Toshkent kimyo-texnologiya

“TOSHKENT KIMYO-TEXNOLOGIYA” Instituti

MSM fakulteti
3S-20 MSM guruh talabasi
Ne’matova Zarinaning
ANALITIK KIMYO
fanidan tayyorlagan
MUSTAQIL ISHI

Bajardi:Ne’matova Zarina
Tekshirdi______________

FAN: Analitik kimyo

MAVZU:Elektrolitlar.Dissotsiyalanish darajasi.Osvaldning suyultirish qonuni.

REJA:

1. 
   Kirish. Analitik kimyo haqida
   
2. 
   Analitik kimyo labaratoriyasida ishlash qoidalari
   
3. 
   Elektrolitlar. Kuchli va kuchsiz elektrolitlar
   
4. 
   Dissotsiyalanish darajasi
   
5. 
   Elektrolitik dissotsilanish
   
6. 
   Wilhelm Ostwald. Suyultirish qonuni
   

KIRISH
Analitik kimyo — moddalarning sifatini va miqdoriy tarkibini analiz qilishning nazariy asoslari va usullarini o‘rganadigan fandir. Analitik kimyo sifat va miqdor analiziga bo‘lib o'rganiladi. Sifat analizining vazifasi tarkibi noma’lum modda yoki aralashmaning tarkibiy qismlarini, ya’ni u qanday element yoki ionlardan tarkib topganligini aniqlashdan iborat. Miqdoriy analiz ning vazifasi esa modda yoki aralashmadagi bir yoki bir necha tarkibiy qismlar miqdorini aniqlashdan iborat. Sifat analizi, odatda, miqdoriy analizdan oldin o'rganiladi. Sababi tekshiriladigan moddaning oldindan ma’lum bo‘lgan birorta tarkibiy qismining foiz miqdorini aniqlash zarur bo'lganda ham, sifat tarkibini rganmay turib aniqlab blmaydi. Shuning uchun moddalami analiz qilishga doir muammolarni kimyoviy, fizikaviy va fizik-kimyoviy usullarni qo'llash bilan hal etish mumkin. Kimyoviy usul bilan aniqlashda element yoki ion o ‘ziga xos xususiyatli biror birikmaga aylantiriladi va ayni birikma hosil blganligi haqida xulosa chiqariladi. Analizning fizikaviy usullari moddaning kimyoviy tarkibi bilan uning ayrim fizikaviy xossalari rtasidagi bolanishdan foydalanishga asoslangan (spektral, luminessent, rentgenostruktura va hokazo.). Analizning fizik-kimyoviy usullari moddaning kimyoviy reaksiyalar jarayonida fizikaviy xossalarining o ‘zgarishini aniqlashga asoslangan. Bu uchala analiz usullari orasiga hamma vaqt ham keskin chegara qo'yib bo'lmaydi. Fizikaviy va fizik-kimyoviy analiz usullari ba’zan instrumental analiz usullari deyiladi (spektral, elektrokimyoviy, xromatografik, ekstraksiya va boshqalar)

Analitik kimyo laboratoriyasida ishlash qoidalari
Analitik kimyo laboratoriyasida ishlayotgan har bir talaba quyidagi qoidalarga qat’iy rioya qilishi kerak.
1. Laboratoriyadagi har bir talaba uchun alohida ish o ‘rni tayinlanadi, stolga papka, kitoblar va boshqa ortiqcha narsalar qo‘yilmas!igi kerak. Ish joyida tartib va tozalikni saqlash lozim.
2. Har bir tajriba ishini bajarishdan oldin unga taalluqli nazariy materiallarni o ‘rganish hamda yo‘riqnoma bilan chuqur tanishib, noaniq savollar hal qilingandan so‘ng tajribani boshlash kerak. Laboratoriyada har bir ish alohida bajariladi. 12 www.ziyouz.com kutubxonasi
3. Elektr quvvati, gaz, suv, reaktivlar bilan ishlashni bilish lozim. Tajribalar uchun eng kam miqdorda modda olish, ishlatilmay qolgan yoki ortiqcha olingan reaktivlarni qayta idishga solish mumkin emas. Kam uchraydigan qimmatbaho va zaharli modda qoldiqlarini laborant maxsus idishga solishi kerak.

4. Ishlatilgandan so‘ng barcha reaktiv va eritmalar saqlanadigan idish qopqog‘ini yopib qo‘yish, shu bilan birga, qopqoqlarni almashtirib yubormaslik kerak. Umumiy ishlatiladigan reaktivlarni talaba o‘zining ish o‘miga olib borishi man qilinadi. Reaktivlami idishi bilan kitob va daftarlar ustiga qo‘yish mumkin emas.

