Eruvchanlik mahsuloti nis. Eruvchanlik mahsuloti

Ta'rif

Bir oz eruvchan tuzni, masalan, AgCl ni stakanga solamiz va cho'kmaga distillangan suv qo'shamiz. Bunday holda, Ag + va Cl - ionlari, atrofdagi suv dipollaridan tortilishni boshdan kechirib, asta-sekin kristallardan ajralib, eritmaga o'tadi. Eritmada to'qnashganda Ag + va Cl - ionlari AgCl molekulalarini hosil qiladi va kristallar yuzasiga joylashadi. Shunday qilib, tizimda bir-biriga qarama-qarshi ikkita jarayon sodir bo'ladi, bu dinamik muvozanatga olib keladi, bunda vaqt birligida eritmaga bir xil miqdordagi Ag + va Cl - ionlari cho'kishi bilan o'tadi. Eritmada Ag + va Cl - ionlarining to'planishi to'xtaydi, natijada to'yingan eritma. Binobarin, biz bu tuzning to'yingan eritmasi bilan aloqa qilganda kam eriydigan tuz cho'kmasi bo'lgan tizimni ko'rib chiqamiz. Bunday holda, bir-biriga qarama-qarshi ikkita jarayon sodir bo'ladi:

1) ionlarning cho'kmadan eritmaga o'tishi. Bu jarayonning tezligi doimiy haroratda doimiy hisoblanishi mumkin: V 1 = K 1;
2) Eritmadan ionlarning cho'kishi. Bu jarayonning tezligi V 2 Ag + va Cl - ionlarining konsentratsiyasiga bog'liq. Ommaviy harakat qonuniga ko'ra:

Bu tizim muvozanat holatida bo'lgani uchun, demak

V 1 = V 2
k 2 = k 1

• = k 2 / k 1 = const (T = const da)

Shunday qilib, doimiy haroratda kam eriydigan elektrolitning toʻyingan eritmasidagi ion konsentratsiyasining mahsuloti doimiy hajmi. Bu miqdor eruvchanlik mahsuloti (SP) deb ataladi.

Berilgan misolda PRAgCl =. . Elektrolitlar ikki yoki undan ortiq bir xil ionlarni o'z ichiga olgan hollarda, eruvchanlik mahsulotini hisoblashda ushbu ionlarning konsentratsiyasi tegishli quvvatga ko'tarilishi kerak.
Masalan, PRAg 2 S = 2

• ; PRPbI 2 = 2

Umuman olganda, elektrolitlar uchun eruvchanlik mahsulotining ifodasi A m B n
PRA m B n = [A] m [B] n.
Eruvchanlik mahsulotining qiymatlari turli moddalar uchun har xil.
Masalan, PRCaCO 3 = 4,8

• 10-9; PRAgCl = 1,56 10 -10.

Berilgan t° da birikmaning eruvchanligini bilgan holda PR ni hisoblash oson.

1-misol
CaCO 3 ning eruvchanligi 0,0069 yoki 6,9 ga teng

• 10 -3 g/l. PRCaCO 3 ni toping.

Yechim
Eruvchanlikni mollarda ifodalaymiz:
SCaCO 3 = (6,9

· 10 -3 ) / 100,09 = 6.9. 10 -5 mol/l

MCaCO3
Har bir CaCO 3 molekulasi eritilganda bitta Ca 2+ va CO 3 2- ionlarini beradi, keyin
= [CO 3 2- ] = 6,9

• 10 -5 mol/l,

shuning uchun PRCaCO 3 = = 6,9 10 -5 6,9 10 -5 = 4,8 10 -9

PR qiymatini bilish, o'z navbatida, mol / l yoki g / l da moddaning eruvchanligini hisoblash mumkin.

2-misol
Eruvchanlik mahsuloti PRPbSO 4 = 2.2

• 10 -8 g/l.

PbSO 4 ning eruvchanligi qanday?

Yechim
PbSO 4 ning eruvchanligini X mol/l bilan belgilaymiz. Eritmaga kirib, PbSO 4 ning X mollari X Pb 2+ ionlarini va X SO 4 2- ionlarini beradi, ya'ni:

X
PRPbSO 4 = =

• < ПРAgCl - ненасыщенный раствор

• = PRAgCl - to'yingan eritma

• > PRAgCl - o'ta to'yingan eritma

Yomon eriydigan elektrolitlar ionlari konsentratsiyasining mahsuloti ma'lum bir haroratda uning eruvchanlik mahsuloti qiymatidan oshib ketganda cho'kma hosil bo'ladi. Ion mahsuloti PR qiymatiga teng bo'lganda, yog'ingarchilik to'xtaydi. Aralashtirilgan eritmalarning hajmi va konsentratsiyasini bilib, hosil bo'lgan tuzning cho'kmasi cho'kadi yoki yo'qligini hisoblash mumkin.

3-misol
Pb(NO 3) 2 va NaCl ning teng hajmdagi 0,2 M eritmalarini aralashtirishda cho'kma hosil bo'ladi.
PRPbCl 2

• 10 -4 .

