Analitik kimyo fanidan
ionlar konsentratsiyalarining ko‘paytmasi eruvchanlik ko‘-
Download 250 Kb. Pdf ko'rish
|
- Bu sahifa navigatsiya:
- Oz eruvchan elektrolit ionlarining – geterogen muvozanatda stexiometrik koeffitsient darajasidagi fa’ol- liklar (yoki konsentratsiyalari)
- 3.2.4. Cho‘ktiruvchining konsentratsiyasi.
- 3.2.5. Oz eruvchan elektrolitni to‘liq cho‘kishiga bir ismli ionli yaxshi eruvchan elektrolitning ta’siri.
- 3.3. Cho‘kmaning erishiga ta’sir etuvchi omillar 3.3.1. Xaroratni ortishi
- 3.4. Karsli cho‘ktirish CHo‘kmalarni K S qiymatlarining farqiga ko‘ra ketma-ket cho‘ktirish qasrli cho‘ktirish
- 3.5. Qiyin eruvchan cho‘kmani oson eruvchan cho‘kmaga aylantirish
- 3.6. K S ning taxlildagi axamiyati
- Foydalanilgan adabiyotlar
- “protolitik nazariya”
ionlar konsentratsiyalarining ko‘paytmasi eruvchanlik ko‘- paytmasi deyiladi. A m B n ↔ m A n+ + n B m- A m B n tarkibli cho‘kma uchun K S = [A] m · [B] n kvadrat kavslarda oz eruvchan elektrolitning geterogen muvozanatdagi konsentratsiyalari keltirilgan Masalan: Ca 3 (PO 4 ) 2 ↔ 3Ca 2+ + 2PO 43- uchun K S = [Ca 2+ ] 3 · [PO 43- ] 2 Konsentratsiya fa’ollik orqali berilsa ifoda quyidagicha bo‘ladi n B m A S a a K * K S ning mukammal ta’rifi: Oz eruvchan elektrolit ionlarining – geterogen muvozanatda stexiometrik koeffitsient darajasidagi fa’ol- liklar (yoki konsentratsiyalari) ko‘paytmasining xona xaroratidagi qiymati eruvchanlik ko‘paytmasi yoki solvoliz doimiysi deb ataladi E.K. qiymadidan molyar eruvchanlikni xisoblash formulasini keltirib chiqaramiz Ca 3 (PO 4 ) 2 ↔ 3Ca 2+ + 2PO 43- K S = [3S] 3 · [2S] 2 = 27S 3 · 4S 2 = 108S 5 K S = 3 3 · 2 2 · S 3+2 2 3 5 7 29 2 3 / 710 108 10 * 2 2 * 3 / л м K S S Umumiy xolda A m B n tarkibli cho‘kmaning eruvchanligi n m n n S AmBn n m K S * / K S = [A] m · [B] n – tenglamasidan, K S qiymati geterogen muvozanatdagi erigan elektrolit ionlari konsentratsiyasiga to‘g‘ri mutanosibligi qo‘rinib turibdi. 67 Qoida: Uxshash tarkibli oz eruvchan elektrolitlarning K S qiymati kichik bo‘lsa uning eruvchanligi kamligidan dalolat beradi Misol: BaSO 4 SrSO 4 CaSO 4 K S 1 · 10 -10 1 · 10 -7 1 · 10 -5 Eruvchanlik o‘ngdan chapga tomon kamayaboradi. Ammo bunday solishtirish tarkibi o‘xshash bo‘lmagan cho‘kmalarga joiz emas Misol: K S S AqCl 1,78 · 10 -10 1,33 · 10 -5 Aq 2 CrO 4 1,1 · 10 -12 4 · 10 -5 3.2. Kationning to‘liq cho‘kishiga ta’sir etuvchi omillar Taxlilda ochiluvchi ioni to‘liq cho‘kishi muxim axamiyatga ega, bunga quyidagi omillar ta’sir etadi 3.2.1. Moddaning tabiati. YA’ni kation va anion orasidagi kimyoviy, ion bog‘ning mustaxkamligi, bu esa ionlar radiusi va qutblanuvchanligiga bog‘liq xolda, eruvchanlik ta’sir etadi Misol: CaSO 4 SrSO 4 BaSO 4 Kation radiusi n.m 0,104 0,120 0,138 Qutblanuvchanlik ortaboradi → K S 2,5 · 10 -5 3,2 · 10 -7 1,1 · 10 -10 Eruvchanlik S m/l 5 · 10 -3 5,66 · 10 -4 1,05 · 10 -5 3.2.2. Erituvchi