Сутектік көрсеткіш деп, сутек иондары концентрациясының теріс таңбамен алынған ондық логарифмін атайды:рН=-lg[H+].

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 6 из 59Следующая ⇒

           Дәріс 5. Ерітінділер

      Мазмұны:

1. Ерітінділер. Ерітінділер концентрациясы

2. Күшті және әлсіз электролиттер.

3. Сутектік көрсеткіш.

1. Ерітінділер деп екі не одан да көп компонеттерден тұратын гомогенді жүйені атайды. Ерітінділер қатты, сұйық және газ тәріздес болады. Ерітінді еріген заттан және ерітікіштен тұрады. Сұйық ерітінділердің табиғатта, техникада, тұрмыста маңызы зор. Заттың еруі екі процестен тұрады:

1. Зат атомдарының (иондарының) арасындағы химиялық байланыстар үзіледі. Бұл процесс жылу сіңіру арқылы жүреді (ΔН₁ >0).

2. Еріген заттың бөлшектері (молекулалар, иондар) еріткіштің молекулаларымен әрекеттесіп сольваттар немесе гидраттар түзеді.

Бұл процесс жылу бөле жүреді (ΔН₁ <0). Еру жылуы осы екі жылудың қосындысынан тұрады.               ΔН_еру = (-ΔН₁ )+(ΔН₂)

Осы екі жылудың қатынасына байланысты еру процесі эндо- немес экзотермиялық болады.

Концентрация- ерітінді немесе еріткіштің белгілі мөлшеріндегі еріген заттың мөлшері.

Ерітіндінің массасы тұрақты болғанда оның концентрациясы үлеспен немесе процентпен көрсетіледі.

Массалық үлес (W) - еріген зат массасы (m_е.з.) ерітінді массасының (m_ер) неше үлесі екенін көрсететін сан. W = (m_е.з.)/ (m_ер)

Массалық үлес өлшемсіз шама, оны процентке айналдырғанда 100-ге көбейту керек: W = ((m_е.з.)/ (m_ер))∙100%

Моляльдік концентрация 1кг еріткіште еріген заттың моль санымен өлшенеді (моль/кг). С_m = (m_е.з.∙1000)/ (М_е.з.∙ m_ер-ш)

m_ер-ш- еріткіш массасы, г

m_е.з- еріген заттың массасы, г

М_е.з.- еріген заттың молярлық массасы.

Молярлық концентрация - 1л ерітіндіде еріген заттың моль санымен өлшенеді. С_m = m_е.з./МV

V- ерітінді көлемі, л

Эквиваленттің молярлы концентрациясы (нормальдік концентрация) 1 л ерітіндіде еріген заттың эквивалент санымен өлшенеді.

С_n= m_е.з. /M_э V

М_э- эквиваленттің молярлық массасы;

V- ерітінді көлемі, л.

Титр дегеніміз 1 миллилитр ерітіндідегі еріген заттың грамм саны, г/мл.

Т = m_е.з/V

m_е.з- еріген зат массасы, г

V- ерітінді көлемі, мл

2. Электролиттер - негіздер, қышқылдар, тұздар, олардың балқымалары мен ерітінділері электр тоғын өткізеді. Электролиттер молекулаларының иондарға ыдырау процессін электролиттік диссоциация дейді. Оң зарадталған иондар-катиондар, теріс зарядталған иондар-аниондар деп аталады. Диссоциация қайтымды процесс: молекулалардың иондарға ыдырауы тура реакция (диссоциация), ал иондардың қайтадан молекулаларға бірігуі кері реакцияға (ассоциацияға) жатады.

Диссоциациялану дәрежесі. Электролиттік диссоцияция кері процесс болғандықтан, ерітіндіде иондар мен молекулалар бірге болады. Сондықтан электролиттер диссоциациялану дәрежесімен сипатталады (α).

