ЛЕКЦ 10ЛЕКЦ 10

Êîëëîèä õèìè íü äèñïåðñ òºëºâò Êîëëîèä õèìè íü äèñïåðñ òºëºâò áàéãàà áîäèñûí øèíæ ÷àíàð áà áàéãàà áîäèñûí øèíæ ÷àíàð áà äèñïåðñ ñèñòåìèéí ôàç õîîðîíäûí êààã äèñïåðñ ñèñòåìèéí ôàç õîîðîíäûí êààã äýýðõ ãàäàðãóóãèéí ¿çýãäëèéã äýýðõ ãàäàðãóóãèéí ¿çýãäëèéã ñóäàñóäàллäàã. Êîëëîèä ãýäýã íýð òîìü¸îã äàã. Êîëëîèä ãýäýã íýð òîìü¸îã àíãëèéí ýðäýìòýí Ò.Ãðýì 1861 îíä àíõ àíãëèéí ýðäýìòýí Ò.Ãðýì 1861 îíä àíõ òîìü¸îëæýý. Ãðåêèéí “êîëëà”-öàâóó òîìü¸îëæýý. Ãðåêèéí “êîëëà”-öàâóó

Äèñïåðæèëòèéí èõ áàãûí õýìæýýã: Äèñïåðæèëòèéí èõ áàãûí õýìæýýã:

à) à) æèæèã õýñãèéí äèàìåòðýýðæèæèã õýñãèéí äèàìåòðýýð (à)(à)

b) b) æèæèã õýñãèéí äèàìåòðèéí æèæèã õýñãèéí äèàìåòðèéí óðâóó õýìæèãäýõ¿¿íýýð (1/a)óðâóó õýìæèãäýõ¿¿íýýð (1/a)

c) äèñïåðñ ôàçûí õóâèéí c) äèñïåðñ ôàçûí õóâèéí ãàäàðãóóãèéí õýìæýýãýýð (sãàäàðãóóãèéí õýìæýýãýýð (s00))

Ýíä: - äèñïåðñ ôàçûí (1) áà Ýíä: - äèñïåðñ ôàçûí (1) áà äèñïåðñ îð÷íû (2) íèéëñýí íèéò äèñïåðñ îð÷íû (2) íèéëñýí íèéò ãàäàðãóóãàäàðãóó

- äèñïåðñ ôàçûí ýçýëõ¿¿í- äèñïåðñ ôàçûí ýçýëõ¿¿í

1

2,10 V

Ss

2,1S

1V

Á¿ëýã Á¿ëýã

Æèæèã Æèæèã õýñãèéí õýñãèéí äèàìåòð äèàìåòð

(a)(a)

ÄèñïåðæèëÄèñïåðæèëò ò

Òîì øèðõýãò Òîì øèðõýãò äèñïåðñ äèñïåðñ ñèñòåì ñèñòåì

> 10> 10-7-7 < 10< 1077

Êîëëîèä Êîëëîèä äèñïåðñ äèñïåðñ ñèñòåì ñèñòåì

Ìîëåêóëàí Ìîëåêóëàí (èîí) äèñïåðñ (èîí) äèñïåðñ

ñèñòåì ñèñòåì

< 10< 10-9-9--

11 Ma

D

97 1010 97 1010

Àëòíû óëààí çîëèéã àëòíû íàòðèéí Àëòíû óëààí çîëèéã àëòíû íàòðèéí äàâñûã ôîðìàëüäåãèäûí õ¿÷ëýýð äàâñûã ôîðìàëüäåãèäûí õ¿÷ëýýð àíãèæðóóëæ ãàðãàí àâäàã. àíãèæðóóëæ ãàðãàí àâäàã.

