Mitsel shakllanishining kritik kontsentratsiyasini nima aniqlaydi. Kritik miksellalar kontsentratsiyasi. Mikroemulsiyalar, mikropretletlarning tuzilishi, shakllanish shartlari, fazaviy diagrammalar

Eritmada sirt faol moddalar molekulalarining tarqalishini batafsil ko'rib chiqaylik (21.1-rasmga qarang). Ba'zi sirt faol moddalar molekulalari suyuq gaz (suv - havo) interfeysida adsorbsiyalangan. Suyuqlik va gaz muhiti o'rtasidagi interfeysda sirt faol moddalarning adsorbsiyasi uchun ilgari ko'rib chiqilgan barcha qonunlar (4 va 5-boblarga qarang) kolloid sirt faol moddalar uchun ham amal qiladi. Adsorbtsiya qatlamidagi sirt faol moddalar molekulalari o'rtasida 1 va eritmadagi molekulalar 2 dinamik muvozanat mavjud. Eritmadagi ba'zi bir sirt faol moddalar molekulalari mikellarni hosil qilishga qodir 3 ; Eritmadagi sirt faol moddalar molekulalari va mitsellarni tashkil etuvchi molekulalar o'rtasida ham muvozanat mavjud. Ushbu muvozanat fig. 21.1 o'qlar bilan ko'rsatilgan.

Erigan sirt faol moddalar molekulalaridan miksel hosil bo'lishini quyidagicha ko'rsatish mumkin.

mM? (M) m (21.5)

qayerda M - sirt faol moddalar molekulasining molekulyar og'irligi; m - mikseldagi sirt faol moddalar molekulalarining soni.

Eritmadagi sirt faol moddalarning holati ularning kontsentratsiyasiga bog'liq. Kam konsentratsiyada (10-4-10-2) M) haqiqiy eritmalar hosil bo'ladi va ionli sirt faol moddalar elektrolit xususiyatlarini namoyish etadi. Kritik miksellalar kontsentratsiyasiga (CMC) erishilgach, eritmada sirt faol moddalar molekulalari bilan termodinamik muvozanatda bo'lgan misellar hosil bo'ladi. Agar sirt faol moddalar konsentratsiyasi KKM dan yuqori bo'lsa, sirt faol moddalarning ortiqcha miqdori mitsellarga o'tadi. Sirt faol moddasi tarkibida suyuq kristallar (21.4-bandga qarang) va jellar paydo bo'lishi mumkin.

CMC ga yaqin hududda sferik mitsellalar hosil bo'ladi (21.3-rasm). Sirt faol moddalar konsentratsiyasining ortishi bilan lamellar (21.1-rasm) va silindrsimon mitsellalar paydo bo'ladi.

Misellalar suyuq uglevodorod yadrosidan iborat 4 (21.1-rasm), qutbli ionogen guruhlar qatlami bilan qoplangan 5 . Uglevodorod zanjirlarining suyuq holati struktura bo'yicha tartiblangan va shuning uchun quyma suyuqlik (suv) fazasidan farq qiladi.

Yuzaki faol molekulalarning polar guruhlari yadro yuzasidan 0,2--0,5 nm masofada chiqib, potentsial hosil qiluvchi qatlam hosil qiladi (7.2-bandga qarang). Ikki elektr qatlam hosil bo'ladi, bu mitsellarning elektroforetik harakatchanligini aniqlaydi.

Mitsellarning gidrofilik qutb qobig'i miksel - suyuq (suv) interfeysida interfaol sirt tarangligini keskin kamaytiradi. Bunday holda (10.25) shart bajariladi, bu mitsellarning o'z-o'zidan paydo bo'lishi, mikellar (kolloid) eritmasining liyofilligi va uning termodinamik barqarorligini anglatadi.

Surfaktan eritmalaridagi eng muhim sirt xossasi bu y sirtning tarangligi (2.3-rasmga qarang) va osmotik bosim p (9.4-rasmga qarang) va ionlari bo'lgan eritmaning o'tkazuvchanlik xususiyatini tavsiflovchi molyar elektr o'tkazuvchanligi? elektr toki.

Shaklda 21.2-rasmda ZhG (egri chiziq) sirt tarangligining o'zgarishi ko'rsatilgan 2 ), osmotik bosim p (egri chiziq) 3 ) va molyar o'tkazuvchanlik l (egri) 4 ) (21.3) tenglamaga binoan dissotsiyalangan natriy dodecil sulfat eritmasining kontsentratsiyasiga bog'liq. Kolloid sirt faol moddalar eritmalarining sirt tarangligi pasayishi to'xtaydigan maydonga kritik miksel kontsentratsiyasi deyiladi. (KKM).

[Matnni kiriting]

Osmotik bosim p (egri chiziq) 3 ) birinchi navbatda (9.11) formulaga muvofiq, sirt faol moddalarning kontsentratsiyasi oshgani sayin, u ko'payadi. CMC mintaqasida bu o'sish to'xtaydi, bu mikselning shakllanishi bilan bog'liq, uning kattaligi erigan sirt faol moddalar molekulalari hajmidan sezilarli darajada oshadi. Zarralar hajmining oshishi tufayli osmotik bosimning o'sishi to'g'ridan-to'g'ri formuladan kelib chiqadi (9.13), unga ko'ra osmotik bosim zarrachalar radiusining kubiga teskari proportsionaldir. r 3. Sirt faol moddalar molekulalarining miksellarga bog'lanishi ularning eritmadagi elektrolitlardagi kontsentratsiyasini kamaytiradi. Ushbu holat CMC mintaqasida molyar o'tkazuvchanlikning pasayishini tushuntiradi (egri chiziq) 4 ).

Matematik jihatdan KKM ni "kolloid sirt faol moddalar eritmalarining xossasi - kontsentratsiya" egri chizig'iga (21.2-rasmga qarang) aniqlash mumkin, agar bu mulkning ikkinchi hosilasi nolga teng bo'lsa, ya'ni. d 2 N/dc 2 \u003d 0. Mitsel shakllanishini haqiqiy sirt faol moddalar eritmasidan miksellarda bog'langan holatga fazali o'tishga o'xshash jarayon sifatida ko'rib chiqish kerak; Mitsel shakllanishi esa o'z-o'zidan sodir bo'ladi.

Maktabdagi sirt faol moddalarning kontsentratsiyasi bir necha kattalik buyurtmalariga ko'ra, eritmadagi sirt faol moddalar kontsentratsiyasidan ancha yuqori. Misellar haqiqiy eritmalar bilan solishtirganda yuqori miqdordagi erigan kolloid sirt faol moddalarning eritmalarini olish imkonini beradi. Bundan tashqari, mitsellalar sirt faol moddalarni saqlashning bir turidir. Eritmadagi sirt faol moddalarning har xil holati o'rtasidagi muvozanat (21.1-rasmga qarang) harakatchan bo'lib, sirt faol moddalar ishlatilganligi sababli, masalan, interfeysning ko'payishi bilan eritmadagi ba'zi bir sirt faol moddalar molekulalari miksellar bilan to'ldiriladi.

