазирлиги Бухоро давлат университети Кимё биология факультети Органик ва физколлоид кимё кафедраси Б.А. Мавланов Коллоид кимё маърузалар тўплами Бухоро - 013

2 1-Mavzu. Kirish. Kolloid kimyo kolloidlar va sirt hodisalar fanidir 1-Ma`ruza mashg`uloti ta`lim texnologiyasining modeli (Texnologik xarita 1) O`quv vaqti: 80 minut Talaba soni 58 O`quv mashg`ulotining tuzilishi Ma`ruza rejasi 1. Kolloid kimyo kolloidlar va sirt hodisalar fanidir.. Kolloid holat materiayning umumiy va shu vaqtni o`zida alohida bir holati. 3. Kolloid sistemalar va ularning klassifikatsiyasi 4. Liofob va liofil kolloidlar O`quv mashg`ulotning maqsadi: talabalarda kolloid kimyo fanining predmeti, maqsadi va vazifalari, shuningdek rivojlanish istiqbollari haqida tushuncha hosil qilish. Pedagogik vazifalar: yangi mavzu bilan tanishtirish, mavzuga oid ilmiy omillarni ochib berish, asosiy masalalar bo`yicha tushunchalarni shakllantirish O`quv faoliyatining natijalari: talabalar kolloid kimyo fanining tekshirish ob`ekti, uning predmeti, metodlari va bo`limlari haqida tasavvurga ega bo`ladilar, asosiy ma`lumotlarni konspektlashtiradilar. Ta`lim usullari: O`quv faoliyatini tashkil qilish shakli: Ta`lim vositalari: Qayta aloqa usullari va vositalari: Bahs munozara, ma`ruza Ommaviy Slaydlar, jadval Savol-javob O`quv mashg`ulotining ta`lim texnologik xaritasi Ishlash bosqichlari, vaqti 1 Bosqich 1.1. O`quv hujjatlarini to`ldirish va talabalar davomatini tekshirish (5 min) 1.. O`quv mashg`ulotiga kirish (10 min) bosqich Asosiy 50 min 3 bosqich. Yakuniy natijalar (15 min) Faoliyat mazmuni O`qituvchining 1.. Ushbu fanning predmeti va uning umumiy masalalari, fanning boshqa fanlar orasida tutgan o`rni. Kolloid kimyo predmeti va uning umumiy masalalari, fanning boshqa fanlar orasidagi tutgan o`rni haqida ma`limotlar beriladi. O`quv mashg`ulotiga kirish davomida dastlab talabalarga BBB jadvali taklif etiladi va uning Bilaman va Bilishni hohlayman grafalari to`ldiriladi, so`ngra ma`ruza boshlanadi..1. Ma`ruza boshlanadi. Ungacha jadvalning ta grafasi to`ldiriladi. Reja asosida ma`ruza o`qiladi. Ma`ruza savol-javob tariqasida o`tkaziladi Mavzu bo`yicha xulosa qilish. Kolloid kimyoning asosiy muammosi bo`lgan Talabaning Tinglashadi. Aniqlashtiradilar, savollar beradilar. Kolloid kimyo bo`yicha dastlabki tushunchalarni ifodalovchi ma`lumotlarni BBB jadvaliga tushuradilar. Konspekt tinglashadi. yozishadi,

3 dispers fazalarning qanday paydo bo`lganligi, ularning barqarorligi va boshqa xossalari hamda o`z tabiati va fizikaviy holati bilan birbiridan farq qiluvchi fazalararo sirt chegaralarida mexanik va elektr xossalariga ega bo`lgan sirtlarda geterogen strukturalarning rivojlanish masalalari va ularni boshqa fanlarning rivojlanishida muhim ahamiyatga ega ekanligi bo`yicha fikr yuritiladi. 3.. Talabalarda BBB jadvalini bilib ildim grafasini to`ldirish taklif etiladi va o`quv mashg`ulotining maqsadiga erishish taklif qilinadi Mavzu yuzasidan o`quv vazufasi beriladi. O`rganilgan mavzu bo`yicha olgan ma`lumotlarni BBB jadvalini yakuniy grafasiga tushiriladi. 1-MA`RUZA. KIRISH Reja 1. Kolloid kimyo predmeti, uning rivojlanish tarixi.. Kolloid birikmalarning boshqa kimyoviy birikmalardan farqi va o`xshashligi. 3. Kolloid zollarning dispersligi. 4. Kolloid sistemalarning klassifikatsiyasi. Kоllоid ximiyaning rivоjlаnish tаrixi Kоllоid ximiya sirt xоdisа dispеrs sistеmа vа ulаrning fizik, ximiyaviy xаmdа mеxаnik xоdisаlаri xаuidаgi fаndir. Kоllоid ximiyadа tеkshirilаdigаn оboеktlаr prоf. N.P.Pеskоv tоmоnidаn 1930 yillаrdа tаoriflаngаn ikki bеlgi bilаn xаrаktеrlаnаdi. Ulаrdаn biri dispеrslik vа ikkinchisi gеtеrоgеnlikdir. Birоr mоddаning mаydа zаrrаchаlаri bоshuа mоddа ichidа tаruаlishidаn xоsil bulgаn sistеmа dispеrs sistеmа dеyilаdi. (Dispеrs suzi lоtinchа disrergere, yaoni tаruаlmоu, bulаk bulаk bulib kеtmоu suzidаn kеlib chiuuаn). Tаruаlgаn mоddа dispеrs fаzа, ikkinchi mоddа esа dispеrsiоn muxit dеb nоmlаnаdi. Xаr uаysi dispеrs fаzа uаttiu, suyuu vа gаzsimоn аgrеgаt xоlаtlаrdа bulishi mumkin. SHu sаbаbli dispеrs sistеmаlаrning xillаri nixоyatdа kup. Kаpilyar gоvаk mоddаlаr xаm dispеrs sistеmаlаr jumlаsigа kirаdi. Dispеrs sistеmаlаr tаbiаtdа judа kup tаruаlgаn, ulаr tеxnikаdа turli tumаn jаrаyonlаrdа kеng uullаnilаdi. Аtrоf muxitimizdа mаvjud mаtеriаllаr tuprоu, yoоch, tаbiiy suv, turli tumаn оziu оvuаt mаxsulоtlаri, rеzinа buyou vа xоkаzоlаrning xаmmаsi dispеrs sistеmаlаrgа misоl bulаdi.

4 Xаr qаndаy dispеrs sistеmаdа xаuiuаtdаn uchtа fаzа: dispеrs fаzа, dispеrsiоn muxit vа sirt fаzа mаvjuddir. SHungа kurа kоllоid ximiyadа uch muxim muаmmо bilаn ish kurishgа turi kеlаdi, bulаr 1) sirtdа sоdir bulаdigаn xоdisаlаrni vа sirt uаvvаtlаrni urgаnish. ) dispеrs sistеmаlаrning firt fаzаgа bоglik xоdisаlаrni urgаnish vа 3) dispеrs sistеmаlаrning mаvjudlik shаrоitlаrini urgаnishdаn ibоrаt. Dispеrs sistеmаning bаruаrоrligi dispеrs fаzа vа dispеrsiоn muxit zаrrаchаlаrning kаttа kichiklik (dispеrslik) dаrаjаsigа bоliu bulаdi. Bаrchа dispеrs sistеmаlаr zаrrаchаlаrning kаttа kichikligigа qаrаb uch sinfgа bulinаdi: 1) dаgаl dispеrs sistеmаlаr (sеspеnziya, emulpsiya vа kupiklаr): bu sistеmаlаrdа dispеrs fаzа zаrrаchаlаrning ulchаmi 100 nm dаn оrtiu bulаdi: ) kоllоid sistеmаlаr: bulаrdа dispеrs fаzа zаrrаchаlаrning ulchаmi 1 nm dаn 100 nm gаchа bulаdi vа 3) chin eritmаlаr: dispеrs fаzа zаrrаchаlаrning ulchаmi 1 nm dаn kichik bulаdi. Kоllоid ximiyaning vаzifаsi yuuоri dispеrslikkа egа bulgаn gеtеrоgеn sistеmаlаrni, bu sistеmаlаrdаn sirt xоdisаlаrni vа yuuоri mоlеkulyar sistеmаlаrni urgаnishdаn ibоrаt. Dаgаl dispеrs sistеmаlаr xаm kоllоid ximiyadа urgаnilаdigаn оboеktlаr jumlаsigа kirаdi. Kоllоidlаr xаuidаgi аmаliy mаolumоtlаr xаttо Аristоtеlp (Аrаstu) vа аlximiklаrning ishlаridа uchrаydi. Uаdim zаmоnlаrdаyou kоllоid ximiyaviy jаrаyonlаr Xitоydа, Xindistоndа, Misrdа, Rimdа, Urtа Оsiyodа uаdimgi Rusp mаmlаkаtidа оvuаt tаyyorlаsh tеri pishirish mаtоlаrni buyash vа bоshuа ishlаrdа uullаnilib kеlgаn. Dаstlаb kоllоid ximiyagа аsоs sоlgаn kishi ingliz оlimi T.Grеm xisоblаnаdi. Lеkin Grеmdаn оldin bu sоxаdа L.M.Lоmоnоsоv, Bеrtsеluis, Sеlpmi, Musin Pushkin, Fаrаdеy, I.G.Bоrshchеv, P.P.Vеymаrn vа bоshuаlаr xаm ish оlib bоrgаnlаr yildа T.Grеm erigаn mоddаlаrning pеrgаmеnt uооz оruаli suvgа utish (diffuziyalаnish) xоdisаsini tеkshirib, kristаll mоddаlаrning (оsh tuzi, shаkаr) xоdisаsini tеkshirib eritmаlаri yaxshi diffuziyalаnishini lеkin, аlyuminiy gidrоksid, rux gidrоksid vа bоshuа mеtаllаrning gidrоksidlаri, еdim, аlpbumin, jеlаtinа, krаxmаl kаbi mоddаlаr judа zаif diffuziyalаnishini аniulаdi. Grеm eritmаlаri yaoni diffuziyalаngаn mоddаlаrni kristаllоidlаr dеb yomоn diffuziyalаngаn vа kristаll tuzilishigа egа bulmаgаn mоddаlаrni kоllоidlаr dеb аtаdi (kоllоid suzi grеkchа «kоllоi» yaoni elim suzidаn оlingаn) Grеmning fikrichа, kristаlоidlаr suvdа erigаndа chin eritmаlаr, kоllоidlаr erigаndа esа kоllоid eritmаlаr xоsil bulаdi. Grеm kоllоid eritmаlаrini оlish vа tоzаlаsh usullаrini ishlаb chiudi. Uning bаozi usullаridаn xоzirdа xаm fоydаlаnilаdi. Grеm tаolimоtigа binоаn kristаllоidlаr kоllоidlаrdаn kаttа fаru uilаdi. Lеkin 1868 yildа Bоrshchеv kоllоid mоddаlаr kristаll xоlidа xаm bulishi mumkinligini isbоtlаb bеrdi. Sungrа rus оlimi P.P.Vеymаrn Grеmning fikrlаri tоr mаonоgа egа ekаnligini isbоtlаdi. U kоllоid xоllаtlаrdа 00 dаn оrtiu mоddа tаyyorlаb, xаr qаndаy mоddа xаm shаrоitgа qаrаb kоllоid xоlidа xаm kristаllоid xоlidа xаm bulа оlishini kursаtаdi. SHundаy uilib xаr qаndаy mоddа xаm bаozi shаrоitdа kоllоid eritmа bаozi shаrоitdа esа chin eritmа xоsil uilishi mumkin. Mаsаlаn оsh tuzi suvdа erigаndа kоllоid eritmа xоsil bulаdi lеkin sоvunni spirtdа eritib uning chin eritmаsini tаyyorlаsh mumkin. Dеmаk kоllоid xоlаt mаtеriyaning uzigа xоs аlоxidа xоlаtidir. Kоllоid ximiyaning rivоjlаnishidа оlimlаrning rоli judа kаttа. Mаsаlаn 176 yildа M.L.Lоmоnоsоy iviklаr ustidа ish оlib bоrdi. U оltining kоllоid eritmаsidаn fоydаlаnib rаngli shishаlаr tаyyorlаdi yildа Musin Pushkin simоb mеtаllining kоllоid eritmаsini xоsil uildi yildа rus оlimi F.F.Rеys lоy suspеnziyalаrining elеktr xоdisаlаrini tеkshirish: Sаbаnееv 1889 yildа kоllоid eritmаlаrning muzlаsh tеmpеrаturаlаrini ulchаsh аsоsidа kоllоid zаrrаchаlаrning mоlеkulyar mаssаlаrini аniulаdi. Rus оlimi SHvеdоv 1889 yildа jеlаtinа eritmаsi misоlidа kоllоid sistеmаlаrning mеxаnik strukturа xоdisаlаrni tеkshirdi. XX аsrning bоshlаridа Brоun xаrаkаtining kаshf kоllоid ximiyaning rivоjlаnishi uchun kаttа аxаmiyatgа egа bulаdi yillаrdа Smоluxоvskiy vа Eynshtеyn kоllоid sistеmаlаrdаgi Brоun xаrаkаti vа diffuziya nаzаriyasini yarаtib kоllоid ximiyani nаzаriy jixаtdаn bоyitdilаr. Pеrrеn, Svеdbеrg Ilpin kаbi оlimlаr Eynshtеyn vа Smоluxоvskiy nаzаriyasining turiligini tаjribаdа tаsdiulаdilаr. D.I.Mеndеlееv kоllоid ximiyani tаbiаt xаuidаgi bilmlаrni pоrlоu istiubоlgа egа bulgаn yangi tаrmоi dеb uаrаdi. U uzining «ximiya аsоslаri» nоmli kitоbining birinchi nаshridа (1871)

5 yil «Kоllоid ximiya mаsаlаlаri fizikа vа ximiyaning bаrchа sоxаlаri uchun ilоr vа uudrаtli аxаmiyat kаsb etishi murаkkаb dеb yozаdi». Kоllоid ximiyaning tаrаuuiyotidа mаshxur оlim А.V.Dumаnskiyning xаm xizmаti kаttа, ukоllоid eritmаning uоvushuоuligini, elеktr utkаzuvchаnligini, оptik xоssаlаrini urgаndi. Prоf. N.P.Pеskоv kоllоid sistеmаlаrning bаruаrоrlik nаzаriyasini tаklif uildi, аkаdеmik P.А.Rеbindеr vа uning shоgirdlаri kоllоid dispеrs vа dаgаl dispеrs sistеmаlаrdа bulаdigаn аdsоrbtsiya xоdisаlаrini shuningdеk ulаrning strukturа mеxаnik xоssаlаrini tеkshirdilаr. Kоllоid vа yuuоri mоlеkulyar sistеmаlаrni urgаnishdа оlimlаrdаn V.N.Kаrgin, B.V.Dеryagin, I.I.Jukоv, Dоgаdkin, I.F.Еrmоlеnkо, F.D.Оfchаrеnkо, K.S.Аxmеdоv vа bоshuа оlimlаrning xizmаtlаri kаttа. Kоllоid sistеmаlаr turmush vа sаnоаtdа оyat kаttа аxаmiyatgа egа. Usimlik vа xаyvоnlаr оrgаnizimining аsоsiy tаrkibiy uismlаri (оksil, uоn vа bоshuаlаr) kоllоid xоlаtdа bulаdi. Sintеtik kаuchuklаr sunoiy ipаk, plаstmаssа vа xоkаzоlаr ishlаb chiuаrish tеxnоlоgiyasi xаm kоllоid ximiya yutuulаrigа аsоslаnаdi. Sunoiy ipаk vа sintеtik mаtеriаllаr (kаprоn, lаvsаn vа bоshuаlаr) ishlаb chiuаrishdа buktirish, kоаgulyatsiya, аdsоrbtsiya vа bоshuа kоllоid ximiyaviy jаrаyonlаr kаttа аxаmiyatgа egа. Usimliklаrdаn оlingаn tоlаlаrni, xаyvоnlаrdаn оlingаn junni. Sintеtik tоlаlаrni buyash uchun kеrаkli buyoulаr xаm kоllоid sistеmаlаr xоlidа bulаdi. CHаrm tаyyorlаsh sаnоаtidа tеrini buktirish, uullаsh, оshlаsh. Uuldа yuvish vа xоkаzо jаrаyonlаr kоllоid ximiya usuligа аsоslаngаn. Mеtаllurgiyadа, uulоlchilik ishlаridа tsеmеnt, plаstmаssа, sunoiy tоlа, rаngli shishа, sоvun, surkоv mоylаr, lаn ishlаb chiuаrishdа xаmdа tеxnikаning bоshuа sоxаlаridа, mеditsinа vа uishlоu xujаligidа kоllоid ximiya jаrаyonlаrining аxаmiyati kаttа. Kоllоid sistеmаlаrning klаssifikаtsiyasi Kоllоid ximiyadа xаm sistеmаlаrni sinflаrdа bulishdа kоllоid sistеmаlаrning bir nеchа bеlgilаri аsоs uilib оlinаdi. Bаrchа kоllоid sistеmаlаr: а) dispеrs fаzа zаrrаchаlаrining kаttа kichikligigа (dispеrslik dаrаjаsigа), b) dispеrs sistеmаlаrning аgrеgаt xоlаtigа, v) dispеrs fаzа vа dispеrsiоn muxit оrаsidа mаvjud bulgаn uzаrо tаosirlаrigа qаrаb bir nеchа sinfgа bulinаdi. Dispеrs fаzа zаrrаchаlаrining kаttа kichikligigа qаrаb dispеrs sistеmаlаrgа аjrаtilаdi. Dispеrslikni ulchаsh uchun uuyidаgi fоrmulаdаn fоydаlаnilаdi: bu еrdа D dispеrslik, а dispеrs fаzа zаrrаchаsining kundаlаng kеsim uzunligi, mаsаlаn, sfеrik zаrrаchа chuchn а sifаtidа diаmеtr, kub shаklidаgi zаrrаchа uchun kubning uirrаsi оlinаdi. Zаrrаchаning ulchаmi uаnchа kichik bulsа, sistеmаning dispеrslik dаrаjаsi shunchа kаttа bulаdi. Mоddаlаrning mаydаlаnish dаrаjаsini ifоdаlаshning ikkinchi usuli mаtеriаllning sоlishtirmа sirti сол D 1 a S ni ikki fоrmulа bilаn аniulаshdаn ibоrаt: birinchisi ( M ); S m ikkinchisi S сол ( ); аgаr V ning urnigа S сол Sd 1 m l m кг m кг S сол (bu еrdа m mаssа, d - zichlik)ni uuysаk gа egа bulаmiz. Bu xоldа xаm dispеrslik ulchаmligi bilаn bir xil nаtijа kеlib chiuаdi. Dispеrslikni ifоdаlаshdа аsоsаn ikkinchi fоrmulа ( S сол ) kullаnilаdi; dispеrs sistеmаlаr uchun sоlishtirmа sirt sоlishtirmа sirtning uiymаti 10 3 m кг m кг S m аtrоfidаgi uiymаtlаrni tаshkil etаdi. Аgаr dаn оrtiu bulmаsа, bundаy xоldа biz dаgаl dispеrs sistеmаgа egа bulаmiz. Bulаr jumlаsigа suspеnziya, emulpsiya vа kukunlаr kirаdi. S V 1

6 Kоllоid sistаmаlаrdа l ning uiymаti 10-7 m аtrоfidа (yoki undаn kichik) bulgаni uchun 4 kоllоid zаrrаchаlаrning sоlishtirmа sirti S сол 10 m / кг dir: аerоzоllаr uchun xаm аnа shundаy uiymаtgа egаmiz. Vо Оstvаlpd dispеrs sistеmаlаrni аgrеgаt xоlаtigа qаrаb sinflаrgа bulishni tаklif uilаdi. Dispеrs fаzа vа dispеrsiоn muxitning аgrеgаt xоlаtigа qаrаb dispеrs sistеmаlаr 9 xil tipdа bulishi mumkin. 1. G G 4. S _ G 7. K G. G S 5. S - S 8. K S 3. G K 6. S K 9. K K Bu еrdа G gаz xоlаtidаgi mоddа: S suyuu mоddа, K uаttiu mоddа. Birinchi uringа dispеrsiоn muxit, ikkinchi uringа esа dispеrs fаzа uuyilgаn. Оdаtdа yuuоri dispеrslikkа egа bulgаn kоllоid eritmа zоl dеb аtаlаdi. Mаsаlаn, kumushning kоllоid eritmаsi kumush zоli, tеmir (III) gidrоksidning kоllоid eritmаsi tеmir (III) gidrоksid zоli dеb аtаlаdi. Zоllаrni аtаshdа dispеrsiоn muxitni xоsil uiluvchi mоddаning tаbiаti аsоs uilib оlinаdi: dispеrsiоn muxiti suv bulgаn zоl gidrоzоl, dispеrsiоn muxiti оrgаnik mоddаdаn ibоrаt zоl оrgаnоzоl dеyilаdi (xususаn, аlkаzоl, bеnzоzоl kаbi nоmlаr xаm uchrаb turаdi). Аgаr dispеrsiоn muxitni gаz tаshkil etgаn bulsа bundаy zоl аerоzоl dеb аtаlаdi. Tumаn vа tutun аerоzоllаr jumlаsigа kirаdi. Suyuk dispеrsiоn muxitgа egа bulgаn zоllаr liоzоllаr dеb аtаlаdi (grеkchа liоs suyuklik suzidаn kеlib chiuuаn. Suyuklikning suyuklikdаgi dаgаl dispеrs sistеmаsi emulpsiya uаttiu jismning suyuklikdаgi dаgаl dispеrs sistеmаsi suspеnziya dеyilаdi. Dispеrs sistеmаlаrni ulаrning аgrеgаt xоlаtigа qаrаb bulish turli tumаn kоllоid sistеmаlаrni umumlаshtirishdа judа uulаylik tudirdi. Lеkin bu klаssifikаtsiyaning xаm kаmchiligi bоr, chunki dispеrs fаzа zаrrаchаlаri kichiklаshib bоrgаn sаri turli kоllоid sistеmаlаrdа dispеrs fаzаning аgrеgаt xоlаtlаri оrаsidаgi fаru аstа sеkin yuuоlа bоrаdi. SHungа kurа Zigmоndi Vо, Оstvаldning klаssifikаtsiyasini uzgаrtirish kеrаkligini kursаtdi. Uning tаklifigа muvоfiu kоllоid sistеmаlаrni sinflаrgа аjrаtishdа аsоs uilib fаqаt dispеrsiоn muxitning аgrеgаt xоlаti оlish kеrаk. U xоldа Vо, Оstvаlpd tаklif etgаn 8 tа sinf urnini fаqаt uyatа sinf egаllаydi. Ulаrdаn biridа dispеrsiоn muxit rоlini vаz bаjаrsа, ikkinchidа suyuklik vа uchinchisidа kаttiu mоddа bаjаrаdi. Endi uchinchi xil klаssifikаtsiyani qаrаb chiuаmiz. Dispеrs fаzа zаrrаchаlаri bilаn dispеrsiоn muxit zаrrаchаlаri оrаsidаgi bоlаnishgа qаrаb, kоllоid sistеmаlаr liоfоb, vа liоfilp kоllоidlаr dеgаn ikki gruppаgа bulinаdi (bu tеrminlаr grеkchа «liо» eritаmаn, «fоbоs» uuruinch vа «filео» yaxti kurаmаn suzidаn kеlib chiuuаn). Аgаr dispеrsiоn muxit suv bulsа,liоfоb, liоfilp suzlаri urnidа gidrоfоb vа gidrоfilp suzlаri ishlаtilаdi. Liоfоb kоllоidlаrdа dispеrs fаzа dispеrsiоn muxit bilаn kuchli bоlаnmаydi: shu sаbаbli liоfоb zоllаrning zаrrаchаlаri аlоxidа mоlеkulаlаrdаn ibоrаt bulmаy bаlki bir uаnchа mоlеkulаlаrning аgrеgаtini (uyumini) tаshkil uilаdi. Bu sistеmаlаrdа kоllоid zаrrаchаlаrning ulchаmlаri dispеrsiоn muxit mоlеkulаlаrning ulchаmlаridаn bir nеchа mаrtа kаttа bulgаni uchun kоllоid zаrrаchа bilаn suyuklik оrаsidа chеgаrа sirt pаydо bulаdi. SHu sаbаbli ulаr ulptrа mikrоgеtеrоgеn vа mikrоgеtеrоgеn sistеmаlаr jumlаsigа kirаdi. Mаolum bir mоddаni suyuklikа tushurishning uzi bilаnginа bаruаrоr liоfоb zоl xоsil uilib bulmаydi: buning uchun yanа uchinchi mоddа (yaoni mоlеkulyar yoki elеktrоlit stаbilizаtоr) ishtirоk etishi lоzim. Liоfоb kоllоidlаrgа оltin, plаtinа, kumush, оltin gugurt zоllаri, mеtаll sulpfitlаrning gidrоzоllаri vа shu kаbilаr kirаdi. Liоfilp kоllоidlаrdа dispеrs fаzа zаrrаchаlаri dispеrsiоn muxit zаrrаchаlаri bilаn kuchli bоlаnаdi vа аyni suyuklikdа mustаuil rаvishdа (yaoni xеch qаndаy uchinchi mоddаning ishtirоksiz) eriy оlаdi. Liоflp kоllоidlаrgа оusil, jеlаtinа, pеpsin vа mоlеkulyar mаsаlаlаri judа kаttа bulgаn yuuоri mоlеkulyar mоddаlаrning eritmаlаri kirаdi. P.А.Rеbеndеr tаbirichа tеrmо dinаmik jixаtdаn bаruаrоr kоllоid dispеrs sistеmаlаrni liоfilp kоllоidlаr jumlаsigа kiritish kеrаk. Ulаr uchun ulаr uzichа dispеrslаnish uоbiliyatigа egа. Tеrmоdinаmik jixаtdаn bаruаrоr

7 dispеrs sistеmаlаrni liоfоb kоllоidlаr dеb аtаsh mumkin. «Liоfоb», «liоfilp», «gidrоfilp» tеrminldаr dispеrs fаzаlаr dispеrsiоn muxit zаrrаchаlаri оrаsidаgi bоlаnishlаrni xаrаktеrlаsh uchun ishlаtilmоudа. Kupchilik оlimlаr kоllоid sistеmаlаrni uuyidаgichаuch sinfgа bulishni tаvsiya uilаdilаr: 1. xаuiuiy mоddаlаr (mеtаllаrning gidrоzоllаri, mеtаll sulpfitlаrning gidrоzоllаri vа x.). dаgаl dispеrs sistеmаlаr (emulpsiyalаr, suspеnziyalаr) kоllоid sistеmаlаr (аerоzоllаr yarim kоllоidlаr vа x.) Tоzа rеаl suyukliklаrgа kеlgаndа bu еrdа xаm gеtеrоgеnlikdаn uоchib uutilib bulmаydi, chunki suyuklikdа аssоtsiаtlаr vа suyuklik kristаllаr mаvjudir. SHu mulоxаzаlаrgа uоldirishgа G G sistеmа xаm dispеrs sistеmаlаr ruyxаti uоldirishgа turi kеlаdi. Dispеrs sistеmаlаrning yuuоridа аytilgаn bаrchа tiplаr ikkinchi jаdvаldа kеltirilgаn (bu jаdvаlgа chin eritmаlаr kiritgаn emаs). Оdаtdа yuuоri dispеrslikkа egа bulgаn kоllоid eritmа zоl dеb аtаlаdi. Mаsаlаn, kumushning kоllоid eritmаsi kumush zоli, tеmir (3) gidrоksidni kоllоid eritmаsi tеmir (3) gidrоksid zоli dеb аtаlаdi. jаdvаl Dispеrs sistеmаlаrining tiplаri Dispеrsiоn muxitning аgrеgаt Dispеrs fаzаning аgrеgаt xоlаti xоlаti Gаz Gаz Gаz Kаttik jism Gаz Suyuklik Suyuklik Suyuklik Suyuklik Kаttik jism Kаttik jism Gаz Suyulik Gаz Sistеmаgа misоllаr Еr аtmоsfеrаsi Tutun Bulut аerоzоllаri Tutun Suspеnziyalаr, kаttik jismlаrning suyuklikdаgi kоllоid eritmаlаri Kupiklаr Emulsiyalаr, sut, suvdаgi yog, nеftdаgi suv, bеnzindаgi suv emulsiyalаri vа x. Pеmzа,pеnоplаstlаr, mikrоgоvаklаr jismlаr Gеllаr (ivik jismlаr) Аrаlshmаlаr, kаttik kоllоid eritmаlаr rаngli shishаlаr Kаttik jism Suyuklik Kаttik jism Kаttik jism Zоllаrni аtаshdа dispеrsiоn muxitngi xоsil kiluvchi mоddаning tаbiаti аsоs kilib оlinаdi: dispеnsiоn muxiti suv bulgаn zоl gidrоzоl dispеnsiоni muximti оrgаnik mоddаdаn ibоrаt zоlоrgаnаzоl dеyilаdi (xususаn, аkаzоl bеlzоzоl kаbi nоmlаri xаm uchrаb turаdi). Аgаr dispеrsiоn muxitni gаz tаshkil etgаn bulsа, bundаy zоl аyrоzоl dеb аtаlаdi. Tumаn vа tutun аyrоzоllаr jumlаsigа kirаdi. Texnologik xarita -Mavzu. Kolloid sistemalarning olinishi

8 O`quv vaqti: 80 Talaba soni 58 Maqsad, vazifalar Talabalarni kolloid eritmalarni olish usullari bilan tanishtirish (tayanch so`zlari: maydalash, kondensatlash, peptizatsiya, stabilizatorlar) O`quv jarayonining mazmuni Kolloid eritmalarni olish usullarini tushuntirib berish (elektr toki yoki ultratovush yordamida, changlatib dispergirlash, fizikaviy va kimyoviy kondensirlash, peptizatsiya usullari) O`quv jarayonini amalga oshirish texnologiyasi Darsni olib borish shakli: og`zaki Darsni o`tkazish shakli: ma`ruza Vosita: kompyuter Nazorat: og`zaki Baholash: rag`batlantirish, 4-b sistema asosida Kuzatiladigan natijalar O`qituvchi: Talabalarda dars jarayoniga qiziqish va unda faol ishtirok etishni uyg`otish, materialni yaxshi o`zlashtirishga ko`maklashish. Talaba: yangi bilimlar olish, xotirani rivojlantirish, olgan bilimlarga o`zining bahosi Kelgusi rejalar O`qituvchi: Kompyuter texnologiyalarini o`quv jarayoniga tatbiq qilish orqali ma`ruza materiallarini qabul qilishga va yaxshi o`zlashtirishga ko`maklashish, mavzuni zamonaviy talablar asosida o`qitish. Talaba: ma`lumotlar bilan mustaqil ishlash malakasini rivojlantirish, o`z fikrini to`g`ri ifoda qilishni bilish, qo`shimcha ma`lumotlar bilan ishlash. Ma`ruza -Mavzu. Kolloid sistemalarning olinishi Dars maqsadi: Ta`lim beruvchi: Talabalarni kolloid eritmalarni olish usullari bilan tanishtirish (elektr toki yoki ultretovush yordamida changlatib dispergatsiyalash, fizikaviy va kimyoviy kondensirlash, peptizatsiya usullari). Rivojlantiruvchi: talabalarning kolloid eritmalarni tayyorlash usullari t`og`risidagi tasavvurlarini kengaytirish, ularning bilish qobiliyatini rivojlantirishni davom ettirish. Tarbiyalovchi: diqqatli bo`lish, kuzatuvchanlik, estetik hissiyot va texnika bilan ishlash qobiliyatini tarbiyalashni davom ettirish. Ko`rgazmali vosita: kompyuter, ekran, proektor. Texnologiya: o`quv texnika vositalaridan foydalanib ma`ruza o`qish (kompyuter texnologiyasi) Dars bo`limlari: II. Asosiy qism III. Yakiniy qism Dars jarayonining mazmuni: Reja. Auditoriyani darsga tayyorlash (5+5 min)

9 II. Asosiy qism (60 min) 1. Kolloid tegirmonning ishlash mexanizmi. Kolloid tegirmon ishlash mexanizmi animatsiyasini ko`rsatish. 3. Elektr toki yoki ultratovush yordamida chnglatib dispergirlash usullari. 4. Elektr toki yordamida changlatib dispergirlash usuli animatsiyasini ko`rsatish. 5. Fizikaviy kondensirlash. 6. Fizikaviy kondensirlash animatsiyasini ko`rsatish. 7. Kimyoviy kondensirlash va peptizatsiya usullari. III. Yakuniy qism (10 min) Reja asosida oldin tashkiliy qism bajarilgach Asosiy qism ga o`tiladi, unda: 1. Kolloid tegirmon bilan ishlash mexanizmi Kolloid eritmalarni bir-biriga shklan teskari usul bilan hosil qilish mumkin. Bu usullardan biri yirikroq zarrachalarni maydalashdan, ikkinchisi esa, molekula yoki ionlardan yirikroq zarrachalar hosil qilishdan (agregatlashdan) iborat; Birinchi usulni dispergirlash, ikkinchini esa kondensirlash usuli deyiladi. Kolloid sistemalar hosil qilish uchun dispers faza zarrachalarining o`lchamlari 1 nm dan 100 nm gacha bo`lishi kerak. Zarrachalarning o`lchami ana shunday bo`lgan suyuq kolloid sistema hosil qilishning birinchi sharti: dispers faza moddasi shu dispersion muhitda mumkin qadar kam eruvchan bo`lishi lozim; ikkinchi sharti: sistemada dispers faza va dispersion muhitdan tashqari yana uchinchi modda bo`lishi kerak, bu modda kolloid zarrachalar sirtiga yutilib, dispers faza bilan dispersion muhit o`rtasida mustahkam bog`lanishni vujudga keltiradi. Kolloid ertimalarning barqaror qiladigan moddalar stabilizatorlar deyiladi. Dispergirlash usuli bilan kolloid eritmalar hosil qilish vaqtida qattiq jism stabilizator bilan birga kukun qilib maydalanadi uoki elektr yohud ultratovush yordamida suyuqlik ichida kukunga aylantiriladi. Qattiq jismni maydalash uchun kolloid tegirmon ishlatiladi (1-rasm). Kolloid eritmasi tayyorlanadigan modda avval maydalanadi, suyuqlik (dispersion muhit) va stabilizator bilan aralashtiriladi, so`ngra u teshik (c) orqali tegirmonga solinadi. Suyuqlik va uning ichidagi qattiq jism o`qqa o`rnatilgan kurakcha (b) yordami bilan tez yurishtiriladi (kurakcha minutiga marta aylanadi). Natijada suyuqlik va qattiq modda zarrachalari juda tez harakatlanadi va harakatsiz jismlar (a) ga kelib urilib, maydalanadi. Tayyor maydalangan mahsulot tegirmonning past qismidagi teshik (d) orqali chiqariladi. Kolloid tegirmon yordamida bo`yoq, oltingugurt, grafit, kvarts va boshqa moddalarning kolloid eritmalari tayyorlanadi.. Kolloid tegirmon ishlash mexanizmi animatsiyasini ko`rsatish. 3. Elektr toki yoki ultratovush yordamida changlatib dispergirlash usullari. Buning uchun kolloid eritmasi tayyorlanishi kerak bo`lgan metalldan yasalgan ikkita sim dispersion muhitga tushirilib, ularning biri elektr manbaning musbat qutbiga, ikkinchisi esa manfiy qutbi bilan ulanadi; simlar bir-biriga tekizilib, elektr yoyi hosil qilinadi (-rasm). Bu vaqtda metall erituvchi ichida changlanib bug`ga aylana boshlaydi. Barqaror zol hosil bo`lishi uchun ozgina ishqor qo`shiladi. Bu usulda asisan metallarning zollari olinadi. Changlatish usuli bilan kolloid eritma hosil qilishda metall avval bug`lanadi, so`ngra uning nanozarrachalari o`zaro qo`shilib, kolloid eritma zarrachalarini hosil qiladi; shu sababli bu usul kondensatsion usullar qatoriga kiritiladi. Agar ultratovush to`lqinlari maydoniga bir-biri bilan aralashmaydigan ikkita suyuqlik solingan idish qo`yilsa, natijada ikki suyuqlikning emulsiyasi hosil bo`ladi. Bu usul bilan Ag, Pb, Sn, Bi metallarning kolloid eritmalari hosil qilingan. 4. Elektr toki yordamida changlatib dispergirlash usuli animatsiyasini ko`rsatish 5. Fizikaviy kondensirlash.

10 Fizikaviy kondensirlash usullaridan biri dispersion muhitga qattiq jism bug`ini yuborish usulidir. Bu usul bilan simob, oltingugurt, fosfor zollari olinadi. Rus olimlari A. I. Shalnikov va S. Z. Roginskiy modda bug`ini qattiq sovutilgan sirtda kondensatlab kolloid eritmalar hosil qilish usulini ishlab chiqdilar. Asbobning (3) qismiga bug`lanuvchi modda (masalan, Na), (1) qismiga dispersion muhit (masalan, benzol) va (4) qismiga suyuq havo quyiladi (3-rasm). Asbobning (3) va (1) qismi qizdirilganda natriy va benzol bug`lanib, suyuq havo solingan (4) idish sirtida kondensatlanadi. Suyuq havo olib qo`yilgach (bug`lanib bo`lgach), kondensatlanish natijasida hosil bo`lgan kolloid eritma asbobning () qismiga yig`iladi. Fizikaviy kondensirlash usullariga erituvchini almashtirish usuli ham kiradi. Bu usulning mohiyatini quyidagi misolda ko`rsatib o`tamiz. Ma`lumki, ba`zi organik kislotalar etil spirtda yaxshi, lekin suvda yomon eriydi. Bunday kislotalarning suvdagi eritmalarini hosil qilish uchun, avval, kislota spirtda eritiladi, so`ngra hosil bo`lgan eritmaga asta-sekin suv qo`shib suyultiriladi. Suv spirt bilan har qanday nisbatda aralasha olganligidan, spirtda erigan organik kislota suvga o`tgach uning suvdagi kolloid eritmasi hosil bo`ladi. Shu yo`l bilan, masalan, oltingugurtning spirtdagi eritmasiga suv qo`shib, oltingugurtning sut kabi oq kolloid eritmasini hosil qilish mumkin. 6. Fizikaviy kondensirlash animatsiyasini ko`rsatish. 7. Kimyoviy kondensirlash va peptizatsiya usullari Kimyoviy kondensirlash kimyoviy reaksiyalar natijasida kam eruvchan cho`kmalar hosil bo`lishiga asoslangan. Ularga: oksidlanish-qaytarilish, almashinish, gidroliz va boshqa reaksiyalarga asoslangan usullar kiradi. Qaytarilish usulida chin eritmada erigan modda biror qaytaruvchi vositasida qaytariladi. Masalan, xloraurat eritmasini vodorod peroksid yoki formalin bilan qaytarish, kumush oksidni vodorod bilan qaytarish reaksiyalarini ko`rsatish mumkin. Qaytarish usuli bilan Au, Ag, Pt, Pd, Rh, Ru, Os, Hg, Bi, Te ning zollari olingan. Oksidlanish usulida molekulyar eritmadagi moddani oksidlash yo`li bilan kolloid eritma hosil qilinadi, masalan H S ni oksidlab oltingugurt zoli hosil qilinadi. Ikki tomonlama almashinish usuli erimaydigan moddalar hosil bo`ladigan ikki tomonlama almashinish reaksiyalariga asoslanadi. Bu usul bilan, masalan, kumush xlorid gidrozoli hosil qilinadi. Gidroliz usuli bilan, ko`pincha, metall gidroksidlarining kolloid eritmalari olinadi. Buning uchun metall tuzlarini gidrolizlab kam eriydigan gidroksidlar hosil qilinadi. Suvda kam eriydigan silikatlar, volframat va boshqa kislotalarning zollari ham shu usulda olinadi. Kolloid eritmalarni peptizatsiya usuli bilan ham hosil qilish mumkin. Zolning koagullanish mahsulotini qaytadan kolloid eritma holatiga o`tkazish jarayoniga peptizatsiya deyiladi. Peptizatsiyani amalga oshirish uchun kolloid cho`kmasiga (koagulyantga) biror elektrolit qo`shib, erituvchi bilan aralashtiriladi. Kolloid eritma olishda ishlatiladigan elektrolit peptizator deyiladi. Peptizator sifatida elektrolitlar va ba`zi sirt faol moddalar ishlatiladi. Peptizatsiya murakkab jarayon bo`lib, u peptizatorning dispersion muhitga, cho`kma sirtiga yutilishiga, solvat qavatlar hosil bo`lishiga va boshqalarga bog`liq. A. V. Dumanskiyning fikricha peptizatsia vaqtida cho`kma bilan peptizator orasida kompleks birikmalar tipidagi bir qator oraliq mahsulotlar hosil bo`ladi, agar kolloid zarrachalar sirtiga stabilizatorning o`zi yutilib kolloid eritma hosil qilsa, bunday peptizatsiya bevosita peptizatsiya deyiladi; agar kolloid zarrachalar sirtiga stabilizatorning o`zi yutilmay, balki uning eruvchan modda bilan hosil qilgan mahsulotlari yutilsa, bilvosita peptizatsiya deyiladi. Masalan, Fe(OH) 3 cho`kmasiga FeCl 3 ta`sir ettirib, Fe(OH) 3 ning gidrozolini hosil qilish bevosita peptizatsiyadir, chunki bu holda temir ionlari kolloid zarrachalar sirtiga yutilib, ularda musbat zaryadlar hosil qiladi; musbat zaryadli zarrachalar bir-biridan o`zaro itarilganligi uchun cho`kma tezfa gidrozolga aylanadi. Fe(OH) 3 ning iviq cho`kmasiga HCl ning kuchsiz eritmasini ta`sir ettirib, Fe(OH) 3 gidrozolini hosil qilish bilvosita peptizatsiyaga misol bo`ladi. Bu holda HCl bilan Fe(OH) 3 orasida sodir bo`ladigan

