Тақырыбы: Әрекеттесуші массалар заңын (ӘМЗ) гетерогендік тепе-теңдікке қолдану және оның аналитикалық химиядағы ролі. Иондар көбейтіндісі және ерігіштік көбейтіндісі. Мақсаты
жүктеу/скачать 95,11 Kb.
|
3 ÑаÒÑÑÑп
- Бұл бет үшін навигация:
- ДӘРІС ЖОСПАРЫ
- ДӘРІСТІҢ ҚЫСҚАША МАЗМҰНЫ
|
ТАҚЫРЫБЫ: Әрекеттесуші массалар заңын (ӘМЗ) гетерогендік тепе-теңдікке қолдану және оның аналитикалық химиядағы ролі. Иондар көбейтіндісі және ерігіштік көбейтіндісі. МАҚСАТЫ: Нашар еритін заттардың ерігіштігін өрнектеу тәсілдері және негізгі түсініктерімен танысу, алған білімдерін қоспаларды талдағанда және есептер шығарғанда қолдануға үйрену. ДӘРІС ЖОСПАРЫ: Гомогендік және гетерогендік жүйелер. ӘМЗ «тұнба - қаныққан ерітінді» жүйесі тепе-теңдігіне қолдану. Нашар еритін заттардың ерігіштігін өрнектеу тәсілдері. Тұнба түзілу шарттары. Нашар еритін электролиттердің ерігіштігіне әртүрлі факторлардың әсері. Типтік есептер шығарудың мысалдар. ДӘРІСТІҢ ҚЫСҚАША МАЗМҰНЫ Әрекеттесуші массалар заңын гомогендік тепе-теңдіктермен қатар, гетерогендік тепе-теңдіктерге де қолдануға болады. Бір фазадан тұратын, бөліну беті жоқ жүйені гомогенді жүйе деп атайды. Қышқылдар, негіздер, тұздардың ерітінділері, бір-бірінде еритін сұйықтықтардың қоспасы т.б. гомогендік жүйелерге жатады. Екі немесе оданда көп фазадан тұратын, бөліну беті бар жүйені гетерогенді жүйе деп атайды. Мысалы, газ-сұйық, газ-қатты зат, сұйық-сұйық, сұйық-қатты зат т.б. Фаза аралық құбылыстар аналитикалық химияда тұнбаларды еріткенде немесе тұндырғанда, айдау кезінде, экстракцияда және басқа да талдау әдістерінде кеңінен қолданылады. Фаза аралық құбылыстар ӘМЗ бағынады, уақыт өткен сайын фазалар арасында химиялық тепе-теңдік орнайды. Гетерогендік тепе-теңдік дегеніміз фазалар арасында орнаған тепе-теңдік. Аналитикалық химияда қандай да бір заттың тұнбасы мен сол заттың қаныққан ерітіндісі арасындағы динамикалық тепе-теңдік, яғни гетерогендік тепе-теңдіктер кеңінен кездеседі. Мысалы, AgCl ↔ Ag+ + Cl- тұнба қаныққан еріт. Нашар еритін AgCl су қосқанда кристалл бетіндегі молекулалар ерітіндіге ауысып, еру процесі басталады. Еріген AgCl молекулалары толық ионданады. Ерітіндідегі Ag+ және Cl- иондарының саны көбейді. Еру процесімен қатар, кері процесс AgCl-дың ерітіндіден тұнбаға түсуі жүреді. Біраз уақыттан кейін қайтымды жүйеде динамикалық тепе-теңдік орнайды. Осы кезде еру мен тұнбаға түсу процестерінің жылдамдықтары теңеседі. Тепе-теңдік орнаған кезде иондардың концентрациясы өзгермейді. Мұндай ерітіндіні қаныққан ерітінді деп атайды. Тепе-теңдік орнаған кездегі жүйе тепе-теңдік концентрациясымен сипатталады. Мұндағы [AgCl] концентрациясы тұрақты шама. Бұдан шығатын қорытынды, нашар еритін электролиттің қаныққан ерітіндісіндегі иондар концентрацияларының көбейтіндісі, белгілі бір температурада тұрақты шама, мұны ерігіштік көбейтіндісі деп атайды және КS деп белгілейді. Ks = [Ag+][Cl-] PbI2 ↔ Pb2+ + 2I- Ks(PbI2) = [Pb2+][I-]2, 25 °С температурада Ks(PbI2) = 8,7·10-9 тең. Егер иондардың концентрациясын активтілік арқылы өрнектесек, онда Ksа - активтілік арқылы өрнектелген ерігіштік көбейтіндісі. Егер, ерітіндінің иондық күші 0-ге тең болса, онда f-тің мәні бірге тең болады. Бұл жағдайда KSа = KS. Ерігіштік көбейтіндісін көрсеткішпен жазуға болады, рKS = -lgКS. Ерігіштік көбейтіндісіне әсер ететін факторлар: заттың табиғаты; еріткіштің табиғаты (мыслы, СаSO4 суда ерігіштігі жоғары болғандықтан тұнбаға толық түспейді, егер