Диссоциациялану дәрежесі - иондарға ыдыраған молекулалар санының (N_g) жалпы ерітілген молекулалар санына (N_ε) қатынасы α=N_g/N_ε немесе α=N_g/N_ε∙100%. Диссоциациялану дәрежесінің сан мәніне қарай электролиттер шартты түрде күшті (α>30%) әлсіз (α<3%) және орташа (α>3-30%) болып үш топқа бөлінеді.

Диссоциациялану константасы. Әлсіз және орташа электролиттер молекулаларының иондарға ыдырауы аз мөлшерде жүретін қайтымды процесс. Сондықтан басқа да қайтымды химиялық процесстер сияқты әлсіз электрлиттер диссоциациясына да массалар әсерлесу заңын қолдануға болады: КА↔К⁺+А^-

К= [К⁺][ А^-]/[КА]

К- диссоциациялану константасы деп аталатын химиялық тепе-теңдік константасы. Электролиттік диссоциация константасының (К) мәні неғұрлым көп болса, электролит молекулалары соғұрлым иондарға көп ыдырайды. Диссоциациялану константасы электролит күшін диссоциация дәрежесінен көбірек сипаттайды.

Диссоциациялану константасы мен дәрежесінің арасында тығыз байланыс бар. КА электролит бір катионға, бір анионға ыдырайтындықтан бұл иондардың концентрациясы өзара тең болады.   

[К⁺]=[ А^-]=С_М∙α

С_М- ерітіндісінің молярлық концентрациясы;

α - диссоциациялану дәрежесі;

Иондарға ыдырамаған молекулардың концентрациясын [КА] былай көрсетеді: [КА] = С_м – С_м∙α = С_м(1-α)

К= (С_м∙α∙С_м∙α)/С_м(1-α)= (С_м∙α²)/(1-α)

Әлсіз электролиттердің диссоциациялану дәрежесі өте аз болғандықтан 1-α=1 болады. Сондықтан диссоциациялану константасы мынандай болады:

К= С_м∙α² немесе α= √К/С_М

Бұл теңдеу электролит ерітіндісінің концентрациясының азаюына, яғни сұйылуына байланысты оның диссоциациялану дәрежесінің артатынын көрсетеді (Оствальдтың сұйылту заңы).

Электролиттер ерітіндіде иондарға ыдырайтындықтан, электролиттер арасындағы реакция иондар арасындағы реакция болады.

3.Сутектік көрсеткіш: Химиялық таза су электр тогын өте нашар өткізеді. Судың иондарға диссоциациялануы: Н₂О ↔Н⁺ + ОН^-

Массалар әсерлесу заңын қайтымды процеске қолдануға болады:

К= [Н⁺]∙[ОН^-]/[Н₂О] (1)

Мұндағы: К- судың диссоциация тұрақтысы. Оның 22⁰С- дағы мәні 1,8∙10^-16 тең, яғни К=1,8∙10^-16.

«К» шамасы өте аз болғандықтан Н⁺ және ОН^- концентрациялары да өте аз, сондықтан су концентрациясын Н₂О тұрақты шама деп есептеуге болады, ол 1 л массасын судың молярлық массасына бөлгенге тең:

[Н₂О]= 1000:18 = 55,56 моль

Енді жоғарыдағы теңдеуді (1) былай да жазуға болады:

[Н⁺]∙[ОН^-]= К[Н₂О]= К_с= 1,8∙10^-16∙55,56= 1∙10^-14 (22⁰С)

К_с- судың иондық көбейтіндісі деп аталатын тұрақты шама.

К_с= [Н⁺]∙[ОН^-]=10^-14

К_с мәні тұрақты температурада ғана тұрақты болады. Кез келген ерітіндіде сутегі мен гидроксид иондарының әрқайсысының концентрациясы нольге тең болмайды. Кез келген ерітіндіде әрі сутегі ионы Н⁺, әрі гидроксид ионы ОН^- болады.

