Bu maqsadlarga Fikning 2-qonunidan foydalaniladi: (2)

10.9. ERITMALARNING QAYNASH VA MUZLASH TEMPERATURALARI.

RAULNING IKKINCHI QONUNI.

Kimyoda eritmaning muzlash shartlarini o’rganuvchi bo’lim krioskopiya deb, qaynash shartlarini o’rgnuvchi bo’lim esa ebulioskopiya deb ataladi.

Har qanday suyuqlik bug’i bosimi qattiq fazaning bug’i bosimiga tenglashganda muzlay boshlaydi. X.3. – rasmda sof erituvchi bilan eritma bug’ bosimlarining temperaturaga qarab o’zgarishi tasvirlangan.

X.3-rasm. Temperaturaning o’zgarishi bilan muz va suv bug’i bosimlarining o’zgarishi.

Rasmda AW egri chiziq sof erituvchi bug’ining bosimi, А¹S egri chiziq esa eritma bug’ining bosimi o’zgarishini ko’rsatadi.

Raul qonuniga muvofiq, eritma bug’ining bosimi (А¹S) turli temperaturalarda sof erituvchi bug’ining bosimi (AW) ga qaraganda bir muncha pastda joylashadi. X.3 – rasmda muz bug’i bosimining egri chizig’i (EA) ham ko’rsatilgan. Rasmdagi A nuqtada sof suv bilan muz muvozanatda turadi, chunki ular bug’larining bosimi o’zaro teng. A nuqta AW egri chiziq bilan EA egri chiziq kesishuv nuqtasi bo’lib, t ga to’g’ri keladi; bu nuqta (temperatura) suvning muzlash nuqtasidir. Eritma bug’ining bosimi 00S da sof suvnikidan ancha past bo’ladi. Faqat 0⁰ С dan past (t¹ ) temperaturadagina eritmaning bug’i bosimi muzning bug’i bosimiga tenglashadi (rasmdagi А¹ nuqta ), bu nuqta АS¹ va ЕА egri chiziqlarning kesishuv nuqtasidir. Bu nuqtadagi temperatura ma‘lum kontsentratsiyaga ega bo’lgan eritmaning muzlash nuqtasi bo’ladi. Shunday qilib, eritmalar hamma vaqt sof erituvchiga nisbatan bir muncha past temperaturada muzlaydi. Masalan, 100 ml suvda 10 g osh tuzi eritilishidan hosil bo’lgan eritma – 13⁰ С da muzlaydi, dengiz suvi – 2,5 ⁰ С da muzlaydi va hokazo.

Eritma muzlash temperaturasining pasayishi  t_МУЗ bilan belgilanadi. Raul qonuniga muvofiq,  t_МУЗ eritmaning molyar kontsentratsiyasiga proportsional bo’lib, moddaning tabiati bog’liq emas:

t_МУЗ = К · С (Х.12)

bu yerda: К – proportsionallik koeffitsienti;

С – eritmaning molyar kontsentratsiyasi

Raulning ikkinchi qonuni krioskopik qonun nomi bilan ataladi va quyidagi formula bilan ifodalanadi:

t⁰₀ = К · С_М

yoki

t⁰₀ =   (Х.13)

bu yerda: K – erituvchining krioskopik konstantasi yoki muzlash temperaturasining molekulyar pasayishi deb ataladi, chunki u 1000 g erituvchida 1 mol modda eriganda hosil bo’lgan molyal eritma muzlash temperaturasining pasayishini ko’rsatadi.

Suyuqlik bug’ining bosimi tashqi bosimga baravarlashganda qaynay boshlaydi. Toza suv 100⁰ С da qaynaydi, chunki bu temperaturada suv bug’ining bosimi tashqi atmosfera bosimiga tenglashadi; buni X.3-rasmdan ko’rish mumkin (AW egri chiziqdagi С nuqta ). Eritma bug’ining bosimi esa shu temperaturada atmosfera bosimidan past joylashadi (A¹S egri chiziqdagi С¹ nuqta). Eritmani qaynatish uchun temperaturani ko’tarish yo’li bilan uning bug’ bosimini atmosfera bosimiga tenglashtirish kerak (A₁S egri chiziqdagi Д nukta), bu esa 100⁰ С dan yuqori temperaturada (t¹¹ da) mavjud bo’ladi (t¹¹ >100⁰C).

