Dispers sistemalar hám eritpelerdiń túrleri

1. 2. Dispers sistemalar hám eritpelerdiń túrleri
Eritpeler dispers sistemalardıń bir kórinisi bolıp tabıladı. Biraq elementtıń mayda bóleksheleri basqa bir element arasında bólistiriliwinen payda bolǵan sistemaǵa dispers sistema dep ataladı. Bólistirilgen element dispersion faza, ekinshi element bolsa dispersion ortalıq dep ataladı. Dispers faza bóleksheleriniń diametrleri 100 nanometrden (1 nm - 10 -6 mm) úlken bolǵan sistemalar turpayısitemalar dep ataladı. Bularǵa suspenziya - qattı elementtıń suyıqlıqta tarqalıwı, emulsiya - erituvchida erimeytuǵın suyıqlıqtıń erituvchida tarqalıwı hám kóbikler- gazsimon elementtıń suyıqlıqta tarqalıwı kiredi. Dispers sistema bóleksheleriniń ólshemi 1-100 nm ge shekem bolǵan sistemalar kolloid sistemalardı ónim etedi. Dispers sistema bóleksheleri 1 nm den kishi bolǵanda shın, molekulyar yamasa ionlı dispers sistemaǵa, yaǵnıy eritpelerge alıp keledi. Eki yamasa bir neshe elementlardan (komponentlerden) ibarat bolǵan bir jınslı (gomogen) termodinamik tárepten turaqlı bolǵan, ózgeriwshen quramlı sistemalarǵa eritpeler dep ataladı2. Eritpelerde bir yamasa bir neshe erigen elementtıń bóleksheleri erituvchida bir tegis tarqalǵan boladı. Mısalı, fosfat kislota eritpesi, erigen element kislota, erituvchi suw hám olardıń óz-ara tásir ónimleri gidratlangan ionlar H⁺, H2 PO4^-, HPO4^2-, PO4^3- lardan ibarat boladı. Erituvchi hám eruvchi elementtıń agregat jaǵdayına qaray eritpeler: gazsimon (hár túrli gazlar qospası, mısalı, hawa ), suyıq (qattı elementlardı, suyıqlıqlardı hám gazsimon elementlardı erituvshindegi eritpesi) hám qattı (eritpeler - hár túrli metallar qospası ) jaǵdaylarında bolıwı múmkin. To'yingan, to'yinmagan hám oǵada to'yingan eritpeler Molekulyar-kinetik teoriyaǵa muwapıq eriw procesin sonday oyda sawlelendiriw múmkin: erituvchi tásirinen qattı element betlaridagi ionlardıń terbelmeli háreketi kúsheyip baradı hám nátiyjede ion yamasa molekulalar az-azdan ajrala baslaydı. Eritpege ótken bóleksheler diffuziya sebepli erituvchining pútkil kolemi boyınsha bir normada tarqaladı. Basqa tárepden eritpeler degi bólekshelerdiń (ion yamasa molekulalar ) konsentraciyasın asıp barıwı hám olardıń to'xtovsiz háreketi sebepli, olar aqırıǵa shekem erip ulgurmasdan qattı element sırtına qayta otırıwı da múmkin, yaǵnıy eriw procesine teris kristallanish da júzege keledi.
Aqır-aqıbetde málim waqıttan keyin eriw hám kristallanish arasında teń salmaqlılıqyuzaga keledi, yaǵnıy qansha bólekshe (ion yamasa molekula ) eritpege o'tsa, sonsha bólekshe eritpeden qattı bólekshe maydanına ótedi.Qattı elementlar suwda erigende eritpege ótetuǵın bóleksheler hám eritpeden qattı bólekshe maydanına ótetuǵın bóleksheler sanlarınıń qatnasına tiykarlanıp eritpeler to'yingan, to'yinmagan hám oǵada to'yingan bolıwı múmkin. Áyne temperaturada element artıq erimeytuǵın, yaǵnıy eruvchi element menen muvozonatda turǵan eritpe to'yingan eritpe dep ataladı. Sonday eken, to'yingan eritpede áyne temperaturada erigen elementtıń múmkin bolǵan eń kóp muǵdarı boladı.
To'yinmagan eritpede to'yingan eritpedagiga qaraǵanda kemrek, oǵada to'yingan eritpede bolsa -kóbirek element boladı. Temperatura artpaqtası menen to'yingan eritpe to'yinbagan halǵa ótedi. Oǵada to'yingan eritpeler biyqarar muvozonatsiz sistemalar bolıp, olar óz-ózinen teń salmaqlılıq jaǵdayına ótiw halları da bolıp turadı. Bunday waqıtta artıqsha erigen element eritpeden ajraladi` hám eritpe to'yingan jaǵdayǵa ótedi. Eruvchi element hám erituvchining salıstırmalı muǵdarlarına tiykarlanıp suyultirilgan hám konsentrlangan eritpeler ámeldegi boladı. Erigen elementtıń muǵdarı kem bolǵan eritpeler suyultirilgan, kóp bolǵan eritpeler bolsa konsentrlangan eritpeler dep ataladı. Eritpe komponentlaridagi bóleksheler elektroneytral bolsa molekulyar (elektrolitmaslar), zaryadlı bóleksheler bolsa ionlı (elektrolitlar) eritpeler dep ataladı. Eriwdiń ıssılıq effekti.
Elementlardıń eriwsheńligi Ximiyalıq reaksiyalar energetikalıq effektler menen baqlanadı, yaǵnıy energiyanıń shıǵıwı yamasa jutılıwı júz boladı. Ximiyalıq reaksiyalardıń ıssılıq effektlerin ximiyanıń arnawlı bólimi termokimyo úyrenedi. Íssılıqtıń ajralıp shıǵıwı menen júz bolatuǵın reaksiyalar ekzotermik (grekshe “ekzo”- “tısqarıga”) reaksiyalar dep ataladı. Íssılıqtı jutılıwı menen júz bolatuǵın reaksiyalar endotermik (grekshe “endo”-“tereńligin”) reaksiyalar dep ataladı. Ximiyalıq processlerde tekǵana ıssılıqtı shıǵıwı yamasa jutılıwı, bálki basqa túrdegi energiyaler: elektrik, jaqtılıq, mexanik hám t.b lar shıǵıwı múmkin. Mısalı galvanik elementlerde elektr energiyası shıǵadı, elementlardıń elektrolizida bolsa ol jutıladı. Fosforning nurlanıwında jaqtılıq energiyasınıń shıǵıwı baqlanadı (xemilyuminestsentsiya), fotomateriallarda bolsa jaqtılıq energiyasınıń jutılıwı nátiyjesinde gúmis duzları bóleklenedi, jarılıw reaksiyalarında bolsa kútá úlken mexanik energiya ajralıp shıǵadı (álbette aldın portlaytuǵın elementqa mexanik tásir ettiriledi). Ximiyalıq processlerdiń barıwında jutılatuǵın yamasa ajralıp shıǵıs hár túrli energiya túrleri ıssılıq energiyasına aylantırıp esaplanadı jáne onıń muǵdarı kilojoullarda ańlatıladı (kJ). Ximiyalıq reaksiyanıń ıssılıq effekti ma`nisi elementtıń bir moli reaksiyaǵa kiriwgenda qansha ıssılıq shıǵıwı yamasa jutılıwı menen ańlatıladı. Reaksiyalardıń ıssılıq effekti arnawlı ásbap kalorimetrler járdeminde olshenedi. Íssılıq effekti ma`nisi áyne reaksiya baratırǵan sharayatlar temperatura hám basımǵa baylanıslı boladı. Sol sebepli termokimyoda reaksiyanıń ıssılıq effekti ma`nisi standart sharayatta (standart sharayat dep, T=298⁰ K (t=250 C), P=101, 325 kPa yamasa P=1 atm qabıl etilgen) esaplanadı hám reaksiyada elementlardıń agregat jaǵdayları kórsetiledi. Eger kristall element polimorf bolsa, onıń kristallik modifikatsiyası kórsetiledi:
Mısalı, C_grafit+O₂(r)=CO₂(g)-393,6 kJ/mol.
Ximiyalıq reaksiyalar nátiyjesinde ajralıp shıqqan yamasa yutilgan ıssılıq muǵdarları kórsetilgen teńlemelerdi termokimyoviy teńlemeler dep ataladı.
Elementlar erigen waqıtta erituvchi hám eruvchi element molekulaları arasında fizikalıq (orientatsion, induksion hám dispersion) hám de ximiyalıq kúshler (vodorod baǵı hám ion -dipol) óz-ara tásiri nátiyjesinde ıssılıq jutılıwı hám shıǵıwı múmkin
Genri nızamı - ózgermeytuǵın temperaturada gazlardıń eriwsheńligi olardıń parsial basımına tuwrı proporsional bolıp tabıladı:
C(x)=K∙P(x)
C_(x)- To'yingan eritpe degi x gazdıń konsentraciyası ; K- Genri turaqlısı, P _(x)- gazın eritpe ústindegi basımı.
Qattı elementlar erigen waqıtta olardıń kristall torı jemiriledi hám elementtıń mayda bóleksheleri erituvchi arasında bir tegis tarqaladı. Bul processda energiya jutıladı ( H>0). Usınıń menen bir waqıtta erituvchi menen eruvchi element bóleksheleri óz-ara tásir etip, anıq quramlı birikpeler, yaǵnıy solvatlar payda boladı. Eger erituvchi suw bolsa, bunday birikpeler gidratlar dep ataladı. Bul processda (ıssılıq ) energiya ajralıp shıǵadı ( H <0). 1 buyım element erigende ajralıp shıqqan yamasa yutilgan ıssılıq muǵdarı sol elementtıń eriw ıssılıǵı dep ataladı. Mısalı, 1 buyım KOH ushın H =-55,65kDj/mol, NH₄NO₃ ushın H =+26,48 kDj/mol.
Tájiriybeden ekenin aytıw kerek, suwda qattı elementlar da, gazlar da bir túrde erimeydi. Barlıq elementlar suwda eriwsheńligine qaray úsh gruppaǵa bólinedi:
1) Jaqsı eriytuǵın (100 g suwda 10 g den artıq element erisa);
2) Az eriytuǵın (100 g suwda 1 g den kem erisa);
3) Ámelde derlik erimeytuǵın elementlar (100 g suwda 0. 01 g).
Elementlardı erituvchida (suwda ) eriw ózgesheligi ushın “eriwsheńlik” degen túsinik kiritilgen. Eriwsheńlik muǵdarlıq tárepten elementtıń 100 g erituvchida áyne temperaturada eń kóp eriwi múmkin bolǵan grammlar sanı menen ańlatıladı. Bul muǵdar elementlardı eriwsheńligi dep ataladı. Mısalı, 20 oC de 100 g suwda 35, 9 g NaCl duzı eriydi, yaǵnıy bul tuzdıń 20 oC dagi eriwsheńligi 35, 9 ǵa teń. Eger sol temperaturada bul muǵdarǵa salıstırǵanda taǵı artıqsha natriy xlorid duzı qosılǵanda bul muǵdardaǵı duz erimeydi, ol shókpe jaǵdayında boladı. Kóbinese qattı elementlardıń eriwsheńligi temperatura artpaqtası menen artadı, lekin birpara elementlarniki bolsa júdá kem artadı (mısalı, NaCl, AlCl₃) Hám hátte azayadı (mısalı Ca(OH)₂, Li₂SO₄, Ca(CH₃COO)₂).
Gaz elementlerdıń eriwsheńligi basımǵa hám temperaturaǵa baylanıslı boladı. Gazlar suwda erigende ıssılıq ajralıp shıǵadı. Le-Shatele qaǵıydasına muwapıq gazlardıń eriwsheńligi temperatura kóterilganda azayadı. Basım asqan tárepke bolsa, Genri nızamına muwapıq gazlardıń eriwsheńligi artadı.