Таза суда [Н⁺]= [ОН^-]= √К_с = √10^-14 = 10^-7,

бұдан 22⁰С да 1л суда 10^-7 моль сутегі иондары, 10^-7 моль гидроксид иондары болғандығын көреміз. Егер [Н⁺]≠[ОН^-] онда ерітінді [Н⁺]>[ОН^-] қышқыл, [Н⁺]<[ОН^-] сілтілі болады. Көп жағдайда ерітіндінің қышқылдығын немесе сілтілігін анықтау үшін сутегі иондарының концентрациясы қолданылады. Бұл жағдайда нейтрал орта [Н⁺]= 10^-7, сілтілік ортада [Н⁺]<10^-7, қышқылдық ортада [Н⁺]>10^-7 болады.

Осындай дәреже көрсеткіші теріс болып келетін сандарды қолданып есептер шығару қолайсыз болғандықтан, сутегі иондарының концентрациясысутектік көрсеткіш (рН) арқылы белгілеу қабылданған.

Ерітіндінің ортасын индикаторлар көмегімен анықтайды. Индикаторлар – ерітіндіге тамызғанда немесе батырғанда сутегі не гидроксид иондарының әсерінен түсін өзгертетін органикалық заттар.

Өзін өзі бақылауға арналған сұрақтар:

1. Ерітінділер дегеніміз не?

2. Концентрацияның өлшем бірліктері қандай?

3. Электролиттік диссоциация дегеніміз не?

4. Көмір қышқылының диссоциациялану сатылап теңдеулерін жазындар.

          Ұсынылған әдебиеттер:

1.Омаров Т.Т.,Танашева М.Р. Бейорганикалық химия (таңдамалы тараулар) Алматы,2008ж,-543 б                                                                                 2.Шоқыбаев Ж.Ә. Бейорганикалық және аналитикалық химия. Алматы, «Білім» 2004 ж,-316 б.                                                                                        3. Ділманов Б.М.,Ділманова З.Б. Жалпы химияның теориялық негіздері.                                Аматы,2009ж, -194 б.                                                                                         4. Яшкарова М.Г.,Омарова Н.М., Кабдулкаримова К.К., Мусабаева Б.Х. Бейорганикалық хмиядан зертханалық жұмыстар.Семей,2007,-79б.            5. Шоқыбаев Ж.Ә.,Өнербаева З.О. т.б. Бейорганикалық химия практикумы. Алматы,2004 ж,-164 б.

6. Бишімбаева Г.Қ. Жалпы химия.Студенттердің өздік жұмыстарына арналған оқу-әдістемелік құрал.Алматы,2007 ж, -39 б.                                           7. Кабдулкаримова К.К., Омарова Н.М. Студенттің өздігінен орындауына арналған әдістемелік құрал.Семей, 2007, -39 б.                          8.Д.Шрайвер.,П.Эткинс. Неорганическая химия.1,2 том.Москва«Мир»                                                                                           2009г

     Дәріс 6. Тұзда гидролизі

                  Мазмұны:

1. Гидролиз,өндірістік маңызы.

2. Гидролиз түрлері.

3. Гидролиз дәрежесі және константасы.

ГИДРОЛИЗ ДЕГЕНІМІЗ ӘР ТҮРЛІ ЗАТТАРДЫҢ СУДЫҢ ӘСЕРІНЕН ЫДЫРЫАУ РЕАКЦИЯСЫ. Гидролиз процесіне көптеген химия өнеркәсібі негізіделген: сабын алу, глицерин, май қышқылын алу, крахмалдың қанттануы, гидролиз нәтижесінде тау жыныстары бұзылады.Көптеген тұздарды суда еріткенде кей тұздардың ерітіндісі сілтілік орта, кейбірі қышқылдық орта, енді бірі нейтрал орта көрсетеді. Бұл фактілерді тұздар мен су арасындағы әрекеттесуге байланысты түсіндіруге болады. Мысалы натрий ацетатын суда ерітсе, бұл тұз күшті электролит болғандықтан суда толық диссоциацияланады:

