Iv. Қолданылған әдебиеттер Кіріспе
жүктеу/скачать 1 Mb.
|
| Теориялық бөлім
1.1 Ерітінділер, жалпы түсінік Ерітінділер деп екі немесе оданда көп компоненттерден (құрам бөліктері) тұратын, салыстырмалы сандық мөлшері өте кең шекаралықта өзгеретін,қатты немесе сұйық гомогенді жүйені айтады. Кез-келген ерітінді еріген зат пен еріткіштен тұрады, яғни осы заттар біркелкі молекулалар немесе иондар түріндееее таралған ортадан тұрады.Әдетте еріткіштің рөлін таза күйінде және ерітінді түзілгенде агрегаттық күйін өзгертпейтін компонент (мысалы,тұздың сулы ерітіндісіне-әрине еріткіш су болады) атқарады.Егер екі компонент те ерігенге дейін бірдей агрегаттық күйде болса (мысалы, спирт пен су), еріткіштің рөлін артық алынған компонент атқарады. Ерітінділердің біркелкілігі олардың химиялық қосылыстарға ұқсастықтарын тудырады. Кейбір заттар еріген уақытта жылу бөлінетіндіктен, ол еріткіш пен еріген заттың арасында химиялық әрекеттенудің юолатындығын көрсетеді.Ерітінділердің химиялық қосылыстардан айырмашылығы,ерітінділердің құрамын кең аралықта өзгерте алуға болады.Сонымен қатар, ерітінділердің қасиеттерінде оның құрамындағы компоненттердің көптеген қасиеттерін байқауға болады, ал химиялық қосылыстарда мұндай қасиеттер болмайды. Ерітінділердің құрамының тұрақты еместігі оларды механикалық қоспаларға жақындатады, бірақ соңғыдан олар бірден өзінің құрамының біркелкілігімен ерекшеленеді.Сонымен,ерітінділер механикалық қоспалар мен химиялық қосылыстардың аралығынан орын алады. Кристалдың сұйықта еруі келесі жолмен жүреді.Кристалды ол еритін сұйыққа салғанда, алғашқыда оның бетінен жеке молекулалар бөлінеді.Ол молекулалар диффузияның әсерінен еріткіштің барлық көлеміне бірдей таралады.Молекуланың беттен кетуі бір жағынан оның өз тербеліс күшінің әсерінен,ал екінші жағынан еріткіштің ол молекуланы өзіне тартуынан туады.Бұл процесс кез-келген кристалл мөлшерінің толық еруіне дейін жалғаса берер еді, егер осы кезде кері процесс-кристалдану жүрмесе.Ерітіндіге көшкен молекулалар қайтадан әлі ерімеген кристалдың бетімен соқтығысып оған тартылады да,кристалдың құрамына кіреді.Ерітіндідегі молекулалардың концентрациясы артқан сайын,олардың ерітіндіден бөлінуі де тезірек көбейетіндігі түсінікті.Кристалл молекулаларының еруінің артуы кезінде еру мен кристалдану процестерінің жылдамдықтары бір кезде теңеседі.Сол уақытта динамикалық тепе-теңдік орнайды,осы кезде бірлік уақытына қанша молекула ерісе,сонша молекула ерітіндіден бөлінеді.Еріген затымн тепе-теңдікте болатын ерітінді қанық ерітінді деп аталады. Химия үшін маңыздысы сұйық күйдегі ерітінділер, бұларда көбінде еріткіш ретінде су алынады. Олардың адам тіршілігенде және өндіріс орындарының жұмыс істеуінде маңызы зор. Ерітінді тұрақтылығы еріткіш арасында тараған бөлшектердің мөлшеріне байланысты болады. Осыған байланысты ерітінділерді жүзгіндер (бөлшектер радиусы 10-5 – 10-3 см), коллоидты ерітінділер (бөлшектер радиусы 10-7 – 10-5 см) және нағыз ерітінділер (10-8 – 10-7 см –таралатын бөлшектер өлшемі молекула, ион өлшемімен бірдей) деп бөледі. Химия даму барысының едәуір бөлігінде зерттеу объектісі негізінен тұрақты құрамды заттар болып келгені белгілі, ал ерітінді – айнымалы құрамды жүйе. Ерітінділер теориясын жасау мына ғалымдар Д.