2.  Дисперс системийн молекул кинетикийн шинж
 Диффузи
 Осмос даралт
 Седиментаци
 Коллоид уусмалын гэрлийн шинж
 Цахилгаан кинетик шинж

3. Коллоид уусмалын
молекул-кинетикийн шинж чанар
 Дулааны хөдөлгөөнтэй холбогдсон шинж
чанарууд болох броуны хөдөлгөөн, диффузи,
осмос зэрэг үзэгдлүүд коллоид уусмалд
жинхэнэ уусмалынхаас бага илэрдэг.
 Энэ нь коллоид уусмалын жижиг хэсгүүд
жинхэнэ уусмалынхаас том, тэдгээрийн
концентраци бага байдагтай холбоотой.

4.  Молекул-кинетикийн шинж чанараараа
коллоид уусмалууд зарчмын хувьд ердийн
молекул уусмалуудаас ялгагдах зүйлгүй
байдаг. Золийн жижиг хэсгүүд молекулуудын
адил тасралтгүй хөдөлгөөнд (броуны
хөдөлгөөн) оршдог.
 Жижиг хэсгүүдийн эмх замбраагүй броуны
хөдөлгөөний улмаас тэдгээрийн шилжсэн
(явсан) зам асар олон жижиг өөр хоорондоо
огтлолцсон шулуун шугаман хэрчмүүдээс
тогтсон байдаг.

5. Коллоидын жижиг Иймд жижиг хэсгийн броуны
хэсгүүдийн Броуны хөдөлгөөнөөр үүссэн замыг
хөдөлгөөний нарийн хэмжиж тодорхойлох
бүдүүвч боломжгүй учир зөвхөн дундаж
зайг тодорхой хугацаанд авч
тооцдог.
Броуны хөдөлгөөний онолыг
Эйнштейн ба Смолуховский нар
боловсруулжээ. Жижиг
хэсгүүдийн дундаж шилжилтийн
квадрат нь диффүзын
коэффициенттай пропорциональ
болохыг баталжээ. ∆х = 2D‫ז‬
Энд D - диффузын коэффициент
(м2/с); ∆х - дундаж шилжилт (м);

6. Диффузи
 Диффузи нь жижиг хэсгүүд жигд
хуваарилагдаагүй байгаа уусмалд концентрацын
градиент (ялгаа) аяндаа буурах процесс юм.
Диффузийн коэффициент нь концентрацийн
градиент 1-тэй тэнцүү байхад 1 секундын
туршид 1м2 талбайтай хөндлөн огтлолоор
нэвчиж байгаа бодисын тоо хэмжээг үзүүлнэ.
 Стокс-Эйнштейны томьёогоор диффузийн
коэффициент жижиг хэсгийн радиустай урвуу
хамааралтай:

7.  Энд D - диффузын коэффициент (м2/с); R - хийн түгээмэл
тогтмол, N-Авогадрогийн тoo, η- орчны зуурамтгай чанар
(н.с/м), г- жижиг хэсгийн радиус (м)
 Золийн диффүзын коэффициентийг тодорхойлох нь
дисперсийн фазын хэсгүүдийн хэмжээг, мөн
макромолекулуудын хэмжээг тодорхойлоход хзрэглэгддэг
коллоид химийн үндсэн аргуудын нэг юм.
 Коллоидын жижиг хэсгүүдийн дундаж шилжилтийн
тэгшитгэлд D - ын утгыг тавивал:

8. Осмос даралт
 Коллоид уусмалын осмос даралт маш бага
байдаг. Коллоид уусмалын осмос даралт
жижиг хэсгийн тооноос хамаарна.
Жишээ нь 1%-ийн алтны золийн осмос
даралт 0,00045 атм байхад 1%-ийн сахарын
уусмалын осмос даралт 0,725 атм байдаг.
 Үүнээс гадна коллоид уусмалын осмос даралт
хольц болж байгаа электролитоос хамаарна.

9.  Коллоид уусмалын осмос даралт тогтмол
байдаггүй нь жинхэнэ уусмалаас ялгагдах нэг
онцлог юм. Энэ нь дисперсийн фазын жижиг
хэсгүүд тогтворгүй байдагтай холбоотой.
 Коллоид уусмалын осмос даралтын
хэмжигдэхүүн бага байдаг учраас түүнийг
нарийн тодорхойлоход бэрхшээлтэй.
 Коллоид уусмалын хөлдөх температурын
бууралт ба буцлах температурын ихсэлт маш
бага байдаг.

