Коллоидтық жүйелердегі осмостық құбылыс

Осмостық қ ұ былыстардың механизмдері мен негізгі заң дылық тары да диффузия сияқ ты жалпы химия мен физикалық химия курсында қ арастырылғ ан болатын. Сондық тан бұ л жерде концентрациясы ә ртү рлі екі ерітіндіні жартылай ө ткізетін мембрана (жарғ ақ) арқ ылы бө лгенде еріткіштің концентрациясы аз ерітіндіден концентрациясы кө п ерітіндіге қ арай ө тетінін еске алсақ жеткілікті. Шын ерітінділер ү шін осмостық қ ысым Вант-Гоффтың тең деуі бойынша мынағ ан тең:

Мұ нда с -молярлық концентрация; -осмостық қ ысым.

Осы тең деуді коллоидтық жү йелерге қ олдануғ а бола ма? Бұ ғ ан жауап қ айтару ү шін дисперстік жү йенің концентрациясын анық тау керек. Біз кинетикалық қ ұ былысты қ арастырып отырғ андық тан концентрация деп кинетикалық бірліктің -коллоидтық бө лшектердің бірлік кө лемдегі () санын айтамыз. Ендеше коллоидтық жү йелер ү шін молярлық концентрация емес, сандық концентрация қ олданады.

Коллоидтық ерітінді ү шін:

Мұ нда -сандық концентрация; – еріген заттың массасы; – бө лшектің массасы; V – жү йенің кө лемі.

Олай болса коллоидтық ерітінді ү шін осмостық қ ысымды былайша жазатын боламыз:

Коллоидтық ертінділердің шын ертінділерден ерекшелігі оларда осмостық қ ысым мә ні аз жә не тұ рақ сыз болады. Олай болу себебін мынадан кө руге болады. Екі коллоидтық жү йені қ арастырайық. Бірдей тө мпературада біріншісінің осмостық қ ысымы

, ал екіншісінікі болсын.

Бұ л тең дікті бір-біріне бө ліп, мына тең дікті шығ аруғ а болады:

Бұ дан дисперстік жү йелердің осмостық қ ысымдары тек сандық концентрациямен анық талғ андығ ы жә не белшектердің шамасы мен табиғ атына байланыссыз екендігі кө рініп тұ р. Коллоидтық жү йелерде белшектердің массасы кө п болғ андық тан бірдей салмақ тық концентрацияда олардың сандық концентрация шын ерітінділерден ә лдеқ айда аз. Сол себепті осмостық қ ысымдары да аз болады. Міне Грэм диффузия сияқ ты коллоидтық жү йелерде осмос қ ысымдары болмайды деген қ ате пікірде болғ ан. Ө йткені оның қ олданғ ан осмометрі (осмос қ ысымын ө лшейтін қ ұ рал) ө те сезімтал емес еді.

Дисперстік жү йелердегі осмостық қ ысымның тағ ы бір ерекшілігі - олардың тұ рақ сыздағ ы. Ол дисперстік жү йелерде болатын агрегация (ө з бетінше бө лшектердің жылулық қ озғ алысының ә серінен соқ тығ ысып бірігуі) қ ұ былысына байланысты. Салмақ тық концентрациясы С бірдей, бірақ бө лшектерінің шамасы ә ртү рлі екі коллоидтық ертінділер ү шін мынаны жазуғ а болады:

Мұ нда: бірінші жә не екінші ертіндідегі бө лшектердің радиусы. – дисперстік фазаның тығ ыздығ ы.

Бұ л тең деуге байланысты екі жұ йенің осмостық қ ысымдарының қ атынасы олардың бө лшектерінің радиустарының кубтарының қ атынастарына кері пропорционал. Бұ дан радиустарының аз ғ ана ө згеруінің ө зі осмостық қ ысымның ө те кө п ө згеруін тудырады. Міне осы себепті дисперстік фазаның бө лшектерінің бірігуіне байланысты олардың қ ысымы ө те кү шті азаяды. Керісінше егер агрегат жеке бө лшектерге бө лінсе, онда ондай жү йелерде осмос қ ысымы кө бейеді. Агрегация жә не дезагрегация қ ұ былыстары сыртқ ы факторлардың ә серінен коллоидтық жү йелерде болғ андық тан олардың осмостық қ ысымдары тұ рақ сыз болады. Міне осы айтылғ андардың коллоидтық ертінділер мен шын ертінділердің осмос қ ұ былысы ү шін ешқ андай да сапалық айырмашылығ ы болмайтынын олардың айырмашылығ ы тек сандық екенін айтуғ а болады. Оларда осмос қ ұ былысының негізгі заң дылық тары бірдей, тек сандық концентрациялары ә р тү рлі болғ андық тан коллоидтық жү йелерде осмос қ ысымы ө те нашар болады.