КОЛЛОИДТЫ-ДИСПЕРСТІ СИСТЕМАЛАРДЫ АЛУ
Затты ұнтақтап конденсациялау әдістерімен коллоидты бөл-шектер алуға болады. Қоллоидты ерітіндідегі бөлшектер бірімен-бірі өзара қақтығысқанда, олардың жабысып, іріленуіне кедергі ^олатын түрақтандырғыштардың (стабилизаторлардың) болуы қажет (мысалы, электролит иондарының коллоидты бөлшектін, бетіндегі ионды-гидратты кабықша). Коллоидты бөлшектер дис-перстік ортада (еріткіште) нашар еруі керек. Осы айтылған жай-дын бәрі бірдей орындалғанда коллоидты системадағы бөлшектер-дің тұнбаға түсуіне кедергі болатын электр заряды мен гидратты қабықша пайда болады.
А. Дисперстік әдістер. Дисперстік әдіс берілген үлкен қатты затты әуелі майдалап, сосын оны ұнтақтап, коллоидты-дисперсті бөлшектерге дейін кішірейтуге бағытталған. Мұның өзін бірнеше әдіспен жүзеге асырады.
Механикалық әдіс. Механикалық әдіс берілген қатты заттың үлкен бөлшектерін ұзақ және тоқтаусыз, әрі жылдам ысқылау, ұнтақтау сияқты механикалық жолмен кішірейтуге бағытталған. Бүл арнайы машиналармен жүзеге асырылады, шары бар және коллоидты диірмендер қолданылады. Шары бар диірмен — (техни-када оны шарлы, шарлық диірмен дейді) ішінде әр түрлі өлшем-дегі болат не фарфор, тіпті кейде басқа да катты заттардан әзір-ленген шары бар, іші куыс болат цилиндр. Әдетте диірмен ішінде-гі астар мен шариктер біртекті және ұнтақталатын заттан едәуір-катты болады. Осындай диірмен ішіне дисперстелетін зат пен түр-лі өлшемдегі шарлар бірге салынады да белгілі жылдамдықпен, электромотор көмегімен айналдырылады. Ондағы ұнтақталу шар көмегімен жүзеге асады. Мұндай диірмендер әр түрлі дисперстел-ген жүзгіндерді алу үшін кеңінен пайдаланылады. Әйтсе де бұл диірменде ұсакталған заттардың дисперстілік дәрежесі төмен, он-дағы бөлшектердің диаметрі — 50—60 мкм шамасында.
Егер дисперстік дәрежесі жоғары зат керек болса, онда арнаулы коллоидты диірмен пайдаланылады. Мүндай коллоидты диір-меннің бір түрін Плауссон 1920 жылы ұсынды. Ол — іші қуыс ци-линдр, ішіндегі калақшалары бар ротор минутына 20 мыңға дейін жылдамдықпен айналады (59-сурет). Диірмен ішкі будырлы бөлігі (а) мен ротор қалақшасы (в) арасына түскен зат біліктің жылдам айналуынан ұнтақталады (ұнтақталу дәрежесі 0,1 —1,0 мкм). Үнтақталған бөлшектердің өзара бірігіп, жабысып қалмауы үшін тұрақтандырғыштар косады.
Ультрадыбысты эдіс. Соңғы кезде заттарды ультрадыбыс әдісімен ұнтақтау кең таралуда. Ультрадыбыстың әсер етуші механизмі әлі де болса толық зерт-телмегендіктен, оның кейбір жайы мен мәні түсініксіз. Сұйық бөлшектері систе-мадағы өте тез ауысатын қысым мен кеңею салдарынан бөліне келіп, ұнтақталуы мүмкін деген болжамдар бар. Ультрадыбысты қондыргылардың өнімділігі аса жоғары.