10.  Коллоид уусмалын эдгээр температурын
өөрчлөлтийг хэмжих нь осмосын даралтын
адил бэрхшээлтэй байдаг. Криоскопын ба
эбулиоскопын аргуудыг коллоид уусмалуудад
тэр бол гон хэрэглэдэггүй.
 Энэ нь коллоид уусмалыг хөргөөх ба буцалгах
нь түүнийг коагуляцид ороход хүргэдэгтэй
холбоотой.
 Коллоид уусмалын концентраци маш бага (1%
орчим), зуурамтгай чанар их биш (цэвэр
уусгагчийн зуурамтгай чанараас бага ялгаатай)
байдаг.

11. Седиментац
 Коллоидын жижиг хэсгүүд хүндийн хүчний
үйлчлэлээр уусмалын дотор тунадасжин буух
үзэгдлийг седиментац гэнэ.
 Түүний хурд жижиг хэсгийн хэмжээтэй шууд
хамааралтай. Илүү том жижиг хэсгүүд хурдан,
харин маш жижиг хэсгүүд удаан тунадасжин
буудаг.
 Бөөрөнхий хэлбэртэй жижиг хэсгийн хувьд
седиментацын хурдыг дараах тэгшитгэлээр
тооцоолдог.

12.  Энд U- седиментацын хурд (м / сек), г- жижиг
хэсгийн радиус (м),
 f-дисперсийн фазын нягт (кг / м3),
 т0- дисперсийн орчны нягт (кг / м3),
 η- орчны зуурамтгай чанар (н-с / м),
 g- хүндийн хүчний хурдатгал (g=9,81 м / сек)
 Седиментацын хурдыг мэдэх юм бол
тунадасжиж байгаа жижиг хэсгийн радиусыг
тооцоолж болно.

13.  Золийн дотор седиментацын эсрэг уусмалын
бүх эзэлхүүнээр коллоидын жижиг хэсгүүд
жигд тархахыг тэмүүлж броуны хөдөлгөөн
үйлчилж байдаг. Хүндийн хүч ба диффүзын
хүчний үйлчлэлийн үр дүнд коллоид уусмалын
дотор седиментац-диффүзын тэнцвэрт байдал
тогтоно.
 Энд дисперсийн фазын концентраци доод
давхраанаас дээд давхраанд хүртэл зүй
тогтолтойгоор буурч хугацааны турш тогтмол
үлддэг. Жижиг хэсгүүдийн өндөрт
хуваарилагдах нь Лаплас - Перрены хуулинд
захирагдана:

14.  Энд n1 ба n2- савны ёроолоос h1, ба h2 (м) өндөрт
нэгж эзэлхүүн дэх жижиг хэсгүүдийн тоо,
 m - жижиг хэсгийн масс (кг),
 NА- Авогадрогийн тоо,
 R - хийн түгээмэл толтмол,
 f ба f0- дисперсийн фаз ба дисперсийн орчны нягт
(кг / м3),
 V - жижиг хэсгийн эзэлхүүн (м3),
 g - хүндийн хүчний хурдатгал

15.  Энэ тэгшитгэл тодорхой өндөрт байгаа
дисперсийн фазын концентрацыг тодорхойлох
боломжийг олгодог. Седиментацын тэнцвэрт
байдал, бодисуудыг фракц болгон ялгах,
жижиг хэсгүүдийн хэмжээг тодорхойлох,
дисперслэлтийн зэрэг, молекул массыг
тодорхойлоход ашигладаг.
 Энэ зорилгоор ашигладаг багажийг
ультрацентрифуг хэмээн нэрлэдэг.
Центрефугийн аргыг 1912 онд оросын
эрдэмтэн А.В.Думанский бий болгож
Шведийн эрдэмтэн Т.Свьедберг боловсронгуй
болгожээ.

