Шінші тарау: Көбіктер

Кө біктер – дисперстік фазасы газдың кө піршіктері, ал дисперстеуші (дисперсиялық) ортасы ө те жұ қ а қ абыршық тү ріндегі сұ йық тық болатын дө рекі жоғ арыконцентрлі дисперстік жү йелер.

Кө біктерді шартты тү рде былай белгілейді: Г/С. Жоғ арыда айтылғ ан «дө рекі дисперстік» термині газдың кө піршіктері тіпті 10 см-ге дейін болатын макроө лшемді екендігін кө рсетеді. Ал «жоғ арыконцентрлі» сө зі жү йедегі газ кө піршіктерінің концентрациясы 74% (кө лемдік) – дан кө п болу мү мкіндігін кө рсетеді. Бұ л жағ дайда кө піршіктер шар тә різді емес, кө пқ ырлылық ты пішінде болады. Егер кө бік монодисперстік, яғ ни газ кө піршіктері бірдей ө лшемді болса, онда газдың ә рбір кө піршігі дұ рыс пентагоналды додекаэдр – онекіқ ырлылық пішінде болады, оның кезкелген жағ ы дұ рыс бесбұ рышты пішінде болады (3.1-сурет).

3.1- сурет Кө бік қ ұ рылысының сұ лбасы	3.2 - сурет Плато арнасының кө лденең қ имасы 1-сұ йық тың қ абыршығ ы; 2-арна.

Кө пжақ ты газ кө піршіктері сұ йық дисперсиялық ортаның жұ қ а қ абық шаларымен бө лінген болады. Ү ш қ абыршық тың жанасу аймағ ындағ ы газ кө піршіктері – Плато арнасын тү зеді. (Бұ л дисперстік жү йелердің тұ рақ тылығ ын зерттеумен айналысқ ан атақ ты Белгия ғ алымы Платоның атымен аталғ ан). Сурет жазық тығ ында 3.2 – сурет арна шектесуші ү ш цилиндр, яғ ни газ кө піршіктері арасындағ ы саң ылау формасында болады.

Қ абыршық тың керілуі γ =2σ (σ -сұ йық тық беттік керілуі) болғ андық тан, олардың керілу кү ші бір жазық тық та қ абыршық тар арасындағ ы тек бірдей бұ рышта (120 ⁰С) ғ ана тең еседі. (Платонның бірінші ережесі)

Ұ яшық тардың ә рбір шың ында 109⁰ 28^/ тең бұ рыш тү зетін тө рт арна болады. (Платонның екінші ережесі). Арналарды кесіп ө ткен орын тү йін деп аталады.

Арналар кө біктің бү кіл қ ұ рамында болып толық жү йеге береді. Ортасынан бө лгенде араның кә резіне (ұ ясына) ұ қ сас кең істік қ ұ рылыс пайда болады. Мұ ндай кө бік манимальді беттік энергиямен сипатталады жә не ол біршама тұ рақ ты болып келеді.

Егер кө бік полидисперстік болса (газ кө піршіктерінің ә р тү рлі ө лшемде болуы), онда дұ рыс пентагональді додекаэдр пішіні бұ зылып, тұ рақ тылығ ы кемиді.

Егер дисперстік фаза концентрациясы 74% ( кө лем) болса – газ кө піршіктері сфералық пішінде болар еді жә не сұ йық қ абаттың қ алың дығ ы газ кө піршіктерінің ө лшемімен ө лшенетін газды майғ ын деп аталатын жү йені алар едік. Газды майғ ынның мысалы ретінде газдалғ ан су, бокалдағ ы шампанды жә не т.б. қ арастыруғ а болады. Газды майғ ындардың кө біктерден айырмашылығ ы – олар қ ұ рылымсыз жү йелер болып табылады. Осығ ан қ арамастан газ кө піршіктері макроө лшемді, ал кө бік микрогетерогендікжү йе болып табылады. Бұ л дисперсиялық орта (сұ йық) ү здіксіз болғ анымен макроө лшемі жұ қ а қ абыршық тар болып табылады. (Қ абық шаларда тү стің ө згеруін кө рсететін – интерференция қ ұ былысы жиі байқ алады. Ө йткені қ абыршық тың қ алың дығ ы жарық толқ ын ұ зындығ ымен шамалас болады). Бұ л П.А. Ребиндерге кө бікті газдағ ы қ атпарлы – дисперленген сұ йық тық деп анық тама беруіне негіз болады.

