Bu məqalənin əsas mövzusu kolloid hissəcik olacaq. Burada kolloid məhlul və misellər anlayışını nəzərdən keçirəcəyik. Həm də kolloidlə əlaqəli hissəciklərin əsas növ müxtəlifliyi ilə tanış olun. Tədqiq olunan terminin müxtəlif xüsusiyyətləri, bəzi fərdi anlayışlar və daha çox şeylər üzərində ayrıca dayanaq.
Giriş
Kolloid hissəcik anlayışı müxtəlif məhlullarla sıx bağlıdır. Birlikdə onlar müxtəlif mikroheterogen və dispers sistemlər yarada bilərlər. Belə sistemləri əmələ gətirən hissəciklərin ölçüləri adətən birdən yüz mikrona qədər dəyişir. Dispers mühit və faza arasında aydın şəkildə ayrılmış sərhədləri olan bir səthin olması ilə yanaşı, kolloid hissəciklər aşağı sabitlik xüsusiyyəti ilə xarakterizə olunur və məhlulların özləri öz-özünə əmələ gələ bilməzlər. Daxili strukturun və ölçülərin strukturunda müxtəlifliyin olması hissəciklərin alınması üçün çoxlu sayda üsulların yaradılmasına səbəb olur.
Kolloid sistem anlayışı
Koloidal məhlullarda hissəciklər bütün onlarınaqreqatlar səpələnmiş tipli sistemləri əmələ gətirir, onlar həllər arasında aralıqdır, onlar həqiqi və qaba kimi müəyyən edilir. Bu məhlullarda dispers fazanı meydana gətirən damcılar, hissəciklər və hətta qabarcıqların ölçüləri birdən min nm-ə qədərdir. Onlar dispers mühitin qalınlığında, bir qayda olaraq, davamlı olaraq paylanır və tərkibinə və/yaxud aqreqasiya vəziyyətinə görə ilkin sistemdən fərqlənir. Belə bir terminoloji vahidin mənasını daha yaxşı başa düşmək üçün onu təşkil etdiyi sistemlərin fonunda nəzərdən keçirmək daha yaxşıdır.
Xüsusiyyətləri müəyyən edin
Kolloid məhlulların xassələri arasında əsas olanları təyin etmək olar:
- Yaranan hissəciklər işığın keçməsinə mane olmur.
- Şəffaf kolloidlər işıq şüalarını səpmək qabiliyyətinə malikdir. Bu fenomen Tyndall effekti adlanır.
- Kolloid hissəciyin yükü dispers sistemlər üçün eynidir, nəticədə onlar məhlulda baş verə bilməzlər. Broun hərəkətində dağılmış hissəciklər çökə bilməz, bu da onların uçuş vəziyyətində saxlanması ilə bağlıdır.
Əsas növ
Kolloid məhlulların əsas təsnifat vahidləri:
- Qazlarda bərk hissəciklərin suspenziyasına tüstü deyilir.
- Maye hissəciklərinin qazlarda asqısına duman deyilir.
- Qaz mühitində asılmış bərk və ya maye tipli kiçik hissəciklərdən aerozol əmələ gəlir.
- Maye və ya bərk cisimlərdə olan qaz suspenziyasına köpük deyilir.
- Emulsiya mayedəki maye süspansiyondur.
- Sol dispers sistemdirultramikroheterogen tip.
- Gel 2 komponentdən ibarət süspansiyondur. Birincisi üçölçülü çərçivə yaradır, onun boşluqları müxtəlif aşağı molekulyar həlledicilərlə doldurulacaq.
- Mayelərdə bərk tipli hissəciklərin süspansiyonu süspansiyon adlanır.
Bütün bu kolloid sistemlərdə hissəciklərin ölçüləri mənşə təbiətindən və yığılma vəziyyətindən asılı olaraq çox dəyişə bilər. Fərqli strukturlara malik bu qədər müxtəlif sayda sistemlərə baxmayaraq, onların hamısı kolloiddir.
Zərrəciklərin növ müxtəlifliyi
Kolloid ölçüləri olan ilkin hissəciklər daxili quruluşun növünə görə aşağıdakı növlərə bölünür:
- Suspensoidlər. Onlar həmçinin uzun müddət öz-özünə mövcud ola bilməyən geri dönməz kolloidlər adlanır.
