Umuman, S = 1sm
2
, l = 1 sm bўlganda aniқlangan elektr ўtkazuvchanlik
W, solishtirma elektr ўtkazuvchanlikni H ifodalaydi.
F
C
H
1000
Ekvivalent elektr ўtkazuvchanlik
= H
V, V=1000/C ekanligini bilgan
ҳolda:
F
kelib chiқadi.
Ionlarning absolyut tezligi juda kichik bўlganligi sababli, F marta katta
bўlgan қiymat-ionlarning ҳarakatchanligidan (
+
+
-
) (21-jadval 287 bet.)
foydalanamiz:
1000
C
H
=
(
+
+
-
)
ёki
=
0
= 1 bolganda,
0
=
+
0
+
-
0
Shunday қilib, (chegara) cheksiz suyultirilgan eritmaning ekvivalent
elektr ўtkazuvchanligi suyultirilgan eritma (chegara) ekvivalent elektr
37
ўtkazuvchanliklarning yiғindisiga ёki cheksiz suyultirilgan eritmadagi kation va
anionlar ҳarakatchanliklarning (21-jadval) yiғindisiga teng. Bu Kolьraush
tomonidan ta`riflangan additivlik (ionlar ҳarakatining mustaқillik) қonuni
deyiladi. Elektr ўtkazuvchanlikning қiymati eritma koncentraciyasi, ҳarorat ,
erigan modda va erituvchi tabiatiga boғliқ .
2.2. Elektr o’tkazuvchanlikka ta`sir qiluvchi omillar
1. Eritma koncentraciyasining ta`siri.
Elektr ўtkazuvchanlikning koncentraciyasiga boғliқligi elektrolitning
tabiatiga boғliқ bўlib, koncentraciyaning oshishi solishtirma elektr
ўtkazuvchanlikning ortishiga va ma`lum қiymatdan keyin kamayishiga olib keladi
(1-chizma).
1-chizma. Solishtirma elektr ўtkazuvchan¬likning
koncentra¬ciyaga boғliқligi.
Eritma koncentraciyasi oshishi bilan eritmada zaryadli zarrachalar soni
oshadi, natijada elektr ўtkazuvchanlik ma`lum қiymatgacha oshadi, keyin esa
kamayadi, chunki eritma koncentraciyasi oshishi bilan eritmaning ion kuchi
oshadi, natijada ionlar orasidagi masofa kichrayib, ion juftlari ҳosil bўlib,
ionlarning ҳarakatchanligi kamayadi. Demak, koncentraciya va ionlarning zaryadi
С, моль/л
ℋ,
о м
-
см
-
HCl
KOH
KCl
MgSO
4
CH
3
CO OH
LiC
l
38
қancha katta bўlsa, eritmaning ion kuchi shuncha katta bўladi. Bu boғlanish
Onzager tenglamasi bilan ifodalandi.
0
0
-
berilgan
koncentraciyadagi
eritmaning
ekvivalent
elektr
ўtkazuvchanligi;
o
- cheksiz suyultirilgan eritmaning ekvivalent elektr ўtkazuvchanligi;
μ
0
- eritmaning ion kuchi;
β - erituvchining kimёviy tabiatiga boғliқ bўlgan kattalik.
Ekvivalent elektr ўtkazuvchanlik eritmaning suyultirilishi bilan ўzgarib,
eritma cheksiz suyultirilganida ўzining eng katta қiymatiga ёtadi. Chunki eritma
suyultirilishi bilan ionlar orasidagi ўzaro ta`sir susayib, ionlarning ҳarakat tezligi
ortadi (2- chizma).
2 – chizma. Ekvivalent elektr ўtkazuvchanlikning koncentraciyasiga
boғliқligi.
Kuchsiz elektrolit eritmalarida koncentraciyaning kamayishi bilan
dissociaciyalanish darajasi ortadi; cheksiz suyultirilganda elektrolit amalda tўliқ
dissocilangan
deb
ҳisoblanadi.
Bunday
ҳolda
ekvivalent
elektr
ўtkazuvchanlikning koncentraciyasiga boғliқligini Kolьraush tenlamasi bilan
ifodalanadi.
С, моль/л
экв
г
см
ом
2
39
С
А
- berilgan koncentraciyadagi ekvivalent elektr ўtkazuvchanlik.
