Судың қатты беттік қабатпен әрекеттесуі

Судың қатты беттік қабатпен әрекеттесуі

(гидратты қабаттардың түзелуі)

Қатты фазамен сұйықтың әрекеттесуін сипаттағанда, ең алдымен судың минералымен әрекеттесуін бөліп қарастырған жөн. Су пульдағы барлық минералдардың кристалдық торымен активті әрекеттеседі. Бұл әрекеттесу активтілігінің өлшем бірлігі ретінде минералға су жұққанда байқалып, жұғу бұрышының белгілі шамасымен және сулы фазадағы флотацияланушы минерал бөлшектерінің беттік қабатына ауа көпіршіктерінің жабысу жылдамдығымен сипатталатын қанықпаған беттік қабат күштерінің энергиясы мен табиғаты алынады. Ауаның жабысу жылдамдығын зертханалық құралдармен анықтауға болады. Гидратты қабаттардың физикалық және физикалық-химиялық қасиеттерін минерал беттік қабатына жабысатын ауа көпіршіктерінің ерекшеліктері анықтайтын Б.В.Дерягин іс жүзінде дәлелдеді. Бұл жағдай флотация үшін өте маңызды, өйткені одан минералдың флотациялану қасиеті реагенттің адсорбциялық және су молекулаларының гидратты қабаттары эффекттерінің қосындысынан тұратыны көрінеді. Сонымен минерал сумен әрекеттескенде таза емес, минералды және газ тәріздес заттарға қаныққан, құрамы өте күрделі ертіндімен әрекеттеседі. Бұл жағдайды дұрыс, толық ескеру үшін минералдың судағы гидратациялану және еру процестерінің барлық заңдылықтарын ескеру қажет.

Сұйық күй туралы ілімінің негізгі баптарының бірі қатты дене беттік қабатының сұйық ішіндегі әсерінің тереңдегі және сол сұйықтықтың молекулалық құрылысының модификациялану дәрежесі Б.В.Дерягин еңбектерінде сұйық фазаның беттік қабатына жақын орналасқан қатты дененің құрылымын өзгертуге қабілетті қасиет

10-6 – 10-5 см қашықтықта байқалатынын көрсетті. Б.В.Дерягин бойынша сұйықтың шекаралық қабатын көрші қатты қабат әсерінде жатқандықтан қатты қабатқа жақындаған сайын тек қана сұйықтың көлемдік бөлігінің қасиетін өзгертетін қабат деп қарастырмай, оны сұйықтың барлық көлемінен дараланған ерекше шекаралық қабат деп қарастыру керек және бұл қабат қасындағы сұйық қасиеті секірісті түрде өзгереді.

Әр түрлі су, қалыпты құрылысты спирттер, төрт хлорлы көмірсутек сияқты бірталай сұйықтардың шекаралық қабатын құрылымдық қасиетін зерттеу жоғарыда көрсетілгенді дәлелдейді.

Полимолекулярлы адсорбциялық қабат болып табылатын шекаралық қабат Б.В.Дерягин бойынша сұйықтың барлық көлеміндегі тұтқырлығы өзгеше болатын шекаралық қабат тұтқырлығы секірісті түрде өзгереді. Осыған байланысты мысалы: амилсебацинаттың шекаралық қабаттының қалыңдығы полярлы сұйықтарға тән 1200А тең болды. Керсінше құрамында беттік активті заттары жоқ медициналық майдың тұтқырлығы 10-7 см тең ара қашықтықта да тұрақты мәнге тең. Сонымен қатты дененің беттік қабатымен шекаралас жатқан молекулалары дипольды сұйықтар қабатының қасиеті бірінші реттегі фазалық, өзгеріске ұқсас секірісті түрде өтеді. Соған қарағанда шекаралық қабат құрылымының ерекшелігі молекула дипольдарының беттік қабатқа перпендикуляр немесе параллель бағышталуында болар деп болжайды Б.В.Дерягин. Ол бойынша гидрофильді беттік қабатқа жақын орналасқан сұйық қабаттары қасиетінің секірісті өзгерісінің дәлелі ретінде стационар күйде суытылған сұйықтықтың Шоттың шыны фильтрінен өткенде қызуын алуға болады. Бұл болжам тағы да С.В.Нерпин және ядролы магнитті резонанс әдісін пайдаланған Л.М.Мовбин еңбектерінде дәлелденген.

Судың ергіштік қасиеті қатты фаза иондарының гидратацияланып, кристалдық тордан үзілуінің нәтижесінде өтетіні белгілі. Гидратациялану сольватацияланудың  бір түрі еріген бөлшектер еріткіш молекулаларымен электростатикалық байланысады, көп жағдайда сутекті байланыстар нәтижесінде өтеді.

Еріген зат пен ерткіштің әрекеттесу нәтижесінде түзілген өнімдер химиялық қосылыстардың шынайы ерітінділерінен айырмашылығы- құрам тұрақтылық заңына бағынбайды. Сольватация факторы болып табылатын еріген  заттың бір бөлігімен байланысқан еріткіш молекулаларының саны тұрақты болмайды және температура мен концентрацияға тәуелді өзгереді. Гидратация процесі бір грамм-ион (6,024х1023 иондар) вакуумнан су ерітіндісіне өткенде бөлінетін жылу мөлшерінің шамасымен сипатталады. Өзіне жақын орналасқан иондармен су иондарының берік байланысуы бұл молекулалар жылжымалығының  шекті жағдайы болып табылады. Сұйықтың белгілі сипаттамасы болғандықтан, ионның координациялық санына да ерекше мән болу қажет. Минералдың суда ергіштігі судың кристал торының құрылымдық элементтеріне қатысына тәуелді. Ол қатынас гидратация энергиясы Н-тың мәні, тор иондарының бір-бірімен тартылуын анықтайтын кристалдық тор энергиясынан артық болса, онда қосылыс жалпы алғанда суда еруі мүмкін деп есептеуге болады, яғни Н>U