Dispers sistemalar

Дисперс системалар — икки ёки ундан ортиқ фазаларнинг текис тарқалган майда зарраларидан тузилган гетероген системалар. Одатда, фазалардан бири узлуксиз дисперсион муҳит ҳосил қилиб, бошқа фазалар (бир ёки бир нечта дисперсион фазалар) эса шу муҳитда майда кристаллар, қаттиқ аморф зарралар, томчилар ёки пуфакчалар шаклида бир текис тарқалади. Дисперс системалар мураккаб тузилишга эга бўлиши ҳам мумкин, узлуксиз дисперсион муҳит ҳосил қила оладиган, бир-бирининг ҳажмига сингиб кетган икки фазадан иборат система бунга мисол бўла олади. Дисперс системалар зарраларнинг катта-кичиклигига қараб икки гуруҳга бўлинади: 1) дисперс фаза зарралари 1 мкм ва ундан катта бўлган дағал дисперс система (суспензия, тутун, туман, эмулсия ва бошқалар); 2) дисперс фаза зарралари 1 нм дан 1 мкм гача бўлган коллоид системалар. Дисперс фаза зарралари 1 нм гача (атомлар ва кичик молекулалар ўлчамига тенг) бўлган зарралардан тузилган системалар чин эритмаларни ташкил этади. Дисперс системаларнинг физик-кимёвий хоссалари дисперс фаза билан дисперсион муҳит орасидаги молекулалараро боғланишга ҳамда улар орасида ҳосил бўладиган юзага боғлиқ. Дисперс системаларнинг хоссалари коллоид кимёда ўрганилади.

Суспензиялар — дисперс системаларнинг учинчи хили бо'либ, дағал дисперс ҳисобланади. Дағал дисперс системаларда дисперс фаза заррачаларининг ўлчами 100 ммкм дан катта бўлади. Дисперс фаза ва дисперсион муҳитнинг агрегат ҳолатига қараб, дағал дисперс системалар (худди коллоид эритмалар каби) бир неча хил бўлиши мумкин, турмуш ва техникада энг кўп учрайдиган дағал дисперс системалар қуйидагилардир:

Қаттиқ дисперс фаза ва суюқ дисперсион муқитдаи иборат дағал дисперс системалар; улар суспензиялар дейилади: масалан, сувга тупроқ солиб чайқатилса, суспензия ҳосил бўлади. Суюқ дисперс фаза ва суюқ дисперсион муқитдан иборат системалар; булар эмулсиялар дейилади; сут эмулсияга мисол бўла олади. Агар дисперс фаза газ бўлса, бундай системалар газсимон эмулсиялар, бошқача айтганда, кўпиклар дейилади. Бир неча хил қаттиқ жисмлардан тузилган системалар; бу системалар турридан-турри аралашма дейилади. Суспензия ва эмулсиялар коллоид эритмалардан қуйидаги хоссалари билан фарқ қилади:

суспензия билан эмулсия оптикавий жиҳатдан бир жинсли эмас. Улар ёруғлик нурини тарқатиб юборади ва ҳамма вақт лойқа ва полидисперс ҳолда бўлади. Улар седиментацион жиҳатдан барқарор эмас: суспензия билан эмулсия икки ва уч қаватга бўлиниши ва уларнинг таркибий қисмлари бир-биридан ажралиши мумкин. Дисперс системаларнинг бу хоссаларидан фойдаланиб, техникада бир модда бошқа моддалардан ажратиб олинади. Агар система эмулсиядан иборат бўлса, бу ҳолда дисперс фазани дисперсион муҳитдан ажратиш учун система узоқ вақт тиндирилади ёки сентрифугага солиб айлантирилади. Бу вақтда бир-бири билан аралашмайдиган иккита суюқлик қавати ҳосил бўлади. Ана шу усул билан икки суюқлик бир-биридан ажратиб олинади. Агар система суспензиядан иборат бўлса, тиндирилган вақтда оғир модда идиш тагига чўкади. Дисперсион муҳит ичида дисперс фазанинг чўкиш жараёни седиментация дейилади. Седиментация ҳодисасини ҳамма суспензияларда ҳам кузатиш мумкин, лекин ҳамма суспензияларнинг седиментация тезлиги ҳар хил бўлади. Суспензияларнинг чўкиш тезлиги дисперсион муҳитнинг зичлигига, қовушоқлигига ва дисперс фаза заррачаларининг зичлигига ҳамда уларнинг радиусига боғлиқ. Агар т вақт ичида заррачанинг босган йўли Н бўлса, седиментация тезлиги В = Ҳ/т бўлади. Седиментация тезлиги билан муҳитнинг қовушоқлиги ва зичлиги ўртасидаги боғланиш қуйидаги формула билан ифодаланади:

υ=2/9 * р2(Д-д)г/ η бу ерда р — зарррача радиуси, η — дисперсион муҳитнинг ковушоқ- лиги, υ — чўкиш тезлиги, Д — заррачанинг солиштирма оғирлиги, д — дисперсион муқитнипг солиштирма оғирлиги, г — оғирлик кучи тезланиши.

