Fizika va kimyo

6 - LABORATORIYA ISHI

MAVZU 5. ELEKTROLITLARNING ELEKTR O‘TKAZUVCHANLIGI.

5.1. KUCHSIZ ELEKTROLITLARNI SOLISHTIRMA VA EKVIVA-

LENT ELEKTR O‘TKAZUVCHANLIKLARINI ANIQLASH.

Ishdan maqsad: Kuchsiz elektrolitlarning elektr o‘tkazuvchanligini aniqlab, ularning dissotsiatsiyalanish darajasi va konstantasini hisoblashni o‘rganish.

Eritmalarda qisman yoki to‘liq ionlarga ajraladigan kimyoviy birikmalar elektrolitlar deb nomlanadi. Kuchsiz yoki kuchli elektrolitlar mavjud. Kuchli elektrolitlar deyarli to‘liq ionlarga dissotsiyalanadi. Kuchsiz elektrolitlar eritmalarida ionlar orasidagi ta’sirlanish ular qisman dissotsiyalangani uchun kuchsizroq. Elektrolitlarni statistik nazariyasi uchun boshlang‘ich nuqta sifatida quyidagi nizomga asoslanadi: eritmaning hajmida ionlar xaotik emas, balki ularning o‘zaro aloqadorligi (Kulon ta’sirlanishi) qonuniyatiga binoan tarqalgan. Har bir ionning atrofida markaziy ionga qarama-qarshi ishorali ion atmosfera (ion buluti) mavjud. Turli ishorali elektr zaryadlarning fazoda shunday taqsimlanishi ular o‘rtasidagi tortishishning potensial energiyasiga bog‘liq. SHuning uchun o‘zaro tortishish energiyasini hisoblab, elektrolitlarning hamma termodinamik xossalarini tushunish va elektrolitlarning suyultirilgan eritmalarining ba’zi xossalarini topish mumkin. Ionlarning o‘zaro tortilish elektrostatik energiyasini bilish ionlarning kinetik xossalarini, masalan, elektrolitlarning elektr o‘tkazuvchanligini o‘rganishda ham ahamiyati katta. Elektrolitlar eritmasi ionlarning individual xossalariga va eritmaning hajm birligidagi ularning umumiy soniga bog‘liq bo‘lgan spetsifik (o‘ziga xos) xususiyatlarga ega. Kuchsiz elektrolitlarning elektr o‘tkazuvchanligi asosan, elektrolitning konsentratsiyasiga va temperaturaga bog‘liq bo‘lgan dissotsiatsiya darajasi bilan aniqlanadi.

B inar elektrolitning dissotsiyalanish jarayonini quyidagicha ifodalash mumkin: AV A⁺ + V^-

Dissotsiatsiya jarayonining muvozanat konstantasi suyultirish qonunidan keltirilgan tenglama yordamida ifodalanadi:

Dissotsiatsiya darajasi α elektr o‘tkazuvchanlikni o‘lchash usuli bilan topiladi. Solishtirma va ekvivalent elektr o‘tkazuvchanlik degan tushunchalar bor. Solishtirma elektr o‘tkazuvchanlik bir-biridan 1 sm² yuzali ikki tekis elektrodlar orasida joylashgan suyuqlikning elektr o‘tkazuvchanligidir. Solishtirma elektr o‘tkazuvchanlik χ solishtirma qarshilik ρ ga teskari bo‘lgan qiymat:

bu erda: l - elektrodlar oralig‘idagi masofa, S - elektrod yuzasi. Bir-biridan 1 sm masofada joylashgan elektrodlar oralig‘idagi tarkibida 1 g-ekv modda bo‘lgan eritmaning elektr o‘tkazuvchanligi ekvivalent elektr o‘tkazuvchanlik (λ) deyiladi.

Ish bajarish tartibi: solishtirma elektr o‘tkazuvchanlikni o‘lchash uchun reoxordli ko‘prik R-38 qo‘llaniladi.

Eritmaning solishtirma elektr o‘tkazuvchanligini hisoblash uchun quyidagi formuladan foydalaniladi:

l/S nisbat faqatgina elektrodlar o‘lchami va ularning bir-biriga nisbatan qanday joylashganligiga bog‘liq. Bu nisbat idishning doimiysi bo‘lib, idish qarshiligining sig‘imi deb ataladi. l/S = sonst ni aniqlash uchun elektr o‘tkazuvchanlik o‘lchanayotgan idishga pipetka yordamida 40 ml 1/50 yoki 1/100 N konsentratsiyali KSl eritmasi quyiladi. Termostatda 25°S da 15 minut ushlab turiladi, so‘ng R_KCl aniqlanadi. KSl eritmasi uchun 25°S da solishtirma elektr o‘tkazuvchanlik ma’lumotnomadan olinadi, R_KCl va χ_KCl bilib

const = χ_KCl R_KCl hisoblanadi.

Umumiy elektr o‘tkazuvchanligi juda kichik bo‘lgan juda suyultirilgan eritmalar uchun suvning o‘zini ham elektr o‘tkazuvchanligi hisobga olinadi. Suvda elektr o‘tkazuvchanlikning paydo bo‘lishi uning molekulalari juda oz miqdorda bo‘lsa ham N⁺ va ON^- ionlarga dissotsiyalanganligidandir va asosan, unda erigan is gazi va shishadan erib o‘tgan moddalar borligi bilan tushuntirsa bo‘ladi. Suvning elektr o‘tkazuvchanligini o‘lchash boshlanganda elektrodlar va idish tozalab yuviladi, unga 40 ml suv quyiladi, termostatga 15 minutcha qo‘yilib, uning qarshiligi o‘lchanadi va suv bir necha marta almashtirilib o‘lchashlar takrorlanadi. Suvning solishtirma elektr o‘tkazuvchanligi quyidagi formula yordamida hisoblanadi:



So‘ngra elektrodlarni ehtiyotkorlik bilan idishdan chiqarib, suv to‘kiladi va pipetka yordamida tekshirilayotgan kuchsiz elektrolitning 0,1 N eritmasidan 40 ml quyiladi. Bu eritmaning 10 l da 1 g-ekv modda bor, ya’ni u 10 marta suyultirilgan. Elektrolit eritmasi quyilgan idish termostatga o‘rnatiladi va u termostatning temperaturasini qabul qilgandan keyin R_x aniqlanadi. 20 ml li pipetka yordamida idishdan 20 ml eritma chiqarib, 20 ml distillangan suv quyiladi. U suv termostatdagi alohida kolbachadan olinadi. Endi idishdagi tekshirilayotgan eritma 2 marta suyultirilgan bo‘lib, umumiy suyultirish esa 20 ga teng, ya’ni tekshirilayotgan moddaning 1 g-ekvivalenti 20 l da erigan. Uning R_x2 qarshiligi aniqlanadi. YAna pipetka yordamida eritmadan olinib, uning o‘rniga 20 ml distillangan suv solinadi. Suyultirish yana 2 marotaba oshadi, boshlang‘ich eritmaga nisbatan esa 40 marta bo‘ladi, ya’ni 1 g-ekv modda 40 l suvda eriganligiga to‘g‘ri keladi. YAna R_x3 qarshilik aniqlanadi va shunday tajribalar 5-6 marta takrorlanadi.

Ishning hisoboti: har bir suyultirish uchun quyidagi hisoblar bajariladi:

1. 
   Solishtirma elektr o‘tkazuvchanlikni, χ_eritma = const / R_x
   
2. 
   Tuzatilgan elektr o‘tkazuvchilikni, buning uchun eritmaning elektr o‘tkazuvchanligidan suvning elektr o‘tkazuvchanligi ayirib tashlanishi kerak.
   

3. 
   Berilgan suyultirishda ekvivalent elektr o‘tkazuvchanlikni quyidagi formula bilan aniqlanadi:
   

4. 
   Dissotsiyalanish darajasi quyidagi formula bilan aniqlanadi:
   

bu erda:  - cheksiz suyultirilgandagi ekvivalent elektr o‘tkazuvchanlik.

5. 
   Dissotsiyalanish konstantasi quyidagi tenglama asosida hisoblab topiladi:
   

Olingan natijalar 5-jadval va grafiklar shaklida keltiriladi.

χ = f (V) va λ = f (V).

5-jadval

Tajriba №	V (suyultirish)	Rx	χeritma		λ	α	KD

Suyultirilgan eritmalarning solishtirma elektr o‘tkazuvchanligi temperaturaga quyidagicha bog‘langan:

bu erda: χ₂₅ - 25°S da solishtirma elektr o‘tkazuvchanlik; α, β – elektrolit tabiatiga bog‘liq bo‘lgan elektr o‘tkazuvchanlikning temperaturali koeffitsienti.

Kuchsiz kislotalar uchun α = 0,0104, kuchli asoslar uchun α = 0,0190, tuzlar uchun α = 0,0220.