Suvning tarkibi va tuzilishi Suvning fizik-kimyoviy ko’rsatkichlari Eritmalar va ularning ahamiyati

1 – MA’RUZA. SUV. SUVNING TARKIBI. SUVNING FIZIK - KIMYOVIY XOSSALARI
Reja:
1. Suvning tarkibi va tuzilishi
2. Suvning fizik-kimyoviy ko’rsatkichlari
3. Eritmalar va ularning ahamiyati.
4. Suvning elektrolitik dissosilanishi.
5. Tuzlar gidrolizi
Suvning tarkibi va tuzilishi. Ma’lumki, toza holda suv molekulasi 88,8 % kislorod va 11,2 % vodoroddan tashkil topgan, 2 ta vodorod va 1 ta kislorod atomidan iborat (bir tekislik yuzasida 2 ta vodorod atomlari 105⁰ burchak ostida kislorod atomi bilan birikkan). Undagi musbat va manfiy zaryadlar 2 qutbda joylashgan. Dipol momenti  q 1,85 debay. Qutblangan suvning 2 molekulasi o’zaro birlashib (assosiasiyalanib) dimer holida, ya’ni nH₂O q (H₂O)n bo’ladi.
Kislorod atomidagi elektronlar quyidagicha qavatlarda joylashgan: 1S² 2S² 2P⁴. Odatda, ikki energetik qavatdagi olti elekttrondan 2 tasi suv molekulasini hosil qilishda qatnashib, ya’ni N:O:N ko’rinishda ifodalash mumkin. Qolgan ikki elektron jufti esa, qo’shni yana 2 suv molekulasini tashkil etuvchi N atomlariga yo’nalgan bo’ladi. Ular manfiy zaryadlangan elektron bulutini vujudga keltirgan holda, assosiasiyalangandan so’ng molekulalarga xos vodorod bog’lari (> 0 ....H -) ni hosil qilishda qatnashadi. Vodorod bog’i 1 kg atom uchun 4,5 kkalga tengdir.
Qutbli suv molekulalarining assosiasiyalangan holda bo’lishida vodorod bog’lari muhim o’rin tutadi.
Shunday qilib, vodorod bog’lari vositasida, uzun zanjirsimon makromolekula hosil bo’ladi. Bundan tashqari, yana shunday ilmiy tushuncha ham borki, unda ikki suv molekulasi bir-biri bilan dimer ko’rinishida birikib, ancha mustahkam holga o’tadi. Aynan shu holatdagi suv molekulalari nisbatan zich joylashadi. Boshqacha tuzilish va suv molekulalarining o’zaro joylashishida ma’lum darajada bo’shliq(defekt)lar bo’lishi muqarrar. Masalan, muz holidagi suv molekulalarining bir- biriga nisbatan joylashishini ko’rsatib o’tishimiz mumkin: Bunda har bitta kislorod atomi ikkita “o’ziga tegishli” (0,99 A oralig’ida bo’lgan) va ikkita o’zga-“begona”(1,78 A masofada) vodorod atomlarini birlashtirgan bo’ladi. Aynan shu tarza hosil bo’lgan “suvlar” tarkibida bo’shliqlar (defektlar)bo’lgan kristalli holat (muz)larni barpo etadi.
Haroratning ko’tarilishi(suv isishi) bilan suvning assosiasiyalanish darajasi pasaya boradi. Suv bug’lanishi 100⁰Sda assosiasiyalanishi nihoyatda past bo’lib, bug’langan molekulalar massasi topilganda 18 soniga tengligi aniqlangan, demak, bug’da assosiasiyalanish mutloq yo’q, degan so’zdir. Qizig’i shundaki, muz (0⁰S) zichligi 0,92 g sm³, 4⁰S li suv zichligi esa, eng yuqori qiymat 1,0 g sm³. Hulosa shuki, shu holatda suv ko’p dimerlash hodisasi sodir bo’ladi. Buni fanda suv zichligiga bog’liq anomaliya hodisasi deb ataladi va suv muhiti, qolaversa, atrof-muhitlarning shakllanishida mazkur hodisa muhim o’rin tutadi.
Suvning fizik-kimyoviy ko’rsatkichlari. Bir qator boshqa moddalarga nisbatan suv birikmasi yuqori issiqlik sig’imiga ega. Misol uchun, ko’rsatib o’tish mumkin, suv havoga qaraganda 3100 marta ko’p issiqlik sig’imiga ega(har xil tuzlar erigan suvda yanada ko’p bo’ladi). Bu xossa, albatta, suv molekulalarining assosiasiyalanish xususiyati bilan bog’liq. Chunki issiqlik ta’sirida, nafaqat uning harorati ko’tariladi, balki birlashgan suv molekulalarining bir-biridan ajratilishiga ham sarf bo’ladi.
Suv issiqlik sig’imining nisbatan yuqori ekanligi, o’z navbatida iqlim sharoitini shakllanishida muhim ahamiyatga ham ega. 1, 2 misol keltiramiz. Meksika bo’g’ozida boshlanadigan golfstrim o’z tarkibida taxminan 20⁰S gacha 25 mln. tonna suvni 1 sekund oralig’ida yig’ib, Ovropa va Murmansk atrofiga olib o’tib, u yerning iqlimini ancha yumshatadi (Nekrasov, 1965 y). Demak, suv o’ziga xos bo’lgan fizik-kimyoviy xossalari sabab, Yer iqlim-sharoiti, atrof-muhitlarning ekologik tabiiy holatlarini belgilab (ifodalab) turar ekan.
Sayyoramiz yuza sathi issiqlik balansini shakllanishida atmosfera havosi tarkibidagi suv bug’i ko’rinishidagi suv birikmalari faol qatnashadi. Xuddi SO₂ kabi, suv molekulalari ko’p miqdordagi quyosh nuri energiyasini yerga o’tkazib va aksincha, yerdan ko’tariladigan issiqlik energiyasini o’zida ushlab(ja’mlab) qoladi.
Nafaqat suyuq holatdagi suv, balki muz ham bug’lanadi. Kimyogarlar buni aniq bilishadi. Biroq past haroratda muz ustidagi bug’ bosimi juda kam bo’ladi:
1-jadval

