Кучли электролитлар назарияси


Бир исмли ионлар таъсири. Буфер эритмалар


Download 326 Kb.
bet5/8
Sana09.04.2023
Hajmi326 Kb.
#1343535
1   2   3   4   5   6   7   8
Bog'liq
analitika mustaqil ish

Бир исмли ионлар таъсири. Буфер эритмалар

Массалар таъсири қонунига кўра реакцияга киришувчи моддалардан бирининг концентрациясини ўзгартириш йўли билан кимёвий мувозанатни бирон томонга силжитиш мумкин. Электролитик ионланишда ҳам мувозанатни шу тариқа силжитиш мумкин.


Моддаларнинг электролитик ионланиш даражаси нафақат шу модданинг эритмадаги концентрациясига боғлиқ бўлмасдан, эритмага бошқа электролитлар қўшилишига ҳам боғлиқдир. Кўпинча кучсиз электролитнинг ионланиш даражаси мақсадга мувофиқ равишда эритмага биринчи электролит билан бир исмли (умумий) ион сақловчи кучли электролит қўшиш йўли билан камайтирилади. Бир исмли ионнинг таъсирини массалар таъсири қонуни нуқтаи назаридан осон тушунтириш мумкин. NH4OH нинг ионланиш жараёнини кўрайлик:

N H4OH NH4++OH-


Бу жараён қайтар бўлганлиги учун, массалар таъсири қонуни асосида қуйидагини ёзиш мумкин:





Аммоний гидроксид эритмасига бир исмли ион сақловчи бирор кучли электролит, масалан, NH4Cl эритмаси қўшилса, аралашмадаги NH4+ катионларининг концентрацияси бир неча марта ошади. Шу йўл билан бузилган мувозанат NH4+ ва ОН- ионларининг диссоциланмаган NH4OH молекулалари ҳосил қилиши натижасида янги, бутунлай бошқа ҳолатда вужудга келади.
Бинобарин, эритмага қандайдир бир исмли ион сақловчи кучли электролит қўшилганда кучсиз электролитнинг ионланиш даражаси камаяди.
Қуйидаги тажрибани қилиб кўриш бу фикрнинг тўғрилигини тасдиқлайди. NH4OH эритмасига ОН- иони таъсирида тўқ қизил рангга кирадиган бир томчи фенолфталеин қўшамиз. Эритмани пушти рангга киргач, иккига бўлиб, таққослаш учун бир қисмини олиб қўямиз, иккинчи қисмига озгина қуруқ аммоний тузи, масалан NH4Cl қўшиб, у эриб кетгунча чайқатамиз, натижада эритманинг ранги олдингига қаранганда анча ним ранг бўлиб қолади. Бинобарин, иккинчи қисм эритмада ОН- ионларининг концентрацияси биринчи кисм эритмадагига нисбатан камдир.
Шунга ўхшаш сирка кислота СН3СООН эритмасидаги Н+ ионларининг концентрациясини камайтириш учун эритмага айни кислотанинг тузидан озроқ масалан, бир исмли ион СН3СОО- сақловчи натрий ёки калий ацетатдан қўшиш керак.
Эритмага бир исмли иони бор электролит киритилганда шу эритмадаги бирор ион концентрациясининг жуда камайиб кетиш ҳолларидан анализда кенг фойдаланилади.
Кучсиз электролитларнинг ионланиш мувозанатини эритмадаги ионларнинг бирини концентрациясини орттириш билангина эмас, уни камайтириш билан ҳам силжитиш мумкин. Масалан, аммиак эритмасидаги ОН- ионларини бу эритмага бирор кислота қўшиш билан жуда оз ионланадиган Н2О молекулаларига айлантириш мумкин, бу ўз навбатида NН4ОН нинг янги молекулаларини ионлаштиради. Бинобарин, ионланмаган молекулалар ионланиши натижасида эритмада камайиб кетаётган ионлар ўрнини тўлдирувчи заҳира вазифасини бажаради.


