Д. И. Менделеев жасаған элементтерд1н периодтык системасы


§  3.  ЕР1Т1 НДІЛ ЕРДІН,  КОНЦЕНТРАЦИЯСЫ



Pdf көрінісі
бет20/24
Дата28.03.2020
өлшемі30,34 Mb.
#60961
1   ...   16   17   18   19   20   21   22   23   24
Байланысты:
birimzhanov b a nurakhmetov n n zhalpy khimiya
birimzhanov b a nurakhmetov n n zhalpy khimiya
§  3.  ЕР1Т1 НДІЛ ЕРДІН,  КОНЦЕНТРАЦИЯСЫ
Жоғарыда  айтылған  қанық  және  канықпаған  ерітінді  деген 
түсініктен  басқа  іс  жүзінде  тағы  мынадай  түсініктерді  пайдала- 
нады:  ішінде  еріген  зат  көп  болса  қою  ерітінді,  еріген  зат  аз 
болса  сұйық  ерітінді,  ал  өте  қою  ерітінділерді  концентрленген  ері- 
тінді  дейді.  Бірақ  бұл  түсініктердің  ешкайсысы  ерітіндінің  кон- 
центрациясын  сандық  мөлшермен  көрсетпейді.
Е р і т і н д і н і ң   к о н ц е н т р а ц и я с ы   д е й т і н і м і з   е р і -  
т і н д і н і ң   б е л г і л і   бі р  с а л м а қ   м ө л ш е р і н д е ,   не  б е л -  
г і л і   б і р   к ө л е м і н д е   е р і г е н   з а т т ы ң   м ө л ш е р і .
Ерітінділердің  концентрациясын,  яғни  ерітінділердің  құрамын 
кескіндеудің  бірнеше  әдісі  бар,  біз  солардың  химияда  қолда- 
нылатын  кейбірлеулерімен  танысалық.
V I . М а с с а л ы қ   п р о ц е н т   пен  ө л ш е н е т і н   (проценттік) 
ерітінділер,  яғни  ерітіндінің 
100
  масса  бөлігінде  еріген  заттың 
массасы.  Мысалы,  канттың  12  проценттік  ерітіндісі  десек,  ол 
ерітіндінің 
100
  грамында 
12
  г  кант, 
88
  г  су  бар.
2.  М о л ь д і к п е н   ө л ш е н е т і н   ( м о л ь д і к )   е р і т і н д і -  
л е р  .  Ерітіндінің литрінде бір  моль зат еріғен ерітіндіні м  о л  ь д і  к 
ерітінді дейді, сондықтан  ерітіндінің  бір литрінде  мольдің қаншасы 
ерігендігін  көрсететін  сан  сол  ерітіндінің  мольдік  концентрациясын 
көрсетеді;  оны  М  әрпімен  белгілейді.  Мысалы,  ЗМ  делінсе,  1  л  ері- 
тіндіде  3  моль,  ал  0,2  М  делінсе  0,2  моль  зат  ерігені.
Мольдік  концентрациясы  бірдей  ерітінділер  эквимольді  (экви- 
молекулалық)  деп  аталады.
Мольдік  ерітінділердің  бірдей  етіп  алынған  көлемдерінде  epi- 
ген  заттың  молекулалар  саны  бірдей  болатындықтан  бұлар  іс 
жүзінде  қолдануға  ыңғайлы.
3. 
М о л я л ь д ы к п е н  
ө л ш е н е т і н  
е р і т і н д і л е р .  
Еріткіштің  1000  грамында  еріген  заттың  бір  молі  болса,  ондай 
ерітіндіні  молялёдық  ерітінді  деп  атайды.  Еріткіште  еріген  заттың 
мөлшеріне  сай  ерітінді  0,1  0,05,  2,0  т.  б.  моляльды  бола  алады. 
Мәселен,  канттың  С
12
Н
22
О
11
  судағы  децимоляльды  ерітіндісі 
34,2  г  қанттан  және  1000  г  (немесе  1  л)  судан  тұрады.
4.  Н о р м а л ь д ы қ п е н   ө л ш е н е т і н   ( н о р м а л ь д ы к )  
е р і т і н д і л е р .   Ерітіндінің  бір  литрінде  бір  моль-эквивалент 
зат  еріген  ерітіндіні  н о р м а л ь  
ерітінді  дейді,  сондықтан 
ерітіндінің  бір  литрінде  моль —  эквивалентен  (заттың  эквивален- 
тіне  тең  етіп  алынған  грамм  саны)  қаншасы  ерігенін  көрсететін 
сан,  сол  ерітіндінің  нормальдык  концентрациясын  көрсетеді; 
оны  «н.»  әрпімен  белгілейді.  Мысалы,  ерітіндінің  1  литрінде 
3  моль  эквивалент  ерітілсе,  оны  3  нормальдық  (3  н),  ал  0,5  моль 
эквивалент  ерітілсе,  оны  жарты  нормальдык  (0,5  н)  ерітінді 
дейді.
§  4.  ЕРІТІНДІЛЕРДІҢ  ҚАСИЕТТЕРІ
Бір  затта  екінші  зат  ерігенде  еріткіштің  де,  еріген  заттың 
да  касиеттерінде  өзгеріс  болады.  Еріткіштің  касиеті  өзгеруден 
туатын  жаңа  касиеттер  барлык  ертінділерге  ортақ  қасиетке  ай-
2 6 0

налады.  Өйткені  еріген  заттың  бөлшектері  көбейген  сайын,  ерітін- 
дінің  кесімді  көлеміндегі  еріткіштің  молекулаларының  концентра- 
ция.сы  кемиді;  осының  салдарынан  ерітіндіде  еріткішпен  салыс- 
тырғанда  жаңа  қасиеттер  пайда  болады  және  еріген  зат  мөлшері 
неғұрлым  көбейе  берсе,  ол  касиеттер  күшейе  түседі.  Мұндай 
жаңа  қасиеттерден  біздің  оқитынымыз:  осмос,  ерітінділер  буының 
кысымы,  ерітінділердің  қату  және  қайнау  температуралары.
Осмос.  Ерітінділердің,  оның  ішінде  сұйык  ерітінділердің 
қасиеттерін  зерттегенде,  ол  ерітіндідегі  заттың  күйі  газ  күйіне 
өте  ұқсас  екендігі  анықталды.  Газдардың  негізгі  қасиеті  —  диф­
фузия  арқылы  мейлінше  кең  көлем  алуға  тырысуы.  Міне,  осы 
қасиет  еріген  затта  да  болады,  оны  былайша  дәлелдеуге  болады: 
бір  ыдыска  қанттың  концентрленген  ерітіндісі  құйылады  және 
оның  үстіне  араласып  кетпейтіндей  етіп,  ептеп  сол  қанттың  сұйық 
ерітіндісін  кұяды.  Бұл  жағдайда  екі  жақты  диффузия  басталады, 
яғни  қанттың  молекулалары  концентрленген  ерітіндіден  сұйық 
ерітіндіге,  ал  судың  молекулалары,  керісінше,  сұйык  ерітіндіден 
концентрленген ерітіндіге диффузияланады.  Біраз уақыт өткен соң, 
канттың  да,  судың  да  молекулалары  әбден  араласып  біркелкі 
орналасып,  ерітіндіміз  біртектіге  айналады.
Енді  судың  молекулаларын  өткізетін,  одан  ірірек  қант  моле- 
кулаларын  өткізбейтін  түбі  шала  өткізгіштен  жасалған  ыдысқа 
қант  ерітіндісін  кұяды.  Осы  ыдысты  ішіндегі  ерітіндісімен  таза 
су  кұйылған  екінші  кецірек  ыдыстың  ішіне  қойса  (96-сурет), 
б ір   ж а қ т ы   д и ф ф у   з и я   байқалады.  Мұнда  су  молекулалары
97-сурет.  Су,  мұз  және  орітіндінің  бу  кысымыньш 
темііератураға  тәуелді  өзгеруінін.  қисықтары
96-сурет.  Осмос  кысымың  өлшейтін  аспап
261

ғана  диффузияланады,  әрі  олар  қанттың  ерітіндісі  құйылған 
кіші  ыдысқа  тез  көшеді,  кері  өтуі  баяуырак  болады.  Осының 
нәтижесінде  қант  ерітіндісінің  концентрациясы  кемиді.  Осындай 
шала  өткізгіш  арқылы  болатын  бір  жакты  диффузияны  о с м о с  
деп  атайды  (грек  тілінде  osmos  —  итеру,  басу  деген  мағынада).
Жануарлар,  әсіресе,  өсімдік  организмдерінің  тіршілік  әреке- 
тінде  осмос  кұбылысы  маңызды  орын  алады.
Осмос  салдарынан  сырткы  ыдыстан  ішкі  ыдыска  көшкен 
су  ондағы  сұйыкты  түтіктің  бойымен  жоғары  көтереді.  Ішкі 
түтікте  туған  гидростатикалык  кысым  белгілі  шамаға  жеткен 
кезде  осмос  токтайды.  Осмос  туғызатын  күшті  e р і т і н д і н і ң 
о с м о с   қ ы с ы м ы   дейді.  Осмос  кысымын  өлшеу  үшін,  осмос 
тоқтаған  кездегі  ерітіндіні  сырттан  басып  тұрған  кысым  күшін 
аныктайды  (түтіктегі  сұйық  бағанасының  көтерілген  биіктігі  һ ) .
Осмос  қысымы  ерітіндінің  концентрациясына,  температура- 
сына  тәуелді.  1886  жылы  Вант-Гофф,  бұл  тәуелділік,  бүрын 
газдарға  колданылып  жүрген  Бойль-Мариот  пен  Гей-Люссак 
заңдарына  өте  ұксас  екендігін  тапты:
Р =  cRT
мұнда  Р  —  ерітіндінің  осмос  қысымы;  с  —  ерітіндінің  мольдік 
концентрациясы;  R  —  константа,  сандык  мәні  газдар  тұракты-
сына  тең  (  0,082 
);  Т —  абсолют  температура.
Ерітіндінің осмос щысымы, сол еріген зат газ күйінде болып,  осы 
температурада,  ерітіндінің  көлеміндей  көлем  алып  тұрғандағы 
туғызатын  қысымына  тең  (Вант-Гофф  заңы).
Бұл  заңнан  және  оның  математикалык  теңдігінен  осмос 
кысымы,  берілген  температурада,  тек  кана  мольдік  концентра- 
цияға,  яғни  ерітіндінің  көлем  бірлігіндегі  еріген  молекулалар 
санына  тәуелді  екенін  көреміз.
Айтылып  өткен  осмос  заңы  тек  сұйық  ерітінділерге  сәйкес 
келеді.  Қышқыл,  гидроксид  және  тұздардың  ерітінділері  бұл 
заңға  бағынбайды.
Ерітінділер  буының  ңысымы.  Ерітінділердің  бетіндегі  буының 
кысымы  сумей  (еріткішпен)  салыстырғанда  едәуір  төмен  болуы 
ерітінділердің  қасиеттерінің  бірі.
Әрбір  сұйык  белгілі  температурада  бетіндегі  буымен  тепе- 
теңдікте  болады,  яғни  оның  бетінен  үзіліп  шығып  буға  айналатын 
молекулалар  саны  будан  кайтып  сұйыкка  конатын  молекулалар 
санына  тең  болады.
Ұшкыш  емес  заттардың  ерітіндісінде  оның  бетінің  бірсыпыра 
жеріне  еріген  заттың  молекул алары  (иондары)  орналаскан, 
оныц  үстіне  ол  молекулалар  гидраттанған  болса,  ол  гидраттын 
кұрамына  кірген  су  молекулалары  ұша  алмайтын  болады.  Осы- 
ның  бәрі  ерітіндінің  бетінен  үзіліп  шығып  буға  айналатын  моле­
кулалар  санын  кемітеді.  Демек,  еріген  зат  еріткіштің  бу  кысымын 
төмендетеді.  Сондыктан,  таза  еріткішке  карағанда  ерітіндінің
2 6 2