11 reaksiya mahsuloti ferrioksixlorid FeOCl eritmada FeO + va Cl - ionlariga dissotsilanadi. Ushbu sistemada FeO + ionlari peptizator rolini bajaradi. III. Yakuniy qism Uyga vazifa berish. Takrorlash uchun savollar 1. Kolloid eritmalar qanday usullar vositasida olinadi?. Kolloid tegirmon ishlash mexanizmini tushuntirib bering. 3. a) metallarning elektr toki yordami bilan changlatib dispergirlash b) ultratovush to`lqinlari c) fizikaviy kondensirlash d) kimyoviy kondensirlash e) peptizatsiya usullari vositasida kolloid eritmalar qanday olinadi? Texnologik xarita 3 3-Mavzu: Disperslash usulining ahamiyati va kolloidlarni tozalash O`quv vaqti: 80 Talaba soni 58 Maqsad, vazifalar Talabalarni kolloid eritmalarni tozalash usullari, disperslash usulining ahamiyati bilan tanishtirish (tayanch so`zlar: dializ, ultrafiltratsiya) O`quv jarayonining mazmuni Kolloid eritmalarni dializ, ultrafiltratsiya, elektrodializ bilan tozalash yo`li, kolloid zarrachaning tuzilishi, uning tarkibiy qismlarini tushuntirish. O`quv jarayonini amalga oshirish texnologiyasi Kuzatiladigan natijalar Kelgusi rejalar Darsni olib borish shakli: og`zaki Darsni o`tkazish shakli: ma`ruza Vosita: kompyuter Nazorat: og`zaki Baholash: rag`batlantirish, 5-b sistema asosida O`qituvchi: Talabalar faolligini uyg`otish, faol ishtirok etishga, materialni chuqur o`zlashtirishga erishish Talaba: yangi bilimlarni olish, fikrlash qobiliyatini rivojlantirish, olingan bilimlarga o`zining bahosi O`qituvchi: Kompyuter texnologiyalarini o`quv jarayoniga tatbiq qilish, o`z ustida ishlash, mavzuni zamonaviy talablar asosida o`rgatish. Talaba: ma`lumotlar bilan mustaqil ishlash malakasini rivojlantirish, o`z fikrini to`g`ri ifoda qilishga erishish, qo`shimcha ma`lumotlarni izlash va ular bilan ishlash. Ma`ruza 3 3-Mavzu: Disperslash usulining ahamiyati va kolloidlarni tozalash

12 Dars maqsadi: Ta`lim beruvchi: Talabalarni kolloid eritmalarni tozalash usullari bilan tanishtirish. Rivojlantiruvchi: talabalarning dializ, elektrodializ, ultrafiltratsiya kabi tozalash usullari, ularning kundalik hayotdagi amaliy ahamiyati, kolloid zarrachani tarkibiy qismlari to`grisidagi tasavvurlarni rivojlantirish va kengaytirishni davom ettirish. Tarbiyalovchi: diqqatli bo`lish, ma`suliyatlilik, atrof muhitga ehtiyotkor bo`lishni tarbiyalashni davom ettirish. Ko`rgazmali vosita: kompyuter, ekran, proektor. Texnologiya: o`quv texnika vositalaridan foydalanib ma`ruza o`qish (kompyuter texnologiyasi) Dars bo`limlari: II. Asosiy qism III. Yakiniy qism Dars jarayonining mazmuni: Reja. Auditoriyani darsga tayyorlash (5+5 min) II. Asosiy qism (60 min) 1. Kolloid eritmalarni dializ usulida tozalash. Dializ usulini animatsiyasini ko`rsatish 3. Kolloid eritmalarni elektrodializ usulida tozalash. 4. Elektrodializ usuli animatsiyasini ko`rsatish. 5. Kolloid eritmalarni ultrafiltratsiya usulida tozalash. 6. Ultrafiltratsiya usuli animatsiyasini ko`rsatish. III. Yakuniy qism (10 min) Uyga vazifa berish. Takrorlash uchun savollar. Auditoriyani darsga tayyorlash. II. Asosiy qism 1. Kolloid eritmalarni dializ usulida tozalash Kolloid eritmalar hosil bo`lganda ular tarkibida dispers fazadan tashqari, ko`p miqdorda kislota, asos va tuzlar ham bo`ladi. Kolloid eritma barqaror bo`lishi uchun eritmada elektrolitlar ma`lum miqdorda bo`lishi kerak. Demak ortiqcha miqdordagi elektrolitkarni chiqarib yuborish zarur. Bu jarayon kolloid eritmani tozalash deyiladi. Kolloid eritmalarni tozalash uchun dializ, ultrafiltratsiya va elektrodializ usullaridan foydalaniladi. Dializning mohiyati shundan iboratki, bunda kolloid eritma unga aralashgan elektrolitlardan toza erituvchida (suvda) yarim o`tkazgich parda (membrana) yordamida ajratiladi (4-rasm). Shunday pardadan o`ta oladigan molekula va ionlar pardaning har ikki tomonidagi molekulalar va ionlarning konsentratsiyasi o`rtasida muvozanat hosil bo`lguncha, erituvchi tomonga o`taveradi. Erituvchini vaqti-vaqti bilan yangilab, zolni qo`shimchalardan ma`lum darajada tozalash mumkin. Dializ uchun, odatda, kolloid pardalar hamda atsetilsellyulozadan ishlangan pardalar, sellofan va boshqa materiallardan tayyorlangan yarim o`tkazgich to`siqlar ishlatiladi. Shu bilan bir qatorda tabiiy yarim o`tkazgich pardalar, masalan, cho`chka yoki mol pufagi ham ishlatiladi. Yarim o`tkazgich pardadan iborat idishga (B) tozalanishi kerak bo`lgan kolloid eritma solinadi (A), so`ngra bu idish boshqa suvli idishga tushiriladi (C). idishdagi suv doimiy oqim tufayli to`xtovsiz almashib turadi. Mol pufagi yoki boshqa yarim o`tkazgich parda devorlarida juda mayda teshiklar bo`ladi. Bu teshiklardan molekula va ionlar o`ta oladi, lekin kolloid zarracha o`taolmaydi. Zoldagi elektrolitlar suvda diffuziyalanib, parda orqali kolloid eritmadan

13 chiqib ketaveradi. Suvni almashtirish yo`li bilan kolloid eritmani elektrolitlardan istalgan darajada tozalash mumkin.. Dializ usuli animatsiyasini ko`rsatish. 3. Kolloid eritmalarni elektrodializ usulida tozalash Elektrodializda dializ elektr toki yordamida tezlatiladi. Ikki membrana M1 va M oralig`iga elektrolitlardan tozalanishi lozim bo`lgan kolloid eritma solinadi (5-rasm). Membranalar tushirilgan idishning bir chekkasiga katod, ikkinchi chekkasiga anod o`rnatiladi. Idish orqali elektr toki o`tkazilganda musbat ionlar katodga, manfiy ionlar esa anodga tomon harakat qiladi. Ular membranadan o`tib, idishning elektrodlar tushirilgan qismiga yig`ila boshlaydi. Tozalangan zol esa idishning ikki membrana o`rtasidagi qismida qoladi. Bu usul organik kolloidlarni tozalashda ko`proq qo`llaniladi. Elektrodializdan sanoatda jelatina, elim va hokazolarni tozalashda keng foydalaniladi. 4. Elektrodializ usuli animatsiyasini ko`rsatish. 5. Kolloid eritmalarni ultrafiltratsiya usulida tozalash. Kolloid eritmalarni yarim o`tkazgich parda yordamida ultrafiltratsiyalab elektrolitdan tozalash mumkin. Ultrafiltr Byuxner (1) voronkasi, membrana (), Bunzen kolbasi (3) va nasosdan (4) iboratdir (6-rasm). Ultrafiltrlashni tezlatish uchun voronkaning tor qismi havoni so`ruvchi nasosga ulanadi. Tegishli membrana ishlatib kolloid eritmani elektrolitlardan filtrlab ajratish mumkin. 6. Ultrafiltratsiya usuli animatsiyasini ko`rsatish. Texnologik xarita 4 4-Mavzu: Kolloid eritmalarning molekulyar-kinetik xossalari O`quv vaqti: 80 Talaba soni 58 Maqsad, vazifalar Talabalarning kolloid eritmalarning molekulyar kinetik xususiyatlari (Broun harakati, osmotik bosim, Donnaning membrana muvozanati) to`g`risidagi tasavvurlarini chuqurlashtirish. (tayanch so`zlar: diffuziya, osmos, sedimentatsiya). O`quv jarayonining mazmuni Broun harakati, kolloid eritmalarning osmotik bosimi, Donnanning memebrana muvozanati haqidagi nazariyasini tushuntirib berish. O`quv jarayonini amalga oshirish Darsni olib borish shakli: og`zaki texnologiyasi Darsni o`tkazish shakli: ma`ruza Vosita: kompyuter Nazorat: og`zaki Baholash: rag`batlantirish, 5-b sistema asosida Kuzatiladigan natijalar O`qituvchi: o`quv materialini oson va yaxshi o`zlashtirishga yordam berish. Talaba: yangi bilimlar olish, xotirani rivojlantirish, olingan bilimlarga o`zi baho berishi Kelgusi rejalar O`qituvchi: Kompyuter texnologiyalarini o`quv jarayoniga tatbiq qilish, o`z ustida ishlash,

14 mavzuni zamonaviy talablar asosida o`rgatish. Talaba: ma`lumotlar bilan mustaqil ishlash malakasini rivojlantirish, o`z fikrini to`g`ri ifoda qilishga erishish. Ma`ruza 4 4-Mavzu: Kolloid eritmalarning molekulyar-kinetik xossalari Dars maqsadi: Ta`lim beruvchi: Talabalarga kolloid eritmalarning molekulyar-kinetik xossalariga kiradigan Broun harakati, osmotik bosim, Donnanning memebrana muvozanati nazariyasini tushuntirib berish. Rivojlantiruvchi: talabalarning Broun harakati, kolloidlarning osmotik bosimi, Donnanning memebrana muvozanati to`g`risidagi tasavvurlarini rivojlantirishni davom ettirish, sabab va natija aloqalarini topa bilish. Tarbiyalovchi: darsda e`tiborli bo`lishlik, kuzatuvchanlik, tabiatga bo`lgan ehtiyotkorlik munosabatlarini tarbiyalashni davom ettirish. Ko`rgazmali vosita: kompyuter, ekran, proektor. Texnologiya: o`quv texnika vositalaridan foydalanib ma`ruza o`qish (kompyuter texnologiyasi) Dars bo`limlari: II. Asosiy qism III. Yakiniy qism Dars jarayonining mazmuni: Reja. Auditoriyani darsga tayyorlash (5+5 min) II. Asosiy qism (60 min) 1. Broun harakati. Kolloidlarning diffuziyasi.. Broun harakati animatsiyasini ko`rsatish 3. Kolloid eritmalarning osmotik bosimi. 4. Donnanning membrana muvozanati. 5. Kolloid eritmalarning osmotik bosimi animatsiyasini ko`rsatish. III. Yakuniy qism (10 min) Uyga vazifa berish. Takrorlash uchun savollar. Auditoriyani darsga tayyorlash. II. Asosiy qism 1. Broun harakati. Kolloidlarning diffuziyasi. Molekulyar kinetik xossalar colloid eritmalar to`g`risidagi dastkabki nazariyalarga binoan faqat molekulyar eritmalarga tegishli deb hisoblanar edi. Fanning rivojlanishi natijasida molekulyar-kinetik hodisalar eritmalarga ham xos ekanligi ma`lum bo`ldi. Bu xossalar colloid eritmalarda asosan ular zarrachalarini o`lchamlariga va shakliga bog`liq ekan. Bu ma`noda dispers sistemalarda Broun harakatining ochilishi muhim ahamiyatga ega bo`ldi. Kolloid eritmalarni ultranikroskop orqali ko`zdan kechirib, kolloid zarrachalar doimo harakatda ekanligini ko`ramiz. Ultramikroskop kashf qilinishidan bir qancha vaqt ilgari (187 yilda) ingliz botanigi Broun mikroskopdan foydalanib, suyuqlikka aralashgan gul changlarining to`xtovsiz va tartibsiz harakatda bo`lishini aniqladi. Keyinchalik bu hodisa Broun harakati deb ataladigan bo`ldi. Broun shu hodisani xilma-xil moddalarda kuzatib, bu tartibsiz harakat modda tabiatiga bog`liq bo`lmay, suyuqlikka aralashgan zarrachalarning katta-kichikligiga bog`liqligini

15 topdi. Broun harakatining sababi uzoq vaqtgacha aniqlanmay keldi. XIX asrning ikkinchi yarmida, gazlar kinetik nazariyasining muvaffaqiyatlari asosidagina Broun harakati sababini toppish mumkin bo`ldi. Bu nazariyaga muvofiq, Broun harakatining sababi shundaki, suyuqlik molekulalari hamma vaqt harakatda bo`ladi, ular suyuqlikka tushirilgan zarrachaga kelib to`xtovsiz uriladi va uni bir tomondan ikkinchi tomonga tartibsiz harakatlantiradi. Demak, Broun harakatining sababi suyuqlik molekulalarining o`z kinetik energiyasi hisobiga ro`y beradigan harakatidir (11-rasm). Kolloid zarrachalarning harakat yo`li doimo o`zgarib turadi, ularning o`tgan yo`lini chizib boorish juda qiyin. Tajribalarning ko`rsatishicha, Broun harakati moddaning tabiatiga mutlaqo bogliq bo`lmay, u harorat, muhitning qovushqoqligi va zarrachalar o`lchamiga qarab o`zgaradi. Dispers faza zarrachalari erituvchi molekulalarining tartibsiz kelib urilishi tufayli ham o`z harakat yo`nalishini o`zgartiradi. Nisbatan mayda zarrachalarga har tarafdan kelib urilishlar soni odatda bir xil bo`lmaydi, shuning uchun zarrachalar murakkab traektoriya bo`yicha harakat qiladi. O`lchami juda yuqori bo`lgan zarrachalarda Broun harakati kuzatilmaydi yilda Eynshteyn va 1906 yilda Smoluxovskiy (bir-biridan bexabar xolda) Broun harakatining kinetik nazariyasini yaratdilar. Eynshteyn Broun harakatiga gaz qonunlarini tatbiq qilib, zarrachalarning Δt vaqt ichida o`rtacha siljishining kvadrat qiymatini aniqlash formulasini keltirib chiqardi: x D t bunda D erigan moddaning diffuziya koeffitsienti bo`lib, quyidagi formula bilan ifodalanadi (Eynshteyn, 1908 y): D RT N 1 6 r bu yerda N Avogadro soni, R universal gaz doimiysi, T mutloq harorat, η suyuqlikning qovushqoqligi, r sharsimon zarrachaning radiusi. Agar Eynshteyn tenglamasiga D ning qiymatini qo`ysak Eynshteyn-Smoluxovskiy tenglamasi kelib chiqadi: x 1 RT t 3 N r Suyuq yoki gazsimon muhitda dispergirlangan modda zarrachalari doimo bir-biriga qarama-qarshi bo`lgan ikki kuch ayni modda zarrachalarini cho`kishga olib keluvchi og`irlik kuchi va zarrachalarni yuqori konsentratsiyali cjhadan kichik konsentratsiyali sjhaga o`tishga intilishni belgilovchi, ya`ni butun hajmda bir tekisda taqsimlanishga olib keluvchi diffuzion kuchlar ta`sirida bo`ladi. Sistemada u yoki bu kuchning hokimlik qilishiga qarab dispers faza zarrachalarining cho`kishi (og`irlik kuchi ta`sirida) yoki butun hajmda konsentratsiya tenglashishi (diffuzion kuchlar katta bo`lganda) kuzatiladi. Og`irlik kuchi ta`sirida zarrachalarning cho`kish jarayoni sedimentatsiya deyiladi. Zarrachalarning cho`kish tezligi nafaqat ularning o`lchamiga, balki zarrachalar va muhit zichligining farqiga, muhit qovushqoqligiga bog`liq bo`ladi va quyidagi tenglama bilan ifodalanadi: r u ( ) g 0 9 bunda u zarrachaning cho`kish tezligi, r zarracha radiusi, p va p 0 disperlangan modda va erituvchi zichliklari, η muhitning qovushqoqligi, g og`irlik kuchi tezlanishi. Tenglamadan ko`rinib turibdiki, nisbatan yirik zarrachalar katta tezlikda cho`kadi. Sedimentatsiya tufayli kolloid eritmaning konsentratsiyasi o`zgaradi, lekin eritmada Broun harakati mavjudligi sedimentatsiyaga qarshilik qiladi. Kolloid zarrachaning o`lchami qanchalik kichik bo`lsa, Broun harakatining ta`siri shunchalik katta bo`ladi. Shu sababli kolloid eritmalarda sedimentatsiya nihoyatda sust boradi, lekin kolloid zarrachalarga markazdan qochma kuch ta`sir ettirish bilan sedimentatsiyani kuchaytirish mumkin. Bu maqsadda 1913 yilda A.V. Dumanskiy tomonidan birinchi marta sentrifuga qo`llanilgan. Kolloid eritmalardagi zarrachalarning hajmi va massasi molekulyar (chin) eritmalarnikidan bir necha marta katta bo`lganligi uchun kolloid eritmadagi zarrachalarning

16 issiqlik harakat tezligi va demak, diffuziya tezligi ham kichik bo`ladi. Kolloid eritmalardagi diffuziya tezligi bilan zarrachalarning o`lchamlari orasidagi bog`lanish dastlab I.G. Borshchov tomonidan topilgan va diffuziya tezligi zarracha radiusiga nomutanosib ekanligi ko`rsatilgan. Diffuziya tezligi Fik aniqlagan qonuniyatlarga bo`ysunadi. Fik qonuniga muvofiq, eritmaning bir-biridan dx oraliqda turgan ikki joyi o`rtasidagi konsentratsiyalar ayirmasi dc bo`lsa, eritmaning katta konsentratsiyali joyidan kichik konsentratsiyali joyiga q yuza orqali dt sekundda o`tadigan modda miqdori dm ni (mol xisobida, 1 molda 6, kolloid zarracha mavjud) quyidagi tenglama bilan hisoblab topish mumkin: bunda dc dx dm dc D q dt dx - konsentratsiya gradienti; D gradient birga teng bo`lganda vaqt birligida (1 s) yuza birligi (1 sm ) orqali o`tgan modda miqdorini ko`rsatadi va diffuziya koeffitsienti deyiladi. Diffuziya jarayonida konsentratsiya o`zgargan sari uning gradienti dc dx ham o`zgaradi. U xolda konsentratsiyaning vaqt bo`yicha o`zgarishi Fikning ikkinchi qonuni asosida topiladi: dc dt d c D dx Diffuziya koeffitsienti uchun Eynshteyn tomonidan 1908 yilda quyidagi formula keltirib chiqarilgan: D RT N 1 6 r yoki D kt 6 r bu yerda N Avogadro soni, R universal gaz doimiysi, T mutloq harorat, η suyuqlikning qovushqoqligi, r sharsimon zarrachaning radiusi, k Boltsman konstantasi (k=1, J/grad). Formuladan diffuziya tezligining muhit haroratining ko`tarilishi bilan ortishi, muhit qovushqoqligining ortishi bilan esa kamayishini ko`rish mumkin. Zarracha radiusi va muhitning qovushqoqligi ma`lum bo`lsa, bu formula yordamida diffuziya tezligini hisoblab chiqarish va, aksincha, diffuziya tezligi ma`lum bo`lganda kolloid zarrachalarning radiusini hisoblab topish mumkin. Bu usul zarracha radiusini aniqlashning diffuzion usuli deb ataladi va hozirgi vaqtda kolloid zarrachalarning radiuslarini topish uchun bu usuldan keng foydalaniladi. Broun harakati hamda diffuziya hodisasini atroflicha va chuqur o`rganish fluktuatsiya nazariysining yaratilishiga sabab bo`ldi. Fluktuatsiya sistemaning mikrohajmida zichlik, konsentratsiya yoki boshqa parametrlarning o`rtacha muvozanat qiymatdan o`z xolicha chetlashishidir. Fluktuatsiya diffuzlanish hodisasining aksidir, lekin shu bilan bir vaqtda ularning ikkalasi ham issiqlik harakatining natijasidir. Fluktuatsiya termodinamikaning ikkinchi qonuniga binoan qaytmas jarayon bo`lishi kerak, ammo fluktuatsiya bunga teskari hodisa bo`lganligidan va uning o`z-o`zicha ro`y bo`ra olinishi termodinamikaning ikkinchi qonuni statistic xarakterga ega ekanligini ko`rsatadi, ya`ni uni alohida yakka zarrachalarga yoki ularning kichik bir guruhiga tatbiq qilib bo`lmaydi.. Broun harakati animatsiyasini ko`rsatish 3. Kolloid eritmalarning osmotik bosimi. Chin eritmalar kabi, kolloid eritmalarda ham osmotik bosim mavjud. U gaz bosimi kabi eritmalarning kolligativ xossasi hisoblanadi, ya`ni erkin harakatlanayotgan kolloid zarrachalarning sonigagina bog`liq. Agar kolloid zarrachalarning hajmi va massasi quyi molekulyar moddalar molekulasining hajmi va massasidan birmuncha katta ekanligini hisobga olsak, unda bir xil konsentratsiyali

17 kolloid va chin eritmaning ma`lum bir hajmida asl zarrachalar soni chin eritma zarrachalarining sonidan ancha kam bo`ladi. Shuning uchun ham chin eritmalarning osmotik bosimiga qaraganda kolloid eritmalarniki juda past bo`ladi. Masalan, massaviy konsentratsiasi 10 g/l bo`lgan oltin zolining osmotik bosimi 45 Pa ga, xuddi shu konsentratsiyali saxarozaning osmotik bosimi 750 Pa ga teng. Bundan tashqari, kolloid eritmalar osmotik bosimining ma`lum bir ulushi elektrolitlar aralashmasi bosimiga to`g`ri keladi. Chin eritmalardagi kabi kolloid eritmalarga ham gaz qonunlarini tatbiq qilish mumkin. Kolloid eritmalar uchun Klapeyron-Mendeleev tenglamasi quyidagicha yoziladi: bu yerda V PV RT N yoki RT P V N - kolloid zarrachalarning konsentratsiyasi, ya`ni hajm birligida bo`lgan kolloid zarrachalarning soni, N- Avogadro soni, ν zarrachalar soni, P osmotik bosim. Kolloid eritmalarning osmotik bosimini o`lchab va molekulyar massasi topiladi. 4. Donnanning membrana muvozanati grt P formuladan foydlanib, mitsellalarning Odatda, chin eritmalarning osmotik bosimini o`lchashda devorlari yarim o`tkazuvchi pardadan iborat bo`lgan idishga eritma solinib, idish toza erituvchiga masalan, suvga solinadi. Yarim o`tkazgich pardaning bir tomonida eritma, ikkinchi tomonida toza erituvchi bo`ladi, lekin kolloid eritmaning osmotik bosimini o`lchashni boshlagan vaqtda yarim o`tkazgich parda (membrana) ning bir tomonida bir yoki bir necha elektrolit eritmasi bo`ladi. Tajriba natijasida elektrolit membrananing ikkala tomoniga tarqala oladi. Shuning uchun kolloid eritmaning osmotik bosimi faqat kolloid zarrachalar konsentratsiyasigagina emas, balki elektrolitning yarim o`tkazgich pardaning ikki tomoniga qanday taqsimlanganligiga ham bog`liq. Agar elektrolit ikkala tomonga birdek taqsimlansa, kolloid eritmaning osmotik bosimi faqat kolloid zarrachalar konsentratsiyasiga bog`liq bo`ladi; bu holda elektrolit borligini nazarga olmaslik mumkin. Donnanning fikricha, elektrolit membrananing ikkala tomoniga bir xilda tarqalmaydi; bir tomonda ko`p, ikkinchi tomonda kam bo`lishi mumkin. Masalan, kolloid eritma membrananing bir tomoniga joylashgan bo`lsa, membrane shunday xususiyatga egaki, o`zi orqali kolloid eritmani o`tkazmaydi, lekin elektrolitni bemalol o`tkazaveradi. Masalani soddalashtirish maqsadida kolloid eritmani kolloid elektrolit RM eritmasi deb qaraylik; bu elektrolit kolloid anionga va metal kationga dissotsilanadigan bo`lsin: RM= R - +M + Membrananing tashqarisiga haqiqiy elektrolit, masalan, MCl eritmasini solaylik. Jarayon boshlanishidan avval sistemaning tarkibini quyidagicha deb tasavvur qilaylik: I (ichki tomon) II (tashqi tomon) R - M + M + Cl - C 1 C 1 C C Bu erda C1 R- ionlarining dastlabki konsentratsiyasi, C Cl- ionlarining dastlabki konsentratsiyasi. M+ va Cl- ionlar membrananing II tomonidan I tomoniga va I tomonidan II tomoniga o`ta boshlaydi; lekin R- - anionlari har doim I tomonda qolaveradi. M+ va Clionlarining harakat tezligi asta-sekin muvozanat holatiga keladi; bunda membrananing u tomonidan bu tomoniga, bu tomonidan u tomoniga o`tadigan ionlar soni vaqt birligida bir-biriga teng bo`lib qoladi. Ikkinchi tomondan birinchi tomonga o`tgan M+ va Cl- ionlarning miqdorini x deb olaylik, u vaqtda muvozanat holatdagi sistema quyidagicha tasvirlanadi: I (ichki tomon) II (tashqi tomon) MV

18 R - M + Cl - M + Cl - C 1 C 1 +x x C -x C -x Bu kabi muvozanat xolatida chin elektrolit uchun: (C 1 +x)x=(c -x) ifodani yozish mumkinligi aniqlandi va quyidagi xulosalarga kelindi: 1) MCl elektrolit membrananing ikkala tomoniga bir xilda tarqalmaydi; ) kolloid eritma joylashgan tomonda elektrolit konsentratsiyasi kamroq bo`ladi; 3) MCl elektrolit membrananing ikkala tomoniga baravar taqsimlanmagani uchun eritma qo`shimcha osmotic bosim (Donnanning osmotik bosimi) va elektr potensiallar ayirmasi (membrane potensiali) vijidga keladi. Agar yuqoridagi tenglamadan x ni topsak, quyidagi ifoda chiqadi: x C 1 C x C yoki C C C C bu tenglama Donnan tenglamasi nomi bilan yuritiladi. Agar elektrolit konsentratsiyasi C kolloid eritma konsentratsiyasi C 1 ga qaraganda kichik bo`lsa, ya`ni C <C 1 bo`lsa, u holda C 1 C C 1 nisbat nolga yaqin bo`lganidan, elektrolit II tomondan I tomonga deyarlik o`tmaydi. Agar C >C 1 bo`lsa, ya`ni kolloid eritmaning konsentratsiyasiga qaraganda elektrolit konsentratsiyasi ortiq bo`lsa, C 1 C C nisbat ½ ga yaqin bo`ladi. U holda elektrolit ikkala tomonga qariyb baravar tarqaladi. Agar C =C 1 bo`lsa, u 1 C holda x ga tengdir: 3 x C 1 C C C C C C 3. Demak, C =C 1 bo`lganida membrananing II tomonidan I tomoniga dastlab olingan elektrolit ionlarining uchdan bir qismi o`tadi. 5. Kolloid eritmalarning osmotik bosimi animatsiyasini ko`rsatish. III. Yakuniy qism Uyga vazifa berish. Takrorlash uchun savollar. 1. Broun harakati tushunchasiga izoh bering.. Broun harakati qanday tabiatga ega? 3. Nima uchun kolloid eritmalarda diffuziya tezligi kichik bo`ladi va u qaysi qonunlarga bo`ysunadi? 4. Fluktuatsiya tushunchasiga izoh bering. 5. Kolloid eritmalardagi osmotic bosim zarracha o`lchamiga qanday bog`liq? 6. Donnanning membrane muvozanati nimadan iborat? Texnologik xarita 5 5-Mavzu: Kolloid eritmalarda yorug`likning tarqalishi

19 O`quv vaqti: 80 Talaba soni 58 Maqsad, vazifalar Talabalarning kolloid eritmalarning optik xususiyatlari bilan tanishtirish (tayanch tushunchalar: yorug`likning sochilishi, Tindal- Faradey effekti, opalestsentsiya). O`quv jarayonining mazmuni Kolloid eritmalarning optic xossalari (yorug`likning kolloid eritmalardan sochilishi, kolloid eritmalarning rangi, yorug`likning kolloid eritmalar tomonidan yutilishi va boshqalar) ni tushuntirib berish. O`quv jarayonini amalga oshirish texnologiyasi Kuzatiladigan natijalar Kelgusi rejalar Darsni olib borish shakli: og`zaki Darsni o`tkazish shakli: ma`ruza Vosita: kompyuter Nazorat: og`zaki Baholash: rag`batlantirish, 5-b sistema asosida O`qituvchi: talabalarda dars jarayoniga qiziqish va unda faol ishtirok etishni uyg`otish, materialni yaxshi o`zlashtirishga ko`maklashish. Talaba: yangi bilimlar olish, xotirani rivojlantirish, olingan bilimlarga o`zi baho berishi O`qituvchi: Kompyuter texnologiyalarini o`quv jarayoniga tatbiq qilish orqali ma`ruza materiallarini qabul qilishga va yaxshi o`zlashtirishga ko`maklashish, mavzuni zamonaviy talablar asosida o`qitish Talaba: ma`lumotlar bilan mustaqil ishlash malakasini rivojlantirish, o`z fikrini to`g`ri ifoda qilishni bilish, qo`shimcha ma`lumotlar bilan ishlash. Ma`ruza 5 5-Mavzu: Kolloid eritmalarda yorug`likning tarqalishi Dars maqsadi: Ta`lim beruvchi: talabalarni kolloid eritmalarning optic xususiyatlari bilan tanishtirish. Rivojlantiruvchi: talabalarning kolloid eritmalarning optic xossalari to`g`risidagi tasavvurlarini kengaytirish, ularning bilim olish, ko`z bilan ko`riladigan ma`lumotlar ichidan asosiysini tanlab olish qobiliyatlarini rivojlantirishni davom ettirish. Tarbiyalovchi: diqqatli bo`lish, kuzatuvchanlik, estetik hissiyot va texnika bilan ishlash qobiliyatini tarbiyalashni davom ettirish. Ko`rgazmali vosita: kompyuter, ekran, proektor. Texnologiya: o`quv texnika vositalaridan foydalanib ma`ruza o`qish (kompyuter texnologiyasi) Dars bo`limlari: II. Asosiy qism III. Yakiniy qism Dars jarayonining mazmuni: Reja. Auditoriyani darsga tayyorlash (5+5 min)

20 II. Asosiy qism (60 min) 1. Kolloid eritmalarda yorug`likning tarqalishi. Tindal-Faradey effekti.. Tindal-Faradey effekti animatsiyasini ko`rsatish 3. Ultramikroskop va electron mikroskop ishlash prinsiplari, rentgenografiya, elektronografiya metodlari. 4. Ultramikroskop tuzilishini animatsiyasini ko`rsatish. 5. Nefelometriya metodi. 6. Nefelometr tuzilishini animatsiyasini ko`rsatish. III. Yakuniy qism (10 min) Uyga vazifa berish. Takrorlash uchun savollar. Auditoriyani darsga tayyorlash. II. Asosiy qism 1. Kolloid eritmalarda yorug`likning tarqalishi. Tindal-Faradey effekti. Kolloidlarning optik xossalari qatoriga yorug`likning kolloid eritmalarda tarqalishi, kolloid eritmalarning rangi, yorug`likning kolloidlarga yutilishi, qutblangan yorug`lik tekisligining aylanish hamda ultramikroskopik, elektronomikroskopik va rentgenoskopik xossalar kiradi. Zollarga rangdorlik xossalari xos. Zollarning o`tayotgan yorug`likdagi rangi ularning darajasiga, zarrachalarning kimyoviy tabiati va shakliga bog`liq holda o`zgaradi. Disperslik darajasi yuqori bo`lgan metal zollarining rangi, odatda, qizil va to`q sariq, disperslik darajasi past bo`lgan metal zollari binafsha va ko`k tusli bo`ladi. Masalan, oltinning disperslik darajasi yuqori bo`lgan zollari qizil tusli bo`lib, disperslik darajasi past bo`lgan zollari binafsha va ko`k tuslidir. Metal zollarining o`tayotgan yorug`likdagi rangi yutilgan nurning to`lqin uzunligiga ham bog`liq. Projector nuri, tuman, tutun havo ranglidir. Osmonning ko`k tusda bo`lishiga sabab quyosh nurining havo qavatlarida to`lqin uzunligiga qarab turli darajada tarqalishidir. Agar jismga tushayotgan yorug`likning to`lkin uzunligi jism zarrachalariga qaraganda kichik bo`lsa, yorug`lik geometric optika qonunlariga muvofiq, jismdan qaytadi. Lekin jism zarrachalarining kattaligi tushayotgan nurning to`lqin uzunligidan ancha kichik (masalan, uning 0,1 qismi qadar) bo`lsa, bu holda sodir bo`ladigan optic hodisalar ichida yorug`likning tarqalishi asosiy o`rinni tutadi. Shuning uchun kolloid dispers va dag`al sistemalar ko`zga ko`rinadigan yorug`lik nuri bilan yoritilganda, dispers faza zarrachalari tushayotgan yorug`lik nurlarini tarqatib yuboradi. Dispers sistemadan intensiv yorug`lik nuri o`tkazib, sistemaga yorug`lik nuri qo`nalishiga nisbatan biror burchak ostida qaraganimizda, uning ichida yorug` konusni ko`ramiz. Bu hodisani avval Faradey, so`ngra Tindal tekshirgan edi. Shuning uchun bu hodisa Tindal- Faradey effekti deb ataladi. Tindal-Faradey effektini ko`rish uchun to`rt qirrali shisha idishga (kyuvetaga) dispers sistema (C) solinadi-da, qora parda oldiga qo`yilib, proektsion fonar (A) bilan yoritiladi (8- rasm). Bu tajribada yorug` konus hosil bo`ladi, buning sababi shundaki, kolloid zarrachalarga tushgan yurug`lik zarrachalar tomonidan tarqatiladi, natijada har qaysi zarracha xuddi yorug`lik beruvchi nuqtadek bo`lib ko`rinadi. Mayda zarrachalarning yorug`lik tarqatish hodisasi opalestsensiya deyiladi. chin eritmalarda, toza suyuqliklar aralashmasida yorug`lik nihoyatda kam tarqaladi va Tindal-Faradey effekti yuz bermaydi. Uni faqat maxsus asboblar yordamida ko`rish mumkin. ba`zan tashqi ko`rinishiga qarab kolloid eritmani chin eritmadan ajratib bo`lmaydi, ayni sistemani kolloid yoki chin eritma ekanligini aniqlashda Tindal-Faradey effektidan foydalaniladi. Tindal-Faradey effektining intensivligi zolning disperslik darajasi ortishi bilan kuchayadi, disperslik ma`lum darajaga borganda maksimumga yetadi-da, so`ngra pasayadi. Dag`al dispers sistemalarda (ularning zarrachalari yorug`lik to`lqin uzunligidan katta bo`lganligi sababli) muhit-zarracha chegarasida yorug`likning tartibsiz qaytishi va betartib sinishi natijasida yorug`likning sochilishi hodisasi kuzatiladi. Dagal diapers sistemalarda to`lqin

21 uzunliklari turlicha bo`lgan nurlar bir xilda tarqaladi. Agar sistemaga oq nur tushsa, sistemadan tarqalgan nur ham oq bo`ladi. Kolloid zarrachalardan nurning tarqalish hodisasi o`sha nurning to`lqin uzunligiga bog`liq bo`ladi. Reley qonuniga muvofiq, kolloid sistema orqali yorug`lik o`tayotganida difraksiya tufayli tarqalgan yorug`likninf intensivligi kolloid zarrachalarning soniga, zarracha hajmining kvadratiga mutanosib bo`lib, tushayotgan nur to`lqin uzunligining to`rtinchi darajasiga nomutanosibdir: J kj vv n n 1 ( ) 0 4 n 1 n Bunda J 0 yorituvchi nur ravshanligi (intensivligi), J kolloid zarrachadan tarqalayotgan nur intensivligi, v sistemaning hajm birligidagi zarrachalar soni, V har qaysi zarrachaning hajmi, n 1 kolloid zarrachani hosil qilgan moddaning yorug`likni sindirish koeffitsienti, n dispersion muhitni hosil qilgan moddaning yorug`likni sindirish koeffitsienti, k mutanosiblik koeffitsienti, λ tushayotgan nur to`lqin uzunligi. Bu tenglamadagi n 1 ning qiymatigina moddaning kimyoviy tabiatiga bog`liq. Agar n 1 va n lar o`zaro teng bo`lsa, bunday sistemada Tindal-Faradey effekti kuzatilmaydi. Ikki faza moddalarining yorug`likni sindirish koeffitsientlari o`rtasidagi ayirma qanchalik katta bo`lsa, Tundal-Faradey effekti shunchalik ravshan namoyon bo`ladi. Reley tenglamasi zarrachalarning radiusi yorug`lik to`lqin uzunligining 0,1 qismidan, ya`ni zarrachalarning o`lchami nm dan katta bo`lmagan, kolloid eritmalar uchungina qo`llanila oladi. Tenglamadan ko`rinib turibdiki, yoyilgan nurning to`lqin uzunligi tushyotgan nur to`lqin uzunligining to`rtinchi darajasiga nomutanosib bo`lganligi sababli yoyilish natijasida polixromatik nur ancha qisqa to`lqin uzunligiga ega bo`lgan bo`laklarga ajraladi. Shu sababli kolloid eritmani yon tomondan polixromatik (ya`ni oq) nur bilan yoritilganda kolloid eritma zangoriroq tusga ega bo`ladi.. Tindal-Faradey effekti animatsiyasini ko`rsatish 3. Ultramikroskop va electron mikroskop ishlash prinsiplari, rentgenografiya, elektronografiya metodlari. Kolloid eritma zarrachalarining o`lchami 100 nm dan kichik bo`ladi; ammo ko`zga ko`rinadigan yorug`lik to`lqinining uzunligi nm orasida bo`ladi. Shu sababdan oddiy mikroskop vositasida kolloid eritma zarrachalarini ko`rib bo`lmaydi yilda Zigmondi Tindal-Faradey effektidan foydalanib, ultramikroskop yasadi (9-rasm). Oddiy mikroskop bilan ultramikroskop orasidagi asosiy farq shundaki, oddiy mikroskopda ko`riladigan jism yorug`lik manbai bilan mikroskop oralig`iga qo`yiladi, ultramikroskopda esa yon tomonidan yoritiladi, demak kuzatuvchiga kolloid zarrachalar tomonidan tarqatilgan yorug`lik ko`rinadi. Ultramikroskopda manbadan tushayotgan nur bilan ko`rinadigan nur bir-biriga perpendikulyar bo`ladi va manbadan chiqqan nur mikroskopga tushmaydi, shuning uchun bu mikroskopda qorong`ulik ko`rinadi. manbadan chiqqan nur kolloid zarrachaga tushirilganda, zarracha bu nurnu tarqatadi va natijada zarracha yorug`lik manbai sifatida xizmat qiladi. Ultramikroskopda zarrachaning o`zi emas, shu zarracha tomonidan tarqatilgan nur ko`rinadi. Bunday mikroskop yordamida faqat ma`lum hajmga ega bo`lgan kolloid zarrachalarning soni hisoblanadi, lekin har qaysi zarrachaning shakli va katta-kichikligini bevosita aniqlab bo`lmaydi. Ammo, ba`zi usullardan foydalanib, bu usulda olingan natijalar asosida zarrachalarning o`lchamini taxminan hisoblab topsa bo`ladi. Kolloid sistemalar polidispers bo`lganligi uchun hamma vaqt zarrachalarning o`rtacha radiusi topiladi. Ultramikroskop yordamida hajm birligidagi zarrachalar soni n ni hisoblab topish mumkin. Dispers faza moddasining zichligi d, zarrachalar soni n va kolloid eritmaning massa konsentratsiyasi C ma`lum bo`lsa, zarracha hajmini v hisoblab topish qiyin emas:

22 C nd Agar zarrachani sfera shakliga ega deb faraz qilsak, uning hajmi (bunda r zarrachalarning o`rtacha radiusi); binobarin uchun V=1 3 yoki 3 1 V ; sferik zarracha uchun 4 V r r ga teng bo`ladi 4 3 r C ; kub shaklidagi zarracha 3 nd 3V 3 yoki r 3 bo`ladi. Kolloid zarrachalarning shaklini electron mikroskop yordamidagina aniqlash mumkin yilda elektron mikroskop kashf qilindi. Elektron mikroskopda yorug`lik nuri o`rnida elektronlar oqimidan foydalaniladi, chunki ularni elektromagnitlar yordamida boshqarish qulay. Bu mikroskopda katoddan chiqqan elektronlar oqimi elektromagnit g`altakning magnit maydoniga kiradi. Bu maydon elektronlarni zichlashtiradi, tekshirilayotgan jismga yuboradi. Elektronlar jismning zich qismlaridan kam, zich bo`lmagan qismlaridan ko`p o`tib, ikkinchi va uchinchi magnit maydonlariga boradi, natijada ekranda yoki fotoplastinkada jismning kattalashgan tasviri hosil bo`ladi. Kolloid zarrachalarining ichki strukturasi va uning turli jarayonlar vaqtida o`zgarishi rentgenograf va elektronograf usullari yordamida aniqlanadi. Kolloid sistemalarni tekshirishda bu usullarning biri roentgen nurlarining, ikkinchisi esa elektronlar oqimining qo`llanilishiga asoslangan. Rentgenograf usulidan foydalanib, kolloid zarrachalarning ichki tuzilishi haqida ma`lumot olish mumkin. kolloid zarracha o`lchamlari nihoyatda kichik bo`lganligi uchun kolloid sistemalarning rentgenograf yordamida olingan monokristallar qo`llanilishiga asoslangan Laue diagrammalari u qadar aniq chiqmaydi; ko`pincha bu sohada Debay-Sherrer diagrammalarini hosil qilish bilan chegaralanadi. Debay Sherrer diagrammalarini tekshirish yo`li bilan xilma-xil kolloidlarning ko`pchiligi kristall tuzilishga ega ekanligini aniqlash mumkin bo`ldi. Ayniqsa o`gir metallarning zollari va ularning birik,alarinidan hosil bo`lgan zollarni tekshirish samarali natijalar berdi. Buning sababi shundaki, rentgen nurlari og`ir metal atomlariga tushganda nur nihoyatda kuchli yoyiladi. Bu hodisaga dispersion muhit u qadar halal bermaydi. 4. Ultramikroskop tuzilishini animatsiyasini ko`rsatish. 5. Nefelometriya metodi. Opalestsensiya hodisasiga asoslanib, kolloid eritmalarning konsentratsiyasini va kolloid zarrachalarning o`rtacha o`lchamini aniqlaydigan asbob nefelometr deb ataladi (10- rasm). Agar ma`lum nur manbaidan foydalanilsa, aniq dispers faza va aniq dispersion muhitlar uchun Reley tenglamasiga kiradigan ba`zi kattaliklar (n 1, n, λ, ρ) o`zgarmay qoladi. shundan Reley tenglamasi quyidagi qisqa shaklni oladi: Bu yerda: K 4 p 4 3 n 1 n 1 n n const I K C V Nefelometrik tekshirishlar uchun ikkita bir xil silindrik idish olib (4,5), ularning biriga konsentratsiyasi ma`lum (standart) kolloid eritma, ikkinchisiga tekshirish uchun berilgan kolloid eritma solinadi. Ikkala idish bitta yorug`lik manbaidan yoritiladi (1). Bu vaqtda ikkala idishda Tindal effekti vujudga keladi. Kolloid eritmalardan tarqalgan nur asbobning tepa qismidagi okulyarga tushadi (10). Sinaladigan kolloid eritmaning konsentratsiyasi standart kolloid eritma konsentratsiyasiga teng bo`lmasa, ikkala kolloid eritmalardan tarqalgan yorug`likning intevsivligi har xil bo`ladi; natijada okulyarda ko`rinadigan ikkita yarim doiraning biri yorug`roq va ikkinchisi qorong`iroq bo`ladi. Kolloid eritmalardan tarqalgan yorug`likning intensivligi zolning konsentratsiyasiga proportsional bo`lgani uchun sinaladigan va standart kolloid eritmaga I 0 4

23 tushgan nurlar bir xil sonli zarrachalardan tarqalgandagina okulyardagi ikkala yarim doira bir xilda yoritiladi. Silindrik shisha idishlardan birini (,3) (maxsus moslama yordami bilan) yuqoriga ko`tarish yoki pastga tushirish orqali idishdagi kolloid eritmalarning yoritiladigan balandliklarini o`zgartirib ikkala yarim doirani birdek yoritishga erishish mumkin. faraz qilaylik, bu balandliklar h 1 va h bo`lib, ikkala eritmadagi kolloid zarrachalarning hajmlari bir-biriga teng bo`lsin, u holda ikkala eritma uchun K`=KV=const bo`ladi. Doiraning ikkala yarim qismlari bir xilda ravshanlikka ega bo`lganligi sababli: I 1 =I =K`.C 1. I 01 =K`.C. I 0 tenglikka ega bo`lamiz. Bu yerda I 01 sinalayotgan eritmadagi yorug`lik kuchi, I 0 standart kolloid eritma solingan idishdagi yorug`lik kuchi, C 1 sinaladigan eritma konsentratsiyasi, C standart kolloid eritma konsentratsiyasi. Yuqoridagi tenglamani o`zgartirib, quyidagicha yozamiz: demak, h 1 C 1 C C C asosida C 1 1 ni hisoblay olamiz. h 6. Nefelometr tuzilishini animatsiyasini ko`rsatish. III. Yakuniy qism (10 min) Uyga vazifa berish. Takrorlash uchun savollar. 1. Tindal-Faradey effekti nimadan iborat?. Ultramikroskop tuzilishini tushuntirib bering. 3. Elektron mikroskop, rentgenograf, elektronograflarning ahamiyati nimadan iborat? 4. Opalestsensiya tushunchasini izohlab bering. 5. Nefelometr nimani aniqlaganda qo`llaniladi? I I 0 01 C Texnologik xarita 6 6-Mavzu: Sirt hodisalari. Sirt energiyalari O`quv vaqti: 80 Talaba soni 58 Maqsad, vazifalar Talabalarning erkin va solishtirma sirt energiyalari va suyuqlik hamda qattiq jismlarning sirt tarangligi haqidagi tasavvurlarini chuqurlashtirish (tayanch tushunchalar: solishtirma sirt, sirt taranglik, gidrofil va gidrofob sirtlar). O`quv jarayonining mazmuni Sirt qavat tarkibi, uning xossalari, tuzilishi, sirtga ta`sir etuvchi kuchlar, sirt energiyasi kabi O`quv jarayonini amalga oshirish texnologiyasi Kuzatiladigan natijalar Kelgusi rejalar h h 1 sirt hodisalarni tushuntirib berish. Darsni olib borish shakli: og`zaki Darsni o`tkazish shakli: ma`ruza Vosita: kompyuter Nazorat: og`zaki Baholash: rag`batlantirish, 4-b sistema asosida O`qituvchi: o`quv materiallarini oson va yaxshi o`zlashtirishga yordam berish. Talaba: yangi bilimlar olish, xotirani rivojlantirish, olingan bilimlarga o`zi baho berishi O`qituvchi: Kompyuter texnologiyalarini o`quv jarayoniga tatbiq qilish orqali ma`ruza

24 Ma`ruza 6 6-Mavzu: Sirt hodisalari. Sirt energiyalari materiallarini qabul qilishga va yaxshi o`zlashtirishga ko`maklashish, o`z ustida ishlash, mavzuni zamonaviy talablar asosida o`qitish Talaba: ma`lumotlar bilan ishlash malakasini rivojlantirish, o`z fikrlarini to`g`ri ifoda qilishga erishish. Dars maqsadi: Ta`lim beruvchi: talabalarga erkin va solishtirma sirt energiyalari hamda suyuqlik va qattiq jismlarning sirt tarangligi haqidagi tushunchalarni har tomonlama yetkazib berish. Rivojlantiruvchi: sirt qavatning umumiy xarakteristikasi haqidagi tasavvurni rivojlantirishni davom ettirish, sabab va natija aloqalarini topa bilish. Tarbiyalovchi: darsda e`tiborli bo`lishlik, kuzatuvchanlik, taviatga bo`lgan ehtiyotkorlik munosabatlarni tarbiyalashni davom ettirish. Ko`rgazmali vosita: kompyuter, ekran, proektor. Texnologiya: o`quv texnika vositalaridan foydalanib ma`ruza o`qish (kompyuter texnologiyasi) Dars bo`limlari: II. Asosiy qism III. Yakiniy qism Dars jarayonining mazmuni: Reja. Auditoriyani darsga tayyorlash (5+5 min) II. Asosiy qism (60 min) 1. Asosiy tushunchalar.. Sirt hodisalarning sinflarga bo`linishi. 3. Sirt qavatning umumiy xarakteristikasi 4. Suyuqlikning sirt tarangligi va to`liq sirt energiya 5. Suyuqlikning sirt tarangligi hosil bo`lish animatsiyasini ko`rsatish. 6. Qattiq jismlarning sirt tarangligi. III. Yakuniy qism (10 min) Uyga vazifa berish. Takrorlash uchun savollar. Auditoriyani darsga tayyorlash. II. Asosiy qism 1. Asosiy tushunchalar Ma`lumki, kolloid sistemalarning barcha xossalarini geterogenlik va disperslikka bog`lash mumkin. Dispers sistemalarning geterogenlik yoki ko`p fazalik belgisi kolloid kimyoda fazalararo sirtlar, sirt qavatlar mavjudligini ta`minlovchi belgi sifatida namoyon bo`ladi. Dispers sistemalarning disperslik darajasi (D) deganda, dispers zarrachaning o`lchami a ga teskari qiymat tushuniladi. Bu o`rinda yana uchinchi termin solishtirma sirt S sol tushunchasi ham ishlatiladi. U quyidagicha ta`riflanadi: fazalararo sirt kattaligi S ning ayni faza hajmi V va nisbati shu fazaning solishtirma sirti deb ataladi: S sol Bu uch kattalikda a kichraysa, 1/a va S sol kattalashadi. S V

25 Disperslik darajasining kattalashishi sistemada sirt hodisalar rolining ahamiyatini oshiradi. Shunday qilib, kolloid sistemalarning miqdor belgisi disperslik darajasi bo`lib, uning sifat belgisi geterogenlikdir. Bu ikkala belgi surt hodisalar bilan chambarchas bog`liqdir. Fazalararo sirtning mavjudligi sirt taranglik borligidan darak beradi. Sirt taranglik ayni sistemaning geterogenlik darajasini xarakterlaydi. Fazalararo sirt kattaligining sirt taranglik koeffitsientiga ko`paytmasi ayni sirtning erkin energiyasi qiymatini ko`rsatadi: bu yerda: σ sirtni 1 sm koeffitsienti deb ataladi.. Sirt hodisalarning sinflarga bo`linishi. A S kattalashtirish uchun sarflanadigan ish bo`lib, u sirt taranglik Sirt hodisalarni sinflarga bo`lishda sirt qavat qanday ekanligiga e`tabor beriladi. O`zaro bir-biriga tegib turgan fazalar orasidagi chegara sirt qavatlar moddalarning agregat holatiga qarab quyidagi sinflarga bo`linadi: 1. Gaz-suyuqlik;. Gaz-qattiq jism. 3. Suyuqlik-suyuqlik. 4. Suyuqlik-qattiq jism. 5. Qattiq jism qattiq jism. Sirt hodisalarni sinflarga ajratishda termodinamikaning 1- va -qonunlarining birlashgan tenglamasidan foydalanish ancha qulaylik tug`diradi. Darhaqiqat, bu tenglamani sirt qavat uchun quyidagi ko`rinishda ifodalash mumkin: G Sdt VdP ds ` dn i dq bu yerda ΔG isobar potensial (Gibbs energiyasining o`zgarishi), S entropiya, V hajm, σ sirt taranglik, n i komponent i ning mol sonlari, υ elektr potensial, S` - sirt yuzasi, q zaryad miqdori, μi komponent i ning kimyoviy potensiali. Bu tenglama issiqlik, mexanik, sirt, kimyoviy va elektr energiyalar o`zgarishining algebraik yig`indisi ekanligini ko`rsatadi. Bu tenglamadan yana shuni ko`rish mumkin-ki, 1) sirt energiyasi Gibbs energiyasiga, ) issiqlikka, 3) mexanik energiyaga, 4) kimyoviy energiyaga, 5) elektr energiyaga aylana oladi. Demak, sirtda besh tur hodisa sodir bo`lish imkoniyati mavjud. Bularning barchasida sirt energiya boshqa tur energiyaga aylanishi mumkin. Energiyaning bu aylanishlari disperslik darajasi o`zgargan sari moddaning kimyoviy reaksiyalarga kirishish qobiliyatining adgeziya (yani turli xil shakldagi moddalarning molekulalari orasidagi o`zaro tortishuv kuchlarining namoyon bo`lishi) va kogeziya (ya`ni bunda bir tur fazaga oid modda molekulalari orasidagi o`zaro tortishish kuchlari) o`zgarishi bilan, kappilyarlik hodisalari bilan, adsirbsiya va elektr potensiallarning o`zgarishi bilan birgalikda sodir bo`ladi. Ikki faza orasida barqaror chegara sirt mavjudligining asosiy sharti erkin sirt energiyasining musbat ishorali bo`lishidir. Agar bu energiyaning qiymati manfiy ishorali (yoki nol) bo`lsa, chegara sirt mavjud bo`lmaydi, bunda tasodifiy fluktatsiyalar tufayli bir faza ikkinchi fazaga tarqalib ketadi. 3. Sirt qavatning umumiy xarakteristikasi Suyuq va qattiq jismlardan iborat sistemalardagina fazalararo sirtlar mavjud bo`la oladi. Suyuq va qattiq gomogen fazalarning ichki tuzilishi o`zgarishi bilan sirt qavat shakli va xossalari o`zgaradi. Suyuqlik molekulalari doimo harakatda bo`lganligi tufayli unda bug` bosimi paydo bo`lib, sirtida bug`lanish, kondensatlanish kabi hodisalar to`xtovsiz sodir bo`lib turadi, binobarin suyuqlik sirt doimo yangilanib turadi. Molekulalararo kuchlar mavjud bo`lgani uchun suyuqlik ma`lum qalinlikdagi sirt hosil qilib turadi. Suyuqlik sirt qavatning ichki chegarasi sirtidan boshlab suyuqlikning hajmidagi tuzilishi boshlanadigan chuqurlikka qadar davom etadi. Sirt qavatining qalinligi bir necha molekula diametri kattaligiga teng. i

26 Qattiq jism sirti dastlab qanday shaklda bo`lsa, uzoq vaqt o`sha shaklda qoladi. Suyuqlik suyuqlik ( ta suyuqlik) orasidagi sirt qavat qismdan iborat: uning bir qismi 1 suyuqlikda, ikkinchisi esa suyuqlikda bo`ladi. 4. Suyuqlikning sirt tarangligi va to`liq sirt energiya Suyuqlikning ichki qismidagi molekulani boshqa molekulalar hamma tomondan bir xilda tortib turadi va barcha kuchlar bir-birini muvozanatlaydi. Lekin suyuqlik sirtida turgan molekulalarni suyuqlik ichidagi qo`sh molekulalar kuchliroq tortadi, gaz fazadagi molekulalar o`sha molekulani juda o`z kuch bilan tortadi. Shu sababli suyuqlik sirtida turgan molekulalar mumkin qadar suyuqlik ichiga kirishga intiladi. Boshqacha aytganda, suyuqlik o`z sirtini kattalashtirish uchun ish sarf qilishi kerak. Aksincha, suyuqlik sirti kamayganida energiya ajralib chiqadi. Demak, suyuqlik sirt qavati ma`lum energiya zahirasiga ega. U suyuqlikning sirt energiyasi deyiladi. Suyuqlik sirtini 1 sm ga kattalashtirish uchun sarf qilish kerak bo`lgan energiya miqdori shu suyuqlikning sirt taranglik koeffitsiyenti yoki to`g`ridan to`g`ri sirt tarangligi deyiladi. Sirt taranglikning kelib chiqish sababi suyuqlik molekulalari orasidagi bog`lanishdir. Ayni modda molekulalari orasidagi bog`lanish qancha kichik bo`lsa, ularning sirt tarangligi shuncha katta qiymatga ega bo`ladi. Bundan quyidagi xulosa kelib chiqadi: qutbli suyuqlikning suyuq-gaz chegarasidagi sirt tarangligi qutbsiz suyuqliklarning surt tarangligidan katta bo`ladi. Suyuqliklar ichida simob eng katta sirt taranglikka ega, undan keyin suv va organik moddalar turadi, siqilgan gazlar eng kichik sirt taranglik namoyon qiladi. Suyuqliklarda sirt taranglikning temperatura koeffitsiyenti d dt t0 kritik temperaturagacha deyarli o`zgarmas qiymatga ega bo`ladi. Kritik temperaturaga yetganda suyuq va gaz fazalar orasidagi farq yo`qolib sirt taranglik nolga teng bo`ladi. Suyuqlik suyuqlik sistemada ham, kritik erish temperaturada (yani la suyuqlik bir birida cheksiz eruvchan bo`lib qolgan temperaturadan keyin) sirt taranglik nolga teng bo`lib qoladi. 5. Suyuqlikning sirt tarangligi hosil bo`lish animatsiyasini ko`rsatish. 6. Qattiq jismlarning sirt tarangligi. Qattiq jismlarda molekulalararo tortishish kuchlari suyuqlikdagi molekulalararo tortishish kuchlaridan ancha ortiq bo`lgani uchun qattiq jismlarning sirt tarangligi kattaroq qiymatlar bilan xarakterlanadi. U. U. Jukov ba`zi qattiq jism (kristallar) larning sirt taranglik qiymatlarini topib quyidagi jadvalga joyladi. Jadval Ba`zi kristall moddalarning sirt tarangligi qiymatlari Modda Temperatura, o C σ, erg/sm СaF SrSO BaSO PbF AgCrO CaSO. 4 H O PbJ III. Yakuniy qism (10 min) Uyga vazifa berish. Takrorlash uchun savollar.

27 Nazorat savollari 1. Ikki faza orasida barqaror chegara sirt mavjudligining asosiy sharti nimadan iborat?. Sirt qavat qanday parametrlar bilan xarakterlanadi? Solishtirma sirt nima? 3. Qattiq jism sirti suyuqlik sirtidan nimalar bilan farqlanadi? 4. Sirt taranglik nima? U qanday kattaliklar bilan o`lchanadi? 5. Sirt taranglik bilan modda tuzilishi orasida bog`lanish bormi? 6. Sirt taranglik temperatura ortganida qanday o`zgaradi? Texnologik xarita 7 7-Mavzu: Qattiq jism sirtining suyuqlik bilan ho`llanilishi O`quv vaqti: 80 Talaba soni 58 Maqsad, vazifalar Talabalarning e`tiborini suyuqlik va qattiq jism chegarasida bo`ladigan hodisalarni, jumladan, qattiq jism sirtining suyuqlik bilan ho`llanishi kabi masala qaratish. Bunday tekshirishda kuch: suyuqlik molekulaalrining o`zaro va suyuqlik molekulalari bilan qattiq jism molekulalari orasidagi tortishish kuchlarini hisobga olishga o`rgatish. O`quv jarayonining mazmuni Qattiq jism sirtining suyuqlik bilan ho`llanishini flotatsiya, kapillyar bosim va biologic hodisalarda, tibbiyotda, ishlab chiqarishda, texnikada hamda xalq xo`jaligidagi ahamiyatini ochib berish. O`quv jarayonini amalga oshirish texnologiyasi Kuzatiladigan natijalar Kelgusi rejalar Dars maqsadi: Darsni olib borish shakli: og`zaki Darsni o`tkazish shakli: ma`ruza Vosita: kompyuter Nazorat: og`zaki Baholash: rag`batlantirish, 4-b sistema asosida O`qituvchi: talabalarda dars jarayoniga qiziqish va unda faol ishtirok etishni uyg`otish, materialni yaxshi o`zlashtirishga ko`maklashish. Talaba: yangi bilimlar olish, xotirani rivojlantirish, olingan bilimlarga o`zi baho berishi O`qituvchi: Kompyuter texnologiyalarini o`quv jarayoniga tatbiq qilish orqali ma`ruza materiallarini qabul qilishga va yaxshi o`zlashtirishga ko`maklashish, o`z ustida ishlash, mavzuni zamonaviy talablar asosida o`qitish Talaba: ma`lumotlar bilan ishlash malakasini rivojlantirish, o`z fikrlarini to`g`ri ifoda qilishga erishish. Ma`ruza 7 7-Mavzu: Qattiq jism sirtining suyuqlik bilan ho`llanilishi

28 Ta`lim beruvchi: talabalarni qattiq jism sirtining suyuqlik bilan ho`llanishini, gidrofob va gidrofil sirtlar xususiyatlarini tushuntirish. Rivojlantiruvchi: talabalarning qattiq jism sirtining suyuqlik bilan ho`llanishi tushuntirgan holda ho`llanish turli texnologik jarayonlarda, xususan ruda va ko`mirlarni boyitishda va boshqalarda katta rol o`ynashi haqidagi tasavvurlarni kengaytirish, ularning bilim olish, ko`z bilan ko`riladigan ma`lumotlar ichidan asosiysini tanlab olish qobiliyatlarini rivojlantirishni davom ettirish. Tarbiyalovchi: diqqatli bo`lish, kuzatuvchanlik, estetik hissiyot va ro`zg`or asboblari va texnika bilan ishlash qobiliyatini tarbiyalashni davom ettirish. Ko`rgazmali vosita: kompyuter, ekran, proektor. Texnologiya: o`quv texnika vositalaridan foydalanib ma`ruza o`qish (kompyuter texnologiyasi) Dars bo`limlari: II. Asosiy qism III. Yakiniy qism Dars jarayonining mazmuni: Reja. Auditoriyani darsga tayyorlash (5+5 min) II. Asosiy qism (60 min) 1. Qattiq jism sirtining suyuqlik bilan ho`llanishi.. Ho`llanishning animatsiyasini ko`rsatish. 3. Ho`llanishning miqdoriy ifodasi 4. Kogeziya va adgeziya 5. Kogeziya va adgeziya animatsiyasini ko`rsatish. 6. Ho`llanish issiqligi III. Yakuniy qism (10 min) Uyga vazifa berish. Takrorlash uchun savollar. Auditoriyani darsga tayyorlash. II. Asosiy qism 1. Qattiq jism sirtining suyuqlik bilan ho`llanishi. Suyuqlik va qattiq jism chegarasida bo`ladigan hodisalarni, jumladan, qattiq jism sirtining suyuqlik bilan ho`llanishini tekshirishda ikki kuchni: suyuqlik molekulalarining o`zaro va suyuqlik molekulalari bilan qattiq jism molekulalari orasidagi tortishish kuchlarini hisobga olish kerak bo`ladi. 1. Agar suyuqlik molekulalarining o`zaro tortishish kuchi suyuqlik molekulalari bilan qattiq jism molekulalari orasidagi tortishish kuchidan kam bo`lsa, suyuqlik qattiq jismni ho`llaydi. 1 rasm. Vertikal qattiq jismni ho`llayotgan suyuqlik va bunday suyuqlikning gorizontal qattiq jism sirtiga tushurilgan tomchisi. Suyuqlik sirtiga o`tkazilgan urinma bilan qattiq jism sirtiga o`tkazilgan urinma orasidagi burchak chet burchak (yoki ho`llanish burchagi) deb ataladi va θ harfi bilan ifodalanadi. Agar suyuqlik qattiq jismni ho`llasa θ π/ bo`ladi. Agar θ=0 bo`lsa, suyuqlik qattiq jismni to`la ho`llagan bo`ladi. 1-rasmda vertical qattiq jismni ho`llayotgan suyuqlik va suyuqlikning gorizontal qattiq jism sirtiga tushirilgan tomchisi tasvirlangan.

29 . Agar suyuqlik molekulalarining o`zaro tortilish kuchi suyuqlik molekulalari bilan qattiq jism molekulalari orasidagi tortilish kuchidan ortiq bo`lsa, suyuqlik qattiq jismni ho`llamaydi (-rasm). -rasm. Qattiq jismni ho`llamaydigan suyuqlik Qattiq jismni ho`llamaydigan suyuqlik tomchisi qattiq jism sirtida ellipsoid shaklini oladi. Bu holda chet burchak o`tmas (ya`ni θ>π/) ekanligi -rasmda aniq ko`rsatilgan. Agar chet burchak 180 o ga teng (ya`ni θ=π) bo`lsa, suyuqlik qattiq jismni sira ham ho`llamaydi. Lekin amalda bunday moddalar uchramaydi, juda o`z bo`lsa ham suyuqlik qattiq jismni ho`llaydi. Shuni ham aytib o`tish kerakki, har bir suyuqlik ba`zi qattiq jismlarni ho`llaydi, ba`zilarini ho`llamaydi. Masalan, suv toza shisha sirtini ho`llaydi, ammo paraffin sirtini ho`llamaydi; simob shisha sirtini ho`llamaydi, lekin toza temir sirtini ho`llaydi. Suv bilan ho`llanadigan qattiq jism sirti gidrofil sirt deb ataladi, ho`llanmaydigan sirt gidrofob yoki olefil sirtlar deyiladi. paraffin, talk, grafit, oltingugurt sirtlari shular jumlasiga kiradi. Sirtlarni sun`iy ravishda biror suyuqlik bilan ho`llanadiganyoki ho`llanmaydigan qilish mumkin. Masalan, biror qattiq uglevodorodning sirtiga sirt-faol modda surkab, uni suv bilan ho`llanadigan holatga keltirish mumkin. Ho`llanish turli texnologik harayonlarda chunonchi, ruda va ko`mirlarni boyitishda katta rol o`ynaydi. Suvda kambag`al ruda suspenziyasi tayyorlab, unda maxsus sirt-faol modda qo`shilganida, qimmanbaho rudaning sirti gidrofoblanadi, bo`sh jins, ya`ni kvarts, silikatlar, ohaktoshlar ho`llanib, suv tagiga cho`kadi. Suspenziya orqali havo oqimi o`tkazilganida sirti gidrofoblangan ruda zarrachalari ko`pik holida suyuqlikning yuziga chiqadi. Bu jarayon rudaning flotatsiyasi (boyitilishi) deb ataladi. Keyingi vaqtlarda flotatsiya sanoatning boshqa sohalarida ham qo`llaniladigan bo`ldi.. Ho`llanishning animatsiyasini ko`rsatish. 3. Ho`llanishning miqdoriy ifodasi Agar qattiq jism ustiga bir tomchi ho`llovchi suyuqlik tushirsak, qattiq jism sirt energiyasi o`z qiymatini kamaytirishga intilib, suyuqlik tomchisini yoyiltirib yuboradi (3-rasm). 3-rasm. Chet burchak bilan σ 3,1, σ 3, va σ,1 orasidagi bog`lanish. 1-havo, -suyuqlik, 3-qattiq jism. Qattiq jismning gaz (havo) bilan chegarasidagi surt tarangligini σ 3,1 orqali ifodalaylik. Qattiq jism bilan suyuqlik chegarasidagi fazalararo sirt energiya σ 1,, suyuqlik tomchisini siqish yo`li bilan o`zining qiymatini kamaytirishga intiladi. Tomchi ichidagi molekulalararo kuchlar ham suyuqlik tomchisining yoyilib ketishiga qarshilik ko`rsatadi. Bu kuch rasmda σ,1 bilan ko`rsatilgan. Bu 3 ta o`rtasida muvozanat qaror topishining sharti Yung tomonidan chiqarilgan quyidagi tenglama bilan ifodalanadi: 3,1, 3,1 cos Bu tenglamadan foydalanib, ho`llanishning miqdoriy xarakteristikasi chet burchak kosinusi ekanligini aniqlaymiz: cos Ushbu tenglamadan ko`ramizki, cosθ qanchalik katta bo`lsa, ho`llanish shunchalik kuchli bo`ladi, agar θ o`tkir burchak bo`lsa, cosθ>0; bu holda qattiq jism ayni suyuqlik bilan yaxshi 3,1,1, 3

30 ho`llanadi; bunday sirt liofil sirt hisoblanadi. Aksincha, cosθ<0 bo`lsa, bu sirt yomon ho`llanadi va u liofob sirt deyiladi. 4. Kogeziya va adgeziya Ayni fazadagi modda zarrachalari (atom va molekula) orasidagi o`zaro tortishish kuchlarining namoyon bo`lishi kogeziya deb ataladi. Kogeziya moddaning uzilishiga bo`lgan qarshiligini, ichki bosimi va hokazo xossalarini xarakterlaydi. Kogeziyani yengish uchun sarflanadigan energiya modda ko`ndalang kesimi yuzining 1 sm ga to`g`ri keladigan ish miqdori bilan ifodalanadi. Agar kesim yuzi 1 sm bo`lgan jism uzilsa, sm, yangi sirt hosil bo`ladi. Shu sababli kogeziyani yengish uchun bajarilgan ish: A k =σ formula bilan ifodalanadi (bu yerda σ sinaladigan jismning havo bilan chegarasida sirt tarangligi). Endi adgeziyani qarab chiqamiz. Turli fazalardagi moddalar zarrachalari orasida o`zaro ta`sir kuchlarining namoyon bo`lishi adgeziya deb ataladi. Bir moddaning sirti boshqa modda sirtiga tekkanda va bir-biriga tortilganida adgeziya hodisasi sodir bo`ladi. Demak, adgeziyada bajarilgan ishni fazalararo sirt qavatni bir-biridan ajratish uchun zaruriy energiya deb qarash mumkin. Bu holda ta faza mavjud bo`lgani uchun fazalararo yangi sirt hosil bo`ladi. Natijada sistemaning dastlabki erkin energiyasi adgeziyada bajarilgan ish qiymati qadar kamayadi. Shunga ko`ra Dyupre adgeziyada bajarilgan ish uchun quyidagi tenglamani taklif qildi: A a =σ,1 +σ 3,1 -σ,3 Bu yerda: A a adgeziyada bajarilgan ish; σ,1 birinchi faza bilan havo chegarasidagi sirt taranglik; σ 3,1 ikkinchi faza bilan havo orasidagi sirt taranglik, σ,3 birinchi va ikkinchi fazalararo sirt taranglik. A a ni suyuqlikning sirt tarangligi σ,1 va ho`llanish birchagining kosinusidan hisoblab chiqarish mumkin. Aa= σ,1 (1+cosθ) Adgeziya qancha kuchli namouon bo`lsa, cosθ shuncha katta qiymatga ega bo`ladi. Adgeziya hodisasi fazalararo sirt taranglikning o`z o`zicha kamayishi natijasida kelib chiqadi. Binobarin, adgeziya termodinamik jihatdan o`z-o`zicha sodir bo`la oladigan jarayonlar jumlasiga kiradi. Adgezion o`zaro ta`sirning kattaligi Van-der-Vaals kuchlari qiymatlaridan tortib, to sof kimyoviy bog`lanish energiyalariga qadar bo`lishi mumkin. Endi yana kogeziyaga qaytib, shuni aytish kerak-ki, uni suyuqlikning qaynash temperaturasi va bug`ga aylanish issiqliklari qiymati bilan xarakterlash mumkin. Biror adsorbent suyuqlikka tushirilganida ho`llanish issiqligi ajralib chiqadi. Uning qiymati: Q=S sol (E 1 -E ) bilan ifodalanadi. Bu erda S sol adsorbentning solishtirma sirti; E 1 adsorbentning adsorbent-havo chegarasidagi to`liq sirt energiyasi; E adsorbentning adsorbent-suyuqlik chegarasidagi to`liq sirt energiyasi. Nazorat uchun savollar 1. Ho`llanish hodisasi, chet burchak, ho`llanish issiqligi tushunchalariga ta`rif bering.. Ho`llanish bilan surt energiya orasidagi bog`lanishni tushuntiring. 3. Ho`llanish termodinamik jihatdan qanday jarayon? 4. Kogeziya va adgeziya miqdoriy jihatdan qanday xarakterlanadi? Texnologik xarita 8 8-Mavzu: Adsorbtsiya. Adsorbsion muvozanat O`quv vaqti: 80 Talaba soni 58

31 Maqsad, vazifalar O`quv jarayonining mazmuni O`quv jarayonini amalga oshirish texnologiyasi Kuzatiladigan natijalar Kelgusi rejalar Talabalarning adsorbsiya hodisasini qattiq jism bilan gaz o`rtasidagi, suyuqlik bilan gaz o`rtasidagi va bir-birida kam eriydigan suyuqlik o`rtasida sodir bo`lishi to`g`risidagi tasaffurlarni chuqurlashtirish (tayanch so`zlar: sorbsiya, adsorbsiya, absorbsiya, xemosorbsiya, absorbtiv, adsorbent) Suyuqlik va qattiq jusm sirtida, hajmida boshqa modda molekulalari, atomlari yoki ionlarining yig`ilishi va yutilishi, adsorbtsion muvozanat, adsorbtsiya issiqligi va entropiyasi haqidagi nazariyalarni tushuntirib berish. Darsni olib borish shakli: og`zaki Darsni o`tkazish shakli: ma`ruza Vosita: kompyuter Nazorat: og`zaki Baholash: rag`batlantirish, 4-b sistema asosida O`qituvchi: o`quv materialini oson va yaxshi o`zlashtirishga yordam berish.. Talaba: yangi bilimlar olish, xotirani rivojlantirish, olingan bilimlarga o`zi baho berishi O`qituvchi: Kompyuter texnologiyalarini o`quv jarayoniga tatbiq qilish orqali ma`ruza materiallarini qabul qilishga va yaxshi o`zlashtirishga ko`maklashish, o`z ustida ishlash, mavzuni zamonaviy talablar asosida o`qitish Talaba: ma`lumotlar bilan ishlash malakasini rivojlantirish, o`z fikrlarini to`g`ri ifoda qilishga erishish. Ma`ruza 8 8-Mavzu: Adsorbtsiya. Adsorbsion muvozanat Dars maqsadi: Ta`lim beruvchi: talabalarga adsorbsiya, absorbsiya (xemosorbsiya), adsorbsion muvozanat, adsorbsiya issiqligi va entropiyasini tushuntirib berish. Rivojlantiruvchi: talabalarning sorbsiya, adsorbent, sorbent, adsorbtiv (sorbtiv), fizikaviy va kimyoviy adsorbsiya, polimolekulyar adsorbirlanish, adsorbsiya vaqti va issiqligi kabi tushunchalari, ularning kundalik hayotdagi amaliy ahamiyati to`g`risidagi tasavvurlarni rivojlantirish hamda kengaytirishni davom ettirish. Tarbiyalovchi: diqqatli bo`lish, kuzatuvchanlik, estetik hissiyot va ro`zg`or asboblari va texnika bilan ishlash qobiliyatini tarbiyalashni davom ettirish. Ko`rgazmali vosita: kompyuter, ekran, proektor. Texnologiya: o`quv texnika vositalaridan foydalanib ma`ruza o`qish (kompyuter texnologiyasi) Dars bo`limlari: II. Asosiy qism III. Yakiniy qism Dars jarayonining mazmuni: Reja.

32 Auditoriyani darsga tayyorlash (5+5 min) II. Asosiy qism (60 min) 1. Adsorbsiyaga umumiy xarakteristika. Sorbsiya usulini namoyish qilish 3. Adsorbsion muvozanat, adsorbtsiya issiqligi va entropiyasi 4. Adsorbsiya va desorbsiyani namoyish qilish 5. Qattiq jusm sirtidagi adsorbsiya III. Yakuniy qism (10 min) Uyga vazifa berish. Takrorlash uchun savollar. Auditoriyani darsga tayyorlash. II. Asosiy qism 1. Adsorbsiyaga umumiy xarakteristika Sirt energiyasining kamayishiga olib boruvchi jarayonlardan biri suyuqlik yoki qattiq jism sirtida boshqa moddalarning yig`ilish hodisasidir. Suyuqlik yoki qattiq jism sirtida boshqa modda molekulalari, atomlari yoki ionlari yig`ilishi adsorbilanish deyiladi. Umuman, moddaga tashqi muhitdan boshqa moddalarning yutilishi sorbsiya deyiladi. O`z sirtiga boshqa modda zarrachalarini yutgan modda adsorbent (sorbent), yutilgan modda esa adsorbtiv (sorbtiv) deb ataladi. Masalan, NH3 li idishga qizdirilib, so`ngra sovitilgan ko`mir solinsa, ko`mir NH3 ni yutib, uning bosimini kamaytiradi. Ushbu hodisa namoyish qilinadi. Adsorbsiya hodisasi faqat ko`mirgagina emas, balki boshqa barcha g`ovak moddalarga ham xosdir. Masalan, gellar o`z sirtiga har xil bo`yoqlarni yutadi. Agar modda qattiq jism sirtiga yutilsa, bu hodisa adsorbsiya (yoki o`zaro kimyoviy ta`sir ro`y bermasa fizikaviy adsorbsiya) deb, uning ichki qismiga (hajmiga) yutilganda esa, absorbsiya deb ataladi. Agar modda geterogen sistemada bo`ladigan kimyoviy reaksiya tufayli yutilsa, bu hodisa xemosorbsiya (yoki aktivlangan adsorbsiya) deyiladi. xemosorbsiya paytida yangi faza vujudga keladi. Xemosorbsiya, ko`pincha, qattiq jismning barcha hajmida tarqaladi. Natron ohak bilan SO3 orasidagi xemosorbsiya bunga misol bo`la oladi. Xemosorbsiya, odatda qaytmas jarayonlar qatoriga kiradi. Bu holda adsorbsiyaning issiqlik effekti kimyoviy birikmalarning hosil bo`lish issiqliklariga yaqin keladi. Ba`zan o`z kritik temperaturasidan past temperaturalardagi gaz sorbsiya vaqtida qattiq jism g`ovaklarida (kapillyarlarida) kondensatlanib suyuqlikka aylanadi. Bu hodisa kapillyar kondensatsiya deyiladi. Adsorbilangan gaz qattiq jism sirtiga bir yoki bir necha qatlam molekulalardan iborat bo`lishi mumkin. shunga qarab adsorbsiyalanish monomolekulyar yoki polimolekulyar adsorbilanisg deb nomlanadi. Gaz yoki bug` fizikaviy adsorblanganda quyidagi 4 ta belgi kuzatiladi: 1) adsorbsiya deyarli katta tezlik bilan boradi; ) adsorbsiya qaytar tarzda boradi; 3) temperatura oshganida adsorblanish kamayadi; 4) adsorbsiyaning issiqlik effekti qiymat jihatidan suyuqlanish yoki bug`lanish issiqliklariga yaqin bo`ladi.. Sorbsiya usulini namoyish qilish 3. Adsorbsion muvozanat, adsorbtsiya issiqligi va entropiyasi Аdsоrbtsiya xоdisаsi xаm xuddi suyuklikning bulаnishi, mоddаning suvdа erish kаbi uаytаr jаrаyondir. Bu еrdа bir birigа uаrаmа uаrshi ikki jаrаyon bulаdi: biri mоddаning yutilishi bulsа, ikkinchisi yutilgаn mоddаning аdsоrbеnt sirtidаn chiuib kеtishi (yaoni dеsоrbtsiya) dir.

33 Xаr qаndаy uаytаr jаrаyondаgi kаbi, bu еrdа xаm yutilish jаrаyoni аvvаl tеz bоrаdi, sungrа yutilish vа аjrаlib chiuish jаrаyonlаrining tеzliklаri bаrаvаrlаshib, sistеmа аdsоrbtsiоn muvоzаnаt xоlаtigа kеlаdi. Оdаtdа, аdsоrbtsiоn muvоzаnаt judа tеz (sеkundlаr vа bаozаn minutlаr dаvоmidа) uаrоr tоpаdi. Mаsаlаn, pistа kumir sirtidа SО ning аdsоrbilаnishi muvоzаnаti 0 sеkunddаn kеyin, О yutilgаnidа,5 sоаtdаn sung uаrоr tоpаdi. Аgаr аdsоrbtsiоn muvоzаnаt uzоu vаut dаvоmidа uаrоr tоpmаsа, аdsоrbtsiya bоshuа xil jаrаyonlаr bilаn murаkkаblаshgаn dеyish mumkin. Аdsоrbtsiоn muvоzаnаt xаm dinаmik muvоzаnаtdir. Аdsоrbtsiоn muvоzаnаt xоlаti tеmpеrаturа uzgаrgаndа uzgаrаdi. Аdsоrbtsiya jаrаyoni issiulik chiuаrish bilаn bоrаdi. Аdsоrbtsiоn vаutidа аjrаlib chiuаdigаn issiulik аdsоrbtsiya issiuligi dеyilаdi. Аdsоrbtsiоn muvоzаnаtning siljishi xаm Lе SHаtеlpе printsipigа buysungаnligi uchun tеmpеrаturа kutаrilgаnidа muvоzаnаt mоddа kаm yutilаdigаn tоmоngа qаrаb siljiydi. Dеsоrbtsiya jаrаyoni, аksinchа, issiulik yutilishi bilаn bоrаdi. SHu sаbаbli, tеmpеrаturаni оshirish оruаli аdsоrbеntgа yutilgаn mоddаni kuprоu uаytаdаn chiuаrish mumkin. Аgаr аdsоrbеnt bilаn аdsоrbtiv urtаsidа ximiyaviy rеаktsiya sоdir bulsа, (xеmоsоrbtsiya) аdsоrbtsiоn muvоzаnаt uаrоr tоpmаydi; bu xоldа аdsоrbtsiya uаytmаs jаrаyon xаrаktеrigа egа bulаdi. Fizikаviy аdsоrbtsiyadа xаm, xеmоsоrbtsiyadа xаm issiulik effеkti kuzаtilаdi, yaoni issiulik chiuаdi. Xеmоsоrbtsiyadа аjrаlib chiuаdigаn issiulik miudоri ximiyaviy rеаktsiyalаrning issiulik effеktigа yauin kеlаdi. Fizikаviy аdsоrbtsiyadа аjrаlib chiuuаn issiulik kаlоrimеtrlаr yordаmidа ulchаnаdi, lеkin bundа оlingаn nаtijаlаr tаrkibiy bulаdi, chunki аdsоrbtsiya vа dеmаk, issiulik chiuishi vаutigа chuzilаdi. Аdsоrbtsiyaning intеgrаl issiuligi vа diffеrеntsiаl issiuligi dеgаni tushunchаlаr kiritilgаn. Аdsоrbеntgа gаz yoki bu yutilgаndа chiuuаn umumiy issiulik miudоri аdsоrbtsiyaning intеgrаl dеyilаdi vа ushbu fоrmulаdаn tоpilаdi: q инт Q / bundа: Q аjrаlib chiuuаn umumiy issiulik miudоri (J), m-аdsоrbеnt mаssаsi (g). аdsоrbеntgа mаolum miudоrdа mоddа yutilgаndаn kеyin yanа bir mоlp yutilgаndа аjrаlib chiuuаn issiulik аdsоrbtsiyaning diffеrеntsiаl issiuligi dеyilаdi, yaoni аdsоrbtsiya issiuligi аyni gаzning kоndеnsаtsiya issiuligidаn аnchа kаttа bulаdi. Аdsоrbtsiya issiuligi bilаn gаz bоsimi оrаsidа uuyidаgi bоlаnish bоr: lg P P 1 q l (,303 R T l ) ёки T 1 bu еrdа R 1 tеmpеrаturа T 1 gа tеng bulgаnidа uаrоr tоpgаn аdsоrbtsiоn muvоzаnаt xоlаtidаgi gаz bоsimi; R T dа uаrоr tоpgаn аdsоrbtsiоn muvоzаnаtdаgi gаz bоsimi; аdsоrbtsiya issiuligi: V univеrsаl gаz kоnstаntаsi. Аdsоrbtsiya issiuligini nixоyatdа sеzgir аdiаbаtik vа izоmеtrik kаlоrimеtrlаr yordаmidа аniulаsh mumkin. Аdsоrbtsiya vаutidа issiulik judа kаm miudоrdа sust chiuаdi. SHu sаbаli аdsоrbtsiya issiuligini аniulаshdа bir uаtоr ekspеrеmеntаl uiyinchiliklаrni еngishgа turi kеlаdi. Аdsоrblаnish jаrаyonigа stаtistik mеxаnikа mеtоdlаrini uullаsh nаtijаsidа kоnfigurаtsiоn intеgrаl vа kоnfigurаtsiоn diffеrеntsiаl entrоpiyalаr uchun uuyidаgi ifоdаlаr оlingаn. Intеgrаl entrоpiya: S u m q,303 1 o k [ ln( 1 o ) ln o ] o bu еrdа О sirtning mоlеuklаlаri bilаn bаnd bulgаn uismi. Bоltsmаn kоnstаntаsi: Diffеrеntsiаl entrоpiya: S D k ln o 1 o T T 1 RT 1 T lg P P 1