4ОН+HCl NH4Cl+Н2О
4ОН ва Н2О кучсиз электролитлар бўлиб, улар эритмада, асосан, ионланмаган молекулалар ҳолида бўлади. Аксинча, кучли электролитлар HCl ва NH4Cl эритмада ионлар ҳолида бўлади.


4ОН+H++Cl- NH4++Cl-+H2O

қисқартирилган ҳолда,


4ОН+H+ NH4++ H2O

Бу жараёнда ионланмаган NН4ОН молекулалари эритмадан йўқолиб, NH4+ ионлари йиғилади.


СН3СООН ва NaOH орасида борадиган реакцияни ҳам юқоридагига ўхшаш тенглама билан ифодалаш мумкин.


СН3СООН+NaOH СН3СООNa+H2O


СН3СООН+Na++ОН- СН3СОО-+Na++H2O

қисқартирилган ҳолатда,




СН3СООН+ОН- СН3СОО-+H2O

Аналитик реакцияларни бажаришда, жумладан, чўктириш реакцияларида, баъзан текширилаётган эритмада водород ионлари концентрациясини маълум, тахминан ўзгармас ҳолатда сақлаб туриш керак бўлади. Бу қиймат эритма узоқ сақланганда, суюлтирилганда, эритмага оз маиқдордаги кучли кислота ва ишқорлар қўшилганда ҳам ўзгармаслиги лозим.


Баъзибир эритмаларниниг суюлтирилганда ва оз миқдордаги кучли кислота ёки ишқор қўшилганда Н+ ионлари концентрациясини амалда ўзгартирмай сақлаб туриш хоссаси буфер таъсири деб аталади.
Кўп бўлмаган ҳажмда кучли кислоталар ва ишқорлар қўшилганда, шунингдек суюлтиришдан рН қиймати деярли ўзгармайдиган эритмалар буфер эритмалар ёки буфер аралашмалар (регуляторлар) деб номланади. Буфер аралашмалар бир исмли ионлар сақловчи электролитлар аралашмаси ҳисобланади. Масалан, ацетатли буфер эритма – сирка кислота СН3СООН ва натрий ацетат СН3СООNa аралашмаси; аммиакли буфер эритма – аммоний гидроксид NН4ОН ва аммоний хлорид NН4Cl аралашмасидан иборат.
Концентрациялари 0,1М бўлган СН3СООН ва СН3СООNa аралашмасининг бир литрига 0,01 моль HCl қўшилса, эритмадаги Н+ ионларининг концентрацияси деярли ортмайди, чунки бу ионлар эркин ҳолатда қолмасдан, дарҳол натрий ацетатнинг СН3СОО- ионлари билан боғланиб, кам диссоциаланувчи СН3СООН молекуларига айланади.

СН3СООNa+ HCl=СН3СООН+NaCl


ионли ҳолатда,
СН3СОО-+Na++ Н++Cl-=СН3СООН+Na++Cl-
СН3СОО-+ Н+= СН3СООН

Шунинг учун эритманинг рНи деярли ўзгармайди.


Агар ацетатли буфер эритманинг 1 литрига кучли ишқордан 0,01 моль қўшилса, унинг ОН- ионлари дарҳол сирка кислотанинг Н+ ионлари билан дарҳол боғланади ва деярли диссоциланмайдиган сув молекулаларини ҳосил қилади. Сарф бўлган Н+ ионлари ўрнига сирка кислота диссоциланиб эритмага янги Н+ ионларини беради. Бунинг натижасида эритманинг рНи деярли ўзгармайди:

СН3СООН+NaOH=СН3СООNa+Н2О


ионли ҳолатда,
СН3СООН+Na++ОН-=СН3СОО-+Na+2О
СН3СООН+ОН-= СН3СОО-+ Н2О

Ацетатли буфер эритма етарли даражада суюлтирилганда ҳам аралашманинг рНни сезиларли ўзгариши кузатилмайди, чунки суюлтириш ҳисобига камайган Н+ ионларининг концентрацияси, сирка кислотанинг диссоциланиш даражасининг ортиши ҳисобига тўлдирилади.


