ПӘнінің ОҚУ-Әдістемелік материалы

Еріген кезде электролиттердің молекулалары барлығы иондарға толығымен ыдырамайды. Иондарға ыдыраған молекулалар үлесі электролиттік диссоциация дәрежесімен немесе диссоциация дәрежесімен сипатталады. Диссоциация дәрежесін α деп белгілейді. Диссоциация дәрежесі иондарға ыдыраған молекулалардың электролиттегі барлық молекулаларға қатынасымен анықталады.

Электролиттер диссоциациялану қабілетіне орай шартты екі топқа бөлінеді: әлсіз және күшті электролиттер.

а) Әлсіз электролиттер. Көптеген қосылыстарды еріткенде олардың молекулалары түгелдей диссоциацияланбайды, яғни иондарға ыдырамайды. Оларға органикалық қышқылдардың басым көпшілігін, фнеолды, аммиакты және аминдерді, көмір қышықылын, сынап тұзын т.б. жатқызуға болады. Берілген электролиттің диссоциациялану дәрежесі α<0,3 болса, ол әлсіз, α>0,3 болса күшті электролит делінеді. Диссоциациялану дәрежесі концентрация сияқты көптеген өлшемдерге тәуелді болады. Демек, оны диссоциация константасы арқылы өрнектеген ыңғайлы.

Әлсіз электролиттің диссоциация теңдігін қарастырайық. Ол үшін бинарлы, яғни диссоциация кезінде бір катион және бір анион беретін шартты таңбамен өрнектелген электролитті мысал ретінде алайық:

КА = К⁺+А^-

Егер берілген қышқылдың бір молі V литр еріткіште ерітілсе, оны V = 1:С ерітіндіні сұйылту дейді және C_K+ = C_A- = α/V , ал C_AK = (1-α):V.

Онда, диссоциация константасы:

Бұл өрнек Оствальдтың сұйылту заңы (1888ж) дейді.

Бұдан берілген концентрациядағы диссоциациялану дәрежесі жоғарылаған сайын, диссоциация константасының артатыны анық көрінеді. Демек, электролиттің күшін диссоциация константасы арқылы оңтайлы өлшей береді. Кез келген теңдік константасы сияқты диссоциация константасы да температураға сәйкес өзгереді.

б)Күшті электролиттер. Көптеген заттар ерігенде молекуласының басым көпшілігі иондарға ыдырайды, яғни диссоциацияланады. Олардың қатарына күшті қышқылдар мен күшті негіздер жатады. Күшті электролиттердің ерітінділерінде Оствальдтың сұйылту заңынан едәуір ауытқушылық байқалады. Аса жоғары емес, шамамен орташа не одан да төменгі концентрациядағы электролит ерітінділерде тек ион түрінде болдаы. Демек, күшті электролит ерітіндідегі иондар концентрациясы осындай әлсіз электролитпен салыстырғанда біраз жоғары болады және дәл осының салдарынан иондардың арақашықтығы жақындай түседі де иондардың өзара әрекеттесуі, әсерлесуі күшейеді.

3. Электр өткізгіштік.

Жалпы тоқ өткізгіштері І текті және ІІ текті болып бөлінеді. І текті өткізгіштерден тоқ өткенде иондар ауысуы байқалмайды. Бұған металдар мен жартылай өткізгіштер мысал болады. Ал, екінші тектегі тоқ өткізгіштерге электролит ерітінділері мысал. Олардағы тоқтың өткізлуі иондар ауысуымен және химиялық құбылыспен тікелей байланысты.

Электролиттердің элекрт тоғын өткізгіштік қабілеті иондардың қозғалғыштығына да байланысты.

Ерітіндіде тасымалданатын электр саны иондардың саны және оның жылдамдығы мен заряды сияқты шамаларға күрделі функционалды тәуелділікте болады. Ал, жылдамдық ион табиғатына, ерітндінің тұтқырлығына, температура мен потенциал градиентіне байланысты.

Сонымен электролит ерітіндінің элекрт өткізгіштік қабілеті электр өткізтікпен немесе оған кері шама – кедергімен сипатталады.

Электр өткізгіштік деп электр өрісінде заттың электр тоғын өткізу қабілетін айтады. Электр өткізгіштің шамасы ионның электр өрісіндегі жылдамдығымен байланысты, неғұрлым ионның жылдамдығы жоғары болса, соғұрлым электр өткізгіштігі де жоғары болады.