Yechim
Aralashtirilganda eritmaning hajmi ikki barobar ortadi va har bir moddaning kontsentratsiyasi ikki baravar kamayadi, ya'ni. 0,1 M yoki 1,0 ga aylanadi

• 10 -1 mol/l. Pb 2+ va Cl - konsentratsiyalari bir xil bo'ladi. Demak, 2 = 1 10 -1 (1 10 -1) 2 = 1 10 -3. Olingan qiymat PRPbCl 2 dan oshadi (2,4 10 -4). Shuning uchun PbCl 2 tuzining bir qismi cho'kadi. Yuqorida aytilganlarning barchasidan yog'ingarchilikning shakllanishiga turli omillarning ta'siri haqida xulosa qilishimiz mumkin.

Eritma konsentratsiyasining ta'siri
Etarlicha katta PR qiymatiga ega bo'lgan kam eriydigan elektrolitni suyultirilgan eritmalardan cho'ktirib bo'lmaydi. Masalan, Pb(NO 3) 2 va NaCl ning teng hajmdagi 0,1 M eritmalari aralashtirilganda PbCl 2 cho’kmasi hosil bo’lmaydi. Teng hajmlarni aralashtirishda har bir moddaning konsentratsiyasi 0,1/2 = 0,05 M yoki 5 ga aylanadi.

• 10 -2 mol/l. Ion mahsuloti 2 = 5 10 -2 (5 10 -2) 2 = 12,5 10 -5. Olingan qiymat PRPbCl 2 dan kam, shuning uchun yog'ingarchilik bo'lmaydi.

Cho'kma miqdorining ta'siri
Mumkin bo'lgan eng to'liq yog'ingarchilik uchun ortiqcha yog'ingarchilik ishlatiladi.
Masalan, BaCO 3 tuzini cho'ktiramiz: BaCl 2 + Na 2 CO 3 ® BaCO 3 ¯ + 2NaCl. Na 2 CO 3 ning ekvivalent miqdori qo'shilgandan so'ng, Ba 2+ ionlari eritmada qoladi, ularning konsentratsiyasi PR qiymati bilan belgilanadi.
Ortiqcha cho'kma (Na 2 CO 3) qo'shilishi natijasida CO 3 2- ionlari kontsentratsiyasining oshishi eritmadagi Ba 2+ ionlari konsentratsiyasining mos ravishda pasayishiga olib keladi, ya'ni. bu ionning cho'ktirishning to'liqligini oshiradi.

Xuddi shu ionning ta'siri
Kam eriydigan elektrolitlarning eruvchanligi bir xil nomdagi ionlarga ega bo'lgan boshqa kuchli elektrolitlar ishtirokida kamayadi. Agar to'yinmagan BaSO 4 eritmasiga asta-sekin Na 2 SO 4 eritmasi qo'shilsa, u holda dastlab PRBaSO 4 dan kam bo'lgan ion mahsuloti (1,1)

• 10 -10), asta-sekin PRga etib boradi va undan oshib ketadi. Yog'ingarchilik shakllana boshlaydi.

Haroratning ta'siri
PR - doimiy haroratda doimiy qiymat. Haroratning oshishi bilan PR ortadi, shuning uchun cho'kma eng yaxshi sovutilgan eritmalardan amalga oshiriladi.

Cho'kindilarning erishi

Eruvchanlik mahsuloti qoidasi yomon eriydigan cho'kmalarni eritmaga aylantirish uchun muhimdir. Faraz qilaylik, biz BaCO 3 cho'kmasini eritishimiz kerak. Ushbu cho'kma bilan aloqa qilgan eritma BaCO 3 ga nisbatan to'yingan bo'ladi.
Bu = PRBaCO 3 degan ma'noni anglatadi.

Agar siz eritmaga kislota qo'shsangiz, H + ionlari eritmada mavjud bo'lgan CO 3 2- ionlarini mo'rt karbon kislotasi molekulalariga bog'laydi:
2H + + CO 3 2- ® H 2 CO 3 ® H 2 O + CO 2 -
Natijada, CO 3 2- ionining kontsentratsiyasi keskin kamayadi va ion mahsuloti PRBaCO 3 qiymatidan kamroq bo'ladi. Eritma BaCO 3 ga nisbatan to'yinmagan bo'ladi va BaCO 3 cho'kmasining bir qismi eritmaga kiradi. Etarlicha kislota qo'shib, butun cho'kma eritmaga keltirilishi mumkin. Binobarin, cho'kmaning erishi, ba'zi sabablarga ko'ra, yomon eriydigan elektrolitning ion mahsuloti PR qiymatidan kam bo'lganda boshlanadi. Cho'kmani eritish uchun eritmaga elektrolit kiritiladi, uning ionlari kam eriydigan elektrolit ionlaridan biri bilan ozgina dissotsilangan birikma hosil qilishi mumkin. Bu kam eriydigan gidroksidlarning kislotalarda erishini tushuntiradi

Fe(OH) 3 + 3HCl ® FeCl 3 + 3H 2 O
OH - ionlari bir oz dissotsilangan H 2 O molekulalariga bog'lanadi.

