Здігінен диспергілену әдісі.

Коллоидтық жү йенің меншікті Гиббс энергиясы g =G/V координатағ а (х) байланысыты қ алай ө згеретіні 16-шы суретте кө рсетілген.

1.4 - сурет. Меншікті Гиббс энергиясының (g) координатағ а (х) байланысты тә уелділігі. 1-лиофобтық, 2-лиофильдік жү йелер ү шін.

Дисперстік бө лшектің орталығ ы есептеудің басы, яғ ни х=0 болады. Лиофобтық жү йе ү шін энергиялық тосқ ауыл (Δ g₁) ө те ү лкен, ендеше ондай жү йелер ү шін ө здігінен диспергілену ү дерісінің мү мкіндігі ө те аз.(16-шы сурет)

Лиофильдік жү йелер ү шін молекулалардың арасындағ ы ә рекеттесу кү ші болғ андық тан дисперстік фаза бө лшектерінің маң ында дисперсиялық ортаның молекулаларымен айтарлық тай созылың қ ы беттік қ абат тү зіледі. Сондық тан Δ g₂ х бойынша созылың қ ырап, мә ні аз болады, ө йткені лиофильдік жү йелерде фазалар арасындағ ы τ _{1, 2} шамасы аз болады.

Бұ л дисперстік фазаның дисперсиялық ортағ а термодинамикалық тұ рақ ты коллоидты жү йе тү зіп, ө здігінен ө туінің қ ажетті (бірақ жеткілікті емес) шарты.

Ө здігінен тү зілу шарты (16-суреттегі Δ g₂ тосқ ауылын R-дің ә рі азаюымен жең уі) жү йенің “ішкі резервімен”, атап айтқ анда Гиббс энергиясының энтропиялық қ ұ рамдасымен болады.

4/3π R₁³*N₁=4/3π R₂³N₂ N₂= N₁(R₁/ R₂)³

S=klnW

Мұ ндағ ы: W- жү йенің болу ық тималдылығ ы.

Жү йенің 1- жә не 2- кү йіндегі болу ық тималдылығ ына дисперсиялық ортаның ә сері бірдей жә не оны А деп алсақ, онда энтропияның ө згерісін дисперстік фаза бө лшектерінің орналасу санымен сипаттауғ а болады. Сондық тан:

N₁=N₁! A; W₂ = N₂! A

Δ S_{R1> R2}=kclnN₂! /N₁! > 0;

Егер [Δ G_энтро]> [Δ G_бет] шарты орындалса, онда дисперстік фаза болатын зат қ атты кү йінде ө здігінен дисперсиялық ортада диспергіленіп, термодинамикалық тұ рақ ты коллоидтық жү йе береді.

Лиофильдік жү йелерде ө здігінен диспергілеу ү дерісі болатын кежетті жағ дайларды (шарттарды) қ арастырайық. Жү йенің Гиббс энергиясының ө згеруін былай жазуғ а болады:

Δ G=Δ G_бет+Δ G_энтроп;

Δ G_бет =(4π R₂²*N₂-4π R₁²*N₁)𝛿 _{1, 2}=4π 𝛿 _{1, 2} R₁^{2 ∙} (R₁/ R₂ -1) > 0:

Δ G_энтроп =-TΔ S _R1-R2> -Tkc N₂! /N₁! < 0;

Δ G=4π 𝛿 _{1, 2} R₁²(R₁/ R₂-1)-Tkc N₂! /N₁! ≤ 0;

Термодинамикалық тұ рақ ты жү йе тү зілу ү шін оң артық беттік энергия (Δ G> 0) толығ ымен теріс энтропиялық қ ұ рамдаспен (Δ G_энтро< 0) тең герілуі керек. Тек сонда ғ ана G=0 шарты орындалады. Ол егер 𝛿 _{1, 2} шамамен кризистік 𝛿 _{1, 2} шамасынан аспағ ан жағ дайда ғ ана мү мкін болады, яғ ни:

𝛿 _{1, 2}≤ 𝛿 _{1, 2кр}=kTln N₂! /N₁! / 4π τ _{1, 2} R₁²(R₁/ R₂-1)

Лиофильдік жү йелерде ө здігінен диспергілеу ү дерісі белгіленіп оң тайлы ө лшемге жеткенде (R_{оң т}) дейін (молекулағ а дейін емес) жү реді, ө йткені тіке ү деріспен (радиустың азаюы) қ атар, кері агрегациялану ү дерісі де (радиустың артуы) жү реді.Лиофильдік жү йелер ү шін R-дің ә рі қ арай азаюы (дисперстік фаза бө лшектері R_{оң т} дең гейінде тұ рақ тануын) шектеуші (лимиттері) фактор бө лшектер азаюына байланысты кері жә не тура ү дерістердің константаларының қ атынасының заң ды тү рде артуы болып табылады.