Электр өткізгіштікті (L) мына формула бойынша есептейді:

L = 1/R = χ S/l

а) Меншікті электр өткізгіштік кері электр кедергісіне тең.

L = 1/R; R = ρl/S

Олай болса, меншікті электр өткізгіштік K меншікті кедергінің кері шамасына тең: K = 1/ρ

Меншікті электр өткізгіштің өлшем бірлігі – Ом^-1м^-1

Меншікті электр өткізгіштік деп арақашықтығы 1м, ауданы 1м² екі электрод арасындағы (көлемі 1м³) ерітіндінің өткізетін электр тоғын айтамыз.

К = l/SR

б)Эквивалентті электр өткізгіштік деп 1 моль эквивалент электролиттің диссоциациялануынан түзілетін иондардың электр өткізгіштігін айтады.

Эквивалентті электр өткізгіштік мәні арақашықтығы 1 моль*экв. электролит еріген (көлемі м³) ерітіндінің электр өткізгіштігіне тең.

λ = KV = K/C

Эквивалентті электр өткізгіштік өлшем бірлігі – Ом^-1м^-1моль^-1

Эквивалентті электр өткізгіштік тікелей өлшенбейді, ол электролиттің меншікті электр өткізгіштігі мен концентрация арқылы анықталады.

15. 
    ДӘРІС
    

Коллоидты химия химия-беттік құбылыстар және дисперстік жүйелер туралы ғылым “беттік құбылыстар” және “дисперсті жүйелер” ұғымдарының анықтамасы. Коллоидты химия – реалды денелердің физико-химиясы. Коллоидты химияның зерттелетін объектілерінің екі белгісі – гетерогендік, дисперстік, олардың тұтастығы. Беттік құбылыстардың жіктелуі. Негізгі беттік құбылыстар – адсорбция, адгезия, сулану, капилярлық, электрлік құбылыстар, жаңа фазалардың пайда болуы, дисперстік жүйелердің пайда болуы, дисперстік жүйелердің тұрақтылығы және коагуляция / ұюы/ , құрылым түзілуі. Дисперстік фаза мен дисперсиондық ортаның агрегаттық күйі бойынша дисперсті жүйелерді жіктеу. Еркін дисперсті және байланған дисперсті жүйелер.

Беттік құбылыстардың және дисперстік жүйелердің табиғаттағы және халық шаруашылығындағы ролі.

Коллоидты химия және қоршаған ортаны қорғау.

1. Дисперсті жүйелердің жалпы қасиеттері.

Дисперсті фаза және дисперсиондық орта. Дисперстік жүйелердің ерекшелік белгілері: гетерогендік және дисперстік. Меншікті беттің түйіршік мөлшерінен тәуелділігі. Коллоидты химия - дисперсті жүйелер мен бет құрылыстары туралы ғылым. Дисперсті жүйелерді орта мен фазаның агрегат күйі бойынша, түйіршіктің мөлшері бойынша, фаза мен сұйық дисперсиондық орта арасындағы әрекеттесу бойынша, түйіршіктер арасындағы әрекеттесу бойынша классификациялау. Дисперсті жүйелердің өндірістегі және ауыл шаруашылығындағы маңызы

ІІ.Бет құбылыстардың термодинамикасы

1. Бет энергиясы.

Фазаларды бөлетін бет. Фазаларды бөлетін шекарада молекулярлық өзара әрекеттесу күштерінің теңеспегендігі /компенсацияланбаған/. Бет керулік - беттің меншіктігі Гиббс энергиясы. Фазаларды бөлетін шекарадағы Гиббс энергиясын азайту жолдары. Бет құбылыстары. Олардың классификациясы.

2. Қатты дене - газ шекарадағы адсорбция.

Физикалық адсорбция және хемосорбция. Адсорбциялық әрекеттесудің табиғаты. Адсорбцияның сандық көрсеткіші. Газ адсорбцияның температурадан және қысымнан тәуелдігі. Мономолекулярлық адсорбция теориясының негіздері. Лэнгмюр теңдеуі және оны талдау. БЭТ теориясы бойынша полимолекулярлық адсорбцияның изотермасының теңдеуі. Фрейндлихтың адсорбция изотермасының эмприялық теңдеуі. Керекті адсорбенттердің бұларды адсорбциялауы. Капиллярлық конденциясы. Адсорбенттердің түрлері және олардың сипаттамасы. Газдар мен булар адсорбциясын практикада қолдану.

