11 дәріс Ерітінділер. Ерігіштік. Ерітінділер концентрациясы
Сұйытылған бейэлектролит ерітінділер
жүктеу/скачать 317,1 Kb.
|
| 5.3 Сұйытылған бейэлектролит ерітінділер. Электр тогін өткізетін заттар - электролиттер, ал өткізбейтін заттар бейэлектролит болатынын білеміз. Ерітінділердің де кейбірі электр тогін өткізеді де электролит, ал кейбірі өткізбейтін бейэлектролит болып табылады. Электролит ерітінділерге қышқыл, негіз, тұз ерітінділері жатады. Бейэлектролит сұйытылған ерітінділерді қарастырайық.
Диффузия және осмос. Бейэлектролит сұйытылған ерітінділерде еріген зат молекулаларының арақашықтықтары біршама болғандықтан бір - бірімен əрекеттесе алмайды. Мұндай ерітіндінің қасиеті идеал газдар қасиетіне ұқсас. Газдарға диффузия тəн болса, бейэлектролит сұйытылған ерітінділерге де диффузия құбылысы тəн. Еріген зат молекулаларының бүкіл ерітінді бойына өз бетімен таралу құбылысын диффузия дейді. Су мен ерітіндіні бір-бірінен жартылай өткізгіш кеуек мембрана (коллоид пленкасы, целлофан, малдың жарғағы) арқылы бөлейік. Жартылай өткізгіш мембрана су молекуласын өткізеді, ал еріген затты өткізбейді. Бұл жағдайда диффузия тек бір жақты жүреді, яғни су молекуласы ерітінді жаққа концентрация теңелгенше диффузияланады. Осындай жартылай өткізгіш арқылы біржақты диффузияны осмос деп атайды. Осмос құбылысы ерітіндідегі екі жақтың концентрациялары тең болған кезде тоқтайды. Осмосты тежеуге жұмсалатын қысымды осмос қысымы дейді. Осмос қысымы жай ерітіндіде болмайды. Ол ерітінді мембрана арқылы екіге бөлінген кезде пайда болады. Осмос құбылысының табиғатта, өсімдік, жануар жəне адам өмірі үшін маңызы орасан зор. Өсімдік жəне жануар клеткасының қабырғасы жартылай өткізгіш мембрана қызметін атқарады. Ол тек суды өткізеді де клетка сөлдерін өткізбейді, сондықтан өсімдік, жануар организмінде қоректік заттар клеткада жинала алады. Организмнің қоректік затты сіңіруі жəне зат алмасу процесі осмоспен байланысты. Əр организмнің (өсімдік, жануар, адам) өзіне тəн осмостық қысымы болады. Ол қысымның өзгеруі организміндегі зат алмасу, сіңіру жəне басқа процестердің өзгергенін көрсетеді. Ерітінділердің осмостық қысымын осмометр деп аталатын құралмен өлшейді. Осмостық қысымдары бірдей ерітінділерді изотонды деп атайды. Электролит емес сұйытылған ерітінділердің идеал газбен ұқсастығына сүйене отырып голландық химик Вант-Гофф мынадай заң ашты. Сұйылтылған ерітіндінің осмостық қысымы, сол температурада газ күйіне болып, ерітінді көлеміндей көлем алатын еріген зат тудыратын газ қысымына тең. Бұл заң Вант-Гофф заңы деген атпен белгілі. Вант-Гофф идеал газ теңдеуін осмостық қысымды сипаттау үшін пайдаланып мынадай теңдеу алды: (V.7) мұнда, – осмос қысымы; – ерітінді көлемі; – еріген заттың моль саны; - əмбебап газ тұрақтысы; T – абсолют температура. Осы теңдеуден (V.7) -ді табайық: мұнда, болады, – ерітінді концентрациясы, моль/л. Сонда (V.8) Осмостық қысым еріген зат концентрациясы мен абсолют температураға пропорцианал. Вант-Гофф заңын тек электролит емес сұйытылған ерітінділер үшін пайдалануға болады. Ерітіндінің