бетіндегі  буымен  атмосфера  қысымыньің  тепе-теңдікке  келуі  тө- 
менірек  (кеміген)  бу  қысымында  болады.
1887  жылы  француз  физигі  Р а у л ь   толып  жатқан  ерітінділер 
мен  жұмыс  істей  келе  мынадай  заң  ашқан:
Электролит  емес  заттардың  сүйық  ерітінділерінің  буының 
қысымының  кемуі,  еріткіштің  кесімді  мөлилерінде  еріген  заттыц 
мөлшеріне  пропорционал.
Егер  таза  еріткіштің  бу  қысымын  Р  деп,  ерітіндінікін  Рі  деп 
белгілесек,  Р  —  Рі  бу  қысымының  кемуін  көрсетеді,  оны  әдетте 
АР  деп  белгілейді.  Енді  еріген  заттың  моль  санын  п  деп,  еріт- 
кіштің  моль  санын  N  деп  белгілесек,  Рауль  заңы  математика  тілі- 
мен  былай  жазылады:
Рауль  заңына  сұйық  ерітінділер  ғана  бағынады.
Қышқыл,  гидроксид және тұздардың ерітінділері  Рауль заңына 
бағынбайды.
Ерітінділердің  ңатуы  жэне  қайнауы.  Әрбір  таза  заттың 
өзіне  тән  белгілі  қату  және  қайнау  температуралары  болады.
Сұйықтыц  қату  температурасы  дейтініміз  оның  сұйық  және 
қатты  күйлерінде  бетіндегі  буының  қысымдары  біріне-бірі  тең 
болатын  температура  екендігі  жогарыда  айтылған  (VII  тарау) 
Айталық  0°-та  мұз  бен  сұйық  судың  бетіндегі  буының  қысымы 
тең  болады  (0,6  кПа).  Сондыктан  0°  С  таза  судың  қату  темпе- 
ратурасы.
0°  С  ерітіндінің  бетіндегі  буының  қысымы  0,6  кПа  (сын.  бағ.) 
кем  болады,  сондықтан  мұз  бен  су  ерітіндісінің  бірге  болуы  0°  С 
төменірек  температурада  болады.  Демек,  ерітіндінің  қату  тем- 
пературасы  таза  еріткіштікінен  томен  болады.  Мысалы,  теңіз 
суының  қату  температурасы  0°  С  төмен  екендігін  1755  жылы 
М.  В.  Ломоносов  ашқан  болатын.
Сұйықтың  қайнау  температурасы  дегеніміз  сұйық  бетіндегі 
буының  қысымы  сыртқы  атмосфералық  қысымға  теңесетін 
температура;  суды  алсақ  100°  С  оның  буының  қысымы  101,3  кПа, 
сондықтан  1  атм  қысымда,  су  100°  С  кайнайды.
Суда  бір  затты  еріткенде,  бу  қысымы  кемиді.  Соның  салдары- 
нан  100°  С  ерітіндінің  бетіндегі  бу  қысымы  101,3  кПа  кем  болады; 
оны  атмосфералык  қысымға  жеткізу  үшін,  ерітіндіні-100°  С  жоға- 
ры  қыздыру  керек.  Сондықтан,  ерітіндінің  қайнау  температурасы 
еріткіштікінен  жоғары  болады.  Демек,  е р і г е н   з а т ,   е р і т і н -  
Ді н і ң   к а т у   т е м п е р а т у р а  с ын  т ө м е н д е т і п ,   қ а й н а у  
т е м п е р а т у р а с ы н  ж о ғ а р ы л а т а д ы .
Таза  судың  да,  ерітіндінің  де  бу  кысымының  температураға 
тәуелділігін  график  арқылы  белгілесек,  ерітіндінің  бу  кысымының 
қисығы  таза  судың  бу  қысымының  қисығынан  томен  жатады.
97-суретте  ерітіндінің  кату  температурасы  (/])  судың  қату 
температурасынан  (7>)  томен  екендігі,  ал  ерітіндінің  қайнау
2 6 3

температурасы  (/4)  таза  судың  қайнау  температурасынан  (tu) 
жоғары  екендігі  көрініп  тұр.
ерітінділердің  қату  және  қайнау  температуларын  өлшеп, 
осы  мәселенің  сан  жағын  есептеген  Рауль  болатын.  Оның  экспе- 
риментальдық  корытындылары  Р а у л ь  
(1887  ж.)  заңы  деп 
аталады.
1
.  Қату  температурасының  төмендеуі,  еріткіштің  сол  салмақ 
мөлшерінде  еріген  заттың  мөлшеріне  пропорционал.
М ы с а   л  ы: 
100
  а  суда 
20
  а  қант  epice,  ол  ерітінді  минус  1,08° 
қатады,  ал  40  г  қант  epice,  минус  2,16°  қатады.
2
.  Түрлі  заттардың  эквимолекулалық  мөлшерлері.  бір  еріткіш- 
тің  бірдей  етіп  алынған  мөлшерінде  ерітілген  болса,  ол  ерітінді- 
лердің  қату  температурасы  бірдей  градус  санына  төмендейді.
Мысалы:  глюкозаның  0,1  молін  (18  г)  1  000  а  суға  ерітсек, 
одан  кату  температура  0,186°  С  төмендейді.  Енді  этил  спиртінің 
0,1  молін  (4,6  а),  немесе  қанттың  0,1  молін  (34,2  г)  ерітсек,  олар 
да  ерітінділерінің  қату  температурасын  0,186°  С  төмендетеді.
Бір  моль  затты  1  000  а  еріткіште  еріткендегі  қату  температу- 
расының  төмендеуі  әрбір  еріткіштің  өзіне  тән  тұрақты  шама. 
Оны  еріткіштің к р и о с к о п и я л ы к ,   к о н с т а н т а с ы   (34-кесте) 
дейді  (грек  тілінде  kryos  —  салқын,  skopeo  —  қараймын).
Ерітіндінің  қайнау  температурасының  көтерілуі  жөнінде  де 
Рауль  осындай  заңдар  тапқан.  Бір  моль  зат  1  000  а  еріткіште 
ерігендегі 
қайнау 
температурасының 
көтерілуін 
еріткіштің 
э б у л и о с к о п и я л ы қ   к о н с т а н т а с ы   (34-кесте)  дейді  (ла- 
тынша  ebullire— қайнап  біту).
34-кесте
Еріткіштер
Криоскопиялык,
Эбулиоскопиял ық
константа
Су
1,86°
0,52°
Сірке  кышкылы
3,90°
3,10°
Бензол
5,10°
2,57°
Рауль  заңы  математика  тілінде  былай  жазылады:
А/ =  К • С
Мұндағы  At  қату  температурасының  төмендеуі,  кайнау  темпе- 
расының  көтерілуі;  Қ  —  криоскопиялык  немесе  эбулиоскопиялық 
константа:  С  —  1  000  а  еріткіште  еріген  заттың  моль  саны.
Моль  саны  дейтініміз  заттың  граммен  алынған  массасын 
молекулалық  массаға  бөлгеннен  шығатыны  бұрын  айтылған,
демек  С  орнына 
қоямыз,  сонда
А/ =  К
гп
М
2 6 4

оны  түрлендірсек,
м = к  Т Г
Осы  формуланы  еріген  заттың  молекулалык  массасын  табу  үшін 
пайдалануға  болады:  ол  үшін  эксперимент  арқылы 
1
 
000
 
г 
еріт- 
кіште  еріген  заттың  массасын  және  сол  ерітіндінің  қату  темпера- 
турасының  төмендеуін,  не  қайнау  температурасының  жоғары- 
лауын  білу  қажет.
М ы  с а  л  ы,  2,5  г  глицеринді  100  г  суда  еріткенде,  кату  температурасы 
0,506°  төмендеген.  Глицериннің  молекулалык,  массасын  табу  керек.
Алдымен,  1  000  г  суда  еріген  глицериннің  салмағын  есептеп  табалык
т =
2,5-1000 
100
 

a
енді  молекулалык  массаны  табуға  болады  (судың  криоскопиялык  констан- 
тасы  (1,86°).
М =
1,86-25 
0,506 

