А., Н. «ҚҰрылыс материалдары химиясы» ПӘнінен зертханалық сабақтарды өтуге арналғАН
жүктеу/скачать 0.92 Mb.
|
| Лабораториялық жұмыс №2
Бейорганикалық ұнтақ құрылыс материалдардың гидрофобтығын анықтау Құрылыста және құрылыс материалдарын қолдануда судың немесе басқа да сұйықтықтардың қатты дене бетіне жұғуы немесе қатты денені шайуы, әр түрлі процестердің жүруіне елеулі әсер етеді. Жұғу және шаю процесіне көптеген факторлар әсер етеді, атап айтқанда: қатты дене бетінің беттік бос энергиясы, беттің кедір бұдырлығы мен әртектілігі, бетте түрлі адсорбцияланған газдар мен майлардың болуы т.б. Кейбір термодинамикалық үрдістерді қарастырғанда әрекеттесуші фаза-лардың беттік айырмашылығының бар екендігін ескеру қажет. Себебі, кез келген фазалар айырмашылығының беті күш өрісінің көзі болып табылады. Күш өрісі кернеулігінің, яғни екі фаза айырмашылығы бетіне сәйкес келетін бос энергияның артық мөлшерінің өлшемі, сұйық орта үшін беттік кернеулік деп аталатын, меншікті беттік энергия () болып табылады. және S беттік қабат ауданын біле отырып, F энергияны есептеп табуға болады: F = S. Қатты денелер үшін беттік энергия жаңа беттік бірлікті алу үшін жұмсалатын энергия мөлшеріне тең. Беттік кернеулік сан жағынан жаңа беттік бірліктің түзілуіне жұмсалатын күшке тең. Бұл екі шама сұйықтар үшін бір-біріне тең, ал қатты денелер үшін әр түрлі болады. Қатты денелер үшін беттік кернеулікті тікелей өлшеуге болмайды, себебі қатты денелер үшін жаңа бетті түзуші қайтымды процесс тән емес. Қатты денелерде жаңа бетті түзуші барлық процестер қайтымсыз. Әр түрлі қатты денелердің беттік кернеулігі түрліше, бірақ барлық жағдайда сұйықтардың беттік кернеулігінен жоғары болады және шаршы сантиметр үшін жүз және мыңдаған эргпен есептеледі. Қатты денелердің беттік кернеулігін де төмендетуге болады. Бұл құбылыс еріген заттың қатты дене бетіне жұғуы және адсорбциялануы кезінде байқалады. Сұйықтың қатты денеге жұғу құбылысын қарастырайық. Тамшыны қатты бетке тамызған кезде үш түрлі жағдай болуы мүмкін: 1) тамшы бетте жайылып кетеді; 2) тамшы бетте шар түрінде қалып қояды; 3) тамшы бетте белгілі бір шеттік бұрыш түзе отырып, жартылай жайылады. Сұйықтықтың қатты денеге жұғу дәрежесін сипаттау үшін, қатты дене мен сұйықтықтың табиғатын ескеретін параметрлерді байланыстыратын теңдеу шығару қажет. Қатты денеге сұйықтықтың жұғуының термодинамикалық теориясы мүмкіндіктері аймағында, бұл мәселені мына теңдеу көмегімен шешуге әрекет етуде: = (қ.г – қ.с.)/ c.г. = В. Бұл теңдеу жұғу бұрыштарын қатты дене - газ (қ.г.), қатты дене - сұйық (қ.с), сұйық-газ (c.г.) шекараларындағы беттік кернеуліктермен байланыс-тырады. Теңдеуден шығатын қорытындыларға сәйкес су жанасу кезінде ойыс бет түзетін, яғни шеттік бұрышы 900 аз ( >0) қатты денелер негізінен жұғатын немесе гидрофильді; кері жағдайда (дөңес бет >900, <0) жұқпайтын немесе гидрофобты деп есептеледі. Соған сәйкес жұғу шамасы +1-ден ( = 00 болғанда) –1 дейін ( = 1800 болғанда) өзгеруі мүмкін. , мұндағы В жұғу шамасы. Мұндағы шамасы В жұғу деп аталады. Жұғу жағдайы өзгергенде бұл бұрыш өзгереді. Толық жұғуға ( = 0) В=1 жауап беретіні анық. Сұйық қатты денеге олардың молекулаларының арасындағы әсер аз болған сайын жақсы жұғады. Аз беттік кернеулікке ие болған полярсыз сұйықтар, негізінде беттерге жақсы жұғады. Бұл жағдайда алынған екі сұйықтықтан дененің бетіне, қайсысының қатты денемен полярлық айырмашылығы аз болса сол жақсы жұғады. бұрышын анықтау әдістерінің бірі, қатты дененің горизонталь бетінде тұрған тамшы пішіні бойынша тікелей өлшеу болып табылады. Тамшы про-филін, оның бейнесін экранға проекциялау арқылы ұлғайтылған масштабта алады. Бейненің ең жоғары анықтығына қол жеткізіп, контурларын карандаш-пен сызып шығады. Суретте тамшы контуры мен төс етегінің қиылысу нүктесіне жанасу сызығын жүргізіп, транспортирмен жанасу сызығының ең кіші бұрышын өлшейді. Шеттік бұрыш әрқашан сұйық бағытында есептеліп, сұйық тамшысының қатты дене бетіне түйісу нүктесі мен қатты дене беті арасындағы бұрыш мәнімен анықталады (1–2 және 1–3 беттік кернеуліктері векторлары бағыттары арасындағы бұрыш). Ол жеткілікті дәрежеде дәл анықталып бетке жұғу өлшемі қызметін атқарады. Егер < 900 болса бетке жақсы жұғады, егер > 900 – нашар жұғады деп есептеледі. Осыған сәйкес шеттік бұрыштың мәнін бағалау және осы мәнді басқару мақсатында, оны қатар болатын көлемдік фаза қасиеттерімен байланыстыру, құрылыс материалдары бетін гидрофобтау процесі үшін маңызы ерекше. Жұғудың тепе-теңдік шеттік бұрышын білу капиллярлы-кеуекті денелердегі сұйықтың өзін тұтуын анықтауда көмектеседі. жүктеу/скачать 0.92 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|