Dispers sistemalarning asosiy optik xossalari - Kimyo - Kurs ishlari

Dokument ma'lumotlari

Narxi	12000UZS
Hajmi	261.5KB
Xaridlar	0
Yuklab olingan sana	30 May 2024
Kengaytma	docx
Bo'lim	Kurs ishlari
Fan	Kimyo

Dispers sistemalarning asosiy optik xossalari

Sotib olish

O`zbekiston Respublikasi
Oliy ta`lim, fan va innovatsiya vazirligi
Andijon davlat universiteti
Tabiiy fanlar fakulteti Kimyo ta`lim yo`nalishi
__- bosqich ____ guruh talabasi
_________________________________ ning
Kolloid kimyo fanidan
KURS ISHI
Mavzu: Dispers sistemalarning asosiy optik xossalari

Kurs ishi rahbari: ___________________

Andijon – 2024

MUNDARIJA
KIRISH………………………………………………………………….………3
I BOB: KOLLOID ERITMALARNING MOLEKULYAR-KINETIK
XOSSALARI.
1.1. Diffuziya hodisasi………………………………………………...…………5
1.2. Broun harakati. ……………………………………………..………………6
1.3. Sedimentatsiya xodisasi………………………………………………..…...7
II BOB: KOLLOID SISTEMALARNING OPTIK XOSSALARI.
2.2. Nefelometr……………………………………………………………..…..17
2.3. Ultramikroskop……………………………………………………..……..19
2.4 Elektron mikroskop…………………………………………………………
20
XULOSA…………………………………………………………..…………..22
FOYDALANILGAN ADABIYOTLAR…………………………...…………
23
2

KIRISH
Kolloid eritmalar, zollar -zarrachalarining o lchami 1 nm dan 100 nm gachaʻ
bo lgan yuqori dispers sistemalar. Kolloid eritmalar gazsimon (tutun, bulut,
ʻ
tuman), suyuq (emulsiyalar) va qattiq (aralashmalar, qattiq kolloid eritmalar, rangli
shishalar) holatda bo ladi. Kolloid eritmalar mono-va polidispers holatlarda
ʻ
bo ladi. Monodispers holatdagi Kolloid eritmalar faqat sintetik yo l bilan olinishi
ʻ ʻ
mumkin. Polidispers Kolloid eritmalar 2 usulda olinadi: yirikroq zarrachalarni
maydalash (dispergatsiya usuli) va molekula yoki ionlardan yirikroq zarrachalar
hosil qilish, ya ni agregatlash (kondensatsiya usuli).
ʼ
Dispergatsiya usulida Kolloid eritmalar hosil qilish uchun qattiq jism
stabilizator bilan birga kukun qilib maydalanadi yoki elektr yohud ultratovush
yordamida suyuqlik ichida kukunga aylantiriladi. Kolloid eritmalarni kislota, asos
va to zlardan tozalashda dializ, ultrafiltrlash, elektrodializ, ultratsentrifugalash
ʻ
usullaridan foydalaniladi.
Kolloid eritmalar juda kichik osmotik bosim, suyet diffuziya va Broun
harakatiga ega. Zarrachalar zaryadli bo lganligi tufayli, ular elektroforez
ʻ
jarayonida elektrod tomon harakat qiladi.O ta yuqori disperslikka ega bo lgan
ʻ ʻ
Kolloid eritmalar zol deb ataladi. Zollarni nomlashda dispersion muhitni hosil
qiluvchi modda asos qilib olinadi: dispersion muhit suv bo lsa, gidrozol, organik
ʻ
modda bo lsa, organzol, keyingilari kimyoviy tarkibiga ko ra benzozol, alkozol va
ʻ ʻ
boshqa deyiladi. Agar dispersion muhit gaz bo lsa, bunday zol aerozol, suyuq
ʻ
dispersion muhitga ega bo lgan zollar esa liozollar (yun. lios —suyuqlik) deb
ʻ
ataladi. Dispers faza zarrachalari bilan dispersion muhit zarrachalari orasidagi
bog lanishga qarab, Kolloid eritmalar liofob va liofil zollarga bo linadi.Liofob
ʻ ʻ
zollarga dispers platina, kumush, oltingugurt zollari misol bo la oladi. Liofil
ʻ
zollarda esa bu bog lanish kuchli bo ladi, ularga oqsil, jelatina, pepsin va yuqori
ʻ ʻ
molekulyar moddalarning eritmalari kiradi.
Kolloid eritmalar sanoat, qishloq xo jaligi va tibbiyotda muhim rol o ynaydi.
ʻ ʻ
Barcha tirik organizmlar to qimalari va hujayralarining asosini tashkil etuvchi
ʻ
3