+∞
- cheksiz suyultirilgandagi ekvivalent elektr ўtkazuvchanlik
A - doimiy қiymat
2. Ҳaroratning taьsiri. Ҳaroratning oshishi bilan eritmaning
қovushқoқligi kamayib, ionlarning ҳarakatchanligi oshadi. Ҳarorat 1
0
C ga
oshganda eritmaning elektr ўtkazuvchanligi 2-2,5% ga oshadi. Bu boғliқlik
қuyidagi tenglama bilan ifodalanadi:
Н
t
= (1 +
t +
t
2
)
Ht - 0
0
C ҳaroratdagi eritmaning solishtirma elektr ўtkazuvchanligi;
α ,β - elektrolitning kimёviy tabiati va koncentraciyasiga boғliқ bўlgan
kattaliklar ;
t
0
- ҳarorat.
Ҳaroratning juda ҳam oshishib ketishi ionlar ҳarakatini oshiradi. Natijada
ionlarning tўқnashlar soni kўpayib қarshilik oshadi elektr ўtkazuvchanlik
kamayadi.
3. Erituvchi kimёviy tabiatining ta`siri. Eritmaning dissocialanish
darajasi, ya`ni eritmadagi ionlar miқdori (±) erituvchining dielektrik
singdiruvchanligiga boғliқ. Bu kattalik қancha kichik bўlsa, dissocialanish
shuncha kam bўladi, eritmaning ўtkazuvchanligi ҳam kam bўladi.
Masalan: Suvning dielektrik singdiruvchanligi 78,3, benzolniki esa
2,3.Demak, suv yahshi erituvchi ҳisoblanadi. Bu boғliқlikni қuyidagi
tenglamadan ҳam bilish mumkin.
2
2
1
ч
g
g
F
Ionlar orasidagi ta`sir kuchi, shu ionlar miқdoriga tўғri proporcional, ular
orasidagi masofaning kvadratiga va erituvchining dielektrik singdiruvchanligiga
teskari proporcional. Huddi shunday eritmaning elektr ўtkazuvchanligi
erituvchining қovushқoқligiga ҳam boғliқ. Agar erituvchining қovushқoқligi
40
қancha kichik bўlsa, ionlar ҳarakati shuncha tez bўlib, elektr ўtkazuvchanlik
shuncha katta bўladi.
Konduktometrik analiz usuli tўғri (bevosita) konduktometriya va
konduktometrik titrlashga bўlinadi.
Tўgri konduktometriya asosida eritma koncentraciyasi bilan elektr
ўtkazuvchanligi orasidagi boғlanish ёtadi. Bu usul bilan eritmada bўlgan aloҳida
elektrolitlarni miқdorini aniқlash, ayniқsa, oziқ-ovқat maҳsulotlari sifatini nazorat
қilish mumkin.
Masalan: Suvning tozaligini, sut, vino, shifobahsh ichimliklar va
boshқalar tarkibiy қismini aniқlash mumkin.
Konduktometrik titrlash – titrlash jaraёnida eritmaning elektr
ўtkazuvchanligi
ўlchab
boriladi.
Olingan
natijalar
asosida
(elektr
ўtkazuvchanlikni titrant ҳajmiga boғiқlik) titrlash egri chiziқlar chiziladi.
Aniқlanadigan moddadagi ionlarning ҳarakatchanligini turlicha bўlganiga қarab,
titrlash egri chiziқlarini kўrinishi қuyidagicha bўladi.
Н
+
ОН
-
V,
мл
ℋ
ом
--
см
--
NaOH
HCl
a
)
SO
4
2-
, Na
+
Cl
-
Cl
-
V,
мл
ℋ
ом
--
см
-
-
BaCl
2
Na
2
SO
4
б)
Ba
2+
НСО
3
V,
мл
ℋ
ом
--
см
-
-
NaHCO
3
HCl
в)
Н
+
OH
-
V,
мл
ℋ
ом
--
см
-
-
NaОH
СаCl
2
г)
Сa
2+
41
a) Kuchli kislotani kuchli asos bilan titrlash;
b) Chўkma ҳosil қilish reakciyasiga asoslangan titrlash;
v) Kuchli kislotani, kuchli asos va kuchsiz kislotadan ҳosil bўlgan tuzi
bilan titrlash;
g) Kuchsiz asos va kuchli kislotadan ҳosil bўlgan tuzni kuchli asos bilan
titrlash egri chiziқlari.
Ekvivalent nuқta titrlash egri chiziқlaridan topiladi va ҳisoblashlar olib
boriladi. Konduktometrik titrlashda neytrallanish, oksidlanish-қaytarilish,
chўktirish, kompleks ҳosil қilish, қaytar va қaytmas reakciyalardan foydalanish
mumkin.
2.3. Yuqori chastotali titrlash.
Yuқori chastotali titrlash usuli ҳam eritmaning elektr ўtkazuvchanligini
ўlchashga asoslangan bўlib, analiz қilinadigan eritma yuқori chastotali tebranish
konturiga (elektr maydoniga) қўyiladi. Bunda tokning chastotasi megogerc va bir
necha ligogercga teng bўladi. Elektr maydoniga joylashtirilgan eritmadagi ionlar
kichik chastotada tebranadi. Chastota amplitudasi oshirilganda ionlarning
tebranishi kamayadi, ohirida ionlar ҳarakat қilmaydi. Ayni vaқtda yuқori chastota
molekulalarni deformaciyalab, deformacion қutblanish ҳosil қiladi. Қutblangan
molekulalar yuқori chastotali ўzgaruvchan tok maydonida ҳarakat қila boshlaydi,
natijada orentacion қutblanishni ҳosil қiladi. Қutblanishning ҳar ikkalasi
eritmadagi ionlarni siljishiga olib keladi, natijada eritmada қisқa muddatli tok
paydo bўladi. Molekulani қutblanishi eritmaning elektr ўtkazuvchanligini,
dielektrik va magnit kirituvchanlik hususiyatini ўzgartiradi.
Yuқori chastotali titrlash asboblarining sxemasi konduktometrik (қuyi
chastotali) titrlash asboblari sxemasidan farқ қilib, analiz қilinadigan eritma
yacheykasi kondensator plastinkalari orasida ёki induktiv galtak ichida
joylashtiriladi (3 - chizma).
42
3-chizma. Yacheykalar: a) kondensatorli ёki S - siғimli, S-yachey ka.
v) induktiv ёki L - yacheyka.
Yuқori chastotali titrlashda elektrodlar eritmaga tushirilmaydi. Yuқori
chastotali titrlashda asbobning asosiy қismi yuєori chastotali tebranish generatori
ҳisoblanadi. Generatorning tebranish chastotasi titrlash egri chiziғining
kўrinishiga kuchli ta`sir қiladi. (4 - chizma)
4-chizma. Asbob kўrsatgichini titrant ҳajmiga boғliқligi
Chizmadan kўrinayaptiki ekvivalent nuқta chastota 25-30mc. dan katta
bўlganda aniқ topiladi. Yuқori chastotali titrlash usulining қuyi chastotali
(konduktometrik) va potenciometrik titrlashga nisbatan sezgirligi katta. Bundan
tashқari yuқori chastotali titrlash bir necha afzalliklarga ega: elektrodlar eritmaga
tushirilmaydi, rangli, қuyuқ smola, emulьsiya, zaҳarli suv, organik erituvchilar
muҳitida ҳam analizni olib borish mumkin.
Titrlash hajmi, V,
Asb
o
b
k
o
rs
atk
ich
i
43
Yuқori chastotali titrlash usulida neytrallanish, chўktirish, kompleks ҳosil
қilish va oksidlanish-қaytarilish reakciyalaridan foydalanish mumkin.
Yuқori chastotali titrlash usulining kamchiligi asboblarining murakkab
tuzilganligi, yacheyka doimiyligini saқlab turish қiyinligida.
2.4. Tajriba mashg’ulotlari
.
1- ish. Aralashmadagi kislota, asos va tuz eritmalarining miқdorini
aniқlash.
Kerakli asbob - uskuna va reaktivlar:
1) konduktometr, yacheykasi bilan;
2) 10 dona 50,00 ml li ўlchov kolbasi;
3) 5,00 ml. li pipetka ;
4) mahsus shpric;
5) 200 ml. li stakan;
6) Yuvgich.
Asbobning ishga tayёrligini tekshirish (ўқituvchi tekshiradi). Konduktometr
15 min oldin ёқib, қizdiriladi. Darajalash (kalibrovka) tugmachasini va oraliқ
«ishlash soҳasi» tugmachalaridan birini bosib, darajalash buragichi ёrdamida
kўrsatkich 80 sM/m қiymatiga қўyiladi. Huddi shunday darajalashni ishlash
soҳasi tugmachalarining ҳammasi uchun tekshirib kўriladi.
Asbobning kўrsatkichi 80 sM/m ga қўyiladi.
Darajalash (kalibrovka) egri chiziғini chizish uchun bir necha standart
eritmalar suyultirish usuli bilan tayёrlanadi.
Ўlchash. Elektr ўtkazuvchanlik yacheykasi ikki marta distillangan suv
bilan, keyin aniқlanadigan elektrolit eritmasi bilan yuviladi. Yacheykaga mahsus
shpric bilan elektrolit eritmasi қўyiladi va asbobga ulanadi (ўlchash doimo eng
kichik koncentraciyali eritmadan boshlanadi). Ўlchanadigan ishlash soҳasi
tugmachalarning tegishlisini bosib asbobning kўrsatkichi ёzib olinadi (W). Huddi
shunday ҳamma eritmada ўlchab, natijalarini қuyidagi jadvalga kўrsatilgan
tartibda ёzib boriladi.
44
Qolba
raqami
С
н
- IgC
W
Н
=W-0,909
С
Н 1000
С
10
0,00195
9
0,0039
8
0,0078
7
0,0156
6
0,0312
5
0,0625
4
0,125
3
0,25
2
0,5
1
1
Jadval natijalari asosida (W – lgC), (Н – lgC), (
- lgC),
С
boғliқlik
grafiklari chiziladi.
2 - ish. Kuchli kislota (asos) ni kuchli asos (kislota) bilan titrlash.
Kerakli asbob – uskuna va reaktivlar:
1)
yuқori chastotali titrator TV-6L;
2)
mikrobyuretka;
3)
10,00 ml li pipetka;
4)
50,00 ml. li ўlchov kolba;
5)
aralashtirgich ўzagi;
6)
0,0100 n NaOH ёki KON;
7)
~ 0,1 n H
2
SO
4
ёki HCl.
Aniқlanadigan
modda
eritmasining
koncentraciyasi
titrantning
koncentraciyasiga nisbatan 10 marta kichik bўlishi kerak.
Ishni bajarish tartibi: Titrlash stakaniga pipetka bilan 5 ml 0,1 n H
2
SO
4
ning eritmasidan қuyiladi. Stakanni yacheykaga joylashtirib, eritmani ҳajmi
yuқorigi ҳalқadan 3 – 5 ml baland bўlguncha distillangan suv bilan suyultiriladi.
45
Idishga aralashtirgich ўzagini tushirilib, magnitli aralashtirgich ulanadi va uning
tezligini tanlanadi (қadaҳ ҳosil bўlishi oldi olinadi). Ўlchov asbobining strelkasini
shkalaning chap tomonidagi 5-10 қiymatlariga keltiriladi («grubo», «tochno»
buragichlar ёrdamida). Eritma mikrobyuretkadagi 0,0100 n. ishқor eritmasi bilan
titrlanadi. Dastlab titrantni 1 ml dan қўshib 30 – 40 sekundda asbobning
kўrsatkichi ёzib boriladi. Keyin titrantning miқdori 0,5 (0,2) ml. dan қўshiladi.
Mikroampermetrning kўrsatkichi қўyilgan қiymatdan eng katta chetlanib қaytib
ўz ҳoliga kelguncha titrlash davom ettiriladi. Olingan natijalarni jadval
kўrinishida rasmiylashtirilib, mikroampermetr kўrsatkichini (I, mA) titrant
ҳajmiga (V, ml) boғliқlik titrlash egri chizғi chiziladi, ekvivalent nuқtadagi
titrantni ҳajmi aniқlanadi.
Eritmadagi kislota miқdori қuyidagi formula bilan ҳisoblanadi.
n
к
иш
иш
та
к
V
V
N
V
Э
g
Mavzu yuzasidan savol va mashқlar
1.Eritmada
elektrolitlarning
ionlarga,
dissocialanish
sabablarini
tushuntiring.
2.Konduktometrik analiz usulining moҳiyatini tushuntiring.
3.Solishtirma, molyar va ekvivalent elektr ўtkazuvchanliklar orasida
қanday boғlanishlar bor.
4.Elektrolit eritmalarining ekvivalent elektr ўtkazuvchanligi қanday fizik
ma`noga ega?
5.Nima uchun elektrolit eritmalarining elektr ўtkazuvchanligini ўlchashda
doimiy tok emas, balki ўzgaruvchan tok ishlatiladi?
6.Eritma elektr ўtkazuvchanligini ўlchashda yacheyka doimiyligiga ta`sir
қiluvchi omillarni kўrsating.
7.Erituvchi sifatida suv ўrniga aceton ishlatilsa, kuchsiz elektrolitning
dissociaciyalanish konstantasining қiymati ўzgaradimi? Nima uchun?
46
8.Ekvivalent elektr ўtkazuvchanlik kuchli va kuchsiz elektrolitlar
koncentraciyasiga қanday boғliқ?
9.Bevosita va bilvosita konduktometriya usullari orasida қanday farқ bor.
Қaysi bir usul kўprok tanlash hususiyatga ega? Nima uchun?
10. Ekvivalent nuқta yaқinidagi қanday ўzgarish konduktometrik
titrlashni tugatishga sabab bўladi?
11. Yuқori chastotali titrlashda yacheykalarning қanday turlari ishlatiladi?
12. Murakkab aralashmalarni konduktometrik titrlash қanday bajariladi.
Titrlashdagi egri chiziқlarning kўrinishiga misollar keltiring.
13. Konduktometrik titrlash egri chiziғi sillik bўlsa, ekvivalent nuқta
қanday aniқlanadi?
14. 0,1 n NaCl eritmasining ekvivalent elektr ўtkazuvchanligi 79,2
sm
2
/Om. Eritmaning қarshiligi 5 Om bўlishi uchun sirt yuzasi 5 sm
2
teng bўlgan
parallel elektrodlar orasidagi masofa қanchaga teng bўlishi kerak?
15.
Cheksiz
suyultirilgan
KCl
eritmasining
ekvivalent
elektr
ўtkazuvchanligi 130,1 Om
-1
sm
2
/ g-ekv. Cl
-
ionlarining tashish soni 0,504 teng.
Eritmadagi K
+
va Cl
-
ionlarining ҳarakatchanligini ҳisoblang.
16. 180
0
C da zichligi 1,0255 g/sm
3
4 % li sulьfat kislota eritmasining
solishtirma elektr ўtkazuvchanligi 0,1675 Om
-1
sm
-1
teng. Eritmaning ekvivalent
elektr ўtkazuvchanligini ҳisoblang.
17. Dissociaciyalanish konstantasi 1,76 *10
-5
teng bўlgan 0,1 n sirka
kislota eritmasidagi [H
+
] va eritmaning ekvivalent elektr ўtkazuvchanligini
ҳisoblang .
18. Dissociaciyalanish konstantasi 1,79*10
-5
va darajasi 0,01 bўlgan
NH
4
OH eritmasining koncentraciyasini va ekvivalent elektr ўtkazuvchanligini
ҳisoblang. Tўyingan AgBr eritmasining solishtirma elektr ўtkazuvchanligi
0,57*10
-7
Om
-1
sm
-1
. Chegara ekvivalent elektr ўtkazuvchanligi 121,9 Om
-1
sm
2
/g-
ekv AgBr ning eruvchanligini ҳisoblang.
47
19. Ekvivalent elektr ўtkazuvchanligi 109,9 Om
-1
sm
2
/g-ekv bўlgan 0,05
n KNO
3
eritmasiga tushirilgan elektrodlar orasidagi masofa 2 m, elektrodlarning
sirt yuzasi 5 sm
2
teng. Shu eritmaning elektr ўtkazuvchanligi nimaga teng?
20. Yacheyka doimiyligi 0,5 sm
-1
bўlganda 0,01 n KNO
3
eritmasining
қarshiligi 423 Om. Erimaning solishtirma va ekvivalent elektr ўtkazuvchanligini
ҳisoblang.
21. Ҳarorat 298 K 0,1 n NH
4
OH eritmasining solishtirma elektr
ўtkazuvchanligi 0,037 Om
-1
sm
-1
.
Shu eritmaning
ekvivalent
elektr
ўtkazuvchanligini va pHni ҳisoblang.
22. 180
0
C da ekvivalent elektr ўtkazuvchanligi, 94,3 Om
-1
sm
2
/g-ekv ga
teng 1 n AgNO
3
eritmasi bўlgan yacheykadagi elektrodlarning sirt yuzasi 25 sm
2
va ular orasidagi masofa 5,5 sm ga teng bўlsa, eritmaning elektr ўtkazuvchanligini
ҳisoblang.
23. Solishtirma elektr ўtkazuvchanligi 1,25 * 10
-4
Om
-1
sm
-1
ga teng
bўlgan 0,0105 n NH
4
OH eritmasining dissociaciyalanish konstantasini ҳisoblang.
Do'stlaringiz bilan baham: |