Фазаларды бөлетін шекарада электр қос қабатының пайда болуы және оның құрылысы. Беттің потенциялы. Электр қос қабат потенциялының бөлінуі. Электро-потенциялдық потенциал. Электролиттердің потенциялдың өзгерісі, бетті қайта зарядтау. Мицелланың құрылысы. Электрокинетикалық құбылыстар: электрофорез және электроосмос, оларды практикада қолдану.

3. Дисперсті жүйелердің агрегаттық тұрақтылығы және коагуляциясы.

Песков бойынша дисперсті жүйелер тұрақтылығының түрлері.

Диспрсті жүйелер тұрақтылығының термодинамикалық негіздері, лиофильді және лиофобты дисперсті жүйелердің коагуляциясы. Коагуляция кинетикасы. Жылдам және баяу коагуляция. Смолуховский теориясы. ДЛФО теориясының негіздері. Түйіршіктер арасындағы тартылу және тебу күштерінің арасындағы қатынас. Түйіршіктердің өзара әрекеттесуінің потенциялдық қисығы. Потенциялдық тосқауыл. Электролиттермен коагуляциялау, оның негізгі заңдылықтары. Электролиттер қоспасы мен коагуляциялау. Гетерокоагуляциялау және гетероадагуляция. Коагуляция құбылыстарының практикалық маңызы.

4. Дисперсті жүйелерде құрылым түзілу.

Бос және байлан қатынас. Түйіршіктердің өзара әрекеттесуінің потенциялдық қисығы. Потенциялдық тосқауыл. Электролиттермен коагуляциялау, оның негізгі заңдылықтары. Электролиттер қоспасымен коагуляциялау. Гетерокоагуляция және гетероадагуляция. Коагуляция құбылыстарының практикалық маңызы.

5. Дисперсті жүйелерде құрылым түзілу.

Бос және байланған дисперсті жүйелер. Еркін дисперсті жүйелердің тұтқылығы, құрылдың коагуляция Гельдер. Тиксотропия және синерезис. Құрылымдалған жүйелердің тұтқырлығы. Шведов-Бингат теңдеуі. Аққыштықтың шегі. Құрылымдалған сұйықтардың реологиялық қисықтары. Кристаллизациялық-конденсациялық құрылымдар.

Дисперсті жүйелердің кейбір өкілдері

1. Дисперсиондық ортасы сұйық жүйелер.

Суспензиялар, оларды тұрақтату. Полидисперстік. Жоғары концентрациялы суспензиялар (пасталар),олардың реологиялық қасиеттері. Суспензиялардың седиментациялық анализдеу.

Эмульсиялар, олардың классификациясы және алынуы. Эмульсияларды порошоктармен (ұнтақтармен) және молекулярлық тұрақтатқыштар арқылы тұрақтату

2. Бет активті және инактивті заттар. Гиббс теңдеуі және оны талдау. Бет активтік Траубе ережесі. Шишковский формуласы. Гиббс, Лэнгмюр және Шишковский теңдеулерінің арасындағы байланыс. Адсорбциялық қабаттың құрылысы және қасиеттері. Дифильді молекулалардың бағытталынуы. Сұйық - сұйық шекарадағы адсорбция.

3. Сұйық (ерітінді) - қатты дене шекарадағы адсорбция.

Ерітінділерен молекулярлық адсорбция, оған адсорбенттің еріткіштің және еріген зат табиғатының ықпалы. Қатты беттегі адсорбция үшін Траубе ережесі. БАЗ молекулалардың бет қабатта бағытталынуы. Ребиндердің полярлық теңесу ерітінділерінен адсорбция Фаянс-Пасков ережесі. Ион алмасу адсорбциясы, оның ерекшеліктері және тәжірибеде қолдануы. Табиғи жасанды иониттер. Хроматографияның принципі.

4. Адгезия және жұғу.

Адгезия және когезия. Адгезияның түрлері. Адгезияның термодинамикалық негіздері. Адгезия жұмысы. Қатты дене- сұйық шекарадағы адгизия. Жұғу. Жұғудың қыр бұрышы. Жұғуға БАЗ-дың ықпалы. Бетті гидрофильдеу және гидробтау. Адгезия мен жұғудың практикалық маңызы.

