ელექტრული დენის ნივთიერებების გამტარობა ან გამტარობის ნაკლებობა შეიძლება შეინიშნოს მარტივი მოწყობილობის გამოყენებით.
იგი შედგება ნახშირბადის ღეროებისგან (ელექტროდები), რომლებიც დაკავშირებულია სადენებით ელექტრო ქსელთან. წრეში შედის ელექტრო ნათურა, რაც მიუთითებს წრეში დენის არსებობაზე ან არარსებობაზე. თუ ელექტროდები ჩაეფლო შაქრის ხსნარში, ნათურა არ ანათებს. მაგრამ ის ნათდება, თუ ისინი ნატრიუმის ქლორიდის ხსნარში ჩაედინება.
ნივთიერებებს, რომლებიც იონებად იშლება ხსნარებში ან დნება და, შესაბამისად, ელექტროენერგიას ატარებენ, ელექტროლიტები ეწოდება.
ნივთიერებებს, რომლებიც არ იშლება იონებად იმავე პირობებში და არ ატარებენ ელექტრო დენს, ეწოდება არაელექტროლიტები.
ელექტროლიტებში შედის მჟავები, ფუძეები და თითქმის ყველა მარილი.
არაელექტროლიტებში შედის ორგანული ნაერთების უმეტესობა, ისევე როგორც ნივთიერებები, რომელთა მოლეკულებში არის მხოლოდ კოვალენტური არაპოლარული ან დაბალპოლარული ბმები.
ელექტროლიტები მეორე ტიპის გამტარებია. ხსნარში ან დნებაში ისინი იშლება იონებად, რის გამოც დენი მიედინება. ცხადია, რაც მეტი იონია ხსნარში, მით უკეთესად ატარებს ის ელექტროენერგიას. სუფთა წყალი ძალიან ცუდად ატარებს ელექტროენერგიას.
განასხვავებენ ძლიერ და სუსტ ელექტროლიტებს.
ძლიერი ელექტროლიტები დაშლისას მთლიანად იშლება იონებად.
Ესენი მოიცავს:
1) თითქმის ყველა მარილი;
2) ბევრი მინერალური მჟავა, მაგალითად H 2 SO 4 , HNO 3 , Hcl, HBr, HI, HMnO 4 , HClO 3 , HClO 4 ;
3) ტუტე და მიწის ტუტე ლითონების ფუძეები.
სუსტი ელექტროლიტებიწყალში გახსნისას ისინი მხოლოდ ნაწილობრივ იშლება იონებად.
Ესენი მოიცავს:
1) თითქმის ყველა ორგანული მჟავა;
2) ზოგიერთი მინერალური მჟავა, მაგალითად H 2 CO 3, H 2 S, HNO 2, HClO, H 2 SiO 3;
3) ბევრი ლითონის ფუძე (გარდა ტუტე და ტუტე მიწის ლითონის ბაზებისა), ასევე NH 4 OH, რომელიც შეიძლება წარმოდგენილი იყოს როგორც ამიაკის ჰიდრატი NH 3 ∙H 2 O.
წყალი სუსტი ელექტროლიტია.
სუსტი ელექტროლიტები ვერ აძლევენ იონების მაღალ კონცენტრაციას ხსნარში.
ელექტროლიტური დისოციაციის თეორიის ძირითადი დებულებები.
ელექტროლიტების იონებად დაშლას, როდესაც ისინი წყალში იხსნება, ელექტროლიტური დისოციაცია ეწოდება.
ასე რომ, ნატრიუმის ქლორიდი NaCl, წყალში გახსნისას, მთლიანად იშლება ნატრიუმის იონები Na + და ქლორიდის იონები Cl -.
წყალი ქმნის წყალბადის იონებს H + და ჰიდროქსიდის იონებს OH - მხოლოდ ძალიან მცირე რაოდენობით.
ელექტროლიტების წყალხსნარების თავისებურებების ასახსნელად შვედმა მეცნიერმა ს. არენიუსმა 1887 წელს შემოგვთავაზა ელექტროლიტური დისოციაციის თეორია. მოგვიანებით იგი ბევრმა მეცნიერმა შეიმუშავა ატომების სტრუქტურისა და ქიმიური კავშირის თეორიის საფუძველზე.
ამ თეორიის ამჟამინდელი შინაარსი შეიძლება შემცირდეს შემდეგ სამ წინადადებაზე:
1. წყალში გახსნისას ელექტროლიტები იშლება (იშლება) იონებად - დადებითად და უარყოფითად.
იონები უფრო სტაბილურ ელექტრონულ მდგომარეობაში არიან ვიდრე ატომები. ისინი შეიძლება შედგებოდეს ერთი ატომისგან - ეს არის მარტივი იონები (Na +, Mg 2+, Al 3+ და ა.შ.) - ან რამდენიმე ატომიდან - ეს არის რთული იონები (NO 3 -, SO 2- 4, PO Z- 4 და ა.შ.).
2. ელექტრული დენის მოქმედებით იონები მიმართულ მოძრაობას იძენენ: დადებითად დამუხტული იონები მოძრაობენ კათოდისკენ, უარყოფითად დამუხტული - ანოდისკენ. ამიტომ პირველებს კათიონებს უწოდებენ, მეორეს - ანიონებს.
იონების მიმართული მოძრაობა ხდება საპირისპიროდ დამუხტული ელექტროდების მიერ მათი მიზიდვის შედეგად.
3. დისოციაცია შექცევადი პროცესია: მოლეკულების იონებად დაშლის (დისოციაციის) პარალელურად მიმდინარეობს იონების შეერთების (ასოციაციის) პროცესი.
ამიტომ ელექტროლიტური დისოციაციის განტოლებებში ტოლობის ნიშნის ნაცვლად მოთავსებულია შექცევადობის ნიშანი. მაგალითად, ელექტროლიტის მოლეკულის KA დისოციაციის განტოლება კატიონში K + და ანიონ A - ზოგადი ფორმით იწერება შემდეგნაირად:
KA ↔ K + + A -
ელექტროლიტური დისოციაციის თეორია არის ერთ-ერთი მთავარი თეორია არაორგანულ ქიმიაში და სრულად შეესაბამება ატომურ და მოლეკულურ თეორიას და ატომის სტრუქტურის თეორიას.
დისოციაციის ხარისხი.
არენიუსის ელექტროლიტური დისოციაციის თეორიის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი კონცეფციაა დისოციაციის ხარისხის კონცეფცია.
დისოციაციის ხარისხი (a) არის იონებად დაშლილი მოლეკულების რაოდენობის თანაფარდობა (n"), გახსნილი მოლეკულების საერთო რაოდენობასთან (n):
ელექტროლიტის დისოციაციის ხარისხი განისაზღვრება ემპირიულად და გამოიხატება ერთეულის ფრაქციებში ან პროცენტულად. თუ α = 0, მაშინ არ არის დისოციაცია, და თუ α = 1 ან 100%, მაშინ ელექტროლიტი მთლიანად იშლება იონებად. თუ α = 20%, მაშინ ეს ნიშნავს, რომ ამ ელექტროლიტის 100 მოლეკულიდან 20 იშლება იონებად.
სხვადასხვა ელექტროლიტებს აქვთ დისოციაციის სხვადასხვა ხარისხი. გამოცდილება გვიჩვენებს, რომ ეს დამოკიდებულია ელექტროლიტის კონცენტრაციაზე და ტემპერატურაზე. ელექტროლიტების კონცენტრაციის შემცირებით, ე.ი. წყლით განზავებისას დისოციაციის ხარისხი ყოველთვის იზრდება. როგორც წესი, იზრდება დისოციაციის ხარისხი და ტემპერატურის მატება. დისოციაციის ხარისხის მიხედვით ელექტროლიტები იყოფა ძლიერ და სუსტად.
განვიხილოთ არადისოცირებულ მოლეკულებსა და იონებს შორის არსებული წონასწორობის ცვლილება სუსტი ელექტროლიტის - ძმარმჟავას ელექტროლიტური დისოციაციის დროს:
CH 3 COOH ↔ CH 3 COO - + H +
როდესაც ძმარმჟავას ხსნარი წყლით განზავდება, წონასწორობა გადაინაცვლებს იონების წარმოქმნისკენ - იზრდება მჟავას დისოციაციის ხარისხი. პირიქით, როდესაც ხსნარი აორთქლდება, წონასწორობა გადადის მჟავის მოლეკულების წარმოქმნისკენ - მცირდება დისოციაციის ხარისხი.
ამ გამონათქვამიდან აშკარაა, რომ α შეიძლება იცვლებოდეს 0-დან (დისოციაციის გარეშე) 1-მდე (სრული დისოციაცია). დისოციაციის ხარისხი ხშირად გამოხატულია პროცენტულად. ელექტროლიტების დისოციაციის ხარისხი შეიძლება განისაზღვროს მხოლოდ ექსპერიმენტულად, მაგალითად, ხსნარის გაყინვის წერტილის გაზომვით, ხსნარის ელექტრული გამტარობით და ა.შ.
დისოციაციის მექანიზმი
იონური ბმის მქონე ნივთიერებები ყველაზე ადვილად იშლება. მოგეხსენებათ, ეს ნივთიერებები იონებისგან შედგება. როდესაც ისინი იხსნება, წყლის დიპოლები ორიენტირებულია დადებითი და უარყოფითი იონების გარშემო. ურთიერთმიზიდულობის ძალები წარმოიქმნება წყლის იონებსა და დიპოლებს შორის. შედეგად, იონებს შორის კავშირი სუსტდება და ხდება იონების გადასვლა კრისტალიდან ხსნარში. ამ შემთხვევაში წარმოიქმნება ჰიდრატირებული იონები, ე.ი. იონები ქიმიურად უკავშირდება წყლის მოლეკულებს.