34 Qаttiq jism xаm, xuddi suyuklik kаbi, sirt enеrgiya vа dеmаk, sirt tаrаngligigа egа bulаdi. Lеkin xоzirgаchа uаttiu jismning sirt tаrаngligini аniu ulchаsh usuli mаolum emаs. Dаgаl vа bilvоsitа usulаr bilаn tоpilgаn nаtijаlаrning kursаtishichа, mаsаlаn, BaSO ning sirt tаrаngligi erg/sm gа, PbF niki 900 erg/sm gа, CaF niki esа 500 erg/sm gа tеng. 1 Uаttiu jism sirtidа gаzning аdsоrblаnishini miudоr jixаtdаn xаrаktеrlаsh uchun yo gаz bоsimining kаmаyishi yoki аdsоrbеnt mаssаsining оrtishi ulchаnаdi. Аdsоrbеntning sirt birligigа (1m gа) yutilgаn mоddаning mоlp xisоbidаgi miudоri sоlishtirmа аdsоrbtsiya dеyilаdi. Sоlishtirmа аdsоrbtsiyani tоpish uchun аdsоrbtsiоn muvоzаnаt vаutidа yutilgаn mоddа miudоrini (mоlp xisоbidа) аdsоrbеnt sirtigа bulish kеrаk: Г bu еrdа G sоlishtirmа аdsоrbtsiya; x yutilgаn mоddа miudоri; аdsоrbеnt sirti. Lеkin uаttiu gоvаk аdsоrbеntlаrning (kumir, silikаgеlp vа xоkаzоlаrning) sirtini ulchаsh judа uiyn bulgаn uchun аmаldа sоlishtirmа аdsоrbiyani tоpishdа yutilgаn mоddа miudоri аdsоrbеnt mаssаsigа bulinаdi: x Г x / bu еrdа x yutilgаn mоddаning grаmm xisоbidаgi mаssаsi; аdsоrbеntning grаmm xisоbidа оlingаn mаssаsi. Xаr qаndаy аdsоrbеnt mаolum (uzigа xоs) miudоrdаn оrtiu mоddаni yutа оlmаydi. Mоddаning sirt birligigа (1m gа) yutilish mumkin bulgаn eng kup miudоri mаsimаl sоlishtirmа аdsоrbtsiya dеyilаdi, G bilаn bеlgilаnаdi. Uаttiu jismlаrdаn bulаdigаn аdsоrbtsiya xоdisаsini tеkshirish nаtijаsidа kutblаngаn аdsоrbеntlаr kutblаngаn mоddаlаrni vа iоnlаrni yaxshi аdsоrblаshi, kutblаnmаgаn аdsоrbеntlаr esа kutblаnmаgаn mоddаlаrni yaxshilаshi аdsоrblаshi аniulаngаn. Аgаr kutblаngmаgаn аdsоrbеnt sirtidа CООH, ОH, NH vа shulаr kаbi kutblаngаn gruppаsi bulgаn оrgаnik mоddаlаr eritmаlаridаn аdsоrbilаnsа, bu mоlеkulаlаrning kutblаnmаgаn rаdikаllаri аdsоrbеntgа yunаlgаni xоldа mоlеkulаning kutblаngаn grаppаlаri kutblаngаn suyuklikkа tоmоn yunаlаdi. Аgаr yutiluchi mоddа аdsоrbеnt tаrkibidаgi аtоm yoki аtоmlаr gruppаsi bulsа, u mоddа yaxshi аdsоrblаnаdi. Kutblаngаn vа gеtеrоgеn аdsоrbеntlаrning sirtа suvni yaxshi lеkin bеnzоlni (kutblаnmаgаn) yomоn аdsоrblаydi, bulаr gidrоfilp аdsоrbеntlаr dеyilаdi. Аksinchа, аdsоrbеnt suvni yomоn, lеkin bеnzоlni yaxshi аdsоrblаngаn bulsа, u gidrоfоb (yoki liоfоb) аdsоbеnt dеyilаdi. Аdsоrblаsh mаusаdlаri uchun аktivlаngаn kumir judа kup ishlаtilаdi. Аktivlаngаn kumir gоvаk mоddа bulib, аsоsаn, uglеrоddаn ibоrаt. Turli оrgаnik mоddаlаrning xаvо kirmаydigаn jоydа uizdirilishidаn xоsil bulgаn kumirdа xаr xil smоlаlаr bulib, ulаr kumirning tеshiklаrini bеrkitib uuyadi. Bu smоlаlаrni yo`qоtib, kumirning gоvаkligini оshirish mаsаdidа kumir mаxsus ishlаnаdi, ya`ni аktivlаshtirilаdi. Kumir qаndаy shаrоitdа аktivlаngаnigа qаrаb, yo kislоtаlаrni yoki аsоslаrni kuprоu аdsоrblаydi. А.N.Frumkin fikrichа, аktivlаngаn kumirdа xuddi gаz elеktrоd xоdissаsi kаbi xоssа bоr; mаsаlаn, kislоrоd ishtirоkidа аktivlаngаn kumir xuddi kislоrоd elеktrоd vаzifаsini utаb, suv ishtirоkidа uz sirtigа ОN iоnlаrni аjrаtib chiqаrаdi. Bundаy kumir fаqаt kislоtаlаrni аdsоrblаb, аsоslаrni аdsоrbilаnmаydi. Lеkin vоdоrоd ishtirоkidа аktivlаngаn kumir xuddi vоdоrо elеktrоd xоssаlаrigа egа bulаdi. SHuning uchun sirtigа eritmаdаn N + iоnlаrni аjrаtib chiqаrаdi vа fаqаt аsоslаrni аdsоrbilаydi. Аdsоrbtsiya bilаn bоliu ishlаrdа, kumirdаn tаshqаri, bоshuа bir аdsоrbеnt silikаgеlp xаm kup ishlаtilаdi. Silikаgеlp silikаt kislоtаning suvsizlаntirilgаn gеlidir. Silikаgеlp kislоtа xаrаktеrigа egа bulgаn аdsоrbеntlаr uаtоrigа kirаdi, u аsоsаn аsоslаrni аdsоrblаydi. Eritmаlаrdа bulаdigаn аdsоrbtsiya vаutidа, erigаn mоddа bilаn bir uаtоrdа, erituvchi xаm аdsоrblаnishi sаbаbli, erituvchi sifаtidа suv оlinsа, аdsоrbеnt sifаtidа kumir (gidrоfоb) ishlаtilаdi, аksinchа suvmiz eritmаlаr uchun аdsоrbеnt sifаtidа silikаgеlp (gidrоfilp) ishlаtilаdi. Аdsоrbtsiya jаrаyoni ximiyaviy tеxnоlоgiyadа kаttа rоlp uynаydi. mаsаlаn, gаz аrаlаshmаlаrini аjаrаtib tоzаlаshdа аktiv kumir, silikаgеlp, kоllоid mоddаlаr kаbi аdsоrbеntlаr S m

35 ishlаtilаdi. Аdsоrbtsiyadаn kоks gаzlаridаn bеnzоl оlishdа fоydаlаnilаdi. Buning uchun аktiv kum mir bilаn tulаtilgаn аdsоrbеrgа аdsоrbеnt tuygunchа gаz аrаlаshmаsi yubоrilаdi. Sungrа аdsоrbеrgа 100 S li suv bugi bеrilаdi; suv bugi kumirgа yutilgаn bеnzоlni siqib chiqаrаdi. Nаtijаdа, bеnzоl vа suvdаn ibоrаt sistеmа xоmil bulаdi: bеnzоl suvdа erimаsligi uchun endi bеnzоlni аjrаtib оlish uiyin bulmаydi. Gаzlаr аrаlаshmаsini аjrаtishdа kеtmа kеt dеsоrbtsiya utkаzilаdi. Аvvаl pаst tеmpеrаturаdа gаzlаr аrаlаshmаsi аdsоrbеntgа yuttirilаdi. Kеyin аstа sеkin uizdirilgаndа gаzlаr uzining qаynаsh tеmpеrаturаsigа аdsоrbеntdаn chikа bоshlаydi. SHu tаrikа gеliy vа bоshuа inеrt gаzlаr оlinаdi. Оrgаnik mоddаlаrni rаngli qo`shimchаlаrdаn tоzаlаshdа xаm аktivlаngаn kumir ishlаtilаdi. Mаsаlаn, fоsgеn vа xlоrpikrinlаrning pаrchаlаnish rеаktsiyalаri. CОCI + H О NCI + CО vа CCI 3 IО + H О CО + 3HCI + HIО 3 dа аktivlаngаn kumir kаtаlizаtоr sifаtidа ishlаtilаdi. TАYANCH IBОRАLАRI 1. Аdsоrbtsiya vа dеsоrbtsiya. Аdsоrbtsiya lоtinchа yutаmаn suzidаn uаttiu jism yokisuyuklik sirtigа erigаn yoki gаzsimоn mоddаlаrning yutilishi. Аdsоrbеnt zаrrаchаlаrning sirtidа аdsоrbtsiya sоdir bulаdigаn uаttiu yoki suyuu mоddа 3. Dеsоrbtsiya Аdsоrbеnt sirtidаn аdsоrblаngаn mоddаning chiuib kеtishi prоtsеssi 4. Аdsоrbtsiya lоtinchа yutish suzidаn mоddаlаrning suyuklik yoki uаttiu jismlаrgа yutilishi. Аdsоrbtsiyadаn fаru uilib bundа mоddаlаr yutuvchining butun xаjmigа yutilаdi. 5. Аdsоrbеr gаz vа buglаrni yutirish uchun gаz аrаlаshmаsidаgi kоmpоnеntlаrdаn bittаsini yoki bir nеchtаsini аbsоrbеnt (yutuvchi) dеyilаdigаn suyuklikdаn eritish yuli bilаn gаz аrаlаshmаsining tаrkibiy uismlаrgа аjrаtish uchun ishlаtilаdigаn аppаrаt NАZОRАT UCHUN SАVОLLАR 1. Аdsоrbtsiya, аbsоrbtsiya, sоrbtsiya fizik vа ximiyaviy аdsоrbtsiya, kаpillyar kоndеnsаtlаnish tushunchаlаrigа tаorif bеring. Gаz vа buglаr fizik аdsоrbilаngаndа qаndаy bеlgilаr kuzаtilаdi 3. Gаz vа suyuk mоddаlаrning uаttiu jismgа аdsоrbilаngаn qаndаy mеtоdlаr bilаn аniulаsh mumkin 4. Аdsоrbilаnish muvоzаnаti nimаdаn ibоrаt 5. Frеnkеlp fоrmulsini yozib, uning mаzmunini tushuntirib bеring Аdsоrbtsiyaning intеgrаl vа diffеrеntsiаl issiuliklаrigа tаorif bеring. Аdsоrbtsiya issiuligi bilаn gаz bоsimi оrаsidа qаndаy bоlаnish bоr Texnologik xarita 9 9-Mavzu: Adsorbentlar va ularning xarakteristikasi O`quv vaqti: 80 Talaba soni 58 Maqsad, vazifalar Talabalarning har qanday adsorbentning gazni yutish

36 O`quv jarayonining mazmuni O`quv jarayonini amalga oshirish texnologiyasi qobiliyati, uning g`ovakligiga, fizik xossalariga bog`liqligi va qattiq adsorbent sirtiga eritmadagi erigan modda bilan birga erituvchi modda ham yutilishi to`g`risidagi tasavvurlarni chuqurlashtirish (tayanch so`zlar: gidrofob va gidrofil adsorbent, musbat va manfiy adsorbsiya) Adsorbentlarning eng muhim xossalaridan biri ularning g`ovakligi hisoblanishini, shuningdek, agar gaz o`zining kritik temperaturasidan past temperaturalarda adsorbilansa, gaz bosimi ortishi bilan monomolekulyar adsorbsiya polimolekulyar adsorbsiyaga aylanishi kabi nazariyalarni tushuntirish. Darsni olib borish shakli: og`zaki Darsni o`tkazish shakli: ma`ruza Vosita: kompyuter Nazorat: og`zaki Baholash: rag`batlantirish, 4-b sistema asosida Kuzatiladigan natijalar O`qituvchi: o`quv materialini oson va yaxshi o`zlashtirishga yordam berish. Talaba: yangi bilimlar olish, xotirani rivojlantirish, olingan bilimlarga o`zi baho berishi Kelgusi rejalar O`qituvchi: Kompyuter texnologiyalarini o`quv jarayoniga tatbiq qilish orqali ma`ruza materiallarini qabul qilishga va yaxshi o`zlashtirishga ko`maklashish, o`z ustida ishlash, mavzuni zamonaviy talablar asosida o`qitish Talaba: ma`lumotlar bilan ishlash malakasini rivojlantirish, o`z fikrlarini to`g`ri ifoda qilishga erishish. Ma`ruza 9 9-Mavzu: Adsorbentlar va ularning xarakteristikasi Dars maqsadi: Ta`lim beruvchi: talabalarga gidrofil va gidrofob adsorbentlar, ular xossalarini va ularning turmushda, texnikada, sanoatdagi ahamiyatini tushuntirib berish. Rivojlantiruvchi: talabalarning kristall adsorbentdan ko`ra amorf adsorbent, adsorbentga gazlar yaxshiroq adsorbilanishi to`g`risidagi tasavvurlarini rivojlantirishni davom ettirish, sabab va natija aloqalarini topa bilish. Tarbiyalovchi: darsda e`tiborli bo`lishlik, kuzatuvchanlik, ekologik muammolarga, umuman tabiatga bo`lgan ehtiyotgarlik munosabatlarni tarbiyalashni davom ettirish. Ko`rgazmali vosita: kompyuter, ekran, proektor. Texnologiya: Kimyoviy asbob va uskunalar hamda reaktivlardan, shuningdek, boshqa o`quv texnika vositalaridan foydalanib ma`ruza o`qish (kompyuter texnologiyasi) Dars bo`limlari: II. Asosiy qism III. Yakiniy qism Dars jarayonining mazmuni: Reja: Auditoriyani darsga tayyorlash (5+5 min) II. Asosiy qism (60 min)

37 1. Adsorbentlarning gazlarni yutishi. Gazlarning adsorbentga yutilish jarayonini namoyish qilish. 3. Adsorbentlar xillari. Gidrofil va gidrofob adsorbentlar 4. Gidrofob adsorbentlarni namoyish qilish. 5. Molekulyar va ionli adsorbsiya III. Yakuniy qism (10 min) Uyga vazifa berish. Takrorlash uchun savollar. Auditoriyani darsga tayyorlash. II. Asosiy qism 1. Adsorbentlarning gazlarni yutishi Ma`lumki har qanday adsorbentning gazlarni yutish qobiliyati uning g`ovakligiga, fizik xossalariga bog`liq. Gazlar kristall adsorbentlardan ko`ra amorf adsorbentga yaxshiroq adsorblanadi, chunki amorf adsorbent sirti tekis bo`lmay, ga`dir-budur bo`ladi. kristall adsorbentda esa asosan qirra va cho`qqilar adsorbsiyada ishtirok etadi. Adsorbent eng muhim xossalaridan biri ularning g`ovakligi hisoblanadi. G`ovaklarning hajmini o`lchash uchun paromer deyiladigan maxsus asbob qo`llaniladi. G`ovak adsorbentlarning solishtirma sirti katta bo`ladi. Eritmalarda sodir bo`ladigan reaksiyalar natijasida cho`kma holida ajralib chiqadigan (masalan, BaSO 4 ) yoki qattiq jismlarni maydalab tayyorlanadigan nog`ovak adsorbentlarning solishtirma sirtlari kichik bo`ladi (1-10 m /g); ular kam ishlatiladi. Ko`proq ishlatiladigan nog`ovak adsorbentlar jumlasiga organik va kremniy organik moddalarning chala yonish mahsulotlari (qora qurum, oq qurum) shuningdek, kremniy galogenidlari (SiCl 4, SiF 4 ) ning suv bug`i bilan gidrolizlanish mahsulotlari (aerosillar) kiradi. Bu adsorbentlarning solishtirma sirtlari 100 m /g ga yetadi. G`ovak adsorbentlar odatda kukun holida ishlatilmasdan, mustahkam granula yoki tabletka shaklida ishlatiladi. 1-jadvalda nog`ovak va g`ovak adsorbentlarning ba`zi xarakteristikalari keltirilgan. 1-jadval Adsorbent xili S sol, Dispersligi va Vakillari m /g strukturasi Nog`ovak 1-10 Dag`al dispers Oksidlar, tuzlar mikrog`ovak struktura Adsorbentlar 100 Yuqori dispers Grafitlangan qurum, oq qurum, mikrog`ovak struktura aerosil * G`ovak Korpuskulyar, po`rsildoq Silikagel, alyumogel, aktivlangan adsorbentlar va kristallik strukturalar ko`mir, g`ovak shixta, seolitlar * Aerosil SiCl 4 va SiF 4 ning suv bug`i ishtirokida gidrolizlanishi natijasida hosil bo`lgan kukun modda. G`ovak adsorbentlarning eng muhimlari aktivlangan ko`mir va silikagellardir. Ko`mirda yutish qobiliyati borligi XVIII asrdayoq ma`lum bo`lgan. Lekin 1915 yilda H.A. Zelinskiy aktiv ko`mir hosil qilish usulini taklif qildi va uni E.L. Kumant bilan hamkorlikda rezina niqobli universal protivogaz uchun ishlatdi. Ko`mirni aktivlash usullaridan biri pista ko`mirga o`ta qizigan suv bug`i berishdan iborat, suv bug`i yog`ochning quruq haqdalishi vaqtida hosil bo`lgan ko`mir g`ovaklarini to`ldirib qo`ygan chirik moddalarni yuvub yuborib, ko`mirni tozalaydi. Aktiv ko`mir gidrofob adsorbent bo`lib, suv bug`ini yomon, uglevodorodlarni yaxshi adsorbilaydi. Suv bug`ini yuttirish uchun silikat kislotani suvsizlantirish natijasida hosil bo`ladigan gidrofil adsorbent silikagel ishlatiladi. Sanoatda turli markali silikagellar ushlab chiqariladi.

38 Kichik konsentratsiyadagi gaz qattiq adsorbentga yutilganda gaz molekulalari adsorbentning faqat aktiv markazlariga adsorblanib, monomolekulyar qavat hosil qiladi. Temperaturaning ortishi va bosimning pasayishi yutilgan gazni desorbsiyaga uchratadi. Shu sababli moddalarni havo muhitidan ajratib olishda, gaz va bug`larni tozalashda adsorbtsion desorbsion metodlar sanoat miqyosida qo`llaniladi. Qattiq adsorbent sirtiga eritmadagi modda adsorbilanganida, albatta, erigan modda bilan erituvchi modda ham yutiladi. Shunga ko`ra eritmada bo`ladigan adsorbsiya raqobatli xarakterga ega; erituvchi bilan eruvchi adsorbent sirtini band etishga intiladi. Eritmadan elektrolitlar ham, noelektrolitlar ham adsorbilanishi mumkin. Shunga ko`ra adsorbsiya monomolekulyar adsorbsiya va ionli adsorbsiya deyiladigan sinfga bo`linadi. Ko`pincha moddalar adsorbentga tanlab yutiladi. Desorbsiyani amalga oshirishda adsorbent sirtini suyuqlik bilan yuvishda foydalaniladi va bu jarayon elyutsiya, yuvish uchun ishlatilgan suyuqlik esa elyuent deb ataladi. Ionli kolloid zarrachalar sirtida ayniqsa yaxshi adsorblanadi, shu sababli, kolloidlarda elektr zaryadining miqdori va ishorasi shu ionlarning borligiga bog`liq. Qattiq jismga birinchi navbatda shu jismning kristallik panjarasi tarkibida bo`lgan ionlar adsorblanadi. Ba`zan adsorbent o`z tarkibidagi ionlardan birini elektrolit ionlariga almashtiradi. Bunday adsorbsiya almashinish adsorbsiyasi deyiladi. Agar elektrolit eritmasidagi anion va kation ekvivalent miqdorda adsorbilansa, molekulyar adsorbsiya yuzaga chiqadi. Agar tarkibida bir necha modda aralashmasi bo`lgan eritma qalin adsorbent ustunidan (masalan, adsorbent to`ldirilgan naydan) o`tkazilsa aralashmadagi har qaysi modda adsorbentning ma`lum qismlariga adsorbilanadi, natijada adsorbent qavatida bir necha zona hosil bo`ladi. bu hodisani M. S. Svet 1903 yilda tekshirgan. Uni xromatografik adsorbsion analiz deb atagan. Takrorlash uchun savollar 1. Adsorbentlarni qanday sinflarga bo`lish mumkin?. Aktivlangan ko`mir qanday tayyorlanadi? 3. Eritmalarda bo`ladigan adsorbsiyaning xarakteri haqida nimalarni bilasiz? 4. Musbat va manfiy adsorbsiya tushunchalariga ta`rif bering. Texnologik xarita Mavzu: Sirt faol moddalar O`quv vaqti: 80 Talaba soni 58 Maqsad, vazifalar Talabalarni sirt faol moddalar, ular turlari, ularning gidrofil-liofil balansi bilan tanishtirish (tayanch so`zlar:

39 O`quv jarayonining mazmuni O`quv jarayonini amalga oshirish texnologiyasi Kuzatiladigan natijalar ionogen va noionogen sirt faol moddalar, gidrofil-liofil balans, solyubilizatsiya) Kation, anion, amfoter sirt faol moddalar va noionogen sirt faol moddalar o`rtasidagi farqni, shuningdek sirtfaol moddalarning adsorbsilanish xususiyatlarini xarakterlab tushuntirish hamda ularning amalda qo`llanilishini tushuntirish. Darsni olib borish shakli: og`zaki Darsni o`tkazish shakli: ma`ruza Vosita: kompyuter, kodoskop, kristallizator, sovun, aminlar, organik kislotalar. Nazorat: og`zaki Baholash: rag`batlantirish, 4-b sistema asosida O`qituvchi: talabalar faooligini uyg`otish, faol ishtirok etishga, materialni chuqur o`zlashtirishga erishish. Talaba: yangi bilimlar olish, fikrlash qobiliyatini rivojlantirish, olingan bilimlarga o`zi baho berishi Kelgusi rejalar O`qituvchi: Kompyuter texnologiyalarini dars jarayoniga tatbiq qilish, o`z ustida ishlash, mavzuni zamonaviy talablar asosida o`qitish Talaba: ma`lumotlar bilan ishlash malakasini rivojlantirish, o`z fikrlarini to`g`ri ifoda qilishga erishish, qo`shimcha ma`lumotlarni izlash va ular bilan ishlash. Ma`ruza Mavzu: Sirt-faol moddalar Dars maqsadi: Ta`lim beruvchi: talabalarga sirt-faol moddalar, ular turlari va ularning amalda qo`llanilishini tushuntirish Rivojlantiruvchi: talabalarni ionogen (kation, anion va amfoter) hamda noionogen sirtfaol moddalar, ularning kundalik hayotdagi amaliy ahamiyati to`g`risidagi tasavvurlarni rivojlantirish va kengaytirishni davom ettirish. Tarbiyalovchi: diqqatli bo`lish, mas`uliyatli bo`lish, atrof-muhitga ehtiyotkor bo`lishni tarbiyalashni davom ettirish. Ko`rgazmali vosita: kompyuter, kodoskop, kristallizator, sovun, aminlar, organik kislotalar. Texnologiya: o`quv texnika vositalaridan foydalanib ma`ruza o`qish (kompyuter texnologiyasi) Dars bo`limlari: II. Asosiy qism III. Yakiniy qism Dars jarayonining mazmuni: Reja: Auditoriyani darsga tayyorlash (5+5 min) II. Asosiy qism (60 min) 1. Sirt-faol moddalarning umumiy xarakteristikasi. Sirt-faol moddalarning turlari. Ionogen sirt-faol moddalar. 3. Sirt-faol moddalardan emusyalarni barqaror qilishni namoyish qilish. 4. Noionogen sirt-faol moddalar.

40 5. Gidrofil-liofil balansi (GLB) tushunchasi 6. Sirt-faol moddalarning ishlatilishi. III. Yakuniy qism (10 min) Uyga vazifa berish. Takrorlash uchun savollar. Reja asosida ma`ruza o`qiladi, namoyish (demonstratsiya) qilinadi. Auditoriyani darsga tayyorlash. II. Asosiy qism 1. Sirt-faol moddalarning umumiy xarakteristikasi Suyuqlik sirtida bo`ladigan adsorbsiyalar musbat va manfiyga adsorbsiyalarga bo`linadi. Masalan, suvga organik kislota yoki spirt (yoxud, aldegid, keton, murakkab efir, oqsil va hokazolar) aralashtirilsa bu moddalar suvning sirt qavatida ko`p yig`ilib qolib, suvning sirt tarangligini ancha kamaytiradi. Bu hodisa musbat adsorbsiya deyiladi. Lekin shunday noddalar borki, ular suv sirtiga tushib qolsa, suvning sirt tarangligini oshirib yuboradi, bular qatoriga osh tuzi va boshqa elektrolitlar kiradi. Bu yerda bo`ladigan hodisa manfiy adsorbsiya deyiladi. Suyuqlikning sirt tarangligini kamaytiruvchi moddalar sirtfaol moddalar, suyuqlikning sirt tarangligini ko`paytiruvchi moddalar esa sirt-nofaol moddalar deb ataladi. Sirt faol moddalar moddalarning sirt tarangligi suyuqlikning sirt tarangligidan kam bo`ladi. Sirt-faol va sirt-nofaol moddalardan tashqari shunday moddalar ham borki, ular suyuqlikka qo`shilsa suyuqlikning sirt tarangligi o`zgarmaydi. Bunday moddalar sirt farqsiz moddalar deyiladi. Bular qatoriga disaxarid va polisaxaridlar kiradi. Keng ma`noda qaraganda barcha organik moddalarni ham sirt-faol moddalar jumlasiga kiritishga to`g`ri keladi, chunki har qanday organik moddani olmaulik, uning sirt tarangligi suvning sirt tarangligidan kichik, u suvga nisbatan sirt-aktivlik ko`rsatadi. Lekin qattiq jismlarning sirt tarangligi suyuqliknikidan ancha katta, demak suv qattiq moddaga nisbatan sirtaktivlik namoyon qilishi kerak. Bundan ko`ramizki, suv fazalar chegarasining xarakteriga qarab, ba`zan sirt-noaktiv, ba`zan sirt-aktiv modda bo`lishi mumkin. Lekin sirt faol modda degan tushuncha bu kabi keng ma`noda ishlatilmaydi. U maxsus, ancha tor ma`noda ishlatiladi. Umumtomondan qabul qilingan ta`rifga ko`ra sirt-faol modda molekulalari difil ravishda tuzilgan hamda ancha katta sirt faollikka ega bo`lgan organik birikmalardan iboratdir. Bunday modda molekulasining bir qismi suvga nisbatan kattaroq moyillik namoyon qiladi, bu qismini gidrofil guruh tashkil etadi; -qismi uglevodorod radikali bo`lib, u gidrofob guruhdan iborat. Spirt, fenol, karbon kislotalar, organik aminlar, sulfokislotalar va ularning tuzlari ana shunday difil molekulalardan tuzilgan. Sirt-faol moddalar assimetrik tuzilishga ega; shuning uchun ular suv-havo (suv-bug`), suv-uglevodorod (suv-yog`), suv-qattiq jism kabi sirtlarga adsorbilanadi.. Sirt-faol moddalarning turlari. Ionogen sirt-faol moddalar. Barcha sirt-faol moddalar suvdagi eritmalarida dissotsilanish qobiliyatiga qarab ionogen va noionogen sirt-faol moddalarga bo`linadi. Ionogen sirt-faol moddalar kation sirt-faol, anion sirt-faol va amfoter (amfolit) sirt-faol moddalarga ajratiladi. Kation sirt-faol moddalar suvda dissotsilansa, sirt-faol kationlar hosil bo`ladi. Ulardan eng ko`p uchraydiganlari jumlasiga birlamchi, ikkilamchi, uchlamchi alifatik va aromatik aminlarning tuzlari, shuningdek, alkilga almashingan ammoniy asoslarning tuzlari kiradi. Musbat zaryadli zarralarga ega bo`lgan dispers sistemalar hosil qilishda ham kation sirt-faol moddalardan ko`p foydalaniladi. Ular yaxshi flokuliyant-koagulyant sifatida suvni tozalash va qurilish ishlarida ishlatiladi.

41 Anion sirt-faol moddalar suvda sirt-faol anionlar hosil qiladi. Sanoat miqyosida keng qo`llaniladigan anion- sirt-faol moddalar jumlasiga quyidagi moddalar kiradi: a) ba`zi karbon kislota va ularning tuzlari (C 17 H 35 COONa sovun, C 17 H 33 COONa natriy oleat, C 15 H 31 COONa natriy palmitat). b) alkilsulfat kislota tuzlari ROSO OMe, c) alkilarilsulfonatlar RarSO OMe) kiradi. Hozirgi vaqtda tarkibida C 10 dan C 17 gacha uglerod atomlari tutgan sintetik yog` kislotalarning tuzlari anion sirt faol moddalar sifatida keng qo`llanilmoqda. Bunday moddalar O`zRFA ning kimyo instituti xodimlari tomonidan ko`plab olinib, xalq xo`jaligining turli sohalarida keng qo`llanilmoqda. Amfoter sirt-faol moddalar tarkibida ta funksional gurux bo`lib, ulardan biri kislota va -si asos xarakteriga ega. Tarkibida karboksil va amin guruhlar bo`lgan moddalar amfoter sirtfaol moddalar jumlasiga kiradi. Ular muhitning ph qiymatiga qarab anion yoki kation sirt faollik namoyon qiladi: ishqoriy muhitda kislotali muhitda ( CH ) COO RN ( CH ) COOH RNH ( CH ) n n RNH COOH anion faol amfoter sirt-faol modda kation-faol Noionogen sirt faol moddalar suvda eriganda ionlarga parchalanmaydi. Noionogen sirtfaol moddalar tayyorlash uchun etilen oksid spirtlarga, karbon kislotalarga, aminlarga, alkilfenollarga va boshqa organik moddalarga ta`sir ettiriladi. Masalan, OP markali polioksietilenlardan alkil spirtlarning hosil bo`lishini quyidagi tenglama shaklida ifodalash mumkin: ROH + n CH CH RO(OCH CH )noh O Alkilfenollarning polioksietilenlandan efirlari kir yuvishda keng qo`llaniladi. P. A. Rebinder barcha difil sirt-faol moddalarni haqiqiy eruvchan sirt-faol moddalar va kolloid sirt-faol moddalar va kolloid sirt-faol moddalar degan guruhga bo`ldi. Birinchisiga kichik radikalga ega bo`lgan difil eruvchan organic birikmalar (quyi spirtlar, fenollar, organic kislotalar, ularning tuzlari, aminlar va h.k.) kiradi. Ular sirt-faol modda sifatida kam ishlatiladi. Kolloid sirt-faol moddalar alohida diqqatga sazovordir. Sirt-faol moddalar termini ham aynan ana shularga oid. Kolloid sirt-faol moddalarning ajoyib xususiyati shundaki, ular termodinamik jihatdan barqaror kolloid (liofil) dispers sistemalar hosil qila oladi. Ularning muhim xarakteristikasi quyidagilardan iborat: a) sirt faolligi yuqori; b) mitsellalar hosil bo`ladigan kritik konsentratsiyadan yuqori konsentratsiyalarga ega bo`lgan liofil-kolloid eritmalar hosil qila oladi; c) kolloid sirt faol moddalarning eritmalarida solyubilizatsiya hodisasi kuzatiladi. Bu hodisaning mohiyati quyidagicha. Agar biror sirt faol moddaning yetarli konsentratsiyadagi eritmasiga suvda erimaydigan organik modda (bo`yoq, geptan, kerosin) solinsa, bu modda kolloid tarzda erib, tiniq eritma hosil qiladi. Sirt-faol moddalarning adsorbilanish xususiyatini xarakterlashda ularning amalda qo`llanilishi uchun ahamiyatga sazovor bo`lgan kattalik gidrofil-lipofil balans (GLB) tushunchasi ham kiritilgan (lipofil termini lipos yog` so`zidan kelib chiqqan). Sirt-faol moddaning GLB soni modda tarkibidagi qutbli guruhning gidrofil xossalari bilan uglevodorod radikallarining lipofil xossalari orasidagi nisbatni xarakterlaydi. GLB sonini aniqlash uchun sirtfaol moddalarning mitsellalar hosil qilish xususiyatidan va ularning emulsiyalarni barqarorlash xossalaridan foydalaniladi. III. Yakuniy qism (10 min) Takrorlash uchun savollar

42 1. Sirt-faol modda va sirt-faollik deganda nimani tushunasiz?. Sirt-faollik tushunchasiga P.A. Rebinder qanday ta`rif bergan? 3. Qanday shart qoniqtirilganda modda sirt-nofaol holatga aylanadi? 4. Sirt-faol moddalarning xossalarida liofil va liofob guruhlar qanday ahamiyatga ega? 5. Sirt-faol moddalar turlarini ajratib bering. 6. Sirt-faol moddalar ta`siriga muhit ph ning ahamiyati. 7. Anion va kation faol moddalar haqida nimalar bilasiz? 8. Haqiqiy eruvchan va kolloid eruvchan difil sirt-faol moddalar haqida nimalar bilasiz? 9. Solyubilizatsiya deganda qanday hodisani tushunasiz? 10. Kolloid sirt-faol moddalarning godrofil-lipofil balansi nimadan iborat? Texnologik xarita Mavzu: Kolloid sistemalarning elektr xossalari O`quv vaqti: 80 Talaba soni 58 Maqsad, vazifalar Talabalarni kolloid sistemalarning elektr xossalari bilan tanishtirish (tayanch so`zlar: qo`sh elektr qavat, termoelektron emissiya, kataforez, dzeta-potensial) O`quv jarayonining mazmuni Kolloid sistemalarda qo`sh elektr qavat hosil bo`lishining 3 xil mexanizmini va qo`sh elektr qavatning tuzilishi haqidagi nazariyasini tushuntirib berish. O`quv jarayonini amalga oshirish texnologiyasi Kuzatiladigan natijalar Darsni olib borish shakli: og`zaki Darsni o`tkazish shakli: ma`ruza Vosita: kompyuter Nazorat: og`zaki Baholash: rag`batlantirish, 4-b sistema asosida O`qituvchi: talabalardadars jarayoniga qiziqish va unda faol ishtirok etishni uyg`otish, materialni yaxshi o`zlashtirishga ko`maklashish. Talaba: yangi bilimlar olish, fikrlash qobiliyatini rivojlantirish, olingan bilimlarga o`zi baho berishi Kelgusi rejalar O`qituvchi: Kompyuter texnologiyalarini dars jarayoniga tatbiq qilish, o`z ustida ishlash, mavzuni zamonaviy talablar asosida o`qitish Talaba: ma`lumotlar bilan ishlash malakasini rivojlantirish, o`z fikrlarini to`g`ri ifoda qilishga erishish, qo`shimcha ma`lumotlarni izlash va ular bilan ishlash. Ma`ruza Mavzu: Kolloid sistemalarning elektr xossalari Dars maqsadi: Ta`lim beruvchi: talabalarni kolloid sistemalarning elektr xossalari bilan tanishtirish. Rivojlantiruvchi: talabalarning kolloid sistemalarning elektr xossalari t`og`risidagi tasavvurlarini kengaytirish, ularning bilim olish, ko`z bilan ko`riladigan ma`lumotlari ichidan asosiylarini tanlab olish qobiliyatlarini rivojlantirishni davom ettirish. Tarbiyalovchi: diqqatli bo`lish, mas`uliyatli bo`lish, atrof-muhitga ehtiyotkor bo`lishni tarbiyalashni davom ettirish. Ko`rgazmali vosita: kompyuter, kodoskop, kristallizator, sovun, aminlar, organik kislotalar.

43 Texnologiya: o`quv texnika vositalaridan foydalanib ma`ruza o`qish (kompyuter texnologiyasi) Dars bo`limlari: II. Asosiy qism III. Yakiniy qism Dars jarayonining mazmuni: Reja: Auditoriyani darsga tayyorlash (5+5 min) II. Asosiy qism (60 min) 1. Qo`sh elektr qavat haqida tushuncha. Qo`sh elektr qavat hosil bo`lish mexanizmlari. 3. Qo`sh elektr qavatning tuzilishi haqidagi nazariyalar. 4. Elektr kinetik potensial III. Yakuniy qism (10 min) Uyga vazifa berish. Takrorlash uchun savollar. Reja asosida ma`ruza o`qiladi, namoyish (demonstratsiya) qilinadi. Auditoriyani darsga tayyorlash. II. Asosiy qism 1. Qo`sh elektr qavat haqida tushuncha Fazalararo sirtda sodir bo`ladigan elektr xodisalarni (xuddi adsorbsiya singari) ortiqcha sirt energiyasining mavjudlik oqibati va fazalar orasidagi o`zaro ta`sirlarning samarasi deb qarash mumkin. Geterogen sistema o`zining sirt energiyasini kamaytirishga intilishi natijasida sirt qavatdagi qutbli molekula, ion va elektronlarning harakati ma`lum yo`nalishda o`zgaradi, masalan, iоnlаr ximiyaviy pоtеntsiаli kаttа bo`lgаn fаzаdаn ximiyaviy pоtеntsiаli kichik bo`lgаn fаzаgа o`tаdi; оqibаtdа bir-birigа tеgib turgаn fаzаlаr chеgаrаsidа kаttаlik jihаtidаn o`zаrо tеng, lеkin qаrаmа-qаrshi ishоrаli zаryadlаr hоsil bo`lаdi. SHuning uchun o`zining pоtеntsiаligа, zаryadigа vа bоshqа xоssаlаrigа egа bo`lgаn qo`sh elеktr qаvаt vujudgа kеlаdi vа muvоzаnаt hоlаt qаrоr tоpаdi (chunki hоsil bo`lgаn pоtеntsiаl iоnlаrning bir fаzаdаn ikkinchi fаzаgа o`tishigа qаrshilik ko`rsаtаdi). Fаzаlаrаrо elеktr hоdisаlаr dispеrs sistеmаlаrning stаbillаnish, kоаgullаnish, elеktrоkаpillyar vа elеktrоkinеtik hаmdа iоn аlmаshinish xоssаlаrini tushunish uchun аhаmiyatgа egа bo`lgаnidаn bu jаrаyonlаrning umumiy nаzаriyasi kоllоid kimyo kursidа mufаssаl bаyon etilаdi, ulаr ilm-fаnning bоshqа sоhаlаridа (mаsаlаn, elеktrоd jаrаyonlаr nаzаriyasidа, yarimo`tkаzgichlаr kimyosidа, kаtаlitik jаrаyonlаr vа biоlоgiya sоhаlаridа) hаm kаttа аhаmiyatgа egа. Qo`sh elеktr qаvаtning hоsil bo`lishi hаqidа uch xil mеxаnizm tаklif etilgаn. Ulаrdаn birinchisi iоn yoki elеktrоn tаrzidаgi zаryadning bir fаzаdаn ikkinchi fаzаgа o`tishidаn ibоrаt. Mаsаlаn, gаz fаzа bilаn chеgаrаlаnib turgаn mеtаll o`z iоnlаrini gаz fаzаgа bеrа оlаdi. Bu jаrаyon vаqtidа bаjаrilgаn ishning kаttаligi mеtаlldаn elеktrоnni chiqаrib yubоrish uchun kеrаkli ish qiymаti bilаn o`lchаnаdi. Mеtаlldаn elеktrоnning chiqib kеtish intеnsivligi tеmpеrаturа оrtgаn sаri оrtа bоrаdi; bu hоdisа fizikа kursidа tеrmоelеktrоn emissiya dеb аtаlаdi. Uning оqibаtidа mеtаll musbаt zаryadgа, gаz fаzа mаnfiy zаryadgа egа bo`lib qоlаdi. CHеgаrа sirtdа hоsil bo`lgаn elеktr pоtеntsiаl elеktrоnlаrning mеtаlldаn yanаdа chiqib kеtishigа qаrshilik ko`rsаtаdi vа sistеmаdа muvоzаnаt qаrоr tоpаdi. Gаz fаzаdа mеtаll sirtidаgi musbаt zаryadgа tеng mаnfiy zаryad pаydо bo`lаdi; binоbаrin, qo`sh elеktr qаvаt hоsil bo`lаdi. Bir xil zаryadli iоnning bir fаzаdаn ikkinchi fаzаgа ko`prоq o`tishi nаtijаsidа qo`sh elеktr qаvаt hоsil bo`lishi uchun suvdа kаm eriydigаn kumush yоdid cho`kmа bilаn suv оrаsidаgi sirt qаvаt misоl bo`lа оlаdi. Kumush iоnlаri yоd iоnlаrigа qаrаgаndа ko`prоq gidrаtlаnishi tufаyli kumush iоnlаri suv

44 fаzаgа nisbаtаn ko`prоq o`tаdi. SHuning uchun kumush yоdid sirtigа mаnfiy zаryadli yоd iоnlаri ko`prоq аdsоrblаnib qоlаdi. Аnа shu mаnfiy iоnlаr chеgаrа qаvаtdа musbаt zаryadli kumush iоnlаrini o`zigа tоrtib nеytrаllаnib turаdi. Endi suvgа kumush nitrаt (ya`ni suvdа yaxshi eriydigаn kumush tuzi) qo`shsаk, kumush iоnlаrining elеktrоkimyoviy pоtеntsiаli оrtib kеtаdi. SHuning nаtijаsidа kumush yоdid sirtidаn yоd iоnlаri eritmаgа ko`prоq o`tа bоshlаydi. CHo`kmа sirti musbаt zаryadli bo`lib qоlаdi, yоd iоnlаr esа qаrshi iоnlаr vаzifаsini o`tаy bоshlаydi; bа`zаn bu hоdisа аvtоаdsоrbtsiya dеyilаdi, chunki bundаy chеgаrа sirtgа o`shа sirt mоddаsi tаrkibidаgi elеmеnt iоni ko`prоq аdsоrbtsiyalаnаdi. Bungа аsоslаnib Fаyans vа Pаnеt chеgаrа sirt zаryadini аniqlаsh uchun quyidаgi qоidаni tа`riflаdilаr: Birоr eritmаgа birоr fаzа tushirilsа, eritmаdаn o`shа fаzа mоddаsi tаrkibigа kirgаn elеmеnt iоnlаri birinchi nаvbаtdа аdsоrbilаnаdi. Binоbаrin, eritmаgа tushirilgаn fаzа chеgаrаsining zаryadi o`shа iоnlаrning zаryadi ishоrаsi bilаn bir hil bo`lib qоlаdi. Qo`sh elеktr qаvаt hоsil bo`lishining ikkinchi mеxаnizmi qаttiq fаzа tаrkibigа kirmаydigаn iоnlаrning fаzаlаrаrо sirtgа tаnlаb аdsоrbilаnishidаn ibоrаt. Bu hоldа sistеmаgа аrаlаshib qоlgаn qo`shimchа mоddаlаr tаrkibilаgi iоnlаr аdsоrblаnаdi. Mаsаlаn, mеtаll suv sistеmаsigа NaCl eritmаsi qo`shilsа, mеtаll sirtigа xlоrid iоnlаri аdsоrbilаnаdi. Mеtаll sirtidа оrtiqchа mаnfiy zаryad (xlоrid iоnlаr qаvаti) vа eritmаning mеtаll sirtigа yaqin qismidа nаtriy iоnlаridаn ibоrаt musbаt zаryad qаvаti pаydо bo`lаdi. Аgаr mеtаll vа suvdаn ibоrаt sistеmаgа iоnоgеn sirt-аktiv mоddа qo`shsаk, bu mоddа mоlеkulаsining оrgаnik qismi mеtаll sirtigа аdsоrblаnib, mоlеkulа tаrkibidаgi ikkinchi iоn suv fаzаdа qаrshi iоn vаzifаsini o`tаy bоshlаydi. Sirt-fаоl mоddа o`zаrо аrаlаshmаydigаn ikki suyuq fаzаlаr sirtigа (mаsаlаn, bеnzоl-suv sirtigа) hаm аdsоrblаnishi mumkin. Bu hоldа sirt-fаоl mоddаning qutbli qismi suv fаzа tоmоngа yo`nаlаdi; u еrdа dissоtsilаnib, suv fаzа sirtidа mа`lum ishоrаli elеktr qаvаt hоsil qilаdi; sirt-fаоl mоddаning qutbsiz qismi sirtning zаryadlаnishini tа`minlаydi. Qo`sh elеktr qаvаt hоsil bo`lishining uchinchi mеxаnizmini qаrаb chiqаmiz. Fаrаz qilаylik, ikki fаzаdаn ibоrаt sistеmаgа iоnlаrgа аjrаlmаydigаn mоddа qo`shilgаn bo`lib, u fаzаlаr chеgаrаsigа аdsоrbilаnа оlmаsin. Bundаy hоllаrdа fаzаlаrni tаshkil etgаn mоddаlаr tаrkibidаgi qutbli mоlеkulаlаr o`z vаziyatini birоr fаzа tоmоn o`zgаrtirib, chеgаrа sirtgа musbаt yoki mаnfiy ishоrаli zаryad bеrаdi. Аyni fаzа zаryadining ishоrаsi quyidа kеltirilgаn Kyon qоidаsigа muvоfiq аniqlаnа оlаdi: bir birigа tеgib turgаn ikki fаzаdаn qаysi birining dielеktrik singdiruvchаnligi kаttа bo`lsа, o`shа fаzа musbаt zаryadlаnаdi. Suvning dielеktrik kоnstаntаsi (singdiruvchаnligi) nihоyatdа kаttа (ε=81) binоbаrin, suv vа qаttiq jismdаn ibоrаt sistеmаdа hоsil bo`lаdigаn qo`sh elеktr qаvаtdа suvgа tushirilgаn qаttiq mоddа sirti ko`pinchа mаnfiy zаryadgа, suv sirti esа musbаt zаryadgа egа bo`lаdi. Qo`sh elеktr qаvаtning tuzilishi hаqidаgi nаzаriyalаr Qo`sh elеktr qаvаtning tuzilishi hаqidаgi tаsаvvur yarаtilgаnigа 100 yildаn оshdi. Bu dаvr ichidа qo`sh elеktr qаvаt tuzilishi hаqidаgi tаsаvvurlаr аsоsli rаvishdа o`zgаrib bоrdi. Qo`sh elеktr qаvаt hsоil bo`ilshi hаqidаgi tаsаvvurni dаstlаb Kvinkе ilgаri surdi. Qo`sh elеktr qаvаtning tuzilishini birinchi mаrtа Gеlmgоlts vа Pеrrеn tushuntirib bеrdilаr. Ulаrning fikrichа, qo`sh elеktr qаvаt huddi yassi kоndеnsаtоr kаbi tuzilgаn bo`lib, zаryadlаr fаzаlаr chеgаrаsidа ikkitа qаrаmаqаrshi iоnlаr qаtоri shаklidа jоylаshаdi. Ikki qаvаtning biri qаttiq jism sirtigа bеvоsitа yopishib turаdi, ikkkinchisi (ya`ni birinchigа nisbаtаn qаrаmа-qаrshi zаryadli qаvаt) esа suyuqlik muhitidа bo`lаdi. Qаvаtlаr оrаsidаgi mаsоfа judа kichik bo`lib, uning qаlinligi mоlеkulаlаrning (yoki sоlvаtlаngаn iоnlаrning) rаdiuslаri kаttаligigа yaqin bo`lаdi. Gеlmgоlts fikrichа, qo`sh elеktr qаvаt quyidаgi tаrtibdа kеlib chiqаdi. Dаstlаb, qаttiq fаzа sirtigа musbаt yoki mаnfiy iоnlаr аdsоrbilаnаdi; ulаr sirtdа plyus yoki minus ishоrаli iоnlаr qаvаti hоsil qilаdi. Bu qаvаt pоtеntsiаlbеlilоvchi qаvаt dеb аtаlаdi. Eritmаdаgi qаrаmа-qаrshi ishоrаli iоnlаr qаttiq fаzа sirtidаgi аvvаl аdsоrbilаnib оlgаn iоnlаrgа mumkin qаdаr yaqin jоylаnishgа intilаdi. Nаtijаdа оrаlig`i 1- mоlеkulа rаdiusigа tеng bo`lgаn qаrаmа-qаrshi zаryadli iоnlаrdаn ibоrаt qo`sh elеktr

45 qаvаt pаydо bo`lаdi. Ulаrning biri qаttiq fаzа sirtidаn, ikkinchisi eritmа muhitidаn jоy оlаdi (rаsm ). Bundаy qo`sh elеktr qаvаt ichidа elеktr pоtеntsiаlning qiymаti xuddi kоndеnsаtоrdаgi kаbi (to`g`ri chiziq bo`ylаb) kеskin o`zgаrishi lоzim; qo`sh elеktr qаvаt sirtidаgi elеktr qiymаti q s ning kаttаligi yassi kоndеnsаtоr nаzаriyasigа muvоfiq ushbu tеnglаmа: q s 0 4 l аsоsidа аniqlаnishi mumkin. Bu tеnglаmаdа ε muhitning dielеktrik kоnstаntаsi; l qаrаmа qаrshi zаryadli qаvаtlаr оrаsidаgi mаsоfа; υ 0 qаttiq fаzа bilаn eritmа оrаsidаgi pоtеntsiаllаr аyirmаsi. Rаsmdа Gеlmgоlts vа Pеrrеn tаsаvvur qilgаn qo`sh elеktr qаvаtning tuzilish sxеmаsi kеltirilgаn. Rаsmning shtrixlаngаn qismi eritmаni ifоdаlаydi (qаvаt ichidа hаrаkаt qilib turuvchi iоnlаr rаsmdа ko`rsаtilmаgаn). Rаsmdа +q vа q sirtlаr оrаsidаgi punktir chiziq elеktr pоtеniаl qiymаtining o`zgаrishini ko`rsаtаdi. Bu qiymаt qаttiq fаzа bilаn eritmа оrаsidаgi pоtеntsiаllаr аyirmаsini hаm ifоdаlаydi. Birinchi qаrаshdаyoq аgаr iоnlаr suyuqlik ichidа dоimо sоdir bo`lib turаdigаn Brоun (issiqlik) hаrаkаtidа ishtirоk etmаsаginа, yuqоridаgi tеnglаmа mаqsаdgа muvоfiq bo`lur edi, dеgаn mulоhаzа kеlib chiqаdi. SHungа vа bоshqа kаmchiliklаri bоrligigа ko`rа, Gеlmgоlts vа Pеrrеn nаzаriyasi zаmоnаviy kоllоid kimyodа endi fаqаt tаrixiy аhаmiyatgа egа bo`lib qоlgаn. Bu sxеmаning аsоsiy kаmchiligi yanа shundаki Gеlmgоlts vа Pеrrеn qаvаtlаr оrаsidаgi mаsоfаni judа kichik (mоlеkulа rаdiusigа tеng) dеb fаrаz qilgаnlаr. Gidrоdinаmik tеkshirishlаr qаttiq fаzа sirtigа yopishgаn suyuqlik qаvаtining qаlinligi Gеlmgоlts nаzаriyasidаgigа qаrаgаndа bir qаnchа mаrtа kаttа ekаnligini ko`rsаtdi. Bu nаzаriyagа ko`rа qаttiq fаzа vа eritmа оrаsidаgi umumiy pоtеntsiаl bilаn elеktrоkinеtik pоtеntsiаl bir biridаn fаrq qilmаsligi kеrаk edi. Vаhоlаnki, ulаr bir-biridаn fаrq qilаdi. Gеlmgоlts-Pеrrеn nаzаriyasi kеyinchаlik M. Smоluxоvskiy tоmоnidаn rivоjlаntirildi. U bu nаzаriyadаn elеktr kinеtik hоdisаlаrni tаvsiflаsh uchun fоydаlаndi. Gui vа CHеpmеn nаzаriyasi. Bir-biridаn bеhаbаr hоldа 1910 yildа Gui vа 1913 yildа CHеpmеn qo`sh elеktr qаvаt tuzilishi hаqidа o`zlаrining nаzаriyalаrini tаklif qildilаr. Bu nаzаriyagа ko`rа, qo`sh elеktr qаvаt hоsil bo`lishidа bir tоmоndаn qаrаmа-qаrshi zаryadlаrni ikki qаvаt shаklidа yig`ishgа intilgаn elеktrоstаtik tоrtishuv kuchi vа, ikkinchi tоmоndаn, iоnlаrni suyuqlik ichidа tаrqаtuvchi Brоun (issiqlik) hаrаkаt kuchi bоrligi kаttа аhаmiyatgа egа. Gui vа CHеpmеn qo`sh elеktr qаvаt tаrkibidаgi qаrshi iоnlаr qаvаti diffuz (yoyiq) tuzilishgа egа dеb fаrаz qildilаr (rаsm). Bu nаzаriya Gеlmgоlts vа Pеrrеn tаklif etgаn fikrlаrdаgi bir qаnchа kаmchiliklаrni bаrtаrаf qilishgа muvаffаq bo`ldi. Gui vа CHеpmеn nаzаriyasigа muvоfiq, qаttiq fаzа sirtidаgi elеktr qаvаt o`zigа ekvivаlеnt miqdоrdа eritmаdаn qаrаmа-qаrshi ishоrаli zаryadlаrni tоrtib оlib, mоnоiоn qаvаt hоsil qilishgа intilаdi, lеkin suyuqlik ichidаgi issiqlik hаrаkаti bu iоnlаrni eritmа hаjmigа tаrqаtib turаdi. SHu sаbаbli qаttiq fаzаgа bеvоsitа yaqin jоydа qаrаmа-qаrshi iоnlаr kоntsеntrаtsiyasi eng yuqоri qiymаtgа egа bo`lаdi, qаttiq fаzаdаn uzоqlаshgаn sаri qаrshi iоnlаr kоntsеntrаtsiyasi kаmаya bоrаdi. Eritmа bilаn qаttiq fаzа chеgаrаsidа qаttiq fаzаdаgi zаryadlаr qаvаtining elеktr mаydоni nihоyatdа kuchli bo`lаdi; qаttiq fаzа sirtidаn uzоqlаshgаn sаri bu elеktr mаydоnning kuchi аstа-sеkin zаiflаshа bоrаdi, qo`sh qаvаtning qаrshi iоnlаri issiqlik hаrаkаti tа`siridаn ko`prоq yoyilа bоshlаydi, vа, nihоyat ulаrning kоntsеntrаtsiyasi eritmа ichidаgi kоntsеntrаtsiyagа tеnglаshib qоlаdi. SHu tаriqа qаttiq fаzа bilаn bоg`lаngаn qаrshi iоnlаrning muvоzаnаt hоlаtdа turuvchi dinаmik diffuz yyoiq qаvаti vujudgа kеlаdi. Diffuz qаvаtning qаlinligi iоnlаrning kinеtik enеrеgiyalаrigа bоg`liq bo`lib, аbsоlyut nоlgа yaqin tеmpеrаturаlаrdа qаrshi iоnlаrning hаmmаsi qаttiq fаzа sirtigа yaqin jоylаshаdi. Binоbаrin, аbsоlyut nоldа qo`sh elеktr qаvаt yassi kоndеnsаtоr tuzilishigа egа bo`lаdi. Rаsmdа Gui vа CHеpmеn nаzаriyasigа muvоfiq qo`sh elеktr qаvаtning tuzilish sxеmаsi ko`rsаtilgаn. Sxеmаdаn ko`rinаdiki, bu hоldа pоtеntsiаl Gеlmgоlts vа Pеrrеn nаzаriyasidаgi kаbi tik chiziq bo`ylаb emаs, bаlki egri chiziq bo`ylаb pаsаyadi.

46 Gui vа CHеpmеn iоnlаrning diffuz qаvаtdа qаttiq fаzаning pоtеntsiаl mаydоni vа Brоun hаrаkаti tа`siridа tаrqаlishi Bоltsmаn qоnunigа bo`ysunаdi, dеb fаrаz qildilаr. SHungа аsоslаnib, qаttiq fаzаdаn x mаsоfаdа qаrshi iоnlаr kоntsеntrаtsiyasi Bоltsmаn tеnglаmаsi аsоsidа quyidаgichа tоpilаdi: C xi C oi Bu еrdа: W=ZFυ bir mоl iоnni eritmа ichidа qаttiq fаzа sirtidаn x mаsоfаgа ko`chirish uchun zаrur bo`lgаn ish; F Fаrаdеy sоni, Z iоn zаryadi, υ mаsоfа x bo`lgаn jоydаgi pоtеntsiаl (x=0 bo`lgаnidа υ=υ0; аgаr x= bo`lsа, υ=0 bo`lаdi). Qаttiq fаzа chеgаrаsidаn x mаsоfаdа eritmаning hаjm birligidаgi iоnlаr kоntsеntrаtsiyasi ρ x qo`yidаgi tеnglаmа аsоsidа tоpilаdi: x W RT F ( Z C Z C ) F ( Z C e Z C e x x x 0 0 umumiy ko`rinishdа W RT W RT ), bu еrdа W + =υ. Z + F; W_=υ. Z_. F yoki RT F Z C e x i oi Fizikаdаn mа`lumki, zаryadning hаjmiy zichligi ρ bilаn pоtеntsiаl υ оrаsidаgi bоg`lаnish Puаssоn tеnglаmаsi оrqаli ifоdаlаnаdi: Bu еrdа ε muhitning dielеktrik kоnstаntаsi, w 4 Z i F x y z bo`lib, x, y, z dеkаrt kооrdinаtаlаridir. Tеkis shаkldаgi diffuz qo`sh elеktr qаvаt qаlinligi sirtning egrilik rаdiusigа nisbаtаn judа kichik bo`lgаnligini nаzаrgа оlsаk, bu xоldа zаryad zichligining fаqаt x o`qi bo`ylаb o`zgаrishini e`tibоrgа оlish bilаn chеgаrаlаnа оlаmiz: 4 x Ushbu tеnglаmаlаrni birlаshtirib Puаssоn-Bоltsmаn tеnglаmаsini hоsil qilаmiz: z i F RT 4 F Z C e 3 i i x Bu tеnglаmаni intеgrаllаgаnimizdаn kеyin sirtdаgi pоtеntsiаlning mаsоfаgа muvоfiq o`zgаrishi bilаn eritmаning xоssаlаri оrаsidаgi bоg`lаnishni ifоdаlаydigаn tеnglаmа оlishgа muvаffаq bo`lаmiz. Gui vа CHеpmеn аnа shundаy tеnglаmа chiqаrish uchun qo`sh elеktr qаvаt hаqidа quyidаgi fаrаzlаrni qаbul qildilаr: qo`sh elеktr qаvаt tеkis (yassi) shаklgа egа; iоnlаr fаqаt zаryadli nuqtаlаrdаn ibоrаt, ulаrning hаjmini yo`q dеb qаbul qilish mumkin; iоnlаr eritmа hаjmidаn qo`sh elеktr qаvаtgа o`tgаnidа fаqаt elеktrоstаtik kuchlаrgа qаrshi ish bаjаrаdi. Umumаn, Puаssоn-Bоltsmаn tеnglаmаsi аnchа murаkkаb tеnglаmа hisоblаnаdi. Biz bu еrdа uni fаqаt kuchsiz zаryadlаngаn sirtlаr uchunginа еchаmiz. Bu hоldа Bоltsmаn funktsiyasidаgi ekspоnеntsiаl fаktоrni u bilаn ishоrаlаb: e y 1 y y! 3 y... 3! dаn dаstlаbki hаdlаrni оlish bilаn chеgаrаlаnish mumkin. Birinchi intеgrаllаshni x= bo`lgаnidа υ=0 vа du d 0 shаrt bilаn bаjаrаmiz.

47 hоldа yoki Puаssоn Bоltsmаn tеnglаmаsining o`ng vа chаp qismini dx d d 8 F dx dx d dx 8 RT C z i oi C e oi RT e Z i F z i F RT 1 d dx d gа ko`pаytirаylik, u hоsil bo`lаdi. Ixtiyorimizdа binаr simmеtrik elеktrоlit eritmаsi bоr dеb fаrаz qilаmiz: bu hоldа C 0+ =C_ vа Z + =Z_=Z (bu еrdа Z dоimо birdаn kаttа). Endi Puаssоn-Bоltsmаn tеnglаmаsi dy dx 8 RT C e zf RT e zf RT shаklgа egа bo`lаdi. Аgаr bu ifоdаdаn kvаdrаt ildiz chiqаrsаk, dx uchun ifоdа kеlib chiqаdi: 8 CRT (11) tеnglаmа Gui-CHеpmеn tеnglаmаsi dеyilаdi. dy dx III. Yakuniy qism (10 min) Takrorlash uchun savollar e zf RT e zf RT d ning x gа muvоfiq o`zgаrishi 1. Qo`sh elektr qavatning hosil bo`lishi haqida nimalar bilasiz? Uning kelib chiqish mexanizmlari haqida nima deya olasiz?. Gelmgolts, Guy, Shtern nazariyalari nimadan iborat? Texnologik xarita 1 1-Mavzu: Elektroforez va elektroosmos. Kolloid zarrachalarning tuzilishi haqidagi mitsellyar nazariya

48 O`quv vaqti: 80 Talaba soni 58 Maqsad, vazifalar Talabalarni kolloid sistemalarning elektrokinetik xodisalar va kolloid zarracha tuzilishini mitsellyar nazariyasi haqida tushuncha hosil qilish. O`quv jarayonining mazmuni Kolloid sistemalarning elektr xossalarini, mitsellyar tuzilishi nazariyalarini amalda hosil bo`lishini O`quv jarayonini amalga oshirish texnologiyasi Kuzatiladigan natijalar tushuntirib berish. Darsni olib borish shakli: og`zaki Darsni o`tkazish shakli: ma`ruza Vosita: kompyuter Nazorat: og`zaki Baholash: rag`batlantirish, 4-b sistema asosida O`qituvchi: talabalardadars jarayoniga qiziqish va unda faol ishtirok etishni uyg`otish, materialni yaxshi o`zlashtirishga ko`maklashish. Talaba: yangi bilimlar olish, fikrlash qobiliyatini rivojlantirish, olingan bilimlarga o`zi baho berishi Kelgusi rejalar O`qituvchi: Kompyuter texnologiyalarini dars jarayoniga tatbiq qilish, o`z ustida ishlash, mavzuni zamonaviy talablar asosida o`qitish Talaba: ma`lumotlar bilan ishlash malakasini rivojlantirish, o`z fikrlarini to`g`ri ifoda qilishga erishish, qo`shimcha ma`lumotlarni izlash va ular bilan ishlash. Ma`ruza 1 1-Mavzu: Elektroforez va elektroosmos. Kolloid zarrachalarning tuzilishi haqidagi mitsellyar nazariya Dars maqsadi: Ta`lim beruvchi: talabalarni kolloid sistemalarda elektrokinetik hodisalar, kolloid zarracha tuzilishi bilan tanishtirish. Rivojlantiruvchi: talabalarda kolloid sistemalarning elektr xossalari t`og`risidagi tasavvurlarini kengaytirish. Tarbiyalovchi: talabalarda diqqatni, kuzatuvchanlikni, estetik tuyg`ularni tarbiyalashni davom ettirish, texnika bilan ishlash ko`nikmasini hosil qilish. Ko`rgazmali vosita: kompyuter, ekran, proektor. Texnologiya: o`quv texnika vositalaridan foydalanib ma`ruza o`qish (kompyuter texnologiyasi) Dars bo`limlari: II. Asosiy qism III. Yakiniy qism Dars jarayonining mazmuni: Reja: Auditoriyani darsga tayyorlash (5+5 min) II. Asosiy qism (60 min) 1. Elektrokinetik hodisalar haqida tushuncha. F.F. Reyss tajribasi animatsiyasini ko`rsatish 3. Elektroosmos va elektroforez animatsiyasini ko`rsatish 4. Mitsella va uning tuzilishi

49 5. Mitsella va uning tuzilishi animatsiyasini ko`rsatish III. Yakuniy qism (10 min) Uyga vazifa berish. Takrorlash uchun savollar. Reja asosida ma`ruza o`qiladi, namoyish (demonstratsiya) qilinadi. Auditoriyani darsga tayyorlash. II. Asosiy qism 1. Elektrokinetik hodisalar haqida tushuncha Dispers sistema zarrachalarida elektr zaryadi borligi 1808 yilda Moskva universiteti professori F.F. Reyss tomonidan aniqlangan edi. U loy bo`lagiga suv to`ldirilgan shisha naylarni slogan holda, farqli elektr potensialiga ega bo`lgan elektrodlarni tushirganda musbat qutbga shisha naydagi suv loyqalangan, manfiy naydagi suv loyqalanmagan edi (1-rasm). Bu lоy zаrrаchаlаri elеktr mаnbаi tа`siridа musbаt qutb tоmоn o`tishi kuzаtildi. Kеyingi tаjribаlаr оrqаli esа, zаrrаchаlаr elеktr mаydоnidа dоimiy tеzlik bilаn o`tishi аniqlаndi. Bu tеzlik pоtеntsiаl fаrqi qаnchаlik kаttа bo`lsа vа muhitning dielеktrik o`tkаzuvchаnligi yuqоri bo`lishigа qаrаb оshаdi. Muhit qоvushqоqligi qаnchа yuqоri bo`lsа, tеzlik shunchа kаmаyadi. Zаrrаchаlаrni elеktr mаydоndа hаrаkаtlаnishi elеktrоfоrеz yoki kаtаfоrеz dеyilаdi. Rеyss shuni ko`rsаtаdiki, аgаrdа judа mаydа kvаrts qumini U-simоn nаyning o`rtа qismigа shundаy jоylаshtirilsаki, nаtijаdа, g`оvаkli diаfrаgmа hоsil qilgаndеk bo`lsin, kеyin nаyni suvgа to`ldirib, elеktrоdlаrni nаyni ikkаlа оg`zigа tushirib, elеktr tоkni o`tkаzgаn hоldа mаnfiy elеktrоd tushirilgаn nаy оg`zidаgi suv yuqоrigа ko`tаrilib bоrаdi. Bu xоl nаylаr оg`zidаgi suv sаthi mа`lum bir fаrqli аniq qiymаtgа еtgunchа dаvоm etаdi. Elеktrоfоrеz kаbi bu jаrаyon hаm dоimiy tеzlikdа bоrаdi vа o`tgаn (ko`tаrilgаn) suyuqlik hаjmi mаvjud pоtеntsiаllаr fаrqigа vа muhit dielеktrik o`tkаzuvchаnligigа to`g`ri prоpоrtsiоnаl, muhit qоvushqоqligigа esа tеskаri prоpоrtsiоnаldir. Vidеmаnning 185 yildаgi tаjribаlаri аsоsidа g`оvаk diаfrаgmа kаpillyarlаri оrqаli o`tgаn suyuqlik hаjmi tоk kuchigа to`g`ri prоpоrtsiоnаl vа dоimiy tоk kuchidа mаydоn kеsmаsi vа diаfrаgmа qаlinligigа bоg`liq emаsligini аniqlаdi. Bu xоdisа elеktrооsmоs dеb nоmlаnаdi. F.F. Rеys tоmоnidаn tоpilgаn bu ikki hоdisаning sаbаbi bittа, ya`ni qаttiq vа suyuq fаzаdаgi turli ishоrаgа egа bo`lgаn zаryadlаrdir. Elеktrоfоrеzdа elеktrоdlаr o`rtаsidа elеktr mаydоn hоsil bo`lishi vа lоy zаrrаchаlаrining o`lchаmlаri kichik bo`lgаnligi uchun mаnfiy zаryadlаngаn dispеrs fаzаning musbаt elеktrоd tоmоn o`tishi kuzаtilаdi. Elеktrооsmоsdа esа qum zаrrаchаlаri оg`ir bo`lgаnligi uchun tuprоq qаvаtidа mаvjud bo`lgаn kаpillyargа elеktr mаydоn tа`siridа mаnfiy elеktrоd tоmоn musbаt zаryadlаngаn suyuqlik o`tаdi vа ko`tаrilаdi. YUqоridаgi hоdisаlаr zаrrаchаlаr vа suyuqlikni fаrqli pоtеntsiаllаr qo`yilgаndа hаrаkаtgа kеlishi yoki, аksinchа, zаrrаchа vа suyuqliklаrni hаrаkаti fаrqli pоtеntsiаllаr hоsil qilishi umumiy nоm bilаn elеktrоkinеtik hоdisаlаr dеyilаdi. Bаrchа elеktrоkinеtik hоdisаlаrning mоhiyati qаttiq fаzа vа suyuqlik o`rtаsidаgi qаrаmа-qаrshi ishоrаli zаryad bоrligidаn ibоrаtdir. Zаmоnаviy qаrаshlаrgа ko`rа liоzоl kоllоid sistеmаlаrdаgi elеktrоfоrеz vаqtidаgi zаryad iоnlаrdаn hоsil bo`lgаn qo`sh elеktr qаvаt tufаyli yoki eritmаdаgi birоr bir elеktrоlit iоnining tаnlаb аdsоrbtsilаnish nаtijаsidа yoki mоddаning yuzаsidаgi mоlеkulаlаrning iоnizаtsiyasi tufаyli sоdir bo`lаdi. Bu qаrаshlаrni to`g`riligini quyidаgi tаjribаlаr ko`rsаtаdi, ya`ni ko`pinchа elеktrоkinеtik hоdisаlаr kichik dielеktr o`tkаzuvchаnlikkа egа bo`lgаn suyuq muhitdа dеyarli yoki umumаn kuzаtilmаydi. CHunki ulаrdа sеzilаrli elеktrоlitik dissоtsilаnish ro`y bеrmаydi. Bundаy suyuqliklаrgа xlоrоfоrm, pеtrоlеy efirlаri, uglеrоd disulfidlаr kirаdi. Bundаn tаshqаri, elеktrоkinеtik hоdisаlаr nitrоbеnzоldа yoki kuchsiz qutbli suyuqliklаr, mаsаlаn, mеtil spirtlаridа vа, аyniqsа, suvdа kuzаtilаdi. Mitsеllа vа uning tuzilishi

50 Kоllоid zаrrаchа kоllоid dispеrs hоlаtdаgi оz eriydigаn mоddаdаn ibоrаt yadrо bo`lib, bu yadrоgа suyuqlikdаgi elеktrоlit iоnlаri аdsоrbilаnаdi. Elеktrоlit iоnlаri zоlni bаrqаrоr qilib turаdi; shuning uchun hаm bu elеktrоlit iоn stаbilizаtоr dеyilаdi. Dеmаk, kоllоid zаrrаchа аtrоfidа iоnlаr аdsоrbilаngаn yadrоdаn ibоrаt kоmplеksdir. YAdrо yuz vа minglаrchа аtоm, iоn yoki mоlеkulаlаrdаn ibоrаt nеytrаl kristаll tuzilishidаgi mоddа bo`lib, uni iоnlаr qurshаb turаdi. YAdrо аdsоrbilаngаn iоnlаr bilаn birgаlikdа grаnulа dеb аtаlаdi. Bu zаrrаchа grаnulа mа`lum zаryadgа egа bo`lgаni uchun uning аtrоfigа qаrаmа-qаrshi zаryadli iоnlаr yig`ilаdi, grаnulа hаr dоim mа`lum zаryadgа egа bo`lаdi. Grаnulа vа uning аtrоfidаgi qаrshi iоnlаrdаn ibоrаt sistеmа mitsеllа dеb аtаlаdi vа u elеktrоnеytrаl bo`lаdi. Mitsеllаni qurshаb оlgаn suyuqlik intеrmitsеllyar suyuqlik dеyilаdi. Bu tа`riflаrni quyidаgi qisqаchа sxеmа shаklidа yozish mumkin (rаsm): grаnulа = yadrо + аdsоrbtsiоn qаvаt mitsеllа = grаnulа + diffuziоn qаvаt zоl = mitsеllаlаr + intеrmitsеllyar suyuqlik Misоl tаriqаsidа As S 3 zоlini ko`rib chiqаmiz. Bu zоlni hоsil qilish uchun аrsеnit kislоtаgа H S tа`sir ettirish kеrаk. Sоdir bo`lаdigаn rеаktsiya quyidаgi tеnglаmа bilаn ifоdаlаnаdi: H 3 AsO 3 +3H S=As S 3 +6H O Eritmаdа оrtiqchа miqdоrdа bo`lgаn H S bu sistеmаdа iоnli stаbilizаtоr rоlini o`ynаydi, chunki H S qismаn iоnlаrgа dissоtsilаnаdi: H S=H + +HS - Bu iоnlаrdаn HS - iоnlаri mitsеllаning yadrоsi As S 3 gа аdsоrbilаnаdi, shuning uchun bu sistеmаdа: [As S 3 ] n аgrеgаt [As S 3 ] n,mhs - - yadrо {[As S 3 ] n,mhs -,(m-x)h + } -x - grаnulа {[As S 3 ] n,mhs-,(m-x)h + } -x xh + - mitsеllа Mitsеllаning yadrоlаri kristаll pаnjаrаlаrdаn tuzilgаn bo`lаdi. Bu kristаllаrning hоsil bo`lish mеxаnizmini 1953 yildа V. А. Kаrgin vа Z. YA. Bеrеstnеvа аniqlаdilаr. Ulаr kоllоid zаrrаchаlаrning hоsil bo`lishini elеktrоn mikrоskоpdа tеkshirib, yangi nаzаriya yarаtdilаr. Bu nаzаriyagа muvоfiq, kоllоid zаrrаchа hоsil bo`lishi ikki bоsqichdа bоrаdi: dаstlаb shаrsimоn аmоrf xоldаgi yadrоlаr nеgizidа ulаrning ichidа zаrrаchаlаr hоsil bo`lаdi, so`ngrа kоllоid sistеmаning eskirishi dаvоmidа bu zаrrаchаlаr ichidа mаydа kristаlchаlаr vujudgа kеlаdi. Nаtijаdа аmоrf zаrrаchа (yadrо) ichidа mа`lum kuchlаnish pаydо bo`lib, sistеmаning оzоd enеrgiyasining minimаllik shаrtigа binоаn o`z-o`zichа kristаllаnish ro`y bеrаdi (ΔH<0, ΔS<0), ΔH > TΔS, ΔG<0) shаrtlаri bаjаrilаdi, zаrrаchа kristаllаnаdi vа bu kristаllаr mitsеllаning yadrоsini tаshkil qilаdi. Kristаllаnish turli kоllоid sistеmаlаrа turlichа tеzlik bilаn bоrаdi. III. Yakuniy qism (10 min) Takrorlash uchun savollar 1. Elektroforez va elektroosmos haqida nima bilasiz?. Kolloid zarrachalar qanday tuzilgan? Yadro, agregat, granula, mitsella, adsorbsion qavat, diffusion qavat, intermitsellyar suyuqlik tushunchalariga ta`rif bering. 3. Temir (III) gidroksid, mishyak (III) sulfide, kumush bromid zollarining tuzilish sxemalarini chizib bering. Mavzu: 13,14- Texnologik xarita Kolloid sistemalarning barqarorligi

51 Maqsad, vazifalar O`quv jarayonining mazmuni O`quv jarayonini amalga oshirish texnologiyasi Kutiladig an natijalar Kelgusi rejalar Talabalarni kolloid sistemalarning agregativ va sedimentatsion barqarorligi va koagulyatsiya jarayonlari bilan tanishtirish (Tayanch so`zlar: koagulyatsiya, koagulyatsiya chegarasi, yashirin koagulyatsiya, ochiq koagulyatsiya, sust koagulyatsiya) Kolloid sistemalarning agregativ va sedimentatsion barqarorligi haqidagi tasavvurlarini, koagullanish, flokullanish hodisalariga ta`sir etuvchi omillarni tushintirib berish Darsni olib borish shakli: og`zaki Darsni o`tkazish shakli: ma`ruza Vosita: kompyuter Nazorat: og`zaki Baholash: rag`batlantirish, 6-sistema asosida O`qituvchi: Talabalarda dars jarayoniga qiziqish va unda faol ishtirok etishni uyg`otish, materialni yaxshi o`zlashtirishga ko`maklashish Talaba: Yangi bilimlar olish, xotirani rivojlantirish, olgan bilimlarga o`zining bahosi O`qituvchi: kompyuter texnologiyalarini o`quv jarayoniga tadbiq qilish orqali ma`ruza materiallarini qabul qilishga va yaxshi o`zlashtirishga ko`maklashish, mavzuni zamonaviy talablar asosida o`qitish Talaba: ma`lumotlar bilan mustaqil ishlash malakasini rivojlantirish, o`z fikrini to`gri ifoda qilishni bilish, qo`shimcha ma`lumotlar bilan ishlash Ma`ruza N13,14 Mavzu: Kolloid sistemalarning barqarorligi Dars maqsadi: Ta`lim beruvchi:talabalarni kolloid sistemalarning agregativ va sedimentatsion barqarorligi, kolloidlarning koagulyatsiyasi haqidagi nazariya bilan tanishtirish Rivojlantiruvchi: talabalarda kolloid sistemalarning barqarorligi va koagullanish jarayonlari haqidagi tasavvurlarini kengaytirish Tarbiyalovchi: talabalarda koagulyatsiya hodisalari tabiatda, turmushda nihoyatda keng tarqalganligi tufaylikolloid sistemalardan oqilona foydalanish ko`nikmasini hosil qilish diqqatli bo`lish, kuzatuvchanlikka o`rgatish. O`zbekiston kimyogar olimlarining fanga qo`shgan va qo`shajak ishlarini, hissalarini targ`ib qilish Ko`rgazmali vosita: komyuter, ekran, proektor Texnologiya: O`quv texnika vositalarinidan foydalanib ma`ruza o`qish ( kompyuter texnologiyasi) Dars bo`limlari: (5+5 min) II. Asosiy qism ( 60 min) III.Yakuniy qism ( 10 min) Dars jarayonining mazmuni: Reja: Auditoriyani darsga tayyorlash II. Asosiy qism 1.Kolloid sistemalarning barqarorligi.agregativ barqarorlik faktorlari 3.kolloidlarning koagulyatsiyasi 4.koagulyatsiya animatsiyasini ko`rsatish 5.Koagulyatsiya haqida fizik nazariya 6.Zolning koagulyatsiya chegarasini namoyish qilishi

52 7.Koagulyatsiyaning ahamiyati III. Yakuniy qism Uyga vazifa berish. Takrorlash uchun savollar Kolloid sistemalarning barqarorligi Kolloid sistema dispers fazasining solishtirma sirti katta bo`lganligi sababli sistema erkin sirt energiyasi ham katta bo`ladi. Shuning uchun kolloid sistemalar termodinamik jihatdan barqaror bo`lmaydi. Termodinamikaning ikkinchi qonuniga muvofiq, erkin energiya minimumga intilishi kerak. Kolloid zarrachalar bilan suyuqlik orasidagi chegara sirt kamayganidagina kolloid sistemada erkin sirt energiya minimumga erisha oladi. Ayniqsa, dispers fazasi bilan dispersion muhiti orasida kuchsiz o`zaro ta`sir mavjud bo`lgan liofob kolloid sistemalar beqaror bo`lib, vaqt o`tishi bilan ularning disperslik darajasi turli kolloid sistemalarda turlicha bo`ladi. Misol tariqasida disperslik darajasi 0-30 yil davomida o`zgarmaydigan oltin zollarini va biror modda qo`shilganida bir necha sekund mobaynida emirilib, kolloid holatini yo`qatadigan sistemalarni keltirish mumkin. Liofob zollarda disperslik darajaning kamayishi ikki yo`l bilan sodir bo`lishi mumkin: birinchisi qayta kristallanish natijasida mayda zarrachalarning yirik zarrachalarga birikish yoki singish jarayoni bo`lsa, ikkinchisi- dispers faza zarrachalarining bir-biriga yopishib yiriklashuvidir. Kolloid zarrachalarining molekulyar kuchlar ta`sirida o`zaro birlashib yiriklasha borish jarayoni koagulyatsiya deyiladi. Yiriklashish jarayoni ba`zi kolloidlarda juda tez, ba`zilarda esa ancha uzoq vaqt davomida sodir bo`ladi. Koagulyatsiyaga uchragan sistemada dispers faza zarrachalari suyuqlik va qattiq jismning solishtirma massalariga qarab idish tubiga cho`kishi (sedimentatsiya) yoki emul`siyadan iborat suyuq qavat holida ajralib qolishi ( koaservatsiya) mumkin. Dispers fazasining zarrachalari og`irlik kuchi ta`siri ostida cho`kmaydigan dispers sistemalar sedimentatsion barqaror sistemalar deyiladi. Professor N.P.Peskov fikricha dispers sistemalarning barqarorligi ikki xil: agregativ va kinetik ( yoki sedimentatsion) bo`ladi. Dispers sistemalarning agregativ barqarorligi dispers sistemaning o`ziga xos disperslik darajasini saqlash, ya`ni koagulyatsiyaga uchramaslik xususiyatidir. Agregativ barqarorlikning sababi ikkita: birinchidan, kolloid zarrachalar bir xil zaryadga ega bo`ladi, ikkinchidan, kolloid zarrachani erituvchining molekulalari qurshab olib, zarracha atrofida sol`vat qobiqlar hosil qiladi. Sistemaning agregativ barqarorligi zol tarkibiga, uning zarrachalari tuzilishiga va kolloid eritma qanday holatda ekanligiga bog`liqdir. Suspenziya va emul`siyalarda zarrachalarning o`lchamlari ancha katta bo`lganligidan ular o`z-o`zicha harakat qila olmaydi, ya`ni ularda diffuziya deyarli sodir bo`lmaydi. Shuning uchun suspenziya va emulsiyalar sedimentatsion jihatdan barqaror emas. Demak, dag`al dispers sistemalar sedimentatsion jihatdan barqaror bo`lmagan mikrogeterogen sistemalardir. Kolloid sistemalarning disperslik darajasi yuqori bo`lganidan ularning mitsellalari o`zo`zicha harakat qila oladi, ya`ni kolloid eritmalarda diffuziya sodir bo`ladi. Shuning uchun kolloid eritmalar sedimentatsion jihatdan barqarordir. Lekin kolloid eritmadagi zarrachalar har xil ta`sirlar ostida bir-biri bilan birikib yiriklasha oladi va kolloid sistemaning disperslik darajasi kamayadi. Natijada, sistema o`z barqarorligini yo`qotadi. Shuning uchun kolloid sistemalar agregativ barqaror bo`lmagan mikrogeterogen sistemalardir. Chin( molekulyar) eritmalarda erigan modda zarrachalari bilan erituvchi o`rtasida chegara sirt hosil bo`lmaydi. shuning uchun bu sistemalar bir jinsli (gomogen) bo`ladi. Ular sifat jihatdan kolloid eritmalardan ham, dag`al dispers sistemalardan ham farq qiladi. Chin eritmalarda zarrachalar bir biriga qo`shilib yiriklashmaydi, bu eritmalrda zarrachalar o`z-o`zicha harakat ham qiladi. Demak, chin eritmalar agregativ va sedimentatsion barqaror gomogen sistemalardir.. Liofob kolloidlarning agregativ barqarorligi haqidagi tasavvurlarni beshta guruhga bo`lish mumkin: 1. Ionlar yordamida stabillangan liofob kolloidlarning agregativ barqarorligi elektolit ionining zaryadiga bog`liq. Shunga ko`ra Shul`se-Gardi qoidasi B.V.Deryagin va L.P.Landauning z α -qonuni shaklida ifodalanadi ( bu yerda z α -ion zaryadi). Bu qonun

53 quyidagicha ta`riflanadi: kolloid zarrachalarning elektr potensiali o`rtacha qiymatga ega bo`lgan hollarda elektrolit ioninin gkoagulyatsiyalanish chegarasi z α ga bogliq ravishda o`zgaradi. B.Deryagin va L.Landau quyidagi formulani taklif qildilar: const A e 6 ( kt ) bu formulada: const-ma`lum konstanta, έ -erituvchining dielektrik konstantasi, A- Vander- Vaal`s kuchlariga oid kattalik ( konstanta), z- koagulyatsiyani amalga oshiruvchi ionning zaryadi, k- Bol`tsman doimiysi, l- elektron zaryadi, γ - elektrolitning koagulyatsiya qilish konsentratsiyasi.. Liofob kolloidlarning agregativ barqarorligiga oid struktura- mexanik faktorlar haqidagi tasavvurlar ( P.A.Rebinder) quyidagidan iborat: kolloid zarracha sirtida iviqsimon struktura qavat hosil bo`lib, bu qavat yupqalanishga qattiq qarshilik ko`rsatadi; buning natijasida kolloid zarrachalarning Van-der-Vaal`s kuchlari ta`sir etadigan masofaga qadar o`zaro yaqinlashishi qiyinlashadi. Demak, struktur- mexanik jihatdan qaraganda kolloidlarning koagulyatsiyasi zarracha sirtining liofilligiga ham bog`liq. 3. Kolloid sistemaning agregativ barqaror bo`lishiga kengaytiruvchi p, suyuqlik qovushqoqligining katta-kichikligi, zarracha sirtiga yaqin turgan chegara suyuqlik qavatining polimolekulyar xossalari katta ta`sir ko`rsatadi. Agregativ barqarorlik faktorlaridan biri zarrachaning sol`vatlanishidir. 4. Agregativ barqarorlik faktori sistemaning termodinaamik xossalaridan kelib chiqadi. Bunda asosiy rolni sistemaning entropiya faktori o`taydi. Dispers sistemaning ma`lum bir sohasida entropiya faktori koagulyatsiya jarayoniga qarshilik ko`rsatishi mumkin. 5. Sterik ( fazoviy) faktorlar haqida quyidagicha mulohaza yuritish mumkin. Barqaror kolloid sistemalar hosil bo`lishi uchun dispers faza sirtida stabilizatorning adsorbsion qavatlari bo`lishi kerak. Bir zarrachaning adsorbsion qavati ikkinchi zarrachaning adsorbsion qavatini qoplashi natijasida sistemaning erkin energiyasi ortadi; bu holda ikkala zarracha bir-biriga qarshilik ko`rsatadi- ular birlashmaydi. Agar stabilizator sifatida polimer ishlatilgan bo`lsa, o`zaro itarilishda entropiya faktori ma`lum ahamiyatga ega bo`ladi. 3. Kolloidlarning koagulyatsiyasi Modda kolloid holatga o`tganida uning sirti juda ortib ketishi haqida yuqorida aytib o`tildi.shuning uchun kolloid eritmalarda dispers faza bilan dispersion muhit o`rtasida chegara sirtning potensial energiyasi katta bo`ladi. Erkin energiya minimumga intiladi, degan prinsipga muvofiq, kolloid eritma fazalar o`rtasidagi sirt energiyani kamaytirishga intiladi. Shu sababli kolloid zarrachalar yiriklashib umumiy sirtni kamaytiradi. Kolloid eritma zarrachalarining birbiri bilan qo`shilib, yiriklashish hodisasi ( koagullanish) deyiladi. Yiriklashgan zarrachalar og`irlik kuchi ta`siri ostida eritmaning yuqori qismlaridan past qismlariga tusha boshlaydi, nihoyat zarrachalar eritmadan ajraladi. O`z-o`zicha bo`ladigan koagulyatsiya ancha uzoq vaqt davom etadi. Koagulyatsiyani turli vositalar yordamida tezlatish mumkin. Koagulyatsiya uch xil yo`l bilan: zolga elektrolit qo`shish, zolga boshqa kolloid qo`shish va zolni qizdirish yo`li bilan tezlashtiriladi. 4. Kolloid kimyo sohasida dastlab ishlagan olimlar Sel`mi, Grem va Faradey metallarning gidrozoliga elektrolit qo`shilganda koagulyatsiya ro`y berishini kuzatganlar. Faradey bu hodisani oltin gidrozolida kuzatdi. Elektrolit qo`shilganda vujudga keladigan koagulyatsiyani mukammal o`rganish quyidagi xulosalarga olib keldi: 1. Agar kolloid eritmaga har qanday elektrolitdan etarli miqdorda qo`shilsa, koagulyatsiya sodir bo`ladi. Koagulyatsiya sodir bo`lganligini bevosita ko`rish mumkin bo`lsa, u ochiq koagulyatsiya, ko`rish mumkin bo`lmasa, yashirin koagulyatsiya deyiladi.. Ochiq koagulyatsiya bo`lishi uchun elektrolit konsentratsiyasi koagulyatsiya konsentratsiyasi (koagulyatsiya chegarasi) qiymatidan ortiq bo`lishi kerak. 3. Koagulyatsiyaga elektrolitning faqat bir ioni ( kolloid zarracha zaryadiga qarama-qarshi zaryadli ioni) sabab bo`ladi. Musbat zaryadli kolloidlar anionlar ta`siridan, manfiy zaryadli kolloidlar esa kationlar ta`siridan koagulyatsiyalanadi. z 6 3

54 4. Ayni kolloidning koagulyatsiya chegarasi birinchi navbatda koagulyatsiyalayotgan ion valaentligiga bog`liq bo`ladi. Koagulyatsiyalayotgan ionning valentligi katta bo`lsa, uning koagulyatsiyalash xususiyati ham kuchli bo`ladi. Tajriba ko`rsatishicha, agar bir valentli kationning koagulyatsiyalash xususiyatini 1 desak, ikki valentli kationniki 70, uch valentli kationniki esa 550 bo`ladi. Elektrolitning koagulyatsiya konsentratsiyasi ( koagulyatsiya chegarasi) 1l zolga qo`shilgan elektrolitning milli mol miqdorlari bilan ifodalanadi. Shul`se va Gardi elektolit ionining valentligi bilan uning koagulyatsiyalash kuchi orasidagi bog`liqlikni aniqladilar. Shul`se-Gardi qoidasi deyiladigan bu bog`liqlik quyidagicha ta`riflanadi: Koagulyatsiyalovchi ionning valentligi qancha katta bo`lsa, uning koagulyatsiyalash kuchi shuncha ko`p va koagulyatsiya konsentratsiyasi shuncha kam bo`ladi. 5. Kolloid sistemalarning agregativ barqarorligi va koagulyatsiyasi haqidagi hozirgi nazariya 1945 yilda rus olimlari B.V.Deryagin va L.D.Landau tomonidan taklif qilindi. Bu nazariyaga muvofiq, zarrachalar orasida o`zaro tortishish va o`zaro itarilish kuchlari ta`sir etadi. Zarrachalararo masofa o`zgarganida sistemadagi potensial energiyaning o`zgarishini aniqlash uchun absissalar o`qiga masofa, ordinatalar o`qiga sistemaning potensial energiyasini qo`yib, potensial energiya diagrammasi hosil qilinadi. 1-rasmda ana shunday diagramma keltirilgan. Bunday diagramma tuzishda o`zaro itarilish energiyalari musbat, o`zaro tortishish energiyalari esa manfiy ishora bilan olinadi. Qaysi masofadan boshlab ikki kolloid zarracha tortila boshlaydi? Degan savolga Van-der-Vaal`s kuchlari tufayli tortilish kuchi broun harakati kuchidan ortgan masofadan boshlab zarrachalar tortishadi, deb javob berish mumkin. O`zaro elektostatik itarilish kuchlariga kelganda, B.V.Deryagin ko`rsatishicha itarilish A 1 va A kolloid zarrachalarning ion atmosferalari bir-birini qurshab olgan masofadan boshlanadi( -rasm). Kolloid zarrachalar( mitsella) lar orasidagi o`zaro ta`sir kuchlari odatdagi kulon kuchlaridan farq qiladi: B.V.Deryagin bu zarralar orasida kengaytiruvchi P deyiladigan alohida kuchlar ta`sir etishini ko`rsatishga muvaffaq bo`ldi. Kengaytiruvchi bosim keltirib chiqaruvchi itarilish kuchlarini juda katta rezervuarga tushirilgan ikkita parallel plastinkalar misolida ko`rib chiqamiz. Faraz qilaylik, suyuqlik ichiga botirilgan ikki plastinka orasida yupqa suyuqlik qavati bor va bu plastinkalar bosim P ta`sirida o`z vaziyatini saqlab turgan bo`lsin ( 3-rasm). Suyuqlikning ikkita qavati bir-biri bilan mexanik muvozanatda turishi uchun quyidagi shart bajarilishi lozim: kengaytiruvchi P kuchi dp sirt birligi uchun hisoblangan elektrostatik o`zaro ta`sir kuchi- qdφ ga teng bo`lishi kerak ( minus ishora qo`yilishining sababi shundaki, bu ikkala kuch qarama-qarshi yo`nalishga ega ): dp= - qd φ yoki dp + qd φ =0 (1) ( bu yerda q- zaryad zichligi, φ- potensial ). Plastinkalar orasidagi har bir plastinkadan l masofada turuvchi tekislikdagi bosimni P 1 bilan, plastinkalar tashqarisidagi suyuqlik hajmining bosimini P 0 bilan belgilaylik. Bu holda kemgaytiruvchi P bu ikkala bosim orasidagi ayirmaga teng bo`ladi: π = P 1 P 0 () o`rta qavatdagi elektr potensiallar φ e ga: plastinkalardan tashqarida elektr potensiallar esa nolga teng bo`lsin. endi tenglamani integrallasak, quyidagi ifodaga ega bo`lamiz: φ e π = P 1 P 0 = 0 qd φ (3) Zaryad zichligi q ni topish uchun Gui va Chepmen tenglamasi Fq RT RT q F z ( C C _) F. C z ( e e ) (4) Fq Dan foydalanish mumkin. Agar suyuqlikni ion zaryadlari z ga teng binar elekrtolit eritmasi deb faraz qilsak, Gui va Chepmen tenglamasi quyidagi ko`rinishni oladi: ZF q zfc RT U holda yoruvchi bosim uchun (5)

55 zf zf l ZFC d C RT RT 0 e Kelib chiqadi. O`zaro itarilish energiyasi U 0 ni esa: (6) U dl 0 (7) i ga muvofiq hisoblash mumkin. B.V. Deryagin va uning shogirdlari elekrtolitlarning suvdagi eritmalari bilan olib borgan tajribalarida (6) tenglamani uyiltirilgan eritmalar uchungina tatbiq etish mumkinligini ko`rsatdilar. B.V.Deryagin ikkita sferik zarracha orasidagi o`zaro itarilish energiyasini hisoblab topishga muvaffaq bo`ldi. Zolning barqarorligiga ta`sir ko`rsatuvchi ikkinchi kuch- zarrachalar orasida o`zaro tortilish kuchlaridir. Bu kuchlar tabiati jihatdan xuddi ikki neytral zarracha orasida ta`sir etuvchi kuchlarga o`xshaydi. Molekulalararo kuchlarning kelib chiqish sabablaridan biri dipollar orasidagi o`zaro ta`sir (Debay effekti), ikkinchisi bir molekulaning ikkinchi molekula ta`sirida qutblanishi (Keezom effekti) va uchinchisi- maxsus dispersion kuchlarning ( F.London kuchlarining ) paydo bo`lishidir. Koagulyatsiya hodisalari tabiatda va turmushda keng tarqalgan. Qand sanoatida qand lavlagi sharbatini( ya`ni diffuzion sharbatni) tozalashda kolloidlarning koagulyatsiya jarayonida foydalaniladi. Diffuzion sharbat tarkibida shakar va suvdan tashqari, ko`pincha, shakarmas moddalar ham uchraydi; ular kolloid dispers holatda bo`ladi. Diffuzion sharbatni shakarmas moddalardan tozalash maqsadida sharbatga -,5 % kal`siy oksid qo`shiladi. Bunda ba`zi shakarmas moddalar koagulyatsiyaga uchraydi. Sharbat ikkinchi marta saturatsiya jarayoni natijasida tozalanadi. Saturatsiya jarayonining mohiyati shundaki, sharbatga karbonat angidrid yuboriladi. Bu vaqtda kal`isy oksid bilan CO orasida reaksiya sodir bo`lib, kal`siy karbonat cho`ka boshlaydi. Bu modda o`zining cho`kish jarayonida eruvchan shakarmas va rangdor moddalarni o`ziga yutib, sharbatni tozalaydi. Koagulyatsiyaning qo`llanilishiga doir ikkinchi misol sifatida tuproq hosil bo`lishini qarab chiqamiz. Tuproq juda murakkab kolloid sistema deb qaraladi. Tuproq zarrachalarining katta-kichikligi, ularning shakli, tabiati tuproqning yutish qobiliyatiga, binobarin ekin unumiga katta ta`sir ko`rsatadi. Ichiladigan suvni tozalash uchun ham kolloidlarning o`zaro koagulyatsiyalanish hodisasidan foydalaniladi. Suvdagi organik moddalar, odatda manfiy zaryadli bo`ladi. Suvga xlor qo`shilib suvdagi bakteriyalar yo`qotilgandan keyin, suvga oz miqdorda temir sul`fat yoki alyuminiy sul`fat qo`shiladi.hosil bo`lgan gidroksidlarning musbat zaryadli kolloidlari suvdagi organik moddalarning manfiy zaryadli kolloidlarinikoagulyatsiyalaydi. Natijada hosil bo`lgan koagulyatlar cho`kadi va suv tiniydi. Takrorlash uchun savolar 1. Liofob kolloid eritmalarning agregativ va kinetik barqarorlik nimadan iborat?. Sedimentatsion barqaror sistemalarga misollarlar keltiring. 3. Shul`se- Gardi qoidasi nima? 4. Koagulyatsiya chegarasi nima? 5. Koagulyatsiyani qanday usullar bilan tezlatish mumkin? 6. Kolloidlarning barqarorligi va koagulyatsiyaga oid qanday fizik nazariyalarni bilasiz? 7. Sust koagulyatsiya nima? 8. Tabiatdan va turmushdan koagulyatsiyaga oid misollarni keltiring. Texnologik xarita Mavzu: Dispers sistemalarning struktur-mexanik xossalari O`quv vaqti: 80 Talaba soni 58

56 Maqsad, vazifalar O`quv jarayonining mazmuni O`quv jarayonini amalga oshirish texnologiyasi Kuzatiladigan natijalar Talabalarni dispers sistemalarning struktur mexanik xossalari bilan tanishtirish (tayanch so`zlar: reologiya, elastiklik (Yung) moduli, plastik qovushqoqlik, koagulyatsion strukturalar, kondensatsionkristallizatsion strukturalar, relaksatsiya davri). Reologiyaning asosiy tushuncha va qonunlari hamda dispers sistemalarda strukturalarning hosil bo`lishi haqidagi tasavvurlarni ochib berish. Darsni olib borish shakli: og`zaki Darsni o`tkazish shakli: ma`ruza Vosita: kompyuter Nazorat: og`zaki Baholash: rag`batlantirish, 4-b sistema asosida O`qituvchi: talabalardadars jarayoniga qiziqish va unda faol ishtirok etishni uyg`otish, materialni yaxshi o`zlashtirishga ko`maklashish. Talaba: yangi bilimlar olish, fikrlash qobiliyatini rivojlantirish, olingan bilimlarga o`zi baho berishi Kelgusi rejalar O`qituvchi: Kompyuter texnologiyalarini dars jarayoniga tatbiq qilish, o`z ustida ishlash, mavzuni zamonaviy talablar asosida o`qitish Talaba: ma`lumotlar bilan ishlash malakasini rivojlantirish, o`z fikrlarini to`g`ri ifoda qilishga erishish, qo`shimcha ma`lumotlarni izlash va ular bilan ishlash. Ma`ruza Mavzu: Dispers sistemalarning struktur-mexanik xossalari Dars maqsadi: Ta`lim beruvchi: talabalarni dispers sistemalarning reologik xossalari va ularda strukturalar hosil bo`lishi bilan tanishtirish. Rivojlantiruvchi: talabalarda reologiya materiallarining deformatsiyalanish xossalari, deformatsiya bilan kuch, deformatsiya bilan vaqt orasidagi mavjud qonuniyatlar haqidagi tasavvurlarni kengaytirish. Tarbiyalovchi: darsda e`tiborli bo`lishlik, kuzatuvchanlik, estetik tuyg`ularni tarbiyalashni davom ettirish, texnika bilan ishlash ko`nikmasini hosil qilish. Ko`rgazmali vosita: kompyuter, ekran, proektor. Texnologiya: o`quv texnika vositalaridan foydalanib ma`ruza o`qish (kompyuter texnologiyasi) Dars bo`limlari: II. Asosiy qism III. Yakiniy qism Dars jarayonining mazmuni: Reja: Auditoriyani darsga tayyorlash (5+5 min) II. Asosiy qism (60 min) 1. Reologiyaning asosiy tushunchalari. Reologiyaning asosiy qonunlari 3. Reologik modellar 4. Dispers sistemalarda struktura hosil bo`lishi va ularni namoyish qilish.

57 III. Yakuniy qism (10 min) Uyga vazifa berish. Takrorlash uchun savollar. Reja asosida ma`ruza o`qiladi, namoyish (demonstratsiya) qilinadi. Auditoriyani darsga tayyorlash. II. Asosiy qism 1. Reologiyaning asosiy tushunchalari Rеоlоgiya mаtеriаllаrning dеfоrmаtsiyalаnish xоssаlаri, dеfоrmаtsiya bilаn kuch, dеfоrmаtsiya bilаn vаqt оrаsidаgi mаvjud qоnuniyatlаr hаqidаgi fаndir. Rеоlоgik xоssаlаr jumlаsigа qоvushqоqlik, elаstiklik, mustаhkаmlik vа bоshqа xоssаlаri kirаdi. Rеоlоgiyaning vаzifаsi оddiy (suyuq vа qаttiq) hаmdа murаkkаb mаtеriаllаrgа tаshqаridаn kuch bеrilgаnidа ulаrning rеоlоgik xоssаlаri qаy tаrtibdа o`zgаrishini аniqlаshdаn, mаtеriаlning tаrkibi vа tuzilishi bilаn uning rеоlоgik, bоshqаchа аytgаndа, strukturа-mеxаnik xоssаlаri оrаsidа qаndаy bоg`lаnish bоrligini ko`rsаtishdаn ibоrаt. Kоllоid kimyodа rеоlоgiya mеtоdlаridаn dispеrs sistеmаlаrning strukturаsini vа qоvushqоqlik оquvchаnlik xоssаlаrini bаyon qilishdа fоydаlаnilаdi. Kоllоid sistеmаlаrdа qo`sh elеktr qаvаtning pоtеntsiаl qiymtаi hаm, uning hоlаti hаm kоllоid sistеmа mоddаlаrining tаrkibigа qаrаb o`zgаrаdi. Kоllоid sistеmаlаrning strukturаsi, binоbаrin, ulаrning rеоlоgik xоssаlаri zаrаchаlаrаrо tа`sir etuvchi kuchlаrgа, zаrrаchаlаr kоntsеntrаtsiyasigа vа ko`pinchа kоllоid eritmаning yangi-eskiligigа bоg`liq bo`lаdi. SHuning uchun hаm sirt hоdisаlаr hаqidаgi tа`limоt vа dispеrs sistеmаlаrning bаrqаrоrlik nаzаriyalаri bilаn tаnishib o`tilgаnidаn kеyinginа kоllоid sistеmаlаrning rеоlоgik xоssаlаrini o`rgаnish mаqsаdgа muvоfiqdir. Jism shаklining birоr kuch tа`siridа o`zgаrishi dеfоrmаtsiya dеb yuritilаdi. Rаsmdа tаsvirlаngаn pаrаllеlеpipеd shаklidаgi jismgа urinmа bo`ylаb kuch F tа`sir etgаnidа uning ustki (sirti s bo`lgаn) qirrаsidа siljish dеfоrmаtsiyasi yuzаgа chiqаdi. Kuch F ning sirt s gа nisbаti F siljish kuchlаnishi dеb аtаlаdi. Nisbiy dеfоrmаtsiya s Uning qiymаti jism ichidаgi hаjm elеmеntining nisbiy siljishi dx gа tеng; dz l bilаn ifоdаlаnаdi. L dx dz. Guk qоnunigа muvоfiq elаstik dеfоrmаtsiya jsimgа tа`sir etgаn siljish kuchlаnishigа to`g`ri prоpоrtsiоnаldir: k yoki G Bu еrdа: k prоpоrtsiоnаllik kоeffitsiеnti, G 1 lаr elаstiklik (yoki YUng) mоduli dеb аtаlаdi. k Elаstik dеfоrmаtsiya qаytаr xаrаktеrgа egа: jismgа kuch bеrilishi to`xtаtilgаnidа jism o`zining eski shаkligа kеlаdi, ya`ni 0 bo`lgаnidа dеfоrmаtsiya hаm nоlgа tеng bo`lаdi. G ning qiymаti аyni jism mоddаsining tаshqаridаn bеrilаdigаn kuchlаnish tа`sirigа ko`rsаtаdigаn qаrshilik qоbiliyatini xаrаktеrlаydi. Аgаr G=0 bo`lsа, jism tаshqi kuchlаnishgа hеch qаndаy qаrshilik ko`rsаtmаydi. Bu hоldа, jismgа bеrilgаn kuchlаnish (τ) nоlgа tеng bo`lmаsа, jismdа dеfоrmаtsiya ro`y bеrаdi vа u vаqt o`tishi bilаn kаttаlаshuvi mumkin. Bu shаrоitdа mаtеriаl mоddаsi оqа bоshlаydi, bоshqаchа аytgаndа, jism suyuqlik xоssаsigа egа bo`lib qоlаdi. Bundаy shаrоitdа nisbiy dеfоrmаtsiya γ mаtеriаlning xоlаtini bеlgilаmаydi. Endi mаtеriаl hоlаtini xаrаktеrlоvchi kаttаlik sifаtidа mоddа hаrаkаti (оqish) tеzligini uzunlik bilаn o`zgаrishi tеzlik du grаdiеnti аhаmiyatgа egа bo`lib qоlаdi. dx I. Nyutоn qоnunigа muvоfiq, tаshqi kuch tа`siridа vujudgа kеlgаn kuchlаnish siljish tеzligi grаdiеntigа prоpоrtsiоnаl bo`lib, suyuqlik qаvаtlаri оrаsidаgi qоvushqоqlikni еngish uchun sаrflаnаdi: yoki du dx

58 Bu еrdа η=τ:γ suyuqlikning qоvushqоqligi (yoki ichki ishqаlаnishi). Mоddаlаrning qоvushqоqligi bir-biridаn kеskin fаrq qilаdi. Mаsаlаn, suvning qоvushqоqligi 0 о C dа 10 - puаzgа ( g sm s gа) yoki 10-3 Pа. s gа tеng. Qаttiq jismlаrning qоvushqоqligi Pа. s gа qаdаr kаttа bo`lishi mumkin. Rеоlоgik mоdеllаr. Mоddаlаr plаstik hоlаtdа hаm bo`lishi mumkin. Bundаy mоddаlаrgа tа`sir ettirilgаn kuch оlingаndаn kеyin jism o`zining аsl shаkligа kеlmаydi; undа qоldiq dеfоrmаtsiya hоsil bo`lаdi. Binоbаrin, mоddаning plаstik оqishi (huddi qоvushqоq оqim kаbi) mеxаnik jihаtdаn hаm qаytmаs jаrаyonlаr jumlаsigа kirаdi. Tаshqаridаn bеrilаyotgаn kuchlаnish plаstik оqish uchun zаrur bo`lgаn chеgаrа qiymаt τc gа еtmаgunchа plаstik оqish sоdir bo`lmаydi. τ=τc bo`lgаndа plаstik оqish bоshlаnаdi vа dаvоm etаdi. Dispеrs vа pоlimеr mаtеriаldа qоvushqоq qаrshilik bilаn bir vаqtdа plаstik qаrshilik hаm bo`lаdi. SHu sаbаbli mоddаning dеfоrmаtsiyalаnishigа ko`rsаtаdigаn umumiy qаrshiligi SHvеdоv vа Bingаm qоidаsigа muvоfiq quyidаgi tеnglаmа bilаn ifоdаlаnаdi: * c Bu tеnglаmаdаgi η* - plаstik qоvushqоqlik dеb аtаlаdi; uning qiymаti c *. YUqоridа biz ko`rib o`tgаn uch mоdеl (elаstik, qоvushqоq vа plаstik mоdеllаr) rеоlоgiyaning аsоsiy vа eng sоddа mеxаnik mоdеllаrini tаshkil qilаdi. Ulаr bir-biri bilаn qo`shilgаnidа murаkkаb mоdеllаr kеlib chiqаdi. Mаsаlаn, Mаksvеll mоdеlidа elаstiklik bilаn qоvushqоqlik аstа-sеkin bir-birigа qo`shilib bоrаdi. Bingаm mоdеlidа qоvushqоqlik bilаn elеktrоstаtik ishqаlаnish bir-birigа qo`shilаdi. Dispеrs sistеmаlаrning strukturа mеxаnik xоssаlаri, yuqоridа аytib o`tilgаnidеk, аyni sistеmаni hоsil qiluvchi mоddаlаrning kimyoviy tаbiаtigа, аgrеgаt hоlаtigа, zаrrаchаlаrning kоntsеntrаtsiyasigа, ulаrning shаkligа dispеrsiоn muhit zаrrаchаsi bilаn fаzа zаrrаchаsi оrаsidаgi mоlеkulyar vа elеktrоstаtik o`zаrо kuchlаrigа bоg`liq. Аgаr dispеrs fаzа zаrrаchаlаri bir biri bilаn bo`sh bоg`lаngаn bo`lsа, dispеrsiоn muhitning mеxаnik xоssаlаri dispеrs fаxа ishtirоk etishidаn kаm o`zgаrаdi. SHungа ko`rа bаrchа dispеrs sistеmаlаr: 1) strukturаlаngаn vа ) strukturаlаnmаgаn sistеmаlаr dеb ikki turkumgа bo`linаdi. Strukturаlаnmаgаn sistеmаlаr jumlаsigа оdаtdаgi suyultirilgаn zоllаr, suspеnziya vа emulsiyalаr kirаdi. Bu sistеmаlаr mеxаnik mustаhkаmlikkа egа emаs. Lеkin ulаrning qоvushqоqligi tоzа dispеrsiоn muhit mоddаsining qоvushqоqligidаn sаlginа оrtiq: uni Eynshtеyn tеnglаmаsi аsоsidа hisоblаb tоpish mumkin: η=η 0 (1+kυ) bu еrdа: υ dispеrs fаzаning hаjmiy kоntsеntrаtsiyasi; v bundа: v dispеrs fаzа zаrrаchаlаrning hаjmi, v 0 dispеrsiоn muhit hаjmi, η 0 muhit qоvushqоqligi, k zаrrаchа shаkligа bоg`liq bo`lgаn kоeffitsiеnt. Sfеrik zаrrаchаlаr uchun k ning qiymаti,5 gа tеng. Dispеrs sistеmа qоvushqоqligining dispеrs fаzа kоntsеntrаtsiyasigа prоpоrtsiоnаl ekаnligi tеnglаmаdаn ko`rinib turibdi. Strukturаlаngаn sistеmаlаr (mаsаlаn, kоntsеntrlаngаn suspеnziya, kоnts. zоl, kоnts. emulsiya, аnizоdiаmеtrik zаrrаchааrdаn tuzilgаn dispеrs sistеmа, uzunchоq mаkrоmоlеkulаlаr eritmаlаri) elаstiklik vа plаstiklik xоssаlаri nаmоyon qilаdi. Bu sistеmаlаrdа dispеrs fаzа zаrrаchаlаri mоlеkulаlаrаrо kuchlаr hisоbigа sоlvаt qаvаtlаr оrqаli fаzаlаrning o`zаrо yondаshishi оrqаli birbiri bilаn bоg`lаnib, butun sistеmа hаjmigа tаrqаlаdigаn yagоnа umumiy strukturа hоsil qilаdi. Pоlimеrlаrning eritmаlаri Eynshtеyn qоnunigа bo`ysunmаydi. P. А. Rеbindеr tа`limоtigа ko`rа, tutinish kuchlаri tаbiаtigа qаrаb, bаrchа strukturаlаr ikki turkumgа bo`linаdi: 1) kоаgulyatsiоn strukturаlаr vа ) kоndеnsаtsiоn-kristаllizаtsiоn strukturаlаr. Kоаgulyatsiоn strukturаlаr kоаgulyatsiya jаrаyoni vаqtidа zаrrаchаlаrning suyuq qаvаtlаr оrqаli Vаn-dеr-Vааls kuchlаri hisоbigа bir- biri bilаn tоrtishuvi nаtijаsidа vujudgа kеlаdi. Kоаgulyatsiоn strukturаlаr hоsil bo`lishining аsоsiy shаrti sirtning bir jinsli emаsligi, zаrrаchаlаrning liоfillаshgаn sirtlаridа nisbаtаn liоfоb sоhаlаrning (pоlimеrlаrning eritmаlаridа v 0

59 gidrоfоb sоhаlаr) bo`lishidir. Аnа shundаy sоhаlаrdа strukturаning dаstlаbki zvеnоlаri nuqtаviy kоntаktlаr pаydо bo`lа bоshlаydi. Nuqtаviy kоntаktlаr zаrrаchаning chеkkаlаridа pаydо bo`lаdi, chunki zаrrаchа chеkkаlаridа qаttiq fаzаning kuch mаydоni zаiflаshgаn bo`lаdi. Nuqtаviy kоntаktlаrning pаydо bo`lishigа аyniqsа, аnizоmеtrik shаkldаgi uzunchоq yoki zаnjirsimоn zаrrаchаlаr (V O 5 zоli, uzunchоq pоlimеrlаr eritmаlаri) yaxshi shаrоit yarаtаdi. Nuqtаviy kоntаktlаr o`zаrо birlаshib, strukturаlаr hоsil qilаdi. Bundаy jаrаyon hаttо 0,1% dispеrs fаzаsi bo`lgаn sistеmаlаrdа hаm аmаlgа оshаdi. Sistеmаgа sirtni mоdifikаtsiya qiluvchi mоddаlаr (sirt-fаоl mоddаlаr yoki elеktrоlitlаr) qo`shish yo`li bilаn sistеmаning xоssаlаrini o`zgаrtirib, strukturаlаr hоsil bo`lishini kuchаytirish yoki susаytirish mumkin. Masalan, suvda hosil qilingan dispers sistemaga elektrolit qo`shilganda zarracha sirti qisman degidratlanib, strukturalanish kuchayadi. Elektrolitdan yana ortiqcha miqdorda qo`shilganda zarrachalar sirti batamom degidratlanadi, natijada zol kaogulyatsiyaga uchraydi va strukturalar hosil bo`lmay qoladi. Elektrolit miqdorining keskin ko`payishi ba`zan strukturalar hosil bo`lishiga yordam beradi. Agar dastlabki sistemadagi zarrachalar amorf tuzilishga ega bo`lsa, bunday dispers sistemalarda( metastabil eritma yoki qotishmalarda) kondensatsiya tufayli yangi faza ajralib chiqishi hisobiga hosil bo`ladigan strukturalar kondensatsion strukturalar deb ataladi. Kristall zarrachalardan iborat dispers sistemalarda sodir bo`ladigan strukturalar kristallizatsion strukturalar deyiladi. Agar strukturalanish ayni sistemadagi zarrachalarning bir-biri bilan bevosita qo`shilishi hisobiga sodir bo`lsa, sistemaning avvalgi va keyingi mexanik xossalarida deyarli o`zgarish ro`y bermaydi. Turmushda ishlatiladigan ko`pchilik qattiq materiallar kondensatsion-kristallizatsion strukturalarga ega. Bular jumlasiga metallar, qotishmalar, kulollik buyumlari, beton va hakozalar kiradi. Sanoatning xom ashyo va oraliq mahsulotlari ko`pincha suyuq va quyuq moddalardan iborat bo`lib, ular koagulyatsion strukturaga ega. Xom ashyo va oraliq moddalardan asosiy buyum tayyorlash jarayonida koagulyatsion strukturalar kondensatsion-kristallizatsion strukturalarga aylanib ketadi. Moddalarni realogik xossalar asosida ham sinflarga bo`lish mumkin. Shunga ko`ra, barcha haqiqiy jismlar suyuqsimon (ya`ni oqishi uchun berilishi kerak bo`lgan kuchlanishning chegara qiymati nolga teng) va qattiqsimon ( ya`ni oqishi uchun berilishi kerak bo`lgan kuchlanishning chegara qiymati noldan katta) moddalarga bo`linadi. Suyuqsimon moddalar n`yutoncha suyuqlik va non`yutoncha suyuqliklar deb ikki turkumga ajratiladi. N`yutoncha suyuqliklar N`yuton qonuniga bo`ysunadi; ularning qovushqoqligi siljituvchi kuchlanishga bog`liq emas va o`zgarmasdir. Non`yutoncha suyuqliklar N`yuton qonuniga bo`ysunmaydi; ularning qovushqoqligi siljituvchi kuchlanish o`zgarishi bilan o`zgaradi, bular o`z navbatida statsionar va nostatsionar suyuqliklarga bo`linadi; statsionar suyuqlikning reologik xossalari vaqt o`tishi bilan o`zgarmaydi; nostatsionar suyuqliklarning reologik xossalari vaqt o`tishi bilan o`zgarib ketadi. Kuchlanishning relaksatsiya vaqti (davri) haqidagi tushincha. Moddiy sistemalarning molekulalari yoki boshqa struktura birliklari harakatchanlik bilan tavsiflanadi. Ular bir-biriga nisbatan siljiy oladi. Shu sababli jismda deformatsiya tufayli vujudga kelgan kuchlanish jismdan yuk olib tashlangandan keyin kamayib ketadi. Kuchlanishning ma`lum vaqt ichida tarqalib yo`qolib ketish hodisasi relaksatsiya deb ataladi. Relaksatsiya zarrachalarning issiqlik harakati tufayli sodir bo`ladi, shuning uchun bu hodisa barcha moddalarda uchraydi. Maksvell bu hodisani elastik qovushqoq jismlarda o`rganish natijasida quyidagi tenglamani chiqarishga muvaffaq bo`ldi: d d G dt dt * Bu tenglamadagi τ * relaksatsiya vaqti yoki realaksatsuya davri deb ataladi. Maksvellning bu tenglamasidan o`zgarmas temperaturadagina foydalanish mumkin. Agar jismning

60 deformatsiyalanishi bir qiymatda o`zgarmas bo`lishiga (dγ=0) erishsak, dγ/dt=0 bo`ladi. U holda Maksvell tenglamasi quyidagi shaklni oladi: d 0 dt * Bu tenglama integrallanganda quyidagi formula kelib chiqadi: Bu formuladan ko`ramizki, deformatsiyalangan jismda kuchlanish eksponensal qonunga muvofiq ravishda kamayib boradi; formuladagi konstanta t * relaksatsiya tezligini xarakterlaydi. Uning qiymati ayni jismda kuchlanish e (ya`ni,7) marta kamayadigan vaqtga teng. Qovushqoqligi kam bo`lgan suyuqliklarda kuchlanishning relaksatsiya davri juda kichik vaqtlar bilan o`lchanadi, chunki bunday suyuqlik molekulalari nihoyatda harakatchandir. Suyuqlik qovushqoqligi ortgan sari uning relaksatsiya davri kattalasha boradi, nihoyat, qattiq jismlardagi kuchlanish davriga yaqinlashadi. Kritallarda relaksatsiya jarayoni nihoyatda sust boradi. Quyida ba`zi moddalarning relaksatsiya konstantalari keltirilgan. Modda t *, sek modda t *, sek Suv Kastorka moy Kanifol ( 55 0 C da) e t t * Jelatin (0,5% li eritmasi) Kanifol ( 1 0 C da) Ideal qattiq jism Ko`pchilik moddalarda relaksatsiya hodisasidan tashqari yana elastiklanishning kechikishi deyiladigan hodisa ham ro`y beradi. Relaksatsiya jarayonida modda elastik deformatsiyalangan holatdan plastic holatga o`tadi; elastiklanishning kechikishi hodisasida esa elastik deformatsiyalanish bir onda sodir bo`lmasdan, uning bir qismi kechikib qoladi. Bu qismning elastik deformatsiyalanishi berilgan kuchlanishga qarab ma`lum vaqt davomida amalga oshadi. Texnologik xarita Mavzu: Mikrogeterogen sistemalar. Emulsiya va ko`piklar O`quv vaqti: 80 Talaba soni 58 Maqsad, vazifalar Talabalarning mikrogeterogen sistemalar (aerozollar,

61 emulsiyalar, kukunlar) bo`yicha rasavvurlarini chuqurlashtirish (tayanch so`zlar: emulsiya, sedimentatsiya, koalestsensiya, emulgator, yarim kolloidlar). O`quv jarayonining mazmuni Turmush va texnikada uchraydigan eng ko`p uchraydigan dag`al dispers va ultramikrogeterogen sistemalarning xossalari haqidagi ma`lumotlarni tushuntirib berish. O`quv jarayonini amalga oshirish texnologiyasi Kuzatiladigan natijalar Darsni olib borish shakli: og`zaki Darsni o`tkazish shakli: ma`ruza Vosita: kompyuter Nazorat: og`zaki Baholash: rag`batlantirish, 4-b sistema asosida O`qituvchi: talabalardadars jarayoniga qiziqish va unda faol ishtirok etishni uyg`otish, materialni yaxshi o`zlashtirishga ko`maklashish. Talaba: yangi bilimlar olish, fikrlash qobiliyatini rivojlantirish, olingan bilimlarga o`zi baho berishi Kelgusi rejalar O`qituvchi: Kompyuter texnologiyalarini dars jarayoniga tatbiq qilish, o`z ustida ishlash, mavzuni zamonaviy talablar asosida o`qitish Talaba: ma`lumotlar bilan ishlash malakasini rivojlantirish, o`z fikrlarini to`g`ri ifoda qilishga erishish, qo`shimcha ma`lumotlarni izlash va ular bilan ishlash. Ma`ruza Mavzu: Mikrogeterogen sistemalar. Emulsiya va ko`piklar Dars maqsadi: Ta`lim beruvchi: talabalarni emulsiya va ko`piklarni olinishi, tuzilishi va barqarorligi hamda hosil bo`lishidagi nazariyalar bilan tanishtirish. Rivojlantiruvchi: emulsiya tiplari va xossalari, shuningdek yarim kolloidlar to`g`risidagi tasavvurlarni chuqurlashtirishni davom ettirish. Tarbiyalovchi: darsda e`tiborli bo`lishlik, kuzatuvchanlik, estetik tuyg`ularni tarbiyalashni davom ettirish, texnika bilan ishlash ko`nikmasini hosil qilish. Ko`rgazmali vosita: kompyuter, ekran, proektor. Texnologiya: o`quv texnika vositalaridan foydalanib ma`ruza o`qish (kompyuter texnologiyasi) Dars bo`limlari: II. Asosiy qism III. Yakiniy qism Dars jarayonining mazmuni: Reja: Auditoriyani darsga tayyorlash (5+5 min) II. Asosiy qism (60 min) 1. Emulsiya va ko`piklarni olinishi. Tuzilishi va barqarorligi 3. Emulsiya va ko`piklar hosil bo`lishini namoyish qilish va animatsiyasini ko`rsatish. 4. Emulsiya va ko`piklar hosil bo`lishidagi nazariyalar 5. Yarim kolloidlar

62 6. Sovunlar yordamida molekulyar eritma kolloid gel muvozanatini namoyish qilish. III. Yakuniy qism (10 min) Uyga vazifa berish. Takrorlash uchun savollar. Reja asosida ma`ruza o`qiladi, namoyish (demonstratsiya) qilinadi. Auditoriyani darsga tayyorlash. II. Asosiy qism Kоllоid kimyodа zаrrаchаlаrining kаttа -kichikligi fаqаt nm ( m) bo`lgаn dispеrs sistеmаlаrginа o`rgаnilmаy, аnchа yirikrоq zаrrаchаlаrdаn tuzilgаn sistеmаlаr xam o`rgаnilаdi. Dispеrs fаzаsi zаrrаchаlаrining kаttа-kichikligi оddiy mikrоskоpdа ko`rinаdigаn dispеrs sistеmаlаr mikrоgеtеrоgеn sistеmаlаr dеb аtаlаdi. Ulаr jumlаsigа kukunlаr, suspеnziyalаr, emulsiyalаr, ko`piklаr vа аerоzоllаr kirаdi. Bulаrgа mikrоgеtеrоgеn sistеmаlаr nоmi bеrilgаnidаn kеyin kоllоid sistеmаlаr u l t r а m i k r о g е t е r о g е n s i s t е m а l а r dеb аtаlаdigаn bo`ldi. Mikrоgеtеrоgеn sistеmаlаrning zаrrаchаlаri nisbаtаn tеz cho`kishi (yoki suyuqlik yuzаsigа qаlqib chiqishi) mumkin. Ulаr, ko`pinchа tiniq bo`lmаydi. Mikrоgеtеrоgеn sistеmаlаr tаbiаtdа, qishlоq xo`jаligidа, оziq-оvqаt sаnоаtidа vа bоshqа sоhаlаrdа kеng tаrqаlgаn. Kоllоid sistеmаlаr zаrrаchаlаrining diаmеtri turlichа bo`lishi mumkin. Quyidаgi jаdvаldа оltin zоli zаrrаchаlаrining diаmеtri оddiy vа murаkkаb mоddаlаr mоlеkulаlаrining diаmеtri bilаn sоlishtirib ko`rilgаn. Mоddаning nоmi Vоdоrоd Xlоrоfоrm Gеmоglоbin Mоlеkulа si-ning diаmеtri 0,1 nm 0,8 nm 5nm Оltin zоli zаrrаchаlаrining diаmеtri (d) kichik zаrrаchаlаr yirik zаrrаchаlаr 1 3 nm nm Emulsiyalаr dаg`аl dispеrs sistеmаlаr kаtоrigа kirаdi. Bir-biri bilаn аrаlаshmаydigаn ikki suyuqlikdаn ibоrаt suyuq mikrоgеtеrоgеn dispеrs sistеmа emulsiya dеb аtаlаdi. Dеmаk, emulsiya hоsil bo`lishi uchun suyukliklаr bir-biridа judа оz erishi kеrаk; mаsаlаn, emulsiya hоsil kiluvchi suyuqliklаrdаn biri sifаtidа suv оlinsа, suvdа оz eriydigаn suyuqlik shаrtli rаvishdа «mоy» («yog`») dеb аtаlаdi. Suyumiklаrning qаysi biri dispеrs fаzа bo`lishigа qаrаb, emulsiyalаr ikki turgа bo`linаdi. Аgаr «mоy» tоmchilаri suv ichigа tаrqаlgаn bo`lsа (ya`ni «mоy» dispеrs fаzа bo`lsа), bundаy emulsiya mоyning suvdаgi emulsiyasi dеyilаdi; аgаr, аksinchа, suv tоmchilаri «mоy» ichidа tаrqаlgаn bo`lsа, undаy umulsiya suvning mоydаgi emulsiyasi dеb аtаlаdi. Birinchi tur emulsiyalаr M/S bilаn, ikkinchi tur emulsiyalаr esа S/ M bilаn bеlgilаnаdi. Emulsiyadа dispеrs fаzа tоmchilаrining diаmеtri hаr xil (0,1 mikrоndаn 50 mikrоngаchа) bo`lishi mumkin. Аgаr emulsiyadа dispеrs fаzаning hаjmi emulsiya hаjmining 1/1000 1/ qismini yoki dispеrs fаzаning mikdоri 0,1 % ni tаshkil etsа, bu emulsiya suyultirilgаn emulsiya dеb аtаlаdi. Dispеrs fаzа miqdоri 74% gаchа bo`lsа, kоntsеntrlаngаn, 74 % dаn оrtiq bo`lsа, o`tа kоntsеntrlаngаn emulsiyagа egа bo`lаmiz. Ikki tоzа suyuqlikni bir-biri bilаn аrаlаshtirib, suyultirilgаn emulsiyalаrniginа hоsil qilish mumkin. Ikki tоzа suyuqlikdаn hоsil qilingаn emulsiyadа dispеrs fаzаning eng ko`p miqdоri (hаjm jihаtidаn) % dаn оrtiq bo`lmаydi. Bundаy emulsiya bir оz vаkt turgаndаn kеyin dispеrs fаzа tоmchilаri bir- biri bilаn birlаshib, (k о а l е s ts е n ts i ya), ikki kаvаtgа аjrаlаdi. Emulsiyalаr оliiguchun birinchidаn, emulsiya tаrkibigа kirunchk suyukliklаrni еtаrli

63 dаrаjаdа dispеrs hоlаtgа o`tkаzish vа ikkinchidаn, hоsil kilingаn dispеrs sistеmаni bаrqаrоr qilish kеrаk. Suyuqliklаrning еtаrli dаrаjаdа dispеrlаnishi uchun ulаrni mеxаnik chаyqаtish, mаxsus kurаkchаli аrаlаshtirgichlаr bilаn аrаlаshtirish, mаydа tеshiklаrdаn o`tkаzish, ultrаtоvush tа`siridа аrаlаshtirish kаbi mеtоdlаrdаn fоydаlаnilаdi. SHu tаriqа hоsil qilingаn dispеrs sistеmа tеrmоdinаmik jihаtdаn bаrqаrоr emаs, chunki uning erkin sirt enеrgiyasi judа kаttаdir. Bundаy sistеmаni bаrkаrоr hоlаtgа o`tkаzish uchun ikki yo`l bоr: birinchisi zаrrаchаlаrning sirtlаrini kаmаytirish vа ikkinchisi sirt tаrаnglikni kаmаytirish yo`li bilаn erkin sirt enеrgiyasini kаmаytirishdir. O`z-o`zichа qоldirilgаn sistеmаdа zаrrаchаlаr o`zаrо birlаshib yiriklаshаdi vа yuqоridа bаyon etilgаn kоаlеstsеntsiya sоdir bo`lаdi. Kоntsеntrlаngаn (suyukliklаrning hаjmiy kоntsеntrаtsiyalаri 50% gа yaqin) bаrqаrоr emulsiyalаr hоsil qilish uchun sistеmаgа suyuqliklаrning sirt tаrаngligini kаmаytirаdigаn, suyuqliklаr sirtidа mustаhkаm pаrdа hоsil kilib dispеrs fаzа tоmchilаrining birbiri bilаn yopishib kеtishigа yo`l qo`ymаydigаn uchinchi mоddа emulgаtоr ko`shish kеrаk. Аkаd. P. А. Rеbindеr tеkshirishlаrigа ko`rа emulgаtоrning vаzifаsi fаkаt fаzаlаrаrо sirt tаrаnglikni kаmаytirish emаs, bаlki аsоsаn, emulsiya tоmchilаri sirtidа mеxаnik jihаtdаn mustаhkаm, kоаlеstsеntsiyagа qаrshilik ko`rsаtа оlаdigаn himоya pаrdаlаr hоsil qilishdаn ibоrаt. Emulgаtоr bu еrdа stаbilizаtоrlik vаzifаsini bаjаrаdi. Emulgаtоrlаrni ulаrning dispеrslik dаrаjаsigа kаrаb uch gruppаgа bo`lish mumkin: 1) dаg`аl dispеrs emulgаtоrlаr, mаsаlаn, lоy, tеmir (III)-gidrоksid vа bоshqаlаr, ) kоllоid dispеrs emulgаtоrlаr, mаsаlаn, jеlаtinа, kаzеin, аlbumin, dеkstrin, еlim vа bоshqаlаr, 3) mоlеkulyar dispеrs emulgаtоrlаr, mаsаlаn, sоvun, bo`yoqlаr, elеktrоlitlаr vа shu kаbilаr. Kоllоid dispеrs emultаgоrlаr аyniqsа kаttа аhаmiyatgа egа, chunki ulаr judа yaxshi himоya pаrdаlаr hоsil kilа оlаdi. Emulsiyalаr kоntsеntrаtsiya jihаtidаn uch sinfgа: suyultirilgаn, kоntsеntrlаngаn vа yuqоri kоntsеntrаtsiyadаgi emulsyyalаrgа bo`linаdi; аgаr emulsiya tаrkibidа dispеrs fаzа mikdоri 0,1 % gаchа bo`lsа, bundаy emulsiya suyultirilgаn emulsiya dеyilаdi (mаsаlаn, bug` mаshinа ishlаshidаn hоsil bo`lаdigаn kоndеnsаtdа mаshinа mоyi miqdоri 0,1 % gа yaqin bo`lаdi). Suyultirilgаn emulsiya tаrkibidа dispеrs fаzа tоmchilаrining diаmеtri 10 m (tаxminаn ultrаmikrоgеtеrоgеn sistеmаlаrdаgi zаrrаchаlаr diаmеtrigа yakin) bo`lаdi. Bundаy emulsiyalаr nihоyatdа bаrqаrоrdir; ulаrni hоsil qilish uchun mаxsus emulgаtоr ishlаtilmаsа hаm bo`lаdi. Kоntsеntrlаngаn emulsiya tаrkibidа hаjmi jihаtidаn 74 % gа qаdаr dispеrs fаzа bo`lаdi. Bundаy emulsiyadаgi zаrrаchаlаrni оddiy mikrоskоp bilаn ko`rish mumkin. YUkоri kоntsеntrаtsiyadаgi emulsiyalаrdа disprеs fаzа miqdоri 74 % dаn оrtiq (tо 99 % gаchа) bo`lishi mumkin. Bundаy emulsiyadаgi tоmchilаr o`z shаklini o`zgаrtirib, ko`p burchаk (pоliedr) shаkligа o`tishi mumkin., Аgаr bu emulsiya mikrоskоp bilаn kuzаtilsа, uning ichidаgi suyuqlik tоmchilаri xuddi аsаlаri inini eslаtаdi; ulаr o`z xоssаlаri bilаn, ko`pinchа, gеllаrgа yaqin turаdi. Emulgаtоr sifаtidа ishlаtilаdigаn sirt-аktiv mоddаning tаrkibidа (uning dipеrslik dаrаjаsidаn qаti nаzаr) gidrоfil vа gidrоfоb qismlаri bo`lishi kеrаk. Kuchli gidrоfil xususiyatgа egа bo`lgаn emulgаtоr M/ S tipidаgi emulsiyalаr оlish uchun xizmаt qilаdi. Gidrоfоb xоssаlаri kuchli bo`lgаn emulgаtоrlаr esа S/M tipidаgi emulsiyalаr hоsil kilishdа ishlаtilаdi. Аgаr 10 ml suvgа 10 ml bеnzоl ko`shib chаyqаtilsа, ikki xil emulsiya оlinishi mumkin: bеnzоl tоmchilаri suvgа vа suv tоmchilаri bеnzоlgа tаrqаlаdi (rаsm). Dgаr sistеmаgа gidrоfil emulgа-tоr qo`shilsа, emulgаtоr mоlеko`lаsining kutbsiz qismi (uglеvоdо-rоd) mоy (bеnzоl) tоmchilаrigа, qutbli qismi ( CООH, ОH, NH gruppаlаr) esа suv tоmchilаrigа bоtаdi, lеkin gidrоfil emulgаtоrni suv ko`prоk xo`llаydi, nаtijаdа emulgаtоr hаjmining ko`p qismi suvgа vа оz qismi bеnzоlgа bоtаdi. Nаtijаdа bеnzоl tоmchisini emulgаtоr yaxshi qurshаb оlаdi. Uning fаzаlаrаrо tаrаngligi kаmаyadi vа bu еrdа' emulgаtоrning gidrаtlаngаn mustаhkаm ximоya pаrdаsi hоsil bo`lаdi, bu pаrdа mоy tоmchilаrini kоаlеstsеntsiyadаn sаklаydi. Suv tоmchisini gidrоfil emulgаtоr bаtаmоm qurshаb оlоlmаydi, bundаy suv tоmchilаri bir-biri bilаn uchrаshgаnidа o`zаrо birlаshib kеtаdi; bеnzоl tоmchilаri esа bir-biri bilаn birlаshib kеtmаydi. Dеmаk, gidrоfi.m emulgаtоr ishlаtib. fаkоt M/S tipidаgi bаrkаrоr emulsiya о.chishimiz mumkin.

