O’zbekiston respublikasi oliy va o’rta ta’lim vazirligi

Ultradispers sistemalarning hosil boʻlishi. Kolloid kimyoda zarracha oʻlchami uning shakli va tuzilishining nozik boshqarish imkonini beradigan ultradispers sistemalarning koʻplab olinish usullari ishlab chiqilgan. Nobel mukofotining lauriyati T. Svedberg ultradispers zarrachalar olinish usullarini dispergirlash (mexanik, termik, elektr yordamida maydalash yoki makroskopik fazani sochish) va kondensirlash (kimyoviy yoki fizik kondensatsiya) guruhlarga boʻlishni taklif etgan. Ulardan ultradispers sistemalarni olishning kimyoviy usullariga toʻxtalamiz. Chunki aynan ushbu usullar yordamida birinchi marta yuqori disperslikdagi kolloid eritmalar olingan.


Zollarni olish
Yuqori disperslikdagi kolloid sistemalarni olish va tozalash usullarini tizimli ishlab chiqish ishlari XIX asrning oʻrtalarida Faradey tomonidan suyultirilgan oltin tuzi eritmasidan sariq fosfor yordamida qaytarish orqali oltinning agregativ barqaror zollari (2- 50 nm li zarrachalar) olingandan keyin boshlangan:

AuCl₃ + 3H₂O + P = Au + P(OH)₃ + 3HC1

Keyinchalik Zigmondi oltinni uning birikmalaridan vodorod peroksidi va formaldegid bilan qaytarish orqali berilgan disperslik darajasidagi oltinning ionodispersli zollarini olish usulini ishlab chiqdi:

2HAuC1₄ + 3H₂O₂ = 2Au + 8HCl+3O₂

2HAuCl₄ + 3HCHO + 11KOH = 2Au + 3HCOOK +8KCl + 8 H₂O

Jarayon ikki bosqichda boradi. Dastlab yangi fazaning kurtaklari shakllanadi, keyin esa suvda kuchsiz toʻyinish yaratiladi, unda yangi kurtaklarning paydo boʻlishi amalga oshmaydi, faqat ular oʻsadi. Ushbu usulda oltinning sariq (d~20 nm), qizil (d~40 nm) va koʻk (d~100 nm) zollarini olish mumkin.

1903-yilda ultramikroskopning ixtiro qilinishi ultradispers sistemalar (3 nm gacha) oʻlchamini oʻlchash imkoniyatini berib, zollarni olishning yangi usullarini izlash va ularning xossalarini oʻrganishga turtki boʻldi. Ulardan eng muhim boʻlganlarini qayd etamiz.
Svedberg kuchli sovutish orqali organik erituvchilarda ishqoriy metallarning yuqori dispersli zollarini sintez qildi. Veymarn istalgan moddaning kolloid holatda boʻlishining sharoitini birinchi boʻlib oʻrnatdi. Har qanday kristall moddani hosil boʻlish reaksiyasi dispers muhitda amalga oshirilsa, uni kolloid dispers eritma koʻrinishida olish mumkinligini koʻrsatdi. Reaksiyaga kirishuvchi moddalarning yetarli darajadagi kichik konsentratsiyasida bu moddaning juda kam erishidan laboratoriya sharoitida turli moddalarning bir necha yuzlab zollarini oldi.
XX asr 80-yillarning boshlarida nanometrlar oʻlchamidagi qattiq faza zarrachalarini shunga oʻxshash makrosistemalar xossalaridan farq qiladigan oʻziga xos mexanik optik, elektrik, magnit xossalarga egaligi aniqlanadi. Ushbu oʻziga xos farqga koʻra nanozarrachalar fan va texnikaning turli sohalarida keng qoʻllanildi. Bugungi kunga kelib nanozarrachalarni sintez qilishning koʻplab usullari ishlab chiqilgan va bu sohani yoritish uchun koʻplab ilmiy sharhlar yozilgan. Keyingi yillarda zollarni olishni kondensatlash reaksiyalariga asoslangan usullarini qisqacha qarab chiqish maqsadga muvofiq. Bunda misol tariqasida metallarning anorganik tuzlari va metallar alkoksidlarining gidrolizlanish reaksiyalarini keltiramiz. Berilgan moddalarning gidrolizlanishidan mos ravishda metallarning oksid va gidroksidli zollari hosil boʻladi.
Masalan, temir gidroksidi zoli quyidagi reaksiya boʻyicha olinadi:

FeCl₂ + 3 H₂O = Fe(OH)₃ + 3HCI

Zolning bunday olinishida reaksiyaning oʻtkazish sharoitiga eʻtibor berish muhim, jumladan, eritmaning pH ini nazorat qilish va sistemada qator organik birikmalarning ishtirok etishini nazorat qilish kerak. FeCl₃ ning gidrolizidan olingan Fe₂O₃ ning oʻlchami trietanolamin, izopropilamin va piperazin konsentratsiyasiga bogʻliq.
Ultradispers sistemalarda katta fazalar oʻrtasidagi sirt chegarasining yuqori tarqalishi bilan bogʻliq qoldiq energiyaning boʻlishi kolloid zarrachalarning agregatlanish jarayonlarini oʻlishiga olib keladi. Berilgan disperslikdagi zollarni olish uchun zarrachaning oʻsishini vaqtida toʻxtatish kerak. Ushbu maqsadda dispers faza zarrachasining sirti unda SAM dan himoya qatlami hosil boʻlishi yoki unda kompleks birikma hosil qilishi hisobiga ingibirlanadi.
Nanozarrachalarning shakli va oʻlchamini nazorat qilish nuqtai nazaridan mikroemulsion sistemalarda nanozarrachalarni sintez usullari favqulodda istiqbollidir.