va cho‘ktiruvchining tabiati a) Dielektrik doimiysi katta bo‘lgan qutbli erituvchilarda oz eruvchan elektrolit nisbatan ko‘proq eritdi. b) Ochiluvchi ionni to‘liq cho‘kishi cho‘ktiruvchi elektrolitning dissotsiatsiya darajasiga bog‘liq. Masalan: 1. MgCl 2 + 2NaOH → 2NaCl + Mg(OH) 2 ↓ cho‘ktiruvchi elektrolit – ishqorda ON - ionlari ko‘pligi sababli Mg 2+ to‘liq cho‘kadi 2. MgCl 2 + 2NH 4 OH → 2NH 4 Cl + Mg(OH) 2 ↓ cho‘ktiruvchi kuchsiz asos, (OH - ) ionlarini konsentratsiyasi kam shuning uchun Mg 2+ to‘liq cho‘kmaydi 3. MgCl 2 + NH 4 OH + NH 4 Cl NH 4 Cl → NH 4+ + Cl - NH 4 Cl ← NH 4+ + OH - NH 4 Cl tuzi NH 4 OH dissotsiatsiyasini kamaytirgani sababli (OH - ) shungalik kamayib ketadi-ki, cho‘kma xosil bo‘lmaydi. 68 3.2.3. Harorat. Odatda xarorat pasayganda ya’ni eritma sovutilganda eruvchanlik kamayishi xisobiga, kation to‘liqroq cho‘kadi. Jadvallarda K S xona xarorati 20 0 C uchun berilgan. 3.2.4. Cho‘ktiruvchining konsentratsiyasi. CHo‘kma geterogen tizimdagi ionlar konsentratsiyalarining ko‘paytmasi (IK) eruvchanlik ko‘paytmasi (K S ) qiymatiga teng kelgan xolatdagina boshlanadi. Binobarin a) IK K S (S A · S V = IK < K S = [A]·[B]) cho‘kma xosil bo‘lmaydi. b) IK = K S (S A · S V = [A]·[B]) cho‘kma xosil bo‘laboshlaydi. v) IK > K S (S A · S V > A]·[B]) bo‘lganda geterogen tizimdagi ionlar konsentratsiyasi elektrolitning molyar eruvchanligidan katta bo‘gani uchun tizim geterogen xolatda, ya’ni cho‘kma albatta bo‘ladi. 3.2.5. Oz eruvchan elektrolitni to‘liq cho‘kishiga bir ismli ionli yaxshi eruvchan elektrolitning ta’siri. BaSO 4 cho‘kmasining ustidagi to‘yingan eritmasiga, cho‘kmadagi anionga bir ismli ioni bo‘lgan, Na 2 SO 4 eritmasidan ko‘shilganda geterogen muvozanat chapga siljib, tiniq eritma loyqalanishi ya’ni ko‘shimcha BaSO 4 xosil bo‘lishini kuzatish mumkin. Na 2 SO 4 → 2Na + + SO 42- BaSO 4 ↔ Ba 2+ + SO 42- Demak cho‘kmadagi ion bilan bir ismli bo‘lgan ion konsentratsiyasi ortganda ge-terogen movozanat cho‘kma xosil bo‘lish tomoniga siljigani sababli to‘liq cho‘kish sodir bo‘ladi, ya’ni muvozanat xolatida cho‘k- ma ustidagi eritmada, bir ismli ion bo‘lmagan dastlabki xolatdagiga nisbatan, cho‘ktirikluvchi (Ba 2+ ) ionlarining konsentratsiyasi kamayadi. SHunday qilib, geterogen movozanatdagi to‘ingan eritmaga bir ismli, yaxshi eruvchan elektrolit eritmasi qo‘shilganda, oz eruvchan elektrolitning eruvchanligi yanada pasayadi. Demak, cho‘ktiruvchining ortiqcha miqdori qo‘shilganda to‘liq cho‘ktirshiga erishiladi. 3.3. Cho‘kmaning erishiga ta’sir etuvchi omillar 3.3.1. Xaroratni ortishi cho‘kmani eruvchanligi oshiradi. 3.3.2.Tuz samarasi. Begona elektrolitlar ko‘shilganda cho‘kmani eruvchanligi ortadi. Eritmaning ion kuchi ortishi bilan izoxlanadigan bunday xolat tuz samarasi deb ataladi. BaSO 4 cho‘kmasi bo‘lgan geterogen tizimga begona (NH 4 Cl, NaNO 3 va boshqa) elektrolitlar qo‘shilganda J k = 1/2 CiZi 2 eritmaning ion kuchi ortadi bu esa eritmadagi, cho‘ktiriluvchi ionlar fa’olligini kamaytiradi. Eruvchanlik qo‘paytmasi ifodasiga ionlar fa’olligi qo‘yib, termodinamik ifoda xisoblansa: K S = a Ba 2+ · a SO 42- = f Ba 2+ · [Ba 2+ ] · f SO 42- [SO 42- ] [Ba 2+ ][SO 42- ] = K S(BaSO 4 ) /f Ba 2+ · f SO 42- 69 Fa’ollik koeffitsienti f = a/s doimo birdan kichik bo‘lgani sababli f Ba 2+ · f SO 42- << 1 yangi geterogen movozanatdagi ionlar ko‘paytmasi [Ba 2+ ] · ·[Ba 2+ ]·[SO 42- ] > K S kiymatidan ortiq bo‘lishiga, boshqacha qilib aytganda cho‘kmani qisman erishiga olib keladi. Geterogen movozanatdagi eritmada begona ionlarni ko‘payishi eritmadagi cho‘ktiriluvchi ionlar fa’olligini kamaytirib, yangi geterogen movozanat qaror topishi uchun cho‘ktiriluvchi ionlarning ko‘proq konsentratsiyasi talab etiladi. SHunday qilib cho‘kma- eritma geterogen tizimiga begona ismli, yaxshi eruvchan, elektrolit qo‘shilganda eruvchanlikni qisman ortishi tuz samarasi deb ataladi. 3.3.3.CHo‘kma eriganda xosil bo‘ladigan maxsulotlar dissotsiatsiya doimiysini cho‘kmaning eruvchanligiga ta’siri. Erish maxsuloti dissotsiatsiya doimiysi erituvchining dissotsiatsiya doimiysidan kichik bo‘lganda cho‘kma albatta eriydi ↓CaCO 3 + 2CH 3 COOH = Ca(CH 3 COOH) 2 + H 2 CO 3 K d =1,8 ·10 -5 K d =4 · 10 -7 K d(CH 3 COOH) > K d(H 2 CO 3 ) bo‘lgani sababli karbonatlar cho‘kmasi kuchsiz sirka kislotada xam eriydi ammo SaS 2 O 4 xlorid kislotada erigani xolda, sirka kislotada erimaydi CaS 2 O 4 + 2HCl → CaCl 2 + H 2 C 2 O 4 K d(H 2 C 2 O 4 ) < K d(HCl) CaS 2 O 4 + 2CH 3 COOH erimaydi chunki K d(H 2 C 2 O 4 ) = 1 ·10 -2 > K d(CH 3 COOH) 3.4. Karsli cho‘ktirish CHo‘kmalarni K S qiymatlarining farqiga ko‘ra ketma-ket cho‘ktirish qasrli cho‘ktirish deb ataladi. Masalan III gurux kationlar aralashmasini kasrli (Peterson usuli)da cho‘ktarish quyidagicha bajariladi K S qiymatlari SO 42- SO 32- S 2 O 42- Ba 2+ 1,1 · 10 -10 4 · 10 -10 1,7 · 10 -7 Sr 2+ 2,8 · 10 -7 1,7 · 10 -9 1,4 · 10 -7 Sa 2+ 6 · 10 -5 3,8 · 10 -9 2,5 · 10 -9 1) III gurux kationlarining karbonatlari ajratib olinadi va sirka kislotada eritiladi so‘ngra (NH 4 ) 2 CO 3 va (NH 4 ) 2 C 2 O 4 cho‘ktiruvchilar aralashmasi qo‘shilganda Ca 2+ (NH 4 ) 2 CO 3 CaCO 3 Sr 2+ + → SrCO 3 + CH 3 COOH → Ba 2+ (NH 4 ) 2 SO 4 BaSO 4 Ca 2+ (NH 4 ) 2 C 2 O 4 CaC 2 O 4 → Sr 2+ + (NH 4 ) 2 SO 3 → SrCO 3 + CH 3 COOH → Sr 2+ + CaSO 4 → SrSO 4 ↓ Xulosa. K S qiymatlariga ko‘ra avval BaSO 4 so‘ngra SaC 2 O 4 cho‘ktirib, ajratib tashlangach oxirida Sr 2+ gipsli suv bilan ochiladi. 