oqsil, nuklein kislotalar, kraxmal, glikogen kabi moddalar Kolloid eritmalar holida
uchraydi.
Kolloid eritmalarning Optik xossalariga: yorug’likning kolloid eritmalarda
tarqalishi, kolloid eritmalarning rangi, yorug’likning kolloidlarga yutilishi,
ultramikroskop, elektromikroskopik va rentgenografik xossalarikiradi. : Yorug’lik
nuri qismlarining yutilish xossasi bilan difraktsiya ya`ni yorug’lik zarrachani o‘rab
o‘tishi hodisasining birga qo‘shilishi natijasida kolloid eritmada biror rang hosil
bo‘ladi. Zollarning o‘tayotgan yorug’likdagi rangi disperslik darajasiga,
zarrachalarning kimyoviy tabiatiga va shakliga bog’liq holda o‘zgaradi.Jism
zarrachalarining o‘lchamlari tushayotgan yorug’likning to‘lqin uzunligidan ancha
kichik bo‘lsa yorug’likni yoyilishi kuzatiladi. Shuning uchun kolloid sistemalar
yorug’lik nuri bilan yoritilganda dispers faza zarrachalari tushayotgan yorug’lik
nurlarini yoyib yuboradi.
Dispers sistemadan intensiv yorug’lik nuri o‘tkazib sistemaga yorug’lik nuri
yo‘nalishiga nisbatan biror burchak bilan qaraganimizda sistema ichida yorug’
konusni ko‘ramiz. Bu hodisani Faradey –Tindal effekti deyiladi. Sababi kolloid
zarrachaga tushgan yorug’lik zarrachalar tomonidan yoyiladi. Natijada har qaysi
zarracha xuddi yorug’lik beruvchi nuqtadek bo‘lib ko‘rinadi. Zollarga rangdorlik
xossalari xos. Zollarning o‘tayotgan yorug‘likdagi rangi ularning disperslik
darajasiga, zarrachalarning kimyoviy tabiati va shakliga bog‘liq hollarda
o‘zgaradi.Kolloidlarning optik xossalari qatoriga yorug‘likning kolloid eritmalar
tomonidan sochilishi, kolloid eritmalarning rangi, yorug'likning kolloidlarda
yutilishi, qutblangan yorug‘lik tekisligining aylanishi (bo‘linishi) hamda
ultramikroskopik, elektronomikroskopik va rentgenoskopik xossalari kiradi.
Zollarga rangdorlik xossalari xos.
Kurs ishining tuzilishi. Ushbu Kurs ishi kirish, xulosa, foydalanilgan
adabiyotlar ro’yxati va o’zaro mazmunan bog’langan 2 ta bobdan iborat bo’lib
umumiy hajmda 23 betni tashkil etadi.
4

I BOB: KOLLOID ERITMALARNING MOLEKULYAR-KINETIK
XOSSALARI.
Kolloid eritmalarning molekulyar-kinetik xossalari ulardagi dispers faza
zarrachalarining harakatiga bevosita bog’liq bo’ladi.
Kolloid eritmalarda zarrachalarning shakli va o’lchami har xil bo’lib, ularda
sodir bo’ladigan molekulyar-kinetik xossalar chin zritmalarnikiga nisbatan sustroq
bo’ladi.
Diffuziya, Broun harakati, osmos va sedimentatsiya hodisalari kol loid
eritmalar molekulyar-kinetik xossalarining asosini tashkil etadi.
Zarrachalaming issiqlik harakati bilan bog’liq bo’lgan molekulyar- kinetik
xossalariga quyidagilar kiradi.
1.1 Diffuziya hodisasi.
Eruvchinivg- zrituvchid; va dispers fazaning dispers muhitda o’z-o’zicha teng
tarqalishiga diffuziya hodisasi deyiladi.
Diffuziya - dispers sistemalarda konsentratsiyaning o’z-o’zidan tenglashishi
bo’lib, qaytmas jarayon hisoblanadi. Diffuziya tezligi - vaqt birligi ichida diffuziya
yo’nalishiga perpendikilyar yuza birligidan j diffuziyalangan modda miqdori bilan
o’lchanadi. dm/dt Miqdor jihatdan dr diffuziya Filming I- qonuni bilan aniqlanadi.
Unga binoan diffuziya AC tezligi ko’ndalang kesim yuzasi S va konsentratsiya
gradientii dC/dx ga dx to’g’ri proportsionaldir.
Dm/dt=d*(dC/dx)*S (4.1)
1869 yili Rossiya olimi I.G.Borshchov diffuziyalanish tezligi zar-rachalarning
o’lchamiga bog’liq, shuning uchun diffuziyalanish tezligi chin eritmalarga nisbatan
kolloid eritmalarda kichik bo’lishini aniqladi. Diffuziya tezligi zarrachalarning
shakliga, o’lchamiga, dispers muhitning haroratiga va qovushqoqligiga ham
bog’lkq bo’ladi. Bu bog’liqlikni 1906 yili A.Eynshteyn aniqlagan edi:

5

D = RT
N 06πrηbu yerda R - gaz doimiyligi ; T - absolyut harorat , 0
К; N - Avagadrs soni ; r -
diffuziyalovchi zarracha yoki molekulalarning radiusi ; η - dispersion muhit yoki
gazning qovushoqligi ; D - diffuziyalanish tezligi ( diffuziya koeffitsienti ). Bu
tenglamadan ko ’ rinib turibtiki diffuziya tezligi haroratga to ’ g ’ ri proportsionaldir ,
ya ‘ ni harorat ko ’ tarilishi bilan diffuziya tezligi ortadi . Shu tenglamaga muvofiq
diffu ziya tezligi zarracha o ’ lchamiga va muhit qovushoqligiga teskari
proportsionaldir , ya ‘ ni zarracha o ’ lchami qancha katta bo ’ lsa va muhit
qovushqoqligi qanchalik yuqoribo ’ lsa diffuziyalanish tezligi shuncha kam bo ’ ladi .
Shunga muvofiq chin eritmalardagi diffuziya tezligiga nisbatan , kolloid
eritmalarda diffuziya tezligi yuzlab va miiglab . marta kam bo ’ ladi .
Eynshteyn formulasidan foydalanib diffuziya koeffitsienta aniqla - nilsa
diffuziyalanuvchi zarracha o ’ lchamini va hatto dispers faza moddasining
molekulyar massasini topish mumkin .
Diffuziya jarayoni qaytmas jarayon bo ’ lib , terilarni oshlashda , gaz - lamalarni
buyashda , har xil konservalar tayyorlashda , shuningdek xalq ho ’ jaligining turli
sohalarida keng ishlatiladi .
1.2. Broun harakati .
1827 yili ingliz botanigi R . Broun gul changining suvda tarqalganligini
mikroskop yordamida kuzatib , gulning chang zarrachalari eritmada uzluksiz ,
tartibsiz harakat qilayotganini aniqladi .
Bunday harakat anorganik va organik moddalardan tayyorlangan emulsiya va
suspenziya-kolloid eritmalarida ham kuzatiladi.
Bu xodisa keyinchalik Broun harakati deb nom oldi, Broun hara kati
moddalarning tabiatigagina emas, balki haroratga va zarracha larning o’lchamiga
ham bog’liq zarrachalar kattalashgan sari Broun harakati kamayib boradi. Masalan,
zarrachalarning o’lchami 1-Zmk bo’lganida Broun harakati kuchli bo’lib, 4-5 mk
da kuchsiz va 5 mk dan katta bo’lganda to’xtaydi.
6

