Электролитік диссоциация теориясы §1 Электролиттік диссоциация теориясының негізгі қағидалары Электролиттер Электролит
жүктеу/скачать 256,43 Kb.
|
лекция -8
| Полюсті байланысты молекулалар су молекуласы әсерінен ориентациялық поляризацияға ұшырап, ионға ыдырайды сурет 8.1 ал, полюссіз байланысты молекулалар иондарға ыдырамайды.
8.1 – сурет Тұз қышқылы құрамындағы иондардың гидратациялануы Ионды қоршаушы су молекулаларының саны (координациялық сан) ион радиусы мен зарядына тәуелді болады. Практикада заттардың диссоциациялану теңдеуін жазғанда иондар гидратациясын есепке алмай (жазуға, есте ұстауға оңай болуы үшін) төмендегідей етіп келтіреді. Қышқылдар үшін: HxR ↔ хH+ + Rx- Негіздер үшін: Екідайлы негіздер үшін: Қышқылдар мен негіздердің қазіргі кезде бірнеше теориясы бар; Ол мына ғалымдар есімдерімен байланысты: Шатенштейн, Льюис, Измайлов, Бренстед-Лоури, Усанович М.И. Осы әлемге танымал теориялардың бірінің авторы М.И. Усанович Аль-Фараби атындағы Қазақтың мемлекеттік университетінің (Алматы) физхимия кафедрасының меңгерушісі болған академик. Усанович теориясы бойынша заттың негіздік не қышқылдық қасиеті тек сол заттың қасиетіне ғана байланысты емес, сонымен қатар ол затпен әсерлесетін зат қасиеттеріне де тәуелді болады деп қарастырады. Бұл тұжырым А.М.Бутлеровтың құрылыс теориясымен де үндеседі. С.Аррениустің электролиттік диссоциация теориясы бойынша электролиттердің анықтамалары төмендегідей болады: Қышқылдар –заттарды суда еріткенде молекулалары диссоциациялану кезінде сутек катиондары мен қышқыл қалдық аниондарына ыдырайтын заттар. Негіздер – заттарды суда еріткенде молекулалары диссоциациялану барысында металл катиондарымен (NH4+ – аммоний ионына) гидроксил аниондарына ыдырайтын күрделі заттар. Тұздар – заттарды суда еріткенде молекулалары диссоциациялану кезінде негіз және қышқыл қалдық иондарына ыдырайтын заттарды айтады. §2 Қышқылдар мен негіздер теориялары С. Аррениустың электролиттік диссоциация теориясы заттардың судағы ерітіндісіндегі күйін, иондарға ыдырауын қарастырады. Бұл теория қышқылдар мен негіздерге деген қазіргі заманғы көзқарастың негізі болды. Қышқыл мен негіздің әрекеттесуі сулы ортада мына сұлбамен өтеді: Қышқыл + негіз = тұз + су НхR + Ме(ОН)х= МеR+хН2О
Ал, сулы ортадан басқа ортада осыған ұқсатып, реакция сұлбасын былай жазамыз: Қышқыл + негіз = тұз + еріткіш Мысалы, аммоний хлориді мен калий амиді әрекеттесуі кезінде мына реакция жүреді: NH4CI + KNH2 = KCI +2NH3 қышқыл негіз тұз еріткіш Қышқылдардың сутектік концепциясын (бір-бірімен байланыссыз өмірге әкелген 1923 жылы Бренстед (Дания) және Лоури (Англия)) протондық теория бекіте түсті. Бұл теория бойынша:реакцияларда қышқылдар протондарды беретін болса, ал протондарды қосатын заттарды негіздер деп атады. Қышқыл мен негіздің әрекеттесуін мына сұлбамен көрсетуге болады: АН + В ↔АН ......В↔ А- + НВ+ Реакция жүру үшін аралық сатыда қышқыл құрамындағы сутек пен негіздің арасында сутектік байланыс орнайды десек, негіз – электрон жұптарының доноры, ал қышқыл – электрон жұптарының акцепторы болып табылады (осы түсінікті А.И. Шатенштейн ұсынған еді)
