Қазақстан ресупбликасының білім және ғылым министрлігі
жүктеу/скачать 152,98 Kb.
|
эЛЕКТРОХИМИЯ
- Бұл бет үшін навигация:
- Электролиттер ерітіндідегі иондық тепе-теңдіктер.
| Изотоникалық коэффициент. Электролитикалық диссоциалану нәтижесінде электролит ерітінділерде электролит емес молекулалардың еру кезінде санына қарағанда бөлшектер саны көп түзіледі. Электролит ерігенде түзілетін бөлшектер санының еріген молекула санына қатынасы изотоникалық коэффициент деп аталады
і = n/n2 (10) n -болшектердің ерітіндідегі жалпы саны; n2 – еріген заттың молекула саны. Ерітіндідегі бөлшектердің жалпы саны диссоциаланбаған молекулалар мен иондардың қосындысынан тұрады n =n2(1 – α) + bn2α (11) n2(1 – α) – диссоциаланбаған молекулалар саны: b – бір молекула диссоциаланғандағы иондар саны; bn2α – диссоциацияланған кездегі иондар. (10) теңдеуге (11) теңдеудегі n мәнін қойып і = 1 – α + bα (12) аламыз b мәні екіден кем болмайды, яғни әрқашан і > 1. Изотоникалық коэффициентті электролит емес идеалды ерітінділер қасиетін бейнелейтін теңдеуге енгізу арқылы сұйылтылған электролит ерітінділерінің қасиеттерін есептеуге қолдануға мүмкіншілік берді, олар үшін (1) – (3) теңдеулерді былай жазуға болады: р = р0 (1 – іN2) (13) ΔТ = іkc (14) π = іk1c (15) (13) – (15) –ші теңдеулер көмегімен р, ΔТ, π мәндерін тәжірибе арқылы тауып изотоникалық коэффициентті есептеуге болады. Электролиттер ерітіндідегі иондық тепе-теңдіктер. Аррениус теориясының негізінде Я. Бренстед қышқылдар мен сілтілер теориясы жайында бірінші рет анықтамасын берді, оған сәйкес қышқылдар (НА) болып сутегі мен қышқыл қалдығының иондарына диссоциаланатын қосылыс табылады: НА↔ Н+ + А- ал сілті болып (МОН) – металл катионы мен гидроксил анионын иондарына диссоциаланатын қосылыс: МОН↔ М+ + ОН-. Сөйтіп, бейтараптану реакциясы әрқашан Н+ пен ОН- иондарының әрекеттесуіне әкеледі және сұйылтылған күшті қышқылдар мен сілтілер ерітінділерінде қышқылмен сілтінің табиғатына байланысты емес жылу эффектісі тұрақтылығымен сипаттану керек. Аррениус теориясы әртүрлі қышқылды-негіз тепе-теңдікті ұғындыру үшін кеңінен қолданылған. Қышқылдың НА және сілтінің МОН диссоциациялану процестері үшін Оствальдтің сұйылту заңын былай жазуға болады: КА = [Н+][А-] = α2c (1) [НА] 1 - α КВ = [М+][ОН-] = α2c (2) [МОН] 1 - α ________ [Н+] = αc және [ОН-] = αc болғандықтан, α = √К2 + 4Кс – К/2с теңдеуді қолданып _______
_______ [ОН-] = √К2В + 4КВ с – КВ/2 (4) аламыз. КА « 4с немесе КВ « 4с, яғни КА мен КВ аз болғанда және с өте аз болмағанда _______ [Н+] = √КА с (5) _______ [ОН-] = √КВ с (6) Кері белгісімен алынған сутегі иондарының концентрациясының логарифмі ерітіндінің рН деп аталады (С.