Аммонийли буфер эритма (NH4OH+NН4Cl) га ишқор қўшилганда борадиган жараённи қуйидагича ифодалаш мумкин:

4Cl+ NaOH=NH4OH+NаCl


ионли ҳолатда
NH4++Cl-+Na++OH-=NН4OH+Na++Cl-

қисқартирилган кўринишда


NH4++OH-=NH4OH


Ишқор қўшилганда, эритмадаги ОН- ионлари концентрацияси ортиб кетиши кузатилиши лозим эди. Лекин аммонийли буфер эритмада кўп миқдорда яхши диссоциланувчи NH4Cl хисобига ҳосил бўлувчи NH4+ катионлари бўлади ва бу катионлар қўшилган ОН- ионларини боғлаб кам диссоциланувчи NH4OH молекулаларини ҳосил қилади. Шундай қилиб, ОН- ионларининг концентрацияси ошиб кетмайди, рН қиймати ўзгармай қолади.


Аммонийли буфер эритманинг кучли кислота билан таъсири қуйидаги кўринишда кўрсатилиши мумкин.

NH4OH+HCl=NH4Cl+Н2О


ионли ҳолатда


NH4OH+Н++Cl-=NH4++ Cl-2О


қисқартирилган ионли кўринишида:


NH4OH+Н+= NH4++ Н2О


Кучли кислота қўшилганда Н+ ионлари аммоний гидроксиднинг ОН- ионлари билан бирикиб, кам диссоциланувчи сув молекулаларини ҳосил қилади. Сарф бўлган ОН- ионлари ўрни NH4OH нинг диссоциланишидан ҳосил бўлган ОН- ионлари ҳисобига тўлдирилади ва шу ҳисобига эритманинг рН қиймати деярли ўзгармайди.


Шундай қилиб, буфер аралашмаларнинг рН қийматини амалда доимий сақлаб туриш хусусияти уларнинг айрим компонентлари эритмага киритилган (ёки реакция натижасида ҳосил бўлган) кислота ёки асосларнинг Н+ ёки ОН- ионларини ўзига боғлаб олишига асослангандир.
Буфер эритмаларнинг кўрсатилган хусусиятлари чексиз эмас, унинг чегараси қўшиладиган кислота ва ишқорларнинг концентрациясига боғлиқ. Масалан, 0,1N аммонийли буфер аралашманинг бир литрига 0,1 молдан ортиқ HCl ёки NaOH қўшилса, ҳар икки ҳолда ҳам эритманинг рН қиймати кескин ўзгаради. Чунки, ундаги NH4OH ёки NH4Cl Н+ ёки ОН- ионларини боғлашга етмайди, эритмага қўшилган кислота ёки ишқор ортиб қолади ва рН қийматини кескин ўзгартириб юборади.
Хар қандай буфер аралашма маълум миқдордаги кислота ёки ишқор қўшилгунча рН нинг доимийлигини сақлаб туради, яъни маълум буфер сиғимига эга бўлади.
Буфер эритманинг рН қийматини бир бирликка ўзгартира оладиган 1 литр буфер аралашмага қўшиладиган кучли кислота ёки кучли асоснинг моляр эквивалентда ифодаланган миқдорига эритманинг буфер сиғими деб аталади.
Юқоридагилардан маълум бўлдики, анализда буфер аралашмалардан фойдаланилганда уларнинг буфер сиғимини ҳам ҳисобга олиш керак. Буфер аралашманинг сиғими анча катта бўлгандагина эритма рН нинг амалдаги доимийлиги сақланади.
Аналитик кимёда ҳар хил таркибли буфер эритмалардан фойдаланилади. (2 - жадвал)

2 - жадвал





Download 326 Kb.

Do'stlaringiz bilan baham:
1   2   3   4   5   6   7   8




Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling