Химиялық реакциялардың негізгі бір аналитикалық белгісі тұнбалардың пайда болуы

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 4 бет
Таңдаулыға:

№ 5 Лекция тақырыбы: Әрекеттесуші массалар заңы мен гетерогенді
процестердегі тепе - теңдік

Лекцияны оқыту нәтижелері:
1. Сапалық анализдің теориялық негізін құрайтын әрекеттесуші массалар заңын тереңірек қарастырады
2. Гомогенді және гетерогенді жүйелерден заттың химиялық құрамын анықтаудың тәсілдері туралы білімді игереді;
3. Құрамы белгісіз затты анықтаудың тиімді жолдарын ұсынады;

Лекцияның мақсаты мен міндеттері: Химиялық талдауда әрекеттесуші массалар заңы көптеген әдістердің теориялық негізі түсіну; Бұл заңның көмегімен қайтымды химиялық реакцияларға қатысатын заттардың өзара сандық қатынасын, химиялық тепе-теңдігін анықтау.
Лекция мазмұны
Әрекеттесуші массалар заңын 1867 жылы норвегия ғалымдары К.Гульдберг пен П.Вааге ашқан. Бұл заң химияның фундаментальды заңдарының бірі: қарапайым гомогенді химиялық реакциялардың жылдамдығы реакцияға түсетін заттардың концентрацияларының көбейтіндісіне тура пропорционал.
Сапалық және сандық химиялық анализде қайтымды реакциялар кеңінен қолданылады, яғни бір мезгілде бір-біріне қарама-қарсы бағытталған екі реакция жүреді. Оларға тұндыру-еріту, нейтралдану-гидролиз, диссоциация-ассоциация, тотығу-тотықсыздану және тағы басқа реакциялар жатады.
Гетерогенді жүйелерге бірнеше фазадан (газ, сұйық, қатты зат) тұратын жүйелер жатады. Бұл жүйелер газ - сұйықтық, газ - қатты, сұйықтық - сұйықтық және сұйықтық - қатты болып бөлінеді. Химиялық және физика-химиялық процестер осы жүйелердің кез келгенінде өтеді. Егер ерітіндіде тұнба пайда болса, онда жүйе гетерогенді болады. Тұнбалардағы әрбір қатты зат жекеленген фаза болып табылады. Гетерогенді жүйелерде реакциялар фазалар бетінде жүреді.
Фаза аралық процестердің жүруі аналитикалық химия практикасында аса маңызды. Олар заттарды бір-бірінен бөлуде және анықтауда кеңінен қолданылады. Бұл кезде заттардың химиялық және физика - химиялық қасиеттеріндегі ерекшеліктері негізге алынады. Фаза аралық процестер тұнба түзілгенде, ерігенде, суалтқанда, заттарды айдағанда, зат бір сұйық фазадан келесі фазаға өткенде, тұнба бетіне бөгде заттардың адсорбциясы кезінде, сондай - ақ экстракция процесі кезінде туындайды.
Фазалар арасында жүретін процестердің жылдамдығы фазалардың жанасқан сәтінде жоғары болады да, уақыт өте біртіндеп төмендеп, тұрақты мәнге жақындайды. Процестің осы кездегі жылдамдығы фаза аралық химиялық тепе - теңдік константасымен сипатталады.
Аналитикалық химияда катиондар мен аниондарды анықтауда, оларды жекеленген топтарға бөлуде екі фазадан тұратын сұйықтық-қатты зат жүйесі жиі пайдаланылады. Мұндай жүйеде ерітінді мен тұнба бір-бірімен жанасқанда тұнба ери бастайды. Мысалы SrSO4 тұнбасын суда еріту процесі кезінде тұздың кристалдары судың дипольдық молекулаларына тартыла бастайды. Sr2+ және SO42- иондары кристалл бетінен гидратталған иондар түрінде біртіндеп үзіліп, ерітіндіге өтеді. Ерітіндіде жинақталған гидратталған иондардың мөлшеріне қарай олардың соқтығысулары орын алады. Қатты фаза (SrSO4) кристалдарының бетіне соғылған гидратты иондар кристалдық тордың қарсы зарядты иондарымен тартылысып, нәтижесінде дегидратацияланады. Заттың осылайша біртіндеп еруінен ерітіндіде оның артық мөлшері пайда болады. Еріген заттың артық мөлшері тұнбаға қайта түсе бастайды.
Еру және тұну процестерінің нәтижесінде тұнба мен оның еріген бөлігі арасында динамикалық тепе-теңдік орнайды:
SrSO4 Sr2+ + SO42-
тұнба ерітінді
Динамикалық тепе-теңдік кезінде тұнбаның еру жылдамдығы оның тұну жылдамдығымен теңеседі.
Барлық нашар еритін қосылыстар аз да болса суда ериді. Мысалы, іс жүзінде мүлдем ерімейді деп саналатын BaSO4, SrSO4 , AgCl, CaC2O4 және т.б. тұнбалар өте аз мөлшерде болса да ериді. Олардың ерітіндіге өткен молекулалары электролиттік диссоциацияға ұшырайды.
Қаныққан сулы ерітінділерде (тепе-теңдік жағдайдағы жүйелер) орын алған электролиттік диссоциация процесі қайтымды болып табылады. Мұндай жүйелерге әрекеттесуші массалар заңын қолдануға болады. Еру жылдамдығы мен тұздың қайта кристалдану жылдамдығы арасында тепе-теңдік орнаған кезде ерітінді аса қаныққан күйге өтеді. Тұнбасы бар қаныққан ерітіндіде тепе-теңдік қатты заттар мен олардың ерітіндідегі осы заттың молекулалары арасында орнайды. Электролиттерде бұл процесс тұнбаның кристалдары мен иондары арасында өтеді.
Тұндыру процесі. Химиялық реакциялардың негізгі бір аналитикалық белгісі тұнбалардың пайда болуы. Тұнба алу реакциялары заттарды бөлуге пайдаланылады. Тұнба түсу процесін сандық жолмен сипаттауға болады: тұнбаның массасын анықтау - гравиметриялық анализ немесе анықталатын затты түгел тұнбаға түсіруге кеткен стандартты реактивтің көлемін анықтау - титриметриялық анализ. Осының бәрі тұнба алу реакцияларын заттарды ашуға, анықтауға және бөлуге мүмкіндік береді.
Тұнба түзілгенде екі фазалы ерітінді - тұнба жүйесі пайда болады. Тұндыру процесінің негізгі заңдылықтары негізінен, кристалдық торы иондардан тұратын нашар еритін электролиттерге арналып қорытылған. Мұндай жүйедегі тепе-тендікке

еру
МА Мn+ + Аn-
тұну қанаққан ерітіндідегі иондар

Әрекеттесуші массалар заңын қолдансақ, онда

Қатты фазаның активтілігін а=1 тең деп есептесек: K . аМА=EKТ= аМn+ . аАn-.
Тұну және еру жылдамдықтары теңескенде нашар еритін электролиттің қаныққан ерітіндісіндегі иондардың концентрацияларының (активтіліктерінің) көбейтіндісі белгілі температура мен қысымда тұрақты мән. Бұл константаны ерігіштік көбейтіндісі деп атайды.
Гетерогенді тұнба түзілу және еру тепе-тендігінің константасы ЕК мәнін пайдаланып, тұнбаның түзілу процесін басқаруға болады. Нашар еритін күшті электролит тұнбаларының түзілу жағдайларын қарастырайық. Ол үшін алдымен BaSO4 тұнбасының сулы ортада ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.