Disperslik darajasining kattalashishi sistemada sirt hodisalar rolining ahamiyatini
oshiradi. Shunday qilib, kolloid sistemalarning miqdor belgisi disperslik darajasi bo`lib, uning
sifat belgisi geterogenlikdir. Bu ikkala belgi surt hodisalar bilan chambarchas bog`liqdir.
Fazalararo sirtning mavjudligi sirt taranglik borligidan darak beradi.
Sirt taranglik ayni
sistemaning geterogenlik darajasini xarakterlaydi. Fazalararo sirt kattaligining sirt taranglik
koeffitsientiga ko`paytmasi ayni sirtning erkin energiyasi qiymatini ko`rsatadi:
S
A
bu yerda: σ – sirtni 1 sm
2
kattalashtirish uchun sarflanadigan ish bo`lib, u sirt taranglik
koeffitsienti deb ataladi.
2. Sirt hodisalarning sinflarga bo`linishi.
Sirt hodisalarni sinflarga bo`lishda sirt qavat qanday ekanligiga e`tabor beriladi. O`zaro
bir-biriga tegib turgan fazalar orasidagi chegara sirt qavatlar moddalarning agregat holatiga
qarab quyidagi sinflarga bo`linadi:
1. Gaz-suyuqlik; 2. Gaz-qattiq jism. 3. Suyuqlik-suyuqlik. 4. Suyuqlik-qattiq jism. 5. Qattiq jism
– qattiq jism.
Sirt hodisalarni sinflarga ajratishda termodinamikaning 1- va 2-qonunlarining birlashgan
tenglamasidan foydalanish ancha qulaylik tug`diradi. Darhaqiqat, bu tenglamani sirt qavat uchun
quyidagi ko`rinishda ifodalash mumkin:
dq
dn
dS
VdP
Sdt
G
i
i
`
bu yerda ΔG – isobar potensial (Gibbs energiyasining o`zgarishi), S – entropiya, V – hajm, σ –
sirt taranglik, n
i
– komponent i ning mol sonlari, υ – elektr potensial, S` - sirt yuzasi, q – zaryad
miqdori, μi – komponent i ning kimyoviy potensiali.
Bu
tenglama issiqlik, mexanik, sirt, kimyoviy va elektr energiyalar o`zgarishining
algebraik yig`indisi ekanligini ko`rsatadi. Bu tenglamadan yana shuni ko`rish mumkin-ki, 1) sirt
energiyasi Gibbs energiyasiga, 2) issiqlikka, 3) mexanik energiyaga, 4) kimyoviy energiyaga, 5)
elektr energiyaga aylana oladi. Demak, sirtda besh tur hodisa sodir bo`lish imkoniyati mavjud.
Bularning barchasida sirt energiya boshqa tur energiyaga aylanishi mumkin. Energiyaning bu
aylanishlari – disperslik darajasi o`zgargan sari moddaning kimyoviy reaksiyalarga kirishish
qobiliyatining adgeziya (yani turli xil shakldagi moddalarning molekulalari orasidagi o`zaro
tortishuv kuchlarining namoyon bo`lishi) va kogeziya (ya`ni bunda bir tur fazaga oid modda
molekulalari orasidagi o`zaro tortishish kuchlari) o`zgarishi bilan, kappilyarlik hodisalari bilan,
adsirbsiya va elektr potensiallarning o`zgarishi bilan birgalikda sodir bo`ladi.
Ikki faza orasida barqaror chegara sirt mavjudligining asosiy sharti –
erkin sirt
energiyasining musbat ishorali bo`lishidir. Agar bu energiyaning qiymati manfiy ishorali (yoki
nol) bo`lsa, chegara sirt mavjud bo`lmaydi, bunda tasodifiy fluktatsiyalar tufayli bir faza ikkinchi
fazaga tarqalib ketadi.
3. Sirt qavatning umumiy xarakteristikasi
Suyuq va qattiq jismlardan iborat sistemalardagina fazalararo sirtlar mavjud bo`la oladi.
Suyuq va qattiq gomogen fazalarning ichki tuzilishi o`zgarishi bilan sirt qavat shakli va xossalari
o`zgaradi.
Suyuqlik molekulalari doimo harakatda bo`lganligi tufayli unda bug` bosimi paydo
bo`lib, sirtida bug`lanish, kondensatlanish kabi hodisalar to`xtovsiz sodir bo`lib turadi, binobarin
suyuqlik sirt doimo yangilanib turadi.