- Miselyar tipli kolloidlər və ya onlar da adlanır, yarımkolloidlər.
- Reversiv tipli kolloidlər (molekulyar).
Bu strukturların formalaşma prosesləri çox müxtəlifdir ki, bu da onların ətraflı səviyyədə, kimya və fizika səviyyəsində dərk edilməsi prosesini çətinləşdirir. Bu tip məhlulların əmələ gəldiyi kolloid hissəciklər inteqral sistemin əmələ gəlməsi prosesi üçün son dərəcə fərqli forma və şərtlərə malikdir.
Suspensoidlərin təyini
Suspensoidlər metal elementləri və onların oksid, hidroksid, sulfid və digər duzlar şəklində dəyişmələri olan məhlullardır.
Hamısıyuxarıda qeyd olunan maddələrin tərkib hissəcikləri molekulyar və ya ion kristal qəfəsə malikdir. Onlar dispers tipli maddənin fazasını - suspensoidi əmələ gətirirlər.
Onları süspansiyonlardan ayırmağa imkan verən fərqli xüsusiyyət daha yüksək dispersiya indeksinin olmasıdır. Lakin onlar dispersiya üçün sabitləşdirmə mexanizminin olmaması ilə bir-birinə bağlıdır.
Suspensoidlərin dönməzliyi onunla izah olunur ki, onların buxarlanması prosesinin çöküntüsü çöküntünün özü ilə dispers mühit arasında əlaqə yaradaraq insana yenidən sollar almağa imkan vermir. Bütün suspensoidlər liofobikdir. Belə məhlullarda əzilmiş və ya qatılaşdırılmış metallara və duz törəmələrinə aid kolloid hissəciklər adlanır.
İstehsal üsulu dispers sistemlərin həmişə yaradıldığı iki yolla fərqlənmir:
- Dağılma yolu ilə əldə edilir (böyük cisimlərin üyüdülməsi).
- İon və molekulyar həll olunmuş maddələrin kondensasiyası üsulu.
Miselyar kolloidlərin təyini
Miselyar kolloidlərə həm də yarı-kolloidlər deyilir. Onların yaradıldığı hissəciklər, amfifil tipli molekulların kifayət qədər konsentrasiyası olduqda yarana bilər. Belə molekullar yalnız aşağı molekulyar çəkili maddələri molekulun məcmusuna - miselə birləşdirərək yarada bilər.
Amfifil təbiətli molekullar qeyri-qütblü həlledici və hidrofilik qrupa oxşar parametrlərə və xassələrə malik olan karbohidrogen radikalından ibarət strukturlardır.polar da deyilir.
Mişellər əsasən dispersiya qüvvələrinin istifadəsi ilə bir yerdə saxlanılan müntəzəm aralıqlı molekulların xüsusi yığılmalarıdır. Misellər, məsələn, yuyucu vasitələrin sulu məhlullarında əmələ gəlir.
Molekulyar kolloidlərin təyini
Molekulyar kolloidlər həm təbii, həm də sintetik mənşəli yüksək molekulyar birləşmələrdir. Molekulyar çəki 10.000 ilə bir neçə milyon arasında dəyişə bilər. Belə maddələrin molekulyar fraqmentləri kolloid hissəcik ölçüsünə malikdir. Molekulların özləri makromolekullar adlanır.
Sağlanmaya məruz qalan makromolekulyar tipli birləşmələr həqiqi, homojen adlanır. Onlar, həddindən artıq seyreltmə halında, seyreltilmiş formulalar üçün ümumi qanunlar seriyasına tabe olmağa başlayırlar.
Molekulyar tipli kolloid məhlulların əldə edilməsi kifayət qədər sadə məsələdir. Quru maddə ilə müvafiq həlledicinin təmasda olması kifayətdir.
Makromolekulların qeyri-polyar forması karbohidrogenlərdə, qütb forması isə qütb həlledicilərdə həll oluna bilər. Sonuncuya misal olaraq müxtəlif zülalların su və duz məhlulunda həllini göstərmək olar.
