Noorganik, fizik va kolloid kimyo kafedrasi

Xossalari. Suvsiz H2SO4  rangsiz moysimon suyuqlik, 10,3 oS da kristallar hosil qiladi.Kons. kislota tarkibida 98 % kislota bor. Bu kislota o’z tarkibiga suvni shiddat bilan tortadi, shuning uchun u qurutuvchi sifatida keng qo’llaniladi.

Olinishi.Sulfat kislota ikki xil usulda nitroza va kotakt usulda olinadi.Sulfat kislota olishda asosiy xom ashyo pirit (FeS2), metal sulfidlari, oltingugurt hisoblanadi. Bu moddalarning yonishi natijasida SO2 hosil bo’ladi. Agar SO2 ni SO3 ga aylantirishda azot oksidlari(NO2) ishlatilsa sulfat kislota olishning bu usuli nitroza usuli deyiladi:      

                   SO2+NO2+H2O = H2SO4+NO

Hosil bo’lgan oksidning kislorod bilan ta’siridan yana NO2 hosil boladi.SO3 sulfat kislota eritmasiga yuttirilib, dastlab oleum (H2SO4*SO3) keyin kerakli konsentrasiyali sulfat kislota olinadi. Odatda nitroza usulda olingan sulfat kislota konsentrasiyasi 80 % gacha bo’lib asosan mineral o’g’itlar olish uchun sarflanadi.

Hozirgi paytda ko’proq kontakt usuli ishlatiladi.Bu usulda katalizator sifatida V2O5 yoki Pt qo’llaniladi.Bu usulda reaksion aralashmadan fosfor, mishyak birikmalari va boshqa katalizatorni zaharlaydigan moddalardan tozalash shart hisoblanadi. Aralashmada kislorod miqdorining ortirilishi va jarayonni 45O oS da olib boorish orqali reaksiya unumi 95-97 % ga etkaziladi. Bu usulda ham hosil bo’lgan SO3 oleumga yuttiriladi.

4. Brensted nazariyasi

Aslida, Brønsted-Lowry kislota-bazasi nazariyasi Arrniyus kislotalar va asoslarning umumiy shaklidir. Arrhenius nazariyasiga ko'ra, Arrhenius kislotasi suvli eritmada vodorod ionining (H + ) kontsentratsiyasini oshirishi mumkin, Arrhenius bazasi esa suvda gidroksid ionini (OH - ) konsentratsiyasini oshirishi mumkin bo'lgan tur. Arrhenius nazariyasi cheklangan, chunki u suvda kislota-baz reaktsiyalarini aniqlaydi. Bronsted-Lowry nazariyasi keng qamrovli sharoitda kislota-bazaviy xarakterga ega xususiyatni tasvirlashga qodir bo'lgan batafsilroq tushuncha. Solventga qaramasdan, Bronsted-Lowry kislota-asos reaktsiyasi proton bir reaktandan boshqasiga o'tkazilganda yuzaga keladi.

Bronsted Lowry nazariyasining asosiy nuqtalari

• Bronsted-Lowry kislota - proton yoki vodorod katyonini berishga qodir kimyoviy tur.
• Bronsted-Lowry bazasi protonni qabul qila oladigan kimyoviy tur. Boshqa so'z bilan aytganda, bu H + ga ulanish uchun mavjud bo'lgan yagona elektron juftiga ega bo'lgan tur.

• Bronsted-Lowry kislotasi protonni sovg'a qilgandan so'ng uning konjuge bazasini hosil qiladi. Bronsted-Lowry bazasining konjugat kislotasi protonni qabul qilganda hosil bo'ladi. Birlashtirilgan kislota-asos jufti asl kislota-baz jufti bilan bir xil molekulyar formulaga ega, ammo kislota birlashtiruvchi bazaga nisbatan yana bir H + ga ega.
• Kuchli kislotalar va asoslar suvda yoki suvli eritmada to'liq ionlashadigan moddalar sifatida aniqlanadi. Zaif kislotalar va asoslar faqat qisman ajralib chiqadi.
• Ushbu nazariyaga ko'ra, suv amfoterik bo'lib, Bronsted-Lowry kislotasi va Bronsted-Lowry bazasi sifatida faoliyat yuritishi mumkin.

Brønsted-Lowry kislotalari va bazalarini aniqlash misoli

Arrhenius kislota va bazalaridan farqli o'laroq, Bronsted-Lowry kislotalari-tayanch juftlari suvli eritmada reaksiya hosil qila olmaydi. Masalan, ammiak va vodorod xlorid quyidagi reaksiyaga ko'ra qattiq ammoniy xlorni hosil qilish uchun reaksiyaga kirishishi mumkin:

NH 3 (g) + HCl (g) → NH 4 Cl (s)

Ushbu reaksiyada Bronsted-Lowry kislotasi HCl hisoblanadi, chunki u vodorod (proton) NH3 ga, Bronsted-Lowry bazasiga beriladi. Reaksiya suvda uchramaydi va reaksiya moddasi H + yoki OH hosil bo'lmagani sababli, bu Arrhenius ta'rifiga ko'ra kislota-asos reaktsiyasi bo'lmaydi.

Hidroklorik kislota va suv orasidagi reaktsiya uchun konjugat kislota-baz juftlarini aniqlash oson:

HCl (ou) + H 2 O (L) → H 3 O + + Cl - (Aq)

Hidroklorik kislota Bronsted-Lowry kislotasi, suv esa Bronsted-Lowry asosidir. Hidroklorik kislota uchun konjugat asos xlorid ioni, suv uchun konjugat kislota esa gidroniy ionidir.

5. Luyis nazariyasi

Vanihoyat, kislota va asos tushunchasiga ta'rif berishda amalga oshirilgan oxirgi umumlashtiruv, moddani kislota yoki asos deb topish masalasida, Arrenius aytganidek, reaksiyada suv ishtirok etishi, yoki, Bryonsted va Lauri ta'kidlaganidek, protonlar hosil bo‘lishi singari shartlardan xalos qildi. Ushbu umumlashtiruvchi ta'rifni 1923-yilda AQSHlik kimyogar Gilbert Nyuton Lyuis (1875-1946) taklif etgan. Lyuis ta'rifiga ko‘ra, u yoki bu moddani kislota, yoki asos deb aniqlanishi, kimyoviy reaksiya jarayonida protonlarni olinayotgani, yoki, berilayotganiga qarab emas, balki, kislota va asoslar orasidagi kimyoviy reaksiyalarda kimyoviy bog‘lar qanday yo‘l bilan vujudga kelayotganiga qarab belgilanadi. Lyuis ta'rifiga ko‘ra, kislota bu elektron juftlikni qabul qila oladigan va natijada Kovalent bog‘ hosil qilishi mumkin bo‘lgan kimyoviy birikmadir; asos esa, elektron juftlikni bera oladigan kimyoviy birika bo‘ladi.

Lyuis ta'rifini biz yuqorida bekorga umumlashtiruvchi ta'rif demadik. Chunki, bu ta'rif Arreniusning ham, Bryonsted-Lauri ta'rifini ham yagona va lo‘nda izoh ostida birlashtiradi. Ya'ni, umumlashtiradi. Shuningdek, Lyuis ta'rifini, jarayonda vodorod ishtirok etmaydigan reaksiyalar uchun ham hech bir cheklovsiz qo‘llash mumkin

Masalan, oltingugurt dioksidi kislorod ioni bilan reaksiyaga kirishganida, oltingugurt angidridi hosil bo‘ladi (kislotali yomg‘irlar vujudga kelishida ushbu birikma katta ahamiyatga ega bo‘ladi). Ushbu reaksiyada, kislorod ioni o‘zidagi ikkita elektronni beradi va natijada kovalent bog‘ hosil qiladi. Ya'ni, bu o‘rinda, kislorod ioni o‘zini xuddi asosdek tutadi. Oltingugurt dioksidi esa, ushbu elektronlarni qabul qiladi va u o‘zini xuddi kislotadek tutadi. Ushbu reaksiyada suv ham, proton ham ishtirok etmaydi va ko‘rib turganingizdek, uning uchun, Arreniusning ham, Bryonsted-Lauri ta'riflari ham kamlik qilgan bo‘lardi. Shu sababli ham, hozirda eng maqbul va keng qamrovli ta'rif bu Lyuis ta'rifi sanaladi.

pH ko‘rsatkichi: kislotaviylikni aniqlash,

Suvdagi eritmalar uchun, mazkur eritmaning kislota yoki, asos ekanligini bildiruvchi, buning uchun esa, eritma tarkibidagi kislota, yoki, asos konsentratsiyasini aniqlovchi maxsus sistemadan foydalaniladi. Ushbu sistemani esa, Bryonsted-Lauri ta'rifi orqali osonroq tushuntirish mumkin.

Toza (sof) suvda, har bir vaqt lahzasida albatta qandaydir H2O molekulalari vodorod ionlari (H+), hamda, gidroksid-ionlar (OH–) ga dissotsiyalanadi. Shu bilan birga, aynan shu vaqtda, H+, va OH– ionlarining qandaydir birikmalari o‘zaro birikadi va suv molekulasini hosil qiladi. Shu tariqa, suvda doimo vodorod ionlari (protonlar) mavjud bo‘ladi. Sof suvdagi vodorodning molyar konsentratsiyasi, har bir litrda 10–7 molni tashkil qiladi. Bu shuni anglatadiki, har bir o‘n million H2O molekulasidan bittasi ion shaklida turgan bo‘ladi.

Biror bir suyuqlikning pH ko‘rsatkichi, undagi vodorod ionlari sonidan kelib chiqqan tarzda, mazkur suyuqlikning mohiyatan kislota, yoinki, asos ekanligini ifodalab beradi. pH - inglizchadagi "power of Hydrogen», ya'ni, "vodorod ko‘rsatkichi" so‘zining bosh harflaridan yasalgan shartli belgi sanaladi. Yuqorida bayon qilingan ilmiy faktdan kelib chiqib, sof suvning vodorod ko‘rsatkichi pH=7 qilib belgilangan. 7 - bu, 10–7 dagi daraja ko‘rsatkichi bo‘lib, uni musbat qulaylik uchun ishora bilan olingan. pH=7 bo‘lgan suyuqlik, ya'ni, sof suv kislota va asoslar orasida neytral suyuqlik sanaladi. Suyuqlikning vodorod ko‘rsatkichi 7 dan kamayishi bilan uning kislotaviylik xossasi ortib boradi va aksincha, 7 dan ortishi bilan, uning asoslik darajasi ortib boradi. Vodorod ko‘rsatkichi qancha kichik bo‘lsa, ushbu suyuqlik shuncha kuchli kislota bo‘ladi. Vodorod ko‘rsatkichi qancha katta bo‘lsa, unda bu suyuqlik shunchalik kuchli asos bo‘ladi

Agar sof suvga kislota aralashtirilsa, undagi vodorod konsentratsiyasi ko‘tariladi. Masalan, sof suvga xlor kislotasi (HCl) qo‘shib borib, pH=1 gacha yetkazilsa, ya'ni, 1 litr aralashmadagi vodorod konsentratsiyasi 10–1 gacha tushirilsa, oshqozon shirasining pH ko‘rsatkichiga taxminan teng bo‘lgan kislota hosil qilamiz.

Xuddi shu tarzda, sof suvga gidroksid-ionlar qo‘shib borish orqali, eritmaning asoslik darajasini orttirish mumkin. Masalan, maishiy foydalanish uchun chiqariladigan ammiakdagi OH– konsentratsiyasi 10–11 tashkil qiladi. Ya'ni, uning pH ko‘rsatkichi 11 ga teng. 11 soni esa, 7 dan katta ekanligini siz yaxshi bilasiz va demak, ammiak bu - asos bo‘ladi.

Ba'zi suyuqliklarning pH ko‘rsatkichi