Analitik kimyo fanidan
uzviy bog‘langan kislota va asos tushunchasi
Download 250 Kb. Pdf ko'rish
|
uzviy bog‘langan kislota va asos tushunchasi joriy etilgan. Bu tushunchaga binoan: Uzviy bog‘langan asosning zaryadi uning kislotasiga nasbatan bir manfiy birlikga ortiq bo‘ladi. Proton biriktirish yoki uni o‘zidan ajratib chiqarish qobiliyatiga ega bo‘lgan moddalar amfolitlar deb ataladi. Amfolitlar: NH 3 + H + ↔ NH 4+ suyuq NH 3 ↔ NH 2- + H + asos kislota kislota asos H 2 O + H + ↔ H 3 O + H 2 O ↔ H + + OH - asos kislota kislota asos Proton ko‘chishi bilan boradigan reaksiyalar protolitik, tegishli muvozanatlar esa protolitik muvozanat deyiladi. Protolitik nazariyada, erituvchi molekulalari orasida o‘zaro proton almashinuv jarayoni avtoprotoliz deyiladi. Bu erituvchining protolitik xususiyatini tushunishga imkon beruvchi muxim jarayon bo‘lib, ikkita bir xil molekulaning biri kislota ikkinchisi asos vazifasini (o‘taydi) bajaradi va yangi asos xamda kislota xosil qiladi. H 2 O + H 2 O ↔ HO - + H 3 O + K M = [HO - ][H 3 O + ] / [H 2 O] 2 = 1,8·10 -16 kislota asos asos kislota rK = 16,25 CH 3 OH+CH 3 OH↔CH 3 OH 2+ +CH 3 O - K M =[CH 3 OH 2+ ][CH 3 O - ] / [CH 3 OH] 2 =5·10 -16 K M = 15,3 CH 3 COOH+CH 3 COOH↔CH 3 COOH 2+ +CH 3 COO - K M =[CH 3 COOH 2+ ][CH 3 COO - ] / / [ CH 3 COOH ] 2 = 1,7·10 5 K M = 4,75 Kislota va asoslar bunday amfolit erituvchilarda eritilganda ular orasida protolitik reaksiya boradi. HCl + CH 3 OH ↔ CH 3 OH 2+ + Cl - HCl + H 2 O ↔ H 3 O + + Cl - kislota 1 asos 2 kislota 2 asos 1 Suvsiz erituvchilarda bajariladigan reaksiyalarda bunday muvozanat mavjudligini nazarda tutish kerak. Protolitik nazariyaga muofiq kislota asosga ta’sir etilganda, Arrenius ta’limoti kabi suv va tuz emas, balki yangi kislota va yangi asos xosil bo‘ladi HCl + NH 3 ↔ NH 4+ + Cl - kislota 1 asos 2 kislota 2 asos 1 Mazkur nazariyaga muofiq barcha kislota qoldiqlari asos vazifasini bajardi SO 32- + H + ↔ HSO 3- Kislotaning suvda erishi (ionlanishi) mazkur nazariyaga binoan neytrallanish reaksiyasi kabi izoxlanadi HNO 3 + H 2 O ↔ H 3 O + + NO 3- kislota 1 asos 2 kislota 2 asos 1 74 Protolitik nazariyaga asosan kationlar – lioniy N 3 O + , NN 4+ anionlar – liat SO 32- , CH 3 SOO - deb ataladi nitrat, CH 3 SOO - atsetat. Protolitik nazariyaning kamchiligi: Bu nazariya, protonlar bilan ta’sirlashmaydigan, yoki proton ko‘chishi sodir bo‘lmaydigan, kompleks xosil bo‘lish reaksiyalardagi, kislota – asos xossalarini tushuntira olmaydi. SHu sababli Lyuis tomonidan keng qamrovli kislota va asoslarni elektron nazariyasi ishlab chiqilgan. Lyuisning elektron nazariyasiga binoan – elektron juftini qabul qiluvchi (akseptor) moddalar – kislotalar, elektron juftni beradigan (donor) moddalar – asoslar deyiladi. Mazkur nazariyaga muofiq donor- akseptor bog‘ini vujudga kelishi neytrallanishi reaksiyasini natija-sidir + H 3 O + :NH 3 → [NH 4 ] + + N 2 O Cu 2+ + 4NH 3 → [Cu(NH 3 ) 4 ] 2+ kislota 1 asos 2 kislota 1 asos 2 kislota asos Lyuis nazariyacining kamchiligi shundan iborat-ki unda kislota – asos tushunchalari g‘oyat keng sharxlangan bo‘lib, unga ko‘ra kompleks xosil bo‘lish va ba’zi oksidlanish qaytarilish reaksiyalari kam kislota – asos munosabati kabi talqin etiladi. M.N.Usanovichning solvotizimlar nazariyasiga ko‘ra: Erituvchining lioniy ioni bilan bir ismli kation xosil qiluvchi moddalar kislota deyiladi Erituvchi 2 CH 3 COOH ↔ CH 3 COOH 2+ + CH 3 COO - Erigan modda H 3 COO Na → Na + + CH 3 COO - asos Erigan modda HClO 4 → CH 3 COOH 2+ + ClO 4- kislota Erituvchining liat ioni bilan bir ismli anion xosil qiluvchi moddalar asoslar deyiladi. Misol: Erituvchi: 2H 2 O ↔ H 3 O + + OH - Erigan modda CH 3 COOH + H 2 O → CH 3 COO - + H 3 O + Erigan modda NH 3 + H 2 O → NH 4+ + OH - asos 4.2. Kislota-asos reaksiyalaridagi muvozanat (protonlanish doimiysi) Kislota-asos tizimidagi reaksiyalar analitik kimyoda juda keng qo‘llanadi. Masalan kationlar kislota va asoslar ta’siriga bo‘lgan munosabatlariga ko‘ra 6 xil analitik guruxga tasniflangan. Neytrallanish xamda kislota va asoslar xosil bo‘ladigan gidroliz reaksiyalarida xam kislota- asos ta’sirotlari vujudga keladi, bularning borchasi analitik kimyoda muxim axamiyat kasb etadi. Qo‘yida, HA + B ↔ BH + + A - 1 kislota 2 asos 2 kislota 1 asos 75 Kislota-asos reaksiyasining muvozanat doimiysini xisoblash formulasini keltirib chiqaramiz HA ↔ H + +A - tenglamaga ko‘ra kislotalik doimiysi K HA = [H + ][A - ] / [HA] H ↔ B + H + tenglamaga ko‘ra Kislota (2)ning doimiysi K BH = [B][H + ] / [BH + ] M.T.Q. asosida kislota (HA) va asos (V) orasidagi kimyoviy muvozanat doimiysi qo‘yidagicha yoziladi [BH + ]·[A - ] [H + ] [BH + ]·[A - ]·[H + ] K HA K M = -------------------------- · ------------- = ----------------------------------- = -------------- [HA]·[B] [H + ] [B]·[H + ]·[HA] K BH + Ta’rif: Muvozanatdagi birinchi kislotaning kislotalik doimiysini, xosil bo‘lgan ikkinchi kislota doimiysiga nisbati kislota-asos reaksiyasining muvozanat doimiysi deyiladi Yuqoridagi ifoda yoki uning logariflangan pK M = pK HA – pK BH + ifo- dasidan qo‘yidagi xulosa chiqadi. Kislota-asos muvozanatning yo‘nalishi reaksiyada qatnashayotgan kislotalar kuchlarining raqobatiga bog‘liq. Masalan K HA > K BH + ya’ni pK A < pB BH + bo‘lganda, xosil bo‘layotgan (BH + ) kislota (HA)ga nisbatan kuchsiz bo‘lgani sababli K M >1 ya’ni (pK < 0) bo‘lib muvozanat maxsulotni xosil bo‘lish tomoniga siljigan bo‘ladi (1) (2) Misol: CH 3 COOH + C 6 H 5 ONa ↔ C 6 H 5 OH + CH 3 COONa pK = 4,76 pK = 9,98 pK M = 4,76 – 9,98 = -5,23 < 0 muvozanat o‘ngga siljigan CH 3 COOH + NaCN ↔ HCN + CH 3 COONa pK = 4,76 pK = 0,85 pK M = 4,76 – 0,85 = 3,9 > 0 K M <<1 muvozanat chapga siljigan Xulosa: Kislota-asos muvozanati kuchsiz kislota (asos) xosil bo‘lish tomoniga soljiydi. 4.3. Kuchli va kuchsiz elektrolit eritmalarining pH qiymatini xisoblash 1. Kuchli kislota eritmasining pH qiymati: HCl → H + + Cl - [H + ] = C K 2. Kuchli asos (ishqor) eritmasining pH qiymati: NaOH → H + + OH - [OH] = C a IK N 2 O = [H + ][OH - ] = 1 · 10 -14 dan [OH - ] = 10 -14 / [H + ] = K w / [H + ] [H + ] = K w / [OH - ] = K w / C a pH = pK w – pC a Masala 0,1 NaOH eritmasining pH? [H + ] = 10 -14 / 0,1 = 1 · 10 -13 pH = 13 3. Kuchsiz kislota eritmasining pH qiymatini xisoblash: K М = K НА / K ВН + рН = l д С К = рС К 76 HCOOH ↔ HCOO - + H + K K = [HCOO - ][H + ] / [HCOOH] = [H + ] 2 / C K [H + ] 2 = K K · C K K K C K H ] [ pH = (pK K + pC K ) / 2 4. Kuchsiz asos eritmasining pH qiymatini xisoblash: NH 4 OH ↔ NH 4+ + OH - K a = [NH 4+ ]·[OH - ] / [NH 4 OH] [OH - ] = [NH 4+ ]; [NH 4 OH] = C a bo‘lgani uchun K a = [OH - ] 2 / C a , [OH - ] 2 = K a · C a IK H 2 O → [H + ][OH - ] = 1 · 10 -14 = K w [OH - ] = K w / [H + ] K w2 / [H + ] 2 = K a · C a [H + ] 2 = K w2 / K a · C a a a w C K K H / ] [ yoki manfiy logarifm ko‘rinishida pH = pK w – (pK a + pC a ) / 2 Masala 0,1m NH 4 OH pH? pH = 14 – (4,76 + 1) / 2 = 14 – 2,88 = 11,12 Xulosa: Ionlanish doimiysi birikmani mustaxkamligini belgisi bo‘lib kimyoviy birikma qonchali mustaxkam bo‘lsa unin ionlanish doimiysi xam shunchalik kichik bo‘ladi. Tayanch iboralar 10. Protolitik nazariya: asoslar – protofil moddalar, kislotalar – protogen moddalar. Lioniy ioni - kationlar, liat ioni – anionlar. 11. Protolitik muvozanat: reaksiyaga kirishuvchi moddalar orasida proton almashinuv muvozanati. 12. Lyuis nazariyasi: kislota – juft elektron akseptori, asos – juft elektron beruvchi donor. 13. Kislota-asos muvozanatning doimiysini – birinchi reaksiyaga kiruvchi kislota ionlanish doimiysini, ikkinchi asos bilan uzviy bog‘lanib, xosil bo‘lgan ikkinchi kislotaning ionlanish doimiysiga nisbati K M = K NA / K VN + 14. Ionlanish doimiysi – birikmadagi kimyoviy bog‘ barqarorligi (mustaxkamligini) tovsivlovchi kattalik. 15. pH – vodorod ionlari konsentratsiyasini manfiy logarifmi. 16. pK d – ionlanish doimiysini (yoki muvozanat doimiysi) manfiy logarifmi. Nazorat savollari 1. Protolitik nazariyaning mohiyati. 2. Brensted-Lauri nazariyasi bo`yicha kislota va asoslarni farqlang. 3. Ionlanish doimiysiga ta`rif bering. 4. Lyuis nazariyasining kamchilik va afzalliklari. 77 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. 5-mavzu: Kislota-asos muvozanati va uning analitik kimyodagi ahamiyati. (2-ma‟ruza) Reja: 1. Gidrolitik muvozanat. Gidroliz doimiysi va darajasi. 2. Gidrolizga ta’sir etuvchi omillar. 3. Bufer tizimlar va ulardagi protolitik muvozanat. 4. Amfoterlik va uni taxlilda qo‘llanishi. 5.1. Gidrolitik muvozanat. Gidroliz doimiysi va darajasi Gidrolizning lug‘aviy ma’nosi – suv ta’sirida parchalanish (dissotsiatsiya deb tushunilmasin) demakdir. Anorganik kimyo kursidan sizlarga ma’lum-ki kuchsiz kislota yoki asos ionlaridan tarkib topgan tuzlar suvli eritmalarda gidrolizlanib, tegishli, kuchsiz kislota yoki asoslar xosil qiladi. Gidroliz reaksiyasida qaror topadigan muvozanat – gidrolitik muvozanat deyiladi. Gidroliz reaksiyasining miqdoriy tavsifi sifatida gidroliz doimiysi va gidroliz darajasi tushunchalari qiritilgan. Gidroliz reaksiyasiga massalar ta’siriy qonuni(M.T.K.)ni qo‘llab chiqarilgan gidrolitik muvozanat doimiysi – gidroliz doimiysi deyiladi. Tuz eritmasida gidrolizlangan ionlar sonini (n h ) ionlarning umumiy soni (n)ga nisbati gidroliz darajasi (h) deyiladi. h = n h / n yoki soddaroq xolda h = C g / C t C g – gidrolizlangan, C t – tuzni umumiy konsentratsiyasi Gidroliz darajasi foizlarda yoki birning ulushlarida ifodalanadi. Uning qiymati eritma konsentratsiyasini kamayishi, xaroratni ortishi bilan ortadi. 78 Odatda, dissotsiatsiyalanish jarayonida xosil bo‘layotgan ionlarning juda oz qismigina gidrolizlanadi. SHuning uchun gidroliz darajasi doimo h << 1 kichik bo‘ladi. Gidroliz ba’zi kationlarni (Bi +3 , Sb +3 ) ochishda foydalanilsa-da aksariyat xollarda, analitik samaraning kuzatilishiga salbiy ta’sir etadi. Masalan Fe +3 + NCS - → [FeNCS] 2+ -da qizilrang Fe +3 + 3HOH → Fe(OH) 3 ↓+ +3H + gidroliz natijasida sezilmasligi mumkin. Analitik reaksiya – samarali bo‘lishi uchun gidroliz jarayonini boshqara bilish zarur. 5.1.1. Kuchsiz kislota anionini gidrolizi Tarkibida kuchsiz kislotaning anioni bo‘lgan tuzning gidrolitik muvozanatiga doir misolni ko‘rib chiqamiz CH 3 COONa + H 2 O ↔ CH 3 COOH + NaOH CH 3 COO - + HOH ↔ CH 3 COOH + OH - K w = [H + ][OH - ] = 10 -14 C g – C g C g C g [CH 3 COOH]·[OH - ] K g = -------------------------------------- [CH 3 COO - ] Surat va maxrajini [H + ] ko‘paytirib [CH 3 COOH]·[OH - ] [H + ] K w K g = ------------------------------------------- · ---------------- = ------------- [CH 3 COO - ] [H + ] K k Ikki tegizli kuchsiz kislota tuzlari uchun Misol: K 2 S K g′ = K w / K k″ K g″ = K w / K k′ Gidroliz darajasini xisoblash formulasi h = C g /C g C g = C t h K g = C g · C g /C t – C g = h · C t h /(1 – h) = C t h 2 /1 – h h <<1 bo„lgani uchun K g = C t h 2 h = √K g / C t = √ K w / K k · C t yoki h = (K w /K k · C t ) ½ 2 negizli kuchsiz kislota tuzlari uchun h′ = √K w /K k″ C g h″ = √K w /K k′ C g 5.1.2. Kuchsiz asos kationining gidrolizi NH 4 Cl + H 2 O ↔ NH 4 OH + HCl NH 4+ + H 2 O ↔ NH 4 OH + H + C t – C g C g C g Gidrolitik muvozanat doimiysining surat va maxrajini [OH - ]ga ko‘paytirib: [NH 4 OH]·[H + ] [OH - ] K w K g = ---------------------------------- · ---------------- = ------------- [NH 4+ ] [OH - ] K a K г = К w / К к 79 K g = K w / K a′ 2 negizli kuchsiz asos uchun K g′ = K w / K a″ K g″ = K w / K a′ K g =C g ·C g /C t – C g =C t h·C t h /C t (1–h)=C t h 2 /(1– h)=C t h 2 /1–h h <<1 bo‘lgani uchun K g = C t h 2 h = √K g / C t = √ K w / K a · C t 5.1.3. Kuchsiz asos kationi va kuchsiz kislota anionlaridan xosil bo‘lgan tuzning gidrolizi CH 3 COO - + NH 4+ + H 2 O ↔ CH 3 COOH + NH 4 OH C t – C g C t – C g C g C g C t >> C g Gidrolitik muvozanat doimiysini sur’at va maxrajini suvning ion ko‘paymasiga K w ko‘paytirib [CH 3 COOH]·[NH 1>1>1> Download 250 Kb. Do'stlaringiz bilan baham: |
Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling
ma'muriyatiga murojaat qiling