Рауль  заңдарына  да,_  Вант-Гофф  заңына  сияқты 
ерітінділер  және  электролит  ерітінділер  бағынбайды.
концентрлі
§  5.  Е Р І ТІ Н ДІ Л ЕР   ЖА Й Ы Н Д А   Х И МИ Я Л Ы Қ   ТЕОРИЯ
Осы  тараудың  §  1  ерітінділер  механикалық  қоспа  да  емес, 
химиялық қосылыс та  емес екеуініқ аралығынан орын алатындығы 
айтылды.  Сондықтан  еру  процесі,  еріген  зат  пен  еріткіштің  каты- 
насы,  ерітінділердің  қасиеттері  ұзақ  уақыт  физикалық  процесс 
деп  танылды,  оның  үстіне  Рауль  Вант-Гофф,  әсіресе  Аррениустың 
жұмыстарынан  кейін  ерітінділер  жайында  физикалық  теориялар 
ғана  болып  келді.
Д.  И,  Менделеев  күкірт  қышқылының,  этил  спиртінің  басқа 
тағы  бірсыпыра  заттың  ерітінділерінің  қасиеттерін,  оның  ішінде 
физикалық  касиеттерін  зерттей  келіп,  оның  барлық  қасиеттерін 
дұрыс  түсіну  үшін,  еріген  зат  пен  еріткіштің  арасында  болатын 
химиялық  әрекеттесудің  зор  мәнінің  барлығын  көрсетті.
Д.  И.  Менделеев,  ерітінділерде  еріген  зат  пен  еріткіш  ара­
сында  химиялық  косылыс  түзіледі,  ол  қосылыстар  тұрақсыз  бол- 
ғандықтан  аздап  ыдыраған  күйде  болады  деген.
Д.  И.  Менделеев  ешуақытта  физикалык  факторларға  қарсы 
болған  емес,  бірақ  онымен  қатар  химиялық  факторлардың  бар- 
лығын  көрсеткен.
Менделеевтің  пікірін  дамытып  акад.  Н.  С.  К у р н а к о в  
құрамы  накды  (тұрақты)  қосылыстармен  катар,  ерітінділерде 
Құрамы 
айнымалы 
химиялық  косылыстардың  түзілетіндігін 
көрсетті.
Д.  И.  Менделеевтен  бергі  уақыттағы  зерттеу  жұмыстарыньің
2 6 5

нәтижесі  еріген  зат  еріткішпен  химиялық  қосылысады  деген  Мен­
делеев  пікірін  дәлелдейді.  Ол  косылыстарды  сольват  (латынша 
solvere  —  еріту)  деп,  еріткіш  су  болса,  гидрат  деп  атайды.  Еріген 
заттың  сумен  қосылысу  процесін  гидратация  дейді.
Сольваттардың  түзілуі  еріген  заттың  полюсті  молекулалары 
еріткіштің  полюсті  молекулаларымен  (судың  молекуласы  өте 
полюсті  молекула)  қосылысуынан.
Гидраттар  тұрақсыз  қосылыстар.  Қөпшілігі  ерітіндіні  суалт- 
қанда-ақ  ыдырап  кетеді.  Қей  жағдайда  гидраттанған  су  еріген 
затпен  өте  берік  қосылысатындыктан  еріген  зат  бөлініп  шық- 
қанда,  су  оның  кристалының  құрамына  кіреді.  Құрамына  судың 
молекулалары  кіретін  мұндай  кристалдық  түзінділер  —  кристал­
логидрат  деп  аталады,  ондағы  су  —  кристаллогидраттық  су  деп 
аталады.
Кристаллогидраттар  құрамын  сол  кристаллогидраттың бір  мо- 
лекуласына  келетін  су  молекуласының  санын  көрсететін  формула- 
мен  белгілейді;  мысалы  —  C aS 0
4
-2H>0,  CuSÖ
4
-5H>0,  FeS04- 
• 7Н
2
0,  Na
2
S 0 4• ІОН
2
О,  KA1(S0
4
)
o
.  12Н
2
0.
Бірақ  осымен  қатар  NaCl, 
N H 4 C I ,  
KNO
3
  тағы  басқа  көп  зат- 
тар  ерітінділерінен  сусыз  кристалданатыны  белгілі;  енді  осы 
факт,  ол  заттар  суда  ерігенде  гидрат  түзбейтіндігіне  дәлел  бола 
ала  ма?  Жоқ,  дәлел  бола  алмайды,  өйткені  әрбір  химиялық  қо- 
сылыстың,  оның  ішінде  гидраттың  да,  түзілуіне  тиісті  темпера­
тура  және  қысым  жағдайы  керек.  Жағдайын  туғызсак,  жайшы- 
лыкта 
кристаллогидраттық 
сусыз 
кристалданатын 
заттар, 
кристаллогидрат  түзеді  екен.  Мысалы:  NaCl  температура  —10°  С 
төмен  жағдайда  NaCl-2H20   түрінде  кристалданады.
Химиялық  косылыстардың  түзілу-түзілмеуі,  оның  құрамы 
температура  мен  қысымға  тәуелді  екендігі  бұрыннан  да  белгілі, 
оны  кристаллогидраттардан  алган  мысалмен  де  дәлелдеуге 
болады.  Температура  өзгергенде  (көтерілгенде)  мына  кристал- 
логидраттардың  кұрамы  былайша  өзгереді  екен:
CuS0„-5H,0;  C
u
S 0
4
-3H
2
0;  C
u
S 0
4
-H
2
0;  C
u
S 0 4,
M gS04• 7H
2
0;  M gS0
4
-6H
2
0;  M gS0
4
-H
2
0;  M gS04, 
Na
2
S 0
4
-IOH
2
O;  N
2
S 0 4• 7H
2
0;  Na
2
S 0
4
-H
2
0;  Na
2
S 0 4.
Бұл  айтылып  өткеннен  мынадай  қорытынды  шығаруға  бола­
ды  —  заттар  ерігенде,  сумен  кұрамы  әр  түрлі  қосылыстар  түзуі 
мүмкін,  ол  қосылыстар  ерітіндіде  еріген  күйде  болады,  ал  тем­
пература  жағдайына  карай  оларды  әр  түрлі  кристаллогидрат 
түрінде  жеке  шығарып  алуға  да  болады.
К р и о г и д р а т т а р .   Кейбір  түздардың  ерітіндісін  салқын- 
датса,  біраздан  соң  одан  ерігіштігіне  сәйкес  тұз  бөлініп  шығады, 
ал  температура  0°  С  төмен  түсіп  кесімді  бір  шекке  жеткенде,  ері- 
тінді  түгел  катады.  Ол  қатқан  бір  текті  зат,  оның  ішінен  жеке 
тұз,  не  мұз  табылмайды.  Міне,  осыны  к р и о г и д р а т   дейді.
Бұл  құбылысты  1863  жылы  Д.  И.  Менделеев  ашқан.  Ас  ту­
зы  —  23°  С  криогидрат  түзеді  екен,  оның  кұрамы  NaCl  —  58,5 
с.  б.  Н20  —  180  с.  б.  яғни  NaCl • 10Н
2
О;  бұл  қатты  зат  С  —  23°С.
2 6 6

Кейіннен  баска  тұздардың  да  криогидраттары  табылды, 
мысалы:
NaN03-7H20   т.  б.
Сонымен  криогидрат  дейтініміз  ерітіндіде  түзілетін  химиялық 
косылыстың  жаңа  бір  түрі  —  біртекті  катты  зат,  тұрақты  құрамы, 
кесімді  қату  және  балку  температурасы  бар.
Ө з г е р м е й   к а й н а й т ы н   е р і т і н д і л е р .   Екі  сұйықтың 
қоспасын  бір-бірінен  ажырату  үшін  көбіне  олардың  қайнау 
температураларының  айырымына  сүйеніп,  айдау  арқылы  ажыра- 
тады.  Бірак  бұл  әдіспен  ажыратып  бөліп  алуға  болмайтын  да 
ерітінділер  бар.  Мысалы,  күкірт  қышқылының  сұйық  ерітіндісінен 
қыздыру  арқылы  ондағы  суды  буландырып  таза  100%  күкірт 
қышқылын  алуға  болмайды.  Өйткені  қыздырғанда  кайнау 
температурасы  томен  болғандықтан  әуелі  су  буланып  ушканы- 
мен  күкірт  кышқылы  концентрленіп  98,3%  болған  кезде,  енді 
қалған  1,7%  суды  кайнату  аркылы  ажыратып  алуға  болмайды; 
Оны  одан  әрі  кыздыра  берсек  температура  өсе-өсе  337°  С  жеткен 
кезде,  98,3%  күкірт  кышқылы  сумен  ажыраспаған  түрінде  түгел 
кайнайды.  Мұның  буын  жинап,  суытып  анализдесек,  98,3% 
H2S 0 4,  1,7%  су  бар  ерітінді  екенін  көреміз.  Міне,  осындай  ерітінді- 
лерді  —  ө з г е р м е й   к а й н а й т ы н   е р і т і н д і   дейді  (бұрын 
азеотроптык  косна  дейтін).  Мұндай  ерітінділер  көп  кездеседі, 
мысалы:  37%  HF,  th
°+112°C;  20,2%  HCl  t°+110°  C;  57%  HI 
t ° +  127° 
T .  
6 .
Бұл  өзгермей  кайнайтын  ерітінділердің  түзілуі,  еріген  зат 
пен  еріткіш  арасында  химиялық  әрекеттесу  барлығын  көрсетеді.
Сонымен  ерітінділерде  бір  жағынан  физико-механикалык  про­
цесс  болып  жатады,  ол  еритін  заттың  бөлшектері  үзіліп  шығып 
еріткіштің  молекулаларымен  түйісуі;  Вант-Гофф  пікіріне  сәйкес 
бұл  арада  ерітінділер  газға  ұксайды.  Екінші  жағынан  ерітінді- 
лерде  химиялык  процестер  жүреді.
Қорытып  келгенде  осы  күнгі  ерітінділер  теориясында  физи- 
калық  және  химиялык  факторлар  катар  каралады;  бірақ  ері- 
тінділердің  жалпы  теориясы,  айталык  компоненттердің  таза 
күйіндегі  касиетіне  ерітіндінің  кұрамына  карап,  ерітіндінің  ка- 
сиеттерін  болжауға  мүмкіншілік  беретіндей  теория  әлі  қабыл- 
данған  жоқ.
§  6.  ҚЫШҚЫЛ,   НЕГІЗ  ЖӘНЕ  ТҰЗ  ЕРІТІНДІЛЕРІНІҢ  ЕРЕКШЕЛІКТЕРІ
Қышкылдар,  негіздер,  тұздардың  еруінен  түзілген  ерітінділер- 
дің  бір  ерекшелігі  өз  бойынан  электр  тоғын  өткізуі.  Әдетте  сұйык 
күйдегі  таза  сусыз  қышкылдар  тоқты  тым  әлсіз  өткізеді.  Олардың 
судағы  ерітіндісінің  өткізгіштігі  әлдекайда  жоғары.  Құрғак  тұз- 
дар,  қышқылдар  мен  негіздер  қатты  күйде  ешбір  ток  өткізбейді. 
Таза  судың  бойына  да  ток  жүрмейді.  Еріткіш  (су)  мен  еріген 
зат  (кышкыл,  негіз,  тұз)  бірге  келгенде  күрделі  өзгеріске  ұшырап 
электр  тоғын  өткізетін  касиетке  ие  болады.  Мүндай  ерітіндісі 
то к  өткізетін  заттарды  э л е к т р о д  и т т е р ,   ток  өткізбейтіндер-
2 6 7

ді  —  б е й э л е к т р о л и т т е р   деп  атайды.  Соңғысына  мысал 
ретінде  эфир,  спирт,  глицерин,  сияқты  заттардың  ерітінділерін 
алуға  болады.  Электролиттер  —  тұздар,  негіздер  қышқылдар.
Электр  тогын  тұздар,  негіздер,  қышкылдардың  ерітінділері 
ғана  өткізіп  қоймайды,  оларды  қыздырып  балқытканда  түзілетін 
балқымасы да өткізеді. Ерітіндінің де, балқыманың да ток өткізуіне 
себепші  болатын  олардағы  зарядты  бөлшектердің —  иондардың 
болуынан  екендігімен  төменде  танысамыз.  (Электролиттік  дис- 
социациялану  теориясынан.)  Жоғарыда  ерітінділердіц  қасиет- 
теріне  тоқтағанда  Вант-Гофф  пен  Раульдің  заңдарымен  таныс- 
тық,  енді  біз  осы  заңдардың  басын  қосып  қарайтын  болсақ, 
бұл  сұйық  ерітінділердің  осмос  қысымы,  қату  және  кайнау 
температуралары  сияқты  қасиеттері,  еріғен  бөлшектер  санына 
пропорционал  екендігін,  яғни  ол  қасиеттер  еріген  заттың  молеку- 
лалық  концентрациясына  пропорционал  екенін  дәлелдейтін  заң- 
дар  екенін  көреміз.
Қышқыл,  негіз  және  тұз  ерітінділері  Бант-Гофф  және  Рауль 
заңдарына  бағынбайтындығы  жоғарыда  айтылды,  мысалы  ас 
тұзының  0,1  М  ерітіндісініц  —  ДСсы  Рауль  заңына  сәйкес
Д^ =  К - С =   1,86-0,1 =0,186°С
болу  керек,  эксперимент  жүзінде  табылғанын  0,361°  С,  яғни  екі 
есеге  жақын  артык.
Швецияның  ғалымы  С в а н т е   Ар р е н и у с :   (1887  ж.)  кыш- 
қыл,  негіз  және  тұздар  суға  ерігенде  олардьің  молекулалары  он 
және  теріс  зарядты  иондарға  ажырайды,  яғни  электролиттік  дис- 
социацияланады  деген  пікір  айткан.
Электролиттік  диссоциациялану  салдарынан  ерітіндінің  ішін- 
дегі  бөлшектердің  жалпы  саны  көбейеді,  өйткені  әрбір  молекула 
кемі  екі,  болмаса  бірнеше  иондарға  ыдырайды.  Сондықтан  осмос 
қысымының  көрсеткіші  (қату  және  қайнау  температураларының 
At  мәні)  концентрациялары  бірдей  болса  да  электролит  емес 
ерітінділердікінен  жоғарырақ  болады.
Ол  иондардың  санын  табуды  үйренгеннен  кейін,  ерітіндідегі 
жалпы  бөлшек  саны  белгілі  болды,  одан  соң  электролит  ерітін- 
ділері  Вант-Гофф  пен  Рауль  заңдарына  бағынбайдьі  деген  пікір 
теріс  екендігі  анықталды.
Вант-Гофф  пен  Раульдің  заңдарын  электролит  ерітінділеріне 
қолдану 
үшін 
ерітінділердің 
қасиеттерінің 
концентрацияға 
тәуелділігін  сипаттайтын  теңдеулерге  қосымша  түзету  коэффи- 
циентін  енгізеді,  ол  изотондық  немесе  В а н т - Г о ф ф   к о э ф  
ф и ц и е н т :   деп  аталып,  /  деп  белгіленеді.  Бұл  коэффициент 
ерітіндідегі  жалпы  молекулалар  мен  иондар  саны  еріген  молеку- 
лалар  санынан  неше  есе  артык  екендігін  көрсетеді
Электролит  ерітіндісінің  осмос  қысымының  теңдеуі:  P =  /CRT.
Аррениус  язі  ерітінділердің  «физикалық»  теориясын  жақтай- 
тын  болғандықтаи,  еріген  зат  еріткішпен  әрекеттеседі  деп  ойла- 
майтын,  сондықтан  еритін  заттын  молекулалары  ерісімен  бос 
иондарға  диссоциацияланады  деп  қараған:
2 6 8

Сванте  Аррениус
(1859— 1923)
Иван  Алексеевич  Каблуков 
(1857— 1942)
NaCl =  Na+ + C 1 “ .
Сванте  Аррениус  —  швед  ғылымы,  физик-химик.  Стокгольм  университетінің 
профессоры  болтан.  1887  жылы  гипотеза  түрінде  электролиттік  диссоциациялану 
теориясын  ұсынған.
Аррениустын  астрофизикадан,  физика  мен  химияны  биологияга  колдану 
жағынан  істеген  жұмыстары  да  белгілі.
Аррениустын,  еріген  затты  еріген  ортасынан  (еріткіштен)  бұ- 
лайша  жекелеп  қарауы,  жалпы  ғылыми  тұрғыдан  карағанда 
қате  пікір  еді.
Молекулалардың  ионға  ажырауын  дұрыс  түсіну  үшін  Арре­
ниустын  гипотезасын,  Д.  И.  Менделеевтің  ерітінділіердің  химия- 
лын  теориясымен  ұластыру  керек  еді;  бұл  жұмысты  И.  А.  Каблу­
ков  (1891  ж.)  тамаша  орындап  шықты.
И.  А.  Каблуков  электролиттердің  диссоциациялануының  негіз- 
гі  себебі-электролиттің  судың  полюсті  молекулаларымен  әрекет- 
тесуі  дейді.  98-суретте  натрий  хлориді  кристалының  ионға 
ажырау  процесі  көрсетілді.  Судың  полюсті  молекулалары  NaCl 
кристалындағы  иондарға,  айталык  натрий  ионына  теріс  полюсі- 
мен,  хлор  ионына  оң  полюсімен,  әуелі  бағдарланып  (ориента- 
цияланып)  одан  кейін  тартылады.  Судың  молекулаларының 
үздіксіз  қозғалуыньщ  энергиясы  натрийдің  және  хлордық  ионда- 
рын  кристалдың  бетінен  үзіп  шығарады.  Үзіліп  шыкқан  иондар 
суда  бос  жеке  болмайды,  гидраттанған  күйде  болады  (99-сурет).
И в а н   А л е к с е е в и ч   К а б л у к о в   Москва  түбіндегі  Пруссы  деген  селода 
туган.  1880  жылы  Москва  университеты  бітірген.  Әуелгі  кезде  А.  М.  Бутлеровтың
2 6 9

C D
7*\  '
,X  X  X  ДЛӨ
(ccy-(H a
 H n ' H V n | G 3
4—
'  4--<* 
^  4--’ P'S.
£ Э (  N i)G 3
0 $ ь
еэ(с?)еэ
98-сурет.  NaCl  кристалдарының 
ионға  ажырау  процесінің 
схемасы
99-сурет.  Гидраттанған  иондар
карамағында 
органикалық  химия  саласында  істей  бастап,  одан  физикалық 
химияға  көшкен  біраз  уакыт  Аррениуспен  бірге  істеген.
И.  А.  Каблуковтың  ерітінділерден.  әсіресе,  тұз  ерітіңділерінен  және  термо- 
химиядан  істеген  жұмыстары  теориялык  химияда  үлкен  үлес  болды,  Каблуков 
Москва  университетінде,  Ауыл  шаруашылык.  Академиясында  көп  жылдар  бойы 
сабақ  берген,  анорганикалык  және  физикалык  химиядан  жазған  окулыктарынан 
көп  жастар  білім  алған.
NaCl  сііяқты  иондық  молекулалар  ғана  емее,  коваленттік  байла- 
нысты  полюсті  молекулалар  да  ионға  ажырай  алады.  100-суретте 
НС1  сияқты  полюсті  молекуланың  диссоциациялануының  схе­
масы  көрсетілді.  НС1  молекулаларын  судың  полюсті  молекула- 
лары  екі  жаққа  айыра  тартуының  нәтижесінде,  сутек  пен  хлор 
атомдарының  арасындағы  байланыс  нашарлап,  электрондардың 
ортақ  жұбы  хлорға  ауады.  Сөйтіп  полюсті  молекула  ионды 
молекулаға  айналып,  акыры  гидраттанған  иондарға  ажырайды.
Гидраттанған  иондарды  бос  иондардан  (гидраттанбаған)  бел- 
гілеу  жөнінде  айырмашылығы  болу  үшін  оң  иондарға  нүкте, 
теріс  ионда'рға  штрих  белгісін  қояды.  Сонда  NaCl  молекуласының 
диссоциациялануын  дұрыс  жазу  үшін,  өткенде  жазғандай  емее, 
былай  жазу  керек:
NaCl =  Na* +  Cl'.
Сонымен  ионды  және  полюсті  молекулалы  қосылыстар  дис- 
социацияланады,  полюссіз  қосылыстар  диссоциацияланбайды. 
Диссоциацияландыру  әрекетін  тек  судың  молекулалары  ғана 
емес,  полюсті  болса,  баска  бір  еріткіштің  де  молекулалары  да 
(мысалы,  құмырсқа  кышқылы  НСООН)  жасайды.  Полюссіз 
молекулалы  еріткіштерде,  мысалы,  бензол  СбНе,  электролиттер 
ионға  диссоциацияланбайды.
__ 3   £=э-
#

ч
. 0   0^ 
4
*^
е э  ■
f
E30CEZ3
<ЕЗ
4
^
100-сурет.  Полюсті  молекуланың  диссоциациялану  схемасы
2 7 0

Қышқылдар  ерігенде  сутек  катионына  және  кышқыл  калды- 
ғы  анионына  диссоциацияланады  мысалы:
НС1 =Н* +  С1'
H2S 0 4 =  2H' +  S 0 4"
Қышқылдың түріне карай бұл кышкыл қалдыктары әр түрлі болуы 
мүмкін,  бірак  қышқылдардың  бәріне  ортақ  белгі,  сулы  ерітіндісін- 
де  сутек  ионын  түзу.  Демек,  қышкыл  д е й т і н і м і з   с у г а   e p i ­
r e н д е  с у т е к   и о н д а р ы н   б е р е т і н   к о с ы  лы с т а р .
Сутек  ионы  дейтініміз  оң  зарядты  —  протон  —  ерітіндіде  бос 
жеке  бола  алмайды,  судың  полюсті  молекулаларымен  ракция- 
ласады:
н- + н2о = н 3о-
НзО'  ионын  о  к с о  н  и  й  деп  атайды.
Сонымен  қышкыл  диссоциацияланғанда  оның  молекуласы  бір 
жағынан  ионға  ажырайтын  болса,  екінші  жағынан  босаған  про­
тоны  су  молекуласымен  реакцияласады,  мысалы:
нсі + н2о = н3о- + сі/
Алайда,  реакция  теңдіктерінде  жеңілдік  үшін  Н30 '   деп  жат- 
пай  Н'  деп  жазады.
Негіздер  ерігенде  металдардың  катионына  және  су  калдығы 
анионына  диссоциацияланады,  мысалы:
NaOH =  Na* +  OH'
Ca (ОН) 
2
 =  Ca 
20H'
Негіздердің  бәріне  ортак  белгі  —  су  ерітіндісінде  су  калдығы 
гидроксид  ионын  түзу.  Демек,  н е г і з   д е й т і н і м і з   с у ғ а  
е р і г е н д е   г и д р о к с и д   и о н д а р ы н   б е р е т і н   қ о с ы л ы с -  
т а р .
Нағыз кышкылдар  мен  нағыз  негіздерден  баска  а м ф о т е р л і  
г и д р о к с и д   дейтіндер  белгілі;  бұл  кейде  Н’  ионын,  кейде 
ОН'  ионын  түзіп  диссоциацияланатын,  демек  әрі  қышкылдык 
әрі  негіздік  касиет  көрсететін  заттар.  Мысалы,  мырыш  гидроксиді 
Zn(OH)2,  алюминий  гидроксиді  А1(ОН)3,  т.  б.  амфотерлі  гидрок- 
сидтер  жайында  ілгеріде  айтылады.
Тұздар  ерігенде  металдардың  катионы  мен  кышқыл  қалдығы 
анионына  диссоциацияланады,  мысалы:
NaCl =  Na* +  C r 
M g(N 03) 2 =  Mg +  2N 03 
A12(S 0 4)3 =  2A1-" +  3 S 0 4
Тұздар  диссоциацияланғанда  ешбір  ортак  иондар  түзілмейді, 
сондықтан  т ұ з   д е й т і н і м і з   с у ғ а   е р і г е н д е   м е т а л л  
ж ә н е   к ы ш к ы л   қ а л д ы ғ ы   и о н д а р ы н   б е р е т і н   қ о с ы -  
л ы с т а р .
271

§  7.  К Ы Ш Қ Ы Л   Ж Ә Н Е   Н Е П З   Т У Р А Л Ы   Қ А З І Р Г І   Т Е О Р И Я Л А Р
Қышқылдар  мен  негіздердің  қарастырылып  өткен  электролит- 
тік  диссоциациялану  теориясына  негізделген  түсініктері,  олардың 
қасиеттерімен байланысты күрделі мәселелерді тегіс шеше алмады. 
Осыдан  келіп,  қышкыл  мен  негіз  түсінігін  кеңінен  қарайтын 
америка  химигі  Франклин  (1915  ж.),  Дания  химигі  Иоган  Ни­
колаус  Б р е н с т е д   (1923—1928  ж.ж.),  Америка  химигі  Г и л ь ­
б е р т   Л ь ю и с   (1923— 1938  ж .),  Совет  химигі  М.  Й.  У с а н о -  
в и ч   (1938  ж.)  теориялары  шықты.
Аррениус  теориясының  негізінде  суда  болатын  иондар  арасын- 
дағы  процестер  тереқ зерттеліп,  бүтіндей  аквахимия дамып,  толып 
жатқан  нәтижелерге  жетті.  Көптеген  жоғары  оқу  орындарына 
арналған  оқулықтардың  өзі  осы  бір  ғана  теорияға  сүйенеді. 
Аррениус  ұсынған  кышқылдар  мен  негіздердің  моделінің  әлсіз 
жері  қышқылдык-негіздік  әрекеттесулерді  тек  суды  ерітінділерде 
қарап  шектеуі  болды.  Ғылыми  зерттеулерде  еріткіш  ретінде  басқа 
сұйыктар  алынғанда  иондық  теория  түсіндіре  алмайтын  жәйттер- 
дің  беті  ашылды.  Алайда,  суда  жүретін  процеспен  сулы  емес 
еріткіште жүретін  процестің арасында  үлкен ұксастық бар  екендігі 
байқалды.  Мұны  алғаш  ашқан  американ  ғалымы  Франклин 
1915  жылы  өзінің  сольвожүйелер  теориясын  ұсынды.
Судың диссоциациялануына  сай  аквахимия  негіздері  қаланып, 
заңдары  белгіленсе,  дәл  осыған  ұқсатып  сұйык  аммиактың  дис- 
социациялануын  жазып  аммонохимия  негіздерін  салуға  болады.
2Н20 =  
Н
з
0 + 
+  0Н~
2NH3==NH4++ N H 2-
Сұйық  аммиак  (—33°-та  сұйылады)  көптеген  анорганикалық 
заттарды  ерітеді.  Бұл  ерітінділер  ток  өткізеді,  демек,  еріген  заттар 
электролиттік диссоциацияға  үшырайды.  Сонда  сұйық  аммиактың 
ерітіндісінде  жүретін  көптеген  процестер  сулы  ерітіндіде  жүретін 
процестерге  тым  ұқсас  келетіндігі  анықталды.  Тек  ол  үшін,  аммо- 
нохимиядағы  қышқылдар  мен  негіз  дердің  табиғатын  дәл  танып 
алса  болғаны.
Сулы  ортада  оксоний  Н30  +  катионын  түзетін  заттар  қыш- 
кылдар  болса,  сұйық  аммиакта  аммоний  МН^катионын  бөле  дис- 
социацияланатын  заттар  қышқылдық  қасиет  көрсетуі  тиіс.  Сол 
сиякты  судағы  гидроксид  ОН~  аниондарының  орнына  аммиак­
та  NH~2  амид  аниондары  жүретіндіктен  KNHo  тәрізді  заттар 
негіздерге  жатады.
Сольвожүйелер  теориясында 
қышқылдар  деп  диссоциа- 
цияланған  кезде  еріткіштің  өзі  түзетін  он  ионға  ұқсас  катион- 
лионий  беретін  заттарды  негіздер  деп,  теріс  ионға  ұқсайтын 
анион-лиат  бөлетін  заттарды  айтады.
Енді  сұйык  аммиакта  жүретін  процестердің  судағы  реак- 
цияларға  ұқсайтындығына  біраз  мысалдар  келтірейік.
Кәдімгі  күшті қышқылдың күшті  негізді  нейтралдауын  алайық:
2 7 2

суда: 
H3OCI +  NaOH =  N aC l+ 2 H 20
аммиакта:  NH4C1 +  NaNH2 =  NaCl +  2NH3
Екі  жағдайда  да  кышқыл  мен  негіз  әрекеттесіп  тұз  және  еріткіш 
молекулаларын  бөліп  тұр.
Кейбір  реакциялар  сулы  ортаның  өзінде  аммонохимия  заң- 
дарымен  жүреді.  Мысалы:
Mg +  2NH4CI =  MgCl2+ 2 N H 3 +  H2j
өзіндей  аквахимия  ережесімен  жүретін  процеспен  салыстырсақ:
M g  
+  2H30Cl =  MgCb +  2H20  +  H2t
екеуінде  де  металл  мен  қышқылдың  әрекеттесіп  тұз,  еріткіш 
молекуласы,  сутек  бөлетінін  көреміз.
Сілтімен  ауыр  металдардың еритін  тұзына  эсер  еткенде ерімей- 
тін  гидроксидтердің  түзілетіні  мәлім:
CuS04 +  2K0H =  C u (0 H )2f +  K2S 0 4
Дәл  осылайша  сұйық  аммиакта  да  ерімейтін  аммонооксид  алуға 
болады:
Zn(N 03)2 +  2KNH2 =  Zn(NH2) 21 +  2KN03
(Сұйық  аммиакта  тек  К,  Rb,  Cs  амидтері  ғана  ериді).  Кей 
жағдайда  сулы  ерітінділерде  тұрақсыз  гидроксидтердің  орнына 
металл  оксидтері  шығатыны  бар,  мысалы:
H g (N 0 3)2 +  2KOH =  H g O |+ 2 K N 0 3 +  HoO
Осындай  жағдай  аммонохимияда  да  байкалып  тұнбаға  оксидтің 
аналогы  нитрид  түседі:
HgCl2 +  6KNH2 =  HgaNsi +  6KC1 +  4NH3 
Кейбір  гидроксидтер  сулы  ерітінділерде  амфотерлік  көрсетіп, 
сілтінің  артык  мөлшерінде  еріп,  гидроксокомплекстер  түзетіні 
белгілі:
Zn (ОН) о +  2КОН =  K2Zn (ОН)4
Мұндай  жағдай  аммонихимияда  да  бар:
Zn(NH2) 2 +  2KNH2 =  K2Zn(NH2) 4 
Амидтердің  арасында  амфотерлік  молырак  кездеседі.  Мәселен, 
стронций  гидроксиді  Sr(OH)2  күшті  негіз  болса,  оныц  аналогы 
Sr(NH2) 2-амфотерлі-екі  жакты  касиетке  ие.
Сулы  ерітіндідегі  гидролиз  процесіне  аммиакта  жүретін  аммо- 
нолиз  сәйкес  келеді:
HgCb, +  HOH^HgOHCl +  HCl  (дұрысы  Н3ОС1)
HgCl2 +  2HNH2^HgiNH2Cl +  NH4Cl  немесе 
Қазіриі  кезде  көптеген  еріткіштерде  өтетін  реакциялар  сольво- 
Күйелер  теориясына  бағынатыны  эксперимент  жүзінде  дәлел-
2 7 3

денді.  Мұндай  иондағыш  еріткіштердің  қатарына  сұйык: 
Н Ғ ,  
H 2S ,   H C N ,   H N
0
3,  H 0 S O 4 ,   Н С О О Н ,   С Н з   С О О Н ,   H C O N H a ,   С , Н 5О Н ,  
В Ғ з ,  
AsCl
з ,  
S b C l
5 ,  
S
0
2,  N 2 O 4 ,  
Ь  т.  б.  жатады.
Сольвожүйелер  теориясынан  қышқылдық-негіздік  әрекет- 
тесулерді  көреміз.  Оған  дәлел  ретінде  аквахимия  тұрғысынан 
ешбір  логикаға  симайтын  мынадай  мысал  келтірейік.  Еріткіш 
ретінде  балқытылған  сұйық  KC1  алдық дейік.  Сонда  бұл  еріткіште 
КОН  ерітсек,  ионданғанда  бөлетін  лионий  катионы  К +  бірдей 
болғандықтан,  ол  қышқылдық  қасиет  көрсетеді.  Сол  сияқты  газ 
күйіндегі  НС1  ерітсек,  еріткішпен  бірдей  лиат  анионын  С1_ 
бөлетіндіктен  негіздік  қабілетке  йе  болады.  Ал  осы  екеуінің 
әрекеттесуінің  нәтижесінде  тұз  Н20   шығып,  еріткіш  КС1  қайта 
бөлінеді:
кон + нсі = н2о+ксі
қ ы ш к ы л  
н е г і з  
т ұ з  
е р і т к і ш
Сольвожүйелер  теориясы  сулы  емес  еріткіштің  қатысуымен 
өтетін  көптеген  реакциялардың  басын  біріктіріп  бір  жүйеге  кел- 
тірді.  Сөзсіз,  бұл  теорияда  қышқылдық-негіздік  әрекеттесудің 
бәрін  түгелдей  қамти  алмайды.
Протонды  теория  деп  аталған  Бренстед  көзқарасында  сутек 
Н+  катионы  қатысқан  реакциялар  протолитті  реакциялар  деп 
бөлінеді  (электрон  катысатын  реакцияларды  тотығу-тотықсыз- 
дану  реакциялары  деген  сияқты).
Бренстедтің  айтуынша  қышқыл  —  протон  беретін  зат,  яғни 
протон  доноры,  ал  негіз  —  протон  қосып  алатын.зат,  яғни  протон 
акцепторы.  Мұндай  заттардың  құрамында  Аррениус  теориясын- 
дағыдай  Н+  және  ОН “  иондарының  болуы  да,  әрі  олардың  элек­
тролит  болуы  да  шарт  емес.  Бұл  теория  бойрінша  қышқыл  протон 
беріп  жіберігі,  тиісті  негізге  айналады:
Қышкылі5=±протон +  негізь 
Негіз  протон  қосып  алып,  кышқылға  айналады 
Негізг +  прото н^қышкылг.
Демек,
Мысалы:
қышқылі -f- негіза^негізі -(- кышқыл2.
кышқыл +  негіз^негіз +  қышқыл
HCl +  NH3^ C r  +   [NH*! + 
НС1 +  Н2О ^ С Г +   [Н301 + 
H40  +  NH3= ^ 0 H - +   [NH4I  +
Протонды  теория  бойынша  қышкылдар  мен  негіздердің  қата- 
рына  молекулалармен  бірге  иондар  да  жатады.  Сондықтан 
оларды  бейтарап,  катионды,  анионды  деп  бөледі:
2 7 4

қышкыл
негіз
бейтарап
НС104
NH3
СНзСООН
CeHsN На
катионды
Н30  +
[АЦОНҺІ  +
NHA

 
n h
2-
n h a
анионды
H S04+
СІО
4
,  СГ­
НР
05
О Н '
Көп  негізді  қыщқылдардың  гидроаниондары  амфотерлі  қаеиет 
көрсетеді  екен.  Су,  аммиак  тәрізді  еріткіштер  де  амфотерлі  зат 
ретінде  қабылданады,  өйткені  олар  протонды  бөліп  шығара  да, 
қосып  ала  да  алады.
Протонды  теория  казіргі  кезде  кең  таралған  теориялардың 
қатарына  жатады.  'Ол  протон  доноры  (қышқыл)  мен  акцепторы 
(негіз)  қатысатын  барлық  қышқылдық-негіздік  әрекеттесулерді 
бір  жүйеге  келтіріп  қарайды.  Протонды  теорияның  басты  артық- 
шылығы-аеа  маңызды  шамаларды  есептеп  шығаруға  болатын 
сандық  теңдеулердің  болуы.  Ол  протолиттік  реакциялардың 
жүру  терецдігін  процеске  қатысқан  қышқылдар  мен  негіздердің 
диссоциациялану  константасымен  байланыстырады,  оған  еріткіш- 
тің  әсерін  ескереді.
Льюис  және  Усанович  теорияларының  Аррениус  пен  Бренстед 
теорияларынан  айырмашылығы,  бүл  теориялар  сутекті  қышқыл- 
дық  қасиеттің  бірден-бір  иесі  деп  санамайды,  яғни  қышқыл  құра- 
мында  сутек  болмауы  да  мүмкін.
Л ь ю и с  
теориясы  бойынша  қышқыл  —  электрон  жұбын 
қосып  алатын  зат,  демек  электрон  жұбының  акцепторы,  ал  He­
ris  —  электрон  жүбын  беретін  донор.
Мысалы:
'Ғ: 
Н
••ғ; н
B+N:H ->:р;  В : 
Н
Ғ:  Н

 ғ  --н
ҚЫШҚЫЛ  нсгіз
Бұл  реакцияның  механизмі  —  негіз  (донор)  беретін  электрон 
жұбының  ортақтасуымен  түсіндіріледі.  Льюистің  түсінігі  бойын­
ша  қышкыл  мен  негіз,  арасындағы  бейтараптану  реакциясы 
нәтижесінде  әрдайым  комплексы  қосылыс  түзіледі.
Льюис  теориясының  бір  кемшілігі  сутекті  қышқылдарды  НС1, 
H N O 3 ,   H 2 S O 4  
Т . 
б.)  қамти  алмайды,  өйткені  олардың  құрамында 
электрон  жұбы  жетпей  тұрған  атомдар  жок,  сондықтан  олар 
өзіне  электрон  жүбын  қосыгі  алмайды.
У с а н о в и ч   теориясы  қышқыл  мен  негіздік  қасиеттерді  осы 
кезге  дейін  танысқан  теориялардың  бәрінен  кеңірек  қамтитын

жалпылама  теория.  Усанович  бойынша  қ ы ш қ ы л   —  а н и о н -  
д а р   ме н  э л е к т р о н д а р   қ о с ы п   а л у ғ а  н е м е с е   к а -  
т и о н д а р   ( п р о т о н д а р д ы   д а )   б е р і п   ж і б е р у г е   ка- 
б і л е т т і   з а т т а р .   Бұл  түсінікке  сутекті  әрі  сутексіз  (протоны 
жоқ)  кышқылдардың  барлығы  бағынады.  Негіздер  керісінше — 
п р о т о н   ме н  к а т и о н д а р   қ о с ы п   а л у ғ а ,   н е а н и о н д а р  
мен  э л е к т р о н д а р   б е р у г е   қ а б і л е т т і   з а т т а р .   Жалпы 
түрде  тұжырымдап  айтсақ:  барлық  катиондар  —  қышқыл,  бар- 
лык  аниондар  —  негіз.  Демек,  әрбір  тұз  қышқыл  мен  негізден 
тұрады.
Кез  келген  тұздың  иондардың  бірігуінен  түзілуі-қышқыл  мен 
негіздердің  әрекеттесуі  болып  табылады.  Мысалы:
Са2+ 
+  
СОІ" 
=  
СаСОз
қышкыл 
негіз 
тұз
Бұл  теория  бейтараптану  реакцияларын  тегіс  қамтиды,  соны- 
мен  бірге  тотығу-тотықсыздану  процестерін  де  қышкылдық- 
негіздік  әрекеттесулердің  бір  түрі  деп  қарайды.
Бірнеше  мысалдар  келтірейік:
Na20   мен  S 0 3  әрекеттескенде,  негіз  (Na20)  қышқылға  (S 0 3) 
анион  (О")  үзіп  береді:
Na20  +  S 0 3 ---- * 2Na+ +  SO
4
--
негіз 
қышкыл 
кышқыл 
негіз
Түзілген  тұз  (Na2S 0 4)  басқа  тұздар  сияқты,  қышқыл  (Na+ ) 
және  негізден  (
SO
4
 
)  тұрғанымен  бұл  реакция  бейтараптану, 
реакциясына  жатады.  Өйткені  реакцияға  дейінгі  өте  күшті  негіз 
(Na20 )  бен  өте  күшті  кышқылдан  (S 0 3)  реакциядан  сон,  өте 
әлсіз  қышкыл  (Na"  )  және  әлсіз  негіз  (S 0 4 
)  түзіледі.
РС15 +  АІСІз =  PCI + 4 +  А1СЦ”
реакциясында  —  негіз  (РС15)  кышқылға  (А1С13)  анион  (Cl—
 ) 
береді.
N (С2Н5) ;з +  С2Н5І ^  N (С3Н5) 4 + -  I -
реакциясында  кышкыл 
(С2Н5І) 
негізгі  N(C2H5)3  катионын 
(С2Н5+ )  беріп  беіітараптап  тұр.
Пиридин  мен  бромнын,  әрекеттесуінде
C 5 H 5 N  
+  Br2^ C 5H5NBr+ +  Br~
осының  алдындағы  реакция  сиякты  —  кышкыл  (Br2)  негізге 
( C 5 H 5 N )  
катион  (Вг+ )  беріп  бейтараптанады.  Бұл  жалпы  алғанда 
бейтараптану  реакциясы  болғанымен,  шын  мәнісіне  келсек,  тоты- 
ғу-тотықсыздану  процесіне  жатады,  өйткені  Вг2  молекулаласын 
түзуші екі атомның біреуі тотығып катионға  (Вг+ ),  екіншісі тотык- 
сызданып  анионға  (Вг_ )  айналып  тұр.
Металдардың  галогендермен  не  сутекті  кышкылдармен  эре-
2 7 6