Zarrachalar uzluksiz harakatlanishi natijasida bir nuqtadan ik-
kinchi nuqtaga siljiydi va shu nuqtalar orasidagi masofa siljish qiy-
mati (X) deb ataladi.
1906 yili Eynshteyn gaz qonunlariga asoslanib, Broun harakatidagi siljish
qiymatini quyidagi formula bilan aniqladi:ΔX 2= RT Δt
3N πη r
bu yerda, ΔХ 2
– siljish qiymatining kvadrati, R – gaz konstantasi, T –
absolyut harorat, Δ t – vaqt, N – Avagadro soni, η – suyuqlikning qovushqoqligi, r
– zarrachaning radiusi.
1.3. Sedimentatsiya hodisasi.
Kolloid eritmalardagi zarrachalarning og’irlik kuchi ta‘sirida eritma tagiga
chukishi sedimentatsiya hodisasi deyiladi. Bu jarayonda birinchi navbatda og’ir
(katta.) zarrachalar chukadi, so’ngra qolgan zarrachalar massasiga qarab
chukaveradi. Masalan, loyqa suv turishi natijasida undagi tuproq zarrachalari
cho’kib, suv tiniqlashadi. Ayrim kolloid ertmalarda sedimentatsiya hodisasi sutt
bo’lib, zarrachalar cho’kmaydi, suv tiniqlashmaydi. Bunday holda zarrachalarga
markazdan qochuvchi kuch ta‘sir ettiriladi. Buning uchun tsentrifugalar ishlatiladi.
Sedimentatsiya usuli bilan kolloid eritmalardagi zarrachalarning o’lchami va
ularning molekulyar massasi angaqlanadi.
Dispers sistemalaming zarrachalari yeming tortish kuchi zonasi ta'sirida
bo’ladi va uning ta'sirida cho’kadi. Dispers faza zarrachalari juda kichik bo’lsa,
ultratsentrifugalar yordamida cho’ktirish mumkin. Sedimentatsiya tezligi dispers
faza zarrachasi radiusiga, muhit qovushqoqligiga bog’liq. Stoks qonuni bo’yicha
sedimentatsiya tezligi quyidagi tenglama bo’yicha hisoblanadi.
7

1.4. Kolloid eritmalarning osmotik bosimi
Kolloid eritmalarda ham chin eritmalarga o’xshash osmotik bosim mavjud.
Kolloid eritmalarda zarrachalar soni kam bo’lgani uchun, ularda osmotik bosim
kichik bo’ladi. Kolloid eritmalardagi osmotik bosimni topish uchun Vant-Goff
formulasidan foydalaniladi:P=nRT
N
bu yerda, R - osmotik bosim, n - zarrachalar soni, N - Avagadro soni, R - gaz
konstantasi, T -absolyut harorat.
Kolloid eritmalarning osmotik bosimi, eritmadagi erigan modda molekulyar
massasini aniqlashda yordam beradi.
Osmotik bosim. Chin eritmalar kabi kolloid eritmalar uchun ham
osmotik bosim xosdir. Suyultirilgan kolloid eritmalarning osmotik bosimi
uchun Vant-Goff tenglamasini qo’llasa bo’ladi:
С - 1 m3 kolloid eritmalarda erigan modda miqdori. U c = v-mga teng.
m —bitta zarracha massasi, v-konsentratsiya, M- 1 moP dispers fazaning
molyaar massasi.
Bir xil konsentratsiyali kolloid va chin eritmalami osmotik bosimlari
solishtirilsa kolloid eritmadagi zarrachalar soni kam bo ’ lganligi sababli
uning osmotik bosimi kichik bo ’ ladi .
Disperd sistemalarning sirt xossalari. Adsorbsiya
Sirt taranglik. Sirtdagi molekula bilan hajmdagi molekulaning
energetik holatlari bir xil emas. Sirtqi qatlam molekulyar kuchlaming to’la
8

sarflanmasligi tufayli ortiqcha erkin energiyaga ega. Bu energiyaning yuza
birligiga to’g’ri kelgan qismi solishtirma erkin sirt energiyasi (sirt taranglik)
deyiladi va S harfi bilan belgilanadi. Sirt taranglikni sirtni kengaytiruvchi
kuch deb qarash mumkin yoki sirtni bir yuza birligini kengaytirish uchun
sarflanadigan ishga teng deyish mumkin. Erkin sirt energiyasi quyidagi
formula bilan hisoblanadi:
Bu erda σ- sirt taranglik,
S -chegara sirt yuzasi,
G - erkin energiya.
Erkin energiya termodinamikaning ikkinchi qonuniga binoan
minimumga intiladi. Sirt energiyani kamaytirishga olib keladigan
hodisalardan biri adsorbtsiyadir. Sirt taranglikni faqat suyuqlik gaz
chegarasida o’lchash mumkin. Sirt taranglikni o’lchashni bir qancha
usullari bor. Rebinder usuli havo pufakchasini chiqarish uchun kerak
bo’lgan maksimal bosimni o’lchashga asoslangan.σ0
- suvning sirt tarangligi ; P
0 - toza suvda pufakcha chiqarish uchun
kerak bo ’ lgan bosim ; P - tekshirilayotgan suyuqlikda pufakcha
chiqaradigan bosim . Tomchini sanash usuli Traube tomonidan ishlab
chiqilgan. Bu usul stalagmometr asbobida bajariladi. Ma'lum standart
hajmdan oqib tomchilar soni standart va tekshirilayotgan suyuqlik uchun
ushlanadi va quyidagi tenglama bilan ifodalanadi:
IJu erda no - standart suyuqlik tomchilari soni; ni -tekshirilayotgan
Miyuqlik tomchidari soni; p0 -standart suyuqlik zichligi; pi - standart
suyuqlik zichligi. Bu keltirilgan usullar bilan toza suyuqliklar va chin
eritmalarning sirt tarangliklarini o’lchash mumkin. Qabariq sirtda
9