3.5. Qiyin eruvchan cho‘kmani oson eruvchan cho‘kmaga aylantirish 70 Bu masala amaliy axamiyatga ega bo‘lib, “sodali so‘rim” deb ataluvchi usulda sulfatlarni karbonatlarga aylantirishda ishlatiladi. Maqsad: BaSO 4 → BaSO 3 K S = 1·10 -10 K S = 4·10 -9 Buning uchun sulfatlar cho‘kmasiga Na 2 SO 3 to‘yingan eritmasidan qo‘shib, aralashtirib suv xammomida isitiladi. Sodali so‘rim 4-5 marta takrorlanib, xar gal sentrifugat tashlab yuboriladi. Tuz samarasi natijasida BaSO 4 eruvchanligi qisman ortib Ba 2+ ionlari BaSO 3 cho‘kmasini xosil qiladi. Bu jarayon SO 32- ionlari SO 42- ionlariga nisbatan birnecha barobar ko‘p bo‘lgandagina sodir bo‘ladi [Ba 2+ ][SO 42- ] = K S(BaSO 4 ) [Ba 2+ ] = K S (BaSO 4 ) / [SO 42- ] bo‘lgan xolda [Ba 2+ ][SO 32- ] > K S(BaCO 3 ) [Ba 2+ ] > K S (BaCO 3 ) / [CO 32- ] bo‘lishi uchun K S(BaSO 4 ) / [SO 42- ] > K S(BaCO 3 ) / [CO 32- ] tengsizlikdan [CO 32- ] / [SO 42- ] > K S(BaCO 3 ) / K S(BaSO 4 ) = 4 · 10 -10 / 1 · 10 -10 = 4 marta Ya’ni “Sodali so‘rim” jarayonida xar gal [CO 32- ] konsentratsiyasi [SO 42- ] konsentratsiyasidan 4 marta ko‘p bo‘lishi zarur A MMO AqI → AqCl aylantirish uchun [Cl - ] / [I - ] > K S(AqCl) / K S(AqI) = 10 -10 / 10 -16 = 10 +6 I - ionlari konsentratsiyasini million marta ortiq bo‘lishi kerak. Bunday sharoitni amalga oshirib bo‘lmaydi shu sababdan qiyin eruvchan AgI cho‘kmasini oson eruvchan AgCl ga aylantirib bo‘lmaydi. 3.6. K S ning taxlildagi axamiyati 1. Jadvalda keltirilgan K S qiymatiga ko‘ra cho‘kma xosil bo‘lishi uchun etarli bo‘lgan minimal konsentratsiya xisoblanadi. 2. CHo‘kmalarning K S qiymatlarini bilgan xolda ularni bir turini boshqasiga aylantirish sharoitlari topiladi. 3. K S qiymati asosida cho‘kmaning eruvchanligi, ya’ni cho‘kma ustidagi to‘yingan eritmada, ionlarning muvozanatdagi konsentratsiyasini xisoblash mumkin. 4. CHo‘ktirishga ta’sir etuvchi omillarni bilgan xolda taxlil etiluvchi ionni to‘liq cho‘ktirish choralarini topiladi. 5. CHo‘kma eruvchanligiga ta’sir etuvchi omillarni bilgan xolda moddani to‘liq eritish choralari topiladi. Tayanch iboralar 1.Eruvchanlik – muayyan xaroratda o‘ta to‘ingan eritmaning konsentra-siyasi (g/l, m/l). 2. Geterogen tizim – ikki xil agregat fazadan iborat aralashma. 3. Geterogen muvozanat – ikki xil faza chegarasida qaror topgan kimyoviy muvozanat. 71 4. Eruvchanlik ko‘paytmasi – oz eruvchan elektrolit ionlarining gete-rogen muvozanatda stexiometrik koeffitsient darajalardagi fa’ol konsentratsiyalar ko‘paytmasining xona xaroratidagi qiymati. 5. Kationni to‘liq cho‘kishiga – moddaning tabiati (kation radiusi, erituvchining dissotsiatsiya doimiysi, konsentratsiyasi va xarorat ta’sir etadi. 6. CHo‘kmani erishiga, xarorat, tuz samarasi, erish maxasulotini dissotsiatsiya doimiysi, ta’sir etadi. 7. Tuz samarasi ÷ cho‘kma-eritma geterogen tizimiga begona ismli yaxshi eruvchan elektrolit qo‘shilganda eruvchanlik ortadi. 8. Karsli cho‘ktirish – cho‘kmalarni K S qiymatlarining farqiga qo‘ra ketma- ket cho‘ktirish. 9. Qiyin eruvchan cho‘kmani oson eruvchan cho‘kmaga aylantirish, eruv- chanlik ko‘paytmalar nisbati 8-10 dan oshmagan xoldagina amalga oshirilishi mumkin. Nazorat savollari 1. Eruvchanlik nima?. 2. Cho`kmaning erishiga qanday omillar ta`sir qiladi? 