  Коллоид эритмалар, з о л л а р -заррачаларининг ўлчами 1 нм дан 100 нм гача бўлган юқори дисперс системалар. Коллоид эритмалар газсимон (тутун, булут, туман), суюқ (эмулсиялар) ва қаттиқ (аралашмалар, қаттиқ коллоид эритмалар, рангли шишалар) ҳолатда бўлади. Коллоид эритмалар моно- ва полидисперс ҳолатларда бўлади. Монодисперс ҳолатдаги Коллоид эритмалар фақат синтетик йўл билан олиниши мумкин. Полидисперс Коллоид эритмалар 2 усулда олинади: йирикроқ заррачаларни майдалаш (диспергация усули) ва молекула ёки ионлардан йирикроқ заррачалар ҳосил қилиш, яъни агрегатлаш (конденсация усули).

Диспергация усулида коллоид эритмалар ҳосил қилиш учун қаттиқ жисм стабилизатор билан бирга кукун қилиб майдаланади ёки электр ёхуд ултратовуш ёрдамида суюқлик ичида кукунга айлантирилади. Коллоид эритмаларни кислота, асос ва тўзлардан тозалашда диализ, ултрафилтрлаш, электродиализ, ултрацентрифугалаш усулларидан фойдаланилади.

Коллоид эритмалар жуда кичик осмотик босим, сует диффузия ва Броун ҳаракатига эга. Заррачалар зарядли бўлганлиги туфайли, улар электрофорез жараёнида электрод томон ҳаракат қилади.

Ўта юқори дисперсликка эга бўлган коллоид эритмалар зол деб аталади. Золларни номлашда дисперсион муҳитни ҳосил қилувчи модда асос қилиб олинади: дисперсион муҳит сув бўлса, гидрозол, органик модда бўлса, органзол, кейингилари кимёвий таркибига кўра бензозол, алкозол ва бошқа дейилади. Агар дисперсион муҳит газ бўлса, бундай зол аэрозол, суюқ дисперсион муҳитга эга бўлган золлар эса лиозоллар (юн. лиос — суюқлик) деб аталади. Дисперс фаза заррачалари билан дисперсион муҳит заррачалари орасидаги боғланишга қараб, Коллоид эритмалар лиофоб ва лиофил золларга бўлинади. Лиофоб золларга дисперс платина, кумуш, олтингугурт золлари мисол бўла олади. Лиофил золларда эса бу боғланиш кучли бўлади, уларга оқсил, желатина, пепсин ва юқори молекуляр моддаларнинг эритмалари киради.

Коллоид эритмалар саноат, қишлоқ хўжалиги ва тиббиётда муҳим рол ўйнайди. Барча тирик организмлар тўқималари ва ҳужайраларининг асосини ташкил этувчи оқсил, нуклеин кислоталар, крахмал, гликоген каби моддалар коллоид эритмалар ҳолида учрайди. Тупроқнинг унумдорлиги унинг оллоид эритмалар хрлидаги қисмининг физик-кимёвий хоссаларига, семент, чинни, керамика, сир ва бўёқлар сифати уларнинг дисперелик даражаси ҳамда коллоид эритмаларнинг хоссаларига боғлиқ. Коллоид эритмалар чарм, қоғоз, газлама, сунъий ипак, озиқ-овқат ва бошқа саноат тармоқларида ҳам кенг қўлланади.

   Седиментацион анализ - дисперс системалардати зарраларнинг ўлчамини ва полимерлар эритмасидаги макромолекулалар мол. м ни седиментация тезлиги бўйича аниқлаш усуллари мажмуи. Бу усуллар дисперс ликнинг ўртача тавсифини, шунингдек, зарраларнинг ўлчами ёки массаси бўйича тақсимланиш эгрисини (полимерлар учун молекулярмассавий тақсимланишни) аниқлашга имкон беради. Зарралар ўлчами 1 мкм.дан катта бўлган дағал дисперс системалар (суспензия, эмулсия) учун гравитацион майдондаги седиментация, коллоид системалар ва полимерлар эритмаси учун марказдан қочма куч майдонидаги седиментация қўлланади; марказдан қочма тезланиш 100 000 гача тенглашиб, ултрацентрифугаларда роторнинг айланиш тезлигини минутига бир неча ўн минглабгача етказади.

Адабиёт

• ЎзМЕ. Биринчи жилд. Тошкент, 2000-йил