molekulyar harakat tekis sirtdagiga qaraganda ko’p, botiq sirtda kam
bo’ladi. Bu usulda quyidagi formula qo’llaniladi.
Sirt taranglikni o’lchash uchun yana “halqani uzush” usulini ham
qo’llash mumkin. Bu usulda metaldan yasalgan halqa suyuqlik sirtiga
tushiriladi va tarozi richagi bilan muvozanatlashtiriladi. So’ngra halqani
suyuqlik yuzasidan uzish uchun kuch qo’yiladi. Qo’yilgan kuch suyuqlik
sirt tarangligiga proportsional:
F=K* σ
К - halqaning diametri, o’lchami, qo’llanish burchagiga bog’liq
bo’lgan doimiylik. Uning qiymati standart suyuqlik, odatda suv uchun
aniqlanadi.
Adsorbsiya. Termodinamikaning 2-qonuniga binoan ortiqcha erkin
energiyaga ega bo’lgan sistemalarda, uni kamayishiga olib keladigan
jarayonlar o’z-o’zidan sodir bo’ladi. Fazalar chegarasida o’z26o’zidan sodir
bo’ladigan jarayonlardan biri - adsorbtsiyadir. Keng ma'noda olganda ikkita
faza chegarasida modda konsentratsiyasining o’zgarishi adsobtsiya deyiladi.
Sirt yuzasida modda konsentratsiyasi ortsa musbat adsorbtsiya, kamaysa
manfiy adsorbtsiya deyiladi.
Eritmalarda adsorbtsiya sirt taranglik o’zgarishi bilan kuzatiladi.
Eritma - gaz chegarasidagi adsorbtsiya lm2 sirt yuzasidagi modda
miqdori bilan o’lchanadi:
G=1/s
S – 1 kmol erigan modda adsorbtsiyalangan yuza.
10

II BOB: KOLLOID SISTEMALARNING OPTIK XOSSALARI
Kolloid eritmalarning optik xossalari chin eritmalar va dag’al dispers
sistemalarning xossalaridan katta farq qiladi.
Dispers sistemalardan yorug’lik nurining o’tishida uning yutilishi, qaytishi va
tarqalishi kuzatiladi. Yorug’likning yutilishi hodisasi tanlash xususiyatiga ega.
Ba'zi moddalar yorug’likni butunlay yutadi, ba'zilari spektming ma'lum
qisminigina yutadi. Bu faqat kolloid sistemalargagina emas, barcha dispers
sistemelarga xosdir. Yorug’likning qaytishi faqat dag’al dispers sistemalarda
(suspenziya, emulsiya) sodir bo’ladi. Bu sistemalarda zarracha o’lchami yorug’lik
nurining to’lqin uzunligidan katta bo’lganligi uchun bu sistemalar xira bo’ladi.
Kolloid sistemalar uchun optik xossalar ichida eng xarakterlisi yorug’likning
tarqalishidir. Yorug’likning tarqalishi (opalestsentsiya) yorug’lik nurining
difraktsiyasi tufayli sodir bo’ladi. Yorug’likning tarqalishi hodisasini nazariy
jihatdan Rele asoslab bergan. U tarqalgan yorug’lik nurining intensivgini hisoblash
uchun quyidagi tenglamani taklif etdi:
Tenglamadan ko’rinib turibdiki, tarqalayotgan nur intensivligi to’lqin
uzunligining to’rtinchi darajasiga teskari proportsional.
Agar oq nur tushayotgan (polixrom) bo'lu, tarqalayotgan nur qisqa
to’lqinlarga boy bo’ladi, ya'ni yon tomondan yoritilgan kolloid sistemalar
ko’kimtir rangli bo’ladi. O’tayotgan nurda ular qizil rangda ko’rinadi. Rele
tenglamasiga konsentratsiyani kiritish uchun v-v ni modda zichligiga
ko’paytiramiz.
C=v*V*p (kg/m 3
).
11

