Mavzu: Uch komponentli sistemalarning holat diagrammalari Reja

3.Tuzlarning eruvchanlik diagrammasi.
AC egrisi PX tuzining QX ning turli tarkibli eritmalaridagi eruvchanligini tavsiflaydi, BS egrisi esa, QX tuzining PX ning suvli erit­masidagi eruvchanligini ko‘rsatadi. C nuqtada eritma ikkala tuz bilan to‘yingan (evtonika) bo‘ladi. H2O cho‘qqi bilan ACB orasidagi maydonda joylashgan har bir nuqta tuzlarning to‘yingan eritmalariga javob beradi. ACPX maydonidagi hohlagan nuqta 2 ta tuzning eritmasi va PX qattiq tuzdan iborat 2 fazali sistemani ifodalaydi. CBQX maydonidagi hohlagan nuqta 2 ta tuzning eritmasi va QX qattiq tuzdan iborat sistemani bildiradi. PXCQX maydoni 3 fazali sistemalarga mos keladi: ikkala tuz bilan to‘yingan C tarkibli eritma hamda PX va QX kristallari.
Agar M figurativ nuqtaga mos keluvchi to‘yinmagan eritma olib, sekin-asta suvni bug’latsak, suvning kamayib borishi bilan sistemadagi tuzlarning miqdoriy nisbati o‘zgarmaydi, shuning uchun bug’latish jara­yonida sistemaning tarkibiga javob beruvchi figurativ nuqtalar (H₂O) E chizig’ida yotadi. a nuqtada PX tuzining kristal­lari ajrala boshlaydi. b figurativ nuqtaga mos keluvchi eritma­ning tarkibini topish uchun PX cho‘qqidan va b nuktadan AC egrisidagi b1 nuqtagacha kesishguncha konnoda o‘tkazamiz.
Agar M figurativ nuqtaga mos keluvchi to‘yinmagan eritma olib, sekin-asta suvni bug’latsak, suvning kamayib borishi bilan sistemadagi tuzlarning miqdoriy nisbati o‘zgarmaydi, shuning uchun bug’latish jara­yonida sistemaning tarkibiga javob beruvchi figurativ nuqtalar (H₂O) E chizig’ida yotadi. a nuqtada PX tuzining kristal­lari ajrala boshlaydi. b figurativ nuqtaga mos keluvchi eritma­ning tarkibini topish uchun PX cho‘qqidan va b nuktadan AC egrisidagi b1 nuqtagacha kesishguncha konnoda o‘tkazamiz.
d nuqtada eritma ikkala tuzga nisbatan to‘yingan bo‘lib qoladi: ushbu eritmaning tarkibi C nuqta bilan ifodalanadi. Suvni bug’latishni davom ettirsak, ikkinchi QX tuzining kristallanishi boshlanadi. Eritmaning tarkibi o‘zgarmas bo‘lib qoladi (C nuqta), chunki 3 ta faza bo‘lganda izotermik proyeksiyada erkinlik dara­jalari soni nolga teng bo‘ladi (Ф = 3: F = k-Ф = 3-3 = 0). e nuqtada sistema С tarkibli eritma va PX va QX kristallarining aralashmasidan iborat bo‘ladi. Suv to‘liq chiqarilganda E nuqtada PX va QX quruq tuzlarning aralashmasi hosil bo‘ladi. Ushbu tuzlarning massa miqdorlarining munosabati QXE va PXE kesmalarning munosabati ga teng bo‘ladi.
Bir xil ionli 2 ta tuzning suvda eruvchanligi diagrammasi: to‘g’ri burchakli kordinatalar sistemasidagi izotermik proyeksiya.
Bir xil ionli 2 ta tuzning suvda eruvchanligi diagrammasi: to‘g’ri burchakli kordinatalar sistemasidagi izotermik proyeksiya.
Bir xil ionli va evtonikaga ega bo‘lgan ikki tuz eritmasining holat diagrammasini to‘g’i burchakli kordinatalar sistemasida ham ifodalash mumkin. Kordinata o‘qlari bo‘yicha kom­ponentlarning nisbiy miqdorlari qo‘yiladi. Bunday ifodalashda PX va QX toza komponentlarga javob beruvchi nuqtalar cheksizlikda bo‘ladi. C nuqtada eritma ikkala tuz bilan to‘yingan.