Jadval. Eruvchanlik mahsuloti (SP) va ba'zi yomon eriydigan moddalarning 25 ° C da eruvchanligi

Formula	Eruvchanlik	PR mol/l
AgBr	7,94 . 10 -7	6,3 . 10 -13
AgCl	1,25 . 10 -5	1,56 . 10 -10
AgI	1,23 . 10 -8	1,5 . 10 -16
Ag2CrO4	1,0 . 10 -4	4,05 . 10 -12
BaSO4	7,94 . 10 -7	6,3 . 10 -13
CaCO3	6,9 . 10 -5	4,8 . 10 -9
PbCl2	1,02 . 10 -2	1,7 . 10 -5
PbSO4	1,5 . 10 -4	2,2 . 10 -8

PODILY ERITMA ELEKTROLITLARI

Massalar taʼsiri qonuni kam eriydigan elektrolit (tuz, asos, kislota) kristallaridan va uning toʻyingan eritmadagi ionlaridan tashkil topgan geterogen muvozanat tizimiga taalluqlidir. Ba'zi bir oz eriydigan moddalarning to'yingan eritmasida kuzatilgan muvozanatni ko'rib chiqaylik, masalan, CaSO 4. Ushbu tizimda cho'kma ushbu moddaning to'yingan eritmasi bilan muvozanatda bo'ladi:

SaSO 4 Ca 2+ + SO 4 2–

cho'kma eritmasi

Geterogen ion muvozanati oʻrnatilganda choʻkmaga qaytishi bilan vaqt birligida eritmaga qancha ionlar oʻtadi (eruvchanligi arzimas boʻlganligi uchun eritmadagi elektrolitning ionlanish darajasi 1 ga teng deb faraz qilamiz). Cho'kmaning erishi jarayoni uchun muvozanat konstantasi quyidagi ko'rinishga ega:

qaerdan, K∙ TV = ∙

Qattiq moddaning konsentratsiyasi doimiy qiymatdir:

TV = const.

Buni hisobga olgan holda, K∙solni ikkita doimiy miqdorning ko`paytmasi sifatida ham o`zgarmas qiymat, berilgan moddaning muayyan doimiy xarakteristikasi deb hisoblash mumkin. Bu konstanta eruvchanlik mahsuloti deyiladi. U PR bilan belgilanadi:

Kaltsiy sulfatning to'yingan eritmasi uchun 25 o C da eruvchanlik mahsuloti 3,72∙10 -5 g-ion 2 /l 2 ekanligi aniqlandi.

Eruvchanlik mahsuloti elektrolitlarning eruvchanligini tavsiflaydi. Ikkilik elektrolitlar uchun eruvchanlik son jihatdan teng

s = √PR.

Umuman olganda, agar bir oz eriydigan elektrolit murakkab tarkibga ega bo'lsa, A n B m va uning dissotsiatsiyasi ikkitadan ortiq ion hosil qilsa:

A n B m ↔ nA a + + mB b – ,

u holda muvozanat konstantasi ifodasida ion konsentratsiyasi stexiometrik koeffitsientlarga teng darajalarda yoziladi. n Va m.

PR = n [B b – ] m

Demak, kam eriydigan elektrolitning toʻyingan suvli eritmasi uchun uning ionlarining maʼlum haroratda stexiometrik koeffitsientlarga teng quvvatlardagi muvozanat molyar konsentrasiyalarining mahsuloti eruvchanlik mahsuloti deb ataladigan doimiy qiymatdir.

Kam eriydigan tuzlarning eruvchanlik mahsulotlarining qiymatlarini taqqoslab, ularning qaysi biri yaxshiroq eriganligini ko'rishingiz mumkin (15-jadval).

PR qiymatlari umumiy kimyo, analitik kimyo, gidrokimyo, okean kimyosi, ekologiya va boshqalarda qo'llaniladi, chunki ular miqdoriy baholashga imkon beradi:

cho'kindilarning hosil bo'lishi va erishi shartlari;

PR qiymati cho'kma hosil bo'lishi va erishi shartini bildiradi:

Agar n [B b – ] m = PR bo'lsa, cho'kma eritma (to'yingan eritma) bilan muvozanatda bo'ladi;

Agar n [B b – ] m > PR bo‘lsa, cho‘kma hosil bo‘ladi (o‘ta to‘yingan eritma);

Agar n [B b – ] m< ПР, то осадок растворяется (ненасыщенный раствор).

15-jadval.

Ba'zilarining eruvchanligi mahsuloti

25 o C da kam eriydigan elektrolitlar

Elektrolit		Elektrolit		Elektrolit

Shunday qilib, agar ma'lum bir kimyoviy reaktsiya paytida unda ishtirok etuvchi ionlar kontsentratsiyasining mahsuloti eruvchanlik mahsulotidan kattaroq bo'lsa, unda kam eriydigan moddaning cho'kmasi cho'kma hosil bo'ladi. Va aksincha, agar u yoki bu reaktsiya natijasida ma'lum bir elektrolitning to'yingan eritmasidagi ionlari kontsentratsiyasining mahsuloti ushbu elektrolit ionlari uchun eruvchanlik mahsulotidan kam bo'lsa, cho'kma eritmaga o'tadi.