Zarrachalar sharsimon deb faraz qilsak, V = 4/3π-r 3
bo’ladi.
Hamma doimiylami bitta K 1
bilan belgilasak Rele tenlamasi:
Formuladagi J/J
0 = R bu xiralikni bildiradi.
Kolloid eritmalar tabiati, kontsentratsiyasi va kolloid zarracha larning katta
kichikligi kolloid eritmalarning optik xossalariga ko’ra aniqlanadi.
Zarrachalarning o’lchamiga qarab tushayotgan yorug’lik ta‘sirida kolloid
eritma har xil rangga ega bo’ladi. Masalan, zarrachalarning o’l chami 80-90 mmk
bo’lgan kumush kolloid eritmasining rangi to’qsariq zarrachalari o’lchami 110
mmk da binafsha, 160mmk da ko’k rangli bo’ladi. Bu hodisa tushayotgan nurning
tulqin uzunligiga va zarrachalarning o’lchamiga bog’liq. Agar nurning to’lqin
uzunligi dispers faza zarracharidan kichik bo’lsa, u holda nur zarrachalar orqali
to’siladi va sinib qaytadi, nurning to’lqin uzunligi zarrachadan katta bo’lsa, u holda
zarrachalar orqali yorug’lik nuri tarqaladi.
1857 yilda M.Faradey oltinning kolloid eritmasida bu hodisani mukammal
o’rgangan. So’ngra uning shogirdi D.Tindal kolloid dispers sistemadagi
zarrachalar yorug’likni tarqatishi natijasida dispers muhitda konussimon yorug’lik
nuri hosil bo’lishini tumanlarning xossalarini o’rganganda aniqlagan. Xuddi shu
hodisani, chang kutarilgach fona ri qorong’i qilib, bir teshik joyidan yorug’lik
o’tkazilganda, konussi mon yorug’lik yo’li ko’rinishidan kuzatish mumkin.
Bu hodisa ikki olim nomiga Faradey-Tindal konusi deb yuritiladi va
hodisaning o’zi Faradey-Tindal effekti deyiladi.
Bu effekt zolning disperelik darajasi ortishi bilan kuchayadi.
Ingliz fizigi D.Reley zarrachalarning nur tarqatishini o’rganib, kolloid dispers
sistemada tarqalayotgan nurning yorug’lik darajasi (intensivligi) kolloid
zarrachalarning soni va hajmining kvadratiga to’g’ri proportsional, tushayotgan nur
tulqin uzunligining to’rtinchi darajasiga esa teskari proportsional bo’lishi haqidagi
qonuniyatini yaratdi:
12

I= K nV 2
λ2bunda, I -tarqalgan nurning yorug’lik darajasi; K - kolloid dispers sistemanint
sindirish ko’rsatkichlariga bog’liq konstanta; n - zarrachalar soni; V – zarracha
hajmi; λ - nurning tulqin uzunligi.
Bu qonun kolloid zritmadagi dispers faza zarrachalariking o’lchami 10 sm
dan katta bo’lmaganda tatbiq etiladi.
Kolloid zarrachalaming o’lchami kichik bo’lgani uchun ulami eng yaxshi
optik mikroskopda ham ko’rib bo’lmaydi. 1903 yilda Zigmondi va Ziddentoff
yorug’likning tarqatilishini kuzatish mumkin bo’lgan asbob - ultramikroskop taklif
etishdi. Uning yordamida ma'lum hajm W zoldagi zarrachalar soni sanaladi. Bitta
zarrachaning massasini
m=C*W/ v
bo’yicha hisoblanadi.
Kolloid eritmani monodispers hisoblab, zarracha shar shaklida 4 desak,
yozish mumkin. Bu tenglamadan zarracha radiusi topiladi:
Agar zarrachalar kub shaklida bo’Isa, kub qirrasi uzunligi l topiladi.
Nefelometrik usul dispers sistema tarqatgan numing intensivligini o’lchashga
asoslangan. Bu usulda zol konsentratsiyasi va dispers faza zarrachasining o’lchami
aniqlanadi. Buning uchun Rele tenglamasini quyidagi ko’rinishda yozish mumkin.
J = K*C*V
K - С va V dan boshqa hamma parametrlarni birlashtirgan doimiy son.
Usulning mohiyati shundaki, unda ikkita dispers sistema tomonidan tarqatilayotgan
numing intensivligi solishtiriladi. Zollar solingan kyuvetalar tushayotgan nur bilan
13

yoritiladi.
Eritilayotgan zollar balandliklarini o’zgartirib, ikkala zoldan tarqalayotgan
intensivliklari tenglashtiriladi.
Standart va tekshiriluvchi eritmalar:
a) bir xil hajmda va bir xil tabiatli zarrachalaming hajmiy konsentratsiyalari
bilan;
b) bir xil hajmiy konsentratsiyali, lekin zarracha hajmlari bilan farq qilishi
mumkin.
Ji=J2 bo’lganda ular uchun: a) Cihi= c2h2; b) Vihi= Y2h2 deb yozish
mumkin.
Rele nazariyasiga asoslanib, Debay eritma xiraligini uning zarracha o’lchami
bilan bog’liqligi uchun quyidagi formulani taklif etdi:
t = H*C*M;
С -konsentratsiya, kg/m3, H -umumlashtirilgan doimiylik.
M -modda mitsellasining molekulyar massasi.
Debay tenglamasi juda suyultirilgan eritmalar uchun to’g’ri bo’ladi.
Yuqorida aytib o’tilganidek tushayotgan nurning intensivligi sistemadan
o’tganda pasayadi. Tiniq rangsiz erituvchili eritmalarda nur faqat erigan modda
tomonidan yutiladi. Ular uchun Lambert-Ber tenglamasi o’rinli bo’ladi:
J
0 - tushayotgan nur intensivligi;
j- o’tgan nur intensivligi;
e - konsentratsiya birligiga to’g’ri keladigan nur yutish koeffitsienti;
с - eritma konsentratsiyasi;
d -eritma qatlami qalinligi;
e - natural logarifm asosi;
Kolloid va dispers sistemalarda tushayotgan nur intensivligi faqat yutilishi
hisobiga emas, dispers faza zarrachalarining yorug’lik nurini tarqatishi hisobiga
ham pasayadi. Shu sababli rangli kolloid eritmalarda yorug’likning tarqalish
14