M nuqta bilan ifodalangan 2 tuzning to‘yinmagan eritmasidan o‘zgarmas haroratda suv­ning bug’lanishini ko‘rib chiqa­miz. Figurativ nukta OMe to‘g’ri chizig’i bo‘yicha siljib boradi, chunki ikkala tuzning siste­madagi massalarining nisbati o‘zgarmayapti.
a nuqtada PX tuzi­ning kristallanishi boshlanadi; b nuqtada PX kristallari bilan b1 tarkibli eritma muvozanatda bo‘ladi; d nuqtada ikkinchi QX tuzning kristallanishi boshlanadi (Ф=3) va eritmaning tarkibi С nuqta bilan tavsiflanadi. Bug’latish davom ettirilsa ikkala tuz kristallarining ajralib chiqishi davom etadi. Eritmaning tarki­bi o‘zgarmaydi, chunki erkinlik darajalarining soni nolga teng
a nuqtada PX tuzi­ning kristallanishi boshlanadi; b nuqtada PX kristallari bilan b1 tarkibli eritma muvozanatda bo‘ladi; d nuqtada ikkinchi QX tuzning kristallanishi boshlanadi (Ф=3) va eritmaning tarkibi С nuqta bilan tavsiflanadi. Bug’latish davom ettirilsa ikkala tuz kristallarining ajralib chiqishi davom etadi. Eritmaning tarki­bi o‘zgarmaydi, chunki erkinlik darajalarining soni nolga teng
(F = k-Ф = 3-3 = 0). Agar tuzlar suv bilan gidratlar yoki qo‘sh tuzlar, kompleks birikmalar yoki qattiq eritmalar hosil qilsa, ikki tuzning suvdagi eritmalarining holat diagrammalari ancha mu­rakkab ko‘rinishda bo‘ladi.
Tuz gidrolizi
Biz kimyoviy reaktsiyalarning qonuniyatlarini o‘rganishni davom ettirmoqdamiz. Mavzuni o‘rganayotganda siz suvli eritmadagi elektrolitik dissotsilanish jarayonida moddalarning reaktsiyasida ishtirok etadigan zarralar suvda eriydi. Bu gidroliz. Unga turli noorganik va organik moddalar, xususan, tuzlar ta’sir qiladi. Tuzlarning gidrolizlanish jarayonini tushunmay turib, tirik organizmlarda sodir bo‘ladigan hodisalarni tushuntirib bera olmaysiz.
Tuz gidrolizining mohiyati tuzning ionlarining (kationlari va anionlari) suv molekulalari bilan o‘zaro ta’siri almashinuv jarayoniga kamayadi. Natijada, zaif elektrolit hosil bo‘ladi - past dissotsiatsiyalanuvchi birikma. Suvli eritmada erkin H⁺ yoki OH^- ionlarining ortiqcha miqdori paydo bo‘ladi. Esda tutingki, qaysi elektrolitlar dissotsilanishi H⁺ ionlarini va qaysi OH - hosil qiladi. Siz taxmin qilganingizdek, birinchi holatda biz kislota bilan ishlaymiz, ya’ni H⁺ ionlari bo‘lgan suvli muhit kislotali bo‘ladi. Ikkinchi holda, gidroksidi. Suvning o‘zida muhit neytraldir, chunki u bir xil konsentratsiyadagi H⁺ va OH^- ionlariga ozgina ajraladi.
Atrof-muhitning tabiatini ko‘rsatkichlar yordamida aniqlash mumkin. Fenolftalein ishqoriy muhitni aniqlaydi va eritmani qip-qizil rangga bo‘yaydi. Litmus kislota bilan qizil, ishqor bilan ko‘k rangga aylanadi. Metil apelsin - to‘q sariq, ishqoriy muhitda u sariq, kislotali muhitda - pushti rangga aylanadi. Gidrolizning turi tuzning turiga bog’liq.
Tuz turlari
Shunday qilib, har qanday tuz kislota va asosning o‘zaro ta’siri bo‘lib, siz tushunganingizdek, kuchli va kuchsizdir. Dissotsilanish darajasi a 100% ga yaqin bo‘lganlar kuchli hisoblanadi. Shuni esda tutish kerakki, oltingugurtli (H₂ SO₃) va fosforik (H₃ PO₄) kislotalar ko‘pincha o‘rta kuchli kislotalar deb ataladi. Gidroliz masalalarini hal qilishda bu kislotalarni kuchsiz deb tasniflash kerak.
