Теоретические основы неорганической химии - каз

                        С_m =   m ^. 100

                                   M ^. m_H2O 

                   ∆tº_қату = К ^.  m ^. 100   криоскопиялық константа еріткішке беріледі.

                                        M ^. m_H2O

       Еріткіш                  К

            H₂O                  1,86

           Эфир                 1,79

           Бензол               7,27

           Фенол                5,12

            Анилин            5,87

     Осмос қысымы. Вант – Гофф заңы.

     Ерітінділер өте сұйытылған түрінде газдарға ұқсас болады. Электролит еместердің формулалары өте үлкен және күрделі  болады.Мысалы:

     глюкоза          С₆Н₁₂О_6,сахароза    С₁₂Н₂₂О₁₁    еріткіш      H₂O молекуласы өте кішкентай.

      Біз екі әр түрлі концентрациясы бар ерітінділерді алсақ, біреуінің  концентрациясы екіншісінен үлкен  болса, екі ерітіндінің арасындағы целлофан қабығы бір жаққа қарай ығысады,өйткені су молекулалары концентрлі ерітіндіге көшеді.

                                                                                         

                           

                                        H₂O                    C₁ > C₂                                                         C₁ = C₂

                                   C₁              C₂                

                                                                                                       

     Осмос деп – еріткіштің молекулаларының бір жаққа қарай ауысуын айтамыз. Ол процесте пайда болатын күштер кезіндегі қысым осмотикалық қысым деп аталады.

                      Р_осмос = С_μ ^. RT

     Электролит  еместердің ерітінділерінде осмос  қысымы ерітіндінің молярлық концентрациясына, газ тұрақтылығына және температураға  тура пропорционал.Осмос қысымы газ  қысымына тең болады, егер де еріген зат газға айналып сол көлемде, сол жағдайда болса.

     Электролиттер және электролит емес ерітінділерді салыстыру.

     Электролит еместер                                  электролиттер

     Сахароза  С₁₂ Н₂₂ О₁₁                                        NaCℓ ,HCℓ

     Глюкоза   С₆ Н₁₂ О₆                                          H₂SO₄

     Тоқ өткізбейді                                                   Тоқ өткізеді

     Молекулалар.     Молекулалар + иондар.

     Ковалентті және иондық                           Ковалентті полюсті және иондық                           

     байланыс           

          Рауль заңдары                              байланыстар

1. Рауль   Р^′=іР₀ N                                              Р=iР¹₀ N
2. Рауль   t′_қайнау =іЕс_m                                          t_қайнау = iЕс_m 
3. Рауль   ′_{қату ер.} =іК_кр С_m                                    t_{қату .} = іК_кр С_m  

                                              Вант Гофф заңы. 

     Р_осмос= С_mRT                                                              Р¹_осм   =iС_mRT            

     Электролит  емеспен электролиттердің қассиетін  салыстырсақ және мәнін түсінік  жазуға болады. 

     i= = = = =

     i-ді табу үшін  изотондық коэфициентін ,электролиттерге тән мағыналарды электролит еместер көрсететін мәндерге бөлу керек.

 

Дәріс 10. Электролиттік диссоциация теориясы.

Дәрістің  жоспары:

1. Судың электролиттік диссоциациясы. Судың иондық көбейтіндісі., сутектік көрсеткіш.
2. Электролиттердің сулы ерітінділері. Освальдтың сұйылту заңы.
3. Ерітінділердің активтілігі және иондық күші туралы ұғым.
4. Ерігіштік. Еру процесінің термодинамикасы. Ерігіштік көбейтіндісі.
5. Тұнбасы бар ерітіндідегі иондар тепе-теңдігі.
6. Тұздардың гидролизі. Гидролиздену тұрақтысы мен дәрежесі. Гидролиздің сатылану сипаты.

 

                 Электролиттік диссоциация теориясы

      Электролиттер дегеніміз электр тоғын өткізгенде ерітінділер мен балқымалардағы заттардың иондарға   ыдырауы.   Электролиттер тұз, негіз, қышқыл болуы мүмкін.Әлсіз электролит молекулаларының иондарға  ыдырауы қайтымды процесс болып келеді.

      е Свант Аррениустың ұсынысы бойынша , электролит ерітінділеріндегі жоғарғы  осмостық қысымның болуына байланысты электролиттердің иондарға диссоциациялануы  электролиттік диссоциациялану  теориясына негізделген. Сол теорияға сәйкес  суда еріріп иондарға ыдырауы  суда    оң   «+»-және теріс  «-»- зарядталған иондар (катиондар  мен  аниондар ) түзіледі.Мысалы : катион – ионы сутек және металл; анион  – ионықышқыл қалдығы және гидроксоион. Электролиттік диссоциациялануды  мына теңдеу арқылы көрсетуге болады:  НCl=H⁺+Cl^-. Вант-Гоффа және Рауль заңдарынан ауытқуы электролиттің иондарға ыдырауымен түсіндіріледі. 

       Әрине Аррениус теориясы  ерітіндінің барлық қиын құбылыстарын ескермейді.  Ей противостояла химическая, или гидратная теория растворов Д.И. Менделеев осыған сүйе отырып  ерітінді мен еріткіштің еруіне сүйенеді.

 Егер  электролит концентрациясы, 2 ионға  ыдыраса,  онда С, ерітіндінің  диссоциациялану дәрежесі  a, теңдеудің диссоциацялану константасы былай түрленеді 

К_дис= ,онда  сa – жеке иондардың концентрациясы, а с(1-a) – диссоциацияланбаған молекулалардың концентрациясы.

Бұл теңдеу Оствальдтың сұйылту заңы болады. Әртүрлі электроит ерітінділерінің диссоциациялану дәрежесін;электролиттің диссоциациялану константасын анықтауға болады

 Егерде  электролит ерітіндісіндегі диссоциациялану  аз болса, онда в которых диссоциация электролита очень мала, Оствальд теңдеуін ықшамдауға болады. a<<1, және ол шаманы ескермеугеде болады. Онда теңдеу мынадай түрге келеді :

К_дис@a²·с или a=

.

 Сонымен  сұйытылған ерітінділердің диссоциациялану  дәрежесі артады .

       К_дис шамасы электролиттің табиғатына, еріткішке, температураға тәуелді,ал ерітіндінің концентрациясына тәелсіз. Электролиттер иондарға ыдырайды.  К_дис аз болса,онда ол әлсіз электролит. К_дис электролитің шамасы анықтамада беріледі  Т=298К. 

 

           H₂O₂ өте әлсіз электролит ,ал   НСООН өте күшті .

      Вант-Гоффтың  тұжырымдауы бойынша, изотонический  коэффициент i бөлшек түрінде көрсетіліп,сұйытылған сайын өсіп бүтін санға жақындайды.Аррениус былай түсіндіреді,электролиттер диссоциацияланғанда барлығы емес,  аз шамасы ғана сол себептен  диссоциациялану  дәрежесі  a (барлық молекулалар санын n_дис,ыдыраған иондар саны ,жалпы ерітіндідегі молекулалар санына қатынасы n_S):

.

      Кейін  күшті және әлсіз электролиттер  екі топқа бөлінеді.Күшті электролитер су ерітінділерінде түгел диссоциацияланады.Әлсіз  электролиттер су ерітінділерінде  аз мөлшерде диссоциацияланады, ерітіндіде диссоциацияланбаған және иондар арасында динамикалық тепе-теңдікке ие болады.

      Ерітіндідегі  иондар жағдайын бағалау үшінактивті  –тиімділік ұғымын, иондар концентрациясыныңхимиялық  реакцияға сәйкестігі.   Активті  ион оның концентрациясына  және коэффициент активтігінің көбейтіндісіне тең  коэффициент активтілігі  f:  a=f·с. Коэффициент активтілігі әртүрлі иондарға әртүрлі.Концентрацияның өзгеруіне байланысты былай өзгереді.   Мысалы: егер f<1, иондар арасындағы әрекеттесу оларды біріктіруге әкеледі

Егери f»1,  онда иондар арасындағы әрекеттесулері әлсіз болып келеді .

 Сұйытылған  ерітінділер табиғатына активтілік  коэффициенті аз әсер етеді.  Жуықтап алғанда,  коэффициент  активтігі ионның заряды  мен  қатарерітіндінің иондық күшіне  тәуелді  I, жартылай барлық ерітіндінің концентрациясының квадратына тең: 

I=0,5·

.

     Ерітінділердің  активтілігі және иондық күші туралы ұғым.

     Ерітіндінің қышқылдығы мен негіздігін анықтау  үшін сутектік көрсеткішті енгіземіз. (рН), ол тең ондық  логарифм  жәнесутек  ионының концентрациясы [H⁺],

рН=-lg[H⁺], где [H⁺]=[моль/л]. 
 

       Су және сұйытылған су ерітінділері үшін  Т=const:

[Н⁺]·[ОН^-]=const=K_H2O, где K_H2O – ионное произведение воды.