koffitsienti ham hisobga olinadi.
A -yorug’likning tarqalish koeffitsienti.
Tiniq kolloid va dispers sistemalarda yorug’likning yutilishi kuzatilmaydi.
Ularda E=0. Intensivlikning pasayishi faqat yorug’likning tarqalishi tufayli bo’ladi.
Tushayotgan nur intensivligining tarqalayotgan nur intensivligiga nisbatining
logarifmi sistemaning optik zichligi deyiladi.
Lambert-Ber qonunini qo’llash mumkinligi grafik usulida aniqlanadi. Bunda
optik zichlikning konsentratsiyaga D - С bog’liqligi kalibrlash grafigida to’g’ri
chiziqni berishi kerak.
1908 yili S.Smoluxovskiy ko’rsatishicha, kolloid sistemada bir xil
o’lchamdagi dispers faza bo’lganda issiqlik ta‘siri natijasida uning zichligi
o’zgaradi va nurlarning tarqalish intensivligi har xil
Buning natijasida kolloid eritmalarning rangi o’zgaradi. Bu hodisa
opalestsentsiya deyiladi.
Kolloid sistemalarning nur tarqatish xossalari Faradey-Tindal effektiga
asoslanib tuzilgan nefelometr, ultramikroskop va zlektonmikroskoplar yordamida
o’rganiladi.
Kolloid sistemalarning elektrokinetik xossalari Kolloid sistemalarning
(xususan gidrozollaming) elektr maydonidagi holatini tekshirgan juda ko’p
izlanishlar shuni ko’rsatdiki, kolloid zarrachalar o’zgarmas tezlikda elektrodlardan
biri tomon harakatlanadi. Dispers faza zarrachalarining elektr maydonidagi
harakati elektroforez deyiladi. Suyuq dispers muhitning elektr maydonidagi
harakati elektroosmos deyiladi. 1859 yilda Kvinke suyuqlikning g’ovak diafragma
orqali oqib o’tishida potentsial farqi yuzaga kelishini aniqladi. Uni oqib chiqish
potentsiali deb ataldi. 1878 yilda Dorn dispers faza zarrachalarini cho’kishida
qatlamlar orasida potentsial farqi hosil bo’lishini isbotlab cho’kish potentsiali deb
atadi. Yuqoridagi to’rtta hodisaning sodir bo’lishini fazalar chegarasida qo’sh elekt
15

qavat (QEQ) hosil bo’lishi bilan tushuntiriladi. Qo’sh elektr qavatning hosil
bo’lishini 1924 yilda Shtem o’z nazariyasida tushuntirgan. Buda elektrostatik
tortishish, adsorbtsiya va ionlaming o’lchamlarini hisobga oladi. Kumush nitrat
ortiqcha olingan kumush xlorid zoli mitsellasining tuzilishini koordinatalar
sistemasida ifodalab, qo’sh elektr qavatning tuzilishini ko’rib chiqamiz. Agregat va
dispers muhitning chegara sathida potentsial aniqlovchi ionlar (bu misolda n ta
Ag+ ionlari) adsorbtsiyalanadi. Qarshi ionlar (n- x) ta no; ham adsorbtsion va
elektrostatik kuchlar ta'sirida bo’ladi. Shu bilan birga x ta no; ioniga issiqlik
harakati ham ta'sir ctadi. Natijada qarshi ionlar diffuzion tarqaladi. no; - ionlarining
konsentratsiyasi sirtdan uzoqlashgan sari kamayadi.
Potentsial aniqlovchi ionlar(n та) va qarshi ionlaming bir qismi (n- x)ta
adsorbtsion qavatni hosil qiladi. Uning qalinligi gidratlangan ion diametriga teng
(7.1- rasmda AB chiziq) qolgan (x ta) qarshi ion diffuzion qavatni hosil qiladi (BC
oraliq). Qattiq faza bilan eritma orasida potentsial farqi hosil bo’ladi va u
termodinamik potentsial deyiladi - <p (rasmda OD kesma). Diffuzion qavatgacha
ОС qiymati to’g’ri chiziq bo’ylab pasayadi. Agar zolni elektr maydoniga
joylashtirilsa, diffuzion qavatdagi bo’sh ushlangan ionlar bir elektrodga,
zaryadlangan zarracha esa boshqa elektrodga yuqoridagi misolda qatodga tomon
harakatlanadi. Misella xuddi AB chegarada ikkiga bo’linganga o’xshaydi.
Adsorbtsion va diffuzion qavatlar orasida boshqa potentsial hosil bo’ladi. Bu
potentsial termodinamik potentsialning bir qismi bo’lib, elektrokinetik yoki dzeta
16

ε-potentsial deyiladi. Elektroforetik tekshirishlarda zol chegarasining chiziqli
tezligi bilan dzeta potentsial orasidagi bog’lanishni ifodalovchi
quyidagitenglamadan foydalaniladi:
ε
- muhitning dielektrik doimiyligi; s0- elektrik doimiylik, 8,85 1 O'12 f/m; H
- tashqi maydon gradienti V/m; rj- muhit qovushqoqligi, N-s/m2.
Zol chegarasining tezligi elektroforetik harakatchanlik u bilan bog’liq.
Elektroforetik harakatchanlik potentsial gradienti IV da 1 m bo’lganda, yani H=1
V/m da zarrachaning 1 cekunda bosib o’tgan yo’lini xarakterlaydi.
E- elektrodlar orasidagi potentsial farqi, V;
l- elektrodlar orasidagi masofa, m;
r- zol chegarasi, S - (m) masofani bosib o’tgan vaqt.
v J Elektroosmotik natijalar bo’yicha dzeta potentsialni quyidagi formula
bilan topiladi:
x - solishtirma elektr o’tkazuvchanlik Om 1
m 1
W - hajmiy tezlik, m3/s; (73)
J - tok kuchi, A;
e, - elektrik doimiylik = 8,85 1 O'12 f/m.
2.1. Nefelometr.
Kolloid eritmalarning kontsentratsiyasi va undagi zarrachalarni o’lchami
aniqlanadigan asbob nefelometr deyidadi.
Nefelometr ikkita bir xil tsilindrik shisha idishdan iborat bo’lib, biriga
kontsentratsiyasi ma‘lum standart zol, ikkinchisiga kontsentratsiyasi noma‘lum zol
to’ddiriladi. So’ngra ikki tsilindr yonidan yorug’lik nuri o’tkazilganda Tindal
konusi hosil bo’ladi. Zollardan sochilayotgan nur asbobning yuqori qismidagi
17