Tuzni aniqlash
Tuz nima degan savolga aniq javobni M.V.Lomonosov asarlarida topish mumkin. U bu nomni suvda eriydigan va yuqori harorat yoki ochiq olov ta’sirida yonmaydigan nozik jismlarga berdi. Keyinchalik, ta’rif ularning fizikasidan emas, balki ushbu moddalarning kimyoviy xossalaridan kelib chiqdi.
Xlorid kislota va gipoxlorid kislotaning kaltsiy tuzi aralashga misol bo‘ladi: CaOCl₂.
Nomenklatura
Valentligi o‘zgaruvchan metallar tomonidan hosil qilingan tuzlar qo‘shimcha belgiga ega: formuladan keyin valentlik qavs ichida rim raqamlari bilan yoziladi. Shunday qilib, temir sulfat FeSO₄ (II) va Fe₂ (SO₄)₃ (III) mavjud. Tuzlarning nomi gidro- prefiksini o‘z ichiga oladi, agar uning tarkibida almashtirilmagan vodorod atomlari mavjud bo‘lsa. Masalan, kaliy vodorod fosfat K₂ HPO₄ formulasiga ega.
Elektrolitlardagi tuzlarning xossalari
Elektrolitik dissotsilanish nazariyasi kimyoviy xossalarning o‘ziga xos talqinini beradi. Ushbu nazariyani hisobga olgan holda tuzni zaif elektrolit sifatida aniqlash mumkin, u eriganida suvda ajraladi (parchalanadi). Shunday qilib, tuz eritmasi musbat manfiy ionlar majmuasi sifatida ifodalanishi mumkin va birinchisi vodorod atomlari H + emas, ikkinchisi esa OH - gidrokso guruhining atomlari emas. Tuz eritmalarining barcha turlarida mavjud bo‘lgan ionlar mavjud emas, shuning uchun ular mavjud emas umumiy xususiyatlar ular egalik qilmaydi. Tuz eritmasini hosil qiluvchi ionlarning zaryadlari qanchalik kichik bo‘lsa, ular qanchalik yaxshi dissotsilanadi, bunday suyuqlik aralashmasining elektr o‘tkazuvchanligi shunchalik yaxshi bo‘ladi.
Kislotali tuz eritmalari
Eritmadagi kislota tuzlari kislota qoldig’i bo‘lgan murakkab manfiy ionlarga va musbat zaryadlangan metall zarralari bo‘lgan oddiy anionlarga parchalanadi.

Misol uchun, natriy gidrokarbonatning erishi reaktsiyasi tuzning natriy ionlariga parchalanishiga va qolgan HCO 3 ga olib keladi -.
To‘liq formula quyidagicha ko‘rinadi: NaHCO₃ = Na⁺ + HCO₃ -, HCO₃ - = H⁺ + CO₃
Asosiy tuz eritmalari
Asosiy tuzlarning dissotsiatsiyasi metallar va gidroksoguruhlardan tashkil topgan kislota anionlari va kompleks kationlarning hosil bo‘lishiga olib keladi. Bu murakkab kationlar, o‘z navbatida, dissotsilanish jarayonida parchalanishga ham qodir. Shuning uchun asosiy guruh tuzining har qanday eritmasida OH - ionlari mavjud. Masalan, gidroksomagniy xloridning dissotsiatsiyasi quyidagicha davom etadi:

Tuz tarqalishi
Tuz nima? Bu element eng keng tarqalgan kimyoviy birikmalardan biridir. Har bir inson stol tuzi, bo‘r (kaltsiy karbonat) va boshqalarni biladi. Karbonat kislotasining tuzlari orasida eng keng tarqalgani kaltsiy karbonatdir. Bu marmar, ohaktosh, dolomitning ajralmas qismidir. Shuningdek, kaltsiy karbonat marvarid va marjonlarning shakllanishi uchun asosdir. Bu kimyoviy birikma hasharotlarda qattiq qoplamlar va xordatlar skeletlari shakllanishi uchun zarurdir.
