КОЛЛОИДТЫ БАЗ ЕРІТІНДІЛЕРІНІҢ ҚАСИЕТТЕРІ

БАЗ нағыз ерітінділері. Қоллоидты БАЗ концентрациясы өте төмен болса, онда ол молекулалық, яғни нағыз ерітінді түрінде болады. Егер онын, концентрациясын біртіндеп көтерсе, онда ол молекулалық ерітіндіден коллоидты ерітіндіге, яғни мицеллалық ерітіндіге айналады.

Қоллоидты БАЗ нағыз ерітіндіден мицелла-лық (коллоидты) ерітіндіге ауысуына сәйкес кслетін концентра-цияны бұрында айтқандай мицелла түзілетін кризистік концентра-ция (ККМ) дейді. Әдетте ол көптеген коллоидты БАЗ үшін аса үлкен бола бермейді (10~⁵ — 10~³ моль/л). Сабын ерітіндісі әлсіз электролит болғандықтан, ол ерітіндіде иондар күйінде (КСОО~~ және Ме+) және диссоциацияланбаған молекула (КСООМе) мен оның гидролизденуі кезінде пайда болатын қаныққан майлы қа-тардағы қышқыл (КСООН) түрінде кездеседі. Мысалы, сульфо-қышкыл сияқтылардың күші ерітіндідегі иондармен анықталса, ионогенсіз БАЗ диссоциацияланбаған молекулалармен өрнекте-леді.

Мицелланың түзілуі. Бүрында айтылғандай БАЗ ерітінділері төменгі концентрация кезінде молекулалық күйде болса, ол кон-центрация жоғарылағанда мицеллалық күйге ауысады, яғни ККМ өскенде молекулалар агрегациялана бастайды да мицелла түзеді. Қоллоидты БАЗ ерітінділерінін, бұл күйін массалық әрекеттесу заңына бағынатын қайтымдылық күйіндегі тепе-теңдік секілді қарастыруға болады. Бұл теп-теңдікті, мәселен, диссоциациялан-баған молекулалар үшін жалпы түрге келтіріп көрсетуге болады:

Сондай-ақ, осы кездегі мицелла түзілетін құбылысқа су — жанасу шегінің беткі қабатында жаңа фазаның туындауы ретінде де қарауға болады. Мұндайда мицелланы шекті дисперстіліктегі

245

ерекше фаза ретінде қарастырады. Мицелланың түзілуі көптеген молекуланың шексіз жинақталуы емес. Олар әрбір агрегатта бел-гілі шамада ғана бірігеді. Ондағы молекула санын агрегация саны деп атайды. Ал мицелла құрылуының фазалық теориясына мына-дай екі дәлел бар: біріншіден, ККМ жоғарғы концентрацияда ері-ген коллоидты БАЗ ерітіндідегі молекулалық концентрацияның тұрақтылығы, екіншіден концентрацияға байланысты болатын қасиет тәуелділігін кескіндейтін қисықтың ерекше болуы термо-динамикалық тұрғыдан алғанда ондағы агрегация саны 25 және одан да артық болса, олардың екеуі де бірдей. Ендеше БАЗ моле-куласынан құралатын агрегат көмірсутекті тізбектен тұрады, ал ондағы молекуланың гидрофилді бөлігі мицелланың сыртқы каба-тына орналасады.

Мицелла құрылысы. Қазіргі кезде коллоидты БАЗ ерітінділе-ріндегі мицелла құрылысы жайлы бірегей көзқарас әлі калып гас-паған Бұл системаиың түрлі жағдайда, түрліше болуына сүйене отырып, түрлі ғылыми багыттағы ғалымдар бірнеше мицелла тек-терін ұсынды. Мак-Бэн үсынысына орай коллоидты БАЗ ерітінді-лершің злектролитіндегі мицеллалар түрі шар тәрізді және плас-тина тәрізді болады. Бұлардың бірге кездесуі мицелла ерітіндісі-нің электр өткізгіштігін өрнектейтін кисықта сынықты тудырады деіен пікірді тұжырымдайды. Мак-Бэн \сынған пластина тәрізді мицелла кұрылысының болатынын В. Филиппов рентгенография-лық зерттеу кезінде көрсетті. Мицелла құрамына енетін молекула-лардыд ұқсас ұштары бір жаққа қарай орналасады және ондағы көмірсутекті тізбек өзінше бір арекше фаза түзеді. Ал Гартли, Мак-Бэн мен Филиппов жорамалдаған көмірсутекті тізбектен тұратын фазаны әлдеқайда ретсіз орналасады деген болжамды ұсынды. Гартли ұсынған мицелланың түрі шар тәрізді. Ондағы гидрофилді, яғни полюсті бөліктер мицелланың сыртқы кабатына, ал гидро фобты немесе көмірсутекті тізбектері көлем ішіне бағытталған. Сондықтан да мұндай мицелланың ішкі құрылысы мен қясиеті жағынан алғанда, ол көмірсутекті қосылысқа ұқсас болады. Де-бай коллоидты БАЗ ерітінділерінің жарық шашыратқыштық қабі-летін зерттей келіп, ондағы мицелланьщ түрі таякша тәрізді бола-ды деп тұжырымдады. Дебай ұсынысына орай, таяқша тәрізді ми-целланың өзі бірнеше жұка жапырақшалардан құралады. Ондағы гидрофильді бөліктер сыртқа, яғни ерітіндіге, ал көмірсутекті тіз-бектер шекті көлемге карай орналасқан (71-сурет).

Коллоидты БАЗ ерітінділерінің жарық шашыратқыш қасиетін және диффузиясын анықтау арқылы мицелла өлшемі анықталды. Оның түрі мен тегіне орай мицелланың массалары бірнеше мың-нан жүздеген мыңға дейінгі аралықта болады. 14-таблицада кей-бір коллоидты БАЗ-дың судағы ерітіндісіндегі мицеллалардьщ массасы мен агрегация саны көрсетілген.

Таблицада келтірілген мәліметтерден молекуладағы гидрофил-ді бөліктің артуына орай мицелланың массасы және агрегация са-ны кемитінін, бір гомологиялық қатардағы көмірсутекті тізбектің артуына қарай, оған тәуелділік жағдайда мицелла массасы мен

246

71-сурст

14-таблица

247

Концентрация

72-сурет

агрегация саны көбейетінін көруге бо-лады.

ККМ-ді анықтау. Шала коллоидты системадағы аса маңызды көрсеткіш-тің бірі — ерітіндідегі мицелла түзетін кризистік концентрацияны (ККМ) анықтау. Ол моль/л не процентпен өл-шенеді. 72-суретте сабын ерітіндісінің эквивалентті электр өткізгіштігінің концентрацияға функционалды түрдегі тәуелділігі келтірілген.

Графиктің ординатасына сабын ерітіндісінің эквивалентті электр өткізгіштігін, ал абцисса осіне оның кон-

центрация мәнін орналастырса, онда осы екеуінің арасындағы бай-ланыс қисық сызықты сипаттайды. Әуелі сабын ерітіндісі төменгі концентрация кезінде электр тогын айтарлықтай өткізетінін кө-реміз. Сабын ерітіндісі концентрациясы өскенде де ол тузу сызық-ты өзгереді. 72-суреттегі төменгі және жоғарғы концентрация ке-зіндегі эквивалентті электр өткізгіштікті өрнектейтін түзудің қиы-лысқандағы концентрациясы (С_кр)ерітіндінің мицелла құрайтын кризистік концентрациясы (ККМ) болады. Ол көптеген коллоидты ерітінділер үшін өлшенген және анықтамалықтарда келтірілген.