Ma’ruza: Eritmаlаr. Foiz, Molyar va Normal konsentratsiya eritmalarini tayyorlash. Fiksanal eritmalar tayyorlash. Reja

Eritmalarning hosil bo’lishi.

Eritmalarning hosil bo’lishini fizikaviy va kimyoviy (gidratlar) nazariyalari quyidagicha tushuntiradi.

Eritma erituvchilarda turli modda molekulalarini tarqalib ketishi, ya’ni erishi natijasida hosil bo’ladi. Qattiq moddalar erishida uning sirtidagi molekulalar erituvchi molekulalari ta’sirida sirtdan "uzilib" eritmaga o’tadi. Diffuziya hodisasi va molekulalalaro ta’sir tufayli molekulalar eritma "ichiga" singib ketadi. Shu tariqa kristall panjarani tashkil etgan barcha molekulalar (eritma erigan moddaga tuyinmaguncha) eritmaga o’tadi va eritma hosil bo’ladi. Bu jarayon natijasida bir jinsli sistema hosil bo’ladi va bunda erituvchining tabiati va qattiq moddaning tuzilishi, kimyoviy xossasi asosiy rolni o’ynaydi.

Suyuq moddalarning eritmalari hosil bo’lishida erituvchi va eriydigan moddalarning molekulalari o’zaro aralashib (diffuziya hodisasi tufayli) ketadi. Bu jarayonda moddalarning dipol momenti, qutblanuvchanligi kabi xususiyatlari asosiy o’rinni egallaydi. Shu sababli qutbli moddalar qutbli eruvchida, qutbsiz moddalar qutbsiz erituvchilarda yaxshi eriydi.

Eritmalarning bir jinsli bo’lishi, erish jarayonida issiqlikning yutilishi yoki ajralib chiqishi eritmalarni kimyoviy moddalar deb aytishga asos bo’ladi.

Lekin, eritmalar tarkibining har xilligi va o’zgaruvchanligi ularni mexanik aralashmalarga taalluqli degan xulosaga olib keladi. Shu sababli eritmalarni kimyoviy moddalar bilan mexanik aralashmalar o’rtasidagi "oralik sistema" deb qarash kerak.

Yuqoridagi hollarda va har qanday eritmalarning hosil bo’lishida erituvchi molekulalari bilan eriydigan modda molekulalari o’rtasida o’zaro kimyoviy reaksiya boradi. Bu reaksiyaning mahsuloti sifatida erigan modda molekulalarining solvatlari hosil bo’ladi. Agar A-moddasi biror eruvchi (lotincha "solven") da erisa, eritmada hosil bo’lgan yangi modda - solvat [A*nsolv] ko’rinishida yoziladi. Erituvchi suv bo’lsa hosil bo’lgan moddalar (A*nH₂O) gidratlar deyiladi. Eritmalar hosil bo’lishining solvatlar (gidratlar) nazariyasini D.I.Mendeleev yaratgan.

Suvli eritmalardan ajratib olingan ko’pchilik kristall modddalar tarkibida bir necha molekula suv bo’ladi: Na₂CO₃*10H₂O; Na₂CO₃*7H₂O; Na₂SO₄*7H₂O; CiSO₄*5H₂O; Al₂(SO₄)₃*18H₂O; CaCl₂*4H₂O; MgCl₂*12H₂O; (NH₄)₂Fe(SO₄)₂*12H₂O va hokazo.

Demak, gidratlar (solьvatlar) ning tarkibi erigan modda tarkibiga, tabiatiga, erituvchining miqdoriga va tabiatiga bog’liq bo’ladi.

Barcha kimyoviy jarayonlar singari moddalarning erishi ham sistemaning entalpiyasi ( H), entropiyasi ( S) va izobor-izotermik potentsiali G o’zgarishi bilan xarakterlanadi. Termodinamika nuqtai nazaridan biror modda boshqa ikkinchi moddada eriganda G= H-T Sshart bajarilishi kerak.

Bundan ko’rinib turibdiki, doimiy temperaturada G ning qiymati erish jarayonida zarrachalarning tartibsizligi ( S) - entropiya va entalpiya ( H) o’zgarishidan iborat.

Bu ikkala kattalikning erish jarayoniga ta’siri quyidagicha tushuntiriladi.

Suyuqlik yoki qattiq modda eriganda "tartibli" holatdan tartibsiz holatga o’tadi, ya’ni eruvchida tarqalib ketadi. Buning natijasida sistemaning entropiyasi ortadi ( S>O), bu erish jarayonini o’z-o’zidan borishiga va G>O bo’lishida entropiya faktori hissasini ortishiga sabab bo’ladi. Shuning uchun ham aksariyat hollarda qattiq va suyuq moddalarning erishi temperatura ortishi bilan ortadi.

Gazsimon moddalarning suyuqliklarda erishida zarrachalar (gaz holatdagi) tartibsiz holatdan tartibi yuqori bo’lgan (suyuqlik) holatga o’tadi va S

Eritma hosil bo’lish jarayonida sistemaning entalpiyasi yoki ortishi H>O, yoki kamayishi Hsol_ьv.) lari farqi H_erish = _Htuzilish - H_solьv. dan iborat bo’ladi.

Gazsimon moddalar uchun H=O bo’lgani, uchun H_erish =- H_solьv. bo’ladi, ya’ni gazlarning suyuqliklarda erishida gaz molekulalari bilan erituvchi molekulalari o’rtasidagi o’zaro ta’sir energiyasi asosiy faktor hisoblanadi va shu sababli doimo gazlarning erishi ( H_erish

Shuningdek shakar, glitserin, spirt, NaOH, KOH, Na₂SO₄, sulfat, xlorid, nitrat kislotalarning erishi ham ekzotermik jarayondir. Chunki, molekulyar kristallarning tuzilish energiyasi va suyuq moddalardagi molekulalararo Vander-Vaals kuchlarining energiyasi bu moddalarning solvatlanish (gidratlanish) energiyasidan kichik, ya’ni H_tuzilish < H_gidratlanish.

Ionli kristallardan iborat moddalar (NaNO₃, NH₄Cl, KCNS, NaCl, KNO₃, KCl, NH₄NO₃, CiSO₄ va boshkalar) da molekulalar orasidagi bog’lanish energiyasi juda katta kiymatga ega. SHuning uchun bu moddalar eriganda H_tuzilish > H_solьv. bulgani tufayli entalьpiya uzgarishi H > O buladi. Bu moddalarning erishi endotermik reaktsiyalardir, boshkacha aytganda bu moddalarning erishi temperatura ortishi bilan ortib boradi. Moddalar eriganda issiklikning yutilishidan foydalanib ba’zi bir sovutgich aralashmalar xosil kilinadi. Agar 60 g. NH₄NO₃ ni 100 gr. H₂O da eritilsa, sistemaning xarorati 30⁰C ga pasayadi, agar 88 g. NH₄NO₃ ni 100 g. suvda eritilsa 36⁰S ga temperaturani pasaytirish mumkin.

Ba’zi moddalarda H_tuzilish = N_solьv. buladi. Bular molekulyar tuzilishli kutblanmagan moddalar bulib, ularning erishi entalьpiya uzgarishisiz ( N_erish = O) ruy beradi. Bu erish jarayonida G < O bulishi uchun asosan, entropiyaning uzgarishi ( S > O) xal kiluvchi rolь uynaydi. Bunga misol sifatida I₂ kristallarning CCl₄ da erishini keltirish mumkin. Bu eritma xosil bulishida erituvchi va erigan modda molekulalari urtasida yangi modda (solьvat) xosil bulmaydi va bunday eritmalar kupincha oddiy ikkita moddaning aralashmasiga, ya’ni ideal eritmalarga yakin buladi.⁴