5-mavzu. Gidroliz


Download 68.7 Kb.
Sana07.10.2020
Hajmi68.7 Kb.

5-mavzu. Gidroliz va bufer eritmalardagi muvozanat va uning tahlildagi ahamiyati.

Reja:

1. Gidrolitik muvozanat. Gidroliz doimiysi va darajasi.

2. Gidrolizga ta’sir etuvchi omillar.

3. Bufer tizimlar va ulardagi protolitik muvozanat.

4. Amfoterlik va uni taxlilda qo‘llanishi.
Tayanch iboralar: gidrolitik muvozanat, gidroliz doimiysi, gidroliz darajasi,bufer tizim, bufer sig‘im, amfolit, kislotali bufer, asosli bufer, izoelektrik nuqta.
1. Gidrolitik muvozanat. Gidroliz doimiysi va darajasi

Gidrolizning lug‘aviy ma’nosi – suv ta’sirida parchalanish (dissotsiatsiya deb tushunilmasin) demakdir (1-rasm). Anorganik kimyo kursidan sizlarga ma’lumki kuchsiz kislota yoki asos ionlaridan tarkib topgan tuzlar suvli eritmalarda gidrolizlanib, tegishli, kuchsiz kislota yoki asoslar xosil qiladi.




1-rasm
Gidroliz reaksiyasida qaror topadigan muvozanatgidrolitik muvozanat deyiladi. Gidroliz reaksiyasining miqdoriy tavsifi sifatida gidroliz doimiysi va gidroliz darajasi tushunchalari qiritilgan.

Gidroliz reaksiyasiga massalar ta’siriy qonuni(M.T.K.)ni qo‘llab chiqarilgan gidrolitik muvozanat doimiysi – gidroliz doimiysi deyiladi.

Tuz eritmasida gidrolizlangan ionlar sonini (nh) ionlarning umumiy soni (n)ga nisbati gidroliz darajasi (h) deyiladi.

h = nh / n yoki soddaroq xolda h = Cg / Ct

Cg – gidrolizlangan, Ct – tuzni umumiy konsentratsiyasi

Gidroliz darajasi foizlarda yoki birning ulushlarida ifodalanadi. Uning qiymati eritma konsentratsiyasini kamayishi, xaroratni ortishi bilan ortadi.

Odatda, dissotsiatsiyalanish jarayonida xosil bo‘layotgan ionlarning juda oz qismigina gidrolizlanadi. SHuning uchun gidroliz darajasi doimo h << 1 kichik bo‘ladi.

Gidroliz ba’zi kationlarni (Bi+3, Sb+3) ochishda foydalanilsa-da aksariyat xollarda, analitik samaraning kuzatilishiga salbiy ta’sir etadi. Masalan Fe+3 + NCS- → [FeNCS]2+ -da qizilrang Fe+3 + 3HOH → Fe(OH)3↓+ +3H+ gidroliz natijasida sezilmasligi mumkin. Analitik reaksiya – samarali bo‘lishi uchun gidroliz jarayonini boshqara bilish zarur.


1.1 Kuchsiz kislota anionini gidrolizi

Tarkibida kuchsiz kislotaning anioni bo‘lgan tuzning gidrolitik muvozanatiga doir misolni ko‘rib chiqamiz

CH3COONa + H2O ↔ CH3COOH + NaOH

CH3COO- + HOH ↔ CH3COOH + OH- Kw = [H+][OH-] = 10-14

Cg – Cg Cg Cg
[CH3COOH]·[OH-]

Kg = --------------------------------------

[CH3COO-]

Surat va maxrajini [H+] ko‘paytirib

[CH3COOH]·[OH-] [H+] Kw

Kg = ------------------------------------------- · ---------------- = -------------