Сёренсен). рН = - lg [Н+] (7) Осыған сәйкес қышқыл мен сілтінің диссоциалану көрсеткіштері енгізілген р КА = - lg КА (8) р КВ = - lg КВ (9) Аррениус теориясын өте әлсіз электролиттер санына жататын және теңдеу Н2О ↔ Н+ + ОН- бойынша диссоциаланатын cуға қолданатын болсақ, былай жазуға болады: К’ = [Н+][ОН -] = α2c (10) [Н2О] 1 - α Су үшін α«1, ал [Н2О] іс жүзінде тұрақты, онда Кw = [Н+][ОН -] = К’[Н2О] = α2c (11) аламыз Кw – температураға тәуелді константа судың ионды көбейткіші деп атлады. Бөлме температурасындағы судың ионды көбейткіші: Кв = [Н+]·[ОН-] = 10-14. Ол таза су үшін және сұйылтылған сулы ерітінділер үшін де тұрақты. Температура жоғары болған сайын ол да жоғары болады, ал төмен болғанда – төмендейді. Әлсіз қышқыл немесе (әлсіз) негіздерден түзілген тұздар сулы ерітінділерде гидролизға ұшырайды. Әлсіз қышқыл мен күшті негіздерден түзілген тұз үшін гидролиздену реакция А- + Н2О ↔ НА + ОН- теңдеу арқылы жүреді және гидролиз константасымен сипатталады Кһ = [НА][ОН -] (11) [А -] [Н2О] = const болғандықтан. (1), (11), (12) теңдеулерін қолдана отырып былай Кһ = Кw/ КА жазуға болады. Және әлсіз негізбен күшті қышқылдардан түзілген тұз үшін Кһ = Кw/КВ Аррениус теориясы бойынша аз еритін қосылыстар үшін еріткіш көбейткіші ұғымы берілген. Аз еритін электролиттің қаныққан ерітіндісінде тепе-теңдік оралған кезде берілген температурада, қысымда иондар концентрациясының өзгеруіне тәуелді емес туындалған иодар концентрациясының шамасы тұрақты болып қалады және ерігіштіктің туындысы деп аталады. Егер ерітіндіде туындалған иодар концентрациясының шамасы ерігіштіктің туындысынан жоғары болса, онда аз еритін қосылыстар тұнбаға түседі. Егер төмен болса, тұнба түзілмейді. Ерітіндіге тұнбадағыдай жалпы ион болатын заттар қосқан кезде ерігішітіктің төмендейтіні ұғындырылды. Кейбір кездерде комплексті қосылыстар түзілгендіктен осы ереже бұзылады. Сонымен, күміс цианидінің ерігіштігі калий цианиді көп мөлшерде болғанда азаяды, ойткені осы жағдайда комплексті ион [Ag(CN)2]- Ag+ + 2CN- түзіледі және тепе-теңдік орнатылады. Электролитикалық диссоциация классикалық теориясының кемшіліктері Аррениус теориясы ұсынып отырған электролиттердің сандық сипаттамасының бірі, осы ерітіндідегі иондалған молекулалар үлесін анықтайтын электролитикалық диссоциациялану дәрежесі a. Оның физикалық мағынасына сәйкес a 1 -ден жоғары немесе 0 -ден төмен бола алмайды; берілген жағдайда оны өлшеу әдісіне (электрөткізгіштігін, осмостық қысымын немесе ЭҚК өлшеу) тәуелсіз өзгеріссіз қала беру керек. Бірақ іс жүзінде әртүрлі әдістермен алынған a мәні тек қана әлсіз электролиттердің сұйылтылған ерітінділері үшін сәйкес болып келеді; күшті электролиттер үшін электролит концентрациясы жөғары болған сайын айырмашылығы да көп болады, және концентарцияның жоғары мәндерінде a 1 -ден жоғары болады. Сондықтан, Аррениус теориясы беретін a да сол физикалық мағына болмайды. Аррениус теориясы ұсынып отырған электролиттердің сандық сипаттамасының екіншісі диссоциалану константасы болып табылады; ол берілген Т мен Р да осы электролит үшін ерітінді концентрациясына тәуелсіз тұрақты болу керек. Іс жүзінде тек сұйылтылған өте әлсіз электролиттер үшін Кд,с сұйылтқанда тұрақты бола береді. жүктеу/скачать 152,98 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|