ანალოგიურად, ელექტროლიტებიც, რომელთა მოლეკულები წარმოიქმნება პოლარული კოვალენტური ბმის (პოლარული მოლეკულების) ტიპის მიხედვით. წყლის დიპოლები ასევე ორიენტირებულია ნივთიერების თითოეული პოლარული მოლეკულის გარშემო, რომლებიც მათი უარყოფითი პოლუსებით იზიდავს მოლეკულის პოზიტიურ პოლუსს და მათი დადებითი პოლუსებით უარყოფით პოლუსს. ამ ურთიერთქმედების შედეგად, შემაკავშირებელი ელექტრონული ღრუბელი (ელექტრონული წყვილი) მთლიანად გადადის უფრო მაღალი ელექტრონეგატიურობის ატომში, პოლარული მოლეკულა გადაიქცევა იონურად და შემდეგ ადვილად წარმოიქმნება ჰიდრატირებული იონები:
პოლარული მოლეკულების დისოციაცია შეიძლება იყოს სრული ან ნაწილობრივი.
ამრიგად, ელექტროლიტები არის ნაერთები იონური ან პოლარული ბმის - მარილების, მჟავების და ფუძეების. და მათ შეუძლიათ იონებად დაშლა პოლარულ გამხსნელებში.
დისოციაციის მუდმივი.
დისოციაციის მუდმივი. ელექტროლიტური დისოციაციის უფრო ზუსტი მახასიათებელია დისოციაციის მუდმივი, რომელიც არ არის დამოკიდებული ხსნარის კონცენტრაციაზე.
დისოციაციის მუდმივის გამოხატვის მიღება შესაძლებელია AK ელექტროლიტის დისოციაციის რეაქციის განტოლების ზოგადი ფორმით ჩაწერით:
A K → A - + K +.
ვინაიდან დისოციაცია არის შექცევადი წონასწორობის პროცესი, მასის მოქმედების კანონი მოქმედებს ამ რეაქციაზე და წონასწორობის მუდმივი შეიძლება განისაზღვროს როგორც:
სადაც K არის დისოციაციის მუდმივი, რომელიც დამოკიდებულია ელექტროლიტისა და გამხსნელის ტემპერატურაზე და ბუნებაზე, მაგრამ არ არის დამოკიდებული ელექტროლიტის კონცენტრაციაზე.
წონასწორობის მუდმივების დიაპაზონი სხვადასხვა რეაქციისთვის ძალიან დიდია - 10 -16-დან 10 15-მდე. მაგალითად, მაღალი ღირებულება რომრეაქციისთვის
ნიშნავს, რომ თუ მეტალის სპილენძი შეჰყავთ ვერცხლის იონების Ag + შემცველ ხსნარში, მაშინ წონასწორობის მომენტში სპილენძის იონების კონცენტრაცია ბევრად აღემატება ვერცხლის იონების კონცენტრაციის კვადრატს 2. პირიქით, დაბალი ღირებულება რომრეაქციაში
მიუთითებს, რომ წონასწორობის მიღწევის დროისთვის ვერცხლის იოდიდის AgI უმნიშვნელო რაოდენობა დაიშალა.
განსაკუთრებული ყურადღება მიაქციეთ წონასწორობის მუდმივის გამონათქვამების ჩაწერის ფორმას.თუ ზოგიერთი რეაგენტის კონცენტრაცია მნიშვნელოვნად არ იცვლება რეაქციის დროს, მაშინ ისინი არ იწერება წონასწორობის მუდმივის გამოხატულებაში. (ასეთი მუდმივები აღინიშნება K 1-ით).
ასე რომ, სპილენძის ვერცხლის რეაქციისთვის, გამოთქმა არასწორი იქნება:
სწორი ფორმა იქნება:
ეს აიხსნება იმით, რომ მეტალის სპილენძისა და ვერცხლის კონცენტრაციები შეყვანილია წონასწორობის მუდმივში. სპილენძისა და ვერცხლის კონცენტრაცია განისაზღვრება მათი სიმკვრივით და მათი შეცვლა შეუძლებელია. აქედან გამომდინარე, აზრი არ აქვს ამ კონცენტრაციების გათვალისწინებას წონასწორობის მუდმივის გაანგარიშებისას.
წონასწორობის მუდმივების გამონათქვამები AgCl და AgI დაშლისას ანალოგიურად არის ახსნილი.
ხსნადობის პროდუქტი. ნაკლებად ხსნადი მარილების და ლითონის ჰიდროქსიდების დისოციაციის მუდმივებს ეწოდება შესაბამისი ნივთიერებების ხსნადობის პროდუქტი (აღნიშნავს PR-ით).
წყლის დისოციაციის რეაქციისთვის
მუდმივი გამოხატულება იქნება:
ეს აიხსნება იმით, რომ წყალხსნარებში რეაქციების დროს წყლის კონცენტრაცია ძალიან ოდნავ იცვლება. აქედან გამომდინარე, ვარაუდობენ, რომ [H 2 O]-ის კონცენტრაცია რჩება მუდმივი და შედის წონასწორობის მუდმივში.
მჟავები, ფუძეები და მარილები ელექტროლიტური დისოციაციის თვალსაზრისით.
ელექტროლიტური დისოციაციის თეორიის გამოყენებით მოცემულია განმარტებები და აღწერილია მჟავების, ფუძეების და მარილების თვისებები.
ელექტროლიტებს უწოდებენ მჟავებს, რომელთა დისოციაციის დროს მხოლოდ წყალბადის კათიონები წარმოიქმნება კათიონებად.
Მაგალითად:
HCl ↔ H + + C l - ;
CH 3 COOH ↔ H + + CH 3 COO -
პოლიბაზური მჟავის დისოციაცია ძირითადად მიმდინარეობს პირველ ეტაპზე, ნაკლებად მეორეში და მხოლოდ მცირე ზომით მესამე ეტაპზე. ამიტომ, წყალხსნარში, მაგალითად, ფოსფორის მჟავაში, H 3 RO 4 მოლეკულებთან ერთად, არის იონები (თანმიმდევრულად მცირდება რაოდენობით) H 2 RO 2-4, HPO 2-4 და RO 3-4.
H 3 RO 4 ↔ N + + H 2 RO - 4 (პირველი ეტაპი)
H 2 RO - 4 ↔ H + + HPO 2- 4 (მეორე ეტაპი)
NRO 2- 4 ↔ H + PO Z- 4 (მესამე ეტაპი)
მჟავის ფუძეულობა განისაზღვრება წყალბადის კათიონების რაოდენობით, რომლებიც წარმოიქმნება დისოციაციის დროს.
ასე რომ, HCl, HNO 3 - მონობაზური მჟავები - წარმოიქმნება ერთი წყალბადის კატიონი;
H 2 S, H 2 CO 3, H 2 SO 4 - ორძირიანი,
H 3 PO 4, H 3 AsO 4 არის სამფუძიანი, რადგან იქმნება ორი და სამი წყალბადის კატიონი, შესაბამისად.
ძმარმჟავას CH 3 COOH მოლეკულაში შემავალი წყალბადის ოთხი ატომიდან მხოლოდ ერთი, რომელიც არის კარბოქსილის ჯგუფის ნაწილი - COOH, შეიძლება გაიყოს H + კატიონის სახით - მონობაზური ძმარმჟავა.
ორი და პოლიბაზური მჟავები იშლება ეტაპობრივად (თანდათანობით).
ფუძეებს ელექტროლიტებს უწოდებენ, რომელთა დისოციაციის დროს მხოლოდ ჰიდროქსიდის იონები წარმოიქმნება ანიონებად.
Მაგალითად:
KOH ↔ K + + OH - ;
NH 4 OH ↔ NH + 4 + OH -
წყალში ხსნად ფუძეებს ტუტეებს უწოდებენ. რამდენიმე მათგანია. ეს არის ტუტე და მიწის ტუტე ლითონების ფუძეები: LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH, FrOH და Ca (OH) 2, Sr (OH) 2, Ba (OH) 2, Ra (OH) 2 და ასევე NH. 4 ოჰ. ბაზების უმეტესობა წყალში ოდნავ ხსნადია.
ფუძის მჟავიანობა განისაზღვრება მისი ჰიდროქსილის ჯგუფების (ჰიდროქსი ჯგუფების) რაოდენობით. მაგალითად, NH 4 OH არის ერთმჟავა ფუძე, Ca (OH) 2 არის ორ მჟავა, Fe (OH) 3 არის სამ მჟავა და ა.შ.
Ca (OH) 2 ↔ Ca (OH) + + OH - (პირველი ნაბიჯი)
Ca (OH) + ↔ Ca 2+ + OH - (მეორე ნაბიჯი)
თუმცა, არსებობს ელექტროლიტები, რომლებიც დისოციაციისას ერთდროულად ქმნიან წყალბადის კატიონებს და ჰიდროქსიდის იონებს. ამ ელექტროლიტებს ამფოტერულ ან ამფოლიტებს უწოდებენ. მათ შორისაა წყალი, თუთიის ჰიდროქსიდები, ალუმინი, ქრომი და რიგი სხვა ნივთიერებები. წყალი, მაგალითად, იშლება H + და OH - იონებად (მცირე რაოდენობით):
H 2 O ↔ H + + OH -
აქედან გამომდინარე, მას აქვს თანაბრად გამოხატული მჟავე თვისებები, წყალბადის კათიონების არსებობის გამო H + და ტუტე თვისებები, OH - იონების არსებობის გამო.
ამფოტერული თუთიის ჰიდროქსიდის Zn(OH) 2 დისოციაცია შეიძლება გამოისახოს განტოლებით
2OH - + Zn 2+ + 2H 2 O ↔ Zn (OH) 2 + 2H 2 O ↔ 2- + 2H +
მარილებს ელექტროლიტები ეწოდება, რომელთა დისოციაციის დროს წარმოიქმნება ლითონის კათიონები, აგრეთვე ამონიუმის კატიონი (NH 4) და მჟავას ნარჩენების ანიონები.
Მაგალითად:
(NH 4) 2 SO 4 ↔ 2NH + 4 + SO 2- 4;
Na 3 PO 4 ↔ 3Na + + PO 3- 4
ასე იშლება შუა მარილები. მჟავა და ძირითადი მარილები ეტაპობრივად იშლება. მჟავა მარილებში ლითონის იონები ჯერ იყოფა, შემდეგ კი წყალბადის კათიონები. Მაგალითად:
KHSO 4 ↔ K + + HSO - 4
HSO - 4 ↔ H + + SO 2- 4
ძირითად მარილებში ჯერ იხსნება მჟავის ნარჩენები, შემდეგ კი ჰიდროქსიდის იონები.
Mg(OH)Cl ↔ Mg(OH) + + Cl -
ელექტროლიტები და არაელექტროლიტები
ფიზიკის გაკვეთილებიდან ცნობილია, რომ ზოგიერთი ნივთიერების ხსნარს შეუძლია ელექტრული დენის გატარება, ზოგი კი არა.
ნივთიერებები, რომელთა ხსნარები ატარებენ ელექტროენერგიას, ეწოდება ელექტროლიტები.
ნივთიერებები, რომელთა ხსნარი არ ატარებს ელექტროენერგიას, ეწოდება არაელექტროლიტები. მაგალითად, შაქრის, ალკოჰოლის, გლუკოზის და ზოგიერთი სხვა ნივთიერების ხსნარები არ ატარებენ ელექტროენერგიას.
ელექტროლიტური დისოციაცია და ასოციაცია
რატომ ატარებენ ელექტროლიტური ხსნარები ელექტროენერგიას?
შვედი მეცნიერი ს. არენიუსი, სწავლობდა სხვადასხვა ნივთიერების ელექტროგამტარობას, 1877 წელს მივიდა იმ დასკვნამდე, რომ ელექტრული გამტარობის მიზეზი ხსნარში ყოფნაა. იონებიწარმოიქმნება წყალში ელექტროლიტის გახსნისას.
პროცესს, რომლითაც ელექტროლიტი იშლება იონებად, ეწოდება ელექტროლიტური დისოციაცია.
S. Arrhenius, რომელიც იცავდა ხსნარების ფიზიკურ თეორიას, არ ითვალისწინებდა ელექტროლიტის წყალთან ურთიერთქმედებას და თვლიდა, რომ თავისუფალი იონები იყო ხსნარებში. ამის საპირისპიროდ, რუსმა ქიმიკოსებმა ი.ა. კაბლუკოვმა და ვ.ა. კისტიაკოვსკიმ გამოიყენეს დ.ი. მენდელეევის ქიმიური თეორია ელექტროლიტური დისოციაციის ასახსნელად და დაადასტურეს, რომ როდესაც ელექტროლიტი იხსნება, ხდება წყალთან გამხსნელი ნივთიერების ქიმიური ურთიერთქმედება, რაც იწვევს ჰიდრატების წარმოქმნას და შემდეგ. ისინი იშლება იონებად. მათ სჯეროდათ, რომ ხსნარებში არ არის თავისუფალი, არა "შიშველი" იონები, არამედ ჰიდრატირებული, ანუ "ბეწვის ქურთუკში ჩაცმული" წყლის მოლეკულები.
წყლის მოლეკულები არის დიპოლები(ორი პოლუსი), რადგან წყალბადის ატომები განლაგებულია 104,5 ° კუთხით, რის გამოც მოლეკულას აქვს კუთხოვანი ფორმა. წყლის მოლეკულა სქემატურად არის ნაჩვენები ქვემოთ.
როგორც წესი, ნივთიერებები ყველაზე ადვილად იშლება იონური ბმადა, შესაბამისად, იონური კრისტალური ბადით, რადგან ისინი უკვე შედგება მზა იონებისგან. როდესაც ისინი იშლება, წყლის დიპოლები ორიენტირდებიან თავიანთი საპირისპიროდ დამუხტული ბოლოებით ელექტროლიტის დადებითი და უარყოფითი იონების გარშემო.
ურთიერთმიზიდულობის ძალები წარმოიქმნება ელექტროლიტის იონებსა და წყლის დიპოლებს შორის. შედეგად, იონებს შორის კავშირი სუსტდება და ხდება იონების გადასვლა კრისტალიდან ხსნარში. ცხადია, იონურ ბმასთან (მარილები და ტუტე) ნივთიერებების დისოციაციის დროს მიმდინარე პროცესების თანმიმდევრობა იქნება შემდეგი:
1) წყლის მოლეკულების (დიპოლების) ორიენტაცია ბროლის იონებთან;
2) წყლის მოლეკულების ჰიდრატაცია (ურთიერთქმედება) ბროლის ზედაპირული ფენის იონებთან;
3) ელექტროლიტური კრისტალის დისოციაცია (დაშლა) ჰიდრატირებულ იონებად.
გამარტივებული, მიმდინარე პროცესები შეიძლება აისახოს შემდეგი განტოლების გამოყენებით:
ანალოგიურად იშლება ელექტროლიტები, რომელთა მოლეკულებში არის კოვალენტური ბმა (მაგალითად, წყალბადის ქლორიდის HCl მოლეკულები, იხ. ქვემოთ); მხოლოდ ამ შემთხვევაში, წყლის დიპოლების გავლენით, კოვალენტური პოლარული ბმა გარდაიქმნება იონურად; ამ შემთხვევაში მიმდინარე პროცესების თანმიმდევრობა იქნება შემდეგი:
1) წყლის მოლეკულების ორიენტაცია ელექტროლიტების მოლეკულების პოლუსების გარშემო;
2) წყლის მოლეკულების დატენიანება (ურთიერთქმედება) ელექტროლიტების მოლეკულებთან;
3) ელექტროლიტის მოლეკულების იონიზაცია (კოვალენტური პოლარული ბმის იონურად გარდაქმნა);
4) ელექტროლიტის მოლეკულების დისოციაცია (დაშლა) ჰიდრატირებულ იონებად.
გამარტივებული, მარილმჟავას დისოციაციის პროცესი შეიძლება აისახოს შემდეგი განტოლების გამოყენებით:
გასათვალისწინებელია, რომ ელექტროლიტების ხსნარებში შემთხვევით მოძრავი ჰიდრატირებული იონები შეიძლება შეჯახდნენ და გაერთიანდნენ ერთმანეთთან. ამ საპირისპირო პროცესს ასოციაცია ეწოდება. ხსნარებში ასოციაცია ხდება დისოციაციის პარალელურად, შესაბამისად, შექცევადობის ნიშანი მოთავსებულია რეაქციის განტოლებებში.
ჰიდრატირებული იონების თვისებები განსხვავდება არაჰიდრატირებული იონების თვისებებისგან. მაგალითად, უჰიდრატირებული სპილენძის იონი Cu 2+ თეთრია უწყლო სპილენძის(II) სულფატის კრისტალებში და ლურჯია, როდესაც ჰიდრატირებულია, ანუ უკავშირდება წყლის მოლეკულებს Cu 2+ nH 2 O. ჰიდრატირებულ იონებს აქვთ როგორც მუდმივი, ასევე ცვალებადი წყლის მოლეკულების რაოდენობა. .
ელექტროლიტური დისოციაციის ხარისხი
ელექტროლიტების ხსნარებში, იონებთან ერთად, მოლეკულებიც გვხვდება. აქედან გამომდინარე, ელექტროლიტური ხსნარები ხასიათდება დისოციაციის ხარისხი, რომელიც აღინიშნება ბერძნული ასოთი a („ალფა“).
ეს არის იონებად დაშლილი ნაწილაკების რაოდენობის თანაფარდობა (N g) გახსნილი ნაწილაკების საერთო რაოდენობასთან (N p).
ელექტროლიტების დისოციაციის ხარისხი განისაზღვრება ემპირიულად და გამოიხატება ფრაქციებში ან პროცენტებში. თუ a \u003d 0, მაშინ არ არის დისოციაცია, და თუ \u003d 1, ან 100%, მაშინ ელექტროლიტი მთლიანად იშლება იონებად. სხვადასხვა ელექტროლიტს აქვს დისოციაციის სხვადასხვა ხარისხი, ანუ დისოციაციის ხარისხი დამოკიდებულია ელექტროლიტის ბუნებაზე. ეს ასევე დამოკიდებულია კონცენტრაციაზე: ხსნარის განზავებასთან ერთად იზრდება დისოციაციის ხარისხი.
ელექტროლიტური დისოციაციის ხარისხის მიხედვით ელექტროლიტები იყოფა ძლიერ და სუსტებად.
ძლიერი ელექტროლიტები- ეს არის ელექტროლიტები, რომლებიც წყალში გახსნისას თითქმის მთლიანად იშლება იონებად. ასეთი ელექტროლიტებისთვის, დისოციაციის ხარისხის მნიშვნელობა ერთიანობისკენ მიდრეკილია.
ძლიერი ელექტროლიტები მოიცავს:
1) ყველა ხსნადი მარილი;
2) ძლიერი მჟავები, მაგალითად: H 2 SO 4, HCl, HNO 3;
3) ყველა ტუტე, მაგალითად: NaOH, KOH.
სუსტი ელექტროლიტები- ეს არის ელექტროლიტები, რომლებიც წყალში გახსნისას თითქმის არ იშლება იონებად. ასეთი ელექტროლიტებისთვის, დისოციაციის ხარისხის მნიშვნელობა ნულისკენ მიისწრაფვის.
სუსტი ელექტროლიტები მოიცავს:
1) სუსტი მჟავები - H 2 S, H 2 CO 3, HNO 2;
2) ამიაკის წყალხსნარი NH 3 H 2 O;
4) ცოტა მარილი.
დისოციაციის მუდმივი
სუსტი ელექტროლიტების ხსნარებში, მათი არასრული დისოციაციის გამო, დინამიური წონასწორობა არადისოცირებულ მოლეკულებსა და იონებს შორის. მაგალითად, ძმარმჟავას:
შეგიძლიათ გამოიყენოთ მასის მოქმედების კანონი ამ წონასწორობისთვის და დაწეროთ გამოხატულება წონასწორობის მუდმივისთვის:
წონასწორობის მუდმივი, რომელიც ახასიათებს სუსტი ელექტროლიტის დისოციაციის პროცესს, ეწოდება დისოციაციის მუდმივი.
დისოციაციის მუდმივი ახასიათებს ელექტროლიტის (მჟავა, ფუძე, წყალი) უნარს. იშლება იონებად. რაც უფრო დიდია მუდმივი, მით უფრო ადვილად იშლება ელექტროლიტი იონებად, შესაბამისად, მით უფრო ძლიერია იგი. სუსტი ელექტროლიტების დისოციაციის მუდმივების მნიშვნელობები მოცემულია საცნობარო წიგნებში.
ელექტროლიტური დისოციაციის თეორიის ძირითადი დებულებები
1. წყალში გახსნისას ელექტროლიტები იშლება (იხრწნება) დადებით და უარყოფით იონებად.
იონები- ეს არის ქიმიური ელემენტის არსებობის ერთ-ერთი ფორმა. მაგალითად, ნატრიუმის ლითონის ატომები Na 0 ენერგიულად ურთიერთქმედებენ წყალთან, ქმნიან ტუტეს (NaOH) და წყალბადს H 2, ხოლო ნატრიუმის იონები Na + არ წარმოქმნიან ასეთ პროდუქტებს. ქლორის Cl 2-ს აქვს მოყვითალო-მწვანე ფერი და მკვეთრი სუნი, შხამიანი და ქლორის იონები Cl არის უფერო, არატოქსიკური, უსუნო.
იონები- ეს არის დადებითად ან უარყოფითად დამუხტული ნაწილაკები, რომლებშიც გარდაიქმნება ერთი ან მეტი ქიმიური ელემენტის ატომები ან ატომების ჯგუფები ელექტრონების გადაცემის ან დამატების შედეგად.
ხსნარებში იონები შემთხვევით მოძრაობენ სხვადასხვა მიმართულებით.
მათი შემადგენლობის მიხედვით იონები იყოფა მარტივი- Cl - , Na + და კომპლექსი- NH 4 +, SO 2 -.
2. წყალხსნარებში ელექტროლიტის დისოციაციის მიზეზი მისი დატენიანებაა, ანუ ელექტროლიტის ურთიერთქმედება წყლის მოლეკულებთან და მასში არსებული ქიმიური ბმის რღვევა.
ამ ურთიერთქმედების შედეგად წარმოიქმნება ჰიდრატირებული, ანუ წყლის მოლეკულებთან დაკავშირებული იონები. ამიტომ, წყლის გარსის არსებობის მიხედვით, იონები იყოფა დატენიანებული(ხსნარში და კრისტალურ ჰიდრატებში) და არაჰიდრატირებული(უწყლო მარილებში).
3. ელექტრული დენის მოქმედებით, დადებითად დამუხტული იონები მოძრაობენ დენის წყაროს უარყოფითი პოლუსისკენ - კათოდისკენ და ამიტომ უწოდებენ კათიონებს, ხოლო უარყოფითად დამუხტული იონები მიდიან დენის წყაროს დადებითი პოლუსისკენ - ანოდისკენ და ამიტომ უწოდებენ ანიონებს. .
აქედან გამომდინარე, არსებობს იონების კიდევ ერთი კლასიფიკაცია - მათი მუხტის ნიშნით.
კათიონების მუხტების ჯამი (H +, Na +, NH 4 +, Cu 2+) უდრის ანიონების მუხტების ჯამს (Cl -, OH -, SO 4 2-), შედეგად რომელთა ელექტროლიტური ხსნარები (HCl, (NH 4) 2 SO 4, NaOH, CuSO 4) რჩება ელექტრულად ნეიტრალური.
4. ელექტროლიტური დისოციაცია არის შექცევადი პროცესი სუსტი ელექტროლიტებისთვის.
დისოციაციის პროცესთან ერთად (ელექტროლიტის იონებად დაშლა) მიმდინარეობს საპირისპირო პროცესიც - ასოციაცია(იონების შეერთება). მაშასადამე, ელექტროლიტური დისოციაციის განტოლებებში ტოლობის ნიშნის ნაცვლად მოთავსებულია შექცევადობის ნიშანი, მაგალითად:
5. ყველა ელექტროლიტი ერთნაირად არ იშლება იონებად.
ეს დამოკიდებულია ელექტროლიტის ბუნებაზე და მის კონცენტრაციაზე. ელექტროლიტური ხსნარების ქიმიური თვისებები განისაზღვრება იმ იონების თვისებებით, რომლებიც წარმოიქმნება დისოციაციის დროს.
სუსტი ელექტროლიტების ხსნარების თვისებები განპირობებულია დისოციაციის პროცესში წარმოქმნილი მოლეკულებითა და იონებით, რომლებიც ერთმანეთთან დინამიურ წონასწორობაში არიან.
ძმარმჟავას სუნი განპირობებულია CH 3 COOH მოლეკულების არსებობით, მჟავე გემო და ინდიკატორების ფერის ცვლილება დაკავშირებულია ხსნარში H + იონების არსებობასთან.
ძლიერი ელექტროლიტების ხსნარების თვისებები განისაზღვრება იონების თვისებებით, რომლებიც წარმოიქმნება მათი დისოციაციის დროს.
მაგალითად, მჟავების ზოგადი თვისებები, როგორიცაა მჟავე გემო, ინდიკატორების გაუფერულება და ა.შ., განპირობებულია მათ ხსნარებში წყალბადის კათიონებით (უფრო ზუსტად, ოქსონიუმის იონები H 3 O +). ტუტეების ზოგადი თვისებები, როგორიცაა შეხებისას საპნი, ინდიკატორების ფერის შეცვლა და ა.შ., დაკავშირებულია ჰიდროქსიდის იონების არსებობასთან OH - მათ ხსნარებში და მარილების თვისებებთან - ხსნარში მათი დაშლით. ლითონის (ან ამონიუმის) კათიონები და მჟავა ნარჩენების ანიონები.
ელექტროლიტური დისოციაციის თეორიის მიხედვით ელექტროლიტების წყალხსნარებში ყველა რეაქცია არის რეაქცია იონებს შორის. ეს არის ელექტროლიტების ხსნარებში მრავალი ქიმიური რეაქციის მაღალი სიჩქარის მიზეზი.
იონებს შორის მიმდინარე რეაქციებს ე.წ იონური რეაქციებიდა ამ რეაქციების განტოლებები - იონური განტოლებები.
იონის გაცვლის რეაქციები წყალხსნარებში შეიძლება გაგრძელდეს:
1. შეუქცევადად, დასასრულებლად.
2. შექცევადიანუ მიედინება ერთდროულად ორი საპირისპირო მიმართულებით. ხსნარებში ძლიერ ელექტროლიტებს შორის გაცვლითი რეაქციები ბოლომდე მიდის ან პრაქტიკულად შეუქცევადია, როდესაც იონები ერთმანეთთან შერწყმით წარმოქმნიან ნივთიერებებს:
ა) უხსნადი;
ბ) დაბალი დისოციაციური (სუსტი ელექტროლიტები);
გ) აირისებრი.
აქ მოცემულია მოლეკულური და შემცირებული იონური განტოლებების რამდენიმე მაგალითი:
რეაქცია შეუქცევადია, ვინაიდან მისი ერთ-ერთი პროდუქტი უხსნადი ნივთიერებაა.
ნეიტრალიზაციის რეაქცია შეუქცევადია, ვინაიდან წარმოიქმნება დაბალი დისოციაციური ნივთიერება - წყალი.
რეაქცია შეუქცევადიარადგან წარმოიქმნება CO 2 გაზი და დაბალი დისოციაციური ნივთიერებაა წყალი.
თუ საწყის მასალებსა და რეაქციის პროდუქტებს შორის არის სუსტი ელექტროლიტები ან ცუდად ხსნადი ნივთიერებები, მაშინ ასეთი რეაქციები შექცევადია, ანუ ისინი ბოლომდე არ მიდიან.
შექცევად რეაქციებში წონასწორობა იცვლება ყველაზე ნაკლებად ხსნადი ან ნაკლებად დისოცირებული ნივთიერებების წარმოქმნისკენ.
Მაგალითად:
წონასწორობა გადადის უფრო სუსტი ელექტროლიტის - H 2 O-ს წარმოქმნისკენ. თუმცა, ასეთი რეაქცია ბოლომდე არ გაგრძელდება: ხსნარში რჩება ძმარმჟავას და ჰიდროქსიდის იონების გაუნაწილებელი მოლეკულები.
თუ საწყისი მასალები ძლიერი ელექტროლიტებია, რომლებიც ურთიერთქმედებისას არ წარმოქმნიან უხსნად ან დაბალ დისოციაციურ ნივთიერებებს ან გაზებს, მაშინ ასეთი რეაქციები არ მიმდინარეობს: ხსნარების შერევისას წარმოიქმნება იონების ნარევი.
ტესტის ჩაბარების საცნობარო მასალა:
პერიოდული ცხრილი
ხსნადობის ცხრილი
ამოცანები ნომერი 7 გადაწყვეტილებებით.
გავაანალიზოთ 2016 წლის OGE-დან No7 ამოცანები.
ამოცანები გადაწყვეტილებებით.
დავალება ნომერი 1.
მხოლოდ კალიუმის კათიონები და ფოსფატის ანიონები წარმოიქმნება ნივთიერების დისოციაციის დროს, რომლის ფორმულაა
1. KHPO4
2. Ca3(PO4)2
3. KH2PO4
4. K3PO4
ახსნა:თუ დისოციაციის დროს წარმოიქმნება მხოლოდ კალიუმის კათიონები და ფოსფატის იონები, მაშინ მხოლოდ ეს იონებია სასურველი ნივთიერების ნაწილი. ჩვენ ვადასტურებთ დისოციაციის განტოლებით:
K3PO4 → 3K+ + PO4³‾
სწორი პასუხია 4.
დავალება ნომერი 2.
ელექტროლიტები მოიცავს თითოეულ ნივთიერებას, რომლის ფორმულები
1. N2O, KOH, Na2CO3
2. Cu(NO3)2, HCl, Na2SO4
3. Ba(OH)2, NH3xH2O, H2SiO3
4. CaCl2, Cu(OH)2, SO2
ახსნა:ელექტროლიტები - ნივთიერებები, რომლებიც ატარებენ ელექტრულ დენს ხსნარებში იონებად დაშლისა და დნობის გამო. ამიტომ ელექტროლიტები ხსნადი ნივთიერებებია.
სწორი პასუხია 2.
დავალებები ნომერი 3.
ნატრიუმის სულფიდის სრული დისოციაციისას წარმოიქმნება იონები
1. Na+ და HS‾
2. Na+ და SO3²‾
3. Na+ და S²‾
4. Na+ და SO4²‾
ახსნა:დაწერეთ ნატრიუმის სულფიდის დისოციაციის განტოლება
Na2S → 2Na+ + S²‾
აქედან გამომდინარე, სწორი პასუხია 3.
დავალება ნომერი 4.
იონების სიაში
ა. ნიტრატის იონი
B. ამონიუმის იონი
B. ჰიდროქსიდის იონი
D. წყალბადის იონი
დ.ფოსფატის იონი
E. მაგნიუმის იონი
კათიონები არის:
1. GD 2. BGE 3. AGE 4. VGE
ახსნა:დადებითი სახეობის კათიონები, როგორიცაა ლითონის იონები ან წყალბადის იონები. მათგან ეს არის ამონიუმის იონი, წყალბადის იონი და მაგნიუმი. სწორი პასუხია 2.
დავალება ნომერი 5.
სწორია თუ არა შემდეგი მოსაზრებები მარილების ელექტროლიტური დისოციაციის შესახებ?
ა. ყველა მარილი დისოციაციისას ქმნის ლითონის კათიონებს, წყალბადის კათიონებს და მჟავას ნარჩენების ანიონებს
ბ. მარილები დისოციაციის პროცესში წარმოქმნიან ლითონის კათიონებს და მჟავას ნარჩენების ანიონებს
1. მხოლოდ A არის ჭეშმარიტი
2. მხოლოდ B არის ჭეშმარიტი
3. ორივე გადაწყვეტილება სწორია
4. ორივე გადაწყვეტილება არასწორია
ახსნა:მხოლოდ მჟავე მარილები წარმოქმნიან წყალბადის კათიონებს დისოციაციის დროს, შესაბამისად, A მცდარია, მაგრამ B მართალია. აი მაგალითი:
NaCl → Na+ + Cl‾
სწორი პასუხია 2.
დავალებები ნომერი 6.
კატიონებისა და ანიონების იგივე რაოდენობის მოლი წარმოიქმნება 1 მოლი წყალხსნარში სრული დისოციაციისას.
1. KNO3
2. CaCl2
3. Ba(NO3)2
4.Al2(SO4)3
ახსნა:ამ განტოლებაში ჩვენ შეგვიძლია ან დავწეროთ დისოციაციის განტოლებები და შევხედოთ მიღებულ კოეფიციენტებს, ან შევხედოთ ინდექსებს ამ მარილების ფორმულებში. მხოლოდ KNO3 მოლეკულას აქვს მოლის იგივე რაოდენობა:
KNO3 → K+ + NO3‾
სწორი პასუხია 1.
დავალება ნომერი 7.
ქლორიდის იონები წარმოიქმნება ნივთიერების დისოციაციის პროცესში, რომლის ფორმულაა
1. KClO3
2.AlCl3
3. NaClO
4.Cl2O7
ახსნა:ჩამოთვლილ ნივთიერებებს შორის ქლორიდის იონები გვხვდება მხოლოდ ალუმინის ქლორიდის მოლეკულაში - AlCl3. აქ არის ამ მარილის დისოციაციის განტოლება:
AlCl3 → Al3+ + 3Cl‾
სწორი პასუხია 2.
დავალება ნომერი 8.
წყალბადის იონები წარმოიქმნება ნივთიერების დისოციაციის დროს, რომლის ფორმულაა
1. H2SiO3
2.NH3xH2O
3.HBr
4.NaOH
ახსნა:წყალბადის იონები ჩამოთვლილთა შორის არის მხოლოდ HBr-ში: HBr → H+ + Br‾
(H2SiO3 ხსნარში იშლება H2O და SiO2)
სწორი პასუხია 3.
დავალება ნომერი 9.
ნივთიერებების ჩამონათვალში:
ა. გოგირდის მჟავა
B. ჟანგბადი
B. კალიუმის ჰიდროქსიდი
გ.გლუკოზა
დ. ნატრიუმის სულფატი
E. ეთილის სპირტი
ელექტროლიტებია:
1. WHERE 2. ABG 3. VDE 4. AVD
ახსნა:ელექტროლიტები არის ძლიერი მჟავები, ფუძეები ან მარილები. ჩამოთვლილთა შორისაა გოგირდის მჟავა (H2SO4), კალიუმის ჰიდროქსიდი (KOH), ნატრიუმის სულფატი (Na2SO4). სწორი პასუხია 4.
დავალება ნომერი 10.
დისოციაციის პროცესში ფოსფატის იონები ქმნიან თითოეულ ნივთიერებას, რომლის ფორმულები
1. H3PO4, (NH4)3PO4, Cu3(PO4)2
2. Mg3(PO4)2, Na3PO4, AlPO4
3. Na3PO4, Ca3(PO4)2, FePO4
4. K3PO4, H3PO4, Na3PO4
ახსნა:როგორც წინა ამოცანაში, აქაც უნდა ვიცოდეთ, რომ ელექტროლიტები არის ძლიერი მჟავები ან ხსნადი მარილები, როგორც, მაგალითად, No4-ში:
K3PO4 → 3K+ + PO4³‾
H3PO4 → 3H+ + PO4³‾
Na3PO4 → 3Na+ + PO4³‾
სწორი პასუხია 4.
ამოცანები დამოუკიდებელი გადაწყვეტილების მისაღებად.
1. წყალბადის იონები და მჟავა ნარჩენი წარმოიქმნება ელექტროლიტური დისოციაციის პროცესში:
1. წყალი
2. აზოტის მჟავა
3. სილიციუმის მჟავა
4. კალიუმის ნიტრატი
2. ელექტროლიტები არის თითოეული ნივთიერება, რომლის ფორმულებია:
1. KOH, H2O (დისტანცია), CaCl2
2. BaSO4, Al(NO3)3, H2SO4
3. BaCl2, H2SO4, LiOH
4. H2SiO3, AgCl, HCl
3. სწორია თუ არა შემდეგი დებულებები ელექტროლიტების შესახებ?
ა. აზოტის და გოგირდის მჟავები ძლიერი ელექტროლიტებია.
B. წყალბადის სულფიდი წყალხსნარში მთლიანად იშლება იონებად
1. მხოლოდ A არის ჭეშმარიტი
2. მხოლოდ B არის ჭეშმარიტი
3. ორივე გადაწყვეტილება სწორია
4. ორივე გადაწყვეტილება არასწორია
4. ელექტროლიტი არის ორი ნივთიერებიდან თითოეული
1. სპილენძის (II) სულფიდი და ეთანოლი
2. მარილმჟავა და კალიუმის სულფატი
3. ვერცხლისწყლის (II) ოქსიდი და კალციუმის სულფატი
4. მაგნიუმის კარბონატი და აზოტის ოქსიდი (I)
5. ეტაპობრივად იშლება წყალხსნარში
1. სპილენძის (II) ნიტრატი
2. აზოტის მჟავა
3. გოგირდის მჟავა
4. ნატრიუმის ჰიდროქსიდი
6. სწორია თუ არა შემდეგი დებულებები ელექტროლიტების შესახებ?
ა. ბერილიუმის ჰიდროქსიდი და რკინის (III) ჰიდროქსიდი ძლიერი ელექტროლიტებია
ბ. ვერცხლის ნიტრატი წყალხსნარში მთლიანად იშლება იონებად
1. მხოლოდ A არის ჭეშმარიტი
2. მხოლოდ B არის ჭეშმარიტი
3. ორივე გადაწყვეტილება სწორია
4. ორივე გადაწყვეტილება არასწორია
7. სულფატის იონები წარმოიქმნება დისოციაციის პროცესში
1. კალიუმის სულფიდი
2. გოგირდწყალბადის მჟავა
3. სპილენძის სულფიდი
4. ბარიუმის სულფატი
8. ნატრიუმის ჰიდროქსიდისა და ბარიუმის ჰიდროქსიდის ზოგადი ქიმიური თვისებები განპირობებულია
1. მათ ხსნარებში ნატრიუმის და ბარიუმის იონების არსებობა
2. მათი კარგი ხსნადობა წყალში
3. მათ შემადგენლობაში სამი ელემენტის არსებობა
4. მათ ხსნარებში ჰიდროქსიდის იონების არსებობა
9. კატიონი არის
1. სულფატის იონი
2. ნატრიუმის იონი
3. სულფიდური იონი
4. სულფიტის იონი
10. ანიონი არის
1. კალციუმის იონი
2. სილიკატური იონი
3. მაგნიუმის იონი
4. ამონიუმის იონი
მოწოდებული დავალებები აღებულია კოლექციიდან OGE-სთვის ქიმიაში მომზადებისთვის ავტორების: კოროშჩენკო ა.ს. და კუპცოვა ა.ა.
მოგეხსენებათ, გახსნისას, თუნდაც დიფუზიის გამო შერევის გარეშე, ხსნარი თანდათან ხდება ერთგვაროვანი, ანუ მისი კონცენტრაცია ყველა ნაწილში ერთნაირი ხდება.
ავიღოთ შემთხვევა, როდესაც ხსნარი გამოყოფილია სუფთა გამხსნელისაგან ნახევრად გამტარი ტიხრით (პერგამენტი, კოლოდიონური ფილმი, ცელოფანი და ა.შ.), როგორც ნაჩვენებია ნახ. 15. ასეთი ტიხრები საკმაოდ ადვილად გადიან გამხსნელის მოლეკულებს, მაგრამ არ გადიან გამხსნელს. დანაყოფის ორივე მხარეს კონცენტრაციების გათანაბრების პროცესი გართულებულია. გამხსნელი ვერ გადადის ძგიდის გავლით გამხსნელში. შესაძლებელია მხოლოდ გამხსნელის მოლეკულების შეღწევა დანაყოფის მეშვეობით ხსნარში. ამრიგად, ის თანდათან შემცირდება გამხსნელით განზავების გამო.
გამხსნელის ხსნარში შეღწევის პროცესს ნახევრად გამტარი დანაყოფის მეშვეობით ეწოდება ოსმოზი. რაც უფრო მაღალია, მით უფრო გამოხატულია ოსმოზი.
ოსმოზი ასევე ხდება მაშინ, როდესაც სხვადასხვა კონცენტრაციის ხსნარები გამოყოფილია ნახევრად გამტარი დანაყოფით. როგორც გამხსნელი შეაღწევს ნახევრად გამტარი დანაყოფი ხსნარში, უფრო მაღალი კონცენტრაციით, ამ უკანასკნელის მოცულობა იზრდება. ამიტომ, თუ ხსნარი მოთავსებულია ნახევრად გამტარი მემბრანისგან დამზადებულ ჭურჭელში, მასზე დამაგრებული ვერტიკალური მილით, როგორც ეს ნაჩვენებია 15-ზე, და შემდეგ ეს ჭურჭელი ჩაშვებულია გამხსნელში, მოცულობის გაზრდის გამო, ხსნარი ამოვა მილში. შედეგად მიღებული სითხის სვეტი შექმნის გარკვეულ წნევას, რაც გარკვეულ მომენტში გამოიწვევს ოსმოსის შეჩერებას. ძალას, რომელიც აბალანსებს სითხის ამ სვეტის წნევას ხსნარის შიგნიდან, ეწოდება ოსმოსური წნევა. ოსმოსური წნევის მნიშვნელობა იზომება გარედან ზეწოლით, რომლის დროსაც ოსმოსი ჩერდება.
ბრინჯი. თხუთმეტი. ინსტრუმენტი ოსმოსის ფენომენზე დაკვირვებისთვის. 1 - ჭურჭელი წყლით; 2 - ნახევრად გამტარი მემბრანა; 3 - მილი წარმოქმნილი ოსმოსური წნევის მონიტორინგისთვის; 4 - ხსნარი.
მცენარეთა და ცხოველთა უჯრედების კედლები ნახევრად გამტარი ტიხრებია, რომელთა შიგნით არის პროტოპლაზმა. მათში მუდმივი შენახვა განსაზღვრავს უჯრედებისა და ქსოვილების ელასტიურობას.
■ 62. რა პირობებში ხდება ოსმოზი?
63. რა არის?
64. რა მნიშვნელობა აქვს ოსმოსს მცენარეული და ცხოველური ორგანიზმებისთვის?
ელექტროლიტური დისოციაციის თეორია
მე-18 და მე-19 საუკუნეების მიჯნაზე, როდესაც ელექტრული დენის გამოყენება დაიწყო ნივთიერებების თვისებების შესასწავლად, ყურადღება დაეთმო იმ ფაქტს, რომ ზოგი ატარებს ელექტრო დენს წყალხსნარში, ზოგი კი არა. მოგვიანებით მან დარეკა, რომლის წყალხსნარები ელექტროლიტებს ატარებენ. მათ შორის იყო ტუტეები, მჟავები, მარილები. ნივთიერებებს, რომელთა ხსნარებს არ ატარებდნენ ელექტრო დენი, ეწოდათ არაელექტროლიტები (შაქარი, ალკოჰოლი, ბენზოლი და სხვა ორგანული ნივთიერებები).
ამჟამად, როდესაც ცნობილი გახდა ქიმიური ბმების ტიპები, შესაძლებელი გახდა ნივთიერებების ქცევაში ასეთი განსხვავების ახსნა. ნივთიერებების ელექტრული გამტარობის ფენომენი წყალხსნარებში დამოკიდებულია ქიმიური ბმის ტიპზე, როგორც გამხსნელის, ასევე გამხსნელის მოლეკულებში.
წყლის მოლეკულა, როგორც უკვე ვთქვით, არის დიპოლური (იხ. გვერდები 32-34). თუ წყალში იხსნება ნივთიერება, რომლის მოლეკულას აქვს იონური ტიპის ბმა და, შესაბამისად, მისი კრისტალური ბადეც იონურია, წყლის დიპოლები ორიენტირებულია დადებითი იონებისკენ მათი უარყოფითი პოლუსებით, ხოლო უარყოფითი იონებისკენ - დადებითი პოლუსებით ( სურ. 16.ა). წყლის იონებსა და დიპოლებს შორის იზრდება ელექტროსტატიკური მიზიდულობის ძალები და წარმოიქმნება თავისებური ბმები, რომლებიც საბოლოოდ იშლება იონური ბროლის ბადე ცალკეულ იონებად, რომლებიც გარშემორტყმულია წყლის დიპოლებით.
ამიტომ მათ ჰიდრატირებულ იონებს უწოდებენ. დაახლოებით იგივე ხდება, თუ პოლარული მოლეკულების მქონე ნივთიერება, როგორიცაა ქლორიდი, იხსნება წყალში (იხ. სურ. 16, ბ). ამავდროულად, თუ გამხსნელი ნივთიერების მოლეკულები აგებულია კოვალენტური არაპოლარული ტიპის ბმის მიხედვით, მაშინ ხსნარში იონები არ წარმოიქმნება, რადგან არაპოლარული მოლეკულები არ განიცდიან იმავე ეფექტს წყლის მოლეკულებისგან, როგორც იონური და პოლარული მოლეკულები. ძირითადად, ორგანული ნივთიერებების უმეტესობის მოლეკულები აგებულია კოვალენტური არაპოლარული ტიპის მიხედვით. ამიტომ ორგანული ნივთიერებები, როგორც წესი, არ არის ელექტროლიტები!
ბრინჯი. თექვსმეტი. წყალში ნატრიუმის ქლორიდის დისოციაციის სქემა (a) და წყალში პოლარული HCl მოლეკულების დისოციაციის სქემა (b)
ამრიგად, მხოლოდ ასეთი ნივთიერებები შეიძლება იყოს ელექტროლიტები, რომელთა მოლეკულა აგებულია მოლეკულაში ატომების იონური, ანუ პოლარული ტიპის მიხედვით. გარდა ამისა, გამხსნელის მოლეკულებს ასევე უნდა ჰქონდეთ პოლარული სტრუქტურა და ე. მხოლოდ ასეთ პირობებში შეიძლება ველოდოთ მოლეკულების იონებად დაშლას.
ელექტროლიტის მოლეკულების იონებად დაშლას გამხსნელის მოქმედებით ელექტროლიტური დისოციაცია ეწოდება.
ჩაწერეთ ელექტროლიტური დისოციაციის განმარტება რვეულში.
სიტყვა "დისოციაცია" ნიშნავს "შექცევად დაშლას". თუ ელექტროლიტური ხსნარი აორთქლდა, მაშინ ჩვენ კვლავ მივიღებთ იმავე ელექტროლიტს იმავე რაოდენობით, როგორც დაშლამდე, რადგან მოხდება საპირისპირო პროცესი - მოლარიზაცია.
■ 65. რით განსხვავდება ელექტროლიტი არაელექტროლიტისგან ქიმიური ბმის ტიპისა და ხსნარში ქცევის მიხედვით?
66. რატომ არის საჭირო ელექტროლიტური დისოციაციის პროცესისთვის, რომ გამხსნელს ჰქონდეს დიპოლური მოლეკულები, ხოლო ქიმიური ბმის ელექტროლიტ-იონური ან პოლარული ბუნება?
67. რატომ არ შეიძლება იყოს არაპოლარული მოლეკულების მქონე ნივთიერებები ელექტროლიტები?
68. ჩამოაყალიბეთ რა არის ელექტროლიტური დისოციაცია. ისწავლეთ განმარტება ზეპირად.
60. როგორ შორდება მოლარიზაციის პროცესი დისოციაციისგან?
ელექტროლიტების დისოციაცია ხსნარში პირველად ახსნა 1887 წელს შვედმა მეცნიერმა არენნუსმა. მან ჩამოაყალიბა თეორიის ძირითადი დებულებები, რომელსაც უწოდა ელექტროლიტური დისოციაციის თეორია.
ამ თეორიის ძირითადი დებულებები შემდეგია.
1 ყველა ნივთიერება, რომლის ხსნარებიც ატარებენ ელექტრულ დენს (ელექტროლიტები), დაშლის მოქმედებით იშლება დადებით და უარყოფითად დამუხტულ ნაწილებად - იონებად.
2. თუ ხსნარში მუდმივი ელექტრული დენი გაივლის, მაშინ დადებითად დამუხტული იონები გადაადგილდებიან უარყოფითი პოლუსის – კათოდისკენ, ამიტომ მათ კათიონებს უწოდებენ. უარყოფითად დამუხტული იონები გადაადგილდებიან დადებითი პოლუსის - ანოდისკენ, ამიტომ მათ ანიონებს უწოდებენ. ხსნარში კათიონების მთლიანი მუხტი უდრის ანიონების მთლიან მუხტს, ამიტომ ხსნარი ყოველთვის ელექტრულად ნეიტრალურია.
3. ერთი და იგივე ელემენტების იონები და ატომები ძალიან განსხვავდებიან ერთმანეთისგან თვისებებით. მაგალითად, სპილენძის იონებს აქვთ ლურჯი ფერი, რომელსაც სპილენძის სულფატი ევალება თავის ფერს, თავისუფალი კი წითელი მეტალია. ნატრიუმის ატომები რეაგირებენ წყალთან, ათავისუფლებენ მისგან და ქმნიან ტუტეს, ხოლო ნატრიუმის იონები პრაქტიკულად არ რეაგირებენ წყალთან.
ქლორის იონები არის უფერო, არატოქსიკური, უფერო და უსუნო, რაც ჩანს ერთი და იგივე ნატრიუმის ქლორიდის ხსნარის გამოკვლევისას და თავად მომწვანო-მოყვითალოა.
მომწამვლელი გაზი დამახასიათებელი მძაფრი სუნით.
ჩაწერეთ თეორიის ძირითადი დებულებები რვეულში.
წერისას ატომის იონისგან განასხვავების მიზნით, ზედა მარჯვენა იონში მითითებულია მუხტის ნიშანი და მისი სიდიდე. მაგალითად: ნატრიუმის ატომი არის Na, ხოლო ნატრიუმის იონი არის Na + (იკითხება: „ცალკე დამუხტული ნატრიუმის კატიონი“); სპილენძის ატომი არის Cu, ხოლო სპილენძის იონი არის Cu 2+ (წაიკითხეთ: „ორმაგად დამუხტული სპილენძის კატიონი“); ალუმინის ატომი არის Al, ხოლო ალუმინის იონი არის Al 3+ (წაიკითხეთ: „სამმაგი დამუხტული ალუმინის კატიონი“), გოგირდის ატომი არის S, ხოლო გოგირდის იონი არის S 2-; (წაიკითხეთ: „ორმაგად დამუხტული გოგირდის ანიონი“), ქლორის ატომი Cl და ქლორის იონი Cl - და ა.შ.
■ 70. რა არის იონები?
71. რით განსხვავდებიან იონები ნეიტრალური ატომებისგან?
72. რომელ იონებს უწოდებენ კათიონებს, რომელ ანიონებს და რატომ?
73. როგორ განვასხვავოთ იონი ნეიტრალური ატომისგან წერილობით (მოიყვანეთ მაგალითები)?
74. დაასახელეთ შემდეგი იონები: Fe 2+, Fe 3+, K +, Br -.
ფუძეების, მჟავების და მარილების დისოციაცია
ჩვენ უკვე ვთქვით, რომ მხოლოდ ნაერთებს, რომელთა მოლეკულები აგებულია ბმის იონური ან პოლარული ტიპის მიხედვით, შეუძლიათ იონებად დაშლა, NaCl-ისა და HCl-ის მაგალითის გათვალისწინებით. რაც შეეხება არაპოლარულ მოლეკულებს, ისინი არ იშლება იონებად წყალხსნარებში.
თუმცა, ხშირად არის ნივთიერებები, რომელთა მოლეკულებში ორივე ტიპის ბმა შეინიშნება, მაგალითად, ნატრიუმის ჰიდროქსიდის მოლეკულაში NaOH, ლითონი ჰიდროქსილს უკავშირდება იონური ბმით, ხოლო ჟანგბადს კოვალენტური ბმით. გოგირდის მჟავას H 2 SO 4 მოლეკულაში წყალბადი უკავშირდება მჟავას ნარჩენს პოლარული ბმით, ხოლო ჟანგბადთან კოვალენტური არაპოლარული ბმა. ალუმინის ნიტრატის მოლეკულაში, Al (NO 3) 3 უკავშირდება მჟავას ნარჩენებს იონური ბმით, ხოლო აზოტის ატომები ჟანგბადის ატომებთან კოვალენტური ბმით. ასეთ შემთხვევებში მოლეკულის იონებად დაშლა ხდება იონური ან პოლარული ბმის ადგილზე. კოვალენტური ბმები რჩება განუყოფელი.
ზემოაღნიშნულიდან გამომდინარეობს, რომ იონები შეიძლება იყოს არა მხოლოდ ცალკეული ატომები, არამედ ატომების ჯგუფებიც. მაგალითად, ჰიდროქსილი, დისოციაციისას, წარმოქმნის ერთ OH- ანიონს, რომელსაც ჰიდროქსილის იონი ეწოდება. მჟავის ნარჩენი SO 4 ქმნის ორმაგად დამუხტულ ანიონს - სულფატ იონს. თითოეული იონის მუხტი განისაზღვრება მისი ვალენტობით.
ახლა ჩვენ შეგვიძლია განვიხილოთ, თუ რომელ იონში იშლება სხვადასხვა კლასის არაორგანული ნივთიერებები. ქიმიური რეაქციის განტოლებების მსგავსად, დისოციაციის განტოლებებიც შეიძლება დაიწეროს. მაგალითად, კაუსტიკური სოდას იონებად დაშლა ასე იწერება:
NaOH \u003d Na + + OH -
ზოგჯერ, ასეთ განტოლებებში ტოლობის ნიშნის ნაცვლად, ისინი აყენებენ შექცევადობის ნიშანს ⇄, რათა აჩვენონ, რომ დისოციაცია შექცევადი პროცესია და შეიძლება საპირისპირო მიმართულებით მიმდინარეობდეს, როდესაც გამხსნელი ამოღებულია.
კალციუმის ჰიდროქსიდი იშლება შემდეგნაირად:
Ca (OH) 2 \u003d Ca 2+ + 2OH -
(ჰიდროქსილის ჯგუფების რაოდენობის აღმნიშვნელი ინდექსი ხდება კოეფიციენტი).
ჩანაწერის სისწორის შესამოწმებლად უნდა გამოითვალოს კათიონების მთლიანი დადებითი მუხტი და ანიონების მთლიანი უარყოფითი მუხტი. ისინი უნდა იყოს თანაბარი აბსოლუტური მნიშვნელობით. ამ შემთხვევაში დადებითი მუხტების ჯამი არის +2, ხოლო უარყოფითი -2. რაც ითქვა, ფუძეების განმარტება წარმოიქმნება ელექტროლიტური დისოციაციის თეორიის ფონზე.
ფუძე არის ის ელექტროლიტები, რომლებიც ხსნარში იშლება და წარმოქმნის მხოლოდ ლითონის კატიონს და ჰიდროქსილის ანიონებს.
ჩაწერეთ ფუძეების განმარტება რვეულში.
■ 75. დაწერეთ დისოციაციის განტოლებები შემდეგი ფუძეებისთვის, მას შემდეგ რაც ჯერ შეამოწმეთ ხსნადობის ცხრილის მიხედვით არის თუ არა ისინი ელექტროლიტები: ბარიუმის ჰიდროქსიდი, რკინის ჰიდროქსიდი, კალიუმის ჰიდროქსიდი, სტრონციუმის ჰიდროქსიდი, თუთიის ჰიდროქსიდი, ლითიუმის ჰიდროქსიდი.
მჟავა იონებად დაშლა ხდება იქ, სადაც არის პოლარული ბმა, ანუ წყალბადის ატომსა და მჟავას ნარჩენებს შორის.
მაგალითად, აზოტის მჟავა გამოიხატება განტოლებით:
HNO 3 \u003d H + + NO 3 -
ორი ან მეტი ძირითადი მჟავისთვის დისოციაცია მიმდინარეობს ეტაპობრივად, მაგალითად, H 2 CO 3-ისთვის:
H 2 CO 3 ⇄ H + + HCO s - (პირველი ეტაპი) HCO 3 ⇄ H + + CO 2 3 - (მეორე ეტაპი)
ეტაპობრივი დისოციაცია ზოგჯერ გამოსახულია როგორც უწყვეტი თანასწორობა.
H 2 CO 3 ⇄ H + + HCO 3 - ⇄ 2H + + CO 2 3 -
ეტაპობრივი დისოციაციისას ეტაპობრივი დისოციაცია მნიშვნელოვნად მცირდება და ბოლო საფეხურზე ის ჩვეულებრივ ძალიან მცირეა.
ამრიგად, მჟავები არის ელექტროლიტები, რომლებიც იშლება ხსნარებში და წარმოქმნიან მხოლოდ წყალბადის იონებს კატიონებად.
ჩაწერეთ მჟავების განმარტება თქვენს ბლოკნოტში.
■ 76. დაწერეთ შემდეგი მჟავების დისოციაციის განტოლებები: გოგირდის, ფოსფორის, გოგირდწყალბადის, გოგირდის, მარილწყალბადის. ორი ან მეტი ძირითადი მჟავის შემთხვევაში დაწერეთ განტოლებები ეტაპობრივად.
ფუძეების და მჟავების დისოციაციის ბუნება დამოკიდებულია იონის რადიუსზე და მუხტზე, რომელიც ქმნის ფუძეს ან მჟავას.
Na + იონის რადიუსი მეტია H + იონის რადიუსზე, ამიტომ ჟანგბადის ელექტრონული გარსები უფრო ძლიერად იზიდავს წყალბადის ბირთვს, ვიდრე ნატრიუმის ბირთვი. ამიტომ, დისოციაციის დროს, Na-OH ბმა უფრო სწრაფად უნდა გაწყდეს. რაც უფრო დიდია იონის რადიუსი, რომელიც ქმნის ჰიდროქსიდს, იგივე მუხტით, მით უფრო ადვილია მისი დისოციაცია.
იმავე ქვეჯგუფში მეტალის ჰიდროქსიდი უფრო დიდი ბირთვული მუხტით და შესაბამისად უფრო დიდი იონური რადიუსით უფრო ძლიერად დაიშლება.
■ 77. დ.ი.მენდელეევის ელემენტების პერიოდული ცხრილის გამოყენებით მიუთითეთ რომელი ფუძე უფრო ძლიერად დაშორდება: Mg (OH) 2 თუ Sr (OH) 2. რატომ?
იონების რადიუსის ახლო მნიშვნელობების შემთხვევაში, რომლებიც ქმნიან ჰიდროქსიდს (ან მჟავას), დისოციაციის ბუნება დამოკიდებულია მისი მუხტის მნიშვნელობაზე. ასე რომ, რადგან სილიციუმის იონის მუხტი სილიციუმის მჟავაში არის H 2 SiO 3 - Si (+4), ხოლო იონი
ქლორი პერქლორინის მჟავაში HclO 4 - Cl (+7), მაშინ ეს უკანასკნელი უფრო ძლიერია. რაც უფრო დიდია იონის დადებითი მუხტი, მით უფრო მეტად ის მოგერიებს დადებით წყალბადის იონს. ხდება მჟავა დისოციაცია.
ბერილიუმის ამფოტერიულობა (II პერიოდი) აიხსნება თავისებური ბალანსით წყალბადის იონის მომგებიან ძალებსა და ბერილიუმის იონის მიერ მის მიზიდულობას შორის.
■ 78. რატომ ავლენს მაგნიუმის ჰიდროქსიდი ძირითად თვისებებს დ.ი.მენდელეევის პერიოდული სისტემის III პერიოდში, ალუმინის ჰიდროქსიდი - ამფოტერული და წარმოქმნის მჟავას? ახსენი ეს მაგნიუმის, ალუმინის და გოგირდის იონების მუხტებისა და რადიუსების შედარებით.
ვინაიდან არსებობს იონური კავშირი ლითონის ატომებსა და მარილის მოლეკულებში მჟავას ნარჩენებს შორის, მარილები იშლება, შესაბამისად, ლითონის კათიონებისა და მჟავას ნარჩენების ანიონების წარმოქმნით, მაგალითად:
Al 2 (SO 4) 3 \u003d 2Al 3+ + 3SO 2 4 -
ამის საფუძველზე ელექტროლიტებს უწოდებენ მარილებს, რომლებიც წარმოქმნიან ლითონის იონებს კათიონების სახით დისოციაციის დროს, ხოლო მჟავის ნარჩენების იონებს ანიონებად.
■ 79. დაწერეთ დისოციაციის განტოლებები შემდეგი საშუალო მარილების: ნატრიუმის ფოსფატი, მაგნიუმის ნიტრატი, ალუმინის ქლორიდი, კალიუმის სილიკატი, ნატრიუმის კარბონატი, კალიუმის სულფიდი, სპილენძის (II) ნიტრატი, რკინის (III) ქლორიდი.
მჟავე, ძირითადი და სხვა მარილების დისოციაცია გარკვეულწილად განსხვავებულად მიმდინარეობს, როგორც ქვემოთ იქნება განხილული.
დისოციაციის ხარისხი
ელექტროლიტური დისოციაცია შექცევადი პროცესია. შესაბამისად, იონების წარმოქმნის პარალელურად ხდება საპირისპირო პროცესი – იონების მოლეკულებად გაერთიანება. მათ შორის ბალანსი დამყარებულია. რაც უფრო განზავებულია ხსნარი, მით უფრო სრულყოფილი ხდება დისოციაცია. დისოციაციის სისრულე ფასდება დისოციაციის ხარისხის სიდიდით, რომელიც აღინიშნება α ასოთი.
არის n დაშორებული მოლეკულების რაოდენობის თანაფარდობა ხსნარის N მოლეკულების საერთო რაოდენობასთან, გამოხატული პროცენტულად:
რვეულში ჩაწერეთ დისოციაციის ხარისხის ფორმულა და განმარტება
სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ის აჩვენებს, თუ რამდენი პროცენტი დაიშალა გახსნილი მოლეკულების იონებად.
დისოციაციის ხარისხის მიხედვით, ელექტროლიტები განასხვავებენ ძლიერ და სუსტს. რაც მეტია, მით უფრო ძლიერია ელექტროლიტი.
ელექტროლიტები გამოირჩევიან იონებად დაშლის სიდიდით: ძლიერი, საშუალო, სუსტი.
ძლიერი ელექტროლიტები, მაგალითად HNO 3, HCl, H 2 SO 4, კაუსტიკური ტუტეები და ყველა მარილი იშლება თითქმის მთლიანად (100%-ით), თუმცა ძლიერ ელექტროლიტებში შედის ისიც, რომელშიც α\u003e 30%, ანუ 30%-ზე მეტი. მოლეკულები დაიშალა იონებად. საშუალო ელექტროლიტებს, როგორიცაა H 3 RO 4 და H 2 SO 3, აქვთ დისოციაციის ხარისხი 2-დან 30% -მდე. სუსტი ელექტროლიტები, როგორიცაა NH 4 OH, H 2 CO 3 , H 2 S ცუდად დისოცირდება: α< 2%.
სხვადასხვა ელექტროლიტების დისოციაციის ხარისხის შედარება ხორციელდება იმავე კონცენტრაციის ხსნარებში (ყველაზე ხშირად 0,1 N), რადგან დისოციაციის ხარისხი ძლიერ დამოკიდებულია ხსნარის კონცენტრაციაზე.
დისოციაციის ხარისხზე გავლენას ახდენს თავად ხსნარის ბუნება, გამხსნელი და რიგი სხვა გარეგანი გავლენა. ამრიგად, როდესაც ისინი ამბობენ "ძლიერ მჟავას" ან "ძლიერ ფუძეს", ისინი გულისხმობენ ნივთიერების დისოციაციის ხარისხს ხსნარში. ამ შემთხვევაში, ჩვენ ვსაუბრობთ ამ ნივთიერებებზე, როგორც ელექტროლიტებზე. კონკრეტული ნივთიერების დისოციაციის ხარისხი განსაზღვრავს მის ქცევას ქიმიურ რეაქციაში და თავად რეაქციის მიმდინარეობას.
■ 80. რა ახასიათებს α დისოციაციის ხარისხს?
81. რვეულში დახაზეთ ცხრილი:
წაკითხული ტექსტიდან გამომდინარე, მოიყვანეთ მინიმუმ ორი მაგალითი თითოეულ სვეტში. 82. რას ნიშნავს გამოთქმები „ძლიერი მჟავა“, „სუსტი ფუძე“?
გაცვლითი რეაქციები ელექტროლიტებს შორის.იონური განტოლებები
ვინაიდან ხსნარებში ელექტროლიტები იშლება იონებად, ელექტროლიტების რეაქციები ასევე უნდა მოხდეს იონებს შორის.
ხსნარში იონების ურთიერთქმედებას იონური რეაქცია ეწოდება.
ჩაწერეთ ფორმულირება თქვენს ბლოკნოტში.
იონების მონაწილეობით შეიძლება მოხდეს როგორც გაცვლითი, ასევე რედოქსული რეაქციები. განვიხილოთ ელექტროლიტების გაცვლის რეაქციები ხსნარში, მაგალითად, ურთიერთქმედება ორ მარილს შორის:
NaCl + AgNO 3 \u003d AgCl ↓ + NaNO 3
და რამდენად ძლიერი ელექტროლიტები იშლება იონებად:
NaCl ⇄ Na + + Cl -
AgNO 3 ⇄ Ag + + NO 3 -
მაშასადამე, განტოლების მარცხენა მხარე შეიძლება დაიწეროს ამ ფორმით: Na + + Cl - + Ag + + NO 3 - =
განვიხილოთ რეაქციის შედეგად მიღებული ნივთიერებები: AgCl არის უხსნადი ნივთიერება, ამიტომ ის არ დაიშლება იონებად, ხოლო NaNO 3 არის ხსნადი მარილი, იდეალურად იშლება იონებად სქემის მიხედვით.
NaNO 3 ⇄ Na + + NO 3 -
NaNO 3 არის ძლიერი ელექტროლიტი, ამიტომ განტოლების მარჯვენა მხარე ასე იწერება:
... = Na + + NO 3 - + AgCl განტოლებას მთლიანობაში ექნება შემდეგი ფორმა:
Na + + Cl - + Ag + + NO 3 - = Na + + NO 3 - + AgCl
ასეთ განტოლებას სრული იონური განტოლება ეწოდება. ამ განტოლებაში მსგავსი ტერმინების შემცირებით, ჩვენ ვიღებთ შემცირებულ იონურ განტოლებას
Ag + + Cl - = AgCl
ასე რომ, იონური განტოლების შედგენის თანმიმდევრობა.
1. იონური ფორმით დაწერეთ საწყისი პროდუქტების ფორმულები (ისეთები, რომლებიც დისოცირებენ).
2. იონური ფორმით დაწერეთ მიღებული პროდუქციის ფორმულები (ისეთები, რომლებიც იშლება).
3. შეამოწმეთ არის თუ არა იონების დადებითი და უარყოფითი მუხტების საერთო რაოდენობის აბსოლუტური მნიშვნელობა განტოლების მარცხენა მხარეს, შემდეგ კი მარჯვნივ.
4. შეამოწმეთ ემთხვევა თუ არა განტოლების მარცხენა და მარჯვენა ნაწილებში ამავე სახელწოდების იონების რაოდენობა (იმ ატომების გათვალისწინებით, რომლებიც ქმნიან არადისოციაციურ ნივთიერებას).
ამით დასრულდა სრული იონური განტოლების შედგენა.
იონური განტოლების შედგენის თანმიმდევრობა ჩაწერეთ რვეულში.
5. შემოკლებული იონური განტოლების შესადგენად იპოვეთ მსგავსი ტერმინები განტოლების მარცხენა და მარჯვენა მხარეს ერთი და იგივე ნიშნით და გამორიცხეთ ისინი განტოლებიდან, შემდეგ კი ჩამოწერეთ მიღებული შემოკლებული იონური განტოლება.
მოცემული შემცირებული იონური განტოლება გამოხატავს არა მხოლოდ ამ რეაქციის არსს. მოდით დავწეროთ რამდენიმე რეაქციის განტოლება, მაგალითად:
1) HCl + AgNO 3 = AgCl ↓ + HNO 3
H + + Cl - + Ag + + NO 3 - \u003d H + + NO 3 - + AgCl ↓
Ag + + Cl - = AgCl
2) BaCl 2 + 2AgNO 3 = Ba(NO 3) 2 + 2AgCl↓
Ba 2+ + 2Cl - + 2Ag + + 2NO 3 - = Ba 2+ + 2NO 3 - + 2AgCl ↓
Ag + + Cl - = AgCl
3) AlCl 3 + 3AgNO 3 \u003d Al (NO 3) 3 + 3AgCl ↓
Al 3+ + 3Cl - + 3Ag + + 3NO 3 - = Al 3+ + 3NO 3 - + 3AgCl
Ag + + Cl - = AgCl
ყველა მოცემულ მაგალითში, შემოკლებული იონური განტოლება იგივეა. ეს გარემოება ძალიან მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ანალიზურ ქიმიაში თვისებრივი ანალიზისთვის.
შეიძლება იყოს შემთხვევები, როდესაც რეაქციის შედეგად წარმოიქმნება (ოდნავ დაშლილი ნივთიერება).
Ca (OH) 2 + 2HCl \u003d CaCl 2 + 2H 2 O
Ca 2+ + 2OH - + 2H + + 2Cl - \u003d Ca 2+ + 2Cl - + 2H 2 O
H + + OH - \u003d H 2 O
ან გაზი გამოიყოფა
Na 2 CO 3 + 2HNO 3 \u003d 2NaNO 3 + H 2 O + CO2
2Na + + CO 2 3 - + 2H + + 2NO 3 - \u003d 2Na + + 2NO 3 - + H 2 O + CO 2 ↓
2H + + CO 2 3 - \u003d H 2 O + CO 2
როგორც ცნობილია, არსებობს პირობები, რომ გაცვლითი რეაქციები ბოლომდე გაგრძელდეს: 1) თუ წარმოიქმნება ნალექი, 2) თუ აირი გამოიყოფა და 3) თუ . ყველა ეს პირობა ელექტროლიტური დისოციაციის თეორიის თვალსაზრისით შეიძლება ჩამოყალიბდეს შემდეგნაირად: გაცვლითი რეაქციები მიდის ბოლომდე, თუ რეაქციის შედეგად წარმოიქმნება არადისოციაციური ან ოდნავ დისოციაციური ნივთიერებები.
იმ შემთხვევებში, როდესაც ორივე მიღებული ნივთიერება კარგად იშლება, რეაქცია შექცევადია, მაგალითად:
2KSl + Na 2 SO 4 ⇄ 2NaCl + K 2 SO 4