oynaga tushadi va u okulyar orqali kuzatiladi. Okulyar kuzgusi doira shaklida
bo’lib, teng ikkiga (bo’lingan, uning bir yarmini standart zritmaning nurlari yoritsa,
ikkinchi yarmini aniqlanadigan moddaning nurlari yoritadi,.
Yoritilish yarim doiralarida har xil bo’lsa, tsilindrlarni yuqoriga yoki pastga
tushirish bilan ularni bir xil ko’rinishga keltirish mumkin. Shu paytda zollarning
yoritilayotgan qismlarining balandligi zollarning kontsentratsiyasiga teskari
proportsional bo’ladi:h1
h2
=
C2
C1
bunda С
1 - standart zolning kontsentratsiyasi, h
1 - standart zolning balandligi ,
С
2 -sinaladigan zolning kontsentratsiyasi, h
2 – sinadigan zolning balandligi.
Tekshirilayotgan kolloid eritmalarning kontsentratsiyasi quyidagi formula
asosida aniqlanadi:
C2=
C1h1
h2
Kolloid zarrachalarning o’lchami kuzga ko’rinadigan yorug’lik nuriiing
to’lqin uzunligidan kichik bo’lganligi uchun eng kuchli optik mikroskop bilan
ham ularni ko’rib bo’lmaydi.
Sinaladigan kolloid eritmaning kontsentratsiyasi aniqlangandan so’ng
undagi kolloid zarrachalarning hajmi (V
2 ) quyidagi formula bo’yicha topiladi:
V1
V2
=
h2
h1
; V2=
V1h1
h2
Bunda V
1 - standart eritmadagi zarracha hajmi.
2.2. Ultramikroskop.
18

Kolloid sistemalarda nurning tarqatish hodisasidan kolloid kimyoning
rivojlanishida juda katta ahamiyatga ega bo’lgan ultramikroskopiya usulidan
foydalaniladi.
Kolloid zarrachalarning o’lchami ko’zga ko’rinadigan yorug’lik nurining
to’lqin uzunligidan kichik bo’lgani uchun oddiy optik mikroskop yordamida bu
zarrachalarni ko’rib bo’lmaydi. Bunga sabab shuki, kolloid zarrachalarga
tushadigan nur to’lqinlari zarrachalarni aylanib o’tadi va sochilgan nurni ko’z bilan
ko’rib bo’lmaydi.
Ultramikroskopni 1903 yilda Faradey-Tindal effekti asosida Zidentopf va
Zigmondi yaratdilar. Oddiy mikroskop bilan ultramikroskopning farqi shundaki,
oddiy mikroskopda yorug’lik manbadan tushayotgak nur kuzatilayotgan jism
(ob‘ekt) orqali o’tadi va kuzatuvchiga ko’rinadi. Ultramikroskopda zsa yorug’lik
manbaidan kelayotgan yorug’lik nuri optik sistemalarda kuchaytirilib, to’g’ri
burchak ostida qorong’i fonda yon tomondan kolloid eritmaga tushiriladi, ya‘ni
yorug’lik to’g’ridan-to’g’ri kuzatuvchi ko’ziga tushmaydi:. Shunday qilib,
ultramikroskopda kolloid zarrachalarning o’zi emas, balki shu zarrachalardan
tarqalayotgan nur ko’rinadi. Kolloid eritmadan tarqalayotgan nurning intensivligi
kolloid zarrachalarning eritmadagi kontsentratsiyasiga, ularning shakli va
o’lchamlariga bog’liq.
Kolloid zarrachalar o’z shakliga ko’ra ikki guruhga bo’linadi. Birinchi
guruhga o’lchamlari har tomonlama bir xil bo’lgan zarrachalar (shar yoki kub
shaklidagi), masalan, oqsillarning, smolalarning kol loid eritmalari, ba‘zi
metallarning gidroksidlari kiradi. Ikkinchi guruhga gabarit o’lchamlari turlicha
bo’lgan kolloid zarrachalar kiradi. Bularning shakli bargsimon (Fe( О H)
3 zoli),
tayoqchasimon (V
2 O
3 ) ipsimon, zanjirsimon (sovun, antraxinon zarrachalari)
bo’lishi mumkin.
Ultramikroskopda kolloid eritmalarni kuzatganimizda bizga zar-chalarning
shakli ham, o’lchamlari ham ko’rinmaydi. Shunga qaramay, ultramikroskop
yordamida bilvosita yo’l bilan kolloid zarrachalarning o’lchami va shaklini
aniqlash mumkin. Buning uchun ma‘lum V hajmdagi zolda bo’lgan zarrachalar
19