кеттесуі  тотығу-тотықсызданудың  да  бенгараптану  реакцияла- 
рының  бір  түрі  екендігінің  тағы  бір  мысалы  бола  алады.
2Na +  Br2 
2Na+ + 2 В г "
2 \  a ••  II  М)  --  Na2S 0 4 +  H2
Бірінші  реакцияда  негіз  (Na  атомы)  кышқылға  (Br  атомына) 
электрон  береді;  екінші  реакцияда  сол  негіз  күкірт  қышқылының 
протондарына  электронын  беріп  тұр.
Келтірілген  мысалдардан  тұз  түзілу  реакцияларының  барлы- 
ғы  қышқылдық-негіздік  әрекеттееуге  (бейтараптану)  жататынын 
аңғару  қиын  емес.
Бинарлы  (екі  элементтен  тұратын)  химиялык  қосылыстар- 
дың  да  қышқылдык  немесе  негіздік  касиеттері  болады.  Ондай 
косылыстар  әрдайым  оң  және  теріс  дәрежелі  атомдардан  түра- 
тындықтан  амфотерлі  косылыс  болып  табылады,  өйткені  электроң 
атомдар  оған  қышқылдық,  ал  электртеріс  атомдар  негіздік 
касиет  береді.
Бинарлы  косылыстарда  кышқылдық  не  негіздік  каснеттің  кай- 
сысыныц  басым  болуы  оның  құрамына  кіретін  атомдардың 
валенттіктеріне  (тотықтырғыштық  санына)  тәуелді  болыгі  келеді. 
Электрон  атомның  валенттігі  жоғары  болса,  оның  қышқылдық 
касиеті басым болады. Егер  электрон атомнан  электртеріс  атомның 
валенттігі  жоғары  болса,  онда  ол  қосылыс  негіздік  қаеиетке 
ие  болады
Мысалы:  А120з,  АІСІз,  S 0 2,  SO
3
  —  қышқыл  қасиетті,  ал 
Na20  —  негіз  қасиетті  заттар.  Оның  ішінде  А120 3  Караганда 
А1С13  қышкылырақ,  өйткені  онда  үш  валентті  алюминиймен 
бір  ғана  валентті  хлор,  ал  AI
2
Ü
3
  молекуласында —  екі  валентті 
оттек  байланыскан.  Сол  сияқты  S 0 2  Караганда  S 0 3  қышқыл- 
дығы  басым.  өйткені  біріншісінде  күкірт  төрт  валентті  болса, 
екіншісінде  ол  алты  валентті.
Жалпы  кышқылдар  мен  негіздердің  күштерін  сипаттау  үніін, 
Усанович  теориясында  ионды  потенциал 

шамасын  пайдаланады. 
Бұл  қарапайым  шама  зарядты  бөлшектің зарядының"мәнін 
2
 онын 
радиусына 
г
 
қатынасымен  өрнектеледі: 

=   -ү.  Қарапайым 
қышкылдар  мен  негіздердің  күштерінін  өзгеруін  олардың  иондану 
потенциалының мәндеріне сай  шығаруга  болады.  Мысалы,  катион- 
кышкылдардың  күші  ион  заряды  арткан  сайын  күшейе  түседі: 
Na + ,  Mg"1',  АҒІ + .  Сол  сиякты  анион  негіздердің  күші  де  заряд 
шамасы  ұлғайған  сайын  артады:  Ғ",  S‘~  ,  N,!".  Күрделі  аннондар 
үшін  де  осы  принцип  сакталады,  ОН“',  S 0 4",  PO']"  бағытында 
негіздердің  күші  молая  түседі.  Егер  катион  мен  аниондардың 
зарядтары  бірдей  болып  келсе,  онда  олардың  радиустарының 
өзгеру  бағытына  сай  күштерінің  артып  не  кемитіндігін  табамыз. 
Жогарыдағы  формулаға  сәйкес  ионның  радиусы  кішірейген  сайын 
Кышкылдың  да,  негіздің  де  күші  арта  бастайды:  К + ,  Na + ,  Li + 
және  Г",  Br",  Cl",  Ғ".
Усанович  теориясы  химия  ғылымында  жүрегін  процестің  көбі-
2 7 7

сін  бір  жүйеден  қарауға  мүмкіндік  береді.  Ал  солардың  барлығы 
дерлік  иондар  қатысуымен  жүретіндіктен  катион-кышкылдардың 
және  анион  —  негіздердің  күшін  білудің  үлкен  маңызы  бар.  Сон- 
дыктан  ілгеріде  гидролиз  процесін  Усанович теориясы түрғысынан 
карап  өттік.  Гидролиз,  жалпы  алғанда,  сольволиз  гіроцесі  тұз- 
дардың  еріткішпен  әрекеттесуімен  түсіндіріледі.  Ал  тұздардың 
өзі  қышқыл-катионнан  және  негіз-анионнан  тұрады  дедік.  Олай 
болса,  тұздың  құрамындағы  күштірек  қышқыл  мен  күштірек 
негіз  еріткішпен  Оңай  әрекеттесіп  бұрынырақ  гидролизденуге 
тиіе.  Мәселен,  Ғеі + ,  А1и  түзетін  ерімтал  тұздардың  жақсы 
гидролизденетін  себебі  олар  күшті  қышқылдардың  қатарына 
жатады.  Әсіресе,  темір  (III),  алюминий  сульфидтері  мықты  гид- 
ролизденеді,  өйткені  олардың  құрамында  күшті  кышқылдармен 
қатар  күшті  негіздер  S2~  бар.
Усанович  теориясы  заттардың  қышқылдык-негіздік  қабілеті- 
нің  тууын 
сенімді  жолмен  түсіндіреді.  Қарапайым  шамалар- 
бөлшектердің зарядтары  (көбіне тотығу дәрежелері),  радиустары, 
координация  санын  пайдалана  отырып,  реакцияның  жүруін, 
ондағы  қышқылдык.  және  негіздік  заттардың  өзгеруін  күні  бұрын 
болжай  алады.  Теория  заттың  гетерополюсті  моделін  жиі  қолда- 
нады.  Мұны  түсіну  үшін  бірнеше  мысалдар  келтірейік.
Көміртек  диоксиді  С 0 2  қышкылдық  табиғаты  басым  зат, 
өйткені  оның  қүрамындағы  электрон,  бөлшек  C1V  көміртектің, 
яғни  қышқылдың  валенттігі  электртеріс  бөлшек  оттектің  О",  яғни 
негіздің  валенттігінен  жоғары.  Егер  оған  тағы  бір  бөлшек  О-2 
косып  нейтралдасақ  жаңа  СОТ2  негізі  шығады.  Бірақ  көміртек 
атомы  әлі  де  түгелдей  канығып  болған  жоқ,  оныц  бір  коорди- 
нациялық  орны  бос  тұр.  Соған  орай  оған  тағы  да  бір  бөлшек 
негіз  0 ~ 2  қосып  жаңа  аса  күшті  негіз  С О г4  аламыз.  Дәл  осы 
жәйді  Б 0 2-ден  SOT2  ауысқанда  да  байқаймыз.  Танымалы  зат 
алюминий  триоксидінің  негіздік  касиетінен  қышқылдығы  басым- 
дау,  өйткені  оның  молекуласындағы  қышқылдың  заряды  А13 + 
негіздің  зарядынан  0 2~  жоғары.  Натрий  оксиді  сөзсіз  негіздік 
қасиет  көрсетеді:  ондағы  негіз  О2-  қышқылдан  Na+  басымдау. 
Егер  оны  алюминий  триоксидімен  әрекеттестірсек  қышқылдык- 
негіздік  процестің  нәтижесінде  натрий  алюминаты  шығуға  тиісті. 
Ал  алюминий  триоксидінен  қышкылдығы  басымдау  күкірт  триок- 
сидін  S 0 3  немесе  кремний  диоксидін  Si02  алсак,  олар  өзара 
әрекеттесіп  алюминий  сульфатын  не  силикатын  беретіндігі 
даусыз:
iNaoO -E А120
з
 — 2Na АІОп 
Na20  +  S 0 3 =  N a,S04 
Na20-j- SiOo =  Na2Si03
Алюминий  оксидінің  қышқылдык  қасиеті  онын  галогенді  қосы- 
лыстарына  ауысканда  күшейе  түседі,  себебі  оларда  қышкылды 
бейтараптайтын  негіздің  күші  бұрынғымен  салыстырғанда  (О2'  
мен  Г_ )  төмендеу  келеді.  Сондықтан  алюминий  хлориді  мен 
фториді  оксидтен  гөрі  күштірек  қышқыл  болып  саналады.  Екі
2 7 8

