Mavzu: kirish. Termodinamikaning birinchi qonuni. Entalpiya. Termokimyo - bet 19

aion = f Cion
Elektrolit eritmalarida reaksiya molekulalar orasida bormay, erigan moddaning ionlari orasida boradi. Elektrolit eritmalarda boradigan reaksiyalarni molekulyar tenglama kurinishida emas, balki ion tenglama kurinishida uch katorda 1) molekulyar, 2) ion va 3) ionlar ishtirok etishini kursatadigan tenglama xolida ifodalanadi.
Elektrolit eritmalarda reaksiya borishi uchun:
1) Kiyin eriydigan moddalar
2) gazsimon moddalar
3) kam dissosilanuvchi moddalar xosil bulishi kerak.
Agar shu moddalar xosil bulmasa reaksiya bormaydi
1. Kiyin eriydigan birikmaning xosil bulishi
BaCL2 + H2SO4 BaSO4 + 2HCL
Ba2+ + 2CL- + 2H+ + SO42- BaSO4 + 2H+ + 2CL-
Ba2+ + SO42- BaSO4
Agar reaksiyada bir necha kiyin eriydigan moddalar xosil bulsa, u xolda oldin juda kam eriydigan modda chukmaga tushadi.
2.Gazsimon moddaning xosil bulishi.
K2SO3 + 2HCL 2KCL + H2SO3
2K+ + SO32- + 2H+ +2CL- 2K+ + 2CL- + H2O + SO2
SO32- + 2H+ H2O + SO2
Kam dissosilanuvchi moddalarning xosil bulishi.
KOH + HCL KCL + H2O
K+ + OH- + H+ + CL- K+ + CL- + H2O
OH- + H+ H2O
Eritmadagi chukma sirtida erigan moddaning ionlari buladi. Agar
kiyin eriydigan birikmaning biror soni ion erituvchi bilan biriksa, u xolda modda eriydi.
Pb(OH)2 + 2HCL PbCL2 + 2H2O
Pb(OH)2 + 2H+ + 2CL- PbCL2 + 2H2O
Bu misolda PbCL2 chukmaga tushadi va kam dissosilanuvchi suv xosil buladi, natijada Pb(OH)2 eriydi.
Agar kuchli elektrolit eritmalarini aralashtirsak ularning ionlari orasida kaytar reasiya boradi, ya'ni eritmada molekula xosil bulmay, bu elektrolitlarning ionlari uzgarmay koladi.
NaCL + KNO3 NaNO3 + KCL
Na+ + CL- + K+ + NO3- Na+ + NO3- + K+ + CL-
Eritmalar aralashtirmasdan va aralashtirilgandan keyin xam eritmada fakat Na+, K+, CL-, NO3- ionlar erkin xolda buladi, Lekin eritma sovitilib, kristallarga aylanganida 4 ta tuzning aralashmasi xosil buladi.
Kiyin eruvchan birikmaning chukmasi sirtida shu chukma bilan ionlar urtasida muvozanat sodir buladi. Kam eriydigan tuzga massalar ta'siri konunini kullasak.
CaCO3 Ca2+ +CO32-
Muvozanat kattik modda (CaCO3) va eritmadagi ionlarning tuknashish sirtida sodir bulgani uchun [CaCO3] konsentrasiyasi uzgarmaydi. Uzgarmas temperaturada K[CaCO3] kupaytmasi uzgarmas kattalik bulgani uchun uni EK bilan ifodalanadi:
[Ca2+][CO32-] = [CaCO3]. K=const=EK
Kattik fazaning sirtidagi tuyingan eritmadagi kam eruvchan birikmaning ionlar konsentrasiyasini kupaytmasi biror temperaturada uzgarmas kiymat bulib, moddaning eruvchanlik kupaytmasi (EK) deyiladi.