Stol tuzi bizga bolalikdan ma’lum. Shifokorlar uni haddan tashqari ishlatishdan ogohlantiradilar, ammo me'yorida bu tanadagi hayotiy jarayonlarni amalga oshirish uchun juda zarurdir. Va bu to‘g’ri qon tarkibini va me'da shirasining ishlab chiqarilishini saqlab qolish uchun kerak. In'ektsiya va tomchilarning ajralmas qismi bo‘lgan tuzli eritmalar osh tuzining eritmasidan boshqa narsa emas.
Tuzlarni sintez qilishning umumiy usullari.
1. O‘rtacha tuzlarni olish:
1) metall bo‘lmagan metall: 2Na + Cl₂ = 2NaCl
2) kislotali metall: Zn + 2HCl = ZnCl₂ + H₂
3) kamroq faol metal tuzi eritmasi bilan metall Fe + CuSO₄ = FeSO₄ + Cu
4) kislotali oksidli asosli oksid: MgO + CO₂ = MgCO₃
5) kislota CuO + H₂SO₄ = CuSO₄ + H₂O bilan asosli oksid
6) kislota oksidi Ba(OH)₂ + CO₂ = BaCO₃ + H₂O bo‘lgan asoslar
7) kislotali asoslar: Ca(OH)₂ + 2HCl = CaCl₂ + 2H₂O
8) kislotali tuzlar: MgCO₃ + 2HCl = MgCl₂ + H₂O + CO₂
BaCl₂ + H₂SO₄ = BaSO₄ + 2HCl
9) tuz eritmasi bilan asosli eritma: Ba (OH)₂ + Na₂SO₄ = 2NaOH + BaSO₄
10) ikkita tuz 3CaCl₂ + 2Na₃PO₄ = Ca₃(PO4)₂ + 6NaCl eritmalari
2.Kislotali tuzlar ishlab chiqarish:
1. Asos etishmasligi bilan kislotaning o‘zaro ta’siri. KOH + H₂SO₄ = KHSO₄ + H₂O
2. Asosning kislotali oksidning ortiqcha bilan reaksiyasi
Ca (OH)₂ + 2CO₂ = Ca (HCO₃)₂
3. O‘rta tuzning kislota Ca₃(PO4)₂ + 4H₃PO₄ = 3Ca (H₂PO₄)₂ bilan o‘zaro ta’siri
3. Asosiy tuzlarni olish:
1. Kuchsiz asos va kuchli kislota bilan hosil bo‘lgan tuzlarning gidrolizlanishi
ZnCl₂ + H₂O = Cl + HCl
2. O‘rtacha metall tuzlari AlCl₃ + 2NaOH = Cl + 2NaCl eritmalariga ishqorlarni oz miqdorda qo‘shish (tomchilab)
3. Kuchsiz kislotalar tuzlarining o‘rta tuzlar bilan o‘zaro ta’siri
2MgCl₂ + 2Na₂CO₃ + _H2O = 2CO₃ + CO₂ + 4NaCl
4. Murakkab tuzlarni olish:
1. Tuzlarning ligandlar bilan reaksiyalari: AgCl + 2NH₃ = Cl
FeCl₃ + 6KCN] = K₃ + 3KCl
5. Qo‘sh tuzlar ishlab chiqarish:
1. Ikki tuzning birgalikda kristallanishi:
Cr₂(SO4)₃ + K₂SO₄ + 24H₂O = 2 + NaCl
4. Kation yoki anion xossalari tufayli oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari. 2KMnO4 + 16HCl = 2MnCl₂ + 2KCl + 5Cl₂ + 8H₂O
2.Kislotali tuzlarning kimyoviy xossalari:
1. O‘rtacha tuz hosil bo‘lishi bilan termal parchalanish
Ca (HCO₃)₂ = CaCO₃ + CO₂ + H₂O
2. Ishqor bilan o‘zaro ta’siri. O‘rtacha tuzni olish.
Ba (HCO₃)₂ + Ba (OH)₂ = 2BaCO₃ + 2H₂O
3.Asosiy tuzlarning kimyoviy xossalari:
