Рылыс болатын орталарда химиялық реакциялардың өтуі.

Құрылыста іске асатын химиялық процесстер әртүрлі және олар белгілі бір заңдылықтармен жүреді.

Процесстердің өту ерекшеліктерін түсіну үшін жай, күрделі реакциялар жайлы және экзотермиялық, эндотермиялық процесстер туралы білу қажет. Құрылыста қайтымды және қайтымсыз маңызды рөл атқарады. Қайтымды процесстер(CO+ Cl₂COCl₂) тура(; реакция өнімдері алынады; CO+Cl₂ COCl₂) және қайтымды(; реакция өнімдерінен шығатын заттар шығады; CO+Cl₂ COCl₂) реакциялар.

Химиялық реакцияның жылдамдығы - бірлік уақыт ішінде концентрация реагенттерінің өзгеруі. Химиялық реакцияның жылдамдығы температураға тәуелді және Вант- Гофф ережесіне бағынады:

Температура әр 10 градусқа жоғарылаған сайын, химиялық реакцияның жылдамдығы 2-4 есе артады.

Реакция жылдамдығына, химиялық реакция жылдамдығын және соңғы реакция өнімдерін өзгертетін катализаторлар үлкен әсерін тигізеді. Химиялық реакция жылдамдығын өзгертетін, жүйеге енгізілген немесе оның құрамында бар заттар катализ деп аталады. Катализ фазалар бойынша гомогенді және гетерогенді, реакция жылдамдығына әсері бойынша стимуляторлар және ингибиторлар деп бөлінеді.

Химиялық тепе-теңдік деп- тура және реакциялар тең болатын реакция жүйесін айтады.

Әдебиет Негізгі 2[11-15], қосымша [13-18]

Бақылау сұрақтары:

1. Дисперсті жүйелер.

2. Коллоидты жүйелер және олардың құрылыстағы алатын орны.

3. Шынайы ерітінділер және олардың құрылыстағы алатын орны.

4. Құрылыс болатын орталарда химиялық реакциялардың өтуі.

5. Химиялық тепе-теңдік.

Дәріс №5. Заттар анализінде қолданылатын электролит ерітінділері теориясының негіздері.

Электр тоғын өткізетін заттар электролиттер, ал өткізбейтін заттар бейэлектролиттер болады. Ерітінділердің де кейбірі электр тогын өткізеді де – электролит, ал кейбірі өткізбей – бейэлектролиттер болып табылады. Электролит ерітінділерге қышқыл, негіз, тұз ерітінділері жатады.

Электролит ерітінділеріндегі кездесетін ауытқуларды швед химигі С. Аррениус ұсынған электорлиттік диссосация теориясы түсіндірді. Бұл теорияның негізі мынада:

Электролиттер суда еріген кезде оң және теріс иондарға ыдырайды (диссосацияланады).

Электр тогы әсерінен оң ион катодқа (теріс полюс) тартылады – оны катион деп атайды. Ал теріс ион анодқа (оң полюске) тартылады – оны анион деп атайды.

3. Диссоциация қайтымды процесс. Ыдырау процесімен қатар иондардың қосылу процесі жүреді. Диссоциация теңдеуін құрғанда тепе-теңдік белгісін қояды (). Мысалы КА затының диссоциациясын былай жазуға болады:

КА К⁺+А^-

Диссоциация процесі қалай жүреді? Неліктен еріген заттар диссоциацияланады? Бұл сұраққа жауап беру үшін химиялық байланыс ұғымын еске түсіру керек. Біз су молекуласын полюсті екенін білеміз. Демек, суда еріген заттар полюсті су молекуласымен әрекеттеседі. Еріген заттар иондық байланыс түзсе, олар өте жақсы диссоциацияланады. Себебі, заттар еріген кезде судың диполі оң және теріс иондарды қоршайды, олардың арасында тартылыс күштері пайда болады да, бірте-бірте иондар бөлініп ерітіндіге тарайды. Әр ионды бірнеше су молекуласы қоршап тұрады, яғни иондар гидратталған күйде болады. Сонда жоғарыда келтірілген КА заттың диссоциациясын былай жазады:

К⁺А^-+ХН₂О К⁺(Н₂О)_к+А^-(Н₂О)_а

Электролиттік диссоциация дәрежесі (α) иондарға ыдыраған молекулалардың электролит молекулаларының жалпы санының қатынасына тең шама

α ═n/N₀ 100 %

мұнда n – иондарға ыдыраған молекулалардың саны. N₀ -жалпы молекулалардың саны.

Күшті электролиттерге α › 0,3 (немесе 30%) жоғары, ал әлсіз электролиттер үшін α ≤ 0,03(немесе 3%). Электролиттік диссоциациялану дәрежесі концентрацияға тәуелді, концентрация төмендеген сайын α жоғарлайды. Электролиттік диссоциация қайтымды үрдіс болғандықтан, химиялық тепе-теңдік заңдарын қолдануға болады, мысалы, мына процесс үшін:

СН₃СООН ↔ СН₃СОО^- + Н⁺

К_Д ═ [H⁺] ∙[ СН₃СООН] / [СН₃СООН]

Мұнда [ ] –мольдік концентрация, К_Д – диссоциация процесінің тепе-теңдік тұрақтысы немесе, қысқаша диссоциация тұрақтасы деп аталады

Сол сияқты,

NH₄OH ↔ NH₄⁺ + OH^-

К_Д ═ [NH₄⁺] ∙[ ОН^-] / [NH₄OH]

Диссоциация тұрақтысы электролит табиғатына және температураға байланысты. К_Д жоғары болса, электролит иондарға жақсы ыдырайды.

Электролиттік диссоциация дәрежесі мен диссоциация тұрақтысының өзара байланысы сандық түрде Оствальдтың сұйылту заңы деп аталатын теңдеуімен беріледі:

К_Д ═ α² ∙ С / 1-α

Әлсіз электролиттер үшін α шамасын ескермеуге болады, онда 1-α 1 деп алса, теңдеу мына түрде жазылады:

К_Д ═ α² ∙ С

Күшті электролиттер. Электролиттік диссоциация теориясы тек әлсіз электролит ерітіндісіне қатынасты орындалады. Күшті электролиттер ерітіндісіне қатысты мүлдем басқа көрініс байқалады. Күшті электролиттің толық диссоциациясы нәтижесінде түзілетін иондардың бәрі бірдей бос емес. П. Дебай мен Э. Хюккель ұсынған күшті электролит теориясы, электролит ерітіндісінің концентрациясын жоғарлатқан кездегі иондар арасындағы электростатикалық әрекеттесуі ескереді. Иондар арасындағы әрекеттесудің болуы, әрбір ионның заряд таңбасына кері таңбадағы иондармен қоршаған «иондық атмосфераның» қоршауына әкеледі. Теріс электрод жағына оң иондардың қозғалуы, ал оң зарядталған электродқа теріс зарядталған «иондық атмосфераның» тартылу күшімен тежеледі. Ерітіндіні шексіз сұйылтқанда иондар арасының алыстауы салдарынан ионаралық әрекеттесу әлсірейді, яғни иондардың қозғалғыштығы максималды болады. 1907 жылы Льюис ғылымдағы қолданысқа «белсенділік» түсінігін енгізуді ұсынады. Бұл түсінік иондардың өзара тартылуын, еріген заттың еріткішпен әрекеттесуіін басқа электролиттер мен құбылыстардың қатынасуын, ерітіндідегі иондардың өзгермелі қозғалғыштығын жинақтай ескереді.

Белсенділік α деп заттың (ионның) эффективті, яғни барынша тиімді де пәрменді болуға тиісті концентрациясын айтады:

F∙ С

Мұндағы С – ерітіндінің молярлық концентрациясы;

f- белсенділік коэффиценті, ол еріткіш пен еріген заттың табиғатынан, ерітіндінің концентрациясы мен температурадан тәуелді.

Иондар арасындағы тартылыс күшті болған сайын, f мәні кішірейе түседі. Ал бұл өз кезегінде, яғни иондар арасындағы әрекеттесу күші иондардың концентрациясы мен олардың зарядынан тәуелді-бұл иондық күш ережесі. Бұл ережеге сәйкес, ерітіндінің иондық күші І ерітінділердегі барлық иондар концентрациясы мен олардың зарядтар квадраттарының көбейтіндісінің жарты қосындысына тең:

І ═ 1/2ΣС₁ ∙ Ζ²₁

Дебай-Хюккель теориясына сәйкес, электролиттің белсенділік коэффиценті ерітндінің иондық күшімен келесі қатынаспен байланысқан:

Іg f ═ - А√І

Мұндағы А- коэффицент, ол иондар зарядынан, ортаның диэлектрлік өтімділігі мен температурадан тәуелді.

Дата добавления: 2015-07-08