CMC kolloid sirt faol moddalarning eng muhim va o'ziga xos xususiyatidir. CMC sirt faol moddalar molekulalari (ionlari) bilan termodinamik muvozanatda bo'lgan eritmada mitsellar paydo bo'ladigan sirt faol moddalar kontsentratsiyasiga mos keladi. CMC mintaqasida eritmalarning sirt va quyma xususiyatlari keskin o'zgaradi.

CMC litri mollarda yoki eritmaning foizida ifodalanadi. 323 K haroratda kaltsiy stearati uchun CMC 5,10-4 mol / l, saxaroza esterlari uchun (0,51,0) 10-5 mol / L ni tashkil qiladi.

CMC qiymatlari unchalik yuqori emas, oz miqdordagi sirt faol moddalar ularning eritmalarining massaviy xossalari paydo bo'lishi uchun kifoya qiladi.Biz yana bir bor ta'kidlaymizki, barcha sirt faol moddalar miksellarni hosil qila olmaydi. Surunkali molekulada qutb guruhining mavjudligi va uglevodorod radikalining etarlicha katta uzunligi mitsel hosil bo'lishining zaruriy sharti hisoblanadi.

Misellar sirt faol moddalarning suvsiz eritmalarida ham hosil bo'ladi. Yuzaki bo'lmagan erituvchilarda sirt faol moddalar molekulalarining yo'nalishi ularning suvdagi yo'nalishiga qarama-qarshi, ya'ni. uglevodorod suyuqligiga duch keladigan hidrofobik radikal.

CMC ma'lum bir sirt faol moddalar kontsentratsiyasida namoyon bo'ladi (21.2-rasmga qarang). Surfaktant kontsentratsiyasining ortishi bilan ikkita jarayon sodir bo'lishi mumkin: sharsimon mitsellalar sonining ko'payishi va ularning shaklining o'zgarishi. Sferik mitsellalar odatdagi shaklini yo'qotadi va shamchiroqlarga aylanishi mumkin.

Shunday qilib, CMC mintaqasida kolloid sirt faol moddalar eritmalarining ommaviy va sirt xususiyatlarida eng muhim o'zgarishlar yuz beradi va bu xususiyatlarni tavsiflovchi egri chiziqlarda inflyatsiya paydo bo'ladi (21.2-rasmga qarang).

Kolloid sirt faol moddalarning asosiy xususiyatlari eritma, ko'piklar, emulsiyalar va suspenziyalarning shakllanishi kabi jarayonlarda namoyon bo'ladi. Ushbu xususiyatlarning eng qiziqarli va o'ziga xos xususiyati bu eritma.

Solubilizatsiya odatda ushbu suyuqlikda erimaydigan moddalarning kolloid sirt faol moddalari eritmalarini eritma deb ataydilar. Masalan, sirt faol moddalarning suvli eritmalarida eruvchanligi natijasida uglevodorod suyuqliklari, xususan, benzin va kerosin, shuningdek suvda erimaydigan yog'lar eritiladi.

[Matnni kiriting]

Solubilizatsiya, erituvchilar deb ataladigan moddalarning mikelslariga kirib borishi bilan bog'liq. Solubilizatlarning turli xil tabiati uchun eritma mexanizmini sek yordamida tushuntirish mumkin. 21.3. Eritganda qutblanmagan moddalar (benzol, geksan, benzin va boshqalar) mikelga kiritiladi. Agar solyubilizatda qutbli va napolyar guruhlar bo'lsa, u holda uglevodorod uchi ichkariga, qutb guruhi tashqi tomonga qaragan holda mitselada joylashgan. Bir nechta qutbli guruhlarni o'z ichiga olgan solubilizatlar uchun, mikel yuzasining tashqi qatlamida adsorbsiya ehtimoli ko'proq.

Solubilizatsiya jarayoni sirt faol moddalar konsentratsiyasi CMC ga yetganda boshlanadi. SMMdan yuqori bo'lgan sirt faol moddalar konsentratsiyasida mitsellalar soni ko'payadi va eritilish jarayoni jadalroq davom etadi. Kolloid sirt faol moddalarning eruvchanlik qobiliyati ushbu homologik qatorda uglevodorod radikallarining soni ortishi bilan ortadi. Ionogen sirt faol moddalar noogen bo'lmaganlarga nisbatan ko'proq eritma qobiliyatiga ega.

Biologik faol kolloid sirt faol moddalarning - natriy xelat va deoksikelatning eritilish qobiliyati ayniqsa ahamiyatlidir. Solubilizatsiya va emulsifikatsiya (15.4-bandga qarang) yog'ni yutishning asosiy jarayonlari; eritish natijasida yog'lar suvda eriydi va keyinchalik tanadan so'riladi.

Shunday qilib, kolloid sirt faol moddalar eritmalarining asosiy xususiyatlari mitsellarning shakllanishiga bog'liq.

Mishel shakllanishi, eritmada sirt faol moddalar molekulalarining o'z-o'zidan birikishi. Natijada, xarakterli tuzilishning assotsiatsiyalangan mikellari sirt zanjirli - erituvchi tizimda paydo bo'ladi, ular uzoq zanjirli hidrofobik radikallar va qutbli hidrofilik guruhlarga ega bo'lgan o'nlab difil molekulalaridan iborat. To'g'ridan-to'g'ri hujayralar deb ataladigan joyda yadro gidrofobik radikallar tomonidan hosil bo'ladi va hidrofilik guruhlar tashqi tomon yo'naltirilgan. Mitselni tashkil etuvchi sirt faol moddalar molekulalarining soni agregatsiya raqami deb ataladi; Molar massasiga o'xshab, mitsellalar ham massalar deb ataladigan xususiyatlar bilan ajralib turadi. Odatda, yig'ish raqamlari 50-100, mikellar massalari 10 3 -10 5 ni tashkil qiladi. Mitsel shakllanishi paytida hosil bo'lgan misellar polidispersdir va o'lchamlari (yoki yig'ilish raqamlari) bilan ajralib turadi.

Mitsel shakllanishi har xil sirt faol moddalar - ion (anionik va kationik), amfolitik va nioniklarga xos bo'lib, bir qator umumiy qonunlarga ega, ammo bu shuningdek sirt faol moddalar molekulalarining tuzilish xususiyatlari bilan bog'liq (nonparolyatsion radikalning o'lchami, qutblar guruhining tabiati), shuning uchun bu mikelning shakllanishi haqida gapirish yanada to'g'ridir. sinf sirt faol moddasi.

Mitsel shakllanishi har bir sirt faol moddalar uchun belgilangan harorat oralig'ida sodir bo'ladi, ularning eng muhim xususiyatlari Kraft va bulut nuqtasi. Kraft nuqtasi - ionogen sirt faol moddalarning miksel hosil bo'lishining pastki chegarasi, odatda u 283-293 K ga teng; Kraft nuqtasidan past haroratlarda, sirt faol moddalarning eruvchanligi mikellarni hosil qilish uchun etarli emas. Bulutli nuqta - bu noniyonik sirt faol moddalarning paydo bo'lishining yuqori harorat chegarasi, uning odatdagi qiymatlari 323-333 K; yuqori haroratlarda sirt faol moddalarni erituvchi tizimi barqarorlikni yo'qotadi va ikki makrofaza shaklida tabaqalanadi. Yuqori haroratlarda (388-503 K) ionogen sirt faol moddalar miksellari kichik sheriklar, dimmerlar va trimerlarga parchalanadi (demisellizatsiya deb ataladi).

Eritmalarning konsentratsiyasining o'zgarishiga qarab, deyarli har qanday xususiyatni o'rganish jarayonida CMKni aniqlash mumkin. Ko'pincha tadqiqot amaliyotida eritmalarning xiralashishi, sirt tarangligi, elektr o'tkazuvchanligi, yorug'lik sinishi indeksi va yopishqoqlikning eritmalarning umumiy kontsentratsiyasiga bog'liqligi qo'llaniladi.

Kritik miksel konsentratsiyasi eritmalar xususiyatlarining kontsentratsiyaga bog'liqligi egri chiziqlaridagi tanaffusga to'g'ri keladigan nuqta bilan aniqlanadi. Surfaktan eritmalaridagi CMC dan past konsentratsiyalarda faqat molekulalar bo'ladi va har qanday mulkka bog'liqlik aniq molekulalar kontsentratsiyasi bilan belgilanadi deb ishoniladi. Eritmalarda mitsellar paydo bo'lishi bilan, eritilgan zarrachalar hajmining keskin o'sishi tufayli mulk keskin o'zgarishga uchraydi. Masalan, ionli sirt faol moddalarning molekulyar eritmalari kuchli elektrolitlarga, kuchsiz elektrolitlarga xos bo'lgan mikellar uchun xarakterli bo'lgan elektr xususiyatlarini namoyish etadi. Bu shuni ko'rsatadiki, eritma kontsentratsiyasining kvadrat ildiziga qarab, ionli sirt faol moddalar eritmalaridagi ekvivalent elektr o'tkazuvchanligi kuchli elektrolitlar uchun xos bo'lgan chiziqli bo'lib chiqadi va CMC dan keyin uning bog'liqligi kuchsiz elektrolitlarga xosdir.

Shakl 2

1. Stalagmometrik usulyoki tomchilarni hisoblash usuli noaniq bo'lsa ham, laboratoriya amaliyotida juda soddaligi uchun hanuzgacha qo'llaniladi. Suyuqlikning ma'lum bir hajmi maxsus Traube stalagmometrining kapillyar teshigidan oqib chiqadigan va chiqib ketadigan tomchilarni hisoblash orqali aniqlanadi.
2. Kondukometrik usuli - Bu o'rganilayotgan eritmalarning elektr o'tkazuvchanligini o'rganishga asoslangan tahlil usuli. To'g'ridan-to'g'ri o'tkazuvchanlik deganda elektrolitlar kontsentratsiyasini to'g'ridan-to'g'ri o'rganish usuli tushuniladi. Aniqlash, eritmaning elektr o'tkazuvchanligini o'lchash yordamida amalga oshiriladi, ularning tarkibiy tarkibi ma'lum.
3. Refraktometrik tahlil usuli (refraktometriya) nurning sinishi indeksining tizim tarkibiga bog'liqligiga asoslangan. Ushbu bog'liqlik bir qator standart eritmalarning sinishi indeksini aniqlash orqali belgilanadi. Ikkilik, uchlik va turli xil murakkab eritmalar tizimlarini miqdoriy tahlil qilish uchun refraktometriya usuli qo'llaniladi.

Shakl 3 Refraktometr

KKM qiymatiga quyidagilar ta'sir qiladi:

Uglevodorod zanjirining tuzilishi va uzunligi;

Qutb guruhining tabiati;

Befarq elektrolitlar va elektrolitlar eritmasida mavjudligi;

Harorat

Birinchi ikkita omilning ta'siri formulada aks etadi

RTIn CMC \u003d lekin– bp(12.1)

qaerda a – qutb guruhining tarqalish energiyasini doimiy ravishda tavsiflovchi; b– bir guruh uchun tarqatish energiyasini doimiy ravishda tavsiflovchi – CH 2 – ; n– guruhlar soni – CH 2 – .

(12.1) tenglamadan kelib chiqadiki, hidrofobik guruhning tarqalish energiyasi va ularning soni qancha ko'p bo'lsa, CMC, ya'ni mikellar shuncha kam hosil bo'ladi.

Aksincha, qutblar guruhining tarqalish energiyasi qancha ko'p bo'lsa, suvda hosil bo'lgan birikmalarni ushlab turish uning roli shunchalik ko'p bo'ladi, CMC.

Ionogen sirt faol moddalarning CMC qiymati molekulalarning hidrofobikligi bir xil bo'lgan nion bo'lmagan sirt faol moddalarga qaraganda ancha katta.

Elektrolitlarning nion bo'lmagan sirt faol moddalarning suvli eritmalariga kiritilishi CMC qiymati va miksellalar hajmiga kam ta'sir qiladi.

Elektrolitlarni ionli sirt faol moddalarning suvli eritmalariga kiritilishi juda muhim ta'sirga ega, uni quyidagi tenglama bilan hisoblash mumkin:

KKM \u003d a "da – b "p– kIchida bilan, (12.2)

qaerda a "va B "– kabi bir xil jismoniy ma'noga ega bo'lgan doimiylar lekinva B12.1 tenglamada; k– doimiy bilan– befarq elektrolitning konsentratsiyasi.

12.2 tenglamasidan ko'rinib turibdiki, befarq elektrolit (lar) konsentratsiyasining ortishi CMKni pasaytiradi.

Suvsiz sirt faol moddalar eritmalariga elektrolitlar (organik erituvchilar) ning kiritilishi ham CMKning o'zgarishiga olib keladi. Solubilizatsiya mavjud bo'lganda, mitsellarning barqarorligi oshadi, ya'ni. kamayadiKKM. Agar eritilish kuzatilmasa (ya'ni, elektrolit bo'lmagan molekulalar mikelslarga kirmasa), unda, qoida tariqasida, oshirishKKM.

TEMPERATURANING MUHIMLIGI

Haroratning ionli sirt faol moddalar va ion bo'lmagan sirt faol moddalarga ta'siri har xil. Haroratning oshishi ionogen sirt faol moddadan kimyoviy moddalarning ko'payishiga olib keladi – termal harakatning ajratuvchi ta'siri uchun.

Haroratning ko'tarilishi oksietilen zanjirlarining suvsizlanishi natijasida neyron bo'lmagan sirt faol moddalarning kimyoviy tarkibi pasayishiga olib keladi (eslaymizki, noniyonik sirt faol moddalar doimo polioksietilen zanjirlari va uglevodorod “dumlari” bilan hosil bo'ladi).

TEKShIRISh USULLARI

MUHIM KONSENTRATSIYA

MIKELLOGRAFIYA

CMCni aniqlash usullari fizikadagi keskin o'zgarishlarni ro'yxatdan o'tkazishga asoslangan – kontsentratsiyasining o'zgarishi bilan sirt faol moddalar eritmalarining kimyoviy xususiyatlari. Buning sababi, eritmada sirt faol moddalarning paydo bo'lishi undagi ko'rinishni anglatadi yangi bosqichva bu har qanday jismoniy holatning keskin o'zgarishiga olib keladi – tizimning kimyoviy xususiyatlari.

Surfaktan eritmasining bog'liqlik egri chizig'i "xususiyati – sirt faol moddalarning kontsentratsiyasi ”kink paydo bo'ladi. Bunday holda, egri chiziqlarning chap tomoni (pastki konsentratsiyalarda) molekulyar (ionli) holatdagi sirt faol moddalar eritmasining mos xususiyatini va o'ng tomonini tavsiflaydi. – kolloidda. Sinish nuqtasi absissa odatdagi sirt faol moddalar molekulalarining (ionlarining) mikellarga o'tishiga to'g'ri keladi deb hisoblanadi. – ya'ni tanqidiy miksellalar kontsentratsiyasi (CMC).

Ushbu usullarning ba'zilarini ko'rib chiqing.

O'RNATISh USULLARI

KKM TA'RIFLARI

Kondukometrik usul sirt faol moddalar eritmalarining elektr o'tkazuvchanligini o'lchashga asoslanadi. Bu faqat ionogen sirt faol moddalar uchun ishlatilishi aniq. CMC gacha bo'lgan konsentratsiya oralig'ida sirt faol moddalar kontsentratsiyasining o'ziga xos va ekvivalent elektr o'tkazuvchanligining o'zaro bog'liqligi o'rta quvvatli elektrolitlar eritmalariga o'xshash bog'liqliklarga to'g'ri keladi. CMC ga to'g'ri keladigan kontsentratsiyada sharsimon mitselalarning shakllanishi tufayli bog'liqlik grafiklarida kink kuzatiladi. Ionli mitsellalarning harakatchanligi ionlarning harakatchanligidan kamroqdir va bundan tashqari, qarshi harakatlarning muhim qismi kolloid mitsel zarrachasining zich qatlamida joylashgan va shuning uchun sirt faol moddalar eritmalarining elektr o'tkazuvchanligini sezilarli darajada kamaytiradi. Shu sababli, sirt faol moddalar konsentratsiyasining miqdori CMC ga qaraganda oshib ketganda, o'tkazuvchanlikning oshishi sezilarli darajada susayadi (12.4-rasm) va molyar o'tkazuvchanlik keskin pasayadi (12.5-rasm).

L n KKM L n v L n KKM L n v*

Shakl 12.4-rasm. 12.5

Maxsus qaramlik, Molarga bog'liqlik

elektr o'tkazuvchanligi

kontsentratsiyadan konsentratsiyadan

KKMNING MA'LUMOTI

SURAVIY O'lchovlarga asoslanib

QAROR TARTIBI

Suvli sirt faol moddalar eritmalarining sirt tarangligi CMC ga qadar ortib borishi bilan kamayadi. Izoterm \u003d f(ln) bilan) past konsentratsiyali mintaqada sirt faol moddalar egri qismga ega, unga ko'ra Gibbs tenglamasiga binoan eritma yuzasida sirt faol moddaning adsorbsiyasi ortib borgan kontsentratsiyaga ko'payadi. Muayyan konsentratsiyada t bilanizotermning egri qismi doimiy qiymat bilan to'g'ri keladi, ya'ni adsorbsiya maksimal qiymatga etadi. Ushbu hududda interfaza chegarasida to'yingan monomolekulyar qatlam hosil bo'ladi. Sirt faol moddalar kontsentratsiyasining (C\u003e CMC) yanada oshishi bilan eritma hajmida mitsellar hosil bo'ladi va sirt tarangligi deyarli o'zgarmaydi. CMC, In o'qiga parallel ravishda kesimga kirganda, izotermning sinishi bilan aniqlanadi bilan(12.6-rasm).

Sirt tarangligini o'lchash

Sizga CMCni ionogen sifatida aniqlashga imkon beradi,

va ion bo'lmagan sirt faol moddalar. Tadqiq qilindi

Surfaktivlarni yaxshilab tozalash kerak

iflosliklar, chunki ularning mavjudligi

minimallashtiring

kontsentratsiyasidagi izoterm

Ln c m Ln KKM Ln c KKM.

Shakl 12.6

Yuzaga bog'liqlik

nc dan kuchlanish

SPEKTROFOTOMETRIKA

YO'Q

KKM TA'RIFLARI

Bo'yoq va uglevodorodlarning sirt faol moddalar mikrellalarida eritilishi suvli va suvsiz eritmalarda ionli va ionsiz sirt faol moddalarning kimyoviy birikmasini aniqlashga imkon beradi. Eritmadagi sirt faol moddalar konsentratsiyasiga yetganda – agar mavjud bo'lgan CMC bo'lsa, suvda erimaydigan bo'yoqlar va uglevodorodlarning eruvchanligi keskin oshadi. CMC-dan yuqori konsentratsiyalarda sirt faol moddalar eritmalarini intensiv ravishda boyitadigan yog'da eruvchan bo'yoqlardan foydalanish eng qulaydir. Solubilizatsiya yorug'likning tarqalishi yoki spektrofotometrik ravishda o'lchanadi.

P. A. Rebinder tasnifiga ko'ra ularning shakllanish mexanizmiga qarab, barcha tarqaladigan tizimlar fazalardan birining o'z-o'zidan tarqalishi (geterogen erkin dispers tizimning o'z-o'zidan paydo bo'lishi) va lyofobik bo'lib, ular superversatatsiya bilan tarqalish va kondensatsiya natijasida hosil bo'ladi. heterojen erkin dispers tizimni shakllantirish).

Surfaktant molekulalarida gidrofilik va oleofil qismlarning mavjudligi ularning tuzilishining o'ziga xos xususiyatidir. Suvli eritmalarda dissotsilanish qobiliyatiga ko'ra, sirt faol moddalar ionli va ionsiz bo'linadi. O'z navbatida, ionli sirt faol moddalar anionik, kationik va amfolitik (amfoter) ga bo'linadi.

1) Anion sirt faol moddalar suvda ajralib, sirt faol anion hosil qiladi.

2) Kationli sirt faol moddalar suvda ajralib, sirt faol kation hosil qiladi.

3) Amfolitik sirt faol moddalar ikkita funktsional guruhni o'z ichiga oladi, ulardan biri kislotali, ikkinchisi asosiy tabiatga ega, masalan, karboksil va amin guruhlari. Amfolitik sirt faol moddalar muhitning pH darajasiga qarab anionik yoki katyonik xususiyatlarni namoyish etadi.

Suvdagi xatti-harakatlariga oid barcha sirt faol moddalar chindan ham eriydigan va kolloidlarga bo'lingan.

Eritmada chindan ham eriydigan sirt faol moddalar, ularning to'yingan eritmalariga mos keladigan kontsentratsiyalargacha va tizimni ikki fazaga ajratishgacha molekulyar ravishda tarqaladi.

Kolloid sirt faol moddalarning asosiy farqlovchi xususiyati termodinamik barqaror (liyofil) heterojen dispers tizimlarni (assotsiativ yoki mikellar, kolloidlar) hosil qilishdir. Kolloid sirt faol moddalarning asosiy xususiyatlari, ularning qimmatli xususiyatlarini va keng qo'llanilishini aniqlaydi, yuqori sirt faolligini o'z ichiga oladi; o'z-o'zidan paydo bo'ladigan miksellalar hosil qilish qobiliyati - tanqidiy miksellalar kontsentratsiyasi (KKM) deb ataladigan ma'lum bir qiymatdan yuqori sirtfaktan kontsentratsiyasida liyofil kolloid eritmalarning shakllanishi; eruvchanlik qobiliyati - kolloid sirt faol moddalar eritmalarida ularning mikelga «kiritilishi» sababli ularning eruvchanligi keskin oshishi; turli xil dispers tizimlarni barqarorlashtirish uchun yuqori qobiliyat.

KKM dan yuqori konsentratsiyalarda sirt faol moddalar molekulalari miksellarga (assosiativ) yig'ilib, eritma mikellar (assosiativ) kolloid tizimga aylantiriladi.

Surfaktant mitsel degidofil molekulalarining birlashtiruvchisi tushuniladi, ularning liyofil guruhlari tegishli erituvchiga duch keladi va liyofob guruhlar bir-biri bilan birlashib, mitsel yadrosini hosil qiladi. Mitselni tashkil etadigan molekulalar soniga assotsiatsiya raqami deyiladi va mitseldagi molekulalar massasining umumiy miqdoriga yoki Avogadro raqamiga teng bo'lgan mitsel massasining hosilasiga mikellar massasi deyiladi. Difil sirt faol moddalar molekulalarining miksellaga ma'lum bir yo'nalishi mikel-o'rta interfeysda minimal interfaol kuchlanishni ta'minlaydi.

Suvli eritmada sirt faol moddalar kontsentratsiyasi KKM dan bir oz ko'proq, Xartlining fikriga ko'ra, sharsimon mitselalar (Hartley mikellari) hosil bo'ladi. Gartley mikronlarining ichki qismi o'zaro bog'langan uglevodorod radikallaridan iborat, sirt faol moddalar molekulalarining qutb guruhlari suvli fazaga aylanadi. Bunday mitsellarning diametri sirt faol moddalar molekulalarining uzunligidan ikki baravar ko'pdir. Mitseladagi molekulalar soni tor konsentratsiyada tez o'sib boradi va kontsentratsiyaning yanada oshishi bilan u deyarli o'zgarmaydi, ammo miksellar soni ko'payadi. Sferik mitsellalar 20 dan 100 gacha molekulalarni yoki undan ko'pni o'z ichiga olishi mumkin.

Yuzaki faol moddalar kontsentratsiyasining ortishi bilan mikellar tizimi birlashma raqamlari, o'lchamlari va shakli bo'yicha farq qiluvchi muvozanat holatidan o'tadi. Muayyan kontsentratsiyaga erishilganda, sharsimon mitsellalar bir-biri bilan ta'sir o'tkaza boshlaydi, bu ularning deformatsiyasiga hissa qo'shadi. Misellar silindrsimon, diskka o'xshash, novda shaklida, shamchiroq shaklida bo'ladi.

Suvsiz muhitda mikelsizatsiya, qoida tariqasida, sirt faol moddalar polar guruhlari orasidagi jozibador kuchlarning ta'siri va uglevodorod radikallarining erituvchi molekulalari bilan o'zaro ta'siri natijasida yuzaga keladi. Natijada paydo bo'lgan teskari tipdagi mitsellalar tarkibida uglevodorod radikallari qatlami bilan o'ralgan ichki suvsiz yoki gidratlangan qutb guruhlari mavjud. Birlashmalar soni (3 dan 40 gacha) suvli sirt faol moddalar eritmalariga qaraganda ancha kam. Qoida tariqasida, u uglevodorod radikalining ma'lum bir chegaraga ko'tarilishi bilan o'sadi.

Kritik miksel konsentratsiyasi sirt faol moddalar eritmalarining eng muhim xususiyati hisoblanadi. Bu, asosan, sirt faol moddalar molekulasidagi uglevodorod radikalining tuzilishiga va qutb guruhining tabiatiga, eritmada elektrolitlar va elektrolitlarning bo'lmaganligiga, haroratga va boshqa omillarga bog'liq.

KKMga ta'sir qiluvchi omillar:

1) Uglevodorod radikalining uzunligi oshgani sayin, sirt faol moddaning eruvchanligi oshadi va KKM ortadi. Uglevodorod radikalining dallanishi, to'yinmaganligi va sikllanishi miksellalar hosil bo'lish tendentsiyasini pasaytiradi va KKMni ko'paytiradi. Qutb guruhining tabiati suvli va suvsiz muhitda mitsel shakllanishida muhim rol o'ynaydi.

2) Nonoliy sirt faol moddalarning suvli eritmalariga elektrolitlar kiritilishi KKM va mitsel hajmiga zaif ta'sir ko'rsatadi. Ionogen sirt faol moddalar uchun bu ta'sir katta ahamiyatga ega.

3) Suvsiz sirt faol moddalar eritmalariga elektrolitlar (organik erituvchilar) kiritilishi KKM ning o'zgarishiga olib keladi.

4) harorat

KKMni aniqlash usullari kontsentratsiyasiga qarab sirt faol moddalar eritmalarining fizik-kimyoviy xususiyatlarining keskin o'zgarishini qayd qilishga asoslanadi (masalan, sirt tarangligi σ, loyqalik τ, ekvivalent elektr o'tkazuvchanligi λ, osmotik bosim π va sinishi indeks n). Mulk - tarkibga bog'liqlik egri chizig'ida, KKM mintaqasida kink paydo bo'ladi.

1) Ionli sirt faol moddalarning KKMini aniqlash uchun kondukometrik usul qo'llaniladi.

2) KKMni aniqlashning yana bir usuli suvli sirt faol moddalar eritmalarining sirt tarangligini o'lchashga asoslangan bo'lib, u KKM ga qadar ortib borgan sari keskin kamayadi va keyinchalik doimiy bo'lib qoladi.

3) Misellerda bo'yoqlar va uglevodorodlarning eritilishi suvli va suvsiz eritmalarda ionli va ionsiz sirt faol moddalarning KKM ni aniqlashga imkon beradi. Surfaktan eritmasida KKM ga to'g'ri keladigan konsentratsiyaga erishilganda, uglevodorodlar va bo'yoqlarning eruvchanligi keskin oshadi.

4) Mitsel shakllanishi paytida yorug'lik tarqalish intensivligini o'lchash nafaqat kontsentratsiya egri chizig'ining keskin ko'tarilishi bilan KKM ni topishga, balki mikellar massasi va assotsiatsiya sonini aniqlashga imkon beradi.

Kritik miksellalar kontsentratsiyasi barqaror miksellar hosil bo'lgan eritmadagi sirt faol moddalar konsentratsiyasi hisoblanadi. Kam konsentratsiyada sirt faol moddalar haqiqiy eritmalar hosil qiladi. Yuzaki faol moddalar kontsentratsiyasining ortishi bilan CMC ga erishiladi, ya'ni miksonlar paydo bo'ladigan sirt faol moddalar kontsentratsiyasi, ular bog'liq bo'lmagan sirt faol moddalar molekulalari bilan termodinamik muvozanatda bo'ladi. Eritma suyultirilganida, mitsellalar parchalanadi va sirt faol moddalar konsentratsiyasining ortishi bilan ular yana paydo bo'ladi. CMC-dan yuqorida, sirt faol moddalarning ko'pi miksel shaklida bo'ladi. Sirt faol moddalar miqdori juda yuqori bo'lgan holda tizimda suyuq kristallar yoki jellar hosil bo'ladi.

CMC ni aniqlash uchun eng keng tarqalgan va keng tarqalgan ikkita usul mavjud: sirt tarangligini o'lchash va eritish. Ionli sirt faol moddalar bo'lsa, KKMni o'lchash uchun kondukometrik usul ham qo'llanilishi mumkin. Ko'plab fizik-kimyoviy xususiyatlar mitsel shakllanishiga sezgir, shuning uchun CMKni aniqlash uchun boshqa ko'plab imkoniyatlar mavjud.

KKM ga bog'liqlik: 1)faol sirt molekulasidagi uglevodorod radikalining tuzilishi: Uglevodorod radikalining uzunligi suvli eritmalarda mikelsin hosil bo'lishiga hal qiluvchi ta'sir ko'rsatadi. Mistel hosil bo'lishi natijasida tizimning Gibbs energiyasining pasayishi katta bo'lsa, uglevodorod zanjiri uzoqroq bo'ladi. Mitsel hosil bo'lish qobiliyati 8-10 uglerod atomidan ko'p bo'lgan UV-radikal uzunlikdagi sirt faol moddalar molekulalariga xosdir. 2 ) qutb guruhining tabiati:suvli va suvsiz muhitda mikellizatsiya jarayonida muhim rol o'ynaydi. 3) elektrolitlar: Nonoliy sirt faol moddalarning suvli eritmalariga elektrolitlar kiritilishi CMC va mikelning hajmiga zaif ta'sir ko'rsatadi. Ionli sirt faol moddalar uchun bu ta'sir katta ahamiyatga ega. Elektrolitlar kontsentratsiyasining ortishi bilan ionli sirt faol moddalarning mikellar massasi ortadi. Elektrolitlarning ta'siri quyidagi tenglama bilan tavsiflanadi: ln CMC \u003d a - bn - k ln c, qayerdaa - funktsional guruhlarning tarqalish energiyasini doimiy ravishda tavsiflovchi, b - CH 2 ning har bir guruhi uchun eritma energiyasini xarakterlovchi doimiy, n - CH 2 guruhlarining soni, k - doimiy, c - elektrolitlar kontsentratsiyasi. Elektrolitlar bo'lmagan taqdirda, c \u003d KKM. 4) Elektrolitlarni kiritmaslik (organik erituvchilar) ham CMMning o'zgarishiga olib keladi. Bu monomerik sirt faol moddalar va miksellarning dissotsiatsiya darajasining pasayishi bilan bog'liq. Agar erituvchi molekulalari miksellarga kirmasa, unda ular CMC ni ko'paytiradi. Yuzaki faol moddalarning xususiyatlarini tartibga solish uchun ularning aralashmalari, ya'ni mikel hosil qilish qobiliyati yuqori yoki undan kam bo'lgan aralashmalar qo'llaniladi.

4) harorat: Haroratning oshishi molekulalarning termal harakatini oshiradi va sirt faol moddalar molekulalarining yig'ilishining pasayishiga va CMKning ko'payishiga olib keladi. Ionik bo'lmagan * sirt faol moddalar bo'lsa, CMC harorat oshishi bilan pasayadi, ionli ** sirt faol moddalarning kimyoviy tarkibi haroratga juda bog'liq.

* Noniyon sirt faol moddalar erimagan holda tarqalmaydi; Ulardagi gidrofilik tashuvchilar odatda gidroksil guruhlari va turli uzunlikdagi poliglikol zanjirlardir.

** Ionogen sirt faol moddalar eritmada ionlarga ajraladi, ularning ba'zilari adsorbsion faollikka ega, boshqalari (qarshi) adsorbsiya faol emas.

6. Ko'pik. Ko'piklarning xususiyatlari va xususiyatlari. Tuzilishi. Barqarorlik ko'pik. (G / F)

Ular juda qo'pol, suyuqlikdagi gazning yuqori konsentratsiyalangan dispersiyalari. Gaz fazasining haddan tashqari ko'payishi va pufakchalarning o'zaro siqilishi tufayli ular sharsimon emas, balki ko'pburchak shaklga ega. Ularning devorlari suyuq dispersiyon muhitining juda nozik filmlaridan iborat. Natijada, ko'piklar ko'plab chuqurchalar tuzilishiga ega. Ko'pikning maxsus tuzilishi natijasida ular biroz mexanik kuchga ega.

Asosiy xususiyatlari:

1) ko'paytma - ko'pik hajmining ko'piklash vositasining asl eritmasi hajmiga nisbati bilan ifodalanadi ( past ko'pik (K 3 dan bir necha o'ntagacha) - hujayralar shakli sharsimonga yaqin va kino hajmi kichikdir.

va baland (K necha minggacha) - uyali kino-kanal tuzilishi xarakterlidir, unda gaz bilan to'ldirilgan hujayralar yupqa plyonkalar bilan ajralib chiqadi)

2) eritmaning ko'piklash qobiliyati - doimiy ko'piklanishning ma'lum bir standart sharoitlariga rioya qilgan holda, ko'pikli eritmaning berilgan doimiy hajmidan hosil bo'lgan uning hajmi (sm 3) yoki ustun balandligi (m) bilan ifodalangan ko'pik miqdori. ( Barqaror ko'pik faqat mavjud bo'lganda ko'pikli eritma bilan doimiy ravishda aralashtirilgan holda bo'ladi. 1-turdagi zarba beruvchi vositalar, masalan. past spirtli ichimliklar va org. to-t. Gaz ta'minoti to'xtatilgandan so'ng, bunday ko'piklar tezda qulab tushadi. Yuqori darajada barqaror ko'pik ko'pchilik uchun mavjud bo'lishi mumkin daqiqalar va hatto soatlar. Sovun va sintetikani o'z ichiga olgan 2-darajali sabunlar, turg'un ko'piklarni beradi. Surfaktant) 3) ko'pikning turg'unligi (barqarorligi) - uning umumiy hajmini saqlash, dispersiya va suyuqlik oqimining oldini olish (sinerez). 4) ko'pikning tarqalishi, bu pufakchalarning o'rtacha kattaligi, ularning o'lchamlari yoki ko'pikning birlik hajmidagi eritma-gaz interfeysi bilan tavsiflanishi mumkin.