NaAuONaAuO22 + HCOH + Na + HCOH + Na22COCO33    →→  Au   Au + HCOONa + H+ HCOONa + H22OO

ýíý óðâàëààð ¿¿ññýí çîëèéí ìèöåëëèéí ýíý óðâàëààð ¿¿ññýí çîëèéí ìèöåëëèéí á¿òöèéã áè÷âýë:á¿òöèéã áè÷âýë:

{[{[AuAu]]mm· · nn AuOAuO22––· (· (nn--xx) ) NaNa++}}xx–– · · xNaxNa++

Õàðèí õ¿õðèéí çîëü ãàðãàí àâàõ Õàðèí õ¿õðèéí çîëü ãàðãàí àâàõ äàðààõ òýãøèòãýë äýýð ¿íäýñëýí: äàðààõ òýãøèòãýë äýýð ¿íäýñëýí:

HH22S + OS + O22    →→  S + H  S + H22OO

HH22S + SOS + SO22    →→ S + H S + H22OO

HH22SS22OO33   →→    HH22OO + + SOSO22 + + S S ýíý ýíý óðâàëààð ¿¿ññýí çîëèéí ìèöåëëèéí óðâàëààð ¿¿ññýí çîëèéí ìèöåëëèéí á¿òöèéã áè÷âýë:á¿òöèéã áè÷âýë:

{[S]{[S]mm · n HS · n HS–– · (n-x) H · (n-x) H++}x}x–– · x H · x H++

òºìðèéí õëîðèäûí çîëèéí ìèöåëëèéí òºìðèéí õëîðèäûí çîëèéí ìèöåëëèéí á¿òöèéã áè÷âýë:á¿òöèéã áè÷âýë:

{[Fe(OH){[Fe(OH)33]]mm · n FeO · n FeO++ · (n–x)Cl · (n–x)Cl––}x}x++ · x Cl · x Cl––

Õàðèí ìºíãºíèé íèòðàòààñ ãàðãàí àâñàí Õàðèí ìºíãºíèé íèòðàòààñ ãàðãàí àâñàí çîëèéí ìèöåëëèéí á¿òöèéã áè÷âýë:çîëèéí ìèöåëëèéí á¿òöèéã áè÷âýë:

{[AgI]{[AgI]mm · nAg · nAg++ · (n-x)NO · (n-x)NO33––}x}x++ · x NO · x NO33

––

Том ширхэгт дисперс системийн жижиг хэсгүүд:

Цаасан шүүлтүүрээр шүүгдэнэ Амархан тунадасждаг ба диффүзлэхгүй Жижиг хэсгүүдийг ердийн

микроскопоор харж болно Тусаж буй гэрлийг ойлгоно Тогтворжилт муутай систем юм.

ЖЖиижиг хэсгийн диаметр нь 10жиг хэсгийн диаметр нь 10--55—10—10--77 м м байдаг дисперс системийг байдаг дисперс системийг микрогетероген микрогетероген систем систем гэж нэрлэх явдгэж нэрлэх явдаал байдаг. л байдаг.

Энэ тохиолдолд 10Энэ тохиолдолд 10--55 м-ээс их д м-ээс их дииаметртэй аметртэй жижиг хэсгжижиг хэсгүүүүд бд бүүхий системийг хий системийг том том ширхэгт дисперс ширхэгт дисперс гэж нэрлэнэ.гэж нэрлэнэ.

Коллоид-дисперс системКоллоид-дисперс систем Коллоид-дисперс системийн дисперс фаз Коллоид-дисперс системийн дисперс фаз

үүүүсгэгч жижиг хэсгийг сгэгч жижиг хэсгийг коллоид жижиг хэсэг коллоид жижиг хэсэг буюу буюу мицелл мицелл гэж нэрлэнэ. гэж нэрлэнэ.

Коллоид жижиг хэсэг бол дангаараа оршиж Коллоид жижиг хэсэг бол дангаараа оршиж байгаа молекул буюу атом, ион биш харин байгаа молекул буюу атом, ион биш харин хэдэн арваас хэдэн зуун молекул, атом, хэдэн арваас хэдэн зуун молекул, атом, ионоос тогтсон агрегат буюу комплекс ионоос тогтсон агрегат буюу комплекс байдалтай «бодисын тасархай» эсвэл байдалтай «бодисын тасархай» эсвэл «хэсэгхэн» гэж ойлгох ёстой. «хэсэгхэн» гэж ойлгох ёстой.

