O„zbekiston respublikasi oliy va o„rta maxsus ta`lim
Download 4.15 Mb. Pdf ko'rish
|
Физик ва коллид химия. Дарслик
g/ml.
Misol. Zichligi 1,2 g/ml bo„lgan 200 ml eritmada zichligi 1,9 g/ml bo„lgan 24,5 g sulfat kislota (H 2 SO 4 ) bor. Eritmaning molyarligini, normalligini, molyalligini, kislotaning hajmiy ulushini va titrini toping. Yechish. Erigan moddaning, ya‟ni sulfat kislotaning massasi m(H 2 SO 4 ) = 24,5 g va eritmaning hajim V(erit.) = 200 ml = 0,2 l berilgan. Sulfat kislotaning modda miqdori: (6.4) formuladan kislotaning molyar konsentratsiyasi: 96 Sulfat kislotaning ekvivalent massasi: mol g soni lar H asosliligi SO H M SO H E / 49 2 98 ) ( ) ( ) ( 4 2 4 2 Kislotaning ekvivalent miqdorini topamiz: ) ( ) ( ) ( 4 2 4 2 4 2 SO H E SO H m SO H ekv n mol mol g g SO H ekv n 5 , 0 / 49 5 , 24 ) ( 4 2 Endi kislotaning (6.5) formula bo„yicha normalligini hisoblash mumkin: ) ( ) ( ) ( 4 2 4 2 eritma V SO H ekv n SO H C N ; N SO H C N 5 , 2 2 , 0 5 , 0 ) ( 4 2 Eritmaning zichligi – ρ(eritma) = 1,2 g/ml. Eritmaning massasini hisoblash mumkin: Suvning massasi: Endi eritmaning molyalligini (6.6) formula bo„yicha hisoblash mumkin: Sulfat kislotaning zichligi – ρ(H 2 SO 4 ) = 1,9 g/ml. Uning hajmi: Eritmadagi kislotaning (6.3) formula bo„yicha hajmiy ulushi: Eritmaning (6.7) formula bo„yicha titri: 6.3. Eritmalarning tabiati va erish mexanizmi haqida zamonaviy tasavvurlar. Erish jarayoni fizik hodisami yoki kimyoviymi? Suyuq eritmalar tabiati va xossalariga ko„ra turli-tumandir, shuning uchun turli eritmalarning hosil bo„lishi va mavjudligini izohlovchi yagona miqdoriy nazariyani yaratish mushkul. Fanning 97 rivojlanishi davrida eritmalarning tabiati to„g„risida ikki xil nazariya ilgari surildi: fizikaviy va kimyoviy. Fizikaviy nazariya erish jarayonini erigan modda molekulalarini erituvchining butun hajmi bo„yicha teksi taqsimlanishi sifatida talqin etadi. Erituvchini indiffirent muhit deb qabul qilinadi. Erish jarayonida moddalarning tarkibi o„zgarmaydi, modda molekulalari saqlanib qoladi. Eritmadan erigan moddani fizik usullar bilan ajratib olish mumkin. Demak, erish jarayoni – fizik hodisa. Lekin ba`zi hollarda eritmadagi zarrachalarni eritmadan mustaqil modda sifatida ajratib ololmaysiz. Masalan, osh tuzi – natriy xloridning suvdagi eritmasida natriy ionlari, xlorid ionlari va suv molekulalari mavjud. Natriy va xlorid ionlarini modda sifatida ajratib ololmaysiz, suv va natriy xlorid moddasini olishingiz mumkin. Yana eritma hosil bo„lishida issiqlik ajraladi yoki yutiladi, eritmaning temperaturasi dastlabki moddalarning temperaturasiga nisbatan ortib yoki kamayib ketadi. Issiqlik ajralishi yoki yutilishi kimyoviy reaksiyalarning belgisidir. Kimyoviy nazariya eritmalarni elektrostatik kuchlar yoki molekulalararo bog„lar hisobiga erituvchi va erigan modda zarrachalaridan hosil bo„ladigan beqaror kimyoviy birikmalardan iborat sistema deb qaraydi. Eritmalarning zamonaviy nazariyasi fizikaviy va kimyoviy qarashlarni birlashtirib, erish hodisasini fizik-kimyoviy jarayon sifatida talqin etadi. Nima uchun erish jarayonida energiya o„zgaradi? Suyuq yoki gazsimon modda biror erituvchida eritilganda uning molekulalari va erituvchining molekulalari qutbliklari bo„yicha yo„naltiriladi. Biror qattiq moddani biror suyuqlikda eritganingizda, avvalo, erituvchi molekulalari ta`sirida shu moddaning kristall panjarasi buziladi. Bu jarayon issiqlik yutilishi bilan sodir bo„ladi. Kristall panjaradan ajralib chiqqan zarrachalar erituvchi molekulalari bilan ta`sirlashadi. Erigan moddaning har bir zarrachasini erituvchi molekulalari o„rab oladi. Bu jarayon solvatlanish deyiladi. Erituvchi sifatida suv qo„llanilgan bo„lib, erigan modda zarrachalarining suv molekulalari bilan ta`sirlashuvi gidratlanish deyiladi. Solvatlanish va gidratlanish jarayonlarida yangi bog„lar hosil bo„lganligi uchun jarayon issiqlik ajralib chiqishi bilan boradi. Agar modda kristall panjarasini buzish uchun sarflangan energiya solvatlanish yoki gidratlanish energiyasidan katta bo„lsa, erish jarayoni endotermik bo„ladi. Erish jarayonida issiqlik yutiladi, eritmaning temperaturasi pasayadi, sistemaning energiyasi ortadi. 