Modda tabiatning suvli eritmada elektrolitik dissotsiyalanishga ta‘siri. Dissotsi­yalanish mexazmini

II. Asosiy qism
2.1. Elektrolitik dissotsiyalanish va tuzlar gidrolizi.
Elektrolitik dissotsiatsiya. Ionlarning gidratlanishi Elektrolitik dissosilanish nazariyasi
Shved olimi S.Arrenius (1887 y) elektrolit eritmalarining elektr o‘tkazuvchanligi bilan Vant-Goff va Raul qonunlariga buysun-masligi orasida ichki bog‘lanish bor degan xulosaga keldi. U elektrolit molekulalari suvda eriganda ionlarga parchalanadi, deb taxmin qiladi. Shunday qilib, elektrolit dissotsilanish nazariyasi vujudga keldi . Lekin bu nazariya elektrolit molekulalari ionlarga dissotsilanish sababini tushuntirib bera olmadi. Bu nazariya D. I. Mendeleevning “gidratlar nazariyasiga” asoslangan I.A. Kablukov va V.PKistyakovskiylarning ishlarida uz rivojini topdi. Elektrolit molekulalarining parchalanishiga erituvchining qutblangan molekulalari sa-bab bo‘ladi. Anorganiq moddalarning oddiy erituvchisi bo‘lgan suv ju-da katta solvatlash xossasiga ega. Erituvchining qutblangan molekulalari ularga tushgan elektrolit molekulalarini o‘rab olib, unda ichki bog‘lanishni bo‘shashtiradi, bu esa dissotsilanishga olib keladi. Natijada eritmada gidratlangan ionlar paydo bo‘ladi. Ionlarga parcha-lanish faqat suvda emas, balki boshqa qutbli erituvchilarda masalan, suyuq ammiakda ham bo‘lishi mumkin. U vaqtda dissotsilanish mahsulotlari ionlarning solvatlari deyiladi. Eritmaga utgan ionlar erituvchining qutbli molekulalari bilan bog‘langan bo‘ladi va ionlarning solvatlarini hosil qiladi. Eritmada solvatlangan ionlar uzluksiz betartib harakatda bo‘ladi (masalan, NaCl tuzining suvda erish jarayoni). Kristal panjarasi ionlardan iborat moddalardan tashkari qutbli molekulalar ham ionlarga dissotsilanadi.
Oddiy eritma suvning dielektirik o‘tkazuvchanligi juda yuqori, bundan tashqari suv eng yaxshi ionlashtiruvchi eritmadir. Suvning dielektrik o‘tkazuvchanligi 80,1 teng. Bu shuni ko‘rsatadiki, kristallda bo‘lgan musbat va manfiy ionlararo tortishish kuchlari suvdagi erit-malarda 80,1 marta kamayadi. Dielektrik doimiylik efir, benzol, uglerod (1V)-sulfid kabi erituvchilarda, ya’ni dissotsilanmaydigan moddalar uchun juda kichikdir. Kuchsiz darajada ionlatuvchi spirt, atseton va boshqa erituvchilarda dieletrik utkazuvchanlik o‘rtacha qiymatga ega bo‘ladi.
Elektrolitlar tabiatiga qarab kuchli va kuchsiz elektrolitlarga bo‘linadi. Kuchli elektrolitlar to‘liq, kuchsiz elektrolitlar kisman eritmada ionlarga dissotsilanadi. Kuchsiz elektrolitlarning dissotsilanishi qaytar jarayondir: chunki eritmadagi gidratlangan ionlar to‘qnashishi natijasida yana dissotsilanmagan molekulalar hosil qilish mumkin. Bunday qaytar jarayonni molyarlanish deyiladi . Elektrolitik dissotsilanish jarayon kinetik muvozanat karor topganda, ya’ni dissotsilanish tezligi molyarlanish tezligiga teng bo‘lganda sodir bo‘ladi. Masalan, sirka kislotaning suvli eritmasi uchun bu quyidagicha yoziladi.
Elektrolitik dissosilanish
CH₃COOH======================= H⁺+CH₃COO^-
molyarlanish
Elektrolitlar dissotsilanish darajasi bilan xarakterlanadi. Elektrolitning dissotsilangan molekulalar sonining umumiy erigan molekulalar soniga nisbati dissotsilanish darajasi deyiladi. Dissotsilanish darajasi kasr sonlari bilan yoki prosent hisobida ifodalanadi, kuchli elektrolitga dissotsilanish darajasi 0,3 yoki 30% dan yuqori, kuchsiz elektrolitlarga esa dissotsilanish darajasi 0,3 yoki 30% dan past bo‘lgan moddalar kiradi.
Dissotsilanish darajasi koncentratsiyaga bog‘liq bo‘lib eritma suyultirilgan sari ortadi. Chunki eritmaning kichik koncentratsiyasida ionlarning tuknashish ehtimolligi kamayadi.
Darsning vazifasi elektrolit eritmasida zaryadli xarakatchan zarrachalar — ionlar paydo bo‘lishida suvning rolini tushuntirib berishdan iboratdir. Qattiq holatdagi tuzlar va ishqorlar elektr o‘tkazmasligining boisi shutsdaki, garchi ularda ionlar mavjud bo‘lsada, ular kristall bo‘ylab bir joydan boshqa joyga siljiy olmaydi. Ishqorlar va tuzlar eritilganda ( yoki suyuqlantirilganda) ionlar bir-biridan ajraladi va erkin harakatlanadigan bo‘lib qoladi. Ukuvchilar daftarlariga bunday yozib qo‘yadilar: elektrolitlar suvda eritilganda yoki suyuqlantirilganda ionlarga ajralishi elektrolitik dissotsiatsiya deb ataladi. Dissotsiatsiya ajralish demakdir.