Reversiv bu maddələr ona görə adlandırılır ki, onlara quru qalıqların yeni hissələrinin əlavə edilməsi ilə buxarlanmaya məruz qalması molekulyar kolloid hissəciklərin məhlul şəklini almasına səbəb olur. Onların əriməsi prosesi onun şişdiyi bir mərhələdən keçməlidir. Molekulyar kolloidləri fərqləndirən xarakterik bir xüsusiyyətdiryuxarıda müzakirə edilən digər sistemlərin fonunda.
Şişmə prosesində həlledicini əmələ gətirən molekullar polimerin bərk qalınlığına nüfuz edir və bununla da makromolekulları bir-birindən itələyir. Sonuncu, böyük ölçülərinə görə, yavaş-yavaş məhlullara yayılmağa başlayır. Xarici olaraq, bu, polimerlərin həcm dəyərinin artması ilə müşahidə edilə bilər.
Micelle cihazı
Kolloid sistemin misellərini və onların quruluşunu, əmələ gəlmə prosesini nəzərə alsaq, öyrənmək daha asan olacaq. Nümunə olaraq AgI hissəciyini götürək. Bu halda, aşağıdakı reaksiya zamanı kolloid tipli hissəciklər əmələ gələcək:
AgNO3+KI à AgI↓+KNO3
Gümüş yodidin molekulları (AgI) praktiki olaraq həll olunmayan hissəciklər əmələ gətirir, onların içərisində kristal qəfəs gümüş kationları və yod anionlarından əmələ gələcək.
Nəticədə olan hissəciklər əvvəlcə amorf quruluşa malikdirlər, lakin sonra tədricən kristallaşdıqca daimi görünüş quruluşu əldə edirlər.
AgNO3 və KI-ni müvafiq ekvivalentlərində götürsəniz, o zaman kristal hissəciklər böyüyəcək və əhəmiyyətli ölçülərə çatacaq, hətta kolloid hissəciyin özünün ölçüsünü də keçəcək və sonra sürətlə çöküntü.
Maddələrdən birini artıq qəbul etsəniz, ondan süni şəkildə stabilizator hazırlaya bilərsiniz ki, bu da gümüş yodidin kolloid hissəciklərinin sabitliyi haqqında məlumat verəcəkdir. Həddindən artıq AgNO3məhlulda daha çox müsbət gümüş ionları və NO3- olacaq. AgI kristal qəfəslərinin əmələ gəlməsi prosesinin Panet-Fajans qaydasına tabe olduğunu bilmək vacibdir. Buna görə də, o, yalnız bu məhlulda gümüş kationları (Ag+) ilə təmsil olunan bu maddəni təşkil edən ionların iştirakı ilə davam edə bilir.
Müsbət Argentum ionları, misel strukturuna möhkəm daxil olan və elektrik potensialını çatdıran nüvənin kristal qəfəsinin formalaşması səviyyəsində tamamlanmağa davam edəcək. Məhz bu səbəbdən nüvə qəfəsinin qurulmasını başa çatdırmaq üçün istifadə olunan ionlara potensial təyin edən ionlar deyilir. Koloidal hissəciyin - misellərin əmələ gəlməsi zamanı prosesin bu və ya digər gedişatını müəyyən edən başqa xüsusiyyətlər də mövcuddur. Bununla belə, burada hər şey ən vacib elementlərin qeyd olunduğu bir nümunə ilə nəzərdən keçirilmişdir.
Bəzi anlayışlar
Kolloid hissəcik termini əks-ionların ümumi miqdarının adsorbsiyası zamanı potensial təyin edən tipli ionlarla eyni vaxtda əmələ gələn adsorbsiya təbəqəsi ilə sıx bağlıdır.
Qranul özək və adsorbsiya qatından əmələ gələn strukturdur. O, E-potensial ilə eyni işarəli elektrik potensialına malikdir, lakin onun dəyəri daha kiçik olacaq və adsorbsiya təbəqəsindəki əks-ionların ilkin dəyərindən asılıdır.
Kolloid hissəciklərin laxtalanması laxtalanma adlanan prosesdir. Dispers sistemlərdə kiçik hissəciklərin əmələ gəlməsinə səbəb olurdaha böyüklər. Proses laxtalanma strukturları yaratmaq üçün kiçik struktur komponentlər arasında birləşmə ilə xarakterizə olunur.
