Həll yollarıiki və ya daha çox komponentdən ibarət olan, dəyişən tərkibli, termodinamik cəhətdən sabit bircinsli sistemlər adlanır. Məhlulların komponentləri həlledici (komponent 1) və həlledici və ya istənilən miqdarda olan maddələrdir (komponent 2). Həlledici və maddəyə bölünmə nisbidir, adətən həlledici daha böyük olan komponentdir. Məhlul ətraf mühitdən təcrid olunarsa, o, özbaşına uzun müddət bu vəziyyətdə qalacaq, sistem sabitdir. Həlledici-maddə nisbəti geniş diapazonda dəyişə bilər və məhlul eyni həll olaraq qalır, dəyişən tərkibli sistemdən danışırıq.

Məhlulda həll olunan hissəciklər müxtəlif ölçülərə malikdir. Həll olmuş hissəciklərin ölçüsündən asılı olaraq məhlullar həqiqi məhlullara və dispers heterogen sistemlərə bölünür. Həqiqi məhlullarda fərdi molekullar və ya ionlar şəklində məhlullar eyni həlledici hissəciklər arasında sistemin bütün həcmi boyunca bərabər paylanır. Adi molekulların və ionların ölçüləri 1 nm-dən (10 -9 m) çox deyil, buna görə də həqiqi məhlullar homojen sistemlərdir, yəni. molekulyar səviyyədə homojendir. Onlarda interfasial səth yoxdur.

Dispers heterojen sistemlər yüksək inkişaf etmiş interfasial səthə malikdir, çünki həll olunmuş hissəciklər molekullardan çox böyükdür. Belə sistemlər davamlı həlledici fazadan - dispersiya mühitindən və həll olunmuş maddənin əzilmiş hissəciklərindən - bu mühitdə yerləşən dispers fazadan ibarətdir. Kolloid məhlullarda həll olunmuş hissəciklər 1-100 nm diapazonunda ölçülərə malik ola bilər. Diametri 100 nm-dən çox olan əzilmiş hissəcikləri ehtiva edən sistemlər incə və qaba dispersli heterojen sistemlərə aiddir. Dispers sistemlərin alınması üçün ilkin şərt dispersiya mühitinin və dispers fazanın qarşılıqlı həll olunmamasıdır. Dispers heterojen sistemlər termodinamik cəhətdən qeyri-sabitdir, çünki onlarda özbaşına proseslər baş verir və həll olunan maddənin hissəciklərinin böyüməsinə səbəb olur. Buna görə də, zaman keçdikcə belə sistemlər orijinal komponentlərə bölünür (stratifikasiya, dağılma, qurutma).

Bir çox qaz, maye və bərk sistemlər həqiqi məhlullar qrupuna aiddir. Qaz məhluluna misal olaraq adi hava - qazların qarışığı O 2, N 2, CO 2 və s., əgər orada toz və maye su olmasaydı.Maye məhlullar qazları (CO 2), mayeni həll etməklə əldə edilir. maddələr (C 2 H 5 OH) və ya bərk maddələr (NaCl). Bərk məhlullara misal olaraq qaz halında olan hidrogenin bərk palladiumdakı məhlulunu, amalgamları (bərk metallarda maye civə məhlulu) və ərintiləri göstərmək olar. Həlledicinin su olduğu ən çox yayılmış maye məhlullar. Bundan sonra yalnız sulu məhlullar müzakirə olunacaq.

Məsələn, bir çay qaşığı şəkəri suda həll edirik. Başqa bir qaşıq əlavə edin, qarışdırın və s. Müəyyən bir konsentrasiyadan başlayaraq, şəkər həllini dayandırdı və artıqlığı şüşənin dibindədir. Məhlul ilə tarazlıqda olan məhlula deyilir doymuş. Bu konsentrasiyaya çatana qədər həll oldu doymamış, homojen. Doymuş məhlulun konsentrasiyası deyilir həlledicilik maddədir və adətən 100 q suya bu maddənin qramı ilə ifadə edilir. Qazların həllolma qabiliyyəti həmişə qızdırma ilə azalır. Niyə?

(X) "(X) H 2 O

Soldan sağa qazın nizamsız vəziyyətindən sulu məhlula keçməsi DS entropiyasının azalması ilə müşayiət olunur.<0, поэтому необходимо выделение тепла DН<0, в противном случае DG>0 və proses dayandırılacaq. Le Chatelier prinsipinə görə, temperatur yüksəldikcə tarazlıq sola doğru dəyişir.

Suda həll olunan bərk maddə vəziyyətində vəziyyət fərqlidir:

[X] « (X) H 2 O , DS>0

və istilik effektinin əlaməti ilə bağlı ciddi məhdudiyyət olmayacaq, bərk maddənin həlli prosesi həm ekzotermik, həm də endotermik ola bilər. Məsələn, NaCl həll edildikdə, qütb su molekulları süfrə duzunun kristal qəfəsini məhv etməyə başlayır, ondan natrium kationlarını və xlorid anionlarını "çıxarır" və sulu fazaya keçir. İstilik effekti şəbəkənin entalpiyası adlanır, həmişə endotermik dəyərdir: DH resh > 0. Suda olan natrium və xlor ionları onunla qarşılıqlı təsir göstərir:

Na + + mH 2 O "Na + mH 2 O, CI ─ + nH 2 O" CI ─ nH 2 O.

Bu ekzotermik reaksiyadır. nəmləndirmə- su ilə qarşılıqlı təsir reaksiyaları. Reaksiya məhsulları deyilir nəmləndirir. Beləliklə, bərk cismin həll olunmasının istilik effektinin əlaməti işarəsi ilə əks olan qəfəs və hidratlaşmanın entalpiyalarının nisbətindən asılıdır: DH həll = DH sol + DH hid.

Nəmlənmə reaksiyasını məhlulların kimyəvi nəzəriyyəsinin müəllifi D.İ.Mendeleyev kəşf etmişdir. O, ilk dəfə qeyd etdi ki, maddələrin həlli istilik və həcm dəyişiklikləri ilə müşayiət olunur və bunlar kimyəvi reaksiyaların əlamətləridir, məsələn, etil spirtinin suda seyreltilməsi böyük istilik buraxılması və həcmin azalması ilə müşayiət olunur. :

50 ml spirt + 50 ml su = 96 ml məhlul (!).

Etanolun nəmləndirilməsi prosesinin tədqiqi rus araqının tərkibinin əsaslandırılması idi.

Nəmlənmə zamanı su molekullarının sayı (m, n) hidratasiya sayı adlanır. Elektrostatik cazibə qüvvələrinə görə ion su molekulları ilə əhatə olunmuşdur:

Şəkil.3.1 Nəmlənmiş natrium ionu.

Nəmləndirici sayı m=6, yalnız ionun ölçüsü ilə müəyyən edilir. Bu hidratlı formada bütün ionlar suda olur. Bu, su molekullarının nəmləndirici qabığı və ya "qabı"dır. Su ilə bu cür birləşmələr kövrəkdir, onlar yalnız məhlul vəziyyətində mövcuddurlar. Daha güclü hidratlar bəzi duzlar əmələ gətirir, su duz kristal şəbəkəsinin bir hissəsidir və yalnız qızdırmaqla çıxarıla bilər. Məsələn, susuz mis (II) sulfat mavi mis sulfat yaratmaq üçün beş mol su əlavə edir:

CuSO 4 + 5H 2 O « CuSO 4 5H 2 O.

Dəmir vitriol FeSO 4 7H 2 O, Qlauber duzu Na 2 SO 4 12H 2 O, alum və s. məlumdur. Natrium oksid hidrat (NaOH) çox güclü hidratdır və 1400°C-də parçalanmadan distillə edilə bilər.

Məhlul-həlledici (su) nisbəti deyilir konsentrasiya həll. Həll olunan problemdən asılı olaraq bu nisbəti ifadə etmək üçün müxtəlif üsullardan istifadə olunur:

1. Konsentrasiya faizi.

100 q məhlulda maddənin kütləsi (q). Məsələn, 95 q suda 5 q natrium xlorid həll edirik. Məhlulun kütləsi m= (95 + 5) g, söhbət 5% NaCI-dən gedir.

