Ерітінділердің жалпы сипаты Ерітінділер жіктелуі. Ерітінділердің концентрациясын бейнелеу тәсілдері Идеал ерітінді. Рауль заңы Буферлі жүйелер 1. - презентация

1

2 Ерітінділердің жалпы сипоты Ерітінділер жіктелуі. Ерітінділердің концентрация сын бейнелеу тәсілдері Идеал ерітінді. Рауль заңы Буферлі жүйелер 1

3 Ерітінді - екі немсе бірнеше компонент тент ұ ратин гомогенді система. Ерітінділердің физикалық теориясы XIX ғасырдың екінші жартысында қалыптасты. Ол теорияның негізін салушылар С. Аррениус пен Ян Вант-Гофф балды. Ерітінділердің химиялық теориясының негізін калаушы Д. И. Менделеев балды. Бұл теорияға И. А. Каблуков, Н. С. Курнаков сияқты әйгілі совет ғалымдары елеулі үлес қосты. 2

4 сұйық ерітінділер қатты ерітінділер газдың гайдардағы ерітіндісі Компоненттердің агрегаттық күйіне байланысты: 3

5 Қаныққан ерітінді- еритін зат тұнбасымен динамикалық тепе-теңдік күйде болатын, заттың еру жылдамдығымен кристалл дану жылдамдығы тең болатын ерітінді. Қанықпаған ерітінді- концентрациясы қаныққан ерітіндінің концентрация сынан төмен болатын, берілген жағдайлар өзгеріссіз болғанда еріген заттың қосымша мөлшерін еріте алтын ерітінді. Аса қанық ерітінді- концентрациясы қаныққан ерітіндінің концентрация сынан жоғары болатын,термодинамикал ық тұрақсыз ерітінді. 4 Ерітінділердің еріген заттың мөлшері бойынша жіктелуі:

6 5 Бейэлектролит ерітінділері - электр тоғын өткізбейтін ерітінділер. глюкоза,фруктоза,сахароза. Электролит ерітінділері - электр тоғын өткізетін ерітінділер. NaCl, MgSO4, NaHCO3. Ерітінділердің электролиттік диссоциациялануының болуына немсе болмауына орай жіктелуі:

7 6 массалық үлес - ерітіндідегі еріген заттың масса сын көрсетеді. молярлық концентрация - еріген зат мөлшерінің ерітінді көлеміне қатынасы. Ерітінділердің концентрация сын бейнелеу тәсілдері: еріткіш - ерітінді түзілу барысында агрегаттық күйін өзгертпейтін ерітінді компоненті. еріген зат - 2 компоненте бірдей агрегаттық күйде боса көбірек алынған зат. Ерітінді компонеттері:

8 7 Массалық үлес ерітіндідегі еріген заттың масса сын көрсетеді: Молярлық концентрация еріген зат мөлшерінің ерітінді көлеміне қатынасы:

9 8 Ерітіндінің құрамын немсе оның концентрация сын басқада әр түрлі әдістер көмегімен көрсетеді: Салмақты процент немсе салмақты үлес; Мольдік үлес еріген заттың (n 1 ) моль санының еріткіштің (n 2 ) және еріген заттың моль санының сумма сына қатынасына тең Молярлық (М) - 1 л ерітіндідегі еріген заттың моль санина тең; Моляльдық (m) – бұл 1000 г еріткіштегі еріген заттың моль саны; Нормальдық (Н) – 1 л ерітіндідегі еріген заттың грамм-эквивалент саны.

10 9 Химиялық және физикалық қасиеттері бойынша жақын заттардан, мысалы, изомерлер немсе гомологтар қоспаларынан құралған ерітінділер идеалы деп аталады. Идеалды ерітінділерде келесі белгілер бар: - біртекті және әртекті молекулалар арасындағы әсерлесу күштері маша бойынша жақын: FA-A = FB-B = F A-B - идеалы ерітіндінің көлемі компонентер көлемдерінің сумма сына тең және идеалы ерітіндінің түзілуі көлемнің өзгеруінсіз өтеді: V = VA + VBV = 0 - бір ерітіндінің басқа ерітіндіде өздігінен еруі энтропияның өсуімен қоса жүреді: S > 0; - идеалы ерітінділердің түзілгенде жылулық эффект байқалмайды: Н = 0. - идеалы ерітінділерге идеал гайдар теориясының кейбір теңдеулер қолданылады.

11 10

12 11 Ұшқыш еріткіш пен ұшқыш емс немсе аз ұшатын еріген затон түзілген сұйытылған ерітінді үшін Рауль заңы тек еріткішке ғана қолданылуы мүмкін: Мына жағдайда Рауль заңы: «Ұшқыш емс зат ерітіндісінің (бей электролит) үстіндегі еріткіштің қаныққан бу қысымының салыстырмалы азаюы еріген заттың мольдік үлесіне тең».

13 12 Сұйытылған ерітінділерде еріген заттың молекула лары бір- бірінен еріткіштің көптеген молекула ларымен бөлінген, яғни олар өзара нашар әрекеттеседі. Сұйытылған ерітінділердің қасиеттеріне әсер ететін факторлар: еріткіш пен еріген заттың табиғаты және ерітіндінің қоюлығы (концснтрациясы). Ерітінділердің минадай қасиеттері бар: 1)ерітінді буының қысымы еріткіш буының қысыминан кем болуы; 2)ерітінділердің таза еріткіштерінен төменгі температурада қатуы; 3)ерітінділердің еріткіштерінен гөрі жоғары температурада кайнауы.

14 13 Егер ерітіндінің құрамдас бөліктері ұшқыш бокса, хонда белгілі бір уақытта сұйық пен газға айналған құрамдас бөліктер арасында тепе-теңдік орнығады, сөйтіп қаныққан бу түзіледі. Ерітінді бетіндегі қаныққан будың жалпы қысымы (Р) құрамдас бөліктердің үлестік қысымдарының косындыларына тең, яғни: Р = Р і. Қарапайым бинарлық ерітіндіні қарастырсақ, хондағы еріткіштің үлестік қысымина минадай байланыста болады: P 1 = P 0 x 1 = P 0 (1-x 2 ) Мұндағы Р 1 еріткіштің үлестік қысымы, х 1 оның мольдік үлесі, Ро таза еріткіш буының қысымы; х 2 еріген заттың мольдік үлесі. Ерітінді бетінде жалпы қысымы құрамдас бөліктердің үлестік қысымдарының косындысына тең, яғни аддитивтік маша: Р ° - Р ' / Ро = Х 2

15 Сұйылтқанда немсе қышқыл не сілті қосқанда рН–ы өзгермейтiн ерітiндiлер - буферлiк жүйелер деп аталады. Буферлiк жүйенiң құрамында протонның доноры және протонның акцепторы болады. Құрамина байланысты буферлiк жүйелер қышқылдық, негiздiк және амфолиттiк болып бөлiнедi. Қышқылдық буферлiк жүйе донор болып есептелетiн әлсiз қышқылдан және акцептордың ролiн атқаратин анионы бар осы қышқылдың тұзынан тұрады. Ацетатты, бикарбонаты буферлік жүйелер CH3COOH – протонның доноры; CH 3 COO – – протонның акцепторы. Негіздік буферлік жүйе әлсіз негізден (акцептор) және осы негiздiң катионы (донор) бар тұздан тұрады. Аммиакты буферлік жүйе NH4OH – протонның акцепторы; NH 4 + – протонның доноры. Амфолиттік буферлiк жүйе әрi донордың, әрi акцептордың ролiн атқаратин амфотерлiк қосылыстан тұрады. Белок буферлік жүйе 14

16 Буферлік ерітінділер суток ихондарының концентрация сын белгілі бір дәрежеде ұстайтын ерітінділер. Олар негізінен әлсіз қышқылдар немсе негіздер және олардың тұздарының қоспасынан тұрады, сұйылтқанда, концентр легенде, күшті қышқыл немсе негіздің аз мөлшерін қосқанда өзінің сутоктік көрсеткішінің (рН) мәнін болымсыз өзгертеді.сутокихондарыныңқышқылдар Ерітіндінің буферлік сыйымдылығы - буферлік ерітіндіге күшті қышқыл немсе күшті негіз қосқанда,оның реакцияның ортасынынң өзгерісіне қарсы әрекетге қабілеттілігін сипаттайтын маша. Ерітіндінің буферлік сыйымдылығы(В) - 1 литр буферлік ерітіндінің рН ның мәнін бір бірлікке өзгерту үшін қосылатын күшті қышқылдың немсе күшті негіздің мол-эквивалентінің сандық мәніне тең болатын маша. Буферлік сыйымдылықты қышқыл бойынша анықтау (В а )B a =C a* V a /V б* рН мұндағы: С а -күшті қышқыл эквивалентінің молярлық концентрациясы, моль/л, V a -қосылған күшті қышқыл көлемі,мл, V б -буферлік ерітіндінің көлемі,мл, рН- күшті қышқыл қосқан кездегі буферлік ерітіндінің сутоктің көрсеткішінің өзгерісі. 15

17 16 Гендерсон – Гассельбах теңдеуі Буферлік ерітіндінің сутоктік көрсеткіші Гендерсон - Гассельбахтың теңдеуі арқылы анықталады. Сілтілік буферлер үшін: pH=14-pkb+lglgC b* Vb/C s *Vs Қышқылдық буферлер үшін: pH=pKa-lgC a* Va/C s *Vs мұндағы: C a (C b )-қышқыл (негіз) ерітіндісіне концентрациясы; C s - тұз ерітіндісінің концентрациясы; V а (V b )-қышқыл (негіз) ерітіндісінің көлемі; V s - тұз ерітіндісінің көлемі; pk а =-lgK a -қышқылдық көрсеткіш; pk b =-lgK b -сілтілік көрсеткіш.

18 17 Буферлі ерітіндіге қышқыл не сілті косқанда, не болмаса оларды сұйылтқанда рН өзгермей тұрақты болуын буферлік әсер деп атайды.

19 18 Буферлік әсерді су, хондағы еріген қышқыл (негіз) және тұз арасындағы тендікті сақталуымен түсіндіреді. Ерітіндіге әлсіз қышқылдың тұзын қоссақ, ол қышқылдың диссоциация сын тежейді, алигер әлсіз қышқыл (ерітіндіде) қоссақ, тұздың гидролизденуін тежейді. Мысалы: әлсіз қышкыл мен оның тұзынан тұратин буферлі қоспа. Әлсіз қышқыл ерітіндіде былой диссоциацияланады: НАn Н + + Аn - Әрекеттесуші массалар заңы бойынша әлсіз қышқылдың электролиттік диссоциация тұрақтысын былой жазады: Мұндағы: [НАn] - диссоциацияға ұшырамаған қышқыл молекула ларының тепе-теңдік концентрациясы, ал [А - ] - тұз және қышқыл диссоциацияланғанда түзілетін анихондардың тепе-тендік концентрациясы.

20 19 Негіздік буферлі жүйелердің рН былой есептеледі: Берілген құрамдағы буферлік ерітіндінің рН қышқыл және тұз немсе негіз және тұз концентрация ларының қатынасымен анықталады, сондықтан оларды сұйылтқанда ерітінді рН өзгермейді, яғни ерітінді көлемі өзгергенде әр құрамдастың (компоненттің) концентрациясы бірдей өзгереді.

21 2 Буферлік сиымдылық деп 1 л буферлі ерітіндінің рН-ын бір бірлікке өзгерту үшін оған қосуға қажетті күшті қышқылдың (НСІ) не күшті негіздің (NaOH) эквивалентті концентрация сын айтады. Буферлік сиымдылықты В мина тендеумен есептейді: С-күшті қышқылдың не негіздің эквивалентінің мольдік масса сының саны (концентрациясы). Буферлі сиымдылық буферлі ерітінділер компонентерінің табиғатына және жалпы концентрация ларына, олардың концентрация ларының қатынастарына тәуелді. Буферлі ерітінді компонентерінің концентрация лары неғұрлым жоғары және компонент концентрация ларының қатынастары 1 санина жақындаса, буферлік сиымдылық соғұрлым жоғары болады. 20

22 21 Буферлік сыйымдылық біренеше факторларға тәуелді: 1. Қышқылдық-негіздік компонент саны неғұрлым көп болған сайын бұның буферлік сиымдылығы жоғары болады. 2.Буферлік сиымдылық буферлі ертінділердің компонент концентрация сының әрекеттесуіне тәуелді яғни буферлі ертіндінің рН тәуелді. Буферлі сиымдылық компонент концентрациясы артқан сайын жоғарылайды.

23