Atom massa, molekulyar massani aniqlash usullari, allotopiya hodisasi

Molekulyar massani diffuzion usul bilan aniqlash. Makromolekulaning eritmadagi diffuziyasi ularning o’lchamlari va shakli bilan bevosita bog’langan. Diffuziya koeffitsienti D va polimer zichligi ρ yordamida molekulyar massani aniqlash mumkin. Tajribada D ni aniqlashda to`siq orqali ikki qismga bo`lingan va o`zgarmas haroratda ishlaydigan maxsus idish (kyuveta) dan foydalaniladi. Aniq vaqtda ajratuvchi to`siq olinadi va eritma bilan erituvchi to`qnashib o`zaro diffuziya boshlanadi. D ning qiymati quyidagi tenglama orqali topiladi; D=X₁²-X₂²/4τlnC₂/C₁ bu yerda C₁ va C₂ lar c₁ va c₂ masofalardagi polimer konsentratsiyalari va τ-diffuziya vaqti. Molekulyar massa (M) Eynshteyn tenglamasi orqali aniqlanadi;
_ K*ρ R³T³
M = --------- bunda K = ----------------
D³(f/f₀)³ 16rπ²η³N²A
bu yerda T - mutloq harorat; η-muhit qovushqoqligi, r - diffuziyalanayotgan sharsimon zarracha radiusi; N_A-Avogadro doimiysi, f/f₀ –asimmetriya omili; D-diffuziya koeffitsenti (D₀-tekshirilayotgan polimer o`lchamiga ega bo`lgan sharsimon zarrachaning diffuziyalanish koeffitsienti), u assimmetrik zarrachalar suspenziyalarining qovushqoqlik nazariyalari asosida hisoblab topiladi [9].
Ul’trasentrafugalash usuli. (Molekulyar massani sedimentasiya usulida aniqlash). Qattiq modda suspenziyasi baland silindrga solinganda, zarrachalari muhit qarshiligini engib asta – sekin idish tubiga cho’ka boshlaydi. Sedimentasiya tezligi zarrachalarning o’lchami va shakliga, muhit bilan osilib turgan zarrachalar zichliklarining (ρ₀ va ρ) farqiga va muhit qovushqoqligi (η) ga bog’liq. Stoks qonuni bo’yicha sferik zarrachalarning cho’kish tezligi:
dx 2 r²(ρ - ρ₀)g
V = ----- = ---- ^. -------------- ga teng bo’ladi.
dt 9 η
Bu erda x–tushayotgan zarrachaning t–vaqt ichida yurib o’tgan masofasi; g–og’irlik kuchining tezlanishi.
Bu tenglamaga asosan zarrachaning radiusi r – kichrayishi bilan V – cho’kish tezligi kamayib boradi. Agar suspenziyalarda cho’kish tezligi katta bo’lib va u oson o’zgarsa, maydaroq zarrachalarga o’tganda u shunchalik kamayib ketadiki, uni amalda aniqlash juda qiyin bo’ladi. Makromolekulalar o’lchamiga teng bo’lgan zarrachalarga bunday cho’kish uchun ko’p yillar kerak bo’lar edi. Bu esa molekulyar massani amalda sedimentasiya usuli bilan aniqlash mumkin emasligini ko’rsatadi.
Polimer molekulalari cho’kishini tezlashtirish uchun ul’trasentrafugadan foydalaniladi. Sentrafugalash jarayonida sferik zarrachalarning sedimentasiya tezligini aniqlash uchun Stoks tenglamasidagi g – ni markazdan qochuvchi tezlanish ὼ²x (ὼ - rotor aylanishining burchak tezligi, x – aylanish o’qigacha bo’lgan masofa) bilan almashtirish lozim, chunki, u g – dan farq qilib, x ga bog’liq bo’ladi. Demak, makromolekulalarning sedimentasiya tezligi ularning cho’kishi bilan ortib boradi.
Suspenziyadagi zarrachalar vaqt o’tishi bilan o’z og’irligi ta’sirida cho’kadi. Bu jarayonni sedimentasiya hodisasi deyiladi. Sedimentasiya tezligidan foydalanib, suspenziyadagi zarracha o’lchamlarini hisoblab chiqarish mumkin. Polimer makromolekulalarining eritmadagi o’lchami odatdagi suspenziyalar zarrachalari o’lchamidan nisbatan kichik bo’ladi. Agar cho’kayotgan zarrachalar ikki kuch – gravitasion va muhitning qarshilik kuchlari (ya’ni ichki ishqalanish kuchi) ta’sirida bo’lsa va bu kuchlar o’zaro teng bo’lganda, zarrachalar bir xil tezlikda cho’kadi.
Zarrachalarning cho’kish jarayonini tezlashtirish uchun 1912 yilda Dumanskiy markazga intilma maydon kuchlaridan foydalanishni taklif etdi. Keyinchalik Svedberg yaratgan ul’trasentrafuga usulidan shu maqsadda foydalaniladigan bo’ldi. Shunday qilib jarayonni tezlashtirish uchun muvozanatli yoki tez ul’trasentrafugalardan foydalaniladi. Bu ikki ul’trasentrafuga orasidagi asosiy farq hosil bo’layotgan markazdan qochuvchi kuchning qiymatidan iborat. Markazdan qochuvchi kuch muvozanaatli ul’trasentrafugada og’irlik kuchidan 20000 marta, tezkor ul’trasentrafugada esa bir necha yuz marta ortiq bo’ladi [10].
Allotropiya (yun. allos — boshqa va tropos — burilish, yoʻnalish) — kimyo-viy elementning tuzilishi va xossalari turlicha boʻlgan ikki yoki undan ortiq od-diy modda holida mavjud boʻla olishi. Bu allotropik modifikatsiya deb ataladi. Masalan, uglerod tabiatda olmos, grafit yoki koʻmir holida uchraydi. Umuman hozir maʼlum boʻlgan kimyoviy elementlar soni yuzdan ortiq, bularning allotropik shakl oʻzgarishlari boʻlgan oddiy moddalar soni esa 400 ga yetadi. A. hodisasiga modda molekulasidagi atomlar soni (masalan, O2 — kislorod, O3 — ozon) yoki moddaning kristall panjarasi turlicha boʻlishi sabab boʻladi (masalan, oq va kulrang qalay).