СН₃СООNa → СН₃СОО^- + Na⁺

Аздап су да диссоциацияға түседі: Н₂О↔ Н⁺ + ОН^-

Сонымен СН₃СООNa ерітіндісінде су молекуласы Н₂О және Н⁺, ОН^-, Na⁺, СН₃СОО^- иондары болады. Na⁺ және СН₃СОО^- иондары Н⁺ және ОН^-, иондарымен әрекеттеседі. Бірақ Na⁺ ионы өзіне ОН^- ионын қосып ала алмайды, себебі NaОН күшті электролит, сондықтан ерітіндіде тек иондар түрінде болады. СН₃СОО^- ионы Н⁺ ионын қосып алып сірке қышқылын- әлсіз электролит түзеді, сондықтан судың жаңа молекулалары диссоцоацияға түседі. Сонымен мына екі процесс тепе-теңдік болғанға дейін жүреді:

СН₃СОО^- + Н⁺ ↔ СН₃СООН

Н₂О↔ Н⁺ + ОН^-

Осы екі процестің қосынды теңдеуі былай болады:

СН₃СОО^- + Н₂О↔СН₃СООН + ОН^-

Бұл теңдеуден әлсіз электролит СН₃СООН түзілгендіктен, судың диссоциациялануының иондық тепе-теңдігі ығысып, ОН^- ионының артық иондары пайда болады, сондықтан ерітінді сілтілік реакция көрсетеді. Сонымен тұздар гидролизі деп («гидро»-су, «лизис»- айрылу, грек тілінен) тұз иондарымен су иондары әрекеттескенде әлсіз электролит түзіле жүретін реакцияны айтады. Гидролиз жүру үшін нәтижесінде нашар диссоциацияланатын зат, ұшатын зат, не тұнба түзілуі керек. Тұз гидролизі нейтралдау реакциясына кері процесс.

                                                   гидролиз

МА + Н₂О  ↔ МОН + НА

                                           нейтралдау реакциясы

Тұздардың табиғатына байланысты гидролиздің үш жағдайы бар:

а)күшті негіздің катионымен әлсіз қышқылдың анионынан түзілген тұз.

        А^-       +      Н⁺ОН^-  ↔ НА    +      ОН^-        рН>7

                                        әлсіз қышқыл

б)әлсіз негіз катионы мен күшті қышқыл анионынан түзілген тұз:

      М⁺  +    Н⁺ОН^-          ↔           МОН + Н⁺    рН<7

                                                     әлсіз негіз

в)әлсіз негіз және әлсіз қышқыл иондарынан түзілген тұз:

 М⁺  + А^-  + Н⁺ОН^- ↔ МОН     + НА

                                 әлсізнегіз        әлсіз қышқыл               

Реакция ортасы реакция нәтижесінде түзілген негіз бен қышқылдың күшіне байланысты, яғни қайсысы көбірек диссоциацияға түсуіне байланысты. Сонымен гидролизге тек құрамында әлсіз электролит қалдығы бар тұздар түседі. Сондықтан күшті негізбен күшті қышқыл қалдығынан түзілген тұздар гидролизге түспейді.Көп негізді қышқылдар мен көп қышқылды негіздерден түзілген тұздар гидролизге сатылап түседі. Бірінші сатысы көбірек, жүреді. Саты саны катион мен анионнның зарядына байланысты. Гидролизді жазғанда (сатылы гидролиз үшін де) үш теңдеу жазу керек: 1.гидролиздің қысқаша иондық теңдеуі;2.толық иондық теңдеуі;3.молекулалық теңдеуі.

Өте әлсіз қышқыл мен негіздерден тұрған тұздар гидролизі аяғына дейін жүреді: Cr₂S₃ + 6 HOH ↔ 2 Cr(OH)₃↓ + 3H₂S↑

2Cr³⁺ + 3S^2-+ 6 HOH ↔ 2Cr(OH)₃↓ + 3H₂S↑

Тұздар гидролизін гидролиз константасы (К_гидр) және гидролиз дәрежесі (һ) арқылы сипаттауға болады.Гидролиз константасы тұздың гидролиз түзу жағдайын сипаттайды. К_гидр көп болған сайын тұз гидролизі көп жүреді. К_гидр= К_с/К_қышқыл немесе К_гидр = К_с/К_негіз ;К_гидр = К_с /( К_қышқыл∙ К_негіз)