16.  Центрфугийн тусламжтайгаар бодисуудыг ялгах
нь төвөөс зугатах хүчний оронд байгаа янз бүрийн
жижиг хэсгүүдийн янз бүрийн шинж чанар дээр
үндэслэгдэнэ. Центрфугдэх жижиг хэсгүүд нягт,
хэмжээгээр ялгаатай байх учир тунадасжих хурд
янз бүр байна.
 Седиментацын хурд төвөөс зугатах хурд, жижиг
хэсгүүдийн радиус, нягт орчны зуурамтгай
чанараас хамаарна. Бөмбөлөг хэсгийн тунадасжих
хугацаа седиментацын хурдтай урвуу
хамааралтай:

17. Энд t - седиментац болох хугацаа: η - зуурамтгай
чанар, ω - роторын хурд, r - жижиг хэсгийн
радиус
f - дисперсийн фазын нягт,
Коллоид системийн гэрлийн шинж чанар
f0 - дисперсийн орчны нягт
 Коллоид уусмалын гэрлийн шинж чанар
жинхэнэ уусмалынхаас ялгаатай. Коллоид
уусмалыг гэрэл тусган харахад тунгалаг
харагддаг. Коллоид уусмал дээр гэрэл тусган
хажуунаас нь хар өнгийн аравч татан
ажиглахад конус хэлбэрийн гэрэл харагдана.
Энэ үзэгдлийг Тиндалийн конус хэмээн
нэрлэдэг.

18. Жижиг хэсгүүд маш бага тухайлбал
бага молекулт нэгдлүүдийн молекулууд
ба ионууд 10-10м байх тохиолдолд
гэрлийг нэвтрүүлнэ. Жижиг хэсгүүдийн
хэмжээ гэрлийн долгионы уртаас бага,
(λ=2r) байх тохиолдолд гэрэл сарнина.
Харин гэрлийн долгионы ижил төстэй
жижиг хэсгүүд дээр түлхэлцэхийн
улмаас гэрэл шулуун чиглэлээс хазайж
хугарна. (гэрлийн үзэгдэл).
Тиндалийн Рэлейн хуулиар сарнисан гэрлийн
конус эрчим (J) тусаж байгаа гэрлийн -ионы
уртын дөрвөн зэрэгтэй урвуу
хамааралтай байдаг.

19.  Энд I ба Iо - сарнисан ба туссан гэрлийн
эрчмүүд
 ν - 1м3 золь дахь жижиг хэсгийн хэмжээ
(хэсгийн концентраци)
 V - жижиг хэсгийн эзэлхүүн
 λ - туссан гэрлийн долгионы урт
 К - дисперсийн фаз ба дисперсийн орчны
хугарлын коэффициентээс хамаарсан тогтмол

20. Коллоид уусмал гэрэл шингээх
 Коллоид уусмалын дундуур гэрэл нэвтэрч тарах
явцад гэрэл сарниж болохоос гадна түүний
тодорхой хэсэг нь шингэж болно.
 Гэрэл шингэх нь тэр уусмалын (биетийн) хими
болон физик шинж чанараас ихээхэн шалтгаална
өнгөгүй уусмалд гэрэл нэвтрүүлэхэд зөвхөн
ууссан бодисын жижиг хэсгүүдийг шингээнэ.
 Гэрэл шингэх чанар нь гэрэл нэвтэрч байгаа
уусмал (биет) –ын зузаан, тусаж байгаа гэрлийн
эрчим зэрэг хүчин зүйлсээс хамаарна. Үүнийг
Бугер-Ламберт-Бэрийн хуулиар тодорхойлно.

21. I = I0-е-ECL
 Энд I ба I0- туссан ба нэвтэрч байгаа гэрлийн
эрчим
 Е - гэрэл шингээлтийн коэффициент,
 L - гэрэл нэвтэрч байгаа үеийн зузаан,
 C - ууссан бодисын моляр концентраци.
 Бугер-Ламберт-Bеeрийн хууль жинхэнэ
уусмалын тухайд маш сайн биелэгддэг, харин
коллоид уусмалд гэрэл шингээх ба сарних
үзэгдэл аль аль нь байх учир энэ байдлыг тооцон
үзэх шаардлагатай байдаг. Өнгөтэй уусмалд уг
хуулийг дараах байдлаар илэрхийлдэг.

22. L=L0 * -(E+A)*CL
 Энд А - гэрэл сарнилтын коэффициент.
 Дээрх тэгшитгэлээс үзэхэд богино долгионууд
(спектрийн цэнхэр ба хөх ягаан хэсгүүд) урт
долгионы уртыг (шар - улаан) бодвол илүү
сарнидаг байна.
 Тэгэхлээр тусаж байгаа гэрэл цагаан, сарниж
байгаа гэрэл богино долгионы хэсгүүдээр баялаг
болж цэнхэр туяатай болно. Үүнийг тэнгэрийн
өнгө цэнхэр байдгаар тайлбарлаж болно.
 Урт долгионы урттай улаан гэрэл сарнидаг учир
түүнийг аваарын дохио болгон хэрэглэдэг. Улаан
гэрэл манан буданд бага сарнидаг тул тод
харагддаг.