Molekulalararo kuchlar mavjud bo`lgani uchun suyuqlik ma`lum qalinlikdagi sirt hosil
qilib turadi. Suyuqlik sirt qavatning ichki chegarasi sirtidan boshlab
suyuqlikning hajmidagi
tuzilishi boshlanadigan chuqurlikka qadar davom etadi. Sirt qavatining qalinligi bir necha
molekula diametri kattaligiga teng.
Qattiq jism sirti dastlab qanday shaklda bo`lsa, uzoq vaqt o`sha shaklda qoladi. Suyuqlik
– suyuqlik (2 ta suyuqlik) orasidagi sirt qavat 2 qismdan iborat: uning bir qismi 1 – suyuqlikda,
ikkinchisi esa 2 – suyuqlikda bo`ladi.
4. Suyuqlikning sirt tarangligi va to`liq sirt energiya
Suyuqlikning ichki qismidagi molekulani boshqa molekulalar hamma tomondan bir xilda
tortib turadi va barcha kuchlar bir-birini muvozanatlaydi. Lekin suyuqlik sirtida turgan
molekulalarni suyuqlik ichidagi qo`sh
molekulalar kuchliroq tortadi, gaz fazadagi molekulalar
o`sha molekulani juda o`z kuch bilan tortadi. Shu sababli suyuqlik sirtida turgan molekulalar
mumkin qadar suyuqlik ichiga kirishga intiladi. Boshqacha aytganda, suyuqlik o`z
sirtini
kattalashtirish uchun ish sarf qilishi kerak. Aksincha, suyuqlik sirti kamayganida energiya ajralib
chiqadi. Demak, suyuqlik sirt qavati ma`lum energiya zahirasiga ega. U suyuqlikning sirt
energiyasi deyiladi.
Suyuqlik sirtini 1 sm
2
ga kattalashtirish uchun sarf qilish kerak bo`lgan energiya miqdori
shu suyuqlikning sirt taranglik koeffitsiyenti yoki to`g`ridan – to`g`ri sirt tarangligi deyiladi.
Sirt taranglikning kelib chiqish sababi suyuqlik molekulalari orasidagi bog`lanishdir.
Ayni modda molekulalari orasidagi bog`lanish qancha kichik bo`lsa, ularning sirt tarangligi
shuncha katta qiymatga ega bo`ladi. Bundan quyidagi xulosa kelib chiqadi: qutbli suyuqlikning
suyuq-gaz chegarasidagi sirt tarangligi qutbsiz suyuqliklarning surt tarangligidan katta bo`ladi.
Suyuqliklar ichida simob eng katta sirt taranglikka ega,
undan keyin suv va organik
moddalar turadi, siqilgan gazlar eng kichik sirt taranglik namoyon qiladi.
Suyuqliklarda
sirt
taranglikning
temperatura
koeffitsiyenti
dT
d
t0
kritik
temperaturagacha deyarli o`zgarmas qiymatga ega bo`ladi. Kritik temperaturaga yetganda suyuq
va gaz fazalar orasidagi farq yo`qolib sirt taranglik nolga teng bo`ladi. Suyuqlik – suyuqlik
sistemada ham, kritik erish temperaturada (yani 2 la suyuqlik bir – birida cheksiz eruvchan bo`lib
qolgan temperaturadan keyin) sirt taranglik nolga teng bo`lib qoladi.
5. Suyuqlikning sirt tarangligi hosil bo`lish animatsiyasini ko`rsatish.
6. Qattiq jismlarning sirt tarangligi.
Qattiq jismlarda molekulalararo tortishish kuchlari suyuqlikdagi molekulalararo tortishish
kuchlaridan ancha ortiq bo`lgani uchun qattiq jismlarning sirt tarangligi kattaroq qiymatlar bilan
xarakterlanadi. U. U. Jukov ba`zi qattiq jism (kristallar) larning sirt taranglik qiymatlarini topib
quyidagi jadvalga joyladi.
Jadval
Ba`zi kristall moddalarning sirt tarangligi qiymatlari
Modda
Temperatura,
o
C
σ, erg/sm
2
СaF
2
30
2500
SrSO
4
30
1400
BaSO
4
25
1250
PbF
2
25
900
AgCrO
4
26
575
CaSO
4
.
2H
2
O
30
270
PbJ
2
30
130
III. Yakuniy qism (10 min)
Uyga vazifa berish. Takrorlash uchun savollar.