Elektrolitik dissotsiyalanish nazariyasi. Tuzlar gidrolizi

Ionlarning xossalari
Bu masala o‘quvchilarning darslik bo‘yicha bajariladigan mustaqil ishi tariqasida yoki ular bilan suhbat o‘tkazish orqali o‘rganilishi mumkin. Buning uchun o‘quvchilarga savollar beriladi:
1. Natriy ionlarining xossalari natriy atomlarining xossalaridan nima bilan farq qiladi? Buning sababini natriy ionlari va atomlarining tuzilishiga asoslanib qanday tushun-tirish mumkin?
2. Xlor ionlarining xossalari atomlarining xossalaridan nima bilan farq qiladi? Buning sababini xlor atomlari va ionlarining tuzilishiga asoslanib qanday tushuntirish mumkin? 3. Ba’zi tuzlarning eritmalari rangli bo‘lishi nimaga bog‘liq? Javobingizni misollar keltirib tushuntirib bering.
4. Yod eritmasining kraxmalga ta’sir etishi, ammo yodidlarning eritmalari kraxmalga ta’sir kilmasligini qanday tushuntirish mumkin? Suhbat davomida o‘quvchilar zarrachaning tuzilishidagi har qanday o‘zgarish uning xossalari o‘zgarishiga sabab bo‘lishini esga oladilar. Shundan keyin natriy, xlor va boshqa element atomlari va ionlarining tuzilishi ko‘rib chikiladi.
Chunonchi, natriy atomi uning ionidan farq qilib, oksidlanadi va boshqa elementlarning atomlarini (masalan, vodorodni) qaytaradi. Xlor atomlari va ionlarining xossalarini ham shu tariqa taqqoslash zarur. Ionlarda elektr zaryadi borligini isbot qilish uchun darslikda tavsif etilgan tajribani yoki K. Y. Parmenov kitobida yozilgan tajribalardan birini qilib ko‘rsatish kerak.
Dissotsilanish darajasi. Kuchli va kuchsiz elektrolitlar
Elektrolitlarning dissotsilanishi bilan tanishib chiqilgandan keyin shunday savol tug‘iladi: eritmadagi elektrolitning hamma molekulalari ionlarga ajralarmikan? Biror modda dissotsilanganda hosil bo‘lgan ionlar to‘xtovsiz harakatda bo‘ladi, ular bir-biriga to‘qnashganda qaytadan birikishi mumkin.
Binobarin, elektrolitik dissotsiatsiya qaytar protsessdir: eritmada hamma vaqt bir-biriga qarama-qarshi ikki jarayon : molekulaning ionlarga ajralishi (dissotsiatsiya) va ionlarning birikib molekula hosil qilishi (molizatsiya) sodir bo‘lib turadi.
Shuning uchun eritmada elektrolitning qandaydir bir qismi molekula holatida bo‘lishi mumkin. Masalan, mis (II)-xlorid eritmasi uzoq saqlanganda ham uning rangi o‘zgarmaydi, chunki eritmada kimyoviy muvozanat mavjuddir, ya’ni dissotsilanish reaksiyasining tezligi mollanish reaksiyasining tezligiga teng bo‘ladi: ayni bir vaqt oralig‘ida molekula va ionlarning har bir turidan nechtasi sarf bo‘layotgan bo‘lsa, o‘shanchasi qaytadan hosil bo‘lib turadi.
Mis (II)-xlorid eritmasiga suvning har bir ulushi qo‘shilganda eritma rangi asta-sekin emas, balki to‘satdan o‘zgaradi, chunki to‘g‘ri va teskari reaksiyalarning tezliklari nihoyatda katta bo‘lib, muvozanatning siljishi bir onda ro‘y beradi.
Bundan keyin o‘qituvchi eritmadagi elektrolit molekulalarining ionlarga ajralish darajasining miqdoriy ifodasi dissotsiatsiya darajasi ekanligini aytadi va bu tushunchaning qoidasini ta’riflaydi. Turli elektrolitlarda ayni bir sharoitda dissotsiatsiya darajasi bir xil bo‘larmikin?
Bu savolga javob topish uchun turli elektrolitlarning bir xil konsentratsiyali eritmalari, masalan, xlorid kislota va sirka kislotaning 2M eritmalarining elektr o‘tkazuvchanligini taqqoslab ko‘rish mumkin. Bunda elektr lampochkasining turli darajada cho‘g‘lanishini shu bilan izohlash mumkinki, tekshirilayotgan eritmalarda zaryadlangan zarrachalar ( ionlar) miqdori har xil bo‘ladi, binobarin kislotalarning dissotsiatsiya darajalari ham turlichadir.
Ravshanki, disotsiatsiya darajasi elektrolit molekulalaridagi ionlar orasidagi bog‘lanish qanchalik mustahkamligiga, ya’ni elektrolitning tabiatiga bog‘liqdir. Elektrolit eritmasi qanchalik ko‘p suyultirilsa, uning tarkibidagi ionlar bir-biridan shunchalik uzoqlashadi, ularning uchrashuv va qayta birikib molekula hosil qilishi shunchalik kamayib ketadi. Demak, dissotsiatsiya darajasi eritma suyultirilgan sari ortib borishi kerak. Konsentrlangan sirka kislota suyultirilgani sari uning elektr o‘tkazuvchanligi ortib borishini tajribada ko‘rsatib bu xulosani tasdiqlash mumkin.
Bu tajriba ko‘rsatilgandan so‘ng o‘quvchilar elektrolitning dissotsiatsiya darajasi eritma konsentratsiyasiga bog‘liqdir; eritma suyultirilganda dissotsiatsiya darajasi ortadi, chunki teskari jarayon — molizatsiya kamayadi, degan xulosaga keladilar.
Sinf yozuv taxtasiga eng muhim kislotalar va asoslarning dissotsiatsiya darajalari haqidagi ma’lumotlarni aks ettiradigan jadval tuzish yoki katta qog‘ozga yoxud ko‘chma yozuv taxtasidan yozib tayyorlangan shunday jadvalni osib qo‘yish maqsadga muvofiqdir.
2- j a d v a l
18°S da 0.1 M eritmalarda dissotsiatsiya darajasi Elektrolitning nomi Formulasi Dissotsiatsiya darajasi (% hisobida) Kislotalar.
Nitrat НNО₃ 100 ga yaqin
Xlorid НС1 100 ga yaqin
Sulfat Н₂SO₄ 100 ga yaqin
Fosfat Н₃Р0₄ 20
Sulfit Н₂SO₃ 20
ftorid НF 8
Sirka Н(Н₃С₂О₂)
1,4 Sulfid Н₂S 0.1
Asoslar Kaliy gidroksid КОН 100 ga yaqin
Natriy gidroksid NаОН 100 ga yaqin
Kalsiy gidroksid Са(ОН)₃ 100 ga yaqin
Bundan keyin elektrolitlar kuchli va kuchsiz elektrolitlarga bo‘linishi tushuntirib berilishi kerak. Ba’zan darsliklarda kuchli, o‘rtacha kuchli va kuchsiz elektrolitlarni alohida ajratib qo‘yish kabi hollar uchraydi. Ularni bunday ajratish asossizdir, shuning uchun o‘quvchilarga bu to‘g‘rida ma’lumot bermasa ham bo‘ladi. Hozirgi zamon kuchli elektrolitlar nazariyasi eritmalarda, ularning to‘liq dissotsilanganligiga asoslanganidir. Shu tushunchadan keyin keltirib chiqariladigan boshqa bir tushuncha — tajribada topilgan dissotsiatsiya darajasi haqidagi tushuncha fizikaviy ma’noga ega emas. Keyingi tushunchaning kuchli kislotalar uchun miqdoriy qimmatlari ularning nazariy hisoblangan dissotsilanish darajalaridan butunlay farq qiladi. Masalan, :sulfat kislota eritmalarining konsentratsiyasi 0,1 mol/l bo‘lganda ularning tajribada aniklangan dissotsiatsiya darajasi deyilganda 60% sulfat kislotaning bosqichli dissotsiatsiyasi hisobga olinmagan bo‘ladi: haqiqatda esa bu eritmalarda sulfat kislota birinchi bosqichda deyarli 100% va ikkinchi bosqichda esa ozroq darajada dissotsilangan bo‘ladi. Yuqorida aytilganlarni va o‘rta maktabda tajribada topilgan dissotsiatsiya darajalarining kelib chiqishini tushuntirish imkoniyati yo‘qligini hisobga olib, ularning son qiymatlariga asoslanmasa ham bo‘ladi. Deyarli hamma yaxshi eriydigan tuzlar kuchli elektrolitlar qatoriga kiradi, nihoyat shuni qayd qilish zarurki, elektrolitlarning kimyoviy reaksiyalardagi aktivligi ularning dissotsilanish darajasiga bog‘liqdir. Ayni bir modda qaysi kislota bilan, xlorid yoki sirka kislotalarning qaysi biri bilan tezroq reaksiyaga kirishadi? Buni aniqlash uchun o‘qituvchi quyidagi tajribalarni namoyish qiladi:
1. U ikkita silindrga yoki kattaroq probirkalarga bir xil miqdordagi magniy yoki rux solib, ularning biriga xlorid kislotaning 2. n li eritmasidan 15—20 ml, boshqasiga esa xuddi shunday hajmda, shunday konsentratsiyali sirka kislota eritmasidan quyadi.
2. Boshqa ikkita silindrga bir xil mikdordagi marmar bo‘laklari solib, uning ustiga yuqorida ko‘rsatilganidek hajmlarda o‘sha kislotalardan quyadi. Uquvchilar kimyoviy reaksiyalarning har xil tezlikda borishini reaksiya sirka kislotaga qaraganda xlorid kislota bilan tezroq borishini kuzatadilar.
Demak xlorid kislotaning dissotsiatsiya darajasi katta, eritmada vodorod ionlari konsentratsiyasi ham katta, shuning uchun reaksiya tezroq boradi.
Metallarning elektr tokini o'zkazish xususiyati borligini siz yaxshi bilasiz. Boshqa moddalar ham elektr tokini o'tkazadimi? Buni qanday bilish mumkin? Quyidagi tajribani o'tkazish bilan turli moddalarning elektr tokini o'tkazish xususiyati haqida bilib olamiz.
14- rasmda tasvirlanganidek asbob yig'ib olamiz va asbob elektrodlarini quruq osh tuziga qo'yamiz. Lampochka yonmaydi. Asbobning elektrodlarini distillangan suvga tushiramiz, bunda ham lampochka yonmadi.
Demak, quruq osh tuzi va distillangan suv elektr tokini o'tkazmaydi.
Osh tuzini suvda eritib, eritmaga asbobning elektrodlarini tushiramiz. Bunda lampochka yonadi. Demak, osh tuzining suvdagi eritmasi elektr tokini o'tkazadi.
Istalgan moddani shu yo'l bilan elektr tokini o'tkazish yoki o'tkazmaslik xususiyatini tekshirib ko'rish mumkin.
Moddalar elektr tokini o'tkazish yoki o'tkazmasligiga qarab ikki guruh --- elektrolitlar va noelektrolitlarga bo'linadi. Eritmalari yoki suyuqlanmalari elektr tokini o'tkazadigan moddalar elektrolitlar deyiladi. Elektrolitlarga suvda eriydigan kislotalar, ishqorlar va
tuzlar kiradi.
Eritmalari yoki suyuqlanmalari elektr tokini o'tkazmaydigan moddalar elektrolitmaslar (noelektrolitlar) deyiladi.
Elektrolitmaslarga qutbsiz kovalent bog'lanishli moddalar, metan, karbonat angidrid, shakar, spirtlar va distillangan suv kiradi.
Elektrolitlar faqat suvda eritilganda yoki yaxshilab suyuqlantirilgandagina
elektr tokini o'tkazadi. Kristall holda ular elektr tokini yomon o'tkazadi yoki butunlay
o'tkazmaydi.
BKM elementlari. Elektrolit, noelektrolit, har xil moddalar eritmalarini elektr tokini o'tkazishini sinay olish.
Elektrolitlar (tuzlar, kislotalar hamda ishqorlar) - suvda eritilganda yoki suyuqlantirilganda ionlarga ajraladi:
KCl → K⁺ +Cl^-- yoki NaOH → Na⁺ + OH^--
Ionlar musbat zaryadlangan (kationlar) yoki manfiy zaryadlangan (anionlar) zarralardir. Ular bitta atomdan yoki bir necha atomdan iborat atomlar guruhi bo'lishi mumkin. Ammo atomlar bilan ionlar bir-biridan keskin farq qiladi. Masalan, natriy o'yuvchi xossaga ega bo'lib, kuchli qaytaruvchi, xlor esa kuchli zahar bo'lib, oksidlovchidir. Natriy va xlor ionlaridan iborat bo'lgan osh tuzi sizga juda yaxshi tanish (20- jadval).

Ion bog'lanishli birikmalarning suvda eritilganda ionlarga ajralishiga dissotsiatsiya deyiladi. Uni quyidagicha tushuntirish mumkin.
Ma'lumki, osh tuzi qattiq holatda elektr tokini o'tkazmaydi. Suvda eritilganda esa ionlarga ajraladi. Buning sababi:
1. Osh tuzi kristallari ion bog'lanishli birikma bo'lib, kristall panjara tugunlarida ionlar bo'ladi (15- rasm).
2. Suv molekulasi esa qutbli kovalent bog'lanishli modda bo'lib, 16- rasmda ko'rsatilgandek tuzilgan.
3. Osh tuzi suvda eritilganda 17- rasmda tasvirlangan sxema asosida dissotsiatsiyalanadi.
Demak, eritmada osh tuzi kristallari suvning qutblangan molekulalari ta'sirida erib, gidratlangan ionlarni hosil qiladi.
Vodorod va metallar elektron berib, ammiak esa o'zining xususiy juft elektroni hisobiga proton biriktirib olib kationlarga aylanadi (H⁺, Na⁺, Zn ²⁺, Al ³⁺, NH₄⁺).
Kislota qoldiqlari, gidroksid guruhlari anionlar ko'rinishida bo'ladi. Ionlar elektr maydonida 18- rasmda ko'rsatilgandek harakat qiladi.
Musbat zaryadlangan ionlar elektr manbaining katodi tomon harakatlanadi (shuning uchun biz musbat ionlarni kation deymiz).
Manfiy zaryadlangan ionlar elektr manbaining anodi tomon harakatlanadi (shuning uchun biz manfiy zaryadlangan ionlarni anion deymiz).
Elektrolitlar (tuzlar va ishqorlar) suyultirilganda ham ionlarga ajraladi. Buning sababi modda suyultirilganda zarrachalarning tebranma harakati kuchayib, ular orasidagi bog'lanish zaiflashib qoladi va eletrolit ionlarga osonlik bilan ajralib ketadi.
Kislotalar kuchli qutblangan molekulalardir, ular ham suvda eriganda ionlarga ajraladi, ammo tuzlar va ishqorlarning suvda erishida sodir bo'lgan hodisadan farq qiladi.

Vodorod xlorid suvda eriganda molekulasidagi vodorod elektronini qoldirib, suv molekulasiga ko'chib o'tadi. Natijada xlorda 1 ta elektron ortiqcha bo'lgan xlor ioni va 1 ta proton (vodorod atomining yadrosi) qo'shilgan H₃O⁺ (gidroksoniy) ioni hosil bo'ladi. Demak, suvda HCl, HBr, H₂S, HNO₃, H₂SO₄ va boshqa kislotalar eriganda H³O⁺ (gidroksoniy) ioni hosil bo'ladi:
H₃O⁺ → XH⁺ + H₂O
Gidroksoniy ioni suv va vodorod ionini hosil qiladi.
Donor-akseptor bog'lanish mavzusini o'rganish davomida siz H₃O⁺ ni donor- akseptor bog'lanishli modda ekanligini bilib olgansiz.
Kislotalarning dissotsiatsiyalanish tenglamasini qisqaroq ko'rinishda yozish odat tusiga kirgan.
HCl → H⁺ +Cl^--; HNO₃ → H⁺ +NO₃^--; H₂SO₄ →X 2H⁺ + SO _4.^2--