23.  Олон тооны золийн хурц өнгө ( металлуудын
золь, сурьмагийн сульфид, берлины хөх) өгдөг
нь гэрлийг зөвхөн сарниулаад зогсохгүй, бас
шингээдэгтэй холбоотой. Өнгийн эрчим нь
золийн дисперслэлтийн зэргээс хамаарна.
 Коллоидын жижиг хэсгүүдээр сарнисан
гэрлийн сарних үзэгдэлд өндөр
дисперслэлтийн системийн судалгааны аргууд
болох ультрамикроскоп, нефлометр, электрон
микроскоп зэрэг багажуудын үйл ажиллагаа
үндэслэгддэг.

24.  Нефелометр. Энэ нь гэрлийн сарнилын
үзэгдэл дээр үндэслэсэн дисперсийн
системийн судалгааны болон анализын арга
болдог.
 Дисперсийн жижиг хэсгүүдийн хэмжээ,
концентрацыг тодорхойлоход зориулагдсан
багажийг нефелометр гэнэ.
 Нефелометрийн тусламжтайгаар стандарт ба
судалж байгаа уусмалд сарнисан гэрлийн
эрчмийг харьцуулан жишиж болно. Энэ
тодорхойлолт нь Рэлейн тэгшитгэлд
үндэслэгдэнэ.

25.  Нефелеометрээр сарнисан гэрлийн эрчмийн
хэмжилтийг хоёр зорилгоор явуулдаг. Үүнд:
 а). Судалж байгаа уусмалын концентрацыг
тодорхойлох
 б). Дисперсийн системийн жижиг хэсгийн
хэмжээг тодорхойлох.

26.  Ультрамикроскоп. Коллоид хэсгийн
хэмжээ үзэгдэх гэрлийн долгионы уртаас
бага байдаг учраас ердийн гэрлийн
микроскопод харагдахгүй. Дисперсийн
хэсгээр сарнисан гэрлийг ажиглахын тулд
микроскопод коллоид системийг хар фон
дээр тавьж хүчтэй гэрэлтүүлэх
шаардлагатай.
 Энд дисперсийн хэсэг бүр сарнисан гэрлийн
эх булаг болж хар фон дээр гэрэлт цэгүүд
хэлбэрээр харагдана.

27.  Коллоид хэсгүүдийг ажиглаж болох
микроскоп бол ультрамикроскоп юм.
Ультрамикроскопыг Г.Зиндентопфам,
Р.Зигмонди нар 1903 онд бүтээсэн.
 Энэ багаж коллоидын судалгаанд чухал
үүрэг гүйцэтгэсэн. Т.Сведберг
ультрамикроскопын тусламжтайгаар
А.Эйнштейны онол, броуны хөдөлгөөний
онолыг, Ж.Перрен Авогадрогийн тоог
тодорхойлсон байна.

28.  Ультрамикроскоп жижиг хэсгийг өөрийг нь биш
харин харанхуй экран дээр түүнээс ойсон гэрлээр
ажиглах бололцоог өгдөг.
 Жижиг хэсгийн радиусыг дисперс системийн
броуны хөдөлгөөнийг ультрамикроскопоор судлах
явцад тодорхойлж болно:
∆Х- жижиг хэсгийн дундаж шилжилт
 Ультрамикроскопоор 3нм хүртэл хэмжээтэй
хэсгүүдийг ажиглаж болно. Харин микромолекул,
түүний бүтцийг ультрамикроскопоор ажиглаж
болохгүй. Энэ зорилгыг орчин үед электрон
микроскопоор гүйцэтгэж байна.

29.  Электрон микроскоп. Электрон микроскоп
нь гэрлийн микроскопоос электроны урсгалыг
гэрлийн цацрагийн хамт ашигладгаараа
ялгаатай.
 Электрон микроскоп юмыг олон мянга дахин
томосгож гэрэлтэгч дэлгэц дээр гаргана.
Ингэснээр вирус, эсийн бүтцийн элементүүд,
макромолекул зэргийн фото дүрсийг гарган
авдаг.