SHunday qilib, eritma erituvchidan ko’ra yuqori temperaturada qaynaydi. Masalan, Н₂SO₄ ning 40 % li eritmasi 114 ⁰С da , NaCI ning to’yingan eritmasi 108,8 ⁰С da qaynaydi va hokazo.

Raulning ikkinchi qonuni formulasi (X.13) dan foydalanib, erigan moddaning molekulyar massasi topiladi. Buning uchun eritma muzlash temperaturasining pasayishi yoki qaynash temperaturasining ko’tarilishi tajribada aniqlanadi. Bu usullarning birinchisi – krioskopik usul ikkinchisi – ebulioskopik usul deb yuritiladi. Muzlash va qaynash temperaturasini aniq ulchash uchun E.Bekman kashf etgan maxsus aniqligi katta bo’lgan termometrdan foydalaniladi. ELEKTROLITIK DISSOTSILANISH.

Suvdagi eritmalari yoki suyuqlanmalari elektr oqimini o’tkazadigan moddalarga elektrolitlar deyiladi. Kislota, asos va tuzlar elektrolitlardir. Suvdagi eritmalari elektr oqimini o’tkazmaydigan moddalar noelektrolitlar deyiladi. Noelektrolit moddalarning eritmalari Vant-Goff va Raul qonunlariga bo’ysunadi. Elektrolitlarning eritmalari esa bu qonunga bo’ysunmaydi. Elektrolitlar eritmalarining tajribada topilgan osmotik bosimlari Vant-Goff qonuniga muvofiq hisoblab topilgan osmotik bosimdan hamma vaqt ortiq bo’ladi.

Noelektrolit moddalarning eritmalari uchun Vant-Goff tenglamasi Р = СRT shaklida yozilar edi. Bu tenglamani elektrolit eritmalariga tatbiq etish uchun tenglamaga izotonik koeffitsient (i) ni kiritish kerak bo’ladi.

Р = i CRT ( XI. I )

bu yerda: i – Vant-Goff kiritgan izotonik koeffitsient, u tajribada topiladi.

Bu koeffitsient doimo 1 dan ortiq bo’lib, eritmaning tajribada kuzatilgan osmotik bosimi  Р¹ ning, muzlash temperaturasining tajribada kuzatilgan pasayishi  t¹_МУЗ ni va qaynash temperaturasini ko’tarilishi  t_КАЙ ni Vant-Goff va Raul qonunlariga asosan hisoblab chiqilgan qiymatlaridan i marta kattaligini ko’rsatadi:

i=  (XI.2)

Krioskopik va ebulioskopik usullar bilan hisoblangan molekulyar massa haqiqiy molekulyar massadan i marta kichik. Bular eritmaning kontsentratsiyasi. i marta ortayotganini ko’rsatadi.

Bu faktlarni tushuntirish uchun 1887 yilda shved olimi Svante Arrenius eritmalarning elektr o’tkazuvchanligini o’lchash asosida elektrolitik dissotsilanish nazariyasini taklif qildi. Bu nazariyaga muvofiq kislota, asos va tuzlar suvda eriganda qarama-qarshi zaryadli ionlarga ajraladi. Arreniusdan ilgari, Klauzius, Grotgus, Faradey va boshqa olimlarning fikricha faqat eritmada elektr oqimi o’o’gandagina ionlar hosil bo’lishi, elektr oqimi o’tishi to’xtagach ionlar yana bir – biri bilan birikishi lozim.

Arrenius fikricha, molekulalarning ionlarga ajralishi uchun elektr oqimining hech qanday ahamiyati yo’q, elektrolitlar suvda erish jarayonida ionlarga ajraladi. Buning natijasida eritmalardagi zarrachalarning soni ortadi va shuning uchun elektrolit eritmalarining osmotik bosimi xuddi shunday kontsentratsiyadagi noelektrolit modda eritmasining osmotik bosimidan bir necha marta ko’p bo’ladi. Elektrolit molekulalarning ionlarga ajralishi qaytar jarayondir, masalan:

СН₃СООН → СН₃СОО^- + Н⁺

Eritma, umuman olganda elektroneytral bo’lgani uchun eritmadagi manfiy zryadlar soni musbat zaryadlar soniga teng bo’lishi kerak.

Arrenius nazariyasi kimyo fani taraqqiyotiga munosib xissa qo’shdi va kuchsiz elektrolitlar uchun hozirgi kungacha tatbiq qilib kelinmoqda.