1. Termik parchalanish. 2CO₃ = 2CuO + CO₂ + H₂O
2. Kislota bilan o‘zaro ta’siri: o‘rta tuz hosil bo‘lishi.
Sn (OH)Cl + HCl = SnCl₂ + H₂O
4.Kompleks tuzlarning kimyoviy xossalari:
1. Komplekslarning yomon eriydigan birikmalar hosil bo‘lishi natijasida buzilishi:
2Cl + K₂S = CuS + 2KCl + 4NH₃
2. Tashqi va ichki sferalar orasidagi ligandlar almashinuvi.
K₂ + 6H₂O = Cl₂ + 2KCl
5.Qo‘sh tuzlarning kimyoviy xossalari:
1. Ishqor eritmalari bilan o‘zaro ta’siri: KCr (SO₄)₂ + 3KOH = Cr (OH)₃ + 2K₂SO₄
2. Qaytarilish: KCr (SO₄)₂ + 2H°(Zn, dil. H₂ SO₄) = 2CrSO₄ + H₂SO₄ + K₂SO₄
Bir qator tuzlar-xloridlar, sulfatlar, karbonatlar, boratlar Na, K, Ca, Mg sanoat ishlab chiqarish uchun xom ashyo dengiz va okean suvlari, uning bug’lanishi paytida hosil bo‘lgan tabiiy sho‘r suvlar, qattiq tuz konlari hisoblanadi. Cho‘kindi tuz konlarini (Na, K va Mg sulfatlari va xloridlari) hosil qiluvchi minerallar guruhi uchun an'anaviy “tabiiy tuzlar” nomi ishlatiladi. Kaliy tuzlarining eng yirik konlari Rossiya (Solikamsk), Kanada va Germaniyada, fosfat rudalarining kuchli konlari Shimoliy Afrika, Rossiya va Qozog’istonda, NaNO₃ - Chilida joylashgan.
Tuzlar oziq-ovqat, kimyo, metallurgiya, shisha, charm, toʻqimachilik, qishloq xoʻjaligi, tibbiyot va boshqalarda qoʻllaniladi.
Tuzlarning asosiy turlari
1. Boratlar (oksoboratlar), borik kislotalarning tuzlari: metabolik HBO₂, ortoborik H₃ VO₃ va erkin holatda ajratilmagan polibor kislotasi. Molekuladagi bor atomlari soniga ko‘ra ular mono-, di, tetra-, geksabboratlar va boshqalarga bo‘linadi.Boratlar ularni hosil qiluvchi kislotalarga va V₂O₃ mol soniga ko‘ra ham deyiladi. asosiy oksidning 1 moliga. Shunday qilib, turli metabolitlarni monoboratlar deb atash mumkin, agar ular tarkibida B (OH)₄ anioni yoki zanjirli anion (BO₂) bo‘lsa. n n - diboratlar - agar ular ikki zanjirli anionni o‘z ichiga olsa (V₂O₃ (OH)₂) n 2n- triboratlar - agar ularda halqali anion (B₃O₆) bo‘lsa 3-.
Borli tuzilmalarga bor-kislorod guruhlari - 1 dan 6 gacha, ba’zan esa 9 bor atomlarini o‘z ichiga olgan bloklar kiradi, masalan:
Bor atomlarining koordinatsion soni 3 (bor-kislorod uchburchak guruhlari) yoki 4 (tetraedral guruhlar). Bor-kislorod guruhlari nafaqat orol, balki yanada murakkab tuzilmalar - zanjirli, qatlamli va polimerlashtirilgan ramkalarning asosidir. Ikkinchisi gidratlangan boratlar molekulalarida suvni yo‘q qilish va kislorod atomlari orqali ko‘prik aloqalarini shakllantirish natijasida hosil bo‘ladi; jarayon ba’zan yorilish bilan birga keladi bog’laydi Q-O ichki polianionlar. Polianionlar yon guruhlarni qo‘shishi mumkin - bor-kislorodli tetraedralar yoki uchburchaklar, ularning dimerlari yoki begona anionlar.
Ammoniy, gidroksidi, shuningdek oksidlanish holatidagi boshqa metallar +1 ko‘pincha MBO₂ tipidagi gidratlangan va suvsiz metabolitlarni, tetraboratlar M₂B₄O₇, pentaboratlar MB₅O₈, shuningdek M₄ B₁₀ dekaboratlarini hosil qiladi. O₁₇ n H₂O. Oksidlanish holatidagi ishqoriy yer va boshqa metallar +2 odatda gidratlangan metaboratlar, M₂B₆O₁₁ triboratlar va MB₆O₁₀ geksabboratlar beradi. shuningdek, suvsiz meta-, orto- va tetraboratlar. +3 oksidlanish holatidagi metallar uchun MBO 3 gidratlangan va suvsiz ortoboratlar xarakterlidir.
Boratlar rangsiz amorf moddalar yoki kristallar (asosan past simmetriyali tuzilishga ega - monoklinik yoki rombik). Suvsiz boratlar uchun erish nuqtalari 500 dan 2000 ° C gacha; eng yuqori erish nuqtalari gidroksidi metaboratlar va gidroksidi tuproqli metallarning orto- va metaboratlaridir. Ko‘pgina boratlar eritmalari sovutilganda osongina stakan hosil qiladi. Mohs shkalasi bo‘yicha gidratlangan boratlarning qattiqligi 2-5, suvsiz boratlar uchun 9 gacha.
Gidratlangan monoboratlar kristallanish suvini ~ 180 ° S gacha, poliboratlar - 300-500 ° S da yo‘qotadilar; OH guruhlari tufayli suvni yo‘q qilish , bor atomlari atrofida muvofiqlashtirilgan ~ 750 ° S gacha bo‘ladi. To‘liq suvsizlanish bilan amorf moddalar hosil bo‘ladi, ular 500-800 ° C da ko‘p hollarda boratning qayta tuzilishi - kristallanish jarayonini boshdan kechiradi, V₂O₃ ning chiqishi bilan qisman parchalanish bilan birga (poliboratlar uchun).
Ishqoriy metallarning boratlari, ammoniy va T1 (I) suvda eriydi (ayniqsa meta- va pentaboratlar), suvli eritmalarda gidrolizlanadi (eritmalar ishqoriy reaksiyaga ega). Ko‘pgina boratlar kislotalar, ba’zi hollarda CO₂ ta’sirida oson parchalanadi; va SO₂;. Ishqoriy er va og’ir metallarning boratlari gidroksidi metallarning ishqorlar, karbonatlar va gidrokarbonatlarning eritmalari bilan o‘zaro ta’sir qiladi. Suvsiz boratlar kimyoviy jihatdan gidratlangan boratlarga qaraganda ancha barqaror. Ba’zi spirtli ichimliklar bilan, xususan, glitserin bilan boratlar suvda eruvchan komplekslarni hosil qiladi. Kuchli oksidlovchilar, xususan H₂O₂ ta’sirida yoki elektrokimyoviy oksidlanish jarayonida boratlar peroksoboratlarga aylanadi. .
100 ga yaqin tabiiy boratlar ma’lum bo‘lib, ular asosan Na, Mg, Ca, Fe tuzlari hisoblanadi.
Gidratlangan boratlar olinadi: H₃VO₃ ni metall oksidlari, gidroksidlari yoki karbonatlari bilan neytrallash orqali; gidroksidi metall boratlarning, ko‘pincha Na ning boshqa metallarning tuzlari bilan almashinuv reaktsiyalari; yomon eriydigan boratlarni gidroksidi metallar boratlarining suvli eritmalari bilan o‘zaro konvertatsiya qilish reaksiyasi; minerallashtiruvchi qo‘shimchalar sifatida gidrotermik jarayonlar. Suvsiz boratlar Bi₂O₃ni metall oksidlari yoki karbonatlar bilan eritish yoki sinterlash yoki gidratlarni suvsizlantirish yo‘li bilan olinadi; monokristallar eritilgan oksidlardagi boratlar eritmalarida o‘stiriladi, masalan, Bi₂O₃.
Boratlar ishlatiladi: boshqa bor birikmalarini olish uchun; shisha, sir, emal, keramika ishlab chiqarishda zaryadning tarkibiy qismlari sifatida; yong’inga chidamli qoplamalar va emdirish uchun; metallni tozalash, payvandlash va lehimlash uchun oqimlarning tarkibiy qismlari sifatida ”; bo‘yoq va laklar uchun pigmentlar va plomba moddalari sifatida; bo‘yash uchun mordantlar, korroziya inhibitörleri, elektrolitlar komponentlari, fosforlar va boshqalar. Boraks va kaltsiy boratlar eng ko‘p qo‘llaniladi.