Коагуляция мен тұрақтылықтың сапалық теориялары

Коагуляцияның механизмі туралы мә селе коллоидтық химияның негізгі мә селелерінің бірі. Ол мицеллалық теориямен бірге басталып осы уақ ытқ а дейін дамуда. Сонда да болса бұ л мә селе толық шешілмеген нә рсе. Коагуляцияның жалпы теориясын жасауда Кройт пен Дерягиннің жұ мыстарының маң ызы зор.

Коагуляция механизмін тү сіндіретін теориялық кө зқ арастың ү ш бағ ытын айтқ ан жө н: химиялық, адсорбциялық, электростатикалық.

1. 1907 ж Дюкло каогуляцияның химиялық теориясын жасады. Ол
коагулятор ион мен стабилизатор — электролиттің арасында химиялық
ә рекеттесу болады деп есептеді. Соның нә тижесінде аз диссоцияцияланатын
зат тү зіліп, ол коллоидтық жү йені тұ рақ ты етіп ұ стап тұ ра алмай, тұ нбағ а тү сетіндігімен тү сіндірді. Бұ л теорияны коагулятта ион-коагулятордың болуымен дә лелдеуге болады. Алайда бұ л жалпы жағ дай емес.

2. 1908ж зольдердің адсорбциялық мицеллалық теориясын қ алаушылардың бірі Фрейндлих коагуляцияның адсорбциялық теориясын ұ сынды. Ол коллоидтық бө лшектердің коагулят-иондарды жұ туы химиялық ә рекеттесудің нә тижесінде емес, олардың адсорбциясының нә тижесінде болады деп есептеді.

Коагуляция мен электролиттің концентрацияларының арасындағ ы байланысты Фрейндлих адсорбция изотермасы сияқ ты эмпирикалық тең деумен кө рсетті.

; мұ ндағ ы a – коагулятпен байланысқ ан иондар саны, с- электролиттің тепе-тең дік концентрациясы, к мен n константалар. Химиялық теория тү сіндіре алмағ ан Шульце-Гарди ережесін Фрейндлих адсорбциялық теория арқ ылы тү сіндірді. Алайда сандық жағ ынан бұ л теория ө те дә л келмейді. Тағ ы да бұ л теорияның мынадай кемшіліктері бар.

Біріншіден, коагуляция адсорбцияланғ ан электролит пен бейтарапталғ ан потенциал анық тағ ыш иондардың эквивалентті емес екені белгілі. Мысалы, адсорбция ү шін сол эквивалентті мө лшерден де артық электролит керек.

1.11 – сурет.

Екіншіден, бұ л теория бойынша ә ртү рлі иондардың изотермасы бірдей, ендеше олардың коагуляция табалдырығ ы бірдей болу керек. Ал бізге бірдей валентті иондардың коагуляция ү шін лиотроптық қ атардың болатыны белгілі.

3.1928ж. Мюллер сол кезде жаң а шық қ ан кү шті электролиттердің Дебай мен Гюккель жасағ ан электростатикалық теориясын пайдалана отырып коагуляцияның электростатикалық теориясын жасады.

Ол тұ рақ тылық потенциалы деп ξ потенциалын қ арастырды. Бұ нда ξ потенциалдың кемуі жә не зольдердің тұ рақ тылығ ының кемуі бө лшектердің потенциал анық тағ ыш иондарының бейтараптануының нә тижесінде кемуімен емес, диффузиялық қ абаттың қ ысылуымен тү сіндіріледі. Дебай мен Гюккель теориясындағ ы кү рделі математикалық аппаратты қ олдана отырып ол ξ потенциалдың кемуі мен электролиттің концентрациясы арасындағ ы байланысты кө рсетті, онымен қ атар Шульце-Гарди ережесін де тү сіндірді.

Алайда бұ л теорияда коагуляция кезіндегі барлық қ ұ былыстарды тү сіндіре алмады жә не де лиофобтық зольдердің коагуляциясы адсорбцияның нә тижесінде болатынын теріске шығ арды.

4. 30 - шы жылдары (1932 ж.) Рабинович коагуляцияның жаң а теориясын жасады, ол алғ ашқ ы адсорбциялық (онымен бірге химиялық теорияны да) жә не электростатикалық теорияны біріктіре қ арастырды. Бұ л теориялардың біріншісі иондар арасындағ ы электростатикалық кү шті елемесе, екіншісі иондық алмасу адсорбциясын еске алғ ан жоқ болатын.

А.И.Рабинович пен В.А.Каргиннің зерттеулерінің нә тижесінде коагуляцияның ө те кү рделі процесс екені жә не оның кем дегенде 2 сатыдан тұ ратындығ ы кө рсетілді:

1- саты - иондардың алмасу адсорбциясы, бұ л ө те тез жә не алмасатын иондардың эквиваленті мө лшерінде болатын саты.

2 - саты ол электролиттердің ә серінен болатын кә дімгі коагуляция, мұ нда ә рине эквиваленттік сақ талмайды. Шульце-Гарди ережесін тек осы саты ү шін ғ ана қ олдануғ а болады. Ә рине бұ л айтылғ ан теорияның бә рі коагуляцияны сапалық тү рде ғ ана сипаттайды. Коагуляцияны сандық тү рде сипаттайтын теорияны жасауда жә не коагуляция механизмін тү сіндіруге Б.В.Дерягиннің жұ мыстарының маң ызы зор. Енді соғ ан тоқ талайық.