Коллоид системийг заримдаа Коллоид системийг заримдаа ультра ультра микрогетероген систем микрогетероген систем гэж нэрлэдэг.гэж нэрлэдэг.

Коллоид системийн дисперсжилтийн доод хязгаар -10-9 м орчим байдаг.

Жижиг хэсэг үүнээс бага диаметртэй байж ирэхэд дисперс фаз ба дисперс орчны хоорондох зааг арилж систем маань гомоген фаз болж хувирна.

а≈10-9м ба түүнээс цааших дисперсжилтийн диапазонд (<10-9м) жинхэнэ уусмал оршдог..

Коллоид системийн дисперсжилтийн дээд хязгаар буюу коллоид систем том ширхэгт дисперс системд шилжих зааг ≈10-6 — 10-7 м орчимд ажиглагдана.

Энэ дээд хязгаарыг, мөн л тухайн системийн хувьд ямар дисперсжилтээс эхэлж жижиг хэсгийн давших хөдөлгөөн алга болж буйг (броуны хөдөлгөөн ажиглагдахгүй болж байгаа) туршлагаар хэмжих замаар тогтоож болно.

Зарим бодисын хувьд дээд хязгаарын дисперсжилт ≈10-5–10-4м орчимд ч ажиглагдаж болно.

Молекулан - (ионон) дМолекулан - (ионон) диисперс систем. сперс систем. Энд Энд багтдаг дисперс системийн доторх багтдаг дисперс системийн доторх структурын буюу кинетикийн нэгж болж структурын буюу кинетикийн нэгж болж байгаа жижиг хэсгбайгаа жижиг хэсгүүүүд нь дангаараа оршиж д нь дангаараа оршиж байгаа молекул, атом, ион байдаг тул байгаа молекул, атом, ион байдаг тул үүнэндээ эдгээр систем бол молекнэндээ эдгээр систем бол молекулан улан (ионон) дисперс систем байдаг.(ионон) дисперс систем байдаг.

Молекулан (ионон) дисперс систем бүх төрлийн шүүлтүүрийг чөлөөтэй нэвтэрч чадна

Өөрөө аяндаа тунадасжих үзэгдэл ажиглагддаггүй бөгөөд термодинамикийн хууль зүйн үүднээс тэнцвэрт систем мөн бөгөөд тогтворжилт сайтай байдаг

Диффүзлэх нь сайн байдаг мөн ультрамикроскопоор молекул, атом, ионыг илрүүлж чаддаггүй байна.

Молекулан - (ионон) дисперс систем нь өөрөө аяндаа үүсэж бий болдог онцлогтой.

Дисперс орчны агрегат төлөв байдлыг харгалзан дисперс системийг гурван хэсэгт хуваадаг. I. I. Хийн орчинтой дисперс систем.Хийн орчинтой дисперс систем. Ийм дисперс

системийг нийтэд нь аэрозоль гэж нэрлэдэг. Аэрозоль үндсэндээ хоёр төрөл байдаг:

1) Хт х2 (хатуу байдалтай жижиг хэсэг хийн орчинд түгсэн систем).

2) Ш1—>х2 (шингэний дусал хийн орчинд түгсэн систем). Бодит жишээ гэвэл ийм системд мананг нэрлэж болно. Гэхдээ энэ бол том ширхэгт дисперс систем болно.

Хоёр хийн хольцын молекулууд голдуу жигд тархсан байх учир дисперс систем үүсгэдэггүй.

//. //. ШиШиннгэн дисперс орчинтой систем.гэн дисперс орчинтой систем. Ийм системийг нийтэд нь Ийм системийг нийтэд нь лиозоль лиозоль гэж гэж

нэрлэнэ. Лиозоль дотроо гурван тнэрлэнэ. Лиозоль дотроо гурван төөррөөлл. . 1)1) хтхт11—ш—ш22 (хатуу байдалтай жижиг хэсэг (хатуу байдалтай жижиг хэсэг

шингэн орчинд тшингэн орчинд түүгсэн систем) хэрэв жижиг гсэн систем) хэрэв жижиг хэсгууд коллоид-дисперс системийн булэгт хэсгууд коллоид-дисперс системийн булэгт багтах дисперсжнлттэй байвал тбагтах дисперсжнлттэй байвал түүүүнийг нийг золь золь гэж нэрлэдэг.гэж нэрлэдэг.