Дисперсті жүйелерді алу және олардың қасиеттері

1. Дисперсті жүйелердің қасиеттері және алу жолдары.

Дисперсті жүйелерді алудың негізгі шарттары - дисперсті фазаның дисперсиондық ортада ерімеушілігі және стабилизатордың болуы. Агрегативті тұрақтылық. Дисперсті жүйелерді химиялық және физикалық конденсация тәсілдерімен алу. Дисперсті жүйелерді ұнтақталу тәсілімен алу. Лиофильді коллоид жүйелерін өзінен-өзі ұнтақталу арқылы алу. Коллоидтың диірмендер, ультрадыбысымен ұнтақтау. Пептизация. Диализ, электродиализ, ультрафильтрациж.

2. Дисперсті жүйелердің молекуляр-кинетикалық және оптикалық қасиеттері.

Броун қозғалысы, оның жылулық табиғаты. Орташа жылжу. Эйнштейн теңдеуі. Броун қозғалысы, теориясының философиялық маңызы. Коллоид жүйелеріндегі дифузия. Зольдардың осмостық қысымы, оның ерекшеліктері. Седиментациялық тепе-теңдік. Лаплас-Перрен теңдеуі. Кинетикалық тұрақтылық.

Дисперсті жүйелердің оптикалық қасиеттері. Опалесценция. Рэлей теңдеуі оны талдау. Нефелометрия. Ультрамиктроскопия.

3. Дисперсті жүйелердің электрлік қасиеттері.

1. Көбіктер, оларды алу, тұрақтату және бұзу. Көбіктер тұрақтылығының факторлары. Көбіктердің еселіктері. Эмульсиялар мен көбіктердің практикалық маңызы.

2. Дисперсиондық ортасы газ жүйелер.

Аэрозольдер, олардың классификациясы. Аэрозольді алу және оның қасиеттері. Электрлік қасиеттері, шаңның жарылысы және олармен күрес. Аэрозольдерді дүзу тәсілдері. Аэрозольдер табиғатта және техникада.

Ұнтақтар (порошоктар), олардың аққыштығы, гранулау. Сұйық тәріздес күйі. Ұнтақ қасиеттерінің практикалық маңызы.

3.Дисперсиондық ортасы қатты жүйелер.

Дисперсионды ортасы қатты жүйелердің қисына бар классификациясы. Қатты көбіктер. Қатты көбіктерді алу. Қатты көбіктерді экструзия тәсілімен алу. Көбікпластар және кеуекпластар. Табиғи молекулалар кеуекті материалдар. Көбіктерді дымқылдау - г/қ жүйеден өту. Дисперстік фазасы және дисперсиондық ортасы қатты дисперстті жүйелер

Коллоидты бетактивті заттар

1.БАЗ-дың коллоидты ерітінділерінің қасиеттері

коллоидты БАЗ молекулаларының мөлшері, құрылысы. Негізгі топтар. Ерітіндінің күйі. Мицелляр формасынан молекулярлық формаға немесе кері формаға өтуіне ықпал ететін факторлар. Мицелла түзілүдің аумалы концентрациясы. Ерітіндідегі мицеллалардың түрі. Солюбилизация. Жуу механизмі.

ЗАТТАРДЫҢ МОЛЯРЛЫҚ РЕФРАКЦИЯСЫН ЖӘНЕ ОНЫҢ ЫҚТИМАЛДЫ СТРУКТУРАСЫН АНЫҚТАУ

І. Жұмыcтың мақсаты: Берілген заттың молярлық рефракциясы арқылы ықтимал структурасын анықтау.

ІІ. Жұмысқа берілетін тапсырма: Заттың сыну көрсеткішін рефроктометр арқылы анықтап, мүмкін болатын структурасын беру.

ІІІ. Теориялық бөлім:

Молекула, атом, ион нитральді немесе оң және зарядталған бөлшектерден тұрады. Молекулада оң және теріс зарядтардын таралуына байланысты олар екі түрге бөлінеді:

1. 
   Полюссіз – зарядтар симметриялы таралған (Н₂, СН₄, С₆Н₆)
   
2. 
   Полюсті – зарядтар симметриясыз таралған (НCl, С₆Н₅Cl)
   

П_жалпы=П_эл+ П_ат + П_ор (1)

Мұндағы: R_м –Молярлық рефракция, м³/Кмоль