64 Аgаr gidооfоb emulgаtоr ishlаtilsа, bu emul!аtоr suv tоmchilаrnni yaxshg qurshаb оlаdi (chunki bеnzоl emulgа gоrni yaxish ho`llаydi), nаtijаdа S/M tipidаgi bаrqаrоr emulsiya hоsil bo`lаdi. Emulsiyalаrning bаrqаrоrligi tоmchi sirtidаgi chmulgаtоr qаvаtining sоlvаtlаnishigа hаm bоg`liq. Sоvun eng ko`p ishlаtilаdigаn zmulgаtоr hisоblаnаdi. Ishqоriy mеtаllаrning sоvunlаri ko`prоk gidrоfil xоssаgа egа bo`lgаnidаi, M/S tiidаgi emulsiyalаr оlishdа emulgаtоr sifаgidа ishlаtilаdi: Ko`p vаlеntli mеtаllаrning sоvunlаri ko`prоk gidrоfоb xоssаgа egа bulgаnligi uchun S/Mtipdаgi emulsiya.chаr оlishdа ishlаtilаdi. Emulgаtоrlаrni mukаmmаl tеkshirish nаtijаsidа quyidаgi qоidаgа kеlingаn: emulsiyani tаshkil qiluvii siyuqliklаrdаn qаysi biri emulgаtоrni yaxshi eritsа, o`shа suyuqlik dispеrsiоn muhit bo`lib qоlаdi. Аgаr M/S tipdаgi emulsiyadа gidrоfil emulgаtоr (mаsаlаn, nаtriy оlеаt) gidrоfоb emulgаtоrgа (mаsаlаn, kаltsiy оlеаtgа) аlmаshtirilsа, S/M tipdаgi emulsiya hоsil bo`lishi mumkin. Bir tipdаgi emulsiyaning ikkinchi tipdаgi emulsiyagа o`tish hоdisаsi emulsiya fаzаlаrining аlmаshinuvi dеb аtаlаdi. Emulsiya kаysi tipgа оid ekаnligini аniqlаsh uchun bir nеchа mеtоdlаrdаn fоydаlаnish mumkin. Mаsаlаn, emulsiyalаrning elеktr o`tkаzuvchаnligini o`lchаb, uningtipini аniklаsh mumkin (fаkаtm/s tipdаgi emulsiyalаrginа sеzilаrli elеktr o`tkаzuvchаnlikkа egа). Emulsiyaning rаngigа аsоslаnib hаm uning tipini аniqlаsа bo`lаdi. Buning uchun emulsiyani tаshkil qilgаn suyuqliklаrdаn fаqаt biridа eriydigаn bo`yok оlinib, bu bo`yoq emulsiyagа qo`shilаdi vа emulsiyaning bir tоmchisi mikrоskоp оstidа qаrаlаdi. Аgаr оlingаn tоmchidа bo`yok, erisа, o`shа suyuklik dispеrs fаzа, ikkinchi suyuklik esа dispеrsiоn muhit bo`lаdi. Emulsiyalаrning tipini аniqlаshning yanа bir usuli emulsiyani suyultirishgа аsоslаngаn. Аgаr M/S tipdаgi emulsiyani mikrоskоp оstigа ko`yib, ungа suv qo`shsаk, emulsiyadа «mоy» tоmchilаrining bir-biridаn uzоqlаshuvini ko`rаmiz. Emulsiya tipini flyuоrеstsеntsiya mеtоdi yordаmidа hаm аniqlаsh mumkin. Аgаr S/M tipidаgi emulsiyagа ultrаbinаfshа nur bеrilsа, emulsiya qоrоng`i kаmеrаdа ko`zgа ko`rinuvchаn rаng kаsb etаdi. Bu bilаn S/M tipidаgi emulsiya M/S tipidаgi emulsiyadаn fаrq kilаdi. M/S tipidаgi emulsiya hеch qаndаy flyuоrеstsеntsiyagа uchrаmаydi. Bu mеtоd pаst vа o`rtаchа kоntsеntrаtsiyadаgi emulsiyalаr uchun qo`llаnilаdi. YAnа bir eng оddiy mеtоdni ko`rsаtib o`tаmiz. Bir pаrchа filtr qоg`оz оlib, uning ustigа оzginа emulsiya ko`yilаdi. Аgаr o`rtаdа bir tоmchi suyuqlik qоlib, bаrchа suyuqlik filtr qоg`оzgа yoyilib kеtsа, sinаlgаn emulsiya M/S tipgа mаnsub bo`lаdi. Lеkin bu mеtоd bilаn suv vа bеnzоldаn tаshkil tоpgаn emulsiyalаrning tipini аniqlаb bo`lmаydi. Emulsiyalаrning mоlеkulyar-kinеtik xоssаlаri. Dispеrs sistеmаlаrning bоshqа ko`rinishlаridаgi kаbi yuqоri dispеrslikkа egа bo`lgаn emulsiyalаrning suyultirilgаn eritmаlаridа hаm brоun hаrаkаti kuzаtilаdi. Dispеrs fаzа vа dispеrsiоn muhit mоddаlаri-ning zichliklаri оrаsidа fаrq bo`lishigа qаrаb emulsiyaning yirik tоmchilаri suyuqlik sirtigа kаlqib chiqаdi yoki idish tubigа cho`kаdi. Emulsiya sfеrik tоmchilаrini cho`kish tеzligi w uchun V. Ribchinskiy vа I. Gаdаmаrd kuyidаgi tеnglаmаni tаklif kilgаnlаr: gr w ( d d 0 ) bu еrdа r-tоmchi rаdiusi, d 1 -dispеrs fаzа mоddаsining zichligi, d o dispеrsiоn muhit mоddаsining zichligi, η 1 -dispеrs fаzа mоddаsining qоvushqоqligi, η 0 -dispеrsiоn muhit mоddаsining qоvushqоkligi. Bu tеnglаmа hаmmа vаkt tаjribаdа tаsdiqlаnаvеrmаydi; bungа sаbаb shuki, fаzаlаr оrаsidа o`zigа xоs mеxаnik xоssаlаrgа-egа bo`lgаn uchinchi qаvаt hоsil bo`lishi mumkin. Emulsiya fаzаlаrining bir-biridаn аjrаlishigа erishish uchun ko`pinchа emulsiya tindirilаdi. Bu jаrаyonni tеzlаtish uchun tsеntrifugаdаn fоydаlаnish mumkin. Hоzirgi vаqtdа tsеntrifugаlаr nеftni tоzаlаshdа, lаbоrаtоriya shаrоitidа suyuqliklаrni bir-biridаn аjrаtishdа kеng qo`llаnilаdi. Sоvun hаmdа kir yuvishdа ishlаtilаdigаn mоddаlаrning eritmаlаri shuningdеk, bа`zi bo`yoq vа tаnnidlаrning eritmаlаri yarim kоllоidlаr jumlаsigа kirаdi. YArim kоllоidlаrning

65 аsоsiy xususiyati shundаki, bu sistеmаlаr ko`p suyultirilgаnidа chin eritmа xоssаlаrigа egа bo`lib kоlаdi; lеkin mоddаning kоntsеntrаtsiyasi mitsеllаlаr «qаytаr mitsеllаlаrdir», chunki eritmа suyultirilib tеmpеrаturа оshirilsа, yanа chin (mоlеkulyar) eritmа xоsil bo`lаvеrаdi. YArim kоllоidlаr shundаy ko`p kоmpоnеntli sistеmаlаrki, ulаrdаgi dispеrs fаzа mоddаsi: mоlеkulyar eritmа kоllоid eritmа gеl muvоzаnаt hоlаtidа turаdi. Dеmаk, yarim kоllоidlаrni аrаlаsh eritmаlаr dеb tushunish kеrаk: dispеrs fаzа mоddаsining mоlеkulаlаri bir tоmоndаn iоnlаr bilаn muvоzаnаtdа bo`lsа, ikinchi tоmоndаn kоllоid zаrrаchаlаr bilаn muvоzаnаtdаdir. SHuning uchun yarim kоllоidlаr chin eritmаlаr bilаn kоllоid eritmаlаr o`rtаsidаgi оrаlik hоlаttsi egаllаydi. YArim kоllоidlаrdа erigаn mоddа mоlеkulаlаridаn mitsеllаlаrning xоsil bo`lish sаbаbi shundаki, mоlеkulа tаrkibidаgi kutbsiz rаdikаllаr (mаsаlаn, uglеvоdоrоd rаdikаllаri) o`zаrо mоlеkulyar tutinish kuchlаri оrkаli birikаdi, chunki qutbsiz rаdikаllаrning bir-birigа tоrtilish kuchi ulаrning suvgа tоrtilish kuchidаn оrtiqdir. SHundаy qilib, yarim kоllоid mitsеllаlаrning yadrоlаri uglеvоdоrоdlаrdаn hоsil bo`lаdi. Bu yadrоlаr o`zigа utlеvоdоrоd rаdikаllаri vа suvdа оz eruvchаn yoki erimаydigаn mоddаlаrning qutbli gruppаlаrini hаm tоrtib оlаdi. SHu tаrikа hоsil bo`lgаn kоllоid zаrrаchаlаrnnng tаshqi sirti qutbli vа gidrоfil gruppаlаr bilаn qоplаnаdi. Bu gruppаlаr suvdа gidrоlizlаnib, mitsеllаlаrning o`z-o`zichа hоsil bo`lishini tа`minlаydi. YArim kоllоidlаrdа iоnlаr, mоlеkulаlаr vа turli dispеrslik dаrаjаsigа egа mitsеllаlаr bоrligi uchun ulаr pоlidispеrs sistеmаlаr hisоblаnаdi. Ko`pchilik yarnm kоllоidlаr elеktrоlitlаr bo`lib, ulаr yakkа iоnlаrgа vа аssоtsilаngаn (murаkkаb) iоnlаrgа аjrаlа оlаdi. Аgаr yarim kоllоidlаrning аssоtsilаngаn iоni аniоn bo`lsа, bundаy yarim kоllоid аniоn-аktiv yarim kоllоid dеyilаdi; аgаr аssоtsilаngаn iоn kаtiоn bo`lsа, u hоldа, kаtiоn-аktiv yarim kоllоidgа egа bo`lаmiz. Mаsаlаn, sоvun eritmаsi аniоn-аktiv yarim kоllоid, аlkаlоidlаrning eritmаlаri esа kаtiоn-аktiv yarim kоllоidlаrdir. YArim kоllоidlаr nihоyatdа yaxshi emulgаtоrlаr hisоblаnаdi. Аgаr emulsiyadаgi bir suyuklik o`rnigа gаz оlinsа, ko`pik hоsil bo`lаdi. Qo`pikdа dispеrsiоn muhit sifаtidа hаmmа vаqt suyuqlik xizmаt kilаdi, lеkin suyuklik ko`pik hаjmining judа оz qismini tаshkil etаdi. Qo`pik gаz vа suyuqlikdаn ibоrаt yuqоri kоntsеntrаtsiyadаgi mikrоgеtеrоgеn sistеmаdir, Ko`pikning dispеrslik dаrаjаsi judа pаst bo`lgаni uchun ko`piklаr dаg`аl dispеrs sistеmаlаr jumlаsigа kiritilаdi. Qоntsеntrlаngаn ko`piklаr hоsil qilish uchun xuddi emulsiyalаr-dаgi kаbi stаbilizаtоr kеrаk bo`lаdi. Mаsаlаn, suv vа hаvоdаn ibоrаt bаrqаrоr ko`pik оlish uchun sоvun, еtmаk vа оqsillаr stаbilizаtоr sifаtidа ishlаtilаdi. Xuddi emulsiyalаrdаgi kаbi bu еrdа hаm, stаbilizаtоrlik vаzifаsini sirt-аktiv mоddаlаr bаjаrаdi. Stаbilizаtоr suyuqlikning sirt tаrаngligini kаmаytirib, mеxаnik jihаtdаn mustаhkаm pаrdаlаr hоsil bo`lishini tа`minlаydi. Ko`pik pаrdаsi pishiq bo`lgаndаginа ko`pik bаrqаrоr bo`lаdi. Fаqаt elаstik pаrdаlаrdаn ibоrаt ko`piklаr uzоk vаqt turа оlаdi. Hаr qаndаy ko`pikni mikdоriy jihаtdаn xаrаktеrlаsh uchun ko`pikning ko`pаyuvchаnligi (kаrrаliligi) nоmli kаttаlik «K» kiritilgаn: V K V K C bu еrdа V k ko`pik hаjmi, V s suyuqlik (pаrdа hоlаtidаgi suyuqlik) hаjmi. Ko`piklаrni xаrаktеrlаshdа yanа dispеrslik (ya`ni ko`pik pufаkchаlаrining o`rtаchа diаmеtri), suyuqlik pаrdаlаrining o`rtаchа qаlinligi, ko`pikning mustаhkаmligi (o`z-o`zichа еmirilish vаqti), ko`pik pаrdаlаrining yupkаlаnish tеzligi kаbi ko`rsаtkichlаrdаn hаm' fоydаlаnilаdi. Аlbаttа, аmаliy jihаtdаn qаrаgаndа ko`pikning ikki ko`rsаtkichi, ya`ni stаbillаnishi vа еmirilish vаqti kаttа аhаmiyatgа egа. Qo`pikkа turli mоddаlаr qo`shish bilаn bu ikki prоtsеss tеzligigа kаttа tа`sir ko`rsаtish mumkin, Mаsаlаn, Dyuаr sоvun eritmаsigа turli mоddаlаr qo`shish vа tаyyorlаsh usulini tаnlаsh nаtijаsidа sоvun ko`pigi umrini 3 yilgа еtkаzа оlgаn (vаhоlаnki sоvun ko`pigining umri оdаtdа bir nеchа sеkund bilаn o`lchаnаdi). Qo`pik umrining uzоq-qisqаligigа tеmpеrаturа vа eritmаdаgi rn qiymаti hаm kаttа tа`sir ko`rsаtаdi.

66 Ko`piklаr hаm turmush vа tеxnikаdа kаttа аhаmiyatgа egа. Mаsаlаn, rudаlаrni bоyitishdа ishlаtilаdigаn flоtаtsiya usuli ko`pik hоsil qilish prоtsеssigа аsоslаngаn. Hоzirgi vаqtdа strukturа to`rlаri qаttiq mоddаlаrdаn ibоrаt bo`lgаn qаttik ko`piklаr (аerоgеllаr) nihоyatdа kаttа аhаmiyatgа egа. Ulаrdаn izоlyatsiоn mаtеriаllаr, mikrоg`оvаk chаrmlаr, pеnоplаst, ko`pikshishа vа bоshkа mаtеriаllаr tаyyorlаnаdi. Qаttiq ko`pik (mаsаlаn, pеnоplаst) hоsil qilish uchun plаstmаssаlаrgа bа`zi mоddаlаr (mаsаlаn, аmmоniy bikаrbоnаt, mоchеvinа vа bоshqаlаr) qo`shib, аrаlаshmа dа pаrchаlаnаdi; bu vаktdа gаz mаhsulоtlаr (аzоt, kаrbоnаt аngidrid, suv bug`i vа bоshqаlаr) аjrаlib chiqib, sistеmаdа mikrоg`оvаkli strukturа hоsil bo`lаdi. Kоnditеr ko`piklаr (tоrt vа bоshqа nоz-nе`mаtlаr) hаm qаttiq ko`piklаr jumlаsigа kirаdi. III. Yakuniy qism (10 min) Takrorlash uchun savollar 1. Mikrogeterogen sistemalar tushunchalariga aniq ta`rif bering.. Mikrogeterogen va ultramikrogeterogen sistemalarga misollar keltiring. 3. Emulsiyalarning tiplar, emulsiya fazalarining o`zgarishi, koalestsensiya tushunchalarini ta`riflab bering. 4. Yarim kolloidlar va ularning ahamiyati haqida nimalar bilasiz? Texnologik xarita Mavzu: Aerozollar va gidrozollar O`quv vaqti: 80 Talaba soni 58 Maqsad, vazifalar Talabalarni suyuqlik yoki qattiq jism zarrachalarining gaz muhitda (masalan, havoda) tarqalishi natijasida hosil bo`lgan makrogeterogen sistemalar bilan tanishtirish (tayanch so`zlar: aerozollar, termoforez, fotoforez, shimilish sig`imi). O`quv jarayonining mazmuni Aerozollar, ularni hosil bo`lishi, molekulyar-kinetik xossalari hamda ularda uchraydigan termoforez va fotoforez, shuningdek tuproq kolloidlari to`g`risida ma`lumotlarni tushuntirib berish. O`quv jarayonini amalga oshirish Darsni olib borish shakli: og`zaki texnologiyasi Darsni o`tkazish shakli: ma`ruza Vosita: kompyuter Nazorat: og`zaki Kuzatiladigan natijalar Baholash: rag`batlantirish, 4-b sistema asosida O`qituvchi: talabalardadars jarayoniga qiziqish va unda faol ishtirok etishni uyg`otish, materialni yaxshi o`zlashtirishga ko`maklashish. Talaba: yangi bilimlar olish, fikrlash qobiliyatini rivojlantirish, olingan bilimlarga o`zi baho berishi Kelgusi rejalar O`qituvchi: Kompyuter texnologiyalarini dars jarayoniga tatbiq qilish, o`z ustida ishlash, mavzuni zamonaviy talablar asosida o`qitish Talaba: ma`lumotlar bilan ishlash malakasini rivojlantirish, o`z fikrlarini to`g`ri ifoda qilishga erishish, qo`shimcha ma`lumotlarni izlash va ular bilan ishlash.

67 Ma`ruza Mavzu: Aerozollar va gidrozollar Dars maqsadi: Ta`lim beruvchi: aerozollarning hosil bo`lish va olinish usullari, aerozollarni buzilishi va uni ishlab chiqarishdagi ahamiyati to`g`risida talabalarga ma`lumot berish, tushuntirish. Rivojlantiruvchi: aerozollarning gidrozollardan farqlay bilish, ularni xossalarini o`rganishda ekologik ta`sirlarni alohidagi tasavvurlarini chuqurlashtirish va davom ettirish. Tarbiyalovchi: darsda e`tiborli bo`lishlik, kuzatuvchanlik, estetik tuyg`ularni tarbiyalashni davom ettirish, texnika bilan ishlash ko`nikmasini hosil qilish. Ko`rgazmali vosita: kompyuter, ekran, proektor. Texnologiya: o`quv texnika vositalaridan foydalanib ma`ruza o`qish (kompyuter texnologiyasi) Dars bo`limlari: II. Asosiy qism III. Yakiniy qism Dars jarayonining mazmuni: Reja: Auditoriyani darsga tayyorlash (5+5 min) II. Asosiy qism (60 min) 1. Aerozollar, ularning hosil bo`lishi. Aerozollarning olinish usullari 3. Yuqoridagilarni tajribada namoyish qilish 4. Aerozollarning gidrozollardan farqi 5. Buni animatsiyada ko`rsatish 6. Aerozollarning ekologiyaga ta`siri va ishlab chiqarishdagi ahamiyati 7. Tuproq kolloidlari III. Yakuniy qism (10 min) Uyga vazifa berish. Takrorlash uchun savollar. Reja asosida ma`ruza o`qiladi, namoyish (demonstratsiya) qilinadi. Auditoriyani darsga tayyorlash. II. Asosiy qism Suyuqlik yoki qаttiq jism zаrrаchаlаrining gаz muhitdа (mаsаlаn, hаvоdа) tаrqаlishi nаtijаsidа hоsil bo`lgаn mikrоgеtеrоgеn dispеrs sistеmаlаr аerоzоllаr dеb аtаlаdi. Bаrchа аerоzоllаr tаbiiy аerоzоllаr vа tеxnik аerоzоllаr dеyilаdigаn ikki gruppаgа bo`linаdi. Tаbiiy аerоzоllаr Еr аtmоsfеrаsidа sоdir bo`lаdigаn turli-tumаn jаrаyonlаr nаtijаsidа kеlib chiqаdi. Tеxnik аerоzоllаr insоnning ishlаb chikаrish fаоliyati (rudа qаzish vа uni qаytа ishlаsh, ko`mir qаzish, turli mаtеriаllаrni mаydаlаsh, tsеmеnt ishlаb chikаrish, yoqilg`i yoqish vа hоkаzо ishlаr) tufаyli pаydо bo`lаdi. Sаnоаtdа pаydо bo`lаdigаn аerоzоllаr, ko`pinchа insоn sаlоmаtligigа sаlbiy tа`sir ko`rsаtаdi. Ulаr tаbiаtgа hаm zаrаr еtkаzаdi. SHu sаbаbli tеxnik аerоzоllаrni yo`qоtish jаmiyat оldidа turgаn аktuаl mаsаlаlаrdаn biri hisоblаnаdi. Lеkin kishlоk xo`jаligidа (mаsаlаn, ekinlаrgа sеpilаdigаn insеktitsidlаr), sаnоаtdа (bo`yoq sifаtidа) ishlаtilаdigаn sun`iy аerоzоllаr ko`pchilik xоllаrdа mеhnаt unumdоrligini оshirаdi. Mаsаlаn, sun`iy аerоzоllаr bа`zi kаsаlliklаrni ingаlyatsiya yo`li bilаn dаvоlаshdа qаriyb 100 yildаn bеri ishlаtilib kеlаdi. Xilmа- xil dоrilаrni аerоzоllаr hоlidа ishlаtib o`pkа shаmоllаshi, brоnx, tоmоq vа bоshqа оrgаnlаrdа uchrаydigаn yuqumli vа аllеrgik kаsаlliklаr dаvоlаnаdi.

68 Аerоzоllаr hаm huddi bоshqа dispеrs sistеmаlаr singаri dispеrgаtsiya vа kоndеnsаtsiya usullаri bilаn xоsil qilinаdi. Eng ko`p qo`llаnilаdigаn dispеrgаtsiya usullаri bilаn tаnishib o`tаmiz. 1. Mоddаni elеktr mаydоnidа s а c h r а t i s h usuli. Bu usuldа аerоzоl hоsil qilish uchun elеktr kuchlаnish mаnbа qutblаrining birigа ulаngаn pulvеrizаtоr yordаmi bilаn mоddа sаchrаtilаdi. Bu usul bilаn dеyarli bаrqаrоr аerоzоl оlish mumkin.. E r i t m а n i b о s i m о s t i d а h а v о y o r d а m i d а s а c h r а t i s h u s u l i. Bu usuldа аerоzоl hоsil qilish uchun turli kоnstruktsiyadаgi pulvеrizаtоrlаr ishlаtilаdi. 3. Mоddаni ultrаtоvush yordаmidа m а y dа l а sh. Bu mеtоd dеyarli yuqоri kоntsеntrаtsiyadаgi dispеrs fаzаgа egа bo`lgаn аerоzоl tаyyorlаshgа imkоn bеrаdi. Bu mеtоddаn аntibiоtiklаrnnng suvdаgi eritmаlаrini hоsil qilishdа fоydаlаnilаdi. 4. S u yu q m о d d а n i u l t r а t s е n t r i f u g а y o r d а m i d а s а c h r а t i s h. Dispеrs fаzа mоddаsining suvdаgi eritmаsidаn ko`p miqdоrdа tаyyorlаsh kеrаk bo`lgаn hоllаrdа bu usuldаn kеng fоydаlаnilаdi. Аerоzоllаrning mоlеkulyar-kinеtik xоssаlаri. Аerоzоllаrni suyuq kоllоid sistеmаlаrdаn аjrаtib turаdigаn аsоsiy ko`rsаtkich shundаn ibоrаtki, gаz muhitdа mоlеkulаlаrning erkin hаrаkаt uzunligi аerоzоl dispеrs fаzа zаrrаchаlаri diаmеtridаn kаttа bo`lishi mumkin. Mоlеkulyar-kinеtik nаzаriyagа muvоfiq, gаz mоlеkulаlаrining erkin hаrаkаt uzunligi k quyidаgi fоrmulа bilаn hisоblаnаdi: bu еrdа d mоlеkulа diаmеtri, p hаjm birligidаgi mоlеkulаlаr sоni, π = 3,14. Аgаr p ning o`rnigа kt/p qo`ysаk: 1 1 d kt 1 d hоsil bo`lаdi (bu еrdа k Bоltsmаn kоnstаntаsi, T аbsоlyut tеmpеrаturа, p bоsim). Gаzlаr uchun λ ning qiymаti 100 nm аtrоfidа bo`lаdi. Suyukliklаrdа esа λ 10 nm gа yaqin, ya`ni mоlеkulаlаr rаdiusigа judа yaqin qiymаtgа egа. Аerоzоllаrning mоlеkulyar-kinеtik xоssаlаrini o`rgаnish nаtijаsidа ulаr ikki sinfgа bo`linishini ko`rаmiz. Birinchi sinfgа 1, ya`ni zаrrаchаsi erkin hаrаkаt uzunligining r zаrrаchа rаdiusigа nisbаti 1 dаn аnchа kаttа bo`lgаn аerоzоllаr kirаdi. Ikkinchi sinfgа 1 bo`lgаn аerоzоllаr kirаdi. 1 r n p bo`lgаn аerоzоllаr sfеrik shаkldаgi dispеrs fаzа zаrrаchаlаrining idish tubigа cho`kishi Stоks qоnuni F 6 rv gа bo`ysunаdi (bu еrdа F - suyuqlikning zаrrаchа hаrаkаtigа ko`rsаtаdigаn qаrshilik kuchi, η - suyuqlikning qоvushqоqligi, v zаrrаchаning suyuqlik ichidа hаrаkаtlаnish tеzligi, r zаrrаchа rаdiusi, π = 3,14); Stоks qоnuni quyidаgichа tа`riflаnаdi: Qоvushqоq suyuqlik ichidа pаydо bo`lаdigаn qоvushqоq qаrshilik kuchi zаrrаchа hаrаkаti tеzligigа prоpоrtsiоnаl bo`lаdi. F = Bv; bu еrdа B prоpоrtsiоnаllik kоeffitsiеnti bo`lib, uning kiymаti 6πηrv gа tеng; binоbаrin F 6 rv dir. Аgаr dispеrs fаzаsi qаttiq mоddаdаn ibоrаt аerоzоl zаrrаchаsining erkin hаrаkаt uzunligi zаrrаchа rаdiusidаn kаttа bo`lsа, Stоks qоnunining quyidаgi o`zgаrgаn tеnglаmаsidаn fоydаlаnish mumkin: r

69 6 rv F 1 A r Millikеn ko`rsаtishichа, fоrmulаdаgi dоimiy kоeffitsiеnt А ning qiymаti 0,864 gа tеng. Judа mаydа vа judа yirik zаrrаchаlаrgа (r = 0-30 nm) egа bo`lgаn аerоzоllаr Stоks qоnunigа bo`ysunmаydi. Dispеrs fаzаsi suyuq mоddаdаn ibоrаt аerоzоllаr uchun yuqоridа kеltirilgаn tеnglаmаlаrdаn fоydаlаnib bo`lmаydi. Undаy аerоzоllаrning xоssаlаrini tаvsiflаsh uchun mаxsus tеnglаmаlаr mаvjud (bundаy tеnglаmаlаrdа suyuqlikning qоvushqоqligi e`tibоrgа оlinаdi). Hаvоdа (gаzdа) hоsil qilingаn аerоzоllаrning qоvushqоqligi suyuqlik ichidа hоsil qilingаn kоllоid eritmа qоvushqоqligidаn kichik bo`lgаni uchun zаrrаchаlаrning brоun hаrаkаti аerоzоllаrdа kuchlirоq ifоdаlаngаn bo`lаdi. Mаsаlаn, zаrrаchаlаrning hаvоdа o`rtаchа kvаdrаtik siljishi xuddi o`shа mоddа zаrrаchаsining suvdаgi eritmаdа siljishidаn 5000 mаrtа оrtiqdir. Eynshtеyn vа Smоluxоvskiyying brоun hаrаkаtigа оid nаzаriyalаri аerоzоllаr uchun hаm qo`llаnilа оlаdi. By еrdа hаm ning rоli kаttа. Аgаr аerоzоl uchun < 1 bo`lsа, r r Eynshtеyn vа Smоluxоvskiy nаzаriyasidаn quyidаgi fоrmulа kеlib chiqаdi: Аgаr аerоzоl zаrrаchаlаri judа kichik bo`lsа, x ktt 3 r A kt 1 r x 3 r fоrmulа muvоfiq kеlаdi (bu еrdа x zаrrаchаning o`rtаchа kvаdrаtik siljishi, t- vаqt). Аerоzоllаrning elеktr xоssаlаri. Qutbli suyuqlik hаvоdа sаchrаtilgаnidа uning mаydа tоmchilаri hаvоdаgi musbаt yoki mаnfiy iоnlаrni hаm o`zigа qаmrаb оlib, tоmchi musbаt yoki mаnfiy zаryadli bo`lib kоlаdi. Lеkin аtmоsfеrаdаgi iоnlаr mikdоri sаnоаt mаqsаdlаri uchun zаrur bo`lgаn zаryadli аerоzоllаr hоsil qilish uchun еtаrli kоntsеntrаtsiyadа emаs. Bundаy hоllаrdа hаvоni turli mеtоdlаr yordаmidа iоnlаshgа to`g`ri kеlаdi. Mаsаlаn, birоr gаzni аerоzоl zаrrаchаlаridаn tоzаlаsh uchun аerоzоlni elеktr yordаmidа sun`iy yo`l bilаn zаryadlаshdаn fоydаlаnilаdi, chunki zаryadli zаrrаchаlаr qаrаmа-qаrshi zаryadli qutbgа оsоn cho`kаdi. Bundаy аsbоblаr chаng tutuvchi elеktr filtplap» dеb аtаlаdа. Rаsmdа аnа shundаy elеktr filtr sxеmаsi kеltirilgаn. Аerоzоllаr оptik xоssаlаrgа egа. Ulаr оptik xоssаlаri jihаtidаn liоzоllаr bo`ysungаn qоnunlаrgа bo`ysunаdi. Аerоzоllаrning dispеrsiоn muhiti (gаz muhit) bilаn liоzоllаrning dispеrsiоn muhiti (suyuklik) zichligi vа yorug`likni sindirish kоeffitsiеnti jihаtidаn bir-biridаn kеskin fаrq qilаdi. SHu sаbаbli аerоzоllаrdа yorug`lik kuchli yoyilаdi. SHungа аsоslаnib, аerоzоllаrdаn tutun pаrdаlаr sifаtidа kеng fоydаlаnilаdi. Bаrchа аerоzоllаr ichidа fоsfаt аngidrid (R О 5 ) аerоzоli yorug`likni eng ko`p yoyish vа qаytаrish xоssаsigа egа, R О 5 ning niqоblаsh tа`sirini birgа tеng dеb qаbul qilingаn. Аerоzоl zаrrаchаlаridа uchrаydigаn tеrmоfоrеz vа fоtоfоrеz hоdisаlаri. Аerоzоl zаrrаchаlаrining issiq jism аtrоfidа sоdir bo`lаdigаn hаrаkаti tеrmоfоrеz dеb аtаlаdi. Аerоzоlni yon tоmоndаn yoritgаndа tеrmоfоrеz hоdisаsi judа yakkоl ko`rinаdi. Аgаr yon tоmоndаn yoritilgаn аerоzоl yaqinigа birоr issiq jism kеltirib qo`yilsа, bu jism yaqinidаgi zоnаdа dispеrs fаzа zаrrаchаlаri uchrаmаsligini pаyqаsh mumkin. Bundаy zоnаdа yorug`lik yoyilmаydi; shuning uchun bu zоnа kоrоng`i (yoki chаngdаn tоzаlаngаn) zоnа dеb аtаlаdi. Dispеrs fаzа zаrrаchаlаri uchrаmаydigаn bu zоnаning qаlinligi issiq jism tеmpеrаturаsi T bilаn gаz fаzа tеmpеrаturаsi T оrаsidаgi аyirmаgа bоg`liq. Uоtsоn ko`rsаtishichа, qоrоng`i zоnаning qаlinligi quyidаgi fоrmulа аsоsidа tоpilishi mumkin:

70 H k ( T T ) Q 1 bu еrdа k, b dоimiy kаttаliklаr, Q sirt birligidаn kоnvеktsiya tufаyli chiqib kеtib yo`kоlаdigаn issiklik miqdоri. Аerоzоl kuchli rаvishdа yoritilgаndа sоdir bo`lаdigаn hоdisа fоtоfоrеz dеb аtаlаdi. Fоtоfоrеz musbаt vа mаnfiy bo`lishi mumkin. Musbаt fоtоfоrеzdа zаrrаchаlаrning hаrаkаti yorug`lik mаnbаidаn bоshlаnаdi, mаnfiy fоtоfоrеzdа esа аksinchа, zаrrаchаlаr hаrаqаti yorug`lik mаnbаi tоmоn yo`nаlgаn bo`lаdi. Аerоzоl dispеrs fаzаsi zаrrаchаlаrining sоvuq jismlаr sirtigа qаmrаlib qоlishi tеrmоprеtsеpitаtsiya dеb аtаlаdi. Аnа shu hоdisа tufаyli pеch, rаdiаtоr yakinidаgi dеvоrlаrdа chаng-to`zоn o`tirib qоlаdi. Tuprоq kоllоidlаri еrning sirt qаvаtidа uchrаydigаn kоllоidlаr bo`lib, ulаrdа dispеrs fаzа rоlini diаmеtri 1 nm dаn nm gаchа bo`lgаn judа mаydа tuprоq zаrrаchаlаri, dispеrsiоn muhit rоlini esа tuprоq eritmаsi bаjаrаdi. Tuprоq kоllоidlаri hоsil bo`lishidа tuprоq eritmаsining rоli kаttа. Tuprоq eritmаsi tuprоqning suyuq fаzаsi bo`lib, u o`zidа turli mоddаlаrni eritgаn suvdаn ibоrаt. Tuprоq eritmаsining tаrkibi tuprоq hоsil qiluvchi tоg` jinslаrning xоssаlаrigа, tuprоqning tipigа, еrgа o`g`it sоlingаn-sоlinmаgаnligigа bоg`liq. SHo`rmаs tuprоqlаrning tuprоq eritmаsidа kаltsiy bikаrbоnаt аnchа miqdоrdа bo`lаdi, lеkin sulfаt, nitrаt, fоsfаtlаr оz miqdоrdа uchrаydi. Bundаy eritmаning оsmоtik bоsimi 10 аtmdаn оshmаydi. SHo`r tuprоqlаrdаgi tuprоq eritmаsidа sulfаt, xlоrid vа sоdаning mikdоri judа ko`p bo`lgаni uchun bundаy eritmаning оsmоtik bоsimi аtm gа еtаdi. Аgаr tuprоq eritmаsining оsmоtik bоsimi o`simlik оrgаnizmidаgi оsmоtik bоsimdаn оrtiq bo`lsа, tuprоqdаn o`simliklаrgа suvning chiqishi qiyinlаshаdi. Bundаy tuprоqdа ekin qurib qоlаdi. Tuprоq eritmаsidаgi kоllоid zаrrаchаlаrining umumiy miqdоri turli xil tuprоqlаrdа turlichа bo`lаdi. Еngil tuprоqlаrdа kоllоidlаr kаm, оg`ir tuprоqlаrdа ko`p uchrаydi. Tuprоq kоllоidlаri quyidаgi uch gruppаgа bo`linаdi: 1) minеrаl kоllоidlаr (tuprоqning kоllоid-dispеrs hоlаtdаgi minеrаllаri), ) оrgаnik kоllоidlаr (chirish nаtijаsidа hоsil bo`lаdigаn gumus kislоtаlаr) vа 3) оrgаnik-minеrаl kоllоidlаr (minеrаl-оrgаnik mоddаlаrdаn ibоrаt murаkkаb dispеrs sistеmаlаr). Tuprоq kоllоidlаrining аgrоnоmik аhаmiyati nphоyatdа kаttа. Tuprоq kоllоidlаrining miqdоri vа tаrkibi tuprоqning shimish qоbiliyatigа, tuprоqdа qumоq-qumоq zаruriy strukturаlаr hоsil bo`lishigа hаmdа tuprоqning bоshqа xоssаlаrigа kаttа tа`sir ko`rsаtаdi. Tuprоqning shimish xususiyati dеgаndа tuprоqning gаzlаrni, suyuqliklаrni, erigаn mоddаlаrny vа tuprоq оrqаli o`tgаn suvdаgi qаttiq zаrrаchаlаrni ushlаb qоlish xususiyatini tushunish kеrаk. Ukrаin оlimi аkаdеmik K. K. Gеdrоyts XX аsrning bоshlаridа rivоjlаntirgаn tа`limоtigа muvоfik tuprоqning shimish xususiyati o`z ichigа biоlоgik, ximiyaviy, fizikximiyaviy, fizik vа mеxаnik shimish xususiyatlаrni оlаdi. Tuprоqning biоlоgik shimish xususiyati tuprоqdаgi mikrооrgаnizmlаr fаоliyatidаn kеlib chiqаdi. Ximiyaviy shimilishdа erigаn mоddа tuprоqdаgi turli kоmpоnеntlаr bilаn ximiyaviy rеаktsiyalаrgа kirishib, yomоn eruvchаn mоddаlаr hоsil kilаdi, hоsil bo`lgаn mоddаlаr esа tuprоqning qаttiq fаzаsi tаrkibigа o`tаdi. Fizik-ximiyaviy shimish tuprоq kоllоidlаri ishtirоkidа sоdir bo`lаdi. Tuprоq kоllоidlаri o`z kаtiоnlаrini аlmаshtirа оlаdi. Tuprоq kоllоidigа birоr eruvchаn tuz tа`sir etgаnidа kаtiоnlаrning аlmаshinishi quyidаgi sxеmа bo`yichа bоrаdi: b TK M M TK M M 1 1 bu еrdа [TK] tuprоq kоllоid zаrrаchаsi, M 1 vа M kаtiоnlаr. SHu tаriqа аlmаshinа оlаdigаn kаtiоnlаr аlmаshinuvchаn yoki shimiluvchаn kаtiоnlаr dеyilаdi. Tаrkibidа shimiluvchаn kаtiаn bоr mаydа tuprоq zаrrаchаlаrining jаmi tuprоqning shimiluvchаn kоmplеksi dеb аtаlаdi. Kаltsiy vа qismаn mаgniy iоni tuprоqkа eng ko`p shimilаdigаn kаtiоnlаrdir. SHo`r tuprоqlаrdа kаltsiy vа mаgniy iоnlаridаn tаshqаri, nаtriy iоnlаri xаm аnchа miqdоrdа bo`lаdi. Kislоtаli tuprоqlаrdа esа kаltsiy vа mаgniy iоnlаridаn tаshqаri аlyuminiy hаmdа vоdоrоd iоnlаri bo`lаdi.