Н2О + Н2О = (Н – О ......Н – О) = Н3О + + ОН- (1) негіз қышқыл Н Н қышқыл негіз Н3О + + ОН-= 2 Н2О (2) қышқыл негіз екідайлы зат Н2SO4 + H2O = H3O+ + HSO4- (3) қышқыл (1) негіз (2) қышқыл (2) негіз (1) NH4 ++ H2O = NH3 + H3O+ (4) қышқыл (1) негіз (2) негіз (1) қышқыл (2) (3,4) – реакциялар судың екідайлы қасиетін дәлелдейді. NH3 + NH3 ↔ (H3N ---HNH2) ↔ NH4+ + NH2- (5) негіз (1) қышқыл (1) қышқыл (2) негіз (2) NH2 - + H2O ↔NH3 + O H- (6) негіз (1) қышқыл (2) қышқыл (1) негіз (2) NH4+ + NH2 - → 2NH3 (7) қышқыл негіз екідайлы зат Келтірілген мысалдарда протон бір бөлшектен екіншісіне өтіп, бірі солваттанған оң зарядты ионға, екіншісі-теріс ионға айналады. Оң зарядты мына типтес иондарды H3O+,NH4 +лионий (гидроксоний) , ал OH- -NH2 - HSO4- осы типтесиондарды лиат-иондар деп атайды. Бренстед-Лоури теориясы бойынша бөлшектердің қышқылдық-негіздік қасиеттері протонды қосу немесе беру қабілеттерін салыстыру арқылы анықталады. Бөлшек неғұрлым протонды оңай берсе, оның қышқылдық қасиеті басым болады, ал оны толықтырушы бөлшектің протонды қосу мүмкіндігі аз болады, мысалы НСІ, Н2SO4- күшті қышқылдар, олардан протон оңай бөлінеді, ал қышқыл қалдықтары СІ-,НSO42- протонды нашар қосады, сондықтан олар әлсіз негіздерге жатады. H3O+ -Н2SO4 - NH4 + - H2O Қышқылдық қасиет артады H2O - Н2SO4- - NH3 - O H- Негіздік қасиет артады 1923 жылы қышқылдар-негіздер теориясына Т.Н.Льюис өз үлесін қосты. Электрон доноры – негіздер қышқылдардан протонды қосса, электрон акцепторы – қышқылдар негіздерге протондарды береді. Бренстед – Льюис теориясы бойынша негіздер туралы пікірі бір-біріне сәйкес келсе, Льюис теориясы бойынша қышқылдарға протонды қышқылдардан басқа электрон акцепторлар да жатады: ВF3, SO3, AlCl3, Ag+. Бұл бөлшектер бізге белгілі протонды қышқылдар сияқты индикаторлар түстерін өзгертеді. Бренстед теориясы бойынша қышқыл мен негіздерге электробейтарап бөлшектен басқа иондар да жатады. Мысалы, NH4+(қышқыл), Н2РО4- (қышқыл, негіз), НРО42- (қышқыл, негіз), РО43- (негіз). F Н F Н
: F В + :N Н F В N Н Н F Н F Н
Льюис теориясы қышқыл мен негіздің әрекеттесуін донорлы-акцепторлы әсерлесу арқылы кешенді қосылыстың түзілуіне әкеледі. Бұл теорияның кемістіктеріне тоқталсақ: 1) протонды қышқылдар (НСІ, Н2SO4) қышқылдық-негіздік әрекеттесу негізінде электрон жұптарын қоспайтынын түсіндіре алмайды; 2) қышқыл мен негіздің күштерін өзара салыстыруға келмейді. 1939 жылы Қазақстандық ғалым М.И. Усанович қышқылдар мен негіздерге қатысты өзінің тоериясын ұсынды. Бұл теория осыған дейін белгілі теорияларды біріктірді. Қышқылдар деп катиондарын беретін немесе анион мен электронды қосатын бөлшек, яғни негіздерді бейтараптап, тұз түзетін зат. Негіздер анион мен электрондарды беретін, катиондармен қосылысып тұз түзетін зат деп қарастырады. Бұл анықтама бойынша біз білетін тотығу-тотықсыздану реакциясы да осы қышқылдық-негіздік әрекеттесуге келіп саяды. Заттардың қышқылдық-негіздік қасиетттерін анықтау үшін қосылыстағы орталық атомның координациялық қанығу дәрежесін және периодты жүйедегі орнына көңіл бөлу керектігін атап көрсетті. 1952 жылы Р. Малликен қышқылдар мен негіздердің квантты механикалық теориясын ұсынды, ол да Усанович теориясы сияқты жалпылай теория, бірақ күрделірек. Аталған теориялардың әрқайсысы қышқылдар мен негіздерді әр қырынан сипаттап, бірін-бірі толықтырады. жүктеу/скачать 256,43 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|