EKAgCL =[Ag+][Cl-]=1.73 10-10
EKBaSO4 =[Ba2+][SO42-]=1.43 10-9
EKCaCO3 =[Ca2+][CO32-]=4.52 10-9
EKCuS =[Cu2+][S2-]=6 10-36
EKHgS =[Hg2+][S2-]=5 10-52
Eruvchanlik kupaytmasi kiyin eriydigan elektrolitning umumiy eruvchanligi bilan boglikdir. Yukoridagi mosollardan kurinib turibdiki, CuS va HgS larning eruvchanligi juda xam kichik.
Suv molekulasini ilmiy urganish suv juda kuchsiz elektrolit ekanligini kursatadi. U vodorod kationiga va gidroksid anioniga kuyidagicha dissosilanadi:
H2O H+ + OH-
Suvning 15°S dagi dissosilanish darajasi 1.89.10 ga teng. Demak, 55600000 suv molekulasining fakat bittasi ionlangan xolda buladi. Lekin dissosilanish pirosessining tezligi juda yukori bulgani uchun ionlar orasida reaksiya juda tez boradi. Shuning uchun xam suvning dissosilanishi juda katta axamiyatga ega Suvning dissosilanish konstantasi
KH2O=[H+][OH-] / [H2O] = 1.8*10-16 ga teng
Agar bir litrda 1000/18=55.56 mol suv molekulasi bulishini xisobga olsak, unda kuyidagini yozish mumkin:
[H+][OH-] = KH2O.[H2O] = 1.8.10-16*55.56=1.10-14
Bu tenglama suvda va suv eritmalarida vodorod xamda gidroksid ion konsentrasiyasining kupaytmasi 22°S da doimiy kiymat bulib, KH2O bilan ishoralanishini kursatadi. [H+][OH-] = KH2O = 1.10-14 neytral muxitda:
[H]=[OH-]=10-7 H+ va OH- konsentrasiyasining kupaytmasi fakat suv uchun emas, balki tuz, kislota, ishkorlarining suvli eritmalari uchun xam uzgarmas sondir. Bu son suvning ion kupaytmasi deyiladi. Suvning ion kupaytmasidan foydalanib xar kanday reaksiya muxitini (neytral, kislotali, ishkoriy) vodorod ionlari konsentrasiyasi bilan kursatish mumkin. Buning uchun kuyidagi xisoblash bajariladi:
Xar kanday suvli muxitni xarakterlash uchun vodorod ioni konsentrasiyasi urniga bu konsentrasiyaning unli logarifm kiymatidan foydalanish ancha kulay. U rN bilan belgilanib vodorod kursatkich deyiladi: pH=-lg[H+]. Masalan, agar [H+]=10-5 bulsa, pH=-lg10-5=5 buladi. Eritmaning pH=3 ga teng bulsa, kuchli kislotali, pH<7 bulsa, kuchsiz kislotali, pH=7 bulsa, neytral, pH>7 bulsa, ishkoriy xossani namoyon kiladi.
Tuzlarning gidrolizi deb, moddalarning suv bilan xar kanday uzaro ta'siriga aytiladi. Amalda kupincha tuzlarning gidrolizi bilan ish tutishga tugri keladi. Agar kislotadagi vodorod metallga tulik almashsa, muxit neytral bulishi kerak. Lekin kuchli asos va kuchli kislotadan xosil bulgan tuzlargina neytral muxitga ega buladi. Boshka tuzlar gidrolizga uchrashi natijasida neytral muxit xosil kilmaydi. Gidroliz natijasida eritmada vodorod va gidroksil ionlar konsentrasiyasi uzgaradi. Shuning uchun xam kup tuzlarning eritmalari kislotali yoki ishkoriy muxitga ega buladi. Bu xodisani erigan tuz ionlarining suv ionlari bilan biriktirish natijasida eritmada H+ va OH- ortib kolishi bilan tushuntirish mumkin. Lekin suvda H+ va OH- konsentrasiyasi juda oz bulsa xam, bu ionlar dissosilanmagan suv molekulalari bilan muvozanatda buladi. Chunki, uzgarmas temperaturada suvning ion kupaytmasi uzgarmasdir. Agar suv ionlaridan biri tuz ionlari bilan boglanib, muvozanat buzilsa, bu boshka suv molekulasini dissosilanishga olib keladi, eritmada boshka ionning konsentrasiyasi ortadi va natijada eritma kislotali yoki ishkorish muxitga ega buladi. Tuzlar gidrolizlanishining sababi shundaki, tuzning kation va anionlari suvdagi H+ va OH- ionlarini boglab kam dissosilanadigan moddalar xosil kilishi tufayli H2O H+ + OH- muvozanati ung tomonga siljiydi. Gidroliz reaksiyasini yozishda xamma vakt kuchsiz elektrolit koldigi gidrolizga uchrashini unutmaslik kerak. Chunki, deyarli xamma tuzlar kuchli elektrolitlardir. Ion tenglamada kam dissosilanuvchi, gazsimon va chukmaga tushadigan moddalar molekula kurinishda yoziladi. Reaksiyaning molekulyar va ion tenglamasini yozish gidroliz prosessini tulik kursatadi. Kuyidagi asos va kislotalardan xosil bulgan tuzlar gidrolizga uchraydi.