Химиялық әдіс арқылы үнтақтаудың арасында пептизация әдісі жиі таралған. 59-сурет Бұл процесс пептизатор деп аталатын
214
\
/%D0%AD%D0%9A%D0%A1%D0%9A%D0%9B%D0%AE%D0%97%D0%98%D0%92%20%D0%BA%D0%B0%D0%B7/%D0%96%D0%B0%D0%B9%D0%BB%D0%B0%D1%83%D0%BE%D0%B2/Image2315.gif)
ұнтақтайтын зат әсерімен жүріп, гельді зольге айналдырады. Бұл алынған борпылдақ шөгіндіге пептизатор қосып, оны коллоидты бөлшектерге дейін ұнтактауға негізделген. Пептизатор ретінде қол-данылатын электролиттер бөлшектерді біріктіріп, оларды жеке коллоидты бөлшек түрінде ұстайды. Демек, электролиттер аморф-ты шөгінділерді өзара бірігуден, агрегацияланудан қорғайды екен. Бұған мысал ретінде темір (III) гидроксидінің золін алуға бола-ды. Жалпы темір (III) гидрооксидін тұнбаға түсірмеу үшін оған пептизатор ретінде темір (III) хлоридінің ерітіндісін қосады. Мұн-дайда темір (III) гидроксиді бірден тұнбаға түспей, золь түрінде жүзіп жүреді.
Химиялық дисперстеу әдістерінің арасында өздігінен ұнтақта-латын тәсіл де белгілі. Ол негізінен әрбір жағдайға сәйкес таңда-лып алынған еріткіш көмегімен коллоидты ерітінді алуга бағыт-талған. Мысалы, крахмал, желатин, агар-агарды суда еріткенде коллоидты ерітінділер алынады. Мүндағы еріткіш (су) — пепти-затор. Осы процесс өздігінен жүреді. Бұл әдіс, әсіресе, катты поли-мерлерді арнайы алынған еріткіштерде еріту арқылы жоғары мо-лекулалық қосылыстардың ерітіндісін әзірлеуге кеңінен пайдала-нылады.
Б. Конденсациялау әдістері. Қоллоидты ерітінділерді алудың конденсациялау әдістерінің басым көпшілігі тотығу, тотықсыздану, гидролиз сияқты химиялық реакцияларға негізделген. Бұл реакциялар кезінде ерітінділер еріген заттардың ерімейтін күйге ауысуы нәтижесінде коллоидтыға түрленеді. Сондай-ақ, конденсациялау әдісі химиялық реакциялармен қатар олардың конденсациялануы сияқты физикалық құбылыстармен де сипатталады. Конденсациялау әдістерінің маңызды түрлеріне қысқаша тоқталайык.
Тотығу. Тотығу реакциясы кезінде алынатын заттардың бірі kоллоидты күйдегі бөлшек түрінде түзіледі. Мысалы, сутекті кү-кірттің оттек немесе күкірт (IV)оксидімен тотығу реакциясын алуға болады. Осы реакция кезінде бөлінетін бос күкірт коллоидты күйдегі ерітінді береді:
2H/%D0%AD%D0%9A%D0%A1%D0%9A%D0%9B%D0%AE%D0%97%D0%98%D0%92%20%D0%BA%D0%B0%D0%B7/%D0%96%D0%B0%D0%B9%D0%BB%D0%B0%D1%83%D0%BE%D0%B2/Image2316.gif){kind=small}
S+O/%D0%AD%D0%9A%D0%A1%D0%9A%D0%9B%D0%AE%D0%97%D0%98%D0%92%20%D0%BA%D0%B0%D0%B7/%D0%96%D0%B0%D0%B9%D0%BB%D0%B0%D1%83%D0%BE%D0%B2/Image2317.gif){kind=small}
=2H/%D0%AD%D0%9A%D0%A1%D0%9A%D0%9B%D0%AE%D0%97%D0%98%D0%92%20%D0%BA%D0%B0%D0%B7/%D0%96%D0%B0%D0%B9%D0%BB%D0%B0%D1%83%D0%BE%D0%B2/Image2318.gif){kind=small}
O+2S
2H/%D0%AD%D0%9A%D0%A1%D0%9A%D0%9B%D0%AE%D0%97%D0%98%D0%92%20%D0%BA%D0%B0%D0%B7/%D0%96%D0%B0%D0%B9%D0%BB%D0%B0%D1%83%D0%BE%D0%B2/Image2319.gif){kind=small}
S+SO/%D0%AD%D0%9A%D0%A1%D0%9A%D0%9B%D0%AE%D0%97%D0%98%D0%92%20%D0%BA%D0%B0%D0%B7/%D0%96%D0%B0%D0%B9%D0%BB%D0%B0%D1%83%D0%BE%D0%B2/Image2320.gif){kind=small}
=2H/%D0%AD%D0%9A%D0%A1%D0%9A%D0%9B%D0%AE%D0%97%D0%98%D0%92%20%D0%BA%D0%B0%D0%B7/%D0%96%D0%B0%D0%B9%D0%BB%D0%B0%D1%83%D0%BE%D0%B2/Image2321.gif){kind=small}
O+3S
Қөптеген зерттеулер көрсетіп отырғандай, бұл реакция жай ғана тотығу реакциясы сияқты емес, өте күрделі жүріп, қосымша тио-қышқылдар пайда болады екен.