3.1 Кө біктің жіктелуі

Кө біктің жіктелуі кө біктің еселігі сияқ ты мынадай негізгі сипаттамағ а негізделген: β = Vк/ Vc = Vг + Vc/Vc

Мұ ндағ ы: Vк = кө бік кө лемі

Vc = кө бік алуғ а қ олданылатын сұ йық тың кө лемі

Екі кө лемді де ө лшеу оң ай.

Кө бік еселігін анық тау жағ дайларын ГОСТ анық тайды.Сыйымдылығ ы 1000 см³ градуирленген цилиндрге 98см³ су жә не 2 см³ кө бік тү зуші қ ұ йып, тығ ынмен жауып, 30 с бойы араластырады. (горизонтальді жағ дайда екі қ олмен тіке ұ стап тұ рып, цилиндр осі бойымен қ озғ алтамыз). Ү стелге қ ойып, тығ ынын алып кө біктің кө лемін ө лшейміз. Кө бік кө лемінің ерітінді кө леміне (100см³) қ атынасы кө бік еселігін береді. Сонымен, кө бік еселігі сұ йық тың бір кө лемінен қ андай кө лемде кө бік алуғ а болатынын кө рсетеді. Егер кө бік еселігі β < 10 болса, сұ йық кө біктер деп, ал егер β =10 – 1000 аралығ ында болса қ ұ рғ ақ кө біктер деп аталады.

Қ ұ рылыс жә не ө ндірістегі қ ұ рылыс материалдарына β = 5 пен 10, ал жуатын жерлерде β = 10-20 аралығ ындағ ы кө біктер қ олданылады. Еселігі β = 1000 –ғ а дейін кө біктер болады. Ө рт сө ндіру ү шін еселігі 70- 90 аралығ ындағ ы кө біктер қ олданылады. Еселігі β = 1000- ғ а дейін болатын кө біктер де белгілі.

3.2 Кө біктерді алу ә дістері.

Таза сұ йытық та тұ рақ ты кө бік алу мү мкін емес. Кө бікті сұ йық тық қ а арнайы зат – стабилизатор (оны ә детте кө біктү згіштер деп атайды) қ атысуында алады. Кө бік тү зуші ретінде БАЗ аламыз. Сонда ғ ана мұ ндай ерітіндіде газ кө піршіктері пайда болады, беттік қ абатында БАЗ молекулаларының адсорбциясы басталады жә не нә тижесінде молекулалардың бір қ абатынан тұ ратын «тон» тү зеді. Ә рбір кө піршік сұ йық тық тың бетінде тү зіліп, оның беттік қ абатын созып жарты сфералық кү мбез тү зеді. Ерітіндідегі кө бік тү згіштік молекулалары бетке ұ мтылып, оғ ан адсорбцияланады да, сұ йық тық қ абыршық тарының ыдырауын болдырмайды. Кө піршік енді екі моноқ абаттың кө біктү згіштің бұ лттарымен қ оршалғ ан, ал олардың арасында сұ йық тық қ абыршығ ы болады. Адсорбцияланғ ан БАЗ қ абаты қ абыршық тың ұ зағ ырақ ө мір сү руін қ амтамасыз етеді. Ерітіндінің бетінде газ кө піршіктерінің санының кө беюі олардың жақ ындасуына ә келеді, соның салдарынан кө піршік формасы біртіндеп сфералық кү йден кө пжақ ты кү йге ауысады, ал сұ йық тың қ алың дығ ы азайып, жұ қ а қ абыршақ тар тү зіледі. Нә тижесінде ерітіндінің бетінде алдымен бір қ абатта газ кө піршігі тү зіледі, содан кейін кө лемді кө біктердің тү зілуіне алып келетін келесі қ абаттар тү зіле бастайды. Сө йтіп барлық сұ йық тық кө бікке айналады. Кез – келген дисперстік жү йелер сияқ ты кө бікті де екі жолмен алуғ а болады: дө рекі дисперстік жү йелерден диспергациялық ә дістерді қ олдану арқ ылы жә не шын ерітінділерден конденсациялық ә дістер кө мегімен алуғ а болады.