Yuqorida aytilganlarning barchasidan yog'ingarchilikning shakllanishiga turli omillarning ta'siri haqida xulosa qilishimiz mumkin.

Eritma konsentratsiyasining ta'siri. Etarlicha katta PR qiymatiga ega bo'lgan kam eriydigan elektrolitni suyultirilgan eritmalardan cho'ktirib bo'lmaydi. Masalan, Pb(NO 3) 2 va NaCl ning teng hajmdagi 0,1 M eritmalari aralashtirilganda PbCl 2 cho’kmasi hosil bo’lmaydi. Teng hajmlarni aralashtirishda har bir moddaning konsentratsiyasi 0,1 / 2 = 0,05 M yoki 5 · 10 -2 mol / l bo'ladi. Ion mahsuloti · 2 = 5·10 -2 ·(5·10 -2) 2 = 12,5·10 -5. Olingan qiymat PR (PbCl 2) dan kichik, shuning uchun yog'ingarchilik bo'lmaydi.

Cho'kma miqdorining ta'siri. Mumkin bo'lgan eng to'liq yog'ingarchilik uchun ortiqcha yog'ingarchilik ishlatiladi. Masalan, biz BaCO 3 tuzini cho'ktiramiz:

BaCl 2 + Na 2 CO 3 → BaCO 3 ↓ + 2NaCl.

Na 2 CO 3 ning ekvivalent miqdori qo'shilgandan so'ng, Ba 2+ ionlari eritmada qoladi, ularning konsentratsiyasi PR qiymati bilan belgilanadi. Ortiqcha cho'kma (Na 2 CO 3) qo'shilishi natijasida CO 3 2- ionlari kontsentratsiyasining oshishi eritmadagi Ba 2+ ionlari konsentratsiyasining mos ravishda pasayishiga olib keladi, ya'ni. bu ionning cho'ktirishning to'liqligini oshiradi.

Xuddi shu ionning ta'siri. Kam eriydigan elektrolitlarning eruvchanligi bir xil nomdagi ionlarga ega bo'lgan boshqa kuchli elektrolitlar ishtirokida kamayadi. Agar to'yinmagan BaSO 4 eritmasiga asta-sekin Na 2 SO 4 eritmasi qo'shilsa, u holda dastlab PR (BaSO 4) dan (1,1·10 -10) kichik bo'lgan ion mahsuloti asta-sekin PR ga etib boradi va undan oshib ketadi. . Yog'ingarchilik shakllana boshlaydi.

Bu, masalan, qimmatbaho metallarni cho'ktirishda ishlatiladi. Masalan, AgCl ning suvdagi PR = 1,6×10 -10. Bunday eritmadagi kumushning AgCl ga nisbatan konsentratsiyasi bo'ladi

Ko'pmi yoki ozmi? Bu plyonka zavodida har bir litr yuvish suyuqligi bilan to'kilgan 1,4 mg kumush. Agar suv bilan emas, balki 0,1 n NaCl eritmasi bilan yuvib tashlasak, unda

PR/ = 1,6×10 -9 mol/l,

bular. eritmada olib ketilgan kumush konsentratsiyasi 10 000 marta kamayadi.

Haroratning ta'siri. PR - doimiy haroratda doimiy qiymat. Haroratning oshishi bilan PR ortadi, shuning uchun cho'kma eng yaxshi sovutilgan eritmalardan amalga oshiriladi.

Cho'kindilarning erishi. Eruvchanlik mahsuloti qoidasi yomon eriydigan cho'kmalarni eritmaga aylantirish uchun muhimdir. Faraz qilaylik, biz BaCO 3 cho'kmasini eritishimiz kerak. Ushbu cho'kma bilan aloqa qilgan eritma BaCO 3 ga nisbatan to'yingan bo'ladi. Bu shuni anglatadiki

· = PR (BaCO 3).

Agar siz eritmaga kislota qo'shsangiz, H + ionlari eritmada mavjud bo'lgan CO 3 2- ionlarini mo'rt karbon kislotasi molekulalariga bog'laydi:

2H + + CO 3 2- → H 2 CO 3

Natijada CO 3 2- ionining kontsentratsiyasi keskin kamayadi va ion mahsuloti PR qiymatidan (BaCO 3) kamroq bo'ladi. Eritma BaCO 3 ga nisbatan to'yinmagan bo'ladi va BaCO 3 cho'kmasining bir qismi eritmaga kiradi. Etarlicha kislota qo'shib, butun cho'kma eritmaga keltirilishi mumkin. Binobarin, cho'kmaning erishi, ba'zi sabablarga ko'ra, yomon eriydigan elektrolitning ion mahsuloti PR qiymatidan kam bo'lganda boshlanadi. Cho'kmani eritish uchun eritmaga elektrolit kiritiladi, uning ionlari kam eriydigan elektrolit ionlaridan biri bilan ozgina dissotsilangan birikma hosil qilishi mumkin. Bu kam eriydigan gidroksidlarning kislotalarda erishini tushuntiradi

Fe(OH) 3 + 3HCl → FeCl 3 + 3H 2 O

OH‾ ionlari bir oz dissotsilangan H 2 O molekulalariga bog'lanadi.

PRni bilib, nima uchun ba'zi moddalar eriydi, boshqalari esa yo'qligini tushuntirish mumkin. Aksincha, nima uchun ba'zi moddalar cho'kadi, boshqalari esa yo'qligini tushuntirish oson.

Masalan, FeS xlorid kislotada eriydi, CuS esa:

FeS + 2HCl → FeCl 2 + H 2 S

PR(FeS) = 3,7 10 –19, PR(CuS) = 8,5 10 –45 qiymatlari. Bundan kelib chiqadiki, mis sulfid to`yingan eritmada juda kam S 2- ionlari va H molekulalari 2 bo`ladi. S hosil bo'lmaydi va shuning uchun mis sulfidning to'yingan eritmasida muvozanat buzilmaydi. Cho'kma erimaydi. Temir (II) sulfidda H 2 S molekulalarini hosil qilish uchun etarli miqdorda sulfid ionlari mavjud va muvozanat o'ngga siljiydi. Temir (II) sulfid cho'kmasi eriydi.

Yana bir misol: FeS eritmadan H 2 S cho‘kmaga tushmaydi va (NH 4) 2 S eritmasi bilan cho‘ktiriladi:

FeCl 2 + H 2 S ≠

FeCl 2 + (NH 4) 2 S = FeS↓ + 2NH 4 Cl

Vodorod sulfid kislotasi kuchsiz (K 2 = 1 · 10 -14). Demak, shartni bajarish uchun S 2- ionlari yetarli emas

> PR,

va hech qanday yog'ingarchilik tushmaydi.

Ammoniy sulfid kuchli elektrolit bo'lib, yuqoridagi shartni bajarish uchun etarli miqdorda sulfid ionlari mavjud. Va bu yog'ingarchilikka olib keladi.

Eruvchanlik mahsuloti eritmalardan cho'ktirish orqali ionlarni tanlab ajratish uchun ishlatilishi mumkin.

Misol uchun, depozitni ko'rib chiqing 0,010 mol/l BaCl 2 va 0,020 mol/l SrCl 2 bo'lgan eritmadan Na 2 SO 4 ning konsentrlangan eritmasi yordamida Ba 2+ va Sr 2+ ionlari.

Bariy va stronsiy sulfatlarning PR nisbatlari bilan aniqlanadi

PR = = 1,5·10 –9;

PR = 7,6·10 –7.

Binobarin, bariy sulfatning 0,010 mol/l Ba 2+ ionlari ishtirokida cho‘kishi SO 4 2- ionining konsentratsiyasiga yetguncha sodir bo‘lmaydi.

1,5·10 –9 / 0,010 = 1,5·10 –7 mol/l.

Stronsiy sulfatning cho'kishi sulfat ionining kontsentratsiyasiga teng bo'lganida boshlanadi

7,6·10 –7 / 0,020 = 3,8·10 –5 mol/l.

Demak, bariy ionlari birinchi bo'lib cho'kishni boshlaydi. Sulfat ionlarining konsentratsiyasi 3,8·10 –5 mol/l ga yetganda stronsiy sulfatning cho’kishi boshlanadi. Bu vaqtga kelib, yechim qoladi

1,5 10 –9 / 3,8 10 –5 = 3,9 10 –5 mol/l.

Bu bariy ionlarining dastlabki miqdorining atigi 0,39% ni tashkil qiladi. Qolgan 99,6% bariy ionlari stronsiy sulfat cho‘kmasidan oldin cho‘kadi.

1-sahifa

Dars raqami.

Mavzu: Heterojen muvozanatlar. Eruvchanlik doimiysi.

Mavzuni o'rganish uchun motivatsiya. Biologik suyuqlik muhitida bir jinsli emas, balki heterojen muvozanatlar ustunlik qiladi. Ushbu muvozanatlarni va ularning siljish yo'nalishini o'rganish tanadagi kam eriydigan moddalarning hosil bo'lishi va erishi qonuniyatlarini tushunish uchun kichik amaliy ahamiyatga ega.

Biologik evolyutsiyani o'rganuvchi olimlarning fikricha, tabiiy birikmalarning suvda o'zgaruvchan eruvchanligi ularning tirik organizmlarda ko'pligiga katta ta'sir ko'rsatadi. Birikmalarning suvda eruvchanligi va bir qator elementlar ionlarining toksik ta'siri o'rtasida yaqin bog'liqlik mavjud. Masalan, yomon eriydigan AlPO 4 hosil bo'lishi tufayli organizmga Al 3+ ionlarining kiritilishi raxitga olib keladi.

Cho’ktirish reaksiyalari cho’ktirish usulining asosi bo’lib, farmatsevtika vositalarining miqdoriy tahlilida keng qo’llaniladi. Cho'kma usuli siydik, me'da shirasi va qondagi xloridlarni klinik tahlil qilishda qo'llaniladi; sanitariya-gigiyena tahlilida - ichimlik suvini tahlil qilishda.

Maqsad: Kam eriydigan elektrolitlarning to`yingan eritmalaridagi geterogen muvozanatni o`rganish.

O'quv maqsadlari:

1. Kam eriydigan elektrolitlarning to`yingan eritmalarida eruvchanlik konstantasini hisoblash ko`nikmalarini egallash.

2. Elektrolitlarning eruvchanlik konstantasi qiymatiga asoslanib, elektrolitlarning eruvchanligini hisoblash malakalarini egallash.

3. Cho`kmalarning hosil bo`lishi va erishini bashorat qilish malakalarini egallash.

Dars davomiyligi- 165 daqiqa (135 ta o'qish vaqti va 30 daqiqa tanaffus).

Darsning joylashuvi- o'quv ustaxonasi (umumiy kimyo kafedrasi)

Talabaning sinfdan tashqari vaqtdagi mustaqil ishi uchun topshiriqlar (mustaqil ta'lim).

A. Test savollari

1. Yomon eriydigan elektrolitlarning to`yingan eritmalaridagi geterogen muvozanatlar.

2. Eruvchanlik konstantasi.

3. Yog'ingarchilikning hosil bo'lishi va erishi shartlari. Xuddi shu nomdagi ionlarning ozgina eriydigan elektrolitning eruvchanligiga ta'siri.

1. Umumiy kimyo. Biofizik kimyo. Biogen elementlar kimyosi: Universitetlar uchun darslik / Yu.A. Ershov, V.A. Popkov, A.S. Berland va boshqalar - 2-nashr. - M.: VSh, 2000 yil.

2. Umumiy kimyo fanidan amaliy seminar. Biofizik kimyo. Biogen elementlar kimyosi / ed. V.A. Popkova, A.V. Babkova - M.: VSh, 2006 yil.

3. Puzakov S.A., Popkov V.A., Filippova A.A. Umumiy kimyodan masalalar va mashqlar to'plami. - M.: VSh, 2007 yil.

4. Umumiy va bioorganik kimyo bo'yicha seminar / ed. Popkova V.A. – 3-nashr.-M.: “Akademiya” nashriyot markazi, 2008.-240b.

B. O‘quv materiali.

Kam eriydigan elektrolitlarning to'yingan eritmalarida bu elektrolitlar ionlari konsentratsiyasining ularning stexiometrik koeffitsientlari kuchiga ko'tarilgan mahsuloti ma'lum bir haroratda doimiy qiymat bo'lib, eruvchanlik konstantasi (Ks) deb ataladi.

Ks qiymatiga asoslanib, elektrolitlar konlarining shakllanishi va erishini taxmin qilish mumkin:

1. 
   Eritmadagi ionlari kontsentratsiyasining mahsuloti Ks qiymatidan katta bo'lganda elektrolit cho'kmaga tushadi.
2. 
   Eritmadagi elektrolitlar ionlari konsentratsiyasining mahsuloti ushbu elektrolitning Ks qiymatidan kam bo'lsa, elektrolit cho'kmasi eriydi.

D. O'quv vazifalari

Eslatma. Agar elektrolitning eruvchanligi mol / L da ifodalangan bo'lsa, bu elektrolitning molyar kontsentratsiyasi.

Vazifa № 1 BaF 2 ning 18 ° C da suvda eruvchanligi 7,5 · 10 -3 mol / l ni tashkil qiladi. Bu haroratda BaF 2 ning eruvchanlik konstantasini hisoblang.

Berilgan: Yechim.

C(Ba F 2) = 7,5 10 -3 mol/l 1. BaF 2 ⇄ Ba 2+ +2F -

Ks -? Ks (BaF 2) = [Ba 2+ ] 2

1. 
   1 mol BaF 2 dissotsilanganda 1 mol Ba 2+ ionlari va 2 mol F - ionlari hosil bo'ladi, shuning uchun Ba 2+ ionlarining konsentratsiyasi BaF 2 ning eruvchanligiga (konsentratsiyasiga) teng bo'ladi. F ionlari ikki barobar katta, ya'ni.

[Ba 2+ ] = 7,5·10 -3 mol/l; = 2·7,5·10 -3 = 1,5·10 -2 mol/l.

1. 
   BaF 2 ning eruvchanlik konstantasi quyidagilarga teng:

Ks (BaF 2) = 7,5 10 -3 (1,5 10 -2) 2 = 16,875 10 -7 = 1,69 10 -6
Javob: Ks (BaF 2) = 1,69 10 -6
Vazifa № 2. Marganets sulfid MnS ning 25° S da eruvchanlik konstantasi 2,5 · 10 -10 ga teng. Bu haroratda marganets sulfidning suvda eruvchanligini (mol/l) hisoblang.