30. Коллоид уусмалын цахилгаан кинетик
шинж чанар
 Гетероген системд цахилгаан гүйдлийн
оролцоотойгоор фазуудын шилжих үзэгдлийг
цахилгаан кинетик үзэгдэл гэнэ. 1807 онд оросын
эрдэмтэн Ф.Ф.Рейс коллоид уусмалын цахилгаан
кинетик үзэгдлийг нээжээ.
 Цахилгаан кинетик үзэгдлийн үүсдэг шалтгаан нь
дисперсийн орчин ба дисперсийн фазын хэсгийн
зааг дээр давхар цахилгаан давхраа үүсдэг явдал
юм. Энэ нь дисперсийн фазын жижиг хэсгүүд ба
дисперсийн орчин цэнэгтэй байгаатай холбоотой.

31. Цахилгаан форезын үзэгдэл
 Усаар дүүргэсэн хоёр шил хоолойг нойтон шаварт
суулган байрлуулж тогтмол цахилгаан гүйдэл
нэвтрүүлэхэд шаврын гадаргуугаас жижиг хэсгүүд
анод руу хөдөлж булингар үүсгэсэн байв.
 Энэ нь хасах цэнэгтэй жижиг хэсгүүд анод руу
шилжсэнийг харуулж байна. Ингэж шингэний
дундуур хатуу бодисын жижиг хэсгүүд шилжих
үзэгдлийг цахилгаан форез гэнэ.
 XIX зууны 2-р хагаст өөр хоёр төрлийн цахилгаан
кинетик үзэгдлийг Г.Квинк нээжээ. Энэ үзэгдлүүд
нь урсгалын ба тунадасжиж буухын
(седиментацын) потенциал юм.

32.  Урсгалын потенциал. Нүхэрхэг диаграмм
D-ээр усыг шүүн урсгахад тэр диафрагмын
хоёр талд потенциалын ялгаа үүссэн
байдаг.
 Энэ үзэгдэл нь цахилгаан осмосын эсрэг
талын үзэгдэл юм. Энд үүссэн потенциалыг
урсгалын потенциал гэнэ. Урсгалын
потенциал үүсэх. Б- тунадасжиж буухын
потенциал үүсэх.

33. А - Урсгалын потенциал үүсэх
Б - Тунадасжиж буухын потенциал үүсэх.

34. Тунадасжин буухын потенциал.
 Шил аяганд (цилиндрт) ус хийж кварцын
жижиг хэсгүүдийг хийхэд доошоо живж
бууна. Ингэхэд янз бүрийн өндөрт байгаа
кварцын хэсгүүд потенциалын ялгааг үүсгэдэг
(зураг-б).
 Өөрөөр хэлбэл янз бүрийн өндөрт байрласан
электродуудын хооронд потенциалын ялгаа
үүсдэг байна. Энд үүссэн потенциалыг
тундасжин буухын потенциал гэнэ.

35.  Лиофоб дисперс системийн тогтворжилтийн
орчин үеийн онолыг ДЛФО-ийн онол гэнэ.
Дерягин Ландау Фервей Овербек
 Энд броуны хөдөлгөөнийг тооцож үзээгүй.
Жижиг хэсгүүдийн хоорондын үйлчлэлцлийг 2
хавтгайн хоорондрх үйлчлэлцлэлтэй адилтган
үзэсн байна.
 Мөн жижиг хэсгийн диаметр нь давхар цахилгаан
үеийн зузаанаас мэдэгдэхүйц их хэмжээтэй байдаг
гэж тооцсон. Нэгж талбайд оногдох 2 хавтгайн
үйлчлэлцлийн ерөнхий энергийг

36.  -цахилгаан статикийн түлхэлцэх энерги
 -молекулын таталцах энерги
 Түлхэлцэх ба таталцах энергийг функци
байдлаар (h-өндрөөс) бичиж болно.
 -шаантаг даралтын түлхэх даралт
 -таталцах даралт
 ДЛФО-ийн онолд
 P-давхар цахилгаан үеийн цэнэгийн нягт
 - -цахилгаан потенциал

37.  Түлхэлцлийн энергийг олохын тулд
үйлчлэлцэж байгаа 2 жижиг хэсгийн гаднах
диффүзийн үенүүд диформацид орно гэж үзэж
болох учираас потенциалыг Гуй-Чепмений
онолын дагуу илэрхийлж болно.
 - диффузэн үеийн потенциал
 X-диффүзэн үеийн зузааны урвуу
хэмжигдэхүүн