1. 1 litr məhlul üçün maddənin kütləsi (q). (q/l).
2. 1 litr suya (1 kq suya) bir maddənin kütləsi (q). Dünya okeanlarının duzluluğu adətən belə ifadə olunur ( ppm, Ltd).
3. Molyarlıq(M). 1 litr məhlulda bir maddənin kütləsi (mol / l). Məsələn, 98 q/l H 2 SO 4 olan bir həllimiz var. Kükürd turşusunun molyar kütləsi cəmi 98 q/mol təşkil edir. 98 q / l H 2 SO 4 \u003d 1M H 2 SO 4.
4. Molyarlıq (m). 1 litr (kq) su üçün mol ilə bir maddənin kütləsi.

Məhlulun məhlulun təbiətindən asılı olmayan, ancaq konsentrasiyası ilə təyin olunan bir qrup xassələri vardır. Belə xüsusiyyətlər deyilir ümumi və ya kollektiv.

1. Təmiz həlledici ilə müqayisədə məhlul üzərində həlledicinin buxar təzyiqinin aşağı salınması.

İki eyni eynəkdən ibarət bir sistem təsəvvür edin. Birinci stəkana su tökülür, ikinciyə isə hər hansı bir uçucu olmayan maddənin suda eyni miqdarda məhlulu tökülür. Eynəklər ətraf mühitdən təcrid olunmuş termostata yerləşdirilir. Səth təbəqəsindən olan su molekulları onun səthini tərk edərək havaya keçə bilər, tarazlıqda doymuş su buxarının təzyiqi (P haqqında H2O), yəni su buxarlanır. Məhlul halında, suyun səthinin bir hissəsi həll olunmuş maddənin yad molekulları və ya ionları tərəfindən tutulduqda, su buxarının təzyiqi (P H2O) bununla da bu yad hissəciklərin miqdarından asılı olaraq müəyyən miqdarda ΔP azalacaqdır. : ΔP = P o H2O - P H2O. İzolyasiya edilmiş bir sistemdə təzyiq gradienti yaranır, tarazlıq vəziyyəti qurulana qədər birinci şüşədəki su buxardan ikinci şüşəyə keçəcəkdir. Bu vəziyyətdən mühüm praktiki nəticələr çıxır. Suyun vəziyyət diaqramını (Р–Т) nəzərdən keçirin.

Şəkil 3.2 Suyun vəziyyətinin diaqramı.

a - suyun buxarlanma təzyiqi; b – məhlul üzərində su buxarının təzyiqi.

Şəkil 3.2-də (a) göstəricisi suyun buxarlanmasının tarazlığını (tarazlığı) xarakterizə edir. yaxşı maye - G az), mənfi temperaturda – sublimasiya tarazlığı ( T – G), və nəhayət, üçüncü xətt suyun əriməsinin tarazlığına uyğundur. İstinad nöqtələri 0 o C - suyun ərimə nöqtəsi və 100 o C - suyun normal qaynama nöqtəsidir, su buxarının təzyiqi isə 1 atm xarici normal təzyiqə bərabərdir.

Məhlul üzərində su buxarının təzyiqi azalır, (b) xətti (a) dan bir qədər aşağıdır, ərimə nöqtəsi Tm mənfi temperaturlara ΔTm, qaynama nöqtəsi Tbp isə ΔTbp yuxarı sürüşür. Təsirlər kimyada Raul qanunları kimi tanınan məhlulun molyarlığına mütənasibdir:

ΔT pl \u003d K H 2 O m; ΔT balya \u003d E H 2 O m.

K H 2 O \u003d 1.86 o, E H 2 O \u003d 0.52 o sabitləri müvafiq olaraq adlanır. krioskopik və ebullioskopik daimi su.

Məsələn, m = 1 mol / kq suda donma nöqtəsi ─ 1,86 o C, qaynama nöqtəsi isə 100,52 o C olacaq. Beləliklə, texnologiyada soyuqda donmayan mayelər (antifrizlər) əldə edilir. Molar konsentrasiyası nə qədər yüksək olarsa, donma nöqtəsini aşağı salma təsiri bir o qədər güclü olar. Maksimum təsirə nail olmaq üçün maddənin suda yaxşı həll olması və aşağı molyar kütlə tələb olunur, ( m daha çox almaq). Çox vaxt dihidrik spirt etilen glikol CH 2 OH - CH 2 OH (antifriz) suda bir həll istifadə olunur.

2. Osmos.

Osmoz su molekullarının yarıkeçirici membran vasitəsilə birtərəfli diffuziyasıdır. Yarımkeçiricilik xüsusiyyətinə, yəni tərkibində həll olunan maddələrə deyil, yalnız su molekullarına keçmə qabiliyyətinə bir çox materiallar - canlı orqanizmin bütün toxumaları, bəzi polimerlər, keramika, kerametlər malikdir. Bu fenomen ilk dəfə Almaniyada Pfeffer tərəfindən tədqiq edilmişdir. Onun cihazı (osmometr) bir stəkan sudan ibarət idi, onun içinə məhlulu olan bir boru batırırdı, sonunda öküz dərisinin bir qişası uzanırdı.

Şəkil 3.3 Pfeffer osmometri.

Su molekullarının diffuziyası stəkandan məhlul olan boruya, konsentrasiyaların bərabərləşdirilməsinə, tarazlığın əldə edilməsinə yönəldilir. Sözdə osmotik təzyiq (P osm) aşağıdan yuxarıya doğru hərəkət edir, borudakı məhlulun səviyyəsi P osm məhlul sütununun çəkisinə bərabər olana qədər yüksəlir. Pfefferin ancaq stəkana su əlavə etməyə vaxtı var idi.

Nəticədə yaranan təzyiq, Vant Hoff osmotik qanununa uyğun olaraq, həll olunan maddənin təzyiqinə ədədi olaraq bərabərdir, əgər o, T temperaturunda ideal qaz vəziyyətində və şüşənin həcmi V olarsa:

R osm \u003d C R T, burada C molyarlıqdır, mol / l.

İfadə Mendeleyev-Klapeyron ideal qaz vəziyyət tənliyi ilə üst-üstə düşür. Məsələn, C \u003d 1 mol / l məhlul konsentrasiyasında, standart bir temperaturda osmotik təzyiq olacaq:

R osm \u003d 1 0,082 298 \u003d 24,5 atm (!).

Canlı orqanizmdə bütün interstisial su mübadiləsi osmotik mexanizmə uyğun olaraq gedir. Bağırsaqlarda adi xörək duzunun böyük miqdarda olması, suyun bütün digər toxumalardan bağırsaqlara dərhal daxil olmasına səbəb olacaq, hüceyrələr su itirəcək, yəni susuzlaşdırma adlanan onların kütləvi ölümü. Bitkilərin kök sistemindən yarpaqlara qədər suyun yayılması, suya və ya rütubətli havaya salındıqda ağacın şişməsi və s. - misal vay cox.

1.2 HƏLL NƏZƏRİYYƏSİNİN İNKİŞAFININ ƏSAS İSTİQAMƏTLƏRİ.

Həlllərin fiziki nəzəriyyəsi. Qədim dövrlərdən məhlulların təbiətinə dair baxışların inkişafı elmin və istehsalın ümumi inkişafının gedişi ilə, eləcə də müxtəlif maddələr arasında kimyəvi yaxınlığın səbəbləri haqqında fəlsəfi fikirlərlə bağlı olmuşdur. 17-ci və 18-ci əsrin birinci yarısında. Həlllərin korpuskulyar nəzəriyyəsi təbiət elmləri və fəlsəfə sahəsində geniş yayılmışdır. Bu nəzəriyyədə həlledicinin cisimciklərinin cisimlərin məsamələrinə daxil olması və həlledicinin məsamələrini tutaraq vahid məhlul əmələ gətirən həlledici maddənin hissəciklərini qoparması ilə həll olunma prosesi mexaniki proses hesab olunurdu. Bu cür fikirlər əvvəlcə müəyyən bir həlledicinin bütün maddələri deyil, yalnız bəzilərini həll edə bilməsini qənaətbəxş şəkildə izah etdi.

19-cu əsrin əvvəllərində bir sıra tədqiqatların ümumiləşdirilməsi olan həllərin fiziki nəzəriyyəsinin inkişafı üçün ilkin şərtlər yaradılır. Əsasən C. Vant Hoff, S. Arrhenius və V. Ostwaldın əsərləri əsasında yaranan məhlulların fiziki nəzəriyyəsi seyreltilmiş məhlulların xassələrinin eksperimental tədqiqinə (osmotik təzyiqin artması, qaynama nöqtəsi, məhlulun donma nöqtəsinin azalması, məhlul üzərində buxar təzyiqinin azalması) , əsasən məhlulun konsentrasiyasından asılıdır, təbiətindən deyil. Osmoz, həlledicinin yarıkeçirici bir hissə ilə ayrılmış bir məhlulun içərisinə kortəbii nüfuz etməsidir, burada həlledici daxil ola bilər, lakin həlledici keçə bilməz.

Yarımkeçirici arakəsmə ilə ayrılmış məhlul və həlledici iki faza hesab edilə bilər. Bölmənin hər iki tərəfindəki həlledicinin tarazlığı onun məhluldakı kimyəvi potensialının bərabərliyi (əlavə təzyiq tətbiq olunur) və təmiz həlledicinin kimyəvi potensialı ilə ifadə edilir.

Kəmiyyət qanunları (van't Hoff, Raoult) davamında şərh edildi ki, seyreltilmiş məhlullarda həll olunan maddənin molekulları ideal qazın molekullarına bənzəyir. Elektrolit məhlulları üçün müşahidə edilən bu qanunlardan kənarlaşmalar S.Arreniusun elektrolitik dissosiasiya nəzəriyyəsi əsasında izah edilmişdir.

Yüksək dərəcədə seyreltilmiş məhlullar və qazlar arasındakı bənzətmə bir çox alimlərə o qədər inandırıcı göründü ki, onlar həll olunma prosesini fiziki bir akt kimi qəbul etməyə başladılar. Bu alimlərin nöqteyi-nəzərindən həlledici yalnız həll olunan hissəciklərin yayıla bildiyi bir mühitdir. Məhlulların fiziki nəzəriyyəsinin təsvirlərinin sadəliyi və məhlulların bir çox xassələrini izah etmək üçün onun uğurlu tətbiqi bu nəzəriyyənin sürətli uğurunu təmin etdi.

Məhlulların kimyəvi nəzəriyyəsi. DI. Mendeleyev və onun ardıcılları məhlulun əmələ gəlməsi prosesini komponentlərin hissəcikləri arasında qarşılıqlı əlaqə ilə xarakterizə olunan bir növ kimyəvi proses hesab edirdilər. DI. Mendeleyev məhlulları həlledicinin hissəciklərinin, onların arasında əmələ gələn və qismən dissosiasiya vəziyyətində olan qeyri-sabit kimyəvi birləşmələrin əmələ gətirdiyi sistemlər hesab edirdi. DI. Mendeleyev məhlulda baş verən proseslərin dinamik xarakter daşıdığını və məhlulu əmələ gətirən hissəciklərin xassələri haqqında bütün fiziki və kimyəvi məlumatların istifadə edilməsinin zəruriliyini qeyd edərək, məhlulun bütün komponentlərinin bərabər və nəzərə alınmadan olduğunu vurğuladı. onların hər birinin xassələrini və vəziyyətlərini nəzərə alaraq bütövlükdə sistemlərin tam xarakteristikasını vermək mümkün deyil. Alim məhlulların temperaturdan, təzyiqdən, konsentrasiyadan asılı olaraq xassələrinin öyrənilməsinə böyük əhəmiyyət verirdi; qarışıq həlledicilərdə məhlulların xassələrinin öyrənilməsinin zəruriliyi fikrini ilk dəfə ifadə etdi. D.I.-nin təlimlərini inkişaf etdirmək. Mendeleyev, məhlulların təbiətinə dair kimyəvi baxışın tərəfdarları, həll edilmiş maddənin hissəciklərinin vakuumda deyil, həlledicinin hissəciklərinin tutduğu məkanda hərəkət etdiklərini, qarşılıqlı təsir göstərdikləri, müxtəlif birləşmələrlə mürəkkəb birləşmələr əmələ gətirdiklərini qeyd etdilər. sabitlik. D.İ.Mendeleyevin nəzəriyyəsinin inkişafı məhlulların əmələ gəlməsinin çoxüzlü nəzəriyyəsidir ki, ona görə elementar fəza qrupları-polihedralar mayedə homojen və heterogen molekullardan yaradılır. Lakin kimyəvi nəzəriyyə ideal məhlulların əmələ gəlmə mexanizmini, real məhlulların xassələrində ideal məhlulların xassələrindən kənara çıxmalarını izah edə bilmir.

Məhlulların kimyəvi nəzəriyyəsinin inkişafı bir həlledicinin həlledici ilə qarşılıqlı əlaqəsi haqqında vahid ideya ilə birləşən bir neçə istiqamətdə davam etdi. Bu tədqiqatlar xassə-tərkibi diaqramlarının öyrənilməsi, məhlullar üzərində buxar təzyiqinin öyrənilməsi, maddələrin iki həlledici arasında paylanması və məhlulların termokimyasının öyrənilməsi əsasında məhlulda müəyyən birləşmələrin tapılması ilə bağlı idi. Məhlullarda birləşmələrin təyini ilə bağlı işlər böyük çətinliklərlə əlaqələndirilirdi, çünki sulu məhlullarda mürəkkəb birləşmələrin (hidratların) mövcudluğunu birbaşa təcrübə ilə sübut etmək qeyri-mümkün idi, çünki onlar dissosiasiya vəziyyətindədirlər və onları təcrid etməyə çalışırlar. parçalanmamış formada həllər uğursuzluqla başa çatdı. Termodinamik tədqiqatlar məhlulların kimyəvi nəzəriyyəsinin təsdiqi üçün böyük əhəmiyyət kəsb edirdi. Bir çox sistemlərdə məhlulun əmələ gəlməsi zamanı sistemin soyuması və ya istiləşməsinin müşahidə olunduğu göstərilmişdir ki, bu da komponentlər arasında kimyəvi qarşılıqlı əlaqə ilə izah edilmişdir. Həlletmə prosesinin kimyəvi təbiəti həm məhlul üzərindəki buxar təzyiqinin tədqiqi, həm də iki həlledici arasında maddələrin paylanmasının öyrənilməsi ilə təsdiq edilmişdir.

20-ci əsrin əvvəllərində məhlulların birləşmə, dissosiasiya, kompleks əmələgəlmə fenomeninin müşahidə olunduğu mürəkkəb sistemlər olduğunu və onların öyrənilməsində məhlulda mövcud olan və əmələ gələn hissəciklər arasında qarşılıqlı təsirin bütün növlərini nəzərə almaq lazım olduğunu göstərən geniş eksperimental material toplanmışdır.

Məhlulların müxtəlifliyi səbəbindən onların təbiətini və xassələrini izah etmək üçün məhlulların həm fiziki, həm də kimyəvi nəzəriyyəsindən istifadə olunur.

Kimyada adsorbsiya

Müasir təbiət elminin konsepsiyaları (kimyəvi komponent)

Kimyanın əsas qanunları və stoxiometrik hesablamalar

Bir çox reaksiyaların kəmiyyət (kütləvi və ya həcm üzrə) öyrənilməsi və eksperimental nəticələrin izahı stoxiometrik qanunlara gətirib çıxarır. Kimyada əsas fiziki kəmiyyət maddənin miqdarıdır. 1963-cü il yanvarın 1-dən...

Polimer məhlullarından plyonkaların alınmasının əsas fiziki-kimyəvi qanunauyğunluqları

Məhlullardakı polimerlər, xüsusən də konsentratlaşdırılmış olanlar, forması və ölçüsü həm polimerin həlledici ilə qarşılıqlı təsirinin təbiətindən, həm də məhlulun yerləşdiyi şəraitdən (temperatur ...

PF-060 alkid lakına əsaslanan örtüklərdə optimal piqment tərkibini axtarın

“Laklar, boyalar və üzlüklərin kimyəvi texnologiyası” kafedrasında aparılan tədqiqatların məqsədi yeni təsirli, aşağı zəhərli antikorroziya piqmentlərinin axtarışıdır...

Bioqaz istehsalı

Bioqazda metanın kifayət qədər yüksək olması və nəticədə yüksək kalorili olması bioqazdan istifadəyə geniş imkanlar yaradır...

AlPO4 + SiO2 katalizatorlarında metanolun susuzlaşdırılması ilə dimetil efirin alınması

Kimya sənayesində hidrogen əsasən metanol və ammonyakın sintezi üçün istifadə olunur. Bu sənayedə qalan hidrogen digər kimya sənayelərində istifadə olunur: məsələn...