5. Analitik kimyo laboratoriyasida xalat kiyib ishlanadi, u yerda ovqat yeyish, chekish va baland ovozda gaplashish qat’iyan man qilinadi.
6. Ishni tugatgandan so'ng foydalanilgan idishlarni yuvib qo‘yish, ish o'rnini tozalash, gaz, suvni o‘chirish, elektr asboblarni tarmoqdan uzish zarur.

ELEKTROLITLAR (elektro… va yun. 1u1o8 — eruvchan, parchalanuvchan) — elektr tokini oʻtkazuvchi ionlarning maʼlum konsentratsiyasi qatnashadigan kimyoviy moddalar yoxud sistema; tor maʼnoda — elektrolitik dissotsiatsiya natijasida hosil boʻladigan ionlar bilan elektr toki oʻtkazadigan eritmalar. Elektrolitik dissotsiatsiya darajasi (a) ga koʻra kuchli Elektrolitlar (a birga yaqin) va kuchsiz Elektrolitlar (a 0 ga yaqin) farqlanadi. Eritmada 1 ta molekulani dissotsiatsiyalaydigan ionlar soniga qarab Elektrolitlar binar (2 ta ion), ternar , kvarternar , simmetrik va assimmetrik xillarga boʻlinadi. Elektrolitlar fan va texnikada keng qoʻllanadi. Tirik organizmlarning barcha suyuq sistemalarida Elektrolitlar boʻladi. Elektrolitlar koʻpgina kimyoviy sintezlar va elektrokimyoviy ishlab chiqarish jarayonlarida muhim ahamiyatga ega.
KUCHLI VA KUCHSIZ ELEKTROLITLAR
Bu nazariyani 1887 yilda shved olimi S.Arrenius yaratgan. Uning mohiyati quyidagilardan iborat:
Elektrolitlar suvda eriganda musbat va manfiy zaryadli ionlarga ajraladi. Bu jarayonni elektrolitik dissotsiatsiya deb ataladi.
Elektr toki ta’sirida musbat zaryadli ionlar katodga, manfiy zaryadli ionlar anodga tortiladi. Shu sababli ularni mos ravishda kationlar va anionlar deb ataladi.
Dissotsiatsiya qaytar jarayondir.
Eritmasi yoki suyuqlanmasi elektr tokini o’tkazadigan moddalarni elektrolitlar deyiladi.Elektrolitlarga tuzlar, kislotalar, asoslarning suvdagi eritmalari kiradi.
Eritmasi elektr tokini o’tkazmaydigan moddalarni noelektrolitlar deyiladi. Noelektrolitlarga kislorod, oltingugurt, spirt, mochevina kabi moddalarning suvdagi eritmalari kiradi.
Arrenius nazariyasining kamchiligi shundaki, u erituvchi va erigan modda zarrachalarining o’zaro ta’sirlashuvini hisobga olmaydi. Vaholanki, eritmada ionlar erkin holda emas, balki gidratlangan holda bo’ladi.
KA + nH2O = K +(H2O)x + A – (H2O) n-x
Masalan vodorod ioni eritmada gidroksoniy ioni holida bo’lishi aniqlangan.
H+ + H2O = H3O+
NH3 +H2O = [NH4]OH
Akseptor donor gidroksoniy ioni qutbli kovalent bog’lanishli moddalar molekulalaridagi atomlar orasidagi bog’ qutbli suv molekulalari ta’sirida bo’shashadi va dissotsiatsiya ro’y beradi.
HCl (g) + nH2O = H(H 2O) + + Cl(H2O)- n-1
Erituvchining ionlar orasidagi tortishuv kuchini susaytirish xossasiga dielektrik o’tkazuvchanlik deyiladi. Dielektrik shu muhitda zaryadlar orasidagi tortishuv kuchi vakuumdagiga nisbatan necha marta kuchsiz ekanligini ko’rsatadi. Kulon qonuniga binoan e 1 va e 2 zaryadlar orasidagi masofa r bo’lsa, ular orasidagi tortishuv kuchi Q quyidagicha aniqlanadi.
E 1 * e 2
Q = --------
E * r2
E – erituvchining dielektrik doimiyligi.
Formuladan ko’rinib turibdiki, E qancha katta bo’lsa, tortishuv kuchi shuncha kichik bo’ladi. Suvning dielektirik doimiyligi eng katta (E = 81 suv uchun).

DISSOTSIYALANISH DARAJASI

Ionlarga ajralgan molekulalar sonining umumiy molekulalar soniga nisbati dissotsiyalanish darajasi deyiladi
N
A= -------
N

1. 
   Dissotsiyalanish darajasi;
   
2. 
   N-ionlarga ajralgan molekulalar soni;
   

N- umumiy molekulalar soni.
Kuchli elektrolitlar eritmasida molekulalar ionlarga to’la dissotsiyalangan. Ularda a ning qiymati 30 % dan yuqori bo’ladi.kuchli elektrolitlarga:

1. 
   Kuchli kislotalar HCl, HBr, HJ, HNO3, H2SO4, HClO4, HMnO4, H2CrO4, H2Cr2O7 lar kiradi;
   
2. 
   Kuchli asoslarga 1 va 11 guruh metallarining asoslari olnishi mumkin Be(OH)2 va Mg(OH)2 dan tashqari;
   
3. 
   Barcha suvda eruvchan tuzlar ham kuchli elektrolitlarga kiradi.
   

Kuchsiz elektrolitlar uchun dissotsiyalanish darajasi 3% dan kam qiymatga ega bo’ladi. Kuchsiz elektrolitlarga:
Barcha organik kislotalar(R-COOH) va asoslar (R-NH2; R2NH ;R3N);
Kuchsiz asoslar (1 va 11 guruh asosiy guruhi metallaridan boshqa barcha metallar gidroksidlari;
Ba’zi anorganik kislotalar : H2S,HNO2, H2SiO3, H2CO3, HClO, HCN, H2SO3 olish mumkin.
Dissotsilanish jarayoni eritma konsentrasiyasi,elektrolit tabiatiga va temperaturaga bog’liq.
Dissotsiyalanish jarayonini dissotsiyalanish konstantasi bilan tasniflash mumkin.

HNO2 = H+ + NO2 –

[H+ ]*[ NO2 –]
K= ----------------------
[HNO2]

[H+] va [NO2–]- ionlarning molyar konsentrasiyasi;

[HNO2] dissotsiyalanmagan ionlarning konsentrasiysi.

K elektrolit tabiati va temperaturaga bog’liq. K qiymati qancha kichik bo’lsa elektrolit kuchsiz hisolanadi. Agar [ H+ ]= a*C ; [ NO2 –]= a*C; [HNO2]= (1- a)*C

A*Ca*C a2*C a2*C
K= ------------------= ----------; K=-----------.
( 1 - a)*C 1 - a 1 - a

Bu tenglama Ostvaldning suyultirish qonuni deyiladi. A qanchalik katta bo’lsa K ning qiymati ham shuncha yuqori bo’ladi. Juda kuchsiz elektrolitlar uchun

1 - a = 1 bo’lsa, K= a2*C qiymatga teng bo’ladi.

Elektrolitik dissotsilanish nazariyasi

Elektrolitlar molekulasining uni tashkil etuvchi atomlarga ajratilishini anglatadi. Elektron dissotsilanishi - bu kiruvchi eritmadagi birikmani o'z ionlariga ajratish. Elektrolitik dissotsilanish erigan modda va erituvchining o'zaro ta'siri natijasida yuzaga keladi.
Spektroskoplarda bajarilgan natijalar shuni ko'rsatadiki, bu o'zaro ta'sir asosan kimyoviy xususiyatga ega. Makroskopik xususiyat bo'lgan erituvchi molekulalarining solvatsiya qobiliyatidan va erituvchining dielektrik konstantasidan tashqari, u ham elektrolitik dissotsilanishda muhim rol o'ynaydi. Klassik elektrolitik dissotsilanish nazariyasi S. Arrenius va V. Ostvald tomonidan 1880-yillar davomida ishlab chiqilgan bo'lib, u dissotsilanish darajasi bilan tavsiflangan erigan moddaning to'liq bo'lmagan dissotsiatsiyasi haqidagi farazga asoslanadi, bu molekulalarning qismidir. dissotsilanadigan elektrolit.

Dissotsiatsiyalangan molekulalar va ionlar orasidagi dinamik muvozanat massa ta'sir qonuni bilan tavsiflanadi.

Ushbu nazariyani qo'llab-quvvatlovchi bir nechta eksperimental kuzatuvlar mavjud, jumladan: qattiq elektrolitlarda mavjud bo'lgan ionlar, Oh qonuni qo'llanilishi, ion reaktsiyasi, neytrallanish issiqligi, g'ayritabiiy kolligativ xususiyatlar va eritmaning rangi. boshqalar.
Elektrolitik dissotsilanish
Analitik kimyoda suvli eritmalardan moddalarning sifat va miqdoriy tarkibini aniqlashda keng foydalaniladi. Shuning uchun suvli eritma bilan ishlaydigan har bir mutaxassis elekwww.ziyouz.com kutubxonasi trolitik dissotsilanish, kuchli va kuchsiz elektrolitlar, dissotsilanish darajasi va konstantasi, suvning ion ko'paytmasi, vodorod va gidroksid ko‘rsatkichi kabi tushunchalami yaxshi bilishi kerak. Elektr tokini o ‘tkazadigan eritma elektrolit eritmasi deyiladi, erigan modda esa elektrolit deb aytiladi. Elektrolitlarga kislota, asos va tuzlar kiradi. 1887-yilda S.Arrenius elektrolitlaming suvli eritmada dissotsilanish (ionlanish) nazariyasini tushuntirib berdi. Bu nazariyaga ko‘ra: 1. Elektrolit molekulasi suvda eritilganda ionlar deb ataladigan elektr zaryadini tashuvchi kichik zarrachalarga dissotsilanadi. Masalan: HC1 о H+ + СГ NaOH <-> Na+ + OH" Musbat zaryadlangan zarrachalar kationlar, manfiy zaryadlangan zarrachalar esa anionlar deb ataladi. 2. Agar elektrolit eritmasiga tok manbayining ikki qutbi o ‘matilsa, anod (+) ga manfiy zaryadlangan ionlar, ya’ni anionlar, katod (—) ga esa musbat zaryadlangan ionlar, ya’ni kationlar tortiladi. 3. Eritmadagi barcha musbat zaryadlaming yig'indisi manfiy zaryadlaming yig‘indisiga teng. Masalan: K2S 0 4 2K+ + S 0 42^ 4. Dissotsilanish qaytar jarayon, shuning uchun qaytarlik (<->) belgisi qo'yiladi. Elektrolitik dissotsiatsiyasining miqdoriy tavsifi dissotsilanish darajasi hisoblanadi: a = (n /n Q) ■ 100%, bu yerda: n

— dissotsilangan molekulalar soni; n0 — umumiy molekulalar soni. Dissotsilanish darajasining qiymati: erituvchining tabiatiga, haroratga, eritma konsentratsiyasiga bog‘liq. Elektrolitik dissotsilanish qaytar jarayon bo'lganligi sababli kimyoviy muvozanat ro‘y beradi. Le-Shatelye prinsipiga muvofiq 20 www.ziyouz.com kutubxonasi erituvchi qo‘shish (ya’ni eritmani suyultirish) bilan dissotsilangan molekulalar soni oshadi, bu esa a ning qiymatini oshishiga olib keladi. Shuning uchun a ning qiymatiga qarab elektrolitlarni kuchli va kuchsizga ajratish biroz qiyin. Elektrolitik dissotsilanish jarayonini dissotsilanish konstantasi bilan xarakterlash qulay: AB A* + B~ Moddalar massasi ta’siri qonuniga ko‘ra dissotsilanish konstantasi: M+ЫЯ-] [AB] ’ bu yerda: [A+], [B ~], [AB] — komponentlarning molyar konsentratsiyalari. Dissotsilanish konstantasi dissotsilanish darajasidan farq qilib, faqat harorat va elektrolit tabiatiga bogiiq. Kuchsiz elektrolitlar uchun dissotsilanish konstantasining qiymatlari ma’lumotnomalarda keltirilgan. Eritmaning molyar konsentratsiyasi — C; bitta molekula dissotsilanganda molyar konsentratsiya aC ga teng bo‘lganda yuqoridagi jarayon uchun [A +] = [iT] = a C , unda dissotsilanish konstantasi va darajasi orasidagi bog‘lanish quyidagicha yoziladi: ts _ aC aC _ a2C ~ (l-a)C “ P a ’ a juda kichik bo‘lganda 1 — a = 1 deb olinadi, unda K = a 2

Wilhelm Ostwald

Wilhelm Ostwald (talaffuzi: Ostvald Vilgelm) (1853.2., Riga – 1932.4.4) – nemis fizik-kimyogari. Dernt universitetini tugatgan (1875). Riga politexnika bilim yurti (1881 — 87), Leypsig universiteti (1887—96) professor, universitet qoshidagi fizik-kimyo instituti doktori (1898—1905), 1906-yilda Leypsig yaqinidagi Grossbotenda “Energiya” laboratoriyani tashkil qilgan. Fizik-kimyo asoschilaridan biri. Elekt-rolitik dissotsiatsiya nazariyasi pay-do boʻlganidan soʻng kislota-asosli kataliz nazariyasini taklif qilgan (1886—87). Binar elektrolitlar suyul-tirilgan eritmalarining elektr oʻtkazuvchanligi va reaksiyaga kirishish qobiliyatining konsentratsiyaga bogʻlikligini ifodalovchi qonun (Ostvaldning suyultirish qonuni)ni ochgan (1888). Rangli indikatorlar nazariyasini olgʻa surgan (1891). Nobel mu-kofoti laureati (1909).[1][2]

Ostvaldning suyultirish qonuniga muvofiq kuchsiz elektrolitning ionlanish darajasi ortadi. CHeksiz suyultirilsa, uning (ionlanish darajasining) qiymati birga tenglashadi. SHunday ekan suyultirish bilan kuchsiz elektrolitlarning ekvivalent (molyar) elektr o’tkazuvchanligi maksimal qiymatgacha ortadi. (). Binobarin, ekvivalent elektr o’tkazuvchanlik () elektrolitning eritmadagi dissotsialanish darajasiga to’g’ri proportsionaldir: ; - proportsionallik koeffitsienti bo’lib, elektrolit tabiatiga bog’liq. CHeksiz suyultirilganda elektrolit butkul dissotsialanadi, to’liq ionlarga parchalanadi; bu vaqtda bo’ladi. Demak, ( bo’lgani uchun). bo’lsa, yuqoridagi tenglamadagi o’rniga ni qo’ysak: , bundan kelib chiqadi.

• 
  Ostvaldning suyultirish qonuniga muvofiq kuchsiz elektrolitning ionlanish darajasi ortadi. CHeksiz suyultirilsa, uning (ionlanish darajasining) qiymati birga tenglashadi. SHunday ekan suyultirish bilan kuchsiz elektrolitlarning ekvivalent (molyar) elektr o’tkazuvchanligi maksimal qiymatgacha ortadi. (). Binobarin, ekvivalent elektr o’tkazuvchanlik () elektrolitning eritmadagi dissotsialanish darajasiga to’g’ri proportsionaldir: ; - proportsionallik koeffitsienti bo’lib, elektrolit tabiatiga bog’liq. CHeksiz suyultirilganda elektrolit butkul dissotsialanadi, to’liq ionlarga parchalanadi; bu vaqtda bo’ladi. Demak, ( bo’lgani uchun). bo’lsa, yuqoridagi tenglamadagi o’rniga ni qo’ysak: , bundan kelib chiqadi.
  
• 
  Bu tenglama faqat kuchsiz elektrolitlarga ta’luqli. Uni kuchli elektrolitlarga qo’llab bo’lmaydi. Demak, kuchsiz elektrolitlar eritmasining dissotsialanish darajasini topish uchun : ni tajriba orqali dan keltirib chiqariladi. esa Kolraush qonuni orqali hisoblanadi.
  

Ionlar

Klassik elektrolitik dissotsilanish nazariyasi faqat zaif elektrolitlarning suyultirilgan eritmalari uchungina qo'llaniladi.
Suyultirilgan eritmalardagi kuchli elektrolitlar deyarli butunlay dissotsiatsiyalanadi; shuning uchun ionlar va dissotsilangan molekulalar o'rtasidagi muvozanat g'oyasi muhim emas.
Kimyoviy tushunchalarga ko'ra, eng murakkab ion juftlari va agregatlari o'rta va yuqori konsentratsiyalardagi kuchli elektrolitlar eritmalarida hosil bo'ladi.
Zamonaviy ma'lumotlar shuni ko'rsatadiki, ion juftlari aloqada bo'lgan yoki bir yoki bir nechta hal qiluvchi molekulalari bilan ajratilgan qarama-qarshi zaryadlangan ikkita iondan iborat. Ion juftlari elektr neytral va elektr energiyasini uzatishda qatnashmaydi.
Kuchli elektrolitlarning nisbatan suyultirilgan eritmalarida yakka erigan ionlar va ion juftlari o'rtasidagi muvozanatni taxminan doimiy ajralish yo'li bilan klassik elektrolitik dissotsiatsiya nazariyasiga o'xshash tarzda tavsiflash mumkin.

Foydalanilgan adabiyotlar

1. Elektrolitik dissotsilanish. Dictionary.com saytidan olindi.
2.http//uzWikepediya
3.Analitik kimyo kitobi Onlayn ensiklopediya