soni V ultramikroskop yordamida vizual sanab topiladi. Ayni eritmada dispers
fazaning massasini bilgan holda eritmadagi barcha zarrachalar soni hisoblab
topiladi. So’ngra dis pers fazaning zichligini e‘tiborga olib, kolloid zarrachalarning
hajmi va o’lchamlarini topish mumkin. Zarrachalarning zichligi d kolloid
eritmaning og’irlik kontsentratsiyasi S (g/l), ultramikroskopga olingan zolning
hajmi V va shu hajmdagi zarrachalar soni Y bo’lsa, hajm birligidagi zarrachalar
soni quyidagiga teng bo’ladi;n=Y
V
Alohida zarrachalarning massasi
m= c
n va zarrachaning hajmi w= m
d bo’ladi.
U hold а
w= c
nd = cY
Yd
2.4. Elektron mikroskop
Oxirgi paytlarda optik mikroskoplar bilan bir qatorda elektron mikroskoplar
keng qo’llanilmoqda. Bunday asbobda yorug’lik nurlari o’rniga elektron nurlari
ishlatiladi. Shuning uchun shisha linzalari o’rniga elektromagnit maydonidan
foydalaniladi va elektron nurning manbai sifatida volfram simi ishlatiladi,
Volframm simi qizdirilganda undan elektronlar oqimi sochilib, elektromagnit
maydoni orqali kolloid eritmadan o’tadi va maxsus ekranda zarrachalarning shakli
kattalashgan holda ko’rinadi.
20

Elektron mikroskop (EM) optik
mikroskopdan farqli o'laroq yorug'lik
oqimi o'rniga elektron nurdan
foydalanish tufayli maksimal 10 6 marta
kattalashtirishga ega bo'lgan
ob'ektlarning tasvirini olish imkonini
beruvchi qurilma (mikroskop)
hisoblanadi. 200 eV - 400 keV yoki
undan yuqori energiyaga ega (masalan, 1
MV tezlashtiruvchi kuchlanishli yuqori
aniqlikdagi uzatuvchi elektron
mikroskoplar).
Potensiallar farqi 1000 V bo'lgan elektr maydonida tezlashtirilgan
elektronlarning de Broyl to'lqin uzunligi 0,4 Å ni tashkil qiladi. bu ko'rinadigan
yorug'lik to'lqin uzunligidan ancha kichikdir. Natijada, elektron mikroskopning
o'lchamlari an'anaviy optik mikroskopnikidan 10 000 baravar ko'proq bo'lishi
mumkin. Elektron mikroskopda tasvirlarni olish uchun maxsus magnit linzalar
elektromagnit maydon yordamida asbob ustunidagi elektronlarning harakatini
nazorat qilish uchun ishlatiladi.
Elektron mikroskop tirik (o’simlik, hayvonot) organyazmdagi hujayralarning
tuzshlishini va ulardagi har xil kasalliklarni qo’zg’atuvchi mikrob va viruslarni
aniqlashda keng qo’llaniladi.
21

XULOSA
Xulosa qilib shuni aytish mumkinki. Kolloid eritmalarning Optik xossalariga:
yorug’likning kolloid eritmalarda tarqalishi, kolloid eritmalarning rangi,
yorug’likning kolloidlarga yutilishi, ultramikroskop, elektromikroskopik va
rentgenografik xossalarikiradi: Yorug’lik nuri qismlarining yutilish xossasi bilan
difraktsiya ya`ni yorug’lik zarrachani o‘rab o‘tishi hodisasining birga qo‘shilishi
natijasida kolloid eritmada biror rang hosil bo‘ladi.
Zollarning o‘tayotgan yorug’likdagi rangi disperslik darajasiga,
zarrachalarning kimyoviy tabiatiga va shakliga bog’liq holda o‘zgaradi.Jism
zarrachalarining o‘lchamlari tushayotgan yorug’likning to‘lqin uzunligidan ancha
kichik bo‘lsa yorug’likni yoyilishi kuzatiladi. Shuning uchun kolloid sistemalar
yorug’lik nuri bilan yoritilganda dispers faza zarrachalari tushayotgan
yorug’lik nurlarini yoyib yuboradi.
Dispers sistemadan intensiv yorug’lik nuri o‘tkazib sistemaga yorug’lik nuri
yo‘nalishiga nisbatan biror burchak bilan qaraganimizda sistema ichida yorug’
konusni ko‘ramiz. Bu hodisani Faradey –Tindal effekti deyiladi. Sababi kolloid
zarrachaga tushgan yorug’lik zarrachalar tomonidan yoyiladi. Natijada har qaysi
zarracha xuddi yorug’lik beruvchi nuqtadek bo‘lib ko‘rinadi. Zollarga rangdorlik
xossalari xos. Zollarning o‘tayotgan yorug‘likdagi rangi ularning disperslik
darajasiga, zarrachalarning kimyoviy tabiati va shakliga bog‘liq hollarda o‘zgaradi.
22

FOYDALANILGAN ADABIYOTLAR.
1. С.Е.Воютский. «Курс коллоидной химии». М. 1973.
2. X.R.Raximov. «Fizik va kolloid ximiya». Toshkent. « O’q ituvchi». 1978 y.
3. S.A.Balezn. «Fizik va kolloid kimyodan amaliy mash g ’ulotlar». Toshkent.
« O’q ituvchi». 1969 y.
4. N. Q .Mu h ammadiev, I.M.Ergashev. «Fizikaviy va kolloid kimyodan amaliy
mash g ’ulotlar». Samar q and. 2000 y.
5. SH.N.Nazarov. «Fizik va kolloid ximiya». Toshkent. « O’q ituvchi». 1989 y.
6. К.И.Евстратова, Н.А.Купина, Е.Е.Малахова. «Физическая и коллоидная
химия». М.: «Высщая школа». 1990.
7. В.И.Захарченко. «Сборник задач и упражнений по физической и
коллоидной химии». М.: Просвешение. 1978.
8. О.С.Гамеева. «Сборник задач и упражнений по физической и
коллоидной химии». М.: «Высщая школа». 1966.
9. K.S.A h medov. «Kolloid ximiya». Toshkent. 1990 y.
23

Dispers sistemalarning asosiy optik xossalari

Sotib olish