Дождливый день

Nizomiy nomidagi Toshkent davlat pedagogika universiteti tabiiy fanlar fakulteti kimyo yo‘nalishi 301-guruh talabasi Muasjonova Kamolatxonning
Kimyo o‘qitish metodikasi fanidan tayyorlagan


REFERAT

Mavzu: “Elektrolitik dissotsilanish” mavzusini o’qitishda tajriba va yangi pedagogik texnologiyalardan foydalanish.

MUNDARIJA
1 Elektrolitik dissotsilanish nazariyasi
2.Xulosa
3. Foydalanilgan adabiyotlar

Kirish
Yomg'irli kun. Trolleybus bekatida odamlar soyabonlarini buklab salonga kirishadi. Mana, ulardan biri oyog'ini zinapoyaga qo'ydi va darhol orqaga qaytdi: "Oh, oqim bilan uradi!" Qanday qilib oqim yo'lovchiga etib bordi?

Elektr hodisalarini o'rganishning boshida ham olimlar nafaqat metallar, balki eritmalar ham oqim o'tkazishi mumkinligini payqashdi. Lekin hamma ham emas. Demak, natriy xlorid va boshqa tuzlarning suvdagi eritmalari, kuchli kislotalar va ishqorlarning eritmalari elektr tokini yaxshi o`tkazadi. Sirka kislotasi, karbonat angidrid va oltingugurt dioksidining eritmalari uni ancha yomon o'tkazadi. Ammo spirt, shakar va boshqa ko'pgina organik birikmalarning eritmalari elektr tokini umuman o'tkazmaydi. 19-asrning 30-yillarida ingliz fizigi Maykl Faraday eritmalar orqali elektr tokining oʻtish qonuniyatlarini oʻrganar ekan, “elektrolit”, “elektroliz”, “ion”, “kation”, “anion” atamalarini kiritdi. Elektrolit - bu eritmasi elektr tokini o'tkazadigan moddadir. Bu zaryadlangan zarrachalar - ionlarning eritmadagi harakati natijasida sodir bo'ladi.
Eritmalarda zaryadlangan zarrachalarning paydo bo'lishining sababi mutlaqo tushunarsiz edi. "Elektrolit" nomining o'zi (yunoncha lizis - yo'q qilish, erishi) eritmada elektr toki o'tganda ionlar paydo bo'lishini taklif qildi.
Eritmalarni fizik kimyo usullari bilan, masalan, osmotik bosim va krioskopiyani o'lchash yo'li bilan o'rganish shuni ko'rsatdiki, elektrolitlar eritmalaridagi zarrachalar soni erigan moddaning konsentratsiyasiga asoslangan hisob-kitoblarga qaraganda ko'proq. Ma'lum bo'lishicha, masalan, osh tuzining suyultirilgan eritmalarida zarrachalar soni NaCl formulasi bilan hisoblanganidan ikki baravar ko'p, CaCl ₂ eritmalarida - uch baravar ko'p va hokazo. Buni bu birikmalar suvda eriganida bir necha qismlarga ajraladi - kimyogarlar aytganidek, dissotsiatsiyaga uchraydi (lotincha dissociatio - ajratish, ajralish) deb faraz qilish bilan izohlash mumkin.
Dissotsilanish hodisalari kimyogarlarga ma'lum edi; masalan, ammoniy xlorid qizdirilganda: u bir vaqtning o'zida ikkita molekulaga dissotsilanish bilan sublimatsiyalanadi: NH ₄ Cl NH ₃ HCl.
Ammo qizdirilganda parchalanishni tushuntirish osonroq edi: dissotsiatsiya uchun zarur bo'lgan energiya issiqlik energiyasidan olinadi. Ammo tuz xona haroratida suvda eriganida energiya qaerdan keladi, hech kim tushuntira olmadi (eritmaning harorati ko'pincha deyarli o'zgarmaydi). Bundan tashqari, ba'zi tuzlar suvda eritilganda, eritma juda qizib ketadi! Bundan tashqari, qanday va qanday osh tuzi eritmada parchalanishi aniq emas edi - axir natriy va xlorga emas!
1887 yilda shved fizik kimyogari Svante Arrhenius suvli eritmalarning elektr o'tkazuvchanligini o'rganib, bunday eritmalarda moddalar zaryadlangan zarrachalarga - elektrodlarga o'tishi mumkin bo'lgan ionlarga - manfiy zaryadlangan katod va musbat zaryadlangan anodga parchalanishini taklif qildi. Bu eritmalardagi elektr tokining sababidir. Bu jarayon elektrolitik dissotsiatsiya deb ataladi (so'zma-so'z tarjima - bo'linish, elektr ta'sirida parchalanish). Bu nom, shuningdek, elektr toki ta'sirida dissotsiatsiya sodir bo'lishini ko'rsatadi. Keyingi tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, bu unchalik emas: ionlar eritmada faqat zaryad tashuvchilardir va eritmada oqim o'tishi yoki o'tmasligidan qat'iy nazar unda mavjud.
Arrenius nazariyasi, bir tomondan, elektrolit eritmalari nima uchun tok o'tkazishini tushuntirsa, ikkinchi tomondan, eritmadagi zarrachalar sonining ko'payishini tushuntirdi. Masalan, eritmada alyuminiy sulfat Al ₂ (SO ₄ ) ₃ darhol besh ionga parchalanadi: ikkita alyuminiy kationi Al ₃ ⁺ va uchta sulfat anioni SO ₄ ^{2 –} elektrolitik dissotsiatsiya nazariyasini yaratgani uchun Arrenius mukofoti bilan taqdirlandi. 1903 yilda kimyo bo'yicha Nobel mukofoti.
Ionlarga ajralish darajasiga ko'ra elektrolitlar kuchli (ionlarga to'liq parchalanish) va kuchsiz (erigan moddaning faqat bir qismi ionlarga parchalanadi) deb tasniflana boshladi. Kuchsiz elektrolitlar eritmalarida ionlar bilan birga dissotsiatsiyalanmagan molekulalar mavjud. Zaif elektrolitlar eritmada ionlarning yuqori konsentratsiyasini bera olmaydi. Qoida tariqasida kuchli elektrolitlar ionli yoki yuqori qutbli aloqalarga ega bo'lgan moddalarni o'z ichiga oladi: barcha yaxshi eriydigan tuzlar, ishqorlar, ko'plab kislotalar (sulfat, nitrat, xlorid). Kuchli elektrolitlar eritmasida erigan modda asosan ionlar (kationlar va anionlar) holida topiladi; dissotsiatsiyalanmagan molekulalar deyarli yo'q.
Zaif elektrolitlarga kislotalar kiradi: sirka CH ₃ COOH, azotli HNO ₂ , vodorod sulfid H ₂ S, ko'mir H ₂ CO ₃ , oltingugurtli H ₂ SO ₃ , ko'pchilik organik kislotalar. Suvni kuchsiz elektrolitlarga ham kiritish mumkin, chunki uning molekulalarining juda kichik qismi H ^{+ kationlari} va OH anionlari ko'rinishidagi eritmalarda bo'ladi ^{- H} ₃ PO ₄ fosfor kislotasi o'rtacha quvvatli elektrolitdir. Inson tanasida elektrolitlar eritmalari ham mavjud va elektr tokini o'tkazadi. Tana bo'ylab 0,1 amperlik oqimning o'tishi halokatli bo'lishi mumkin.
Ko'pgina olimlar - Arreniusning zamondoshlari dastlab uning nazariyasini qabul qilishmadi. O'sha paytda ularning ko'pchiligi ionlarning neytral atomlardan qanday farq qilishini hali aniq tushunmagan edi. Masalan, suvdagi natriy xlorid alohida natriy va xlor ionlari shaklida qanday bo'lishi ularga aql bovar qilmaydigan bo'lib tuyuldi: siz bilganingizdek, natriy suv bilan kuchli reaksiyaga kirishadi va xlor eritmasi sariq-yashil rangga ega va zaharli. Natijada Arrheniusning dissertatsiyasi bir qator salbiy sharhlarga ega bo'ldi. Arreniusning eng murosasiz raqiblari orasida D.I. Arreniusning «fizik» nazariyasidan farqli ravishda, eritmalarning «kimyoviy» nazariyasini yaratgan Mendeleyev. Mendeleev eritmalarda erigan modda va erituvchi o'rtasida mohiyatan kimyoviy o'zaro ta'sirlar mavjud deb hisoblagan, Arrenius nazariyasi esa suvli eritmalarni ionlar va suvning mexanik aralashmasi sifatida ifodalaydi. 1889 yilda Mendeleev elektrolitlar eritmalarida ionlarga parchalanish haqiqatini shubha ostiga qo'ygan "Erigan moddalarning dissotsiatsiyasi haqida eslatma" ni nashr etdi. "Eritmalarni tushunish bilan bog'liq bo'lgan barcha narsalarni saqlab qolish, - deb yozgan edi Mendeleev, - menimcha, biz kuchsiz eritmalar hosil bo'lganda elektrolitlar bilan sodir bo'ladigan ionlarga dissotsiatsiyaning alohida turi haqidagi gipotezani chetga surib qo'yishimiz mumkin. ”.
Mendeleev, Arreniusni tanqid qilgan bo'lsa-da, ko'p jihatdan noto'g'ri bo'lsa-da, uning fikrlashlarida haqiqatning katta miqdori bor edi. Ko'pincha ilm-fanda bo'lgani kabi, fizik va kimyoviy nazariyalar tarafdorlari o'rtasidagi achchiq bahsda ikkala tomon ham haq bo'lib chiqdi. Ionlar va erituvchi molekulalari o'rtasidagi juda kuchli kimyoviy o'zaro ta'sir kristall panjara yoki elektrolit molekulalarini yo'q qilish uchun zarur bo'lgan energiyani ta'minlaydi. Suvli eritmalarda bu energiya hidratsiya energiyasi (yunoncha suvda hydor) deb ataladi va u juda yuqori qiymatlarga yetishi mumkin; shunday qilib, Na ^{+ kationlarining} hidratsiya energiyasi Cl ₂ molekulasidagi bog'lanishning uzilish energiyasidan deyarli ikki baravar yuqori . Elektrolitlar kristallaridagi kationlar va anionlarni ajratish uchun ham ko'p energiya talab qilinadi (u kristall panjaraning energiyasi deb ataladi). Natijada, agar eritma hosil bo'lganda kationlar va anionlarning gidratlanishining umumiy energiyasi kristall panjaraning energiyasidan (yoki HCl, H2SO4 kabi elektrolitlardagi atomlar orasidagi bog'lanish energiyasidan) katta bo'lsa, erishi hamroh _bo'ladi . isitish orqali, agar kamroq bo'lsa, eritmani sovutish orqali _. Shuning uchun LiCl, suvsiz CaCl ₂ va boshqa ko'plab moddalar suvda eritilsa, eritma qiziydi, KCl, KNO ₃ , NH ₄ NO ₃ va boshqalar eritilsa, u soviydi. Sovutish shunchalik kuchli bo'lishi mumkinki, eritma tayyorlanadigan stakan tashqi tomondan shudring bilan qoplangan va hatto ho'l stendgacha muzlashi mumkin!
Elektrolitik dissotsilanish mexanizmini vodorod xlorid misolida ko'rib chiqish mumkin. H–Cl aloqasi kovalent, qutbli, HCl molekulalari Cl atomida manfiy, H atomida musbat qutbli dipollardir.Suv molekulalari ham qutblidir. Suvli eritmada HCl molekulalari har tomondan suv molekulalari bilan o'ralgan bo'lib, H ₂ O molekulalarining musbat qutblari HCl molekulalarining manfiy qutblariga, manfiy qutblari esa HCl ning musbat qutblariga tortiladi. molekulalar. Natijada, H-Cl aloqasi kuchli qutblanadi va gidratlangan H ^{+ kationlari} va Cl-anionlar hosil bo'lishi bilan uziladi ^: H2O dipollari HCl molekulalarini _alohida ionlarga ajratib turadi. Eritmadagi har bir H ^{+ kationi} har tomondan o'zining manfiy qutblari bilan unga yo'naltirilgan H _{2 O dipollari bilan o'ralgan va har bir Cl anioni} qarama-qarshi yo'naltirilgan H _{2 O dipollari bilan} ^{o'ralgan . Shunga o'xshash jarayonlar H} ₂ SO _{4 molekulalari} bilan suvda sodir bo'ladi , qutbli kovalent aloqalarga ega bo'lgan boshqa molekulalar, shuningdek, ion kristallari bilan. Ularda allaqachon "tayyor" ionlar mavjud va suv dipollarining roli anionlardan kationlarni ajratishgacha kamayadi.
Ionlar neytral atomlardan fizik va kimyoviy xossalari bilan keskin farqlanadi. Masalan, Na atomlari suv bilan reaksiyaga kirishadi, lekin Na ^{+ kationlari} reaksiyaga kirishmaydi; xlor kuchli oksidlovchi va zaharli, Cl anionlari esa oksidlovchi vosita ^emas va zaharli emas. Gidratlanganda ionlarning rangi o'zgarishi mumkin. Masalan, gidratlanmagan mis ionlari rangsiz (suvsiz CuSO ₄ ), gidratlanganlari esa ko'k rangga ega.
Eritmalarda dissotsilanishni hisobga olgan holda ko'pgina reaksiyalar tenglamalarini qisqartirilgan ion ko'rinishida yozish mumkin. Ion tenglamasi reaksiyada qaysi ionlar ishtirok etishini aniq ko'rsatadi. Masalan, to'liq reaksiya tenglamasi

AgNO ₃ + NaCl AgCl + NaNO ₃

qisqartirilgan ion shaklida yozilishi mumkin:

Ag ⁺ + Cl ^- AgCl.

⁺ va Cl ^- ionlari uchrashganda AgCl cho'kmasi hosil bo'ladi , Na ⁺ va NO ₃ ^{- ionlari esa} eritmada qoladi va aslida reaksiyada qatnashmaydi.
Elektrolitik dissotsilanish mexanizmi haqidagi savol juda muhimdir.
eng oson ajraladi . Ma'lumki, bu moddalar ionlardan iborat. Ular eriganida, suvning dipollari musbat va manfiy ionlar atrofida yo'naltiriladi. Suvning ionlari va dipollari o'rtasida o'zaro tortishish kuchlari paydo bo'ladi. Natijada ionlar orasidagi bog'lanish zaiflashadi va ionlarning kristalldan eritmaga o'tishi sodir bo'ladi. Bunday holda, gidratlangan ionlar hosil bo'ladi ; suv molekulalari bilan kimyoviy bog'langan ionlar.
Xuddi shunday, molekulalari qutbli kovalent bog'lanish (qutbli molekulalar) turiga ko'ra hosil bo'lgan elektrolitlar ham ajraladi . Suv dipollari ham moddaning har bir qutb molekulasi atrofida yo`nalgan bo`lib, ular manfiy qutblari bilan molekulaning musbat qutbiga, musbat qutblari bilan esa manfiy qutbga tortiladi. Ushbu o'zaro ta'sir natijasida bog'lovchi elektron buluti (elektron juftligi) kattaroq atomga butunlay siljiydi. elektronegativlik , qutbli molekula ionga aylanadi va keyin gidratlangan ionlar osongina hosil bo'ladi (rasm). Qutbli molekulalarning dissotsiatsiyasi to'liq yoki qisman bo'lishi mumkin.

Shunday qilib, elektrolitlar ionli yoki qutbli aloqaga ega bo'lgan birikmalar - tuzlar, kislotalar va asoslardir. Va ular qutbli erituvchilarda ionlarga ajralishi mumkin.

Elektrolitik dissotsilanish nazariyasidan foydalanib, ta'riflar beriladi, kislotalar, asoslar va tuzlarning xossalari tavsiflanadi.