К_с- судың иондық көбейтіндісі, К_қышқыл және К_негіз – қышқылдың және негіздің диссоциациялану дәрежесі.Бұл теңдеуден К_қышқыл/ К_негіз аз болған сайын, К_гидр көп болатыны көрініп тұр, яғни қышқыл не негіз неғұрлым әлсіз болса, соғұрлым тұз көбірек гидролизге түседі. Егер тұз сатылап гидролизге түссе, онда әр саты гидролиз константасымен сипатталады. Гидролиздің қаншалықты толық жүретіндігін гидролиз дәрежесі көрсетеді.

ГИДРОЛИЗ ДӘРЕЖЕСІ ДЕП ГИДРОЛИЗГЕ ТҮСКЕН МОЛЕКУЛА САНЫНЫҢ ЕРІГЕН МОЛЕКУЛАЛАРДЫҢ ЖАЛПЫ САНЫНА ҚАТЫНАСЫН АЙТАДЫ.

Һ=√К_С/К_қышқыл∙С_тұз   Һ=√К_С/К_негіз∙С_тұз Һ= √К_С/К_негіз∙К_қышқыл 

Бұл теңдеулерден:

К_с көп болған сайын, яғни температура үлкен болған сайын (К_с температура өссе, өседі); К_қышқыл, К_негіз аз болған сайын (неғұрлым әлсіз қышқыл және әлсіз негіз болса);

1. Тұз концентрациясы (С_тұз) аз болған сайын не ерітінді көбірек сұйылған сайын, гидролиз дәрежесі көп болады.

Сонымен һ жоғары температурада және сұйытылған ерітіндіде һ_max жетеді.

    Өзін өзі бақылауға арналған сұрақтар

1. Төмендегі тұздардың гидролиз реакциясының теңдеуін иондық және молекулалық түрде жазыңдар: K₂S, Na₃PO₄, Mg(NO₃)₂, ZnSO₄, AlCl₃, CH₃COONH₄, (NH₄)₂CO₃, Cu(CH₃COO)₂, Al₂S₃. Бұл тұздардың ерітіндісіндегі реакция ортасын көрсетіңдер.

2. Гидролиз деген не? Қандай тұздар гидролизге көбірек түседі? Қандай тұздар гидролизге түспейді?

3. Гидролиз дәрежесі деген не және ол неге байланысты?

4. Қайтымсыз гидролиз деген не? Мысал келтір.

             Ұсынылған әдебиеттер:

1.Омаров Т.Т.,Танашева М.Р. Бейорганикалық химия (таңдамалы тараулар) Алматы,2008ж,-543 б                                                                                 2.Шоқыбаев Ж.Ә. Бейорганикалық және аналитикалық химия. Алматы, «Білім» 2004 ж,-316 б.                                                                                        3. Ділманов Б.М.,Ділманова З.Б. Жалпы химияның теориялық негіздері.                                Аматы,2009ж, -194 б.                                                                                         4. Яшкарова М.Г.,Омарова Н.М., Кабдулкаримова К.К., Мусабаева Б.Х. Бейорганикалық хмиядан зертханалық жұмыстар.Семей,2007,-79б.            5. Шоқыбаев Ж.Ә.,Өнербаева З.О. т.б. Бейорганикалық химия практикумы. Алматы,2004 ж,-164 б.

6. Бишімбаева Г.Қ. Жалпы химия.Студенттердің өздік жұмыстарына арналған оқу-әдістемелік құрал.Алматы,2007 ж, -39 б.                                           7. Кабдулкаримова К.К., Омарова Н.М. Студенттің өздігінен орындауына арналған әдістемелік құрал.Семей, 2007, -39 б.                          8.Д.Шрайвер.,П.Эткинс. Неорганическая химия.1,2 том.Москва«Мир»                                                                                           2009г

Познавательные статьи:



Алгоритмические операторы Matlab

Конструирование и порядок расчёта дорожной одежды

Исследования учёных: почему помогают молитвы?

Почему терпят неудачу многие предприниматели?