ҰЮ КИНЕТИКАСЫ


Ұю жылдамдығы жалпы химиялық реакциялардьщ жылдамды-ғы сияқты берілген белгілі уақыт аралығындағы бөлшек санының,’ яғни концентрациясының өзгеруімен сипатталады. Мүнда да хи-миялық кинетикадағыдай теріс таңбамен алынған белгілі мерзім-ге қатынасты өзгерген концентрация бөліндісінің туындысына тең.

Ұю жылдамдығының оны ұйытатын электролит концентрация-сына тәуелділігі 60-суретте кескінделген. Ондағы графикті шартты үшке бөлуге болады. Мүндағы 1-облыста ұю жылдамдығы баяу, сондықтан да ондағы зольді тұрақты деуге болады. 2-облыста электролит концентрациясыньщ болмашы өзгерісіне үю жылдам-дығы әрі сезімтал, әрі тез өсетіндігін нұсқайды. Ал 3-облыста ұю жылдамдығы электролит концентрациясына тәуелсіз, яғни элек-тролит концентрациясы өссе де ұю жылдамдығы аз өзгеріп, соңын-да ешбір өзгеріссіз қалады. Ондағы 1-облыс жай, ал 2-жылдам ұйитын облыстар деп аталады. Тез ұю теориясын бұрында айтылғандай Смолуховский зерттеп, ұсынды.

Бұл теорияға орай, тез үю кезіндегі коллоидты бөлшектердің кез келген және әрбір қақтығы-суы, олардың бірігіп, жабысып, ірілеуіне ^әкеледі деген болжам бар. Берілген мерзім ішіндегі қақтығыс саны, ондагы бөлшектердін, броуынды қозғалыс интенсивтілігімен анықталады. Ол өз теориясын ұсынарда әрбір коллоидты бөлшектің айналасьшда күш өрісі болады деген ұғымды басшылыққа алды. Бұл ойға орай, шар тәрізді бөлшектің радиусы Rал оның бетінен бастап тартылу күші а қашықтығына дейін әсер ететін болса, онда әрекеттесуші күштің өрісі (R + а)-ға тен, болады. Бүл сфераны тартылу сферасы дейді. Смолуховский теориясы бойынша үю процесі жүру үшін осы сфералар бірімен-бірі түйіссе де жеткілікті. Ондағы ұюды химиялық қайтымсыз реакциялар-60-сурет мен салыстыруға болады. Ұю процесін

220

г

сандық тұрғыдан сипаттау үшін химиялық кинетикадағы формальды теңдеулерді қолдана береді. Осы тұста шамамен келесі жүйені үлгі тұтуға болады: біріншілік бөлшектер деп аталатын жә-не ұю процесі басталмай тұрғанда, яғни зольдердің өзі құралатын бөлшектердің екеуі өзара қақтырысқанда, екіншілік делінетін ірі бөлшектер туындайды; екіншілік бөлшектер біріншілікпен қақты-ғысқанда үшіншілік бөлшектер пайда болады; сонан соң одан да жоғары ретті айталық төртіншілік бөлшектер не екі екіншілік, не үшіншілік пен біріншілік бөлшектер қақтығысқанда туындайды; мұндай процестер қайталана келіп, бірнеше ретті бөлшектерді құ-райды. Смолуховский теориясын басшылыққа ала отырып, қоры-тындыланған теңдеулер мен оны пайдаланып жүргізген есептеулер, тәжірибе кезіндегі деректерге қайшы келмейді. Әйтсе де кейбір шектеулер бұл теорияның әлі де болса толық еместігін көрсетіі. Олар мынадай: теория жылдам үюға арналған, яғни кез келген тартылу сферасы бөлшектердін, бірігіп, жабысатын жайға әкеледі; бүл теориядағы негізгі теңдеулерді қорыту кезінде барлық бірін-шілік бөлшектер әрі шар тәрізді, әрі бірдей деген болжамға сүйен-ді, яғни золь монодисперсті деп қабылданды.

Бертін келе Смолуховский өз теориясын баяу ұю облысына да таратуға тырысады. Ол осы мақсатпен әрекеттесетін бөлшектердің әсерлігін ескеретін коэффициент енгізді. Егер қақтығысқан әр бөл-шек бірігіп, жабысуға қатысса, онда а=1, яғни ұю тез жүреді, ал 0<а<1 болса, онда ұю баяу жүреді. Баяу ұю процесіне арналған теңдеуді мына төмендегідей өрнектеуге болады:

 

мұндағы С — концентрация; k — жылдамдық константасы; t — уа-қыт. Бұл теңдеу кейде тәжірибе кезінде алған деректермен тура келе бермейді және а.коэффициенті мен золь қасиетін байланыс-тыра өрнектейтін мәлімет те жоқ.

Г. Мюллер коллоидты система полидисперсті болатын жағдай мен ондағы бөлшек түрлері таяқша және жайпақ табақша тәрізді болып келетін түрге арналған теорияны ұсынды. Бұл теорияға орай коллоидты системаның ұю процесі Смолуховский болжамын-дағыдан тезірек жүреді. Осындай полидисперсті системадағы бөл-шек түрінің өзгеше болып келуі де ұю жылдамдығын тездетуге септігін тигізеді, өйткені бөлшектердің қактығысуына ілгерілемелі броундық қозғалыспен қатар, айналмалы броундық қозғалыс та ықпал етеді. Мюллердің теориялық болжамы Вигнер, Туорил, Маршал және басқа да ғалымдардың ғылыми-зерттеулерінде үй-лесімді қолдау тапты.

Читайте также: