Қ аза қ стан Республикасыны ң білім ж ә не ғ министрлігі. университеті Инженерлік технологиялы қ Химия кафедрасы

Transcript

1 Қ аза қ стан Республикасыны ң білім ж ә не ғ ылым министрлігі Семей қ аласыны ң Ш ә к ә рім атында ғ ы мемлекеттік университеті Инженерлік технологиялы қ факультеті Химия кафедрасы Б Ө Ж Та қ ырыбы: Коллоидты жүйелердің молекула- кинетикалық және оптикалық қасиеттері. Орында ғ ан:наурызбаева Б.С Тобы: ХО Тексерген:Баяхметова Б.Б Семей қ 2015 ж

2 Коллоидты қ жүйелерді ң оптикалы қ қасиеттері. Коллоидты қ жүйелерді ң оптикалы қ қасиеттерін зерттеуді ң сол жүйелердегі бөлшектерді ң шамасы мен құрылымын,пішіні мен концентрациясын анықтау үшін маңызы зор.

3 Жарықты ң шашырауы ( опалесценция) Егер қараңғыда линзаларды ң көмегімен бір шоғыр жары қ сәулесін мөлдір коллоидты қ жүйеге бір жағынан түсірсек,онда конус тәрізді эффектіні байқауға болады. Мұны ң себебі-жары қ сәулесіні ң коллоидты қ бөлшектерді ң әсерінен шашырауы. Коллоидты қ алтынны ң жарықты шашыратуын толығыра қ зерттеген Фарадей және оны ң шәкірті Тиндаль болғандықтан,жары қ шашырауынан болған коллоидты қ ерітіндегі жарқыраған конусты-фарадей-тиндаль конусы, ал құбылысты Фарадей- Тиндаль эффектісі деп атайды.

4 Жарық ты ң коллоидты қ жүйеде жұтылуы ( абсорбциялануы) Жарықты ң түссіз ортада жұтылуыны ң негізгі заңдылықтарын зерттеген Ламберт 1860ж (оған дейін Бугерде зерттеген) пен Бэр. Ламберт жұтылған кезде өткен жарықты ң қарқындылығымен сол жары қ өтетін ортаны ң қалыңдығыны ң арасындағы байланысты былай көрсетті: Кейінірек Бэр ерітіндіге еріген затты ң концентрациясын көбейтсек,ортаны ң қалыңдығыны ң көбейгені сияқты өткен жары қ қарқындылығы азаятынын айтты. Бэр бойынша түссіз еріткішті ң жұту коэффициенті еріген затты ң молярлы қ концентрациясына пропопционал: k=ε*c Ендеше жұтуды ң молярлы қ коэффициенті ε енгізу арқылы Бугер-Ламберт-Бэр заңын былай жасаған болады: Бұл за ң жары қ ортада жұтылған кезде өткен жарықты ң қарқындылығы мен ортаны ң қалыңдығы және еріген затты ң концентрациясы арасындағы байланысты көрсетеді.

5 Коллоидты қ жүйелерді зерттеуді ң оптикалы қ тәсілдері Қазіргі кезде коллоидты қ бөлшектер шамасы,пішіні және құрылымын анықтауда көп тараған тәсілдеріні ң бірі-оптикалы қ тәсілдер.бұлай болу себебін осы әдістерді ң жылдамдығымен ғана емес,сонымен қатар оларды ң ыңғайлығы мен дәлдігіне байланысты түсіндіруге болады. Коллоидты қ жүйелер үшін көп тараған әдістер: 1)Ультра микроскопты қ; 2)Электронды қ микроскопты қ; 3)Нефелометрлік; 4)Турбидиметрлік

6 Нефелометрлік әдіс. Бұл әдіс жарықты ң шашырау құбылысына сүйене отырып бөлшектерді ң пішіні мен шамасын анықтауға мүмкіндік береді. Бұл үшін қолданылатын құралды нефелометр деп атайды. Нефелометрді ң жұмыс істеу принципі зерттеп отырған кірне, не жүзгін мен қалыпты кірне, не жүзгінні ң жарықты шашырату қарқындылығын салыстыруға негізделген. Нефелометрді ң құрылысы

7 Турбидиметрлік әдіс Турбидиметрлік әдіс дисперстік жүйе арқылы өткен жары қ қарқындылығын өлшеуге негізделген. Түсетін жары қ қарқындылығы дисперстік жүйе арқылы өтіп,шашырауы әсерінен кемиді. Егер шашыраған жарықты шартты түрде жұтылған деп алса қ,бугер- Ламберт-Бер заңына ұқсас қатынас алуға болады. Жары қ қарқындылығыны ң әлсіреуі зерттелетін жүйені ң қалыңдығы арқылы өтетін жары қ қарқындылығына пропорционал: -di=τ/dx Мұндағы τ-жүйені ң жарықты шашырату мүмкіндігін сипаттайтын пропорционалды қ коэффициент. Турбидиметрлік әдісті ң артықшылығы өлшеу әдісіні ң қарапайымдылығында. Турбидиметр ретінде зерттеуді ң түрлі әдістерінде қолданылатын боялған молекулалы қ ерітінділерді ң оптикалы қ тығыздығын өлшеуге арналған фотоэлектрколориметрді қолдануға болады.

