«kimyo» kafedrasi “umumiy kimyo” fanidan

Ionlarning aktivligi haqida tushuncha. Kuchli elektrolitlar suvdagi eritmalarda ionlarga to’la dissotsilanadi, ammo elektr o’tkazuvchanlik, muzlash temperaturasining pasayishi hamda qaynash temperaturasi ko’tarilishining tajribada aniqlangan qiymatlari, kuchli elektrolitlar eritmalarida barcha molekulalar ionlarga to’liq dissotsilangandagina nisbatan birmuncha kichik bo’ladi. Kuchli elektrolitlarning hozirgi zamon nazariyasi buni quyidagicha izohlaydi. Bir xil zaryadli ionlar eritmada bir-biridan itariladi, har xil zaryadli ionlar esa aksincha, bir-biriga tortiladi. Natijada har qaysi ion o’z atrofida qarama-qarshi zaryadli ionlar atmosferasini hosil qiladi. Bu “ion atmosfera” eritmadagi ionlarning harakatini sekinlatadi, natijada eritmaning elektr o’tkazuvchanligi kamayadi va elektrolit to’liq dissotsilana olmaydi. Shuning uchun biror ionning konsentratsiyasi, eritmadagi ionlararo kuchni hisobga olmaganda, eritmaning xossasini to’la xarakterlab bera olmaydi. Kuchli elektrolitlarning tajribada aniqlanadigan dissotsilanish darajasi birdan kichik bo’lib, ko’pincha, ko’rinma dissotsilanish darajasi deyiladi.
Eritmaning konsentratsiyasi ortishi bilan ionlar orasidagi masofa kamaygani sababli ularning elektrostatik o’zaro ta’siri kuchayadi. Shu sababli ularning elektr maydonida harakatlanish tezligi kamayadi, bu esa eritmaning elektr o’tkazuvchanligini pasayishiga olib keladi. Shunday qilib, ionlar orasidagi ionlararo elektrostatik o’zaro ta’sir eritmaning xossalariga xuddi ionlarning qisman birikib molekula hosil qilishi singari ta’sir etadi. Kuchli elektrolit eritmasining xossalarini aniqlash uchun hozirgi vaqtda ionlarning aktiv konsentratsiyasi deb ataladigan tushunchadan foydalaniladi, bu tushuncha ionlararo o’zaro ta’sirni nazarda tutadi hamda hisoblashda elektr o’tkazuvchanlik, muzlash temperaturasining pasayish va qaynash temperaturasining ko’tarilishi uchun to’g’ri qiymatlar beradi.
Shunday qilib, aktiv konsentratsiya a_ion–ionning effektiv, biroq shartli konsentratsiyasidir. Bu uning haqiqiy (tajribada topilgan konsentratsiyasi) C_ion (g-ion/l) ya’ni kuchli elektrolitning suvda erishi natjasida hosil bo’ladigan konsentratsiyasiga proporsional, ya’ni
a_ion = f · C_ion
bunda, f-shu ionning uni qurshab turgan muhit bilan o’zaro ta’sirini nazarda tutuvchi proporsionallik koeffitsiyenti. Kuchli elektrolit eritmasida ionning haqiqiy konsentratsiyasi erigan moddaning mol/l larda ifodalangan konsentratsiyasiga teng yoki undan butun son marta katta. Masalan, 1M eritmada
K₂SO₄ CaSO₄^2– = 1 g-ion/l, CK⁺ = 2 g-ion/l
Ionning aktiv konsentratsiyasi, ko’pincha qisqacha aktivlik deb ataladi, proporsionallik koeffitsiyenti f esa aktivlik koeffitsiyenti deyiladi. Ayni ionning aktivligi eritmadagi barcha ionlarning konsentratsiyasi bilan valentligiga bog’liq. Aktivlik koeffitsiyenti odatda, birdan kichik bo’ladi va eritma juda suyultirilib, ionlar orasidagi masofa ancha uzayganda hamda ionlararo kuch ionlarning harakatlanishiga ta’sir qilmaganda aktivlik koeffitsiyenti f birga yaqinlashadi. Bunday holda a_ion ≈ C_ion bo’ladi, ya’ni eritmada ionlar erkin harakatlana oladi. Kuchli elektrolitda eritma juda suyultirilgan bo’lib, elektrolitning konsentratsiyasi 0,0001 mol/ldan kichik bo’lsagina shunday hodisa kuzatiladi. Kuchli elektrolitlar eritmalarida aktivlik koeffitsiyenti birdan kichik (f_ion<1) bo’lganligi sababli, demak ionlarning aktivligi ularning konsentratsiyasidan kichik (a_ionion) bo’ladi. Masalan, HCl ning 0,1M eritmasida bir zaryadli H⁺ va Cl^– ionlari uchun koeffitsiyent f 0,81 ga teng. Shu sababli elektr tokini o’tkazuvchi, osmotik bosim vujudga keltiruvchi hamda eritma muzlash temperaturasining o’zgarishiga ta’sir qiluvchi H⁺ va Cl^– ionlarining aktiv konsentratsiyasi quyidagilarga teng.
a_H⁺ = C_H ⁺ · f = 0,1 · 0,81 = 0,081 g-ion/l
a_Cl^– = C_Cl^– · f = 0,1 · 0,81 = 0,081 g-ion/l
Shunday qilib, HCl ning 0,1M eritmasida H⁺ va Cl^– ionlarning aktivligi ularning barcha HCl molekulalari ionlarga dissotsilanishi natijasida hosil bo’lgan haqiqiy konsentratsiyasidan birmuncha kichik bo’ladi.