Berilgan: Yechim.

Ks (MnS) = 2,5 10 -10 1. MnS ⇄ Mn 2+ + S 2-

C(MnS) - ? Ks (MnS) = ·

1. 
   1 mol MnS ning dissotsiatsiyasida 1 mol Mn 2+ va S 2- ionlari hosil bo'ladi, shuning uchun Mn 2+ va S 2- ionlarining konsentratsiyasi kontsentratsiyasiga (mol/l da eruvchanligiga) teng bo'ladi. MnS elektrolitlari. Mn 2+ va S 2- ionlarining kontsentratsiyasini X bilan belgilab, quyidagilarni olamiz:

Ks (MnS) = X X = X 2, demak, X =

X =

Javob: marganets sulfidning 25°C da suvda eruvchanligi 1,58·10 -5 mol/l.
Vazifa № 3. Ks (CdS) = 7,1·10 -28. 1 litr 0,1 n kadmiy selitrasi Cd(NO 3) 2 eritmasiga bir xil hajmdagi 0,01 n natriy sulfid Na 2 S eritmasi qo‘shilsa, kadmiy sulfid CdS cho‘kmasi hosil bo‘ladimi? Dastlabki elektrolitlarning dissotsilanish darajasi birlikka teng qabul qilinadi.

Berilgan: Yechim:

Ks (CdS) = 7,1 10 -28 1. CdS⇄ Cd 2+ + S 2-

V(Cd(NO 3) 2) = V(Na 2 S) = 1l Agar ·[ S 2- ]> Ks (CdS) boʻlsa CdS choʻkmasi hosil boʻladi.

C f eq (Cd(NO 3) 2) = 0,1 mol/l 2. Cd(NO 3) 2 ⇄ Cd 2+ + 2NO 3 -

C f ekv (Na 2 S) = 0,01 mol/l C(Cd 2+) = C(Cd(NO 3) 2)

a(Cd(NO 3 ) 2 ) = a(Na 2 S) = 1 C(Cd(NO 3) 2) = ½ C f ekvi (Cd(NO 3) 2)

CdS cho'kmasi hosil bo'ladimi? C(Cd(NO 3) 2) = ½ · 0,1 = 0,05 mol/l

C(Cd 2+) = 0,05 mol/l (eritmalarni aralashtirishdan oldin)

3. Na 2 S⇄ 2Na + + S 2-

C(S 2-) = C(Na 2 S); C(Na 2 S) = ½ C f ekvi (Na 2 S)

C(Na 2 S) = ½ · 0,01 = 0,005 mol/l; C(S 2-) = 0,005 mol/l (eritmalarni aralashtirishdan oldin).

4. 1 litr Cd(NO 3) 2 va 1 litr Na 2 S aralashtirgandan so‘ng eritmaning hajmi ikki baravar ko‘paydi, birlik hajmdagi ionlar konsentratsiyasi esa ikki baravar kamaydi va teng bo‘ldi:

C(Cd 2+) = 0,05: 2 = 0,025 mol/l = 2,5 10 -2 mol/l

C(S 2-) = 0,005: 2 = 0,0025 mol/l = 2,5 10 -3 mol/l

5. ·[ S 2- ] = 2,5·10 -2 ·2,5·10 -3 = 6,25·10 -5

6. [S 2- ]> Ks (CdS)

6,25 10 -5 > 7,1 10 -28, shuning uchun CdS cho'kadi.

D. Mustaqil hal qilish uchun muammolar.

Masala 1. Xona haroratida to‘yingan qo‘rg‘oshin (II) sulfat PbSO 4 eritmasining 3 litrida 0,132 g tuz bor. Ks (PbSO 4) ni hisoblang. (Javob: 2,1·10 -8).

Muammo 2 . 25°C da kumush yodid AgI ning eruvchanlik konstantasi 1,5·10 -16 ga teng. Shu haroratda AgI ning suvda eruvchanligini hisoblang (mol/l). (Javob: AgI ning eruvchanligi 1,22·10 -8 mol/l).
3. AgNO 3 va K 2 Cr 2 O 7 ning teng hajmdagi 0,05 n eritmalarini aralashtirganda kumush bixromati Ag 2 Cr 2 O 7 cho‘kmasi hosil bo‘ladimi? Ks (Ag 2 Cr 2 O 7) = 2 ·10 -7 (25 ° C). AgNO 3 va K 2 Cr 2 O 7 ning dissotsilanish darajasi birga teng qabul qilinadi. (Javob: Ag 2 Cr 2 O 7 cho'kma hosil bo'ladi).

1-sahifa

6. Eruvchanlik konstantasi. Eruvchanlik.

Eritma va cho'kmadan tashkil topgan tizimda ikkita jarayon - cho'kmaning erishi va cho'kma sodir bo'ladi. Bu ikki jarayon stavkalarining tengligi muvozanatning shartidir.