ХарХариин энэхн энэхүүүү х хтт11—ш—ш22 т төөрлийн систем том рлийн систем том

ширхэгт дисперс системд багтаж байвал ширхэгт дисперс системд багтаж байвал тэднийг тэднийг суспензи суспензи гэж нэрлэнэ.гэж нэрлэнэ.

2) Ш1—>ш2 (ямар нэгэн шингэн бодисын дуслууд өөр шингэн орчинд түгсэн систем). Ийм дисперс системийг эмульс гэдэг. Сүү, латекс, түүхий нефть зэрэг систем эмульсийн жишээ болж чадна.

3) х1—>ш2 (шингэн орчинд түгсэн хийн цэврүү агуулсан систем). Дисперс фазын концентраци бага байвал ийм системийг хийн эмульс гэдэг.

Харин дисперс фазын (цэврүүний) концентраци асар их байвал ийм системийг хөөс гэж нэрлэдэг. Хөөст системийн дисперс орчин өвөрмөц байдалтай байдаг. Ийм систем нь шингэн орчны нимгэн хальсаар тусгаарлагдсан сүвэрхэг структуртэй холбоот систем юм..

///. ///. Хатуу дисперс орчинтой систем.Хатуу дисперс орчинтой систем.

Эдгээр системийг нийтэд нь Эдгээр системийг нийтэд нь хатуу золь хатуу золь гэж гэж нэрлэдэг. Хатуу золийг мнэрлэдэг. Хатуу золийг мөөн гурван тн гурван төөррөөлд лд хувааж болно.хувааж болно.

хтхт11хтхт22(ямар нэгэн хатуу биетийн жижиг (ямар нэгэн хатуу биетийн жижиг

хэсгхэсгүүүүд д өөөөр нэгэн хатуу орчинд тр нэгэн хатуу орчинд түүгсэн гсэн систем). систем). ББодит жишээ болгож ган, ширэм, одит жишээ болгож ган, ширэм, хайлш, зохиомол аргаар гаргаж авсан хайлш, зохиомол аргаар гаргаж авсан эрдэнэсийн чулуу, эрдэнэсийн чулуу, өөнгнгөөт шил, хуванцар, т шил, хуванцар, уулын чулуулаг, барилгын зарим материал уулын чулуулаг, барилгын зарим материал зэргийг нэрлэж болно.зэргийг нэрлэж болно.

Фазуудын нийлсэн гадаргуугийн үеүдэд оршиж буй молекулуудын хоорондын үйлчлэлцлийн эрчмийг харгалзан дисперс системийг лиофиль ба лиофоб дисперс систем гэж хоёр том бүлэгт хуваан үзэж болно.

Энэ нэр томьёо грек үгнээс гаралтай. Лио-уусгаж байна, фило-дурлах, хайрлах, фобос-айх эмээх гэсэн утгатай үгс ажээ. Иймд лио-филь-уусгах дуртай, лиофоб-уусахаас айх гэсэн санааг илтгэнэ.

Дисперс фазын гадаргуугийн молекул ба Дисперс фазын гадаргуугийн молекул ба дисперс орчны молекултай эрчимтэй дисперс орчны молекултай эрчимтэй үүйлчлэлцэж байвал тийм дисперс системийг йлчлэлцэж байвал тийм дисперс системийг лилиоофиль дисперс систем филь дисперс систем гэж нэрлэнэ. гэж нэрлэнэ.