Тотықсыздану. Қоллоидты ерітінділерді химиялық әдістер ар-қылы алу жолдарының арасында, әр әүрлі ерітінділердегі метал-даірды тотықсыздандыру реакциясы кең таралған. Бұл реакция ке-зіндегі металл иондары тотықсызданып, бос атомға айналады да, конденсацияланып немесе өзара бірімен-бірі бірігіп, коллоидты өлшемдегі бөлшекке дейін үлкейеді. Бұған мысал ретінде сутек пероксиді немесе формалин арқылы тотықсыздандырып, алтын золін алуда келтіруге болады:
Н АиСI + ЗН2О2-^-2 Аи + 8НС1 + ЗО2 2НАиС14 + ЗНСНО + 1 1 ҚОН-^2Аи + ЗНСООҚ+ 8НС1 + 8Н2О
215
,4,-т
Тотықсыздандыру реакциясын пайдаланып, күміс, платина, палла-дий, торий, осмий, сынап сияқты көптеген металдардын, коллоидты күйдегі ерітінділері алынады.
Алмасымды ыдырау. Күрделі екі химиялық қосылыс өзара әре-кеттескенде, әуелі иондарға ыдырап, сосын иондарымен алмасады. Осы кезде жаңадан түзілетін қосылыстардың бірі ерітіндіде ері-местен, тұнбаға шөгінді ретінде түсуге бейім келеді. Егер осында-ғы мұндай заттарды коллоидты өлшемдегі бөлшек калпында ұста-са, онда осы косылыстың золі пайда болады.
ВаС12 + К25О4—BaSO/%D0%AD%D0%9A%D0%A1%D0%9A%D0%9B%D0%AE%D0%97%D0%98%D0%92%20%D0%BA%D0%B0%D0%B7/%D0%96%D0%B0%D0%B9%D0%BB%D0%B0%D1%83%D0%BE%D0%B2/Image2322.gif){kind=small}
/%D0%AD%D0%9A%D0%A1%D0%9A%D0%9B%D0%AE%D0%97%D0%98%D0%92%20%D0%BA%D0%B0%D0%B7/%D0%96%D0%B0%D0%B9%D0%BB%D0%B0%D1%83%D0%BE%D0%B2/Image2323.gif){kind=small}
+2KCI/%D0%AD%D0%9A%D0%A1%D0%9A%D0%9B%D0%AE%D0%97%D0%98%D0%92%20%D0%BA%D0%B0%D0%B7/%D0%96%D0%B0%D0%B9%D0%BB%D0%B0%D1%83%D0%BE%D0%B2/Image405.gif){kind=small}
AgNO/%D0%AD%D0%9A%D0%A1%D0%9A%D0%9B%D0%AE%D0%97%D0%98%D0%92%20%D0%BA%D0%B0%D0%B7/%D0%96%D0%B0%D0%B9%D0%BB%D0%B0%D1%83%D0%BE%D0%B2/Image2324.gif){kind=small}
+KCI/%D0%AD%D0%9A%D0%A1%D0%9A%D0%9B%D0%AE%D0%97%D0%98%D0%92%20%D0%BA%D0%B0%D0%B7/%D0%96%D0%B0%D0%B9%D0%BB%D0%B0%D1%83%D0%BE%D0%B2/Image2097.gif){kind=small}
AgCI+KNO/%D0%AD%D0%9A%D0%A1%D0%9A%D0%9B%D0%AE%D0%97%D0%98%D0%92%20%D0%BA%D0%B0%D0%B7/%D0%96%D0%B0%D0%B9%D0%BB%D0%B0%D1%83%D0%BE%D0%B2/Image2325.gif){kind=small}
Мұндағы барий сульфаты мен күміс хлориді тұнбаға түседі. Ал осы ерітінділерді өте төменгі концентрация кезшде араластырса, онда бүкіл ерітінді көлеміне бірдей таралған өте ұсақ түйіршіктер пайда болады. Осы бөлшектерді тұрақтандыру үшін желатин ері-тіндісін қосса, ол әлгі бөлшектерді сыртынан орап, біріктірмейді, Мінеки, осындайда тұрақты коллоидты ерітінді туындайды.