Ko'piklar gaz stabilizator ishtirokida suyuqlikda tarqalganda hosil bo'ladi. Stabilizatorsiz barqaror ko'pik olish mumkin emas. Ko'pikning mustahkamligi va chidamliligi interfeysda adsorbsiyalangan ko'pikli agentning xususiyatlari va tarkibiga bog'liq.

Ko'piklarning barqarorligi quyidagi asosiy omillarga bog'liq: 1. Puflayotgan moddaning tabiati va kontsentratsiyasi. (puflovchi moddalar ikki turga bo'linadi. 1. Birinchi turdagi ko'pikli vositalar. Bu aralashmalar (quyi spirtlar, kislotalar, anilin, krezol). Birinchi turdagi ko'pikli moddalar eritmalaridan ko'piklar membranalararo suyuqlik muddati tugashi bilan tezda parchalanadi. Ko'piklarning barqarorligi ko'piklovchi moddasining kontsentratsiyasining oshishi bilan ko'payadi va adsorbtsiya qatlami to'yinganga qadar maksimal qiymatga erishadi va keyin deyarli nolgacha pasayadi. 2 . Ikkinchi turdagi ko'piklantiruvchi vositalar (sovun, sintetik sirt faol moddalar) suvda kolloid tizimlarni hosil qiladi, ularning ko'piklari juda barqaror. Bunday metastazlangan ko'piklarda membranalararo suyuqlikning oqishi ba'zi bir vaqtlarda to'xtaydi va ko'pikli katak tashqi omillarning (tebranish, bug'lanish, chang va boshqalar) zararli ta'siri bo'lmaganda uzoq vaqt qolishi mumkin. 2. Harorat. Harorat qancha yuqori bo'lsa, barqarorlik shunchalik past bo'ladi pufakchalarning yopishqoqligi pasayadi va sirtdagi faol moddalarning (sirt faol moddalar) suvda eruvchanligi oshadi. Ko'pik tarkibi:Ko'piklardagi gaz pufakchalari eng nozik plyonkalar bilan ajratiladi, ular birgalikda ko'piklarning asosi bo'lib xizmat qiladigan kino ramkasini hosil qiladi. Bunday kino skeleti, agar gaz hajmi umumiy hajmning 80-90 foizini tashkil etsa, hosil bo'ladi. Pufakchalar bir-biriga mahkam bog'lab qo'yilgan va ularni ko'piklovchi vositaning yupqa plyonkasi ajratib turadi. Pufakchalar deformatsiyalanadi va pentahedra shaklida bo'ladi. Odatda, pufakchalar ko'pik hajmida shunday joylashtirilganki, ular orasidagi uchta film, rasmda ko'rsatilgandek ulanadi.

Polyadronning har bir chetida uchta plyonka birlashadi, ularning burchaklari 120 ° ga teng. Qatlamlarning kesishishi (polededronning qirralari) qalinlashishi bilan ajralib turadi, ular kesishishda uchburchak hosil qiladi. Ushbu qalinlashuvlar ko'piklarni o'rganishga katta hissa qo'shgan taniqli olimlar - belgiyalik olim J. Plata va amerikalik - J. Gibbs sharafiga plato-Gibbs kanallari deb nomlanadi. To'rt plato-Gibbs kanali bir nuqtada birlashadi va ko'pik bo'ylab 109 ° 28 burchaklarni hosil qiladi

7. Dispers tizimlarning tarkibiy qismlarini tavsiflash.Dispersiya tizimi - ikki yoki undan ko'p fazalardan iborat bo'lgan heterojen tizim, ulardan biri (dispersiya muhiti) doimiy, ikkinchisi (dispersiya fazasi) unda alohida zarrachalar (qattiq, suyuq yoki gazsimon) shaklida tarqalib (tarqatiladi). 10 -5 sm va undan kichikroq zarralar bilan tizim kolloid deb ataladi.

Dispersion muhit - tarqoq tizimning tashqi, uzluksiz fazasi. Dispersion qattiq, suyuq yoki gazsimon bo'lishi mumkin.

Dispersed Phase - tarqoq tizimning ichki qismlarga ajratilgan fazasi.

Dispersiya - tizimning tarqoq fazasining parchalanish darajasi. Bu zarrachalarning o'ziga xos sirt maydoni (m 2 / g) yoki ularning chiziqli o'lchamlari bilan tavsiflanadi.

* Dispers fazaning zarralari kattaligiga ko'ra, dispers sistemalar shartli ravishda bo'lingan: qo'pol ravishda tarqaldi va mayda (juda) tarqaldi. Ikkinchisiga kolloid tizimlar deyiladi. Dispersiya zarralarning o'rtacha kattaligiga qarab baholanadi. yuzasi yoki zarracha tarkibi. * Dispersion muhit va dispers fazaning to'planish holatiga ko'ra, iz ajralib chiqadi. asosiy tarqalgan tizimlarning turlari:

1) Gaz dispersiyasi vositasi bo'lgan aerodispersed (gazli) tizimlar: aerozollar (tutun, chang, tuman), kukunlar, kigiz kabi tolali materiallar. 2) Suyuq dispersiyali muhit; tarqalgan faz m. qattiq (qo'pol süspansiyonlar va pastalar, mayda tarqalib ketgan eritmalar va jellar), suyuq (qo'pol emulsiyalar, mayda tarqalgan mikroemulsiyalar va latekslar) yoki gaz (qo'pol gazli emulsiyalar va ko'piklar).

3) Qattiq dispersion muhitga ega tizimlar: mayda qattiq zarralar, suyuq tomchilar yoki gaz pufakchalari, masalan, yoqut ko'zoynaklar, opal minerallar, turli xil mikroflorali materiallar bo'lgan shisha yoki kristalli jismlar. * Suyuq dispersiyali muhitga ega bo'lgan liyofil va lyofob dispersiyali tizimlar dispers faza va dispersiya muhiti qanchalik yaqin yoki turli xil bo'lishiga qarab farqlanadi.

Liyofilda Dispers tizimlar uchun sirtni ajratish fazasining ikkala tomonidagi molekulalararo ta'sirlar unchalik farq qilmaydi, shuning uchun ud. ozodlik sirt energiyasi (suyuqlik - sirt tarangligi uchun) juda kichik (odatda yuz mJ / m 2), interfaol chegara (sirt qatlami) m. loyqa va qalinligi ko'pincha tarqaladigan fazaning zarracha kattaligiga to'g'ri keladi.