8 Ультрамикроскопты қ әдіс. 1903жылы Р.Зигмонди мен Г.Зидентопф коллоидты қ бөлшектерді зерттейтін-ультрамикроскоп деген құралды жасады. Олар ұсынған ультрамикроскопты ң сұлбасы. Коллоидты қ ерітінді құйылған ыдысшаға вольт доғасы арқылы алынған жары қ сәулесіні ң бір шоғыры линзалар жүйесі мен тесік диаграммасынан өтіп бір қырынан түсіріледі. Ал жоғар ғы жағынан қараңғыда жарқылдаған коллоидты қ бөлшектерді микроскоп арқылы байқау ға болады.

9 Электрондық микроскоптық әдіс Қазіргі кезде бөлшектің шамасын анықтаудың ең сенімді әдістерінің бірі-электрондық микроскоптық әдіс. Бұнда жарық сәулелерінің орнына электрондар қолданылады. Соның нәтижесінде микроскоптың көру қабілеті үлкейіп,онда коллоидтық бөлшектерді көруге және фотоға түсіруге болады. Бұл электрондардың әрі кванттық,әрі толқындық қасиеті болатын табиғатына байланысты. Электрондық микроскоптың әдістің кемшілігі-зерттеу нысанын даярлау қиынға соғады және жоғарғы вакуумда да ұстап тұру да оңайға соқпайды. Оның үстіне қарап тұрған нысанымыз вакуумда болғандықтан,біз коллоидтық жүйені емес,құрғақ коллоидтық бөлшектерді байқаймыз. Осысына қарамастан электрондық микроскоптар өмірде көп қолданылады.

10 Коллоидты қ жүйелерді ң молекулалық-кинетикалы қ қасиеттері. Молекулалық-кинетикалы қ теория молекулаларды ң өз бетінше қозғалыстарыны ң заңдарын зерттейді. Алғашқы кезде бұл теория газдар үшін жасалынып,кейіннен келе молекулалы қ ионды қ ерітіндіге де қолданылды.

11 Броунды қ қозғалыс. Броундық қозғалыс, браундық қозғалыс сұйық не газ ішіндегі ұсақ бөлшектердің қоршаған ортамолекулаларының соққысы әсерінен болатын бей-берекет қозғалысы. Мұны 1827 жылы ағылшын ғалымыр. Броун (Браун) зерттеген. Броундық қозғалыстың қарқындылығы уақытқа тәуелді емес. Бірақ ортаның температурасы жоғарылаған сайын және ортаның тұтқырлығы мен бөлшектердің мөлшері кеміген сайын Броундық қозғалыстың қарқындылығы артады. Броундық қозғалыстың толық теориясын жылы А. Эйнштейн және поляк физигі М. Смолуховский жасады. Броундық қозғалыстың болу себебі орта молекулаларының жылулық қозғалысы және бөлшектердің орта молекулаларымен соқтығысуы кезінде алатын импульстерінің теңгерілмеуі. Орта молекулаларының соққысы бөлшектерді бейберекет қозғалысқа келтіріп, олардың жылдамдығының шамасы мен бағытын шапшаң өзгертіп отырады. Егер бөлшектердің орны бірдей қысқа уақыт аралықтарында тіркеліп отырса, онда бөлшектердің траекториясы күрделі екендігі байқалады Броундық қозғалыс диаграммасы

12 Коллоидтық жүйелердегі диффузия. Диффузия деп жүйедегі молекулалардың концентрациясының өз бетінше теңелу үдерісін айтады,ал коллоидты-дисперстік жүйе мен ҮМҚ ерітінділері үшін диффузия деп дисперстік фазаның бөлшектерінің,иә микромолекулалардың концентрациясының жылулық қозғалысының әсеріне дисперсиялық ортаның көлемінде өз бетінше теңелуін айтады. 1908жылы Эйнштейн диффузия коэффициенті,абсолюттік температура, Дисперсиялық ортаның тұтқырлығы және дисперстік фазаның бөлшектерінің Радиусымен байланыстыратын теңдеу қорытып шығарды. Эйнштейн теңдеуін қорытуды түсіндіретін сұлба.

13 Пайдаланылған әдебиеттер тізімі: Коллоидтық химия курсы. Ә.Қ.Қоқанбаев алматы,2013