Elektrolitik dissotsiatsiya mexanizmi muhokama qilinayotganda suv molekulasining tuzilishini ko‘rib chiqish zarur. Kislorod atomining tashqi qobig‘ida juftlashmagan ikkita r-elektron bo‘ladi. r - elektronlar hosil qiladigan elektron bulutlarining o‘qi o‘zaro bir-biriga tik yo‘nalgan. Demak r-elektronlar hosil qiladigan kovalent bog‘lanishlar ham bir-biriga nisbatan 100° ga yaqin burchak hosil qilib joylashgan bo‘lishi kerak. Binobarin, suv molekulasi « burchak» shakliga ega. Uning molekulasidagi atomlar orasidagi bog‘lanish qutbli kovalent bo‘lib, umumiy elektron juftlar kislorod atomi tomon siljigan. Vodorodning ikkala atomi kislorod atomining bir tomoniga joylashgan. Atomlarning bu tariqa joylashganligi va O—N bog‘lanishning nihoyatda qutbli ekanligi tufayli suv molekulalarining o‘zi ham qutbli bo‘lib koladi: kislorod atomi tomon manfiy, vodorod atomlari joylashgan tomon esa musbat qutb hisoblanadi. Qutbli molekulalar sxematik tarzda ichiga + va — belgilar qo‘yilgan oval bilan tasvirlanadi. Mabodo suv molekulalari birmuncha simmetrik tuzilishga ega bo‘lganda edi, ular kutbli bo‘lmagan va unday holda yer sharining butun qiyofasi o‘zgarib ketgan bo‘lardi: okeanlar bug‘lanib ketib, yer shari atrofida ozroq boshqa gazlar aralashgan suv bug‘idan iborat atmosfera hosil qilgan bo‘lardi. Bu o‘rinda suvning qutbli molekulasini magnit bilan taqqoslasa bo‘ladi. Agar magnitlanmagan po‘lat strelkalar solingan qop ag‘darilsa, strelkalar yerga sochilib ketadi. Bordi-yu, strelkalar magnitlangan bo‘lsa, ular turgan gapki, yerga yaxlit bir uyum bo‘lib ag‘dariladi, chunki yerga tushganda yonma-yon turgan strelkalarning karama-qarshi kutblari bilan bir-biriga tortilganicha qoladi.
Qutbli molekulalardan tuzilgan suyuqliklarda ham qo‘shni molekulalar qarama-qarshi zaryadli qutblari bilan tortiladi, bu esa ularning bir-biridan uzilishiga, ya’ni suyuqlikning bug‘lanishiga xalaqit beradi. Shu sababli molekulalari qutbli bo‘lgan moddalar molekulalari qutbsiz bo‘lgan suyuqliklardan (molekulyar og‘irliklari bir-biriga yaqin bo‘lganda) o‘zining birmuncha qiyinroq uchuvchanligi bilan farq qiladi. Masalan, natriy xloridning kichkina kristali suvga tushganda, shu kristallga tegib turgan suv molekulalari uning sirtiga chiqib turgan ionlarga o‘zining qarama-qarshi zaryadlangan qutblari bilan tortiladi va binobarin, ionlarning o‘zaro tortilishini bo‘shashtiradi: ular kristalldan ajralib chiqib erkin bo‘lib qoladi. Suvsiz mis (P)-xloridni hamda uning eritmasi rangini ko‘rsatish mumkin: eritmada mis ionlari suv molekulalari bilan bog‘langan holda, ya’ni gidratlangan holatda qoladi. Endi kislotalardagi kovalent bog‘lanishning ular suvda eriganda ion bog‘lanishga o‘tishi mexanizmi ochib beriladi va gidratlangan vodorod ionidan iborat gidroksoniy ioni haqida tushuncha beriladi. Uqitishning bu bosqichida gidroksoniy ioni gidratlangan proton sifatida ko‘rib chiqiladi va shunday qilinganda kislotalarning dissotsilanishi va ular ishtirokida boradigan reaksiyalarning tenglamalarini yozishning bundan keyin qo‘llaniladigan soddalashtirilgan usuli (Н₃О⁺ o‘rniga Н⁺) yozish o‘rinli bo‘lib chiqadi: axir birgina vodorod ionlari emas, balki umuman boshqa barcha ionlar ham suvli eritmalarda gidratlangan bo‘ladiku, elektrolitlarning kimyoviy reaksiyalarida suv molekulalari odatda qatnashmaydi, shu sababli ionlarga bog‘langan suv molekulalari reaksiyalarning tenglamalarida hisobga olinmaydi deb kelishib olamiz.
Modomiki gidroksoniy ioni haqida o‘kuvchilarga tushuncha berilgan ekan, bundan keyin vaqt-vaqti bilan o‘tkaziladigan mashqlarda uni eslatib turish zarur. O‘quvchilar elektrolitik dissotsiatsiya reaksiyasidan tashqari neytrallanish reaksiyasini ham gidratlanishni hisobga olmagan holda: Н⁺ + ОН^- = Н₂О gidratlanishni xisobga olgan holda: