Biz har kuni turli moddalarning eritmalariga duch kelamiz. Ammo har birimiz ushbu tizimlar qanchalik katta rol o'ynashini anglab etmasligimiz dargumon. Ularning xulq-atvorining aksariyati bugungi kunda ming yillar davomida batafsil o'rganish orqali aniq bo'ldi. Shu vaqt ichida oddiy odam uchun tushunarsiz bo'lgan ko'plab atamalar kiritildi. Ulardan biri eritmaning normalligidir. Bu nima? Bu bizning maqolamizda muhokama qilinadi. Keling, o‘tmishga sho‘ng‘ishdan boshlaylik.
Tadqiqotlar tarixi
Eritmalarni o'rganishni boshlagan birinchi yorqin aqllar Arrenius, van't Xoff va Ostvald kabi taniqli kimyogarlar edi. Ularning ishlari ta'siri ostida kimyogarlarning keyingi avlodlari suvli va suyultirilgan eritmalarni o'rganishga kirishdilar. Albatta, ular juda ko'p bilim to'plashdi, ammo suvsiz eritmalar e'tiborsiz qoldirildi, bu esa, aytmoqchi, sanoatda ham, inson hayotining boshqa sohalarida ham katta rol o'ynaydi.
Suvli bo'lmagan eritmalar nazariyasida juda ko'p tushunarsizlik mavjud edi. Misol uchun, agar suvli tizimlarda o'tkazuvchanlik qiymati dissotsilanish darajasining ortishi bilan oshsa, shunga o'xshash tizimlarda, lekin suv o'rniga boshqa erituvchi bo'lsa, bu aksincha edi. Kichik elektr qiymatlario'tkazuvchanlik ko'pincha dissotsiatsiyaning yuqori darajasiga to'g'ri keladi. Anomaliyalar olimlarni kimyoning ushbu sohasini o'rganishga undadi. Katta hajmdagi ma'lumotlar to'plandi, ularni qayta ishlash elektrolitik dissotsiatsiya nazariyasini to'ldiradigan qonuniyatlarni topishga imkon berdi. Bundan tashqari, elektroliz va organik va noorganik birikmalarning murakkab ionlarining tabiati haqidagi bilimlarni kengaytirish mumkin edi.
Keyin konsentrlangan eritmalar sohasida faolroq tadqiqotlar boshlandi. Bunday tizimlar suyultirilganlardan sezilarli darajada farq qiladi, chunki erigan moddaning konsentratsiyasi ortishi bilan uning erituvchi bilan o'zaro ta'siri tobora muhim rol o'ynay boshlaydi. Bu haqda keyingi bo'limda.
Nazariya
Hozirgi vaqtda ionlar, molekulalar va atomlarning eritmadagi harakatlarini eng yaxshi tushuntirish faqat elektrolitik dissotsilanish nazariyasidir. 19-asrda Svante Arrhenius tomonidan yaratilganidan beri u ba'zi o'zgarishlarga duch keldi. Klassik nazariyaga ma'lum darajada to'g'ri kelmaydigan ba'zi qonunlar (masalan, Ostvaldning suyultirish qonuni) kashf qilindi. Ammo, olimlarning keyingi ishlari tufayli nazariyaga tuzatishlar kiritildi va uning zamonaviy ko'rinishida u hali ham mavjud bo'lib, eksperimental ravishda olingan natijalarni yuqori aniqlik bilan tavsiflaydi.
Dissotsilanishning elektrolitik nazariyasining asosiy mohiyati shundan iboratki, modda eriganida uni tashkil etuvchi ionlarga - zaryadga ega zarrachalarga parchalanadi. Qismlarga parchalanish (ajralish) qobiliyatiga qarab, kuchli va kuchsiz bo'ladielektrolitlar. Kuchlilari eritmadagi ionlarga butunlay ajraladi, kuchsizlari esa juda oz miqdorda.
Molekula parchalanadigan bu zarralar erituvchi bilan o'zaro ta'sir qilishi mumkin. Bu hodisa solvatsiya deb ataladi. Ammo bu har doim ham sodir bo'lmaydi, chunki bu ion va erituvchi molekulalarida zaryad mavjudligi bilan bog'liq. Masalan, suv molekulasi dipol, ya'ni bir tomoni musbat, ikkinchi tomoni manfiy zaryadlangan zarrachadir. Va elektrolitlar parchalanadigan ionlar ham zaryadga ega. Shunday qilib, bu zarralar qarama-qarshi zaryadlangan tomonlar tomonidan tortiladi. Ammo bu faqat qutbli erituvchilar (suv kabi) bilan sodir bo'ladi. Masalan, geksandagi har qanday moddaning eritmasida eritma sodir bo'lmaydi.
Eritmalarni o'rganish uchun ko'pincha erigan moddaning miqdorini bilish kerak. Ba'zida ma'lum miqdorlarni formulalarga almashtirish juda noqulay. Shuning uchun konsentratsiyalarning bir necha turlari mavjud, ular orasida eritmaning normalligi mavjud. Endi biz eritmadagi moddaning tarkibini ifodalashning barcha usullari va uni hisoblash usullari haqida batafsil aytib beramiz.
Eritma konsentratsiyasi
Kimyoda koʻplab formulalar mavjud va ularning baʼzilari qiymatni u yoki bu maʼlum shaklda qabul qilish qulayroq boʻladigan tarzda tuzilgan.
Konsentratsiyani ifodalashning birinchi va biz uchun eng tanish shakli bu massa ulushi. Bu juda oddiy hisoblangan. Biz faqat eritmadagi moddaning massasini uning umumiy massasiga bo'lishimiz kerak. Shunday qilibShunday qilib, biz javobni birning kasrlarida olamiz. Olingan sonni yuzga ko'paytirsak, javobni foiz sifatida olamiz.
Bir oz kamroq ma'lum bo'lgan shakl - bu hajm ulushi. Ko'pincha u alkogolli ichimliklardagi alkogol kontsentratsiyasini ifodalash uchun ishlatiladi. Bundan tashqari, u juda oddiy hisoblangan: biz erigan moddaning hajmini butun eritmaning hajmiga bo'lamiz. Oldingi holatda bo'lgani kabi, siz javobni foiz sifatida olishingiz mumkin. Yorliqlarda ko‘pincha shunday deyiladi: “40% hajm”, ya’ni: 40 ovoz balandligi.
Kimyoda konsentratsiyaning boshqa turlari ko'pincha qo'llaniladi. Ammo ularga o'tishdan oldin, moddaning mol nima ekanligi haqida gapiraylik. Moddaning miqdori turli yo'llar bilan ifodalanishi mumkin: massa, hajm. Axir, har bir moddaning molekulalari o'z vazniga ega va namunaning massasi bo'yicha unda qancha molekula borligini tushunish mumkin emas va bu kimyoviy o'zgarishlarning miqdoriy tarkibiy qismini tushunish uchun kerak. Buning uchun moddaning mol kabi miqdori kiritilgan. Aslida, bir mol ma'lum miqdordagi molekuladir: 6,021023. Bu Avogadro raqami deb ataladi. Ko'pincha, moddaning moli kabi birlik reaktsiya mahsulotlarining miqdorini hisoblash uchun ishlatiladi. Shu munosabat bilan konsentratsiyani ifodalashning yana bir shakli mavjud - molyarlik. Bu hajm birligiga to'g'ri keladigan moddaning miqdori. Molyarlik mol/L da ifodalanadi (o'qing: litr uchun mol).
Tizimdagi moddaning tarkibini ifodalashning juda oʻxshash turi mavjud: molallik. Uning molyarlikdan farqi shundaki, u moddaning miqdorini hajm birligida emas, balki massa birligida aniqlaydi. Va ibodatlarda ifodalangankilogramm uchun (yoki boshqa ko'p, masalan, gramm uchun).
Shunday qilib, biz oxirgi shaklga keldik, biz uni alohida muhokama qilamiz, chunki uning tavsifi ba'zi nazariy ma'lumotlarni talab qiladi.