3.Tuz samarasining mohiyati. 4. Qiyin eruvchan cho`kmalarni oson eruvchan cho`kmalarga qanday aylantiriladi? Foydalanilgan adabiyotlar 1. Analiticheskaya ximiya. problemы i podxodы. tom 1. R. Kelnera, J.-M. Merme, M. Otto, G.M. Vidmer. - M. Mir, Izdatelstvo AST, 2004 2. Analiticheskaya ximiya. problemы i podxodы. tom 2. R. Kelnera, J.-M. Merme, M. Otto, G.M. Vidmer. - M. Mir, Izdatelstvo AST, 2004 3. Xaritonov Yu.Ya., Yunusxodjaev A.N., Shabilalov A.A., Nasirdinov S.D. «Analitik kimyo. Analitika». Fan. T. 2008. 1 - jild (lotinda) 4. Xaritonov Yu.Ya., Yunusxodjaev A.N., Shabilalov A.A., Nasirdinov S.D. «Analitik kimyo. Analitika». Fan. T. 2013. 2 - jild (lotinda) 5. Fayzullaev O. «Analitik kimyo asoslari» Yangi asr avlodi, 2006. 6. Mirkomilova M. «Analitik kimyo». O„zbekiston, Toshkent. 2001. 4-mavzu: Kislota-asos muvozanati va uning analitik kimyodagi axamiyati. (1- ma‟ruza) Reja: 1. Kislota va asoslarning protolitik nazariyasi. 2. Kislota-asos reaksiyalaridagi muvozanat. 3. Kuchli va kuchsiz elektrolit eritmalar pH qiymatini xisoblash. 4. Ionlanish doimiysini analitik kimyoda qo‘llanishi. 72 4.1. Kislota va asoslarni protolitik nazariyasi Kislota va asoslar xaqidagi mumtoz tushunchalar S.Arreniusning elektrolitik dissotsiatsiya nazariyasiga asoslangan bo‘lib, bu nazariyaga binoan suvli eritmalarda dissotsiatsiyalanib o‘zidan vodorod kationini ajratuvchi barcha elektrolitlar kislota, gidroksil anionini ajratuvchi elektrolitlar ishqor (asos)lar deb atalgan. HCl ↔ H + + Cl - NaOH ↔ Na + + OH - kislota asos Ammo bu nazariya deyarli barcha organik birik malarning kislota va asosli xossalarini tushuntirib beraolmadi. Masalan Arrenius nazariyasi aminlarni asosli xossalarini va suvsiz erituvchida eritilgan moddalarni kislota, asosli xossalarini tushuntirib beraolmadi. 1923 yilda Daniyalik olimlar Brensted va Louri tomonidan kislota- asoslarini kengroq qomrovli “protolitik nazariya”si ishlab chiqildi. Protolitik nazariyaga muofiq ionlanish vaqtida o‘zidan proton (vodorod kationi) ajratuvchi moddalar kislotalar, o‘ziga proton biriktiruvchi moddalar asoslar deb ataladi. Kislotacha berilgan ta’rif ikki xil nazariyada xam bir xil: Arrenius bo‘yicha: HA ↔ H + + A - Brensted bo‘yicha: HA ↔ H + + A - Asoslarga berilgan ta’rif esa mutoz va zamonaviy nazariyalarda farq etadi. Arrenius bo‘yicha: NH 3 + H 2 O ↔ NH 4 OH ↔ NH 4+ + OH - asos Brensted bo‘yicha: NH 3 + H + = NH 4+ asos Protolitik nazariyaga binoan molekulalar – HCN ↔ H + + CN - H 2 O + H + ↔ H 3 O + kislota asos yoki ionlar NH 4+ ↔ H + + CN - HSO 3- + H + ↔ H 2 SO 3 kislota asos xam kislota va asos xossalarini namoyon eta oladi. Protolitik nazariyaga binoan muvozanatdagi kislota va asoslar uzviy bog‘langani sababli, HSO 3- + H + ↔ H 2 SO 3 HCN ↔ H + + CN - ↑ ↑ asos → kislota kislota → asos |
Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling
ma'muriyatiga murojaat qiling