Liyofil dispers tizimlari termodinamik muvozanatdir, ular har doim juda tarqoq, o'z-o'zidan hosil bo'ladi va agar ularning paydo bo'lishi uchun sharoit saqlanib qolsa, o'zboshimchalik bilan uzoq vaqt mavjud bo'lishi mumkin. Odatda liyofil dispers tizimlar mikroemulsiyalar, ma'lum polimer-polimer aralashmalar, mikellar sirt faol moddalar tizimlari, suyuq kristalli dispers tizimlardir. tarqalgan fazalar. Liyofil dispers tizimlari ko'pincha montmorillonit minerallarini o'z ichiga oladi, ular suv muhitida o'z-o'zidan tarqaladi, masalan, bentonit gillari.

Liyofobikada dispers tizimlararo molekulyar ta'sir. dispersiya muhitida va tarqalgan fazada sezilarli darajada farqlanadi; uradi ozodlik sirt energiyasi (sirt tarangligi) juda katta - bir nechta. birliklar bir necha. yuzlab (va minglab) mJ / m 2; fazalar chegarasi aniq ko'rsatilgan. Liyofobik dispers tizimlar termodinamik jihatdan muvozanatsizdir; juda katta erkinlik. sirt energiyasi ularda yanada maqbul holatga o'tish jarayonlarining paydo bo'lishini aniqlaydi. Izotermada. koagulyatsiya mumkin - asl shakli va hajmini saqlaydigan zarrachalarni yaqinlashishi va zich agregatlarga birlashishi, shuningdek, koeffitsient tufayli boshlang'ich zarralarning kattalashishi - gaz tomchilari yoki pufakchalarning birlashishi, kollektiv kristallanish (kristalli tarqoq fazada) yoki izotermik. Dispers fazani mayda zarrachalardan katta zarralarga distillash (molekulali uzatish) (suyuq dispersiyali muhitga ega dispers tizimlar uchun, oxirgi jarayon rezondensatsiya deb ataladi). Beqaror va shuning uchun beqaror liyofobik dispers tizimlar makrofazlarga to'liq ajralib chiqgunga qadar o'zlarining dispers tarkibini zarrachalar kengayishi tomon doimiy ravishda o'zgartiradilar. Biroq, stabillashgan liyofobik dispers tizimlar vaqt o'tishi bilan dispersiyani saqlab turishi mumkin. vaqt.

8. Elektrolitlardan foydalangan holda dispers tizimlarning agregativ barqarorligining o'zgarishi (Schulze-Hardy Rule).

Dispers tizimlarning agregativ barqarorligi o'lchovi sifatida biz uning pıhtılaşma tezligini ko'rib chiqamiz. Tizim qanchalik barqarordir, pıhtılaşma jarayoni sekinroq. Koagulyatsiya - bu zarralarning bir-biriga yopishishi, kattaroq agregatlarning shakllanishi va undan keyin fazalarni ajratish - tarqaladigan tizimning yo'q qilinishi jarayoni. Pıhtılaşma turli omillar ta'siri ostida yuzaga keladi: kolloid tizimning qarishi, haroratning o'zgarishi (isitish yoki muzlash), bosim, mexanik stress, elektrolitlarning ta'siri (eng muhim omil). Shulze - Hardy qoidasi (yoki ahamiyatlilik qoidasi) umumlashtirgan: ikki elektrolit ionidan iborat bo'lib, ularning biri kolloid zarrachaning zaryad belgisiga zid bo'lgan koagulyatsion ta'sirga ega va bu harakat kuchliroq bo'lsa, koagulyatsion ionning valentligi shunchalik yuqori bo'ladi.

Elektrolitlar pıhtılaşmaya olib kelishi mumkin, ammo ma'lum bir kontsentratsiyaga erishilganda ular sezilarli ta'sir ko'rsatadi. Koagulyatsiyani keltirib chiqaradigan elektrolitlarning minimal kontsentratsiyasi koagulyatsiya chegarasi deb ataladi, odatda γ harfi bilan belgilanadi va mmol / L bilan ifodalanadi. Koagulyatsiya darajasi eritmaning xiralashganligi, rangini o'zgartirishi yoki dispers fazali moddaning cho'kma ichiga tushishi bilan belgilanadi.

Elektrolitlar eritma ichiga kiritilganda, er-xotin elektr qatlamining qalinligi va elektrokinetik ζ potentsiali o'zgaradi. Koagulyatsiya izoelektrik nuqtada sodir bo'lmaydi (0 \u003d 0), ammo zeta potentsialining ma'lum bir kichik qiymatiga (potentialcr, muhim potentsial) erishilganda.

Agar │ζ│\u003e │ζkr│ bo'lsa, u holda the uchun eritma nisbatan barqaror bo'ladi<│ζкр│ золь быстро коагулирует. Различают два вида коагуляции коллоидных растворов электролитами − konsentratsiya va zararsizlantirish.

Konsentratsiya koagulyatsiyasi elektrolit konsentratsiyasining ortishi bilan bog'liq bo'lib, u kolloid eritmaning tarkibiy qismlari bilan kimyoviy o'zaro ta'sirga kirmaydi. Bunday elektrolitlar befarq deyiladi; ularda miksel yadrosini to'ldiradigan va potentsial aniqlovchi ionlar bilan reaksiyaga kirishadigan ionlar yo'q. Bezovsiz elektrolitlar kontsentratsiyasining oshishi bilan adsorbsion qatlamga o'tadigan mitsel kontragentlarining diffuz qatlami qisqaradi. Natijada elektrokinetik potentsial pasayadi va u nolga tenglashishi mumkin. Kolloid tizimning bu holati deyiladi izoelektrik.Elektrokinetik potentsialning pasayishi bilan kolloid eritmaning agregativ barqarorligi pasayadi va zeta potentsialining kritik qiymatida koagulyatsiya boshlanadi. Termodinamik potentsial o'zgarmaydi.

Neytrallashtirish koagulyatsiyasi paytida qo'shilgan elektrolitning ionlari potentsialni aniqlaydigan ionlarni neytrallashadi, termodinamik potentsial pasayadi va zeta potentsiali shunga qarab kamayadi.

Zarrachaning zaryadiga qarama-qarshi zaryadga ega bo'lgan ko'p zaryadlangan ionlarni o'z ichiga olgan elektrolitlar kolloid tizimlarda qismlarga kiritilganda, birinchi navbatda turg'un bo'lib qoladi, keyin ma'lum konsentratsiya oralig'ida koagulyatsiya sodir bo'ladi, so'ngra eritma yana barqarordir va nihoyat, elektrolitlar miqdori yuqori bo'lganda koagulyatsiya yana paydo bo'ladi, nihoyat . Bo'yoq va alkaloidlarning volumetrik organik ionlari ham shunga o'xshash hodisani keltirib chiqarishi mumkin.