Гидролиз. Қөптеген металдардың тұздары жеңіл гидролизденіп, металл гидроксиді мен қышқылға ыдырайды. Осындай реакция кезінде пайда болатын металл гидроксидтері нашар еритін болса, онда түрлі коллоидты ерітінді шығады. Мысалы, өте әлсіз негіз бен аса күшті тұз қышқылының түзы — темір (III) хлориді гидролиз реакциясы арқылы нашар еритін темір (III) гидроксидіне және түз қышқылына ыдырайды.
FeCI/%D0%AD%D0%9A%D0%A1%D0%9A%D0%9B%D0%AE%D0%97%D0%98%D0%92%20%D0%BA%D0%B0%D0%B7/%D0%96%D0%B0%D0%B9%D0%BB%D0%B0%D1%83%D0%BE%D0%B2/Image2326.gif){kind=small}
+ ЗН2О-Fe(ОН)3+3HCI Fе(ОН)3-+НС1ҒеОС1 +2HO
Осы реакция кезіндегі пайда болатын темір тұзы (ҒеОСІ) ішінара иондарға диссоциацияланады: ҒеОС1/%D0%AD%D0%9A%D0%A1%D0%9A%D0%9B%D0%AE%D0%97%D0%98%D0%92%20%D0%BA%D0%B0%D0%B7/%D0%96%D0%B0%D0%B9%D0%BB%D0%B0%D1%83%D0%BE%D0%B2/Image1813.gif){kind=small}
FоО+ + С1—. Осы иондар темір (III) гидроксидінен тұратын бөлшектердің айналасында бо-латын ионогенді қабатпен қамтамасыз етіледі және осының салда-рынан да олар ерітіндіде қалқып, жүзгін түрінде жүреді, яғни түнбаға түспейді.
Еріткішті ауыстыру. Нағыз ерітіндінің еріткішін басқа еріткіш-пен алмастырғанда жаңадан пайда болған ерітіндіде ерімейтін аса жоғары дисперсті фазадағы коллоидты система туындайды.І Мысалы, кәдімгі ағаш шайыры спиртте өте жаксы еріп, нағыа | ерітінді түзеді. Осы ерітшдіге таза суды біртіндеп қосса, онда бас-тапқы нағыз ерітінді коллоидты ерітіндіге айналады. Мүнда спирт суда жақсы ериді де ағаш шайыры спиртте жақсы ерігенімен суда нашар еритіндіктен, аса жоғары дисперсті фазадағы коллоидты ерітіндіге айналады Осындай әдіспен күкірттің, фосфордың, ағаш-тан алынатын хош иісті қара майдың, полимерлердщ, тағы да бас-қа көптеген заттардыд коллоидты түрін алуға болады
Электрлік әдіс. Бұл әдісті 1898 жылы Бредич \сынған болатын. | Көбінесе электрлік әдістГ асыл металдардың коллоидты ерітінділе- ‘ рін алу үшін қолданады. Әдетте платина, алтын, күміс сияқты
216
коллоидты ерітшділер алынатын асыл металдардан әзірленген су ішіндегі екі электрод арасында электр доғасын тудырады. Осы кезде электрод арасында пайда болған электр доғасының әсерінен шыққан өте жоғары температурада әуелгі асыл металл балқып буланады да, су ішінде салқындап, өлшемі коллоидты бөлшек ша-масындағы дисперсті фаза құрайды. Бүкіл процесс сумен сал-қындату арқылы жүргізіледі.