концентрациясы артқан сайын бұл заңнан ауытқулар сезіле басталады. Ерітінді буының қысымы. Сұйықтықпен тепе-теңдікте тұрған бу қаныққан деп аталады. Əр сұйық зат үшін белгілі қаныққан бу қысымы бар. Ол температураға байланысты. Температура өскен сайын қаныққан бу қысымы да өседі. Қаныққан бу қысымы атмосфералық қысыммен теңескен температурада сұйық қайнайды. Сұйықта бір затты еріткен кезде қаныққан бу қысымы таза еріткіштікіне қарағанда төмендейді. Таза еріткіштің бу қысымы ( ) мен ерітінді бу қысымы ( ) айырмасы ( ) еріткіш бу қысымының төмендеуі деп аталады. Еріткіш бу қысымы төмендеуінің ( ) таза еріткіш бу қысымына ( қатынасын еріткіштің қаныққан бу қысымының ерітіндідегі салыстырмалы төмендеуі деп айтады Француз химигі Рауль сұйытылған ерітінді үшін мынадай заң ашты (Раульдің бірінші заңы). Еріткіштің қаныққан бу қысымының ерітінді бетіндегі салыстырмалы төмендеуі еріген заттың молярлық үлесіне тең: (V.9) Криоскопия жəне эбулиоскопия. Ерітінділердің қайнау жəне қату температуралары олардың бетіндегі бу қысымына байланысты. Ерітіндінің бу қысымы таза еріткіштікінен кем болғандықтан оның қайнау температурасы еріткіштікіне қарағанда жоғары болады (21-cурет) Ерітінді мен таза еріткіш қайнау температураларының айырмасы қайнау температурасының жоғарылауы ( ) деп аталады. Сұйықтың бу қысымы оның қату фазасының бу қысымына тең болған кезде сұйықтық қатады. Ерітіндінің қату температурасының таза судыкінен төмен екені 2-суреттен көрініп тұр. 2 - сурет. Судағы ерітінділердің қайнау температурасының жоғарылауы және қату температурасының төмендеуі. Ерітінді мен таза еріткіштің қату температурасының айырмасы ( ) қату температурасының кемуі деп аталады. Ерітінділердің осындай қасиеттерін зерттеп Рауль мынадай қорытындыға келді: Ерітіндінің қайнау температурасының жоғарылауы мен қату температурасының кемуі еріген заттың концентрациясына пропорционал. Бұл Раульдің екінші заңы деген атпен белгілі. Ол заң математикалық түрде былай жазылады: (V.10) (V.11) мұнда, қату температурасының кемуі; К криоскопиялық (криос суық) тұрақты; қайнау температурасының жоғарылауы; Е эбулиоскопиялық (эбулио қайнау) тұрақты; С ерітіндінің мольдік концентрациясы. К және Е ерітінді концентрациясы бірге тең болған кездегі қату температурасының кемуін және қайнау температурасының жоғарылауын көрсетеді. Олардың физикалық мәні осы. Бұл тұрақтылар тек еріткіштің тегіне байланысты. Ерітінділердің қату температурасын өлшеуді криоскопия, ал қайнау температурасын өлшеуді эбулиоскопия дейді. Бұл әдістермен еріген заттың мольдік массасын оңай есептеуге болады. Ол үшін (V.10), (V.11) теңдеулердегі С-ның орнына мәнін қойсақ болады ( ). Сонда жоғарыдағыдай теңдеулер (V.10), (V.11) былай жазылады: (V.12) (V.13) мұнда, 1000 г еріткіште еріген зат мөлшері; М молекулалық масса. Бұл теңдеулерден: (V.14) (V.15) Бұдан мольдік масса анықтау үшін тек қату температурасының кемуін ( ) немесе қайнау температурасының жоғарылауын анықтаса болғаны. Көбінесе, ыңғайлысы жүктеу/скачать 317,1 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|