T^0S	-20	-10	0	10	20	30	50	75	100
mm. Sm.u	0,8	1,9	4,0	9,2	17,5	31,8	92,5	289,1	760

Suv bug’i bosimi tashqi atmosfera bosimiga tenglashgan holatda, odatda, suv qaynaydi. Demak, suvning qaynash harorati bosimga juda bog’liq bo’ladi:
2-jadval

R atm.	1	2	5	10	20	50	100
T kaynash ^0S	100	150	151	179	211	263	310

Muzning suyuqlanish harorati bosimga bog’liqmi?- degan savol tug’iladi. Muvozanat holatdagi suvmuz sistemasida bir xil miqdordagi suv hajmiga nisbatan muz hajmi katta bo’ladi.
Yuqoridagi muvozanatda, Le-Shatalye prinsipiga ko’ra, aytish mumkin, bosim ortsa muvozanat o’ngga, ya’ni suyuq suv tomon, aksincha, pasaysa muz tomonga siljish bo’ladi. Darhaqiqat, har bir atm. bosim (amaliyot natijalariga asosan) muzning suyuqlanish haroratini – 0,008⁰S ga kamaytiradi (pasaytiradi).
Toza holdagi suvning o’zidan elektr tokini o’tkazishi nihoyatda past. Masalan, 18⁰S (uy haroratida) 0,04*10^-6 OM^-1 sm^-1 ga teng. Bu haqida fikr yuritilishining boisi shundaki, suvning sifati, fizik-kimyoviy ko’rsatkichlarini aniqlashda qo’llaniladigan usullar orasida elektr o’tkazuvchanlikka asoslanganlari nihoyatda sezgir va aniq usullar hisoblanadi. Elektr o’tkazuvchanligi yuqori bo’lgan o’tkazgichlar yuqori bo’lgan suvlar toza emasligini belgilaydi (turli ionlarga boy).
Suv boshqa suyuq moddalarga nisbatan ancha yuqori sirt tarangligi (20⁰S da 72,7 ergsm²) ga ega. Suvda sirt aktiv modda bo’lgan hollarda esa sirt tarangligi qiymati pasayadi. Suvni purkash(changlash) uchun energiya sarfi, flotasiya jarayonida qattiq jismlarning suv bilan xo’llanish darajasi, nihoyat, kapilyar (ingichka naycha)da suvning ko’tarilishiga qarab, uning sirt tarangligi kuchini, ko’rsatkichini tajriba bilan aniqlab, suvning toza yoki ifloslanganligini aytib berish mumkin.
Xuddi shuningdek, suv qovushqoqligini o’lchash ham muhim ahamiyatga ega. Tortish bilan qovushqoqlik tez pasayadi. Masalan, 0⁰S da 1,789 spz; 20⁰S – 1,002 spz. Buni nazarda tutib, odatda, filtrlashga bog’liq jarayonlar amalda foydalaniladi.
Suv yaxshi eruvchandir. Ana shu xossasi, ya’ni uning vositasida turli eritmalar hosil bo’lishini ham yaxshi bilish zarur. Shuning uchun ham Yerning turli joylari va suv manbalarining har xil yerida uning tarkibi bir xil emas. Bundan tashqari, suv kimyoviy turli birikmalari bilan yaxshi reaksiyaga kirishib, reaksiya aktivligiga qarab, suvning toza yoki tozamasligini xarakterlash mumkin.