Echim normalligi
Bu nima? Va oldingi qiymatlardan qanday farq qiladi? Avval siz eritmalarning normalligi va molyarligi kabi tushunchalar o'rtasidagi farqni tushunishingiz kerak. Aslida, ular faqat bitta qiymat bilan farqlanadi - ekvivalentlik soni. Endi siz hatto yechimning normalligi nima ekanligini tasavvur qilishingiz mumkin. Bu shunchaki o'zgartirilgan molyarlik. Ekvivalent raqam bir mol vodorod ionlari yoki gidroksid ionlari bilan o'zaro ta'sir qila oladigan zarrachalar sonini ko'rsatadi.
Yechimning normalligi nima ekanligi bilan tanishdik. Biroq, chuqurroq qazishga arziydi va biz bu, birinchi qarashda, kontsentratsiyani tavsiflashning murakkab shakli qanchalik sodda ekanligini ko'ramiz. Shunday qilib, keling, yechimning normalligi nima ekanligini batafsil ko'rib chiqamiz.
Formula
Og'zaki tavsifdan formulani tasavvur qilish juda oson. Bu shunday bo'ladi: Cn=zn/N. Bu yerda z - ekvivalentlik koeffitsienti, n - moddaning miqdori, V - eritmaning hajmi. Birinchi qiymat eng qiziqarli hisoblanadi. Bu shunchaki moddaning ekvivalentini, ya'ni boshqa moddaning bir minimal zarrasi bilan reaksiyaga kirisha oladigan haqiqiy yoki xayoliy zarrachalar sonini ko'rsatadi. Bu bilan, aslida, formulasi yuqorida keltirilgan eritmaning normalligi sifat jihatidan farq qiladi.molyarlikdan.
Va endi yana bir muhim qismga o'tamiz: yechimning normalligini qanday aniqlash mumkin. Bu shubhasiz muhim savol, shuning uchun uni o'rganishga yuqorida keltirilgan tenglamada ko'rsatilgan har bir qiymatni tushunish bilan yondashishga arziydi.
Yechimning normalligini qanday topish mumkin?
Yuqorida muhokama qilgan formulamiz faqat qoʻllaniladi. Unda berilgan barcha qiymatlar amalda osongina hisoblab chiqiladi. Darhaqiqat, ba'zi miqdorlarni bilgan holda, eritmaning normalligini hisoblash juda oson: erigan moddaning massasi, uning formulasi va eritmaning hajmi. Biz moddaning molekulalarining formulasini bilganimiz uchun uning molekulyar og'irligini topishimiz mumkin. Erigan moddaning namunasi massasining uning molyar massasiga nisbati moddaning mollari soniga teng bo'ladi. Va butun eritmaning hajmini bilib, biz molyar konsentratsiyamiz nima ekanligini aniq ayta olamiz.
Yechimning normalligini hisoblash uchun bajarishimiz kerak boʻlgan keyingi operatsiya ekvivalentlik omilini topish amalidir. Buning uchun biz protonlar yoki gidroksil ionlarini biriktira oladigan dissotsiatsiya natijasida qancha zarrachalar hosil bo'lishini tushunishimiz kerak. Masalan, sulfat kislotada ekvivalentlik koeffitsienti 2 ga teng va shuning uchun bu holda eritmaning normalligi uning molyarligini oddiygina 2 ga ko'paytirish yo'li bilan hisoblanadi.
Ilova
Kimyoviy analitikada ko'pincha eritmalarning normalligi va molyarligini hisoblash kerak bo'ladi. Bu uchun juda qulaymoddalarning molekulyar formulalarini hisoblash.
Yana nimani o'qish kerak?
Eritmaning normalligi nima ekanligini yaxshiroq tushunish uchun umumiy kimyodan darslik ochgan ma'qul. Agar siz ushbu ma'lumotlarning barchasini allaqachon bilsangiz, kimyo yo'nalishi talabalari uchun analitik kimyo darsligiga murojaat qilishingiz kerak.
Xulosa
Maqola tufayli siz eritmaning normalligi asosan kimyoviy analizda qoʻllaniladigan moddaning konsentratsiyasini ifodalash shakli ekanligini tushundingiz deb oʻylaymiz. Endi u qanday hisoblangani hech kimga sir emas.
