Сулы ерітінділердегі иондық тепе - теңдік

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 9 бет
Таңдаулыға:

Сулы ерітінділердегі иондық тепе-теңдік
Ерітінділердегі қышқылды- негіздік тепе-теңдік.
САрренустың электролиттік диссоцилену теориясына сәйкес қышқылдық
қасиетті сутек геондары (Н+), ал негіздік қасиетті гидроксид-иондары (ОН--
) көрсетеді. Алайда бұл теория гидроксид- иондары болмайтын заттардың
кейбір заттардың лнеге негіздік қасиеті көрсететінін түсіндіре алмайды.
Мысалы, аммиак кез- келген негіз сияқты тұз қышқылын бейтаптайды да
аммоний хлоридін түзеді.
1923 ж Бренстед пен Лоурн тағы бір қышқылдар мен негіздердің жалпы
теориясын ұсынды.
Бұл теория бойынша протондар кез- келген доноры қышқыл, ал акцепторы –
негіз болады, яғни қышқыл дегеніміз сумен иондарын беретін, ал негіздер-
сутек ионан қосып алатын заттар. Мысалы, хлорсутек сумн әрекеттенгенде
HCL+K2O=H3O++Cl
HCl молекуласы су молекуласына сутек ион береді, ал су оны қосып алады.
Сондықтан, бұл жерде HCl қышқыл, ал су- негіз болып жүр. Кері реакцияны,
яғни гидроксонит ионы протонды беріп, қышқылдың қасиет көрсетеді, ал
Cl— протонды қысып алып негіздік қасиет көрсететін реакцияны былайша
өрнектеуге болады:
Н3О++Cl--H2O+HCl
Мұндағы гидроксоний ионын (Н3О+) Н2О негізімен қосақтасқан қышқыл ол
хлорид ионын (Cl--) HCl қышқылмен қосақтасқан негіз деп атау қабылданған.
Сонда HCl-дың сумен әрекеттесуін мынадай тепе-теңдік реакция түрінде
көрсетуге болады:
HCl + H2O H3O+ + Cl-- (2)
қышқыл негіз қосақтасқан қышқыл
қосақтасқан негіз
немесе HCl + H2O H3O+ + Cl--
1 қышқыл+ 2 негіз 2-қышқыл 1 негіз
Қышқыл мен негіз арасындағы барлық реакциялар қышқылды- негіздік жұптар
жүреді. бірнеше мысалдар қарастырып, оларды былайша көрсетуге болады:
HNO3+H2O H3O++NO3- (a)
HCl+NH3NH4++Cl- (ә)
Н2О+NH3NH4+OH- (б)

H2SO4+CH8COOHCH3C (в)
CH8COOH+H2OH3O++CH3COO-
1- қышқыл+2 негізгі2-қышқыл+1 негізгі
Мұндағы а-және с-теңдеуінде Н2О-негіз де, ол б-теңдеуінде Н2О қышқыл
болып тұр. Сірке қышқылының реакцияларында суға қарағанда қышқылдың (с-
), ал күкірт қышқылына қарағанда негіздік (в-) көрсетіп тұр.
Радиусы аз және қозғылғыштығы үлкен болғандықтан протон бір заттан
екінші затқа оңай өте алады. Судың протонға деген антвықтылығы өте
жоғары (Qгурь=1087,8 кДжкг). Сол себепті көптеген заттар суға протон
береді. Протонды беру процесі қамтылды. Мысалы, с- реакциясындағы тіке
бағытта сірке қышқылының молекулясы протонды негіз ретінде болатын су
молекуласына береді, ал кері бағыты реакцияда гидроксоний ионы (Н3О+)
қышқыл болады да, ацетат-ионы негіз болады. Вонт- Госстың ұсынған химиялай
реакция изотермасының теңдеуіне сәйкес диссоциациялау протонда
сипаттайды.
(1)
мұндағы квадраттық жақша соңғы және бастапқы заттардың
концетрациялары, Кn*m- протолиттік тепе-теңдікті константасы.
1- қышқылдың протонға деген анықтылығы артқан сайын Кn-m артады. Сол
себепті сірке қышқылы күшті қышқылдардан,мысалы күкірт қышқылынан (в-
реакциясы қара) протонды алуға қабілетті. Мұндай реакцияларда сірке қышқылы
негіздік қасиет көрсетеді.
Сонымен, заттың қышқылдан және негіздік қасиеттері оның молекуласының
қасиетіне дене емес, сонымен қатар оның әрекеттестік заттарының
молекулаларынан қасиеттеріне де байланысты. Ерітінділерде қышқылды-
негіздік қасиет көрсетеді.
Сонымен, заттың қышқылды және негіздік қасиеттері оның молекуласының
қасиетіне дене емес, сонымен қатар оның әрекеттестік заттарының
молекулаларынан қасиеттеріне де байланысты. Ерітінділерде қышқылды-негіздік
қасиеттер (ең алдымен) еріткішпен әрекеттесуімен анықталады. Мысалы, мұз
қышқылында 100 %-дің сірке қышқылын күшті қышқылдардың қышқылдық қаситтері
мына қатар бойынша кемиді:
HClO4HB2H2SO4HClHNO3
Бұл осы қышқылдарға протонға интоқтылықты білуге мүмкіндік береді. Бұл
көрсетілген қышқылдар мен негіздердің күші олардың протонды беру, иә қосып
алу қаншалықты оңай болатынына байланысты. Қышқыл неғұрлым протонды оңай
берсе, соғұрлым күшті болады, керісінше негіз неғұрлым протонды оңай
қабылдаса, соғұрлым күшті болады.
Протонды алып-беру арқылы жүретін реакцияларды протолиттік ракциялар
деп атайды. Олар әсіресе сулы ерітінділерді қышқылдар мен негіздерге тән
болады.
2. Судың иондық көбейткіші. рН және рК туралы ұғым.
Сутектік көрсеткіш.
Химиялық таза судың диссоциациялануыныңтепе-теңдігін былайша
көрсетуге болады:
Судың протолиттік өте аз шама. Мысалы, 250С-да ол мынаған тең:
(3)
Сондықтан 3- теңдеудегі судың концетрациясы тұрақты шама. Оны 1 л-
дегі моль мөлшеріме өрнектесек мынадай болады:
[H2O]=мольл
2- теңдеу бойынша Н2О+ және ОН- иондарының концентрациясы өзара
тең. Ендеше (3)- теңдеуді былайша жазуға болады.
[H3O+][OH-]=(55,56)2*KEK=Kc (4)
бұл тұрақты шама су иондарының көбейтіндісі деп аталады. Су иондарының
көбейтіндісі (Кс) судың прополистік тепе- теңдігінің константасымен
жөн, соңғы шама бірінелісінен (55,56)2 есе аз.
Егер (4)- теңдеудегі Кек мәнін қоятын болсақ, онда 250С Кс-ның сандық
мәні мынаған тең болады.
Кс=(55,56)2*3,24*10-18=10-14
Пртолиттік тепе-теңдік константасы судың диссоациясының константасынан
өзгеше болады. Ол өзгешілікті мынадан көруге болады. Протолиттік реакция
мынадай түрде жазылады:
Н2О+Н2О=Н3О++ОН-, немесе НА+Н2ОН3О+А—
Мұндағы НА- қышқыл, А-анион, С.Аррениус теориясы бойынша
электролиттік диссоциациялану реакциясының теңдеуі былайша жазылады:
Н2ОН+ОН—(немесе Н++А--)
және болғандықтан Кбк және қышқылдың диссоциациясының
термодинамикалық константасының қарым-қатынасы былайша өрнектеледі:
(5)
яғни Кқ Кек-ке қарағанда 55,56 есе көп болады.
Ккн2о=Кек[H2O]=3.24*10-18*55.56=1.8 *10-18
Кқ-ның мәндері анықтамаларда беріледі.
Есептеулерде келесі Кқ шамасын және [H3O+]-ның орнына [H+]-ны қойып
жазамыз.
Судың диссоциалануы эндотермиялық процесс сондықтан температура артқан
сайын К0-ның мәні көбейеді.су диссоцияланғанда Н+ және ОН—тың бірдей
мөлшері жүзілетіндіктен 250С-де олардың коцентрациясы 10-7 гионл-ге тең.
[H+]= (г-ионлитр)
су иондарының көбейтіндісі – белг3л3 б3р температурада тек суда емес,
кезкелген қышқыл, сілті және тұздардың сулы ерітінділерінде тұрақты шама.
Ендеше, егер кейбір қышқылды қосқанда сутек иондарының концентрациясы
қаншалықты артса, оған сәйкес гидроксид- иондарының концентрацясы
соншалықты азаяды. Нәтижесінде иондарының конценттрациясының көбейтінісі
өзгермейді. Сол себепті иодарының бірінің концентрациясын екіншісінің
концентрациясы белгілі болған жағдайды мына формуламен есептейді:

Сонымен сулы ерітінділер сутек ионы да, гидроксид температурасында
250С-да тұрақты және 10-14-ке тең болады.
Әдетте [H+]-тың шамасы аз болады. Мысалы, алам организмінің ең
қышқыл сұйықтығы- сөлінде [H+] концентрациясы 10-1 гионл, ол түкірікте
[H+]- тың концентрациясы шамамен 10-5 г-ионл және т.б.
1920 жылы В.Соренсен сутек иондарының коцентрациясы ыңғайлы етіп
өрнеутеу үшін сутек иондарының концентрациясының ондық логарифмінің ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.