1.Kuchli asos va kuchsiz kislotadan xosil bulgan tuzlar.
Masalan,
Na3PO4 + H2O Na2HPO4 + NaOH
3Na+ + PO43- + H2O 2Na+ HPO42- + Na+ + OH-
PO43- + H2O HPO42- + OH-
Kuchli asos va kuchsiz kislotadan xosil bulgan tuz gidrolizlanganda nordon tuz va ishkor xosil buladi:
Na2HPO4 + H2O NaH2PO4 + NaOH
HPO42- + H2O H2PO4- + OH-
Eritmada erkin xolda ishkor yigilib kolgani uchun gidroliz kichsiz kislota xosil bulguncha davom etmaydi.
Kuchsiz asos va kuchli kislotadan xosil bulgan tuzlar
Agar kation va anion bir valentli bulsa, gidroliz natijasida asos va kislota xosil buladi:
NH4NO3 + H2O NH4OH + HNO3
NH4+ + H2O NH4OH + H+
Kation kup valentli anion bir valentli bulsa, gidroliz natijasida asosli tuz va kislota xosil buladi:
ALCL3 + H2O AL(OH)CL2 + HCL
AL2+ + H2O [AL(OH)]2+ + H+
Agar suv juda xam kup bulsa gidroliz davom etadi:
AL(OH)CL2 + H2O AL(OH)2CL + HCL
[AL(OH)]2+ + H2O [AL(OH)2]+ + H+
Eritmada H+ ionlari yigilgani uchun gidproliz kuchsiz asos xosil bulguncha davom etmaydi.
Kation bir valentli, anion kup valentli bulgan xolda gidroliz natijasida NQ ioni va nordon tuz xosil buladi:
(NH4)2SO4 + H2O NH4HSO4 + NH4OH
NH4+ + H2O NH4OH + H+
Kation va anion kup valentli bulganda gidroliz natijasida asosli tuz va kislota xosil buladi.
Fe2(SO4)3 + 2H2O 2Fe(OH)SO4 + H2SO4
Fe3+ + 2H2O [Fe(OH)]2+ + 2H+
Kuchsiz asos va kuchsiz kislotadan xosil bulgan tuzlar.
Eritma reaksiyasi asos va kislotaning nisbiy kuchiga boglik buladi. Masalan, ammoniy asetatning gidroliz reaksiyasini kuraylik:
CH3COONH4 + H2O CH3COOH + NH4OH
CH3COO- + NH4+ + H2O CH3COOH + NH4OH
Bu reaksiyada muxit neytral (pH=7), chunki gidroliz natijasida xosil bulgan maxsulotlarning dissosilanish konstantalari bir-biriga deyarli teng:
KNH4OH =1.79.10-5; KCH3COOH=1.75.10-5
Gidrolizga uchragan tuz molekulalari sonining umumiy erigan tuz molekulalari soniga nisbati tuzning gidroliz darajasi (β) deyiladi.
U konsentrasiyaga boglik bulib suyultirilishi bilan ortadi. Masalan, Na2SO3 ni 0.1 n eritmasining β=4.5, 0.001 n eritmasiniki esa β=34 buladi.
7>
|