зарядты  катиондардыц  косылыстарында  да  кышқылдық  қабідет 
жөғары  болады.  Оны  СиСЬ>  тәрізді  қышқылдың  одан  әрі  нейтрал- 
данып  СиСЦ"  комплексті  иондар  түзуінен  көреміз.  Алюминий 
галогенидтері  одан  да  күштірек  нейтралданып  АIҒ в—
  иондарын 
береді.
Сутекті  кышқылдарға  келетін  болсақ,  олардағы  кышқылдык. 
қасиет  көрсететін  сутек  катионының  Н+  заряды  — 1 -ге  тең  бол- 
ғанымен  радиусы  тым  кіші  болып  кететіндіктен  оның  иондык 
потенциалы  жанындағы  анион-негіздін,  иондық  потенциалынан 
жоғары  болып  шыгады  да  бүкіл  молекула  қышқылдык  кабілетке 
ие  болады.  Сондыктан  сутекті  қышқылдар  көптеген  әрекеттесу- 
лерде  өзінін  қышқылдык  қасиетін  көрсетеді.
Усанович  теориясынан  туған  аса  маңызды  қорытындылардың 
қатарына  оның  бұрынғы  ионды  теорияны,  химиялық  теорияны, 
сольвожүйелер  теориясын,  протондык  теорияны  қамтитындығы, 
олардыц  бәрін  бір  тұрғыдан  қарайтындығы,  қышкылдар  мен 
негіздер  кластарын  жойып,  оларды  әрбір  бөлшекке  тән  функцио- 
налды  касиеттер  деп  карастыруы,  амфотерлік  көптеген  заттарға 
тән  әмбебап  қасиет  деп  санауы.  қышқылдық-негіздік  әрекет- 
тесудің  шецберін  ұлғайтуы,  мәселен,  оган  тотығу-тотықсыздану 
реакцияларын  жаткызуы, 
кышқылдық-негіздік  әрекеттесудіц 
нәтижесінде  туатын  басты  өнім-түз  деп  шешуі  жатады.
§  8.  АМФОТЕРЛІК
Қышқыл  (оттекті)  болсын,  негіз  болсын  олардың  оксидтерінің
сумен  косылысы  екендігін  көреміз,  сондықтан  оларды  г и д р о к ­
с и д  т е р  д е й д і .   Мысалы,  NaOH  натрий  оксидінің  гидраты, 
H N O 3  
бес  валентті  азот  оксидінің 
( N 2 O 5 )  
гидраты:  натрий 
гидроксидіндегі  гидроксид  түзуші  элементті  R  деп  белгілесек 
R O H  
болады,  ал  HNO?  орнына  HONOa  жазып,  гидроксид  түзуші 
элементтің  радикалы  NO
2
 орнына  R  деп  жазсақ ол да  HOR  немесе 
ROH  (O
2
NOH)  болып  шығады.  Сонда  гидроксидтердің  жадны 
формуласы  ROH  болады.
Гидроксидтердің  қышқыл  немесе  негіз  тобына^жатуы  оның 
суға  ерігенде  қандай  иондарға  диссоциацияланатындығымен 
анықталады.  Өткен  тарауда  айткандай,  гидроксид  суға  ерігенде 
сутек катионын үзіп  шығаратын  болса  қышқыл  болады да,  гидрок­
сид  анионын  үзіп  шығаратын  болса  негіз  болады.
Осыған  байланысты  гидроксидтердің  диссоциациялануының 
екі  түрі  бар  дейміз:
Қышқылдык  түрі: 
Негіздік  түрі:
R—О-^-Н =  RO' +  Н‘ 
R-*-0—Н =  R’ +  ОН'
0 , N -  Oj-H =  NO/ +  H‘ 
Na-j-O—H =  Na‘ +  OH/
Сонымен  гидроксид  диссоциацияланғанда  оның  молекуласы 
оттек  пен  сутек  байланысқан  жерден  үзілуі  мүмкін  (қышқылдык 
түрі),  оттекпен  гидроксид  түзуші  R  элементтің  байланысқак 
жерінен  үзілуі  мүмкін  (негіздік  түрі).
2 7 9

Гидроксидтер  суға  ерігенде  біреулері  кышқылдык,  екіншілері 
негіздік  түрмен  диссоциациялануының  себебі  не?
Диссоциацияланудың оңай  не қиын  болуы  молекуладағы  атом- 
дар  арасындағы  байланыстың  полюстігіне  тәуелді  екендігі  жоға- 
рыда  (§  6)  айтылды.  Полюстірек  байланыстың  үзілуі  оңайырак 
болады.
Екі  элемент  арасындағы  химиялык  байланыстын,  полюстігі 
олардың  өзара  мызғымас  касиеті  емес,  кайта  ол  екі  элементтің 
әрқайсысымен  қосылысып  тұрған  баска  элементке  де  тәуелді. 
Мысалы,  гидроксид  ROH-тағы  оттек  пен  сутек  арасындағы  бай­
ланыстын  полюстігі,  яғни  беріктігі  R  орнына  келетін  атомның, 
немесе  радикалдың  химиялық  жаратылысына  да  байланысты. 
Екінші  сөзбен  айтқанда  R  орнына  келетін  элемент,  периодтық 
системадағы  орнына  қарай,  ROH-тағы  R  мен  оттек  арасындағы 
байланыстардың  салыстырмалы  беріктігіне  үлкен  эсер  етеді.
Егер  R  орнына  тұратын  элементтік  күшті  металдық  қасиеті 
болса,  онымен  оттек  арасындағы  (R—О)  байланыс  өте  полюсті 
болады,  онда  О—Н  арасындағы  байланыстың  полюстігі  кем  бола­
ды.  Енді  R  нағыз  бейметалдар  қасиеттес  болса,  R—О  арасын- 
дағы  байланыстың  полюстігі  кем  болып,  өзі  берік  болады,  ал 
О—Н  байланысы  өте  полюстіге  айналады.
Қорытып  айтқанда  ROH  типті  қосылыстар  екі  түрмен  дис- 
социациялана  алады:
I  II
R O H
Мысалы  NaOH  алсақ,  ондағы  R  орнындағы  Na  сутекке 
К а ­
раганда  анағұрлым  күшті  металл,  сондықтан  NaOH  I  түрмен 
(негіздерше) 
диссоциацияланады.  Ал,  азот  қышқылындағы 
( 0 2
i
N0H)  радикал  N 0 2  сутекке  қарағанда  бейметалл,  сондықтан 
HNOi  II  түрмен  (кышқылдарша)  диссоциацияланады.
R  химиялык  қасиеті  жағынан  сутектен  алыс  болмаса  қалай 
болады?  Онда  оттектің  екі  жағындағы  байланыстыц  беріктігі 
бірдей.  Олай  болса,  ондай  қосылыс  диссоциацияланудың  екі 
түрімен  де  диссоциациялануы  мүмкін.  Бірдей  ж а ғ д а й д а   ә рі  
с у т е к   и о н д а р ы н ,   ә р і   г и д р о к с и д   и о н д а р ы н   ү з і п  
ш ы ғ а р а   а л а т ы н   қ о с ы л ы с т а р д ы   а м ф о т е р л і   де п 
а т а  й д ы .
Амфотерлі  гидроксидтердін.  қышқылдық  жолмен,  не  негіздік 
жолмен  диссоциациялануы  реакциялык  ортаға,  яғни  ерітіндінің 
қышкылдык  немесе  негіздік  реакция  көрсетуіне  байланысты. 
Мысалы,  Zn (ОН)о.
негіздік  ортада
Zn" +  2 0 H '^ Z n 0 H - +  0 H '^ Z n (0 H ) 2  =  H2Z n02^ H -  +
непзше  диссоциациялану 
і
<
ыпікылдық
  ортада
+  HZn02,4=i=2H4-Zn02,/
кышкылша  диссоциациялану
2 8 0

Амфотерлі  гидроксидтер  қышкылдык  ортада  негіздік  түрімен 
диссоциацияланады,  өйткені  ортаның  Н'  иондары  мен  гидроксид- 
тің  ОН'  иондары  байланысып,  нашар  диссоциацияланатын 
су  молекулаларын  түзеді.  Байланысып  кеткен  ОН'  иондарының 
орнын  толтыру  үшін  гидроксидтің  негізше  диссоциациялануы 
үдеп,  тепе-теңдік  солай  карай  ауады.  Енді  негіздік  ортада, 
гидроксид  керісінше,  диссоциацияланудың  қышқылдық  түрімен 
диссоциацияланады,  өйткені  оның  Н"  иондары,  ортаның  ОН' 
иондарымен  косылысып  су  түзеді,  сондықтан  тепе-теңдік  кыш- 
қылдык  диссоциациялану  жағына  қарай  ауады.
ROH  типті  қосылыстардың  түрліше  диссоциациялануы,  R  ор- 
нына  тұратын  элементтің  периодтық системадағы  орнына  тәеуелді 
екендігі  айтылды.  Элементтің  периодтық  системадағы  орнына 
көп  қасиеті  тәуелді,  ал  диссоциациялануға-элемент  арасындағы 
байланыстың  беріктігіне,  элементтің  заряды  мен  радиусы  үлкен 
эсер  етеді.  Сондықтан  ROH  типті  қосылыстардағы  R  элементінің 
заряд  саны  мен  радиусының  ұзындығы,  ол  қосылыстыц  диссо­
циациялану  түріне  қандай  эсер  ететініне  тоқтап  өтеміз.
Д.  И.  Менделеевтің  периодтык  системасының  III  периодын- 
дағы  элементтердің  гидроксидтерінің  диссоциациялануын  кара- 
лык.  Гидроксид  түзуші  элементтердің  ион  түріндегі  зарядын  және 
радиусын  келтірелік  (35-кесте).
35-кесте
З а р я д  
саны
Na +
Mg+ +
А1 + + +
Si +   +   +   +
P+ + + -г +
S +  

+  
+ + +
Радиусы,  нм
0,098
0,078
0,057
0,039
0,035
0,03
101-суретте  кейбір  гидроксидтердің  схемасы  келтіріліп,  пунктир 
сызықпен  тәжірибеде  байқалатын  диссоциациялану  түрі  көрсе- 
тілді.
Қарама-қарсы  зарядты  бөлшектердің  әр  қайсысының  заряды 
неғұрлым  көп  болса  және  радиусы  кішкене  болса,  олардың 
өзара  бір-біріне  тартылуы  соғұрлым  күшті  болады.  NaOH  пен 
Mg(OH)a  алсак,  сутек  ионыныц  радиусы  тіпті  кішкене  болуына 
байланысты,  металдардан  (Na  мен  Mg)  гөрі  оттекпен  өзара  өте 
берік  байланысқан.  Сондықтан  мұның  екеуі  де  негіздік  жолмен 
диссоциацияланады.  Al (ОН) 3  келеек,  мұнда  R-дың  заряды  кө- 
бейеді,  әрі  соған  байланысты  радиусы  кішірейеді,  сондықтан 
оттектің  екі  жағындағы  байланыстың  беріктігі  тен,есуге  жақын- 
дайды,  содан  келіп  А1(ОН)3  амфотерлі  электролит  болып  шыға- 
ды.  Қелесі  төрт  косылыста  R-дың  заряды  одан  әрі  көбейеді,  оған 
байланысты  радиусы  кішірейе  береді,  сондықтан  О—Н  арасын- 
дағы  байланыс  әлсіреп,  олардың  барлығы  қышқыл  түрімен  дис­
социацияланады.
2 81

IOl-сурет.  Гидроксид  түзуіпі  элементтін  заряды  мен  радиусына 
қарай  диссоциациялану  түрінің  өзгеруі


Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   16   17   18   19   20   21   22   23   24




©engime.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет