1. Kimyoviy qaytar reaksiyalar. Massalar ta’siri qonuni. Elektrolitlarning eritmadagi aktivligi

1. Kimyoviy qaytar reaksiyalar. Massalar ta’siri qonuni.

Elektrolitlarning eritmadagi aktivligi.

Eritilgan moddaning analitik va muvozanat konsentratsiyalarini farqlash lozim.

Analitik konsentratsiya-bu eritilgan moddaning umumiy konsentratsiyasi(C).

Muvozanat konsentratsiya-bu eritilgan modda ma’lum formasining konsentratsiyasi( ), kvadrat qavslar molyar konsentratsiyaning belgisidir.

Ionlarning effektiv konsentratsiyasi odatda uning haqiqiy muvozanat konsentratsiyasidan kichik bo‘ladi. Effektiv konsentratsiyani aktivlik deyiladi.

Masalan 0,1 n HCI da H^ va CI^- ionlarining muvozanat konsentratsiyasi 0,1 g ionl, bu ionlarning aktivliklari esa, har biri 0,081 g-ionl ga teng va quyidagicha simvollar bilan yoziladi: H^  CI  0,1 g.ionl;

A_H  a_CI- 0,081g.ionl. ya’ni 0,1n li HCI eritmasi o‘zini eritmada 0,081 g.ionl dek tutadi.

Aktivlik bu eritmaning ideal eritma emasligi o‘lchovidir.Aktivlik bu hisoblangan yordamchi termodinamik fuknsiyadir, bu kattalikni termodinamik tenglamalardagi konsentratsiya o‘rniga qo‘yilsa ideal sistemalar uchun bo‘lgan tenglamarni ko‘rilayotgan real eritmalar uchun qo‘llash imkonini beradi. Bunda asosiy sabab elektrostatik kuchlardir, lekin boshqa effektlarning oz bo‘lsada ta’siri bo‘ladi.

Elektrostatik kuchlar- bu zaryadlangan zarrachalar, ya’ni ionlardir.

Aktivlik muvozanat konsentratsiyasi bilan quyidagi tenglama orqali bog‘langan:

af   (1)

f-aktivlik koeffitsienti, o‘lchovsiz kattalikdir.

Aktivlik koeffitsienti ion zaryadi (Z) va ion kuchining () funksiyasidir:

 (2)

Ion kuchi kichik bo‘lgan eritmalarda elektrostatik kuchlar kichik bo‘ladi, shuning uchun f1, a.

Bir valentli ionlar uchun 0,05 bo‘lganda (3)

Ikki valentli ionlar uchun 0,01

Uch valentli ionlar uchun 0,005

Aktivlik koeffitsientini eritmaning osmotik xossalari(osmotik bosim, muzlash temperaturasi, qaynash temperaturasi, bug‘ qovushqoqligi), elektr yurituvchi kuchlari(e.yuk.) va boshqa xossalaridan tajriba yo‘li bilan aniqlanadi.

(3) tenglama-Debay-Gyukkelning chekli qonuni deyiladi. Ion kuchi katta (0,1) bo‘lgan eritmalar uchun (bir valentli ionlar uchun) lgf q -0,5Z² (4)

(4)-Debay-Gyukkelьning kengaytirilgan qonuni deyiladi (koeffitsientlar ma’lumotnomada keltiriladi).

Massalar ta’siri qonuni.

Deyarli barcha kimyoviy reaksiyalar qaytar bo‘ladi, lekin ular bir-biridan qaytarilish darajasi bilan farq qiladi.

mA + nB pC + qD

Muvozanat qaror topgach to‘g‘ri va teskari reaksiyalar tezligi bir-biriga teng bo‘ladi,ya’ni:

V_A,VV_S,D qiymatlarini o‘rniga qo‘ysak

bo‘ladi.

Bundan ;

K_t- termodinamik muvozanat konstantasi

(5) K_t moddalar tabiati va temperaturaga bog‘liq bo‘ladi.

Agar (5) tenglamadagi hamma moddalar aktivliklarini (1) tenglamadagi [ ] f bilan almashtirilsa, u holda

(6)

/ q

K_S-konsentratsion muvozanat konstantasi.

K_S-reaksiyaga kirishuvchi moddalar tabiati va temperaturaning funksiyasi bo‘libgina qolmay balki ion kuchining ham funksiyasidir.

Agar 0, f1, u holda K_CK_T bo‘ladi.

Ayrim hollarda K_T ni tajriba yo‘li bilan, ya’ni eritma ion kuchining nolьga teng bo‘lgan qiymati bilan K_C ni ekstrapolyasiya qilib topish mumkin.

Agar eritmada asosiy reaksiya komponentlaridan tashqari yonaki reaksiyaga kirishuvchi begona moddalar ham ishtirok etsa va bu begona moddalar asosiy reaksiya komponentlari bilan raqobat reaksiyasiga kirishsa, u holda sistemada muvozanat holati har bir kimyoviy reaksiya muvozanat holatiga kelgandan keyingina sodir bo‘ladi.

2. Analitik kimyoda muvozanatning asosiy turlari.

Kislota-asosli muvozanat .Brensted va Louri bir-biridan bexabar 1923 yilda kislota va asoslarning protolitik nazariyasini yaratdilar. Bu umum tomonidan qabul qilingan nazariyadir.

Protolitik nazariyada zarrachalarning kislota-asosli xossalarini faqat proton tashish bilan bog‘lashadi, shuning uchun bu nazariya bo‘yicha kislota-asosli reaksiyalar protolitik reaksiyalar yoki protoliz reaksiyalari deyiladi.

Kislota yoki disprotid- bu protonlar donoridir, ya’ni proton beruvchi zarracha (molekula, kation, anion) dir

Asos yoki emprotid - bu protonlar akseptoridir,ya’ni proton qabul qiluvchi zarracha(molekula, kation, anion)dir.

Kislota proton berib asosga aylanadi.Kislotadan tashkil topgan va proton berishi hisobiga asos hosil qiladigan sistemani bog‘langan juft,yoki yarim reaksiya deyiladi. Bog‘langan juft ichidagi jarayonlar qaytardir.

Kislota  asos + P (P-proton)

A B + P (1)

Kislota va asoslarning bog‘langan juftlariga misollar:

CH₃ COOH CH₃ COO ^- + P

NH₄⁺ NH₃ + P

HCO₃^- CO₃^2- + P

AI(H₂O)₆³⁺ AI(H₂O)₅OH²⁺ + P

H₃O⁺ H₂O + P

H2O HO^- + P

Proton oluvchi va beruvchi zarrachalar amfiprotlar (H₂O, HCO₃^- va boshqalar) deyiladi.

Zarrachalarning protonga donorlik xususiyati qanchalik kuchli bo‘lsa, u shunchalik kuchli kislota va u bilan bog‘langan asos shunchalik kuchsiz asos hisoblanadi.