И. Менделеев, Д.П. Коновалов, В.А. Кистяковский, Н.С. Курнаков, С. Аррениус, ВантГофф, Оствальд есімдерімен байланысты. Ерітіндінің түзілуін түсіндіретін физикалық және физико-химиялық теория бар. Физикалық теорияны жақтаушылар (Оствальд, Аррениус) пікірі бойынша ерітіндінің құрамдас бөліктері химиялық әсерлеспей, тек диффузия әсерінен біртекті жүйеге айналады деп саналады. Ал, қазіргі кезде мойындалған екінші теория бойынша заттың еруін үш сатыдан тұратын үдеріс ретінде қарастыруға болады: 1) заттың кристалдық торын бұзып, байланыстарын үзу, бұл, әрине, энергия жұмсалуымен байланысты, олай болса ΔН1> 0, Q < О; 2) еріткіш молекулаларымен еріген зат молекулаларының химиялық әсерлесуі, егер еріткіш су болса – гидраттар, басқа еріткіштер болса – сольваттар түзеді. Бұл сатысы энергияның бөлінуімен байланысты, сондықтан ΔН2< 0, Q > О; 3) еритін зат және еріткіш молекулаларының диффузия әсерінен бір-бірінде өздігінен араласуы энергияның сіңірілуімен байланысты, олай болса ΔН3 > 0, Q < О. Сонда, заттың еру кезіндегі жылу эффектісі осы үш шаманың қосындысы бойынша анықталады: ΔНеру= ΔН1+ ΔН2+ ΔН3 Егер Н1 Н3 H2 болса, еру – эндотермиялық, Н1 Н3 H2 болғанда – экзотермиялық үдеріс болады. Газдардың еруі – экзотермиялық болады (ΔНеру< 0), оның себебі ΔН1 шамасының аз болуына байланысты (молекулалық кристалдық торды бұзуға энергия аз жұмсалады). Изобара – изотермиялық потенциалға әсер ететін екінші энтропиялық факторы (газдар үшін) кішірейеді (ΔS < 0), сондықтан газ еруі үшін мына шарт орындалуы тиіс: Н TS , сонда ΔG< 0, осыдан газдар еруі үшін төмен температураның қажеттігі туындайды. Заттың еруі кезінде оның физикалық қасиеттерінің өзгеруімен қатар химиялық өзгерістер болуына байланысты жылу бөлінуі немесе сіңірілуі байқалады. KOH + aq KOH aq + Q NH4NO3 + aq NH4NO3 aq –Q Зат мөлшері 1моль зат ерігенде бөлінетін не сіңірілетін жылуды еру жылуы деп атайды. Кейбір заттар суда ерігенде өте берік гидраттар түзеді, олар кристалданған кезде су молекуласы байланысқан күйде бөлінеді, оларды кристаллогидраттар деп атайды:CuSO45H2O, Na2SO410H2O, CrCl36H2O т.б. Еру өздігінен жүретін үдеріс, олай болса, жүйенің Гиббс энергиясы кішірейеді, яғни ΔGеру<0Бұл шамаға энтальпиялық және энтропиялық фактор әсер етеді. Еру кезінде жүйенің ретсіздік дәрежесінің артуына байланысты ΔSеру>0 болады. 1 моль зат ерігенде байқалатын термодинамикалық функциялар өзгерістерін еру энтальпиясы, энтропиясы деп атайды. G еру H еру ТS еру а) ΔНеру<0 болғанда, ΔS>0 болуына байланысты, еру өздігінен жүреді, ΔGеру<0; ә) ΔНеру>0 болғанда, мына теңсіздік орындалуы шарт: Н TS , олай болса, ΔG<0 болуы үшін температура жоғары болуы қажет. жүктеу/скачать 1 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|