71 Mа`lum miqdоr, mаsаlаn, 100 g tuprоqqа shimilgаn kаtiоnlаrning milliekvivаlеntlаr bilаn ifоdаlаngаn umumiy mikdоri tuprоqning shimish (аlmаshtirish) sig`imi dеyilаdi. Mаsаlаn, qоrа turpоqning shimish sig`imi 100 g tuprоq uchun 5 50 milliekvivаlеntni tаshkil qilаdi. Tuprоqdа sоdir bo`lаdigаn fizik shimilishdа erigаn mоddа mоlеkulаlаri tuprоqning mаydа dispеrs zаrrаchаlаri sirtigа аdsоrbilаnаdi. Mеxаnik shimilishdа esа tuprоqdаn o`tаdigаn suvdаgi qаttiq zаrrаchаlаr tuprоqdа tutilib qоlаdi. Tuprоq kоllоidlаri tufаyli tuprоqdа strukturа аgrеgаtlаr hоsil bo`lаdi, ya`ni tаrkibidа shimilgаn kаltsiy iоni bo`lgаn vа suvdа erimаydigаn chirindi mоddа tuprоq zаrrаchаlаrini qоvushtirib, diаmеtri 1 10 mm bo`lgаn qumоq-qumоq dоnаlаr hоsil qilаdi; tuprоqning strukturа аgrеgаtlаri suv tа`siridаn yoyilib kеtmаydi. Tuprоqdа strukturа аgrеgаtlаrning bo`lishi ekinning o`sishigа kаttа yordаm bеrаdi. Tаbiаtdа tuprоq kоllоidlаri fаqаt tоg` jinslаr bo`lgаn minеrаllаrning еmirilishidаnginа emаs, bаlki tuprоqdа mаvjud bo`lgаn оrgаnik vа аnоrgаnik mоddаlаr оrаsidа аmаlgа оshаdigаn ximiyaviy rеаktsiyalаr nаtijаsidа xаm hоsil bo`lаdi. Tuprоqning yuqоri dispеrs qismi sifаt vа miqdоr jihаtidаn hаmmа еrdа birdеk emаs: bа`zilаridа ko`p vа bа`zilаridа kаm bo`lishi mumkin. Mаsаlаn, «sеmiz» еrlаrdа kоllоid-dispеrs zаrrаchаlаr 50 % ni, sоg` tuprоqdа 30%, qumli tuprоqlаrdа 3% ni tаshkil qilаdi. Bа`zаn sho`rxоk еrlаrgа gips sоlish, ya`ni nаtriy iоnlаrini kаltsiy iоnlаri bilаn аlmаshtirish tuprоqning sifаtini оshirаdi. Bundа iоnlаrning kоllоidlаrni kоаgulyatsiyalаsh qоbiliyati оrtаdi, tuprоqning strukturаsi mustаhkаmlаnаdi. Tuprоq kоllоidigа аdsоrbilаngаn kаtiоnlаr tuprоqning fizik-ximiyaviy xоssаlаrini o`zgаrtirаdi vа o`simlikkа bеvоsitа tа`sir ko`rsаtаdi. Mаsаlаn, tuprоqdа оz mikdоrdа Na +, K + vа NH + 4 iоnlаri bo`lsа, o`simlik yaxshi rivоjlаnаdi. Аgаr tuprоqning yutuvchi kоmplеksi bu iоnlаrgа bаtаmоm to`yingаn bo`lsа, bundаy ruprоqdа o`simlik nоbud bo`lаdi. SHu sаbаbli еrgа nоrmаdаn оrtiq minеrаl o`g`it sоlish tuprоqxа kаttа zаrаr kеltirаdi. SHuningdеk tuprоqning Vа +, Ni +, Co + iоnlаr bilаn to`yinishi hаm ekinni zаhаrlаydi. Qаtiоnlаrning tuprоq kоllоidlаrigа аdsоrbilаnish jаrаyoni kаytаr jаrаyondir, shu sаbаbli kаtiоn аlmаshtirish оrkаli tuprоqni kеrаkli kаtiоnlаr bilаn tа`minlаsh vа tuprоqdаgi yutuvchi kоmplеkslаr tаrkibini o`zgаrtirish mumkin. Аniоnlаrning tuprоq kоllоidlаrigа аdsоrbilаnish xаrаktеri kаtiоnlаrnikidаn tаmоmilа fаrk kilаdi. Mаsаlаn, NO 3, Cl kаbi аniоnlаr tuprоq kоllоidlаrigа yutilmаydi. Ulаr tuprоq eritmаsidа erkin hаrаkаt qilаdi. Lеkin fоsfаt RО 3-4 аniоnlаr tuprоq kоllоid zаrrаchаlаrining bеvоsitа sirtigа 3- аdsоrbilаnаdi. Kаm kislоtаli, nеytrаl vа ishqоriy tuprоqlаrdа esа PO 4 аniоnlаr tuprоq kоllоidlаrigа chuqurrоq аdsоrbilаnаdi. Tuprоq kоllоidlаridа Ca +, Al 3+ vа Fe 3+ kаtiоnlаri bilаn 3- RО 4 iоnlаr rеаktsiyalаrgа kirishib, suvdа kаm eruvchаn kаltsiy, аlyuminiy vа tеmir fоsfаt 3- cho`kmаlаrini hоsil qilаdi. Dеmаk, PO 4 аniоnlаrning tuprоq kоllоidlаrigа аdsоrbilаnishi kаytmаs prоtsеss tаrzidа bоrаdi. Tuprоqdа kоllоidlаrning mаvjudligi tufаyli tuprоq bufеrlik xususiyatigа egа: tuprоqqа bir оz kislоtа yoki ishqоr qo`shilsа, tuprоq o`zining ph qiymаtini sаqlаb qоlishgа intilаdi. III. Yakuniy qism Uyga vazifa, takrorlash uchun savollar. 1. Aerozollarning foyda va zarari haqida so`zlab bering.. Aerozollarning molekulyar-kinetik xossalari asosida ikki sinfga bo`linishi haqida nimalar bilasiz? Stoks qonuni nimadan iborat. 3. Eynshteyn va Cmoluxovskiyning Broun harakatiga oid nazariyasi aerozollar uchun qanday qo`llaniladi? 4. Aerozollarning elektr, optic xossalari, termoforez va fotoforez hodisalari haqida so`zlab bering. 5. Tuproq kolloidlari nimadan iborat va ularning qanday ahamiyati bor?

72 Texnologik xarita Mavzu: Polielektrolit eritmalarining xossalari O`quv vaqti: 80 Talaba soni 58 Maqsad, vazifalar Talabalarni polielektrolit eritmalarining xossalari bilan tanishtirish va ishlab choqarish jarayonida uchraydigan dispers sistemalarni tushuntirib berish. O`quv jarayonining mazmuni Polielektrolit eritmalarini stabillash, flokullash va struktura hosil qiluvchi sifatida ishlatishni, shuningdek ishlab chiqarish jarayonida va tabiatni muhofaza qilishda dispers sistemalarning rolini ochib berish. O`quv jarayonini amalga oshirish Darsni olib borish shakli: og`zaki texnologiyasi Darsni o`tkazish shakli: ma`ruza Vosita: kompyuter Nazorat: og`zaki Kuzatiladigan natijalar Baholash: rag`batlantirish, 4-b sistema asosida O`qituvchi: talabalardadars jarayoniga qiziqish va unda faol ishtirok etishni uyg`otish, materialni yaxshi o`zlashtirishga ko`maklashish. Talaba: yangi bilimlar olish, fikrlash qobiliyatini rivojlantirish, olingan bilimlarga o`zi baho berishi Kelgusi rejalar O`qituvchi: Kompyuter texnologiyalarini dars jarayoniga tatbiq qilish, o`z ustida ishlash, mavzuni zamonaviy talablar asosida o`qitish Talaba: ma`lumotlar bilan ishlash malakasini rivojlantirish, o`z fikrlarini to`g`ri ifoda qilishga erishish, qo`shimcha ma`lumotlarni izlash va ular bilan ishlash. Ma`ruza Mavzu: Polielektrolit eritmalarining xossalari Dars maqsadi: Ta`lim beruvchi: talabalarga polielektrolit eritmalarining xossalari va ishlab chiqarish jarayonida uchraydigan dispers sistemalar to`g`risida atroflicha ta`lim berish. Rivojlantiruvchi: talabalarning polielektrolit eritmalari va ishlab chiqarish jarayonida uchraydigan dispers sistemalar to`g`risidagi tasavvurlarini rivojlantirishni davom ettirish. Tarbiyalovchi: darsda e`tiborli bo`lishlik, kuzatuvchanlik, estetik tuyg`ularni tarbiyalashni davom ettirish, texnika bilan ishlash ko`nikmasini hosil qilish. Ko`rgazmali vosita: kompyuter, ekran, proektor. Texnologiya: o`quv texnika vositalaridan foydalanib ma`ruza o`qish (kompyuter texnologiyasi) Dars bo`limlari: II. Asosiy qism III. Yakiniy qism Dars jarayonining mazmuni: Reja: Auditoriyani darsga tayyorlash (5+5 min) II. Asosiy qism (60 min) 1. Polielektrolit eritmalari namunalarini namoyish qilish va ularning xossalari. Polielektrolitlarni ishlatilishi

73 3. Polielektrolitlar sohasi bo`yicha O`zbekiston olimlarining ishlari 4. Ishlab chiqarish jarayonida uchraydigan dispers sistemalar 5. Tabiatni muhofaza qilishda dispers sistemalarning roli III. Yakuniy qism (10 min) Uyga vazifa berish. Takrorlash uchun savollar. Reja asosida ma`ruza o`qiladi, namoyish (demonstratsiya) qilinadi. Auditoriyani darsga tayyorlash. II. Asosiy qism Biz ko`zdаn kеchirgаn tаbiiy vа sintеtik kаuchuk, pоliizоbutilеn, tsеllyulоzа kаbi pоlimеrlаr tаrkibidа iоn (yoki iоnоgеn) gruppаlаr uchrаmаdi. Lеkin tаrkibidа turli iоnоgеn gruppаlаr uchrаydigаn judа ko`p yuqоri mоlеkulyar birikmаlаr bоr, bundаy YUMB lаr suvdа eritilgаnidа o`zidаn iоnlаr аjrаtаdi. Аnа shundаy YUMB lаr pоlielеktrоlitlаr dеb аtаlаdi. Ulаr tаrkibidаgi iоnоgеn gruppа tаbiаtigа qаrаb quyidаgi uch kаtеgоriyagа bo`linаdi: 1) tаrkibidа CОО yoki OSO3 gruppаlаri bo`lgаn pоlielеktrоlitlаr. Mаsаlаn, eruvchаn krаxmаl tаrkibidа CОО gruppа, аgаr-аgаr tаrkibidа OSO 3 rpyppa mаvjud. ) tаrkibidа аsоs gruppаchа (mаsаlаn, NH + 4 gruppа) bo`lgаn pоlielеktrоlitlаr. Bundаy mоddаlаr tаbiаtdа uchrаmаydi, аmmо sun`iy yo`l bilаn sintеz qilinishi mumkin. 3) tаrkibidа hаm kislоtа, hаm аsоs gruppаlаri bo`lgаn pоlielеktrоlitlаr (bulаr pоliаmfоlitlаr dеyilаdi). Ulаr jumlаsigа tаrkibidа CОО vа NH + 3 gruppаlаr bo`lgаn оqsillаr, sintеtik pоliаmfоlitlаr, аkril hаmdа vinilpiridinning sоpоlimеrlаri, glyutаmin kislоtа vа lizinlаr kirаdi. Pоlielеktrоlitlаrning ko`pchiligi suvdа eriydi. SHungа ko`rа ulаr «suvdа eruvchаn pоlimеrlаr» dеb hаm аtаlаdi. Оqsillаrdаn tаshqаri bаrchа pоlielеktrоlitlаr tаrkibidа iоnоgеn gruppаlаr nihоyatdа zich jоylаshgаn bo`lib, YUMB ning hаr qаysi zvеnоsigа bittаdаn iоnоgеn gruppа to`g`ri kеlаdi. Оqsillаrdа esа 6 tа yoki 8 tа аminоkislоtа qоldig`igа bittа kаrbоksil gruppа yoki bittа аminоgruppа to`g`ri kеlаdi. Pоlielеktrоlit tаrkibidа iоnоgеn gruppаlаr dеyarli zich jоylаshgаnligi sаbаbli bu mоddа suvdа eritilgаnidа yaxshiginа elеktrоstаtik tа`sirlаr yuzаgа chiqib, elаstik pоlielеktrоlit mоlеkulаsidаgi zаnjirlаr kuchli dаrаjаdа dеfоrmаtsiyagа uchrаydi. Bundаy dеfоrmаtsiya iоnоgеn gruppаlаrning dissоtsilаnish dаrаjаsigа, eritmаdа bоshkа quyi mоlеkulyar elеktrоlit bоr-yo`qligigа vа eritmаning rn-kаttаligigа bоg`liq bo`lаdi. Qаchаlskiy ko`rsаtishichа, bu mоddа o`z-o`zichа bir nеchа mаrtа cho`zilib, bir nеchа mаrtа qisqаrаr ekаn. Pоlielеktrоlitlаr qutbli erituvchilаrdа yaxshi eriydi; buning sаbаbi shundаki, iоnоgеn gruppаlаrgа egа bo`lgаn mаkrоmоlеkulаlаr qutbsiz suyuqliklаrdаn ko`rа, qutbli suyuqliklаr bilаn o`zаrо kuchlirоq tа`sirlаshаdi. SHuning uchun hаm, bir vаqtlаr pоlielеktrоlitlаrni (jumlаdаn, оqsillаrni) liоfil kоllоidlаr dеb аtаshgаn. Pоlielеktrоlitlаr jumlаsigа tаbiiy mоddаlаrdаn оqsillаr, gеpаrin (qоrаmоllаrning o`pkа vа jigаridаn оlinаdigаn mоddа) vа аlginаtlаr (аlginаt kislоtаlаrning tuzlаri) kirаdi. Оqsillаr suvdаgi eritmаlаrining xоssаlаri nihоyatdа yaxshi o`rgаnilgаn. Оqsil suvdа eritilgаnidа uning iоnоgеn gruppаlаri iоnlаrgа dissоtsilаnаdi, chunоnchi; hаr kаysi iоnоgеn gruppаning dissоtsilаnish dаrаjаsi eritmа rnigа bоg`liq bo`lаdi. Оqsil mоlеkulаlаri tаrkibidа kislоtа vа аsоs xоssаlаrgа egа bo`lgаn iоnоgеn gruppаlаr bоrligi sаbаbli оqsillаr аmfоtеr mоddаlаr xоssаlаrini nаmоyon qilаdi. SHungа ko`rа оksilning mаkrоiоni kislоtаli muhitdа musbаt, ishkоriy muhitdа mаnfiy zаryadgа egа. Eritmаdа nеchа musbаt zаryadli pоliiоn bo`lsа, xuddi o`shаnchа mаnfiy zаryadli pоliiоn bo`lаdi. Binоbаrin, eritmаdа mаkrоiоnlаrdаn ibоrаt sistеmа umumаn оlgаndа elеktrоnеytrаldir. Lеkin eritmаdа qo`shimchа elеktrоlitlаr bоrligi vа iоnоgеn gruppаlаrning dissоtsilаnishi tufаyli turli iоnlаr

74 kоntsеntrаtsiyalаrining qiymаtigа hаm e`tibоr bеrishgа to`g`ri kеlаdi. Binоbаrin, pоlielеktrоlit eritmаsining xоssаlаri eritmаdаgi quyi mоlеkulyar elеktrоlitlаr kоntsеntrаtsiyasigа bоg`liq bo`lаdi. Pоlielеktrоlitlаr ikki hоlаtdа bo`lаdi: biri suyuq pоlielеktrоlitlаr zоllаr bo`lsа, ikkinchisi quyuq hоlаtdаgi gеllаrdir. Pоlielеktrоlitlаr xаlq xo`jаligidа turli sоhаlаridа kеng ko`lаmdа ishlаtilаdi. Ulаrdаn 1- nаvbаtdа flоkulyat (kоаgulyant) sifаtidа fоydаlаnilаdi. Flоkulyatsiyaning sоdir bo`lish sаbаbi shundаki, uzun zаnjirdаn ibоrаt pоlielеktrоlit mоlеkulаsi o`zining bir uchi bilаn suspеnziyaning bir zаrrаchаsigа, bоshqа bir uchi bilаn ikkinchi zаrrаchаsigа аdsоrbilаnаdi. Buning nаtijаsidа suspеnziya zаrrаchаlаri o`rtаsidа mаhkаm bоg`lаnish vujudgа kеlib, ulаr flоkulаlаr hоlidа yiriklаshаdi. Flоkulа suspеnziyaning fаqаt ikkitа zаrrаchаsidаn emаs, bаlki bir qаnchа zаrrаchаlаridаn hаm tаshkil tоpаdi. Flоkulyatsiya sоdir bo`lishi hаqidаgi ikkinchi tаsаvvurgа muvоfiq flоkulyatsiya mеxаnizmi quyidаgichа tаlqin qilinаdi: pоlielеktrоlit mоlеkulаsidа mаvjud bo`lgаn аktiv gruppаlаr bir tоmоndаn аyrim suspеnziya zаrrаchаlаri bilаn, ikkinchi tоmоndаn bir-birlаri bilаn bоg`lаnаdi; nаtijаdа yirik flоkulаlаr hоsil bo`lib, ulаr tеzdа suvdаn аjrаlib chiqаdi. Аyrim flоkulаlаr o`zаrо birlаshib pаg`а-pаg`а cho`kmа hоlidа idish tubigа cho`kаdi yoki suvdаn еngil bo`lsа, suyuqlik bеtigа qаlqib chiqаdi. Аgаr flоkulyatsiyani vujudgа kеltirа оlаdigаn pоlielеktrоlit eritmаsidа kukun yoki tоlаlаr hоlаtidаgi mоddа suspеnziyagа qo`shilsа, pоlielеktrоlit аyrim kukun yoki аyrim tоlаlаrni bir-biri bilаn bоg`lаb yirik mаssаlаr hоsil qilаdi; ulаr quritilgаnidаn kеyin аmаliy аhаmiyatgа egа bo`lgаn mоddаlаr оlishgа muvаffаq bo`lаmiz. Pоlielеktrоlitlаr оdаtdаgi elеktrоlitlаrgа qo`shib ishlаtilsа, ulаrning sаmаrаdоrligi аnchа оrtаdi. Bundаy hоllаrdа suspеnziyagа birinchi nаvbаtdа pоlielеktrоlit, kеyin оddiy elеktrоlit qo`shish tаvsiya etilаdi. Аks hоldа flоkulаlаr kеch hоsil bo`lib, cho`kmа pеptizаtsiyagа uchrаb qоlаdi. Flоkulyatsiyaning аmаlgа оshishidа pоlielеktrоlit mоlеkulаsining tuzilishi, uning tаrkibidаgi аktiv gruppаlаrning tаbiаti vа pоlielеktrоlit mоlеkulаsining suv muhitidаgi vаziyati nihоyatdа kаttа аhаmiyatgа egа. Аgаr pоlielеktrоlit mоlеkulаsi suv muhitidа kulchа shаklidа o`rаlib qоlsа, bundаy pоlielеktrоlit flоkulyatsiya uchun kаm fоydа kеltirаdi, chunki uning аktiv gruppаlаri o`zаrо ichki mоlеkulyar bоg`lаnishlаr hоsil qilib, suspеnziya zаrrаchаlаrini аdsоrbilаy оlmаydi. Hоzir ko`pginа chеt mаmlаkаtlаrdа xilmа-xil flоkulyantlаr sаnоаt miqyosidа ishlаb chiqаrilmоqdа. Bulаr ichidа eng ko`p ishlаtilаdigаni gidrоlizlаngаn pоliаkrilаmiddir. Uning tаrkibi dаn ibоrаt. Pоliаkrilаmid suvdа yaxshi eruvchаn pоlielеktrоlitlаr jumlаsigа kirаdi. Uning hоsil bo`lish rеаktsiyasi quyidаgichа: Pоlielеktrоlitlаr suvni kоаgulyatsiya yo`li bilаn qаytа tоzаlаshdа, оltin ishlаb chiqаrish sаnоаtidа, yuvindi vа оqаvа suvlаrdаn оltin аjrаtib оlishdа, qоg`оz sаnоаtidа qоg`оzgа to`ldirgichlаr kiritishdа vа bоshqа mаqsаdlаrdа ishlаtilаdi. Pоlielеktrоlitlаr qishlоq xo`jаligidа tuprоqqа zаruriy xоssаlаr bеrib, uning sifаtini yaxshilаsh mаqsаdidа eng ko`p ishlаtilаdi. Аgаr

75 tuprоqqа (15 sm chuqurlikdа) 0,0 0,05% pоlielеktrоlit kiritilsа, u tuprоkni еmirilishdаn himоya qilаdi, tuprоqdа nаm sаqlаnib qоlishini tа`minlаydi. Tuprоqqа sоlingаn pоlielеktrоlit 3 yil dаvоmidа o`z tа`sirini yo`qоtmаydi. O`zSSR Fаnlаr аkаdеmiyasining hаqiqiy а`zоsi K. S. Аxmеdоv rаhbаrligidа sintеz qilinаyotgаn yangi-yangi pоlielеktrоlitlаr tuprоq strukturаsini yaxshilаshdа, unumdоrlikni оshirishdа, еr qаtqаlоqlаrini yo`qоtishdа, tuprоq suvini tеjаshdа, tuprоq erоziyasigа qаrshi kurаshdа, еrning sho`rini yuvishdа, ko`chmа qum hаrаkаtini to`xtаtishdа, dоnаdоr o`g`itlаr оlishdа, rаngli mеtаllаrni (rux, qаlаy, аlyuminiy, mis vа hоkаzоlаrni) bоshqа jinslаrdаn аjrаtishdа, pаrmаlаsh ishlаridа vа bоshqа sоhаlаrdа kеng qo`llаnilmоqdа. Sintеtik pоlimеrlаrdаn suvdа eruvchаn pоlimеrlаr оlish uchun оdаtdа, «pоlimеrning muvоfiq o`zgаrishi rеаktsiyasi» /pоlimеrаnаlоgik o`zgаrishlаr/ dаn fоydаlаtsilаdi. Bu rеаktsiyagа ko`rа, pоlimеr mоlеkulаsi chiziqsimоn tuzilishini sаklаngаni hоldа funktsiоnаl gruppаlаrdа ximiyaviy o`zgаrish bo`lаdi. Аnа shu rеаktsiya аsоsidа suvdа eruvchаn bir qаtоr pоlimеrlаr оlindi. Buning uchun аsоsаn mаkrоmоlеkulаsi rеаktsiоn аktiv funktsiоnаl gruppаgа egа bo`lgаn pоlimеrlаr «xоmаshyo» sifаtidа ishlаtildi. Bundаy pоlimеrlаrgа pоliаmidlаr, pоlikеtоnlаr, pоliаldеgidlаr, pоlivinilsulfоxlоrid, pоlivinilsulfоftоrid, pоliаkrilnitril vа bоshqаlаr kirаdi. Mаsаlаn, pоliаkrilnitril 50 prоtsеntli sulfаt kislоtа bilаn qizdirilsа, аvvаl suvdа erimаydigаn оk kukun pоliаkrilnitril suvdа eriydigаn pоliаkril kislоtаgа o`tаdi. Buni shundаy tаsvirlаsа bo`lаdi: Pоliаkrilnitrilni ishqоr bilаn ishlаb, gidrоlizlаngаn pоliаkrilnitril (HPAN ) ko`plаb оlinаdi, HPAN suvdа yaxshi eriydi. Аkаd. K. S. Аhmеdоv vа uning shоgirdlаri pоliаkrilnitrilgа ishqоr yoki ishqоriy tuzlаr (nаtriy silikаt, nаtriy fоsfаt) muhitidа ishlоv bеrish yo`li bilаn K 4, K 6, K 7 kаbi bir qаtоr suvdа eruvchаn pоlimеrlаrni оlishgа muvаffаq bo`ldilаr. Bulаr ichidа hоzirgi kundа diqqаtgа sаzоvоri K - 4 dir. K 4 pоlimеri оlinаdigаn pоliаkrilnitril sаnоаtdа аtsеtilеn gаzidаn sintеz qilinаdi. Аtsеtilеn gаzining hоzirgi kundа tаbiiy gаz mеtаndаn оlinаyotgаnini e`tibоrgа оlsаk, K 4 pоlimеri tаbiiy gаzdаn оlinаdi, dеya оlаmiz. Bu ko`p bоskichli ximiyaviy rеаktsiya bo`lib, uni sxеmаtik hоldа shundаy yozsа bo`lаdi:

76 Nаvоiy shаhridаgi ximiya kоmbinаtidа, yuqоridа kеltirilgаn sxеmа аsоsidа K-4 pоlimеrini оlish yaqin kеlаjаkdа yo`lgа qo`yilаdi. Аmmо hоzirgi kundа u CHirchiq elеktrоximiya kоmbinаtidа pоliаkrilоnitrildаn ko`plаb ishlаb chiqаrilmоqdа. Suvdа eriydigаn pоlielеktrоlitlаr vа sirt-аktiv mоddаlаr sintеz qilish xаlq xo`jаligidа kаttа аhаmiyatgа egа. O`zbеkistоndа K. S. Аxmеdоv rаhbаrligidа suvdа eriydigаn pоlielеktrоlitlаr vа sirt-аktiv mоddаlаrni mа`lum mаqsаd bilаn sintеz qilish ishi yo`lgа ko`yilgаn. Hоsil qilingаn mоddаlаr kеng ko`lаmdа turli-tumаn аmаliy ishlаr uchun qo`llаnilmоqdа. Аyniqsа dispеrs sistеmаlаrning xоssаlаrini bоshqаrishgа kаttа e`tibоr bеrilmоqdа. SHu munоsаbаt bilаn suvdа eriydigаn pоlimеrlаr vа sirt-аktiv mоddаlаr qo`llаnilishining kоllоid ximiyaviy аsоslаri yarаtilib bоrmоqdа. Bu yo`nаlish xаlq xo`jаliginingmuxim mаsаlаlаrini hаl qilishgа kаttа yordаm bеrmоkdа. Mаsаlаn, fоydаli qаzilmаlаrni burg`ulаsh ishlаrini bаjаrish yuqоri tеmpеrаturаgа vа yuqоri minеrаl kоntsеntrаtsiyagа chidаmli burg`ulаsh suyuqliklаri yarаtishni tаlаb kilаdi. Аnа shu tаlаbgа jаvоb bеrаdigаn suyuqliklаr hоsil qilish mаqsаdidа «lоypоlimеr sistеmа» dеyilаdigаn mаxsus kоllоid sistеmаlаr sintеz kilishgа kirishildi vа yangi-yangi pоlielеktrоlitlаr hоsil qilindi. CHunоnchi, K-9 vа KО-1 dеb bеlgilаngаn pоlielеktrоlitlаr nеft, gаz vа qаttiq tоg` jinslаr qаzib chiqаrish uchun zаruriy tеrmоstаbil burg`ulаsh suyuqliklаri yarаtishdа qo`llаnildi. K-4 vа K-9 pоlielеktrоlitlаr Tоshkеnt yaqinidа Kеlеsdаgi bеntоnit kоnlаrni pаrmаlаshdа qo`llаnildi. VIQK-1 dеb bеlgilаngаn pоlielеktrоlit O`zbеkiеtоn gеоlоgiya vа o`g`it ishlаb chiqаrish ministrliklаri kоrxоnаlаridа ko`llаnildi. Tаrkibidа ko`p miqdоrdа iоnоgеn gruppаlаri bo`lgаn gеllаr, shu jumlаdаn turli pоlielеktrоlitlаrning gеllаri muhim gruppаni tаshkil qilаdi. Ulаr elеktrоximiyaviy hоdisаlаrdа nihоyatdа kаttа аhаmiyatgа egа. YUkоri zаryad zichligigа egа bo`lgаn egiluvchаn - mаyin mаkrоmоlеkulаlаrdаn tаshkil tоpgаn pоlielеktrоlitlаrning gеllаri аyniqsа kаttа аhаmiyat kаsb etmоqdа. Bundаy gеllаrdа bir xil ishоrаli zаryadlаr bir-birigа qаrshilik ko`rsаtib, iоnоgеn gruppаlаrning dissоtsilаnish dаrаjаsini o`zgаrtirib yubоrаdi, nаtijаdа gеlning hаjmi hаm o`zgаrаdi. Masаlаn, pоliаkril kislоtаning hаr qаysi zvyonоsidа bittаdаn COO - gruppаsi bo`lgаn gеlidа ph qiymаtini o`zgаrtirish yo`li bilаn pоlimеr zаnjiri uzunligini 8 10 mаrtа uzаytirish mumkin. O`shа kislоtаning nаtriy tuzlаrini bаriy tuzlаrigа аlmаshtirish yo`li bilаn hаm аnа shundаy nаtijаgа erishish mumkin. Kirkvud vа Rizеmаnning fikrichа, shungа o`xshаsh hоdisаlаr оrgаnizm mushаklаrining qisqаrish-uzаyishidа hаm sоdir bo`lib turаdi; оrgаnizmdа bundаy xоdisаlаrning sоdir bo`lishidа fеrmеntlаrning fоsfоrlаnish vа dеfоsfоrlаnishi kаttа rоl o`ynаydi. SHuni hаm аytish kеrаkki, bu kаbi hоdisаlаrdа ximiyaviy enеrgiya to`g`ridаn-to`g`ri mеxаnik enеrgiyagа аylаnаdi.

77 Pоlielеktrоlitlаrning gеli iоn-аlmаshinish xrоmаtоgrаfiyadа hаm kаttа аhаmiyatgа egа. Bir qаtоr оrgаnik iоnlаrning gеl bilаn o`zаrо tа`sirlаshish vа gеl to`rigа kirа оlish imkоniyati gеlning bo`kish dаrаjаsigа bоg`liq. Lеkin bu еrdа hаm tаnlаb tа`sir etish nаmоyon bo`lаdi. Gеlgа iоnlаrning yutilishi tаnlаnish kоeffitsiеnti KD bilаn xаrаktеrlаnаdi: K D n n 1, i 1, 0 Bu еrdа: n 1 vа n turli kаtiоnlаrning iоnitdаgi (n i ) vа eritmаdаgi (n 0 ) mоlyar miqdоri. Bo`kаdigаn iоnitlаrdа iоn аlmаshinish nаzаriyasi T.I. Sаmsоnоv, Grеgоr vа bоshqаlаr xizmаtlаri nаtijаsidа yarаtilgаn. S. Е. Brеslеr vа T. I. Sаmsоnоvlаr strеptоmitsinni аjrаtib оlish vа tоzаlаsh uchun bo`kuvchi iоnitlаrdаn fоydаlаngаnlаr. YUpqа mеmbrаnа shаkligа egа bo`lgаn elаstik gеllаr hаm kаttа аhаmiyatgа egа. Tirik оrgаnizmdа turli-tumаn оqsil mеmbrаnа, оqsil-lipоid (оqsil yog`) mеmbrаnа vа bоshqа tur mеmbrаnаlаrning mаvjudligi tufаyli turli mоddаlаr оrgаnizmgа tаnlаnib yutilishi, оrgаnizmning bir qismidаn bоshqа qismigа ko`chishi, оrgаnizmdа bir tur enеrgiyaning bоshqа tur enеrgiyagа аylаnishi sоdir bo`lib turаdi. Tirik оrgаnizmlаrdаgi biоlоgik mеmbrаnаlаr o`zi оrqаli elеktrоlit mоddаlаrning iоnlаrini yomоn o`tkаzаdi. Ulаrni rеntgеn struktur аnаliz mеtоdidа vа pоlyarizаtsiоn hаmdа elеktrоn mikrоskоplаr yordаmidа tеkshirish nаtijаsidа biоlоgik mеmbrаnаlаrning qаndаy tuzilgаnligi аniqlаndi. Biоlоgik mеmbrаnаlаr lipоprоtеidlаr kоmplеksidаn tuzilgаn bo`lib, undа umumiy qаlinligi 5,5 nm gа tеng ikkitа lipid qаvаt bоr, undаn kеyin оqsil mоlеkulаlаridаn ibоrаt ikkitа оqsil qаvаt (qаlinligi x 1, nm) оrаlаb kеlаdi; оqsil qаvаtlаr lipid qаvаtlаrgа nisbаtаn tik burchаk hоsil qilаdi. Аnа shundаy «elеmеntаr» («ibtidоi») mеmbrаnаning umumiy qаlinligi 7 8 nm gа yakin. Ximiyaviy jihаtdаn lipid qаvаtlаr tаrkibidа xоlеоtеrin, fоsfаtid vа bоshqа mоddаlаr bo`lаdi. Оqsil bilаn lipidlаr оrаsidаgi bоg`lаnish enеrgiyasi kаttа emаs, uning kiymаti аdsоrbtsiya tiiidаgi bоg`lаnishlаr enеrgiyasi qiymаtigа bаrаvаr kеlаdi. O`simliklаrning yashil qismidа xlоrоfill mоlеkulаlаri mоnоkаvаt shаklidа оqsil qаvаt bilаn lipid qаvаt оrаsigа jоylаshаdi. Bаrchа hujаyrаlаr (hаttо оdаmlаrning аsаb hujаyrаlаri hаm) xuddi biоlоgik mеmbrаnаlаr kаbi tuzilgаn bo`lаdi. Оrgаnizm bilаn tаshqi muhit o`rtаsidа mоddа аlmаshinuv jаrаyoni hаm hujаyrа strukturаlаrining bеvоsitа ishtirоkidа sоdir bo`lаdi. Birоq оrgаnizm mеmbrаnаlаri birmunchа murаkkаb tuzilgаn; аniqrоq аytgаndа, оrgаnizm mеmbrаnаlаridа mа`lum miqdоr g`оvаklаr (rаdiusi 0,4 0, 8 nm gа yaqin) bоr. Bu g`оvаklаrning dеvоrlаri qutbli mоlеkulаlаr kаbi tuzilgаn bo`lаdi. SHu sаbаbdаn ulаr qutbli mоddаlаrning оrgаnizmgа kеlib kirishigа yordаm ko`rsаtаdi. Mitоxоndriyalаrning mеmbrаnаlаri nаfаs fеrmеntlаri sistеmаsi bilаn bеvоsitа аlоqаdоr bo`lib, mеmbrаnаlаrning qisqаrtiruvchаnlik xоssаlаri аnа shu fеrmеntlаrning оksidlаngаnlik dаrаjаsigа bоg`liq. Dеmаk, nаfаs mеmbrаnаlаri аsli fеrmеntаtiv-xеmоmеxаnik sistеmаlаrdir. Оrgаnizmdаgi mеmbrаnаlаr esа tаnlаb eruvchаn (gоmоgеn) mеmbrаnаlаr bilаn g`оvаk mеmbrаnаlаr yig`indisidаn ibоrаt. G`оvаk mеmbrаnаlаr jumlаsigа kоllоdiyli, kеrаmik, pеrgаmеnt vа iоn аlmаshinish mеmbrаnаlаri kirаdi. G`оvаk mеmbrаnаlаr ilmа-tеshik strukturаgа egа. Bu mеmbrаnаlаr оrkаli bа`zi mоddаlаrning o`tishi, bа`zilаrining o`tmаsligi fаqаt mоddа zаrrаchа-lаrining kаttаkichikligigаginа bоg`liq bo`lib qоlmаy, bаlki mоddаning аdsоrbilаnа оlish qоbiliyati vа zаrrаchаlаrning elеktr zаryadlаri hаm kаttа rоl o`ynаydi. G`оvаk mеmbrаnаlаrni quyidаgi ikki аsоsiy gruppаgа bo`lish mumkin: birinchisi diаlizlоvchi mеmbrаnаlаr, ikqinchisi mоlеkulyar elаklаrdir. Mоlеkulyar elаklаr tsеоlitlаrning ikkinchi nоmidir, chunki tsеоlitlаrgа diаmеtrlаri 0,4 1,1 nm аtrоfidа bo`lgаn zаrrаchаlаrginа аdsоrbilаnа оlаdi; bu xоl tsеоlitlаrdаgi «dаrchаlаrning» diаmеtrlаri 0,4 1, 1n.m.gа yaqin ekаnligidаn dаrаk bеrаdi. TSеоlitlаr suvni yaxshi аdsоrbilаydi; tsеоlit qizdirilgаnidа yutilgаn suv bug`lаnа bоshlаydi; «tsеоlit» so`zining kеlib chiqishi hаm аnа shu xоdisаgа аsоslаngаn (tsео- qаynаsh, litоs - tоsh); binоbаrin «tsеоlit» «qаynаr tоsh» dеmаkdir yildаn bоshlаb tsеоlitlаr sun`iy usuldа tаyyorlаnаdigаn bo`ldi. : n n, i, 0

78 TSеоlitlаr tаyyorlаsh аsоsidа аlyumоsilikаgеl hоsil bo`lish jаrаyoni yotаdi. Na SiO 3. 9H O ning suvdаgi eritmаsini qizdirib, uning ustigа qаynоq NaAlО. SiO. H O eritmаsi sоlinаdi. Hоsil bo`lgаn gеl 100 C dа bir sоаt sаqlаngаnidа оq tusli kristаllаr cho`kаdi; bu kristаllаrni filtrlаb, sоvuq suv bilаn yuvilаdi. So`ngrа 15 C dа sоаt quritilаdi. Nаtijаdа tаqribiy tаrkibi NaSiAlO 4.,3H 0 bo`lgаn mаhsulоt оlinаdi. SHundаy qilib, mоlеkulyar elаk (yoki «tsеоlit 5А») tаyyorlаnаdi. Mоlеkulyar elаkning tuzilishi оltitа tоmоni оrqаli bir-biri bilаn birlаshgаn «qush uyalаrigа» o`xshаydi. Hаr qаysi uyaning o`rtаsidа qo`shni uyagа tоmоn оchiq «dаrchаsi» bоr bo`lib, bu tеshikdаn suv mоlеkulаsi (yoki uzunchоk shаkldаgi uglеvоdоrоd mоlеkulаsi) bеmаlоl o`tа оlаdi. Bundаy mеmbrаnаlаr kаtiоn аlmаshtirish xоssаsigа hаm egа. Undаn tаshkаri, mоlеkulyar elаklаrdаn turli kаtаlizаtоrlаr hаm tаyyorlаnаdi. Diаlizlоvchi g`оvаk mеmbrаnаlаr diаliz, ultrаfiltrаtsiya, elеktrоdiаliz vа bоshqаlаrdа qo`llаnilаdi. Bundаy mеmbrаnаning g`оvаklаri nm dаn 000 nm gаchа bo`lаdi. Mа`lum o`lchаmdаgi g`оvаklаrgа egа bo`lgаn diаlizlоvchi mеmbrаnа tаyyorlаsh uchun аvvаl muvоfiq tаrkibli erituvchi ishlаtilib kоllоdiy pаrdа (plyonkа) hоsil qilinаdi; so`ngrа pаrdаdаn erituvchini bug`lаtib mа`lum o`lchаmli g`оvаk mеmbrаnаlаr tаyyorlаnаdi. Аgаr g`оvаklаrning diаmеtri judа kichik bo`lib chiqsа, kuchlirоq erituvchi qo`shib, tеshiklаr kаttаrоq kilinаdi. Mеmbrаnа g`оvаklаrining diаmеtrini o`lchаsh uchun bоsim оstidа mеmbrаnа g`оvаklаridаn suv o`tish tеzligi o`lchаnаdi; bundа аvvаl mеmbrаnаni izоbutil spirt (yoki suv bilаn аrаlаshtirib kеtmаydigаn birоr suyuqlik) bilаn аrtish kеrаk bo`lаdi. G`оvаklаrning rаdiusini hisоblаsh uchun ushbu fоrmulаlаrdаn fоydаlаnilаdi. 4 r t 8Vl va P r

79 17. Муаллаф ҳақида маълумот МАЪЛУМОТНОМА Мавлонов Бобохон Арашович 011 йил июндан буѐн: Бухоро давлат университетининг «Органик ва физколлоид кимё» кафедраси мудири доцент Туғилган йили: Туғилган жойи: Бухоро вилояти, Қоракўл тумани Жиғачи қишлоғи Миллати: ўзбек Партиявийлиги: йўқ Маълумоти: Олий Маълумоти бўйича мутахассислиги: Илмий даражаси: кимѐ фанлари номзоди Тамомлаган: 1979 йил, Тошкент давлат университети (кундузги) кимё фани ўқитувчиси, органик химик Илмий унвони: доцент Қайси чет тилларини билади: рус тили, инглиз тили (луғат ѐрдамида) Давлат мукофотлари билан тақдирланганми (қанақа): йўқ Халқ депутатлари, республика, вилоят, шаҳар ва туман Кенгаши депутатими ёки бошқа сайланадиган органларнинг аъзосими (тўлиқ кўрсатилиши лозим) йўқ МЕҲНАТ ФАОЛИЯТИ йй.- Тошкент давлат университети талабаси йй.- Бухоро озиқ-овқат ва енгил саноат технология институти илмий тадқиқотчиси йй.- Бухоро озиқ-овқат ва енгил саноат технология институти кичик илмий ходими йй.- Тошкент политехника институти стажер-тадқиқотчиси йй.- Бухоро озиқ-овқат ва енгил саноат технология институти «Органик кимѐ» кафедраси ассистенти йй.- Бухоро озиқ-овқат ва енгил саноат технология институти «Чарм ва мўйна технологияси» кафедраси доценти йй.- Бухоро давлат университети «Умумий ва ноорганик кимѐ» кафедраси мудири йй.- Бухоро давлат университети «Умумий ва ноорганик кимѐ» кафедраси доценти йй.- Бухоро давлат университетининг «Умумий кимѐ» кафедраси докторанти й.й Бухоро давлат университетининг «Умумий кимѐ» кафедраси доценти 011 й ҳ.в. - Бухоро давлат университети Органик ва физколлоид кимѐ кафедраси мудири, доц.