этил спиртін қосса, толық тұнбаға түседі); температура (температура 15 °С-ден 80 °С-ге көтерілгенде, ерігіштік көбейтіндісі 400 есе артады). [Ag+][Cl-] = ИК, ИК – иондардың көбейтіндісі. ИК – тұнбаның түзілу шарттарын сипаттайды: а) қаныққан ерітінді - қаныққан ерітіндіде тұнба түзілу мен еру процесінің арасында динамикалық тепе-теңдік орнайды. Қанша AgCl молекуласы ионға ыдыраса, сонша молекуласы тұнбаға түседі. КS = [Ag+][Сl-] немесе КS = ИК. б) қанықпаған ерітінді - тепе-теңдікте тұрған «тұнба-қаныққан ерітінді» жүйесіне су қосса, тұнба бетіндідегі ерітіндіде Ag+ және Cl- иондарының концентрациясы кемиді. Ерітінді қанықпаған болып қалады. KS > ИК немесе KS > [Ag+][Cl-]. Тепе-теңдік орнау үшін иондардың концентрациясы көбею керек, бұл кезде тұнбаның еруі басталады. Тепе-теңдік орнаған кезде тұнбаның еру процесі тоқтайды. Қанықпаған ерітіндіде тұбаның еру процесі жүреді. в) аса қаныққан ерітіндіде - тепе-теңдікте тұрған «тұнба-қаныққан ерітінді» жүйесіне Ag+ немесе Cl- ионын (тұнбамен аттас ионды) қосса, ерітіндідегі иондардың концентрациясы артады. Ерітінді аса қаныққан болады. КS < ИК немесе Кs < [Ag+][Cl-]. Бұл жағдайда иондар тұнбаға түскен кезде ғана концентрациясы кеміп, тепе-теңдік орнайды. Аса қаныққан ерітіндіде тұнбаға түсу процесі жүреді. Нашар еритін электролиттердің ерігіштік көбейтіндісі, оның ерігіштігімен сипатталады. Ерігіштік дегеніміз қатты заттың ерітіндіге ауысып, гомогендік жүйе түзу қабілеті. Қосылыстарды ерігіштігіне қарай: нашар еритін < 10-4-10-5 моль/л; орташа еритін < 10 -2 моль/л; жақсы еритін > 10-2 моль/л деп бөледі. Ерігіштік - S әріпімен белгіленеді. Ерігіштік көбейтіндісі неғұрлым кіші болса, зат соғұрлым нашар ериді. Аналитикалық химияда заттардың ерігіштігі сандық жағынан қаныққан ерітіндідегі заттың немесе ионның молярлық концентрациясымен (моль/л) сипатталады, өлшем бірлігі – моль/л, г/л, %. Ерігіштік көбейтіндісінің мәнін біле тұрып, ерігіштікті есептеуге болады. , моль/л; Cм = S, , г/л; , , г/л. Cm - массалық концентрация, г/л. 1 есеп: 20 °С температурада қорғасын сульфатының Кs(PbSO4) = 2.2·10-3 тең, ерігіштігін анықтау керек. Бер: Кs(PbSO4) = 2.2·10-8 / S - ? PbSO4 ↔ Pb2+ + SO42- [Pb2+] = S моль/л [SO42-] = S моль/л Кs(PbSO4) = [Pb+2][SO42-]=S·S=S2 моль/л. 2 есеп: 20 °С температурада ерігіштігі 2 г/л тең кальций сульфаты тұзының ерігіштік көбейтіндісін анықтау керек. Бер: Cm(СаSO4) = 2 г/л / Кs(СаSO4) = ?, СаSO4 ↔ Са2+ + SO42- М(СаSO4) = 136 г/моль моль/л. [Са2+] = [SO42-] = 0,0147 моль/л Кs(СаSO4) = [Са+2][SO42-]=0,01472 = 2,16·10-4 Анықтамадан Сонымен, ерігіштік көбейтіндісі Кs тұнба мен оның қаныққан ерітіндісі және тұнбаның түзілу шарттарын сипаттайтын шама болып табылады. Жалпы түрде, ВА ↔ В+ + А-, Тұнба әртүрлі зарядталған иондардан тұрған жағдайда ерігіштік пен ерігіштік көбейтіндісі арасындағы байланыс күрделі болып келеді. Мысал ретінде нашар еритін РbJ2 тұнбасын алса, оның диссоциациялануы былай жазылады: PbJ2 ↔ Pb2+ + 2J– S S 2S [Pb2+] = S моль/л, ал [J-] = 2S моль/л, өйткені бір молекуладан диссоциация нәтижесінде бір Pb2+ ионы және екі J– иондары түзіледі. Осы тепе-теңдік концентрацияларын пайдаланып, ерігіштік көбейтіндісін былай жазуга болады: Ks(PbI2) = 8,7·10-9, Ks(PbI2) = [Pb2+][I-]2 = S·(2S)2 = 4S3 Ерігіштік тең болады: моль/л. Ерігіштігі 10-4 моль/л-ден үлкен электролиттің КS есептеуге активтілікті қолданады. жүктеу/скачать 95,11 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|