AlPO4 + SiO2 katalizatorlarında metanolun susuzlaşdırılması ilə dimetil efirin alınması

Karbonmonoksidin istifadəsi üçün ən genişmiqyaslı proseslər olefinlərin hidroformasiyası, sirkə turşusu əldə etmək üçün metanolun karbonilləşməsi, doymamış və budaqlanmış karboksilik turşuların sintezi...

AlPO4 + SiO2 katalizatorlarında metanolun susuzlaşdırılması ilə dimetil efirin alınması

Dimetil eter hazırda əsasən ekoloji cəhətdən təmiz aerozol doldurucu kimi istifadə olunur...

Menedeleyevin dünya elminin inkişafındakı rolu

DI. Mendeleyev yazırdı ki, onun adını təşkil edən dörd mövzu var: üç elmi kəşf (dövri qanun, məhlulların kimyəvi nəzəriyyəsi və qaz elastikliyinin tədqiqi), həmçinin "Kimyanın əsasları" dərslik-monoqrafiyası. bəlkə də bərabərdir...

Polimer məhlullarının əmələ gəlməsinin nəzəriyyələri və termodinamikası

Nəzəriyyələri nəzərdən keçirərkən, vurğu riyazi hesablamalara deyil, yalnız əsas məqamlara yönəldiləcəkdir: əsas fərziyyələr və parametrlər, əsas tənliklərin növü, nəzəriyyələrin üstünlükləri və mənfi cəhətləri. Bütün massivdən...

Xromatoqrafik prosesin fiziki və kimyəvi əsasları

Xromatoqrafiya nəzəriyyəsinin vəzifəsi xromatoqrafik zonaların hərəkət və bulanıqlıq qanunlarını müəyyən etməkdir. Xromatoqrafiya nəzəriyyələrinin təsnifatının əsasını təşkil edən əsas amillər ...

Adsorbsiya prosesinin xüsusiyyətləri

Müxtəlif faza interfeyslərində bütün adsorbsiya növlərini adekvat şəkildə təsvir edən vahid nəzəriyyə yoxdur; Buna görə də gəlin adsorbsiya ilə bağlı ən geniş yayılmış nəzəriyyələrdən bəzilərini nəzərdən keçirək...

Xrom yarımqrupunun elementlərinin kompleks birləşmələrinin kimyası

Kimyanın inkişafını floqiston nəzəriyyəsi, üzvi kimyanın inkişafını isə “həyat qüvvəsi” anlayışı geridə qoyduğu kimi...

HƏLLLER

Ümumi məlumat

Həll yolları - komponentlər.

"həlledici" və "məhlul" qütb qeyri-qütblü

hidrofilik(su cəlb edir) və hidrofobik difilik

Həll nəzəriyyələri

Həlllərin fiziki nəzəriyyəsi.

ideal

Məhlulların kimyəvi nəzəriyyəsi.

Məhlulların kimyəvi və ya solvat nəzəriyyəsi 1887-ci ildə D.I. Bunu tapan Mendeleyev real məhlul təkcə fərdi komponentləri deyil, həm də onların qarşılıqlı təsir məhsullarını ehtiva edir. Sülfürik turşusu və etil spirtinin sulu məhlullarının tədqiqi, D.İ. Mendeleyev, nəzəriyyənin əsasını təşkil etdi, onun mahiyyəti, məhlulun hissəcikləri və həlledici molekulları arasında qarşılıqlı təsirlərin baş verməsi və nəticədə dəyişkən tərkibli qeyri-sabit birləşmələrin əmələ gəlməsidir. solvatlar və ya nəmləndirirəgər həlledici sudursa. Solvatların əmələ gəlməsində əsas rolu qeyri-sabit molekullararası qüvvələr, xüsusən də hidrogen bağları oynayır.

Bununla əlaqədar olaraq, "həll" anlayışının aşağıdakı təfsiri qəbul edilməlidir:

Həll iki və ya daha çox komponentdən və onların qarşılıqlı təsir məhsullarından ibarət dəyişən tərkibli homojen sistemdir.

Bu tərifdən belə çıxır ki, məhlullar kimyəvi birləşmələr və qarışıqlar arasında aralıq mövqe tutur. Bir tərəfdən, məhlullar homojendir, bu da onları kimyəvi birləşmələr kimi nəzərdən keçirməyə imkan verir. Digər tərəfdən, məhlullardakı komponentlər arasında ciddi stoxiometrik nisbət yoxdur. Bundan əlavə, məhlullar komponent hissələrinə bölünə bilər (məsələn, NaCl məhlulu buxarlandıqda, duz fərdi olaraq ayrıla bilər).

Müxtəlif yollar arasında əlaqə

Turşular və əsaslar

Kimyəvi prosesləri təsvir etmək üçün "turşu" və "əsas" anlayışlarından geniş istifadə edilməsinə baxmayaraq, maddələrin turşu və ya əsas kimi təsnif edilməsi baxımından onların təsnifatına vahid yanaşma mövcud deyil. Mövcud nəzəriyyələr ( ion nəzəriyyə S. Arrhenius, protolitik nəzəriyyə I. Bronsted və T. Lowry və elektron nəzəriyyə G. Lewis) müəyyən məhdudiyyətlərə malikdir və buna görə də yalnız xüsusi hallarda tətbiq edilir. Gəlin bu nəzəriyyələrin hər birinə daha yaxından nəzər salaq.

Arrhenius nəzəriyyəsi.

Arrheniusun ion nəzəriyyəsində "turşu" və "əsas" anlayışları elektrolitik dissosiasiya prosesi ilə sıx bağlıdır:

Turşu məhlullarda H + ionlarını əmələ gətirmək üçün dissosiasiya olunan elektrolitdir;

Əsas OH - ionları yaratmaq üçün məhlullarda dissosiasiya olunan elektrolitdir;

Amfolit (amfoter elektrolit) həm H + ionları, həm də OH - ionları yaratmaq üçün məhlullarda dissosiasiya olunan elektrolitdir.

Misal üçün:

ON ⇄ H + + A - nH + + MeO n n - ⇄Me (OH) n ⇄Me n + + nOH -

İon nəzəriyyəsinə uyğun olaraq, həm neytral molekullar, həm də ionlar turşu ola bilər, məsələn:

HF⇄H++F-

H 2 PO 4 - ⇄ H + + HPO 4 2 -

NH 4 + ⇄H + + NH 3

Bənzər nümunələri əsaslar üçün göstərmək olar:

KOH K + + OH -

- ⇄Al(OH) 3 + OH -

+ ⇄Fe 2+ + OH -

Amfolitlərə sink, alüminium, xrom və digərlərinin hidroksidləri, həmçinin amin turşuları, zülallar, nuklein turşuları daxildir.

Ümumiyyətlə, məhlulda turşu-qələvi qarşılıqlı təsir neytrallaşma reaksiyasına qədər azalır:

H + + OH - H 2 O

Bununla belə, bir sıra eksperimental məlumatlar ion nəzəriyyəsinin məhdudiyyətlərini göstərir. Beləliklə, ammonyak, üzvi aminlər, Na 2 O, CaO kimi metal oksidləri, zəif turşuların anionları və s. su olmadıqda, hidroksid ionları olmasa da, tipik əsasların xüsusiyyətlərini nümayiş etdirirlər.

Digər tərəfdən, tərkibində hidrogen ionları olmayan bir çox oksidlər (SO 2, SO 3, P 2 O 5 və s.), halidlər, turşu halogenidləri, hətta su olmadıqda belə, turşuluq xüsusiyyətləri nümayiş etdirirlər, yəni. əsaslar zərərsizləşdirilir.

Bundan əlavə, elektrolitin sulu məhlulda və susuz mühitdə davranışı əks ola bilər.

Beləliklə, sudakı CH 3 COOH zəif bir turşudur:

CH 3 COOH⇄CH 3 COO - + H +,

və maye hidrogen flüoriddə əsas xüsusiyyətlərini nümayiş etdirir:

HF + CH 3 COOH⇄CH 3 COOH 2 + +F -

Bu tip reaksiyaların, xüsusən də sulu olmayan həlledicilərdə baş verən reaksiyaların tədqiqi turşular və əsaslar haqqında daha ümumi nəzəriyyələrə səbəb olmuşdur.

Bronsted və Lowry nəzəriyyəsi.