Коллоид дисперс системийн фазуудын нийлсэн гадаргуугийн талбай асар их хэмжээтэй байдаг учир гадаргуугийн чөлөөт энерги (илүүдэл) ихтэй систем юм. Энэ чөлөөт энергийг дараах томьёогоор илэрхийлж болно:

F12 == G12 S12

G12 - нэгж талбайд оногдох чөлөөт энерги

S12— (1) ба (2) фазын нийлсэн нийт гадаргуугийн талбай

F12— фазуудын нийлсэн заагийн гадаргуу дээрх нийт илүүдэл чөлөөт энергийн хэмжээ

Ач холбогдол Коллоид химийн ухааны Коллоид химийн ухааны үүндсэн ондсэн оййлголт, лголт,

судалгааны арга барилыг астрономи, судалгааны арга барилыг астрономи, метеорологи, биологи, хметеорологи, биологи, хөөрс судлал, агрохими, рс судлал, агрохими, силикатын хими, геологи зэрэг байгалсиликатын хими, геологи зэрэг байгалиийн йн шинжлэх ухаан ихээхэн ашиглана.шинжлэх ухаан ихээхэн ашиглана.

Биологийн шБиологийн шиинжлэх ухаанд коллоид хими нжлэх ухаанд коллоид хими чухал чухал үүүүрэг грэг гүүйцэтгэнэ. Булчингийн ба йцэтгэнэ. Булчингийн ба мэдрэлмэдрэлийийн эс, шн эс, шиирхэг, мрхэг, мөөн ген, вирус, н ген, вирус, цитоплазм зэрэг нь бцитоплазм зэрэг нь бүүгд коллоид систем гд коллоид систем байдаг. байдаг.

Хөрсний ион солилцох зүй тогтол, ион шингээгч комплексийн бүтэц, шинж чанар, хөрсийг элэгдлээс хамгаалах, бордох зэрэг асуудал коллоид-химийн процесстэй ихээхэн холбоотой байдаг. Хөрсний ашиг шим түүний коллоид шинж чанартай холбоотой байдгийг эрдэмтэд тогтоожээ.

Ургамлыг элдэв хортон шавьж хорхой ба хогийн ургамлаас химийи аргаар хамгаалах оновчтой аргыг боловсруулахад коллоид химийн сургаал чухал ач холбогдолтой.

Геологи ба геохимийн ухаан, сүүлийн үед, коллоид химийн судалгааны арга барил, онолын үндэслэлийг өргөн дэлгэр ашиглах болж байна. Ялангуяа тунамал чулуулгийн шинж чанар, структур, гарал үүслийг тогтоохдоо коллоид химийн үндсэн ойлголт, зүй тогтлыг ашигладаг.

Төрөл бүрийн хүнсний бүтээгдэхүүн, арьс шир, нэхмэл, резин, керамик, лакан будаг үйлдвэрлэх зэрэг улс ардын аж ахуйн олон чухал үйлдвэрийн үндсэн технологи, үйл ажиллагаа нь коллоид химийн шинжлэх ухааны хууль, зүй тогтолд тулгуурлана.

Ашигт малтмалыг баяжуулах уулын Ашигт малтмалыг баяжуулах уулын үүйлдвэрт: жижиглэх, нунтаглах, йлдвэрт: жижиглэх, нунтаглах, флотацлах, хфлотацлах, хөөөөсрсрүүүүлэх, адсорбцлох зэрэг лэх, адсорбцлох зэрэг коллоид химийн процесс шийдвэрлэх коллоид химийн процесс шийдвэрлэх үүүүрэг грэг гүүйцэтгэнэ.йцэтгэнэ.

БарБарилилгын гын үүйлдвэрлэлд суспенз, хйлдвэрлэлд суспенз, хөөөөс, с, нунтаг байдалтай дисперс системийг нунтаг байдалтай дисперс системийг өөргргөөн хэрэглэдэг. н хэрэглэдэг.

Эцэст нь дүгнэж хэлэхэд, дисперс систем ба гадаргуугийн физик-химийн процессын тухай шинжлэх ухааны сургаал нь өгөгдсөн шинж чанар бүхий шинэ материал, бодисыг синтезлэн гаргаж авах онолын үндэс болж чаддагийн хувьд шинжлэх ухааан, техникийн хөгжилд асар их ач холбогдолтой байдаг.