[CH3COO-] [H+] Kk


Ikki tegizli kuchsiz kislota tuzlari uchun



Misol: K2S Kg = Kw / Kk Kg = Kw / Kk

Gidroliz darajasini xisoblash formulasi h = Cg /Cg Cg = Cth

Kg = Cg · Cg /Ct – Cg = h · Cth /(1 – h) = Cth2 /1 – h h <<1 bo‘lgani uchun

Kg = Cth2

h = √Kg / Ct = √ Kw / Kk · Ct yoki h = (Kw /Kk· Ct ) ½

2 negizli kuchsiz kislota tuzlari uchun

h′ = √Kw /Kk Cg h″ = √Kw /Kk Cg



1.2 Kuchsiz asos kationining gidrolizi

NH4Cl + H2O ↔ NH4OH + HCl

NH4+ + H2O ↔ NH4OH + H+

Ct – Cg Cg Cg

Gidrolitik muvozanat doimiysining surat va maxrajini [OH-]ga

ko‘paytirib:

[NH4OH]·[H+] [OH-] Kw

Kg = ---------------------------------- · ---------------- = -------------

[NH4+] [OH-] Ka

Kg = Kw / Ka
2 negizli kuchsiz asos uchun Kg = Kw / Ka Kg = Kw / Ka

Kg =Cg·Cg /Ct – Cg=Cth·Cth /Ct(1–h)=Cth2 /(1– h)=Cth2 /1–h h <<1 bo‘lgani uchun

Kg = Cth2 h = √Kg / Ct = √ Kw / Ka · Ct


    1. Kuchsiz asos kationi va kuchsiz kislota anionlaridan xosil bo‘lgan tuzning gidrolizi1

CH3COO- + NH4+ + H2O ↔ CH3COOH + NH4OH

Ct – Cg Ct – Cg Cg Cg

Ct >> Cg

Gidrolitik muvozanat doimiysini sur’at va maxrajini suvning ion ko‘paymasiga Kw ko‘paytirib

[CH3COOH]·[NH4OH] [H+]·[OH-] Kw

Kg = -------------------------------------------------- · ------------------------- = -------------



[CH3COO-]·[NH4+] [H+]·[OH-] Kk· Ka

Kg = Kw / Kk· Ka

Kuchsiz kislota anioni va kuchsiz asos kationidan xosil bo‘lgan tuzlar deyarli to‘liq gidrolizlanadi

h 1 Kg =Cg·Cg /(Ct – Cg) 2=Ct2h2/Ct2(1–h)2=h2 /(1– h)2 ya’ni h2/1–h=√Kg

h = (1– h) √Kg= √Kg – h√Kg h + h√Kg= √Kg h(1+√Kg)= √Kg



h = √Kg / 1 + √Kg
2. Gidrolizga ta’sir etuvchi omillar

1) Eritma suyultirilganda gidrolitik muvozanat

NH4Cl + H2O ↔ NH4OH + HCl;

CH3COONa + H2O ↔ CH3COOH + NaOH

gidrolizlanayotgan tuzning tarkibidan qat’iy nazar o‘ngga siljiydi ya’ni, suyultirilganda doimo gidroliz darajasi ortadi.

2) Xarorat oshganda gidrolizlanish darajasi ortadi.

3) Gidrolizga ishqor va kislotaning ta’siri.

a) Kuchsiz asos kationining gidrolizi ishqoriy muxitda ortadi, kislotali muxitda kamayadi NH4+ + HOH ↔ NH3 · H2O + H+

Mazkur muvozanat, ishqor ta’sirida reaksiya maxsuloti, vodorod ionlarini ishqor gidroksidi bilan suv xosil qalgani sabobli, o‘ngga siljiydi va gidroliz kuchayib, gidrolitik reaksiya oxirigacha boradi. Kislotali muxitda bu muvozanat chapga siljiydi va gidroliz to‘xtaydi.

b) Kuchsiz kislota anionining gidrolizi

CH3COO- + HOH ↔ CH3COOH + OH-

Kislotali muxitda ortadi va ishqoriy muxitda kamayadi. Bunga sabab: mazkur gidrolitik muvozanatga kuchli kislota qo‘shilganda reaksiya maxsuloti gidroksil (OH-) ionlari qo‘shilgan kislota protonlari bilan bog‘lanishi xisobiga, muvozanat gidrolizni kuchayish tomoniga, ya’ni o‘ngga siljiydi.

Aksincha sistemaga ishqor qo‘shilganda reaksiya maxsuloti (OH-) anionlarini ko‘paygani uchun muvozanat chapga, ya’ni gidrolizni kamayishi (to‘xtash) tomoniga siljiydi.


3. Bufer tizimlardagi protolitik muvozanat.

Bufer tizim turlari va ularning tasnifi

Ta’rif: Suyultirilganda, kuchli kislota yoki ishqor eritmasining oz miqdori qo‘shilganda pH qiymati o‘zgarmaydigan eritmalar bufer tizimlar deyiladi.

Tartibiga ko‘ra bufer tizimlarni kislota va asosli turlari mavjud

Kuchsiz kislota va uning tuzidan iborat –

Kislotali bufer

Kuchsiz asos va uning tuzidan iborat –

Asosli buffer

Bufer – so‘zini lug‘aviy ma’nosi – zarbani yumshatuvchi ma’nosini anglatadi. Bunday tizimlarga ozrok, kuchli kislota qo‘shilganda uning protonlari kislota buferidagi kuchsiz kislota anioniga yoki asosli buferidagi ON- ionlariga bog‘lanib qoladi va pH o‘zgarmaydi (2-rasm).

Bufer tizimga ozroq ishqor eritmasi qo‘shilganda ham, OH- ionlar kislotali buferdagi vodorod ionlari yoki asosli buferdagi kuchsiz asos kationiga bog‘lanib, kuchsiz elektrolit xosil qilishi xisobiga, bufer tizimning pH qiymati o‘zgarmaydi.

Nordon tuzlar eritmalari aralashmasi xam bufer xususiyatga ega.
Na2HPO4 → 2Na+ + HPO42- HPO42- + H+ → H2PO4-

Na·H2PO4 → Na+ + H2PO4- H2PO4- + OH- → H2O + HPO42-




2-rasm
Bufer tizimlar ikki xil ko‘rsatgichiga ko‘ra tavsiflanadi:

I) Bufer eritma ta’minlay oladigan muxitning pH qiymati.

II) Bufer sig‘im:

1) Kislotali buferning pH qiymati:

HA ↔ H+ + A-

kuchsiz Kk = [H+][A-] / [HA] [HA] = Ck va [A-] = Ct

MA → H+ + A-

ekanini xisobga olib: Kk=[H+] Ct / Ck [H+] = Kk· Ck / Ct pH= pKk – lgCk / Ct

2) Asosli bufer tizimning pH qiymati:



NH4OH ↔ NH4+ + OH- Ka=[NH4+][OH-]/[NH4OH]; [NH4+]=Ct ; [NH4OH]=Ca

NH4Cl → NH4+ + OH- [OH-]=Kv /[H+]

ekanini xisobga olib: Ka= Ct Kw / Ca [H+] [H+] = Kw Ct / Ka Ca yoki

logoriflansa pH = pKw – pKa lgCt / Ca



Bir dm3 bufer eritma pH qiymatini bir birlikga o‘zgartiraoladigan kuchli kislota yoki ishqorning mol miqdori bufer tizimning sig‘imi (bufer sig‘im) deb ataladi.

Bufer tizim tarkibiy qismlarining konsentratsiyalari ortganda bufer sig‘im ortadi va suyultirilganda kamayadi.

Tarkibiy qism konsentratsiyalari o‘zaro teng (Ck=Ca) bo‘lganda bufer sig‘im maksimal qiymatga ega bo‘lib bufer sistemaning rN qiymati juda barqaror bo‘ladi.

Bufer tizimlar tabiatda juda keng tarqalgan. Masalan qonimizning pH qiymatining (pHqon=7.4) turg‘unligi undagi maxsus bufer tizim tufayli amalga oshadi.

Sifat va miqdoriy taxlilda eritmaning muyayan va barqaror muxitini ta’minlash uchun bufer eritmalar qullanadi. Masalan Ba2+ kationini Ca2+ va Sr2+ kationlaridan ajratish atsetatli bufer muxitida bajariladi.
4. Amfoterlik va uni taxlilda qo‘llanishi. Amfolitlar pH qiymatini hisoblash

Eritmada kislota va asos xossalarini namoyon etuvchi neytral molekula (H2O, CH3OH, Al(OH)3, Zn(OH)2 yoki ionlar (HCO3-, H2PO4-) amfolitlar deyiladi.

Amfoterlik dialektikani qarama-qarshiliklar birligi va kurashi qonunini yorqin ifodasi bo‘lib, bir moddada ikki qarama-qarshi xususiyat jamlangananini qo‘rsatadi. Amfolitlar sharoitga ko‘ra kislota yoki asosli xossani namoyon etishini 4-ma’ruzada ko‘rib chiqildi.

Amfolitlar – kuchsiz elektrolitlarga mansub bo‘lib, kuchsiz kislota-asos xossalariga ega.



Amfolitning kislota va asos shakllari orasidagi muvozanat xolati izoelektrik nuqta deb ataladi. Amfolitning izoelektrik nuqtasidagi rN qiymati quyidacha xisoblanadi

[H+]izo = √KkKw / Ka pHizo = ½ (pKk + pKw – pKa)


Amfoterlikni taxlilda qo‘llanishi.

Amfoterlik taxlilda keng qo‘llanadi masalan. IV gurux kationlari boshqa gurux katiolaridan amfoterlik xossalari asosida ajratiladi. Eritmaning rN qiymati oshira borilsa avval Al(OH)3 (pH=3-5) keyin Zn(OH)2 (pH=6-8) cho‘kadi va so‘ngra ortiqcha ishqorda barcha amfoter gidroksidlar erib, tegishli amfoter kationlar cho‘kmadan eritmaga o‘tadi.

Tibbiyot va farmatsiyada organik amfolitlar muxim axamiyatga ega.

Misol:

pH <5 pH=5-7 pH >9

pHizo=6

Amfolit aminokislotalar



+ +

NH3 CH2 COOH ↔ NH3CH2COO- ↔ NH2CH2COO-

pH <2 pH=4-8 pH >10

pHizo =5,5


Nazorat savollari

  1. Gidrolitik muvozanatning ahamiyati.

  2. Amfolitlar. Misol keltiring.

  3. Bufer tizimini misollar bilan tushuntiring?

  4. Bufer sig`im nima?

  5. Gidrolizga ta`sir etuvchi omillar ko`rsating?


Foydalanilgan adabiyotlar

1. Kristian G. Analiticheskaya ximiya. Chast 1 ,2 pere.s angl. M. BINOM. 2009.

2.Oтто M. Современные методы аналитической химии. I-II том. М. ТЕХНОСФЕРА 2008.

3. Xaritonov Yu.Ya., Yunusxodjaev A.N., Shabilalov A.A., Nasirdinov S.D. «Analitik kimyo. Analitika». Fan. T. 2008. 1 - jild (lotinda)

4. Xaritonov Yu.Ya., Yunusxodjaev A.N., Shabilalov A.A., Nasirdinov S.D. «Analitik kimyo. Analitika». Fan. T. 2013. 2 - jild (lotinda)

5. Fayzullaev O. «Analitik kimyo asoslari» Yangi asr avlodi, 2006.



6. Mirkomilova M. «Analitik kimyo». O‘zbekiston, Toshkent. 2001.

1 Xaritonov Yu.Ya., Yunusxodjaev A.N., Shabilalov A.A., Nasirdinov S.D. «Analitik kimyo. Analitika». Darslik. Fan. T. 2008. 1 - jild (lotinda)

Download 68.7 Kb.

Do'stlaringiz bilan baham:




Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2020
ma'muriyatiga murojaat qiling