Turşular və əsaslar nəzəriyyəsinin sonrakı inkişafı İ.Bronsted və T.Lourinin təklif etdiyi protolitik (proton) nəzəriyyəsi oldu. Bu nəzəriyyəyə görə:

Bir turşu, molekulları (və ya ionları) bir proton verməyə qadir olan hər hansı bir maddədir, yəni. proton donoru olmaq;

Baza, molekulları (və ya ionları) bir proton bağlaya bilən hər hansı bir maddədir, yəni. proton qəbuledicisi olmaq;

Beləliklə, əsas anlayışı əhəmiyyətli dərəcədə genişlənir, bu, aşağıdakı reaksiyalarla təsdiqlənir:

OH - + H + H 2 O

NH 3 + H + NH 4 +

H 2 N-NH 3 + + H + H 3 N + -NH 3 +

İ.Bronsted və T.Lourinin nəzəriyyəsinə görə, turşu və əsas birləşmiş cüt əmələ gətirir və tarazlıq ilə bağlıdır:

ASİD ⇄ PROTON + ƏSAS

Proton köçürmə reaksiyası (protolitik reaksiya) geri çevrildiyindən və bir proton da əks prosesdə köçürüldüyü üçün reaksiya məhsulları bir-birinə nisbətən turşu və əsasdır. Bunu tarazlıq prosesi kimi yazmaq olar:

ON + B ⇄ VN + + A -,

burada HA turşudur, B əsasdır, BH + B əsası ilə konjuge edilmiş turşudur, A - HA turşusu ilə birləşmiş əsasdır.

Nümunələr.

1) reaksiyada:

HCl + OH - ⇄Cl - + H 2 O,

HCl və H 2 O turşular, Cl - və OH - uyğun birləşən əsaslardır;

2) reaksiyada:

HSO 4 - + H 2 O⇄SO 4 2 - + H 3 O +,

HSO 4 - və H 3 O + - turşular, SO 4 2 - və H 2 O - əsaslar;

3) reaksiyada:

NH 4 + + NH 2 - ⇄ 2NH 3,

NH 4 + bir turşudur, NH 2 - əsasdır və NH 3 həm turşu (bir molekul), həm də əsas (başqa bir molekul) kimi çıxış edir, yəni. amfoterlik əlamətlərini göstərir - turşu və əsasın xüsusiyyətlərini nümayiş etdirmək qabiliyyəti.

Su da bu qabiliyyətə malikdir:

2H 2 O ⇄ H 3 O + + OH -

Burada, bir H 2 O molekulu bir konjugat turşusu meydana gətirən bir proton (əsas) verir - hidronium ionu H 3 O +, digəri bir proton (turşu) verir, bir konjugat bazası OH meydana gətirir. Bu proses adlanır avtoprotoliz.

Yuxarıdakı misallardan görünür ki, Arreniusun fikirlərindən fərqli olaraq, Brönsted və Louri nəzəriyyəsində turşuların əsaslarla reaksiyaları qarşılıqlı neytrallaşmaya səbəb olmur, əksinə, yeni turşu və əsasların əmələ gəlməsi ilə müşayiət olunur. .

Onu da qeyd etmək lazımdır ki, protolitik nəzəriyyə “turşu” və “əsas” anlayışlarını xassə kimi deyil, sözügedən birləşmənin protolitik reaksiyada yerinə yetirdiyi funksiya kimi nəzərdən keçirir. Eyni birləşmə müəyyən şərtlərdə turşu kimi, digərlərində isə əsas kimi reaksiya verə bilər. Beləliklə, CH 3 COOH sulu bir həllində bir turşu, 100% H 2 SO 4 - bir baza xassələrini nümayiş etdirir.

Lakin, üstünlüklərinə baxmayaraq, protolitik nəzəriyyə, Arrhenius nəzəriyyəsi kimi, tərkibində hidrogen atomları olmayan, lakin eyni zamanda, bir turşu funksiyasını nümayiş etdirən maddələrə şamil edilmir: bor, alüminium, silikon və qalay halidləri .

Lyuis nəzəriyyəsi.

Maddələrin turşular və əsaslar kimi təsnifatı baxımından təsnifatına fərqli yanaşma Lyuisin elektron nəzəriyyəsi idi. Elektron nəzəriyyə çərçivəsində:

turşu elektron cütünü (elektron qəbuledicisini) bağlaya bilən hissəcikdir (molekul və ya ion);

Baza bir elektron cütünü (elektron donoru) bağışlaya bilən hissəcikdir (molekul və ya ion).

Lyuisə görə turşu və əsas bir-biri ilə qarşılıqlı əlaqədə olur və donor-akseptor bağı əmələ gətirir. Bir cüt elektronun əlavə edilməsi nəticəsində elektron çatışmazlığı olan atom tam elektron konfiqurasiyaya malikdir - elektronların okteti. Misal üçün:

Neytral molekullar arasındakı reaksiya oxşar şəkildə göstərilə bilər:

Lyuis nəzəriyyəsi baxımından neytrallaşma reaksiyası hidrogen ionuna bir hidroksid ionunun elektron cütünün əlavə edilməsi kimi qəbul edilir ki, bu da bu cütü yerləşdirmək üçün sərbəst orbital təmin edir:

Beləliklə, Lyuis nəzəriyyəsi baxımından elektron cütünü asanlıqla birləşdirən protonun özü turşu funksiyasını yerinə yetirir. Bu baxımdan, Bronsted turşuları Lyuis turşuları və əsasları arasında reaksiya məhsulları hesab edilə bilər. Beləliklə, HCl H + turşusunun Cl - əsası ilə neytrallaşdırılmasının məhsuludur və H 3 O + ionu H + turşusunun H 2 O əsası ilə neytrallaşdırılması nəticəsində əmələ gəlir.

Lyuis turşuları və əsasları arasındakı reaksiyalar da aşağıdakı nümunələrlə təsvir edilmişdir:

Lyuis əsaslarına həmçinin halid ionları, ammonyak, alifatik və aromatik aminlər, R 2 CO tipli oksigen tərkibli üzvi birləşmələr (burada R üzvi radikaldır) daxildir.

Lyuis turşularına bor, alüminium, silisium, qalay və digər elementlərin halidləri daxildir.

Aydındır ki, Lyuisin nəzəriyyəsində “turşu” anlayışına daha geniş kimyəvi birləşmələr daxildir. Bu onunla izah olunur ki, Lyuisin fikrincə, maddənin turşular sinfinə aid edilməsi yalnız onun molekulunun elektron-akseptor xassələrini təyin edən strukturu ilə bağlıdır və mütləq hidrogenin olması ilə əlaqələndirilmir. atomlar. Hidrogen atomları olmayan Lyuis turşuları adlanır aprotik.

HƏLLLER

Ümumi məlumat

Həll yolları - Bunlar iki və ya daha çox maddədən ibarət dəyişən tərkibli homojen sistemlər adlanır komponentlər. Aqreqasiya vəziyyətinə görə məhlullar qaz (hava), maye (qan, limfa) və bərk (ərintilər) ola bilər. Tibbdə canlı orqanizmlərin həyatında müstəsna rol oynayan maye məhlullar ən böyük əhəmiyyətə malikdir. Qidanın assimilyasiyası və tullantıların bədəndən çıxarılması prosesləri məhlulların əmələ gəlməsi ilə əlaqələndirilir. Çox sayda dərman həll şəklində tətbiq olunur.

Maye məhlulların keyfiyyət və kəmiyyət təsviri üçün terminlər "həlledici" və "məhlul", baxmayaraq ki, bəzi hallarda belə bölgü kifayət qədər şərti olur. Beləliklə, tibbi spirt (etanolun suda 96% həlli) daha çox suyun spirtdəki məhlulu kimi qəbul edilməlidir. Bütün həlledicilər qeyri-üzvi və üzvi bölünür. Ən vacib qeyri-üzvi həlledici (və bioloji sistemlərdə yeganə) sudur. Bu, suyun qütblülük, aşağı özlülük, molekulların birləşmə meyli və nisbətən yüksək qaynama və ərimə nöqtələri kimi xüsusiyyətləri ilə bağlıdır. Üzvi həlledicilər bölünür qütb(spirtlər, aldehidlər, ketonlar, turşular) və qeyri-qütblü(heksan, benzol, karbon tetraklorid).

Həll prosesi eyni dərəcədə həlledicinin təbiətindən və məhlulun xüsusiyyətlərindən asılıdır. Aydındır ki, məhlullar yaratmaq qabiliyyəti müxtəlif maddələrdə müxtəlif yollarla ifadə edilir. Bəzi maddələr bir-biri ilə istənilən miqdarda (su və etanol), digərləri - məhdud miqdarda (su və fenol) qarışdırıla bilər. Bununla belə, yadda saxlamaq lazımdır: tamamilə həll olunmayan maddələr yoxdur!

Bir maddənin müəyyən bir həlledicidə həll olma meyli sadə bir qayda ilə müəyyən edilə bilər: kimi kimi həll olur. Həqiqətən, ion (duzlar, qələvilər) və ya qütb (spirtlər, aldehidlər) tipli bir əlaqə olan maddələr qütb həlledicilərdə, məsələn, suda yüksək dərəcədə həll olunur. Əksinə, O 2 və C 6 H 6 molekulları qeyri-polyar olduğundan, benzolda oksigenin həllolma qabiliyyəti suda olduğundan daha yüksəkdir.

Müəyyən bir həlledici növü üçün birləşmənin yaxınlıq dərəcəsi onun tərkib funksional qruplarının təbiətini və kəmiyyət nisbətini təhlil etməklə qiymətləndirilə bilər. hidrofilik(su cəlb edir) və hidrofobik(suyu dəf edir). Hidrofiliklərə hidroksil (-OH), karboksil (-COOH), tiol (-SH), amin (-NH 2) kimi qütb qrupları daxildir. Qeyri-qütblü qruplar hidrofobik hesab olunur: alifatik (-CH 3, -C 2 H 5) və aromatik (-C 6 H 5) seriyalı karbohidrogen radikalları. Həm hidrofilik, həm də hidrofobik qrupları ehtiva edən birləşmələr adlanır difilik. Belə birləşmələrə amin turşuları, zülallar, nuklein turşuları daxildir.

Həll nəzəriyyələri

Hal-hazırda məhlulların iki əsas nəzəriyyəsi məlumdur: fiziki və kimyəvi.

Həlllərin fiziki nəzəriyyəsi.

Həlllərin fiziki nəzəriyyəsi S. Arrhenius (1883) və J. G. van't Hoff (1885) tərəfindən təklif edilmişdir. Bu nəzəriyyədə həlledici, məhlulun hissəciklərinin (molekullarının, ionlarının) bərabər paylandığı kimyəvi cəhətdən təsirsiz bir mühit hesab olunur. Bu halda, həm məhlulun hissəcikləri arasında, həm də həlledicinin molekulları ilə məhlulun hissəcikləri arasında molekullararası qarşılıqlı təsirin olmadığı güman edilir. Lakin sonradan məlum oldu ki, bu modelin şərtləri adları verilmiş yalnız kiçik bir qrup həllərin davranışı ilə təmin edilir. ideal. Xüsusilə, qaz qarışıqları və qeyri-elektrolitlərin çox seyreltilmiş məhlulları ideal məhlul hesab edilə bilər.

Məhlulların kimyəvi və ya solvat nəzəriyyəsi 1887-ci ildə D.I. Bunu tapan Mendeleyev real məhlul təkcə fərdi komponentləri deyil, həm də onların qarşılıqlı təsir məhsullarını ehtiva edir. Sülfürik turşusu və etil spirtinin sulu məhlullarının tədqiqi, D.İ. Mendeleyev, nəzəriyyənin əsasını təşkil etdi, onun mahiyyəti, məhlulun hissəcikləri və həlledici molekulları arasında qarşılıqlı təsirlərin baş verməsi və nəticədə dəyişkən tərkibli qeyri-sabit birləşmələrin əmələ gəlməsidir. solvatlar və ya nəmləndirirəgər həlledici sudursa. Solvatların əmələ gəlməsində əsas rolu qeyri-sabit molekullararası qüvvələr, xüsusən də hidrogen bağları oynayır.

Bununla əlaqədar olaraq, "həll" anlayışının aşağıdakı təfsiri qəbul edilməlidir:

Həll iki və ya daha çox komponentdən və onların qarşılıqlı təsir məhsullarından ibarət dəyişən tərkibli homojen sistemdir.

Bu tərifdən belə çıxır ki, məhlullar kimyəvi birləşmələr və qarışıqlar arasında aralıq mövqe tutur. Bir tərəfdən, məhlullar homojendir, bu da onları kimyəvi birləşmələr kimi nəzərdən keçirməyə imkan verir. Digər tərəfdən, məhlullardakı komponentlər arasında ciddi stoxiometrik nisbət yoxdur. Bundan əlavə, məhlullar komponent hissələrinə bölünə bilər (məsələn, NaCl məhlulu buxarlandıqda, duz fərdi olaraq ayrıla bilər).

Məhlulların konsentrasiyasını ifadə etməyin əsas yolları

Məhlulun kəmiyyət tərkibi ən çox konsepsiyadan istifadə edərək qiymətləndirilir konsentrasiya, məhlulun (həlledicinin) vahid kütləsinə (həcminə) məhlulun (müəyyən vahidlərdə) məzmunu kimi başa düşülür. Məhlulların konsentrasiyasını ifadə etməyin əsas yolları aşağıdakılardır:

1. Maddənin kütlə payı  (x) sistemdə olan verilmiş x komponentinin kütləsinin bu sistemin ümumi kütləsinə nisbətidir:

Maddənin miqdarının vahidi mol, yəni C 12 izotopunun 0,012 kq-da atomların sayı qədər real və ya şərti hissəcikləri ehtiva edən maddənin miqdarıdır. Bir maddənin kəmiyyət vahidi kimi bir mol istifadə edərkən, hansı hissəciklərin nəzərdə tutulduğunu bilmək lazımdır: molekullar, atomlar, elektronlar və ya başqaları. Molar kütlə M (x) kütlənin maddənin miqdarına (g / mol) nisbətidir:

3. C-nin molar konsentrasiyası ekvivalenti(x) - bu, n (x) maddənin ekvivalentinin miqdarının V p-ra məhlulunun həcminə nisbətidir:

Kimyəvi ekvivalent, turşu-əsas və ya ion mübadiləsi reaksiyalarında 1 hidrogen ionunu əvəz edə, əlavə edə və ya buraxa bilən maddənin real və ya şərti hissəciyidir.

Molekul, atom və ya ion kimi, ekvivalent də ölçüsüzdür.

Mole ekvivalentlərinin kütləsi adlanır molar kütlə ekvivalenti M(x). Dəyər deyilir ekvivalentlik faktoru. Bir maddənin həqiqi hissəciyinin hansı nisbətinin ekvivalentinə uyğun olduğunu göstərir. Bir maddənin ekvivalentini düzgün müəyyən etmək üçün bu maddənin iştirak etdiyi xüsusi reaksiyadan çıxış etmək lazımdır, məsələn, H 3 PO 4-ün NaOH ilə qarşılıqlı təsiri reaksiyasında bir, iki və ya üç proton əvəz edilə bilər:

1. H 3 PO 4 + NaOH  NaH 2 PO 4 + H 2 O;

2. H 3 PO 4 + 2NaOH  Na 2 HPO 4 + 2H 2 O;

3. H 3 PO 4 + 3NaOH  Na 3 PO 4 + 3H 2 O.

Ekvivalentin tərifinə uyğun olaraq, 1-ci reaksiyada bir proton əvəz olunur, buna görə də ekvivalent maddənin molyar kütləsi molyar kütləyə bərabərdir, yəni z  l və . Bu halda:

2-ci reaksiyada iki proton əvəz olunur, buna görə də ekvivalentin molar kütləsi H 3 PO 4-ün molar kütləsinin yarısı olacaq, yəni. z  2, və
. Burada:

3-cü reaksiyada üç proton dəyişdirilir və ekvivalentin molyar kütləsi H 3 PO 4-ün molar kütləsinin üçdə biri olacaq, yəni. z = 3, a
. Müvafiq olaraq:

Protonların birbaşa iştirak etmədiyi mübadilə reaksiyalarında ekvivalentlər köməkçi reaksiyalar daxil etməklə dolayı yolla müəyyən edilə bilər ki, onların nəticələrinin təhlili bütün reaksiyalar üçün z-nin bərabər olduğu qaydasını çıxarmağa imkan verir. ümumi ödəniş müəyyən bir kimyəvi reaksiyada iştirak edən bir maddənin molekulunda dəyişdirilə bilən ionlar.

1. AlCl 3 + 3AgNO 3 = Al(NO 3) 3 + 3AgCl.

AlCl 3 üçün +3 yüklü 1 Al 3+ ionu dəyişdirilir, buna görə də z \u003d 13 \u003d 3. Beləliklə:

Onu da demək olar ki, yükü -1 olan 3 xlor ionu mübadilə olunur. Onda z = 31 = 3 və

AgNO 3 üçün z = 11 = 1 (1 Ag + ion yüklə +1 və ya 1 NO 3 - ion yük -1 ilə dəyişdirilir).

2. Al 2 (SO 4) 3 + 3BaCl 2 = 3BaSO 4  + 2AlCl 3.

Al 2 (SO 4) üçün 3 z \u003d 23 \u003d 6 (+3 yüklü 2 Al 3+ ionu və ya 3 SO 4 2 - yükü -2 olan ionlar dəyişdirilir). Beləliklə,

Beləliklə, C (H 2 SO 4) \u003d 0,02 mol / l rekordu o deməkdir ki, 1 litrində 0,02 mol ekvivalent H 2 SO 4 və H 2 SO 4 ekvivalentinin molyar kütləsi olan bir məhlul var. eyni zamanda molar kütlə H 2 SO 4, yəni 1 litr məhlul ehtiva edir.
H2SO4.

Ekvivalentlik faktoru ilə ekvivalentin molyar konsentrasiyası məhlulun molyar konsentrasiyasına bərabərdir.

4. Başlıq T(x) maddənin kütləsinin məhlulun həcminə nisbəti (ml ilə):

6. Mole fraksiya N(x) sistemdə olan müəyyən bir komponentin maddəsinin miqdarının sistemdəki maddələrin ümumi miqdarına nisbətidir:

Vahidin fraksiyaları və ya % ilə ifadə edilir .

7. Həlledicilik əmsalı maddələr R(x) 100 q həlledicidə həll oluna bilən maddənin g ilə ifadə edilən maksimum kütləsi adlanır.

Mövzu üzrə əlavə material: “Məhsulların fiziki nəzəriyyəsi. Məhlulların kimyəvi nəzəriyyəsi. Həll nəzəriyyəsi I. A. Kablukova. Həlllərin vahid nəzəriyyəsi. Ən qədim dövrlərdən bəri bütün praktik insan fəaliyyəti su və sulu məhlulların istifadəsi ilə bağlıdır. Tikinti materialları, boyalar, şüşə və keramika istehsalında müxtəlif həllərdən istifadə edilmişdir. Gil məmulatları, fironların yeraltı məzarlarının divarlarını örtən rəngli şirələr üçün həll olunmamış reseptlər, qədim Misirdə diqqətəlayiq inkişafa nail olan mumiyalaşdırma sənəti - bütün bunlar yenə də həll yoludur və tərkibinə görə kifayət qədər mürəkkəbdir və o zamanlar çox məharətlə hazırlanmışdır. ilk təbiətşünaslar. əsrlər boyu bir həll əldə etmək üçün hər hansı kimyəvi reaksiya kimi ya istiliyin buraxılması (ekzotermik proses) və ya onun udulması (endotermik proses) ilə müşayiət olunan həll prosesi keçməlidir. Bunu sadə təcrübələrlə yoxlamaq olar. Əgər termometr yarıya qədər su ilə doldurulmuş stəkana endirilsə və konsentratlaşdırılmış sulfat turşusu əlavə edilərsə, o zaman termometrdəki civə kəskin yüksələcək. Əlinizə belə bir stəkan götürmək belə çətindir - çox istidir. Ammonium nitrat və ya ammonium tiosiyanat həll etməyə başlasanız, bu duzların yerləşdiyi stəkana bir az su töksəniz, şüşə o qədər soyuyacaq ki, hətta laboratoriya masasına qədər dondura bilər. Məhlullarda hansı birləşmələr olur? Məhlulların kimyəvi nəzəriyyəsini ən dərindən inkişaf etdirən D. İ. Mendeleyev onları solvatlar adlandırmağı təklif etdi (latınca solre - həll etmək sözündən). Suda həll olunduqda bu cür birləşmələrin əmələ gəlməsi prosesi hidratasiya, yaranan məhsullar isə hidratlar adlanır. Buna görə də məhlulların kimyəvi nəzəriyyəsi məhlulların solvat və ya hidrat nəzəriyyəsi adlanırdı. Bu nəzəriyyəyə əsaslanaraq, məsələn, kalsium sulfatın su ilə qarışığının bərk kütləyə çevrilməsi kimi hadisələr aydın oldu. Bu proses qırıqlar üçün gips sarğıları tətbiq edərkən istifadə olunur. Kalsium sulfat və su güclü birləşmələr əmələ gətirir, onlardan suyu təcrid etmək çox çətindir. Müxtəlif şəraitdə məhlullardan çökən duzların rənginin dəyişməsinin xarakteri də aydın olmuşdur. Məsələn, CuSO4 duzunun ağ olması məlumdur. Lakin suda bu maddənin mavi məhlulu əmələ gəlir və onun duzundan çökdürdükdə mavi kristallar alınır. 250°C-də kalsifikasiya edilərək onları yenidən ağ etmək olar. Bu halda yığılan buxar adi su olur. Belə ki, mavi və ya

mavi kristallar duz və su molekullarından ibarətdir ki, bu da kristallara öz rəngini verir. Mavi duz tamamilə quru görünür və hiss edir. Bir maddənin su ilə kristal şəklində olan bu cür birləşmələrinə kristal hidratlar deyilir. Onların tərkibini duz molekuluna düşən kristalların çəkisi ilə müəyyən etmək olar, məsələn:  10H2O CuSO4  5H2O H2SO4  H2O MgSO4 Bununla belə, kimyəvi nəzəriyyə məhlulun konsentrasiyasından asılı olaraq məhlulların xassələrində dəyişikliklərin kəmiyyətcə proqnozlaşdırılmasına imkan vermirdi. solvatlaşdırılmış molekulların necə qurulduğunu izah etmir. Məhlulların kimyəvi nəzəriyyəsinin müəllifləri qazlar üçün yaxşı məlum olan əlaqələri həll olunmuş vəziyyətdə olan maddəyə köçürdülər. Düzdür, məsələ yalnız yüksək dərəcədə seyreltilmiş məhlullarla məhdudlaşırdı. "Mən," Van't Hoff yazırdı, "zəif həllər üçün qazlar üçün Boyle-Mariotte və Gay-Lussac qanunlarına bənzər qanunlar qurdum ..." Qazlar üçün geniş yayılmış qanunauyğunluqların tənliklərindən istifadə edərək, mümkün idi. kifayət qədər dəqiq hesablamalar aparmaq. Vant Hoff nəzəriyyəsi bir çox maddələrin seyreltilmiş məhlulları üçün əsaslandırıldı. Bununla belə, NaCl, KNO3 kimi qeyri-üzvi duzların məhlulları üçün təcrübə və hesablamanın nəticələri təxminən iki dəfə, MgCl2 və ya Ca(NO3)2 üçün isə daha çox fərqlənirdi. Üstəlik, məhlul suda nə qədər çox seyreltilsə, hesablanmış dəyərdən bir o qədər çox sapma müşahidə edilmişdir. Eyni şey turşuların və əsasların məhlulları ilə də baş verdi. S.Arrhenius təklif etdi ki, məhlulları elektrik cərəyanı keçirən maddələr ayrı-ayrı yüklü hissəciklərə - ionlara parçalanır, ionlar isə özlərini "sərbəst" hissəciklər kimi aparır və ətraf mühitlə qarşılıqlı təsir göstərmirlər. S.Arrhenius nəzəriyyəsində o da qeyd olunurdu ki, həll olunduqda elektrolitlər ionlara tam parçalanmır: maddənin yalnız müəyyən hissəsi ion şəklində məhlulda olur. Fiziki mənzərəni sadələşdirmək üçün nəzəriyyənin müəllifi maddənin aşağı konsentrasiyası səbəbindən əmələ gələn ionlar arasında elektrostatik qarşılıqlı təsirin olmadığını təklif etdi. Elektrolitik dissosiasiya nəzəriyyəsinin əleyhdarları onun əsas çatışmazlığını dərhal gördülər: o, elektrolitlərin dissosiasiyasının səbəbini göstərmədi. Təəccüblü deyil ki, S.Arrenius nəzəriyyəsi bir çox alimlər tərəfindən kəskin tənqid edilib. Fiziki kimyanın banilərindən birinin - V. Ostvaldın laboratoriyasında fiziki və kimyəvi nəzəriyyələrin tərəfdarları arasında mübarizənin qızğın vaxtında

- kimyanın yeni sahəsinin üsulları ilə tanış olmaq üçün Moskva Universitetindən göndərilən gənc rus kimyaçısı İ. A. Kablukov meydana çıxdı. Tezliklə S.Arrhenius və rus kimyaçısı V. A. Kistyakovski ilə dost oldu. Sudakı elektrolit məhlullarının elektrik keçiriciliyinin onların konsentrasiyasından asılılığının tədqiqini təkrarlayan İ.A.Kablukov S.Arreniusun gəldiyi nəticələrin düzgünlüyünü təsdiqlədi. Bu o deməkdir ki, həqiqətən sulu məhlullarda elektrolit molekulları ionlara ayrılır. Bəs həlledici iştirak edirmi? İ. A. Kablukov müxtəlif həlledicilərdə elektrolitlərin davranışını müqayisə edir və belə nəticəyə gəlir ki, suda elektrolitlərin dissosiasiyasının səbəbi hidratlaşmadır. Məhz bu proses molekullardakı bağların zəifləməsinə və onların ionlara çevrilməsinə gətirib çıxarır. Kimyəvi nəzəriyyənin tərəfdarları məhlulun və həlledicinin qarşılıqlı təsiri ideyasını irəli sürərkən, maddənin ayrı-ayrı yüklü ionlara parçalanması fikrinə imkan vermədilər. I. A. Kablukov müəyyən etdi ki, həlledicinin elektrolit molekulları ilə kimyəvi qarşılıqlı təsiri onların ionlara parçalanmasına səbəb olur. Su, elektrolit molekulları ilə birləşmə meydana gətirərək, onları bir-birindən "çəkir", ionlara bölür. Üstəlik, bu ionlarla birləşmələr əmələ gətirir. Nəticədə ion hidratasiyası konsepsiyası irəli sürüldü. (Demək lazımdır ki, İ. A. Kablukov ilə demək olar ki, eyni vaxtda ionların su ilə qarşılıqlı əlaqəsi ideyası başqa bir gənc rus kimyaçısı V. A. Kistyakovski tərəfindən ifadə edilmişdir.) İ. A. Kablukov bu fikri ardıcıl olaraq inkişaf etdirdi və fiziki tərəfdarları ilə mübahisədə müdafiə etdi. və kimyəvi nəzəriyyə. O göstərdi ki, maddələrin kimyəvi qarşılıqlı təsiri nəzəriyyəsinin və Vant Hoffun fiziki nəzəriyyəsinin əsas müddəaları bir-birini qarşılıqlı şəkildə tamamlayaraq, maddələrin həlli və onların məhlullarda davranışı ilə bağlı demək olar ki, bütün faktları izah etməyə qadirdir. Beləliklə, sulfat turşusu efirlə qarışdırılırsa, belə bir məhlul cərəyan keçirmir: bu maddələrin qarşılıqlı təsiri kiçikdir. Bu halda Van't Hoff düsturlarının etibarlı olduğu ortaya çıxdı. Göründüyü kimi, ümumi nəzəriyyənin xüsusi bir vəziyyəti ortaya çıxır. Məhlulun bir həlledici ilə güclü qarşılıqlı təsiri ilə (məsələn, sulfat turşusu və ya mis sulfat CuSO4 su ilə) ionlara parçalanma baş verir. Lakin ionlara yalnız “azad” qaza bənzər hissəciklər kimi baxmaq mümkün deyil. Kablukov inanırdı ki, su, həll olunmuş bir cismin molekullarını parçalayaraq, ionlarla birlikdə dissosiasiya vəziyyətində olan kövrək birləşmələrə daxil olur. S.Arrheniusa görə, ionlar atomlar kimi sərbəst hərəkət edir. İonlar molekullarla əhatə olunmuş məhlulda mövcuddur

su. Hər bir ion, onun "qrupuna" daxil olan müəyyən sayda molekula uyğun gəlir. Beləliklə, mis sulfat CuSO4  5H2O düsturuna malikdir. Bunlardan 2-. mis ionunu dörd su molekulu və yalnız biri SO4 anionunu əhatə edir.Mənfi ionlar ümumiyyətlə zəif nəmləndirilir. I. A. Kablukovun təklif etdiyi həll olunmuş maddələrin ionlaşmasının təfsiri hamılıqla qəbul edilmişdir. I. A. Kablukov yazırdı: "Həll olmuş cismə təsir edən həlledici onun fiziki və kimyəvi xassələrini dəyişir və məhlulun bütün xassələri həll edilmiş cisimlə həlledici arasındakı qarşılıqlı təsirin miqyasından asılıdır." I. A. Kablukov və V. A. Kistyakovskinin ionların hidratasiyası konsepsiyası bir maddənin ayrı-ayrı yüklü ionlara parçalanmasını, yəni elektrolitik dissosiasiyanı düzgün izah etməyə imkan verdi: sulu məhlullardakı elektrolit molekulları (turşular, əsaslar və duzlar) altında ionlara parçalanır. su molekullarının fəaliyyəti. Az sayda həlledici eyni dissosiasiya effektinə malikdir, lakin su olduğu kimi bir-birindən ayrıdır. Onun güclü dissosiasiya effekti su molekulunun qütblü olması ilə bağlıdır. Su molekulunda müsbət və mənfi yüklərin mərkəzləri üst-üstə düşmür və uclarında artıq yüklər olan çubuq kimidir. Molekullardakı elektrolitlər də qeyri-bərabər paylanmış müsbət və mənfi yüklərə malikdir. Məhlulların vahid nəzəriyyəsi (Mendeleyev - Van't Hoff - Arrhenius - Kablukov) anlayışlarından istifadə edərək istənilən elektrolitin molekullarının dissosiasiya prosesini nəzərdən keçirək. Məsələn, müxtəlif həlledicilərdə məhlullarının elektrik keçiriciliyi I. A. Kablukov tərəfindən geniş şəkildə öyrənilmiş hidrogen xlorid (HCl) maddəsini seçək. Bu maddənin molekulu qütbdür. Hidrogen və xlor atomlarının müəyyən qədər artıq yükü var: onlardan birincisi müsbət, ikincisi isə mənfidir. Həlledici molekullar, əgər onlar da yük yerdəyişməsi (+ və -) varsa, HCl molekulunun ətrafında çox müəyyən bir şəkildə oriyentasiya olunurlar. Bu molekulların əks qütbləri cəzb olunur. İndi hər şey HCl-ni təşkil edən ionlarla həlledici arasında kimyəvi qarşılıqlı təsirin nə qədər güclü olmasından asılıdır. Kiçikdirsə, o zaman maddə əsasən bütöv molekullar şəklində olacaq və praktiki olaraq elektrik cərəyanını keçirməyəcəkdir. Bunlar HCl-nin efir və benzoldakı məhlullarıdır. Suda və digər az və ya çox qütb həlledicilərdə (məsələn, metil spirti) həlledicinin hidrogen xloridinə daxil olan ionlarla qarşılıqlı təsiri böyükdür. Məsələn, hidrogen katyonu H+ sadəcə olaraq tək mövcud ola bilməz: bu kation (proton) su molekuluna o qədər sıx bağlanır ki, o, yalnız hidronium ionu şəklində mövcuddur:

H+ + H2O  H3O+ Qütb həlledicilərin molekulları kationdan daha çox ionlara cəlb olunur və maddənin molekulunda anion bir-birinə bağlanır. Nəticədə, elektrolit dissosiasiya olunur: HCl ⇄ H+ + Cl–, daha dəqiq desək, ionlar həlledici molekulları olan kompleksdə məhlulda mövcuddur, xüsusən də 4H2O ilə Cu2+ ionu; Fe2+ ​​c 6H2O və s. Bu, ayrıca götürülmüş həlledici və məhlulun xüsusiyyətləri ilə müqayisədə məhlulun xassələrinin dəyişməsini müəyyən edir. I. A. Kablukov müxtəlif həllərin bir sıra fundamental tədqiqatlarını aparmışdır. Onun işinin nəticələri məhlullar nəzəriyyəsinin sərhədlərini genişləndirməyə və onu bütün sulu və susuz mühitlərə, o cümlədən bir neçə həlledicidən ibarət qarışıq mühitlərə yaymağa imkan verdi. Bu, məhluldakı ionlar nəzəriyyəsinin gələcək inkişafına güclü təkan verdi, məhlulların elektrik yüklərini ötürmə qabiliyyəti və s.