98 Agar modda kristall panjarasini buzish uchun sarflangan energiya solvatlanish yoki gidratlanish energiyasidan kichik bo„lsa, erish jarayoni ekzotermik bo„ladi. Erish jarayonida issiqlik ajralib chiqadi, eritmaning temperaturasi ortadi, sistemaning energiyasi kamayadi. Moddaning erish jarayonida ajralib chiqqan yoki yutilgan issiqlik miqdori erish issiqligi deyiladi. Erish issiqligi 1 g modda eritilganda energiya o„zgarishini kJ/g birligida yoki 1 mol modda eritilganda energiya o„zgarishini kJ/mol birligida ifodalanadi. Yuqoridagilarni hisobga olganda erish jarayoni kimyoviy hodisadir. Shuning uchun erish to„g„risidagi zamonaviy nazariya erish jarayonini fizik-kimyoviy hodisa deb talqin etadi. 6.4. Osmos va osmotik bosim. Vant-Goff qonuni. Eritmalarning xossalari boshqa sistemalar kabi intensiv va ekstensiv turlarga bo„linadi. Eritmadagi barcha komponentlar massasini n marta oshirilganda intensiv xossalari (konsentratsiya, zichlik, qovushqoqlik kabi) o„zgarmaydi, ekstensiv xossalar (hajm, issiqlik sig„imi, ichki energiya, entalpiya kabi) n marta ortadi. Agar sistema bitta komponentdan tashkil topgan bo„lsa, uning holati ekstensiv xossalarning massaga bog„liq bo„lmagan molyar kattaligi (molyar hajm, molyar issiqlik sig„imi kabi) bilan tavsiflanadi. Agar sistema ikki yoki undan ortiq komponentlardan tashkil topgan bo„lsa (eritmalar) har bir komponentning molyar ekstensiv kattaliklari barcha komponentlarning massasiga, ya‟ni eritmaning tarkibiga bog„liq bo„ladi. Shuning uchun ko„p komponentli sistemalar holatini tavsiflash uchun bug„ molyar kattaliklari qo„llaniladi. Eritma tarkibidagi bir xil va har xil molekulalarning ta‟sirlashuv kuchlari bir xil bo„lgan komponentlardan tuzilgan eritma ideal deb ataladi. Masalan, A va B komponentlardan tashkil topgan eritmada A-A, A-B va B-B molekulalarning ta‟sirlashish kuchi teng bo„lsa. Ideal eritmalardagi har bir komponentning xossalari ularni toza holatdagi xossalaridan farq qilmaydi, shuning uchun ideal eritmalarning tabiati etarlicha sodda. Ularning xossalari ideal eritmalar qonunlari deb nomlanadigan Vant-Goff va Raul qonunlariga to„liq mos keladi. Bu qonunlardan biri eritmaning osmotik bosimi to„g„risida, ikkinchisi bug„ bosimi to„g„risidadir. Eritmalarning kollegativ xossalaridan biri bo„lgan osmotik bosimga biz etarlicha e‟tibor qaratmaymiz. Aslida osmotik bosim eritmalarning eng muhim xossalaridan biridir, chunki ko„plab biolagik sistemlarda, jumladan bizning xujayralarimizda ham uning ta‟siri kattadair. Bosim yuza birligiga ta‟sir 99 ko„rsatuvchi kuch sifatida belgilanadi. Suyuqlikda joylashgan har qanday jismga suyuqlik tomonidan bosim ko„rsatiladi. O„z navbatida suyuqlik yuzasiga atmosfera bosimi ta‟sir ko„rsatadi. Bosimni o„lchovchi birinchi barometr suvli naycha bo„lgan, keyinchalik simobli naycha paydo bo„ldi. 6.1 rasmda shunday qurilma sxemasi tasvirlangan. Bu misolda atmosfera bosimi va uzun naychada joylashgan suyuqlik ustunining bosimi qarama-qarshi ta‟sir ko„rsatishi ko„rinadi. Muvozanat vaqtida bu ikki bosim o„zaro tenglashadi. (Oddiy barometrning ishlash prinsipi). Ma‟lumki, eritmadagi zarrachalar doimiy issiqlik harakatida bo„ladi. Erigan modda zarrachalarining eritmadagi diffuziya jarayoni eritma hosil bo„lishining molekulyar-kinetik shartidir. Osmos hodisasi zarrachalarning diffuziya jarayoni bilan bog„liq. 6.1 rasm. Suyuqlik va atmosfera bosimining o„zaro ta‟siri 20 . Osmos hodisasini izohlash uchun yarim o„tkazuvchi parda (to„siq, membrana) bilan ikki qismga ajratilgan idishning bir qismiga toza erituvchi, ikkinchi qismiga eritma joylashtiramiz. Yarim o„tkazuvchi to„siq xom teri, sellofan, viskoza kabi materiallardan tayyorlanib, ularning mikrog„ovoklari erituvchi molekulalarini o„tkazib, erigan modda zarrachalarini o„tkazmaydi. Eritmada erituvchining kimyoviy potensiali toza erituvchinikidan pastroq, shuning uchun erituvchi molekulalari eritmaga o„ta boshlaydi. Yarim o„tkazgich to„siq bilan ajratilgan eritmaga erituvchini o„tish hodisasi osmos deb nomlanadi. 6.2 rasmda tasvirlangan idish yarim o„tkazuvchi to„siq yoki membrana bilan ikki qismga ajratilgan. Idishning o„ng qismida konsentratsiyasi yuqoriroq bo„lgan konsentrlangan eritma, o„ng qismida konsentratsiyasi kamroq bo„lgan suyultirilgan eritma joylashgan. Eritmalarga atmosfera bosimi qarama-qarshi ta‟sir ko„rsatadi. Har bir eritma bilan atmosfera bosimining barqarorlashishi turlicha, natijada erituvchi molekulalari yarim o„tkazuvchi membrana orqali konsentratsiyasi kamroq eritmadan konsentratsiyasi ko„proq eritmaga o„tadi. O„ng 20 David W. Ball. Physical Chemistry. Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, 2011. P. 196. 100 tomondagi suyuqlik sathi ko„tariladi. Sathlarning farqi osmotik bosimga proporsional bo„ladi. 6.2 rasm. Osmotik bosimning paydo bo„lishi: suyuqliklarning dastlabki holati (a) va osmotik bosim ta‟sirida keyingi muvozanat holati (b) 21 . Katta yuzali idishda sathning ko„tarilishi unchalik sezilmasligi mumkin. Biroq eritmani ingichka naychali yoki kapillyarli idishga joylashtirilsa, sathlarning farqi o„lchash mumkin bo„lgan darajada yaqqol seziladi. Shunday qurilma sxemasi 6.3 rasmda tasvirlangan. Agar katta idishga erituvchi, naychali idishga eritma joylashtirilsa, erituvchi va eritmani dastlabki muvozanatga keltirish uchun zarur bo„lgan bosim osmotik bosim deb ataladi. Keng idishda erituvchi (1) joylashtirilgan. Erituvchiga pastki qismi kengaytirilgan kapillyarda joylashgan eritma (2) tushirilgan. Erituvchi va eritma yarim o„tkazuvchi parda (3) bilan ajratilgan. Osmos hodisasi tufayli erituvchi molekulalarning parda orqali eritmaga o„tishi natijasida eritmaning kapillyardagi sathi ko„tariladi. 6.3 rasm. Osmotik bosimni o„lchash qurilmasining sxemasi: 1-erituvchi, 2-eritma, 3-yarim o„tkazuvchi membrana. Eritmadagi gidrostatik bosim ortishi natijasida erituvchining bir qismi yana orqaga qaytadi. Ma‟lum vaqtdan keyin erituvchidan eritmaga va aksincha o„tuvchi 21 David W. Ball. Physical Chemistry. Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, 2011. P. 197. 101 molekulalarning soni tenglashadi va eritma sathi h balandlikka etganda ko„tarilash to„xtaydi. Kapillyardagi eritma sathini erituvchi sathi bilan tenglashtirish uchun zarur bo„lgan P bosimning qiymati eritmaning osmotik bosimiga teng. Osmotik bosim yarim o„tkazuvchi pardaning va erigan moddaning tabiatiga bog„liq emas, eritmaning konsentratsiyasiga bog„liq va uning qiymati uncha katta emas. Masalan, 6%-li shakar eritmasining T=293K dagi osmotik bosimi 4,36·10 5 Pa, dengiz suvining osmotik bosimi esa 2,83·10 6 Pa. Turli eritmalarning osmotik bosimlari o„rganib, Ya. Vant-Goff shunday xulosaga keldiki, juda suyultirilgan eritmalarda erigan modda xuddi shu sharoitdagi gazsimon modda kabi bo„ladi. Shuning uchun suyultirilgan eritmalarga ideal gazlarning holat tenglamasini qo„llash mumkin: Download 4.15 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: |
Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling
ma'muriyatiga murojaat qiling