To'yingan eritma - cho'kma bilan muvozanatda bo'lgan eritma.

Cho‘kma va eritma o‘rtasidagi muvozanatga massalar ta’sir qonunini qo‘llaylik.

AgCl(qattiq) Ag + + Cl -

= const dan beri bizda:

K = K SAgCl = Umumiy shaklda bizda:

A m B n (tv.) mA +n + nB -m va K S (A m B n) = m  n.

Eruvchanlik doimiysi K S (yoki eruvchanlik mahsuloti PR) - ozgina eriydigan elektrolitning to'yingan eritmasidagi ion konsentratsiyasining mahsuloti - doimiy qiymat va faqat haroratga bog'liq.

Bir qator tuzlar uchun K S qiymatlariga misollar:

K S (AgCl) = 1,610 -10

K S (Ag 2 CrO 4) = 1,110 -12

K S (Ag 2 S) = 610 -50.

Eruvchanlik ozgina eriydigan modda s litrda mol bilan ifodalanishi mumkin. s qiymatiga ko'ra moddalar yomon eriydigan - larga bo'linadi< 10 -4 моль/л, среднерастворимые - 10 -4 моль/л  s  10 -2 моль/л и хорошо растворимые s >10 -2 mol/l.

Birikmalarning eruvchanligi ularning eruvchanlik konstantasi bilan bog'liq. AgCl uchun bizda:

AgCl(qattiq) Ag + + Cl -

Eruvchanligi s - eritmadagi AgCl ning molyar konsentratsiyasi:

s = = m/(MV) = s = =.

Demak, K S AgCl =  = s 2 va s=
.

Umuman olganda, A m B n uchun bizda: A m B n (tv.) mA +n + nB -m

K S (A m B n) = m  n = (ms) m (ns) n = m m n n s m+n.

Misol. AgCl (K S = 1,610 -10) va Ag 2 CrO 4 (K S = 1,210 -12) ning eruvchanligini toping.

Yechim. AgCl Ag + + Cl -,

K S = s 2, s =
= 1,3410 -5 mol/l.

Ag 2 CrO 4 2Ag + + CrO 4 2-

K S = (2s) 2 s = 4s 3 , s =
= 6,510 -5 mol/l.

Odatda eruvchanlik qanchalik past bo'lsa-da, K S past bo'ladi, bu holda har xil turdagi birikmalar uchun s(AgCl)< s(Ag 2 CrO 4), хотя K S (AgCl) >K S (Ag 2 CrO 4).

Cho'kmaning yog'ingarchilik va erishi holati

Cho'kma va eritma o'rtasidagi muvozanat uchun - to'yingan eritma - AgCl holatida:

AgCl Ag + + Cl -  = K S.

Cho'kish sharti quyidagicha yoziladi:  > K S

Yog'ingarchilik paytida ion konsentratsiyasi muvozanat o'rnatilguncha kamayadi.

Cho`kmaning erishi yoki to`yingan eritmaning mavjudligi sharti quyidagicha yoziladi: < K S .

Cho‘kma erishi bilan ion konsentratsiyasi muvozanat o‘rnatilguncha ortadi.

Umumiy ion effekti

Umumiy ion qo'shilishi yomon eriydigan birikmalarning eruvchanligini pasaytiradi.

Misol. AgCl ning 0,1 M NaCl eritmasida eruvchanligini topamiz.

Yechim. AgCl Ag + + Cl -

K S AgCl =  = s  0,1 = 1,610 -10, s = 1,610 -9 mol/l.

AgCl ning suvda eruvchanligi (yuqoriga qarang) 1,3410 -5 mol/l, 0,1 M NaCl da AgCl eruvchanligi 1,610 -9 mol/l, ya’ni. 10 4 marta kam.

Tuz effekti

Eritmaning ion kuchini oshirish yomon eriydigan birikmalarning eruvchanligini oshiradi.

Yomon eriydigan birikmalarning dissotsiatsiyasida hosil bo'lgan ionlarning konsentratsiyasi, shuningdek hosil bo'lgan eritmalarning ion kuchi kichik bo'lganligi sababli, K S ifodalarida ularning faolligidan ko'ra ion konsentratsiyasidan foydalanish mumkin bo'ladi. Eritmada kuchli elektrolitlar mavjud bo'lib, eritmaning yuqori ion kuchiga olib keladigan hollarda, K S ni ifodalashda ionlarning faolligini almashtirish kerak.

Eritmaning ion kuchini hisobga olgan holda AgCl ning 0,1 M NaCl da eruvchanligini aniqlaymiz.

AgCl Ag + + Cl -

0,1M NaCl uchun  = 0,1 va f Ag+ = f Cl - = 0,78.

K S = a Ag+ a Cl - = f Ag+ f Cl - = 0,78s0,780,1 = 1,610 -10 ,

s = 1,610 -9 /(0,78) 2 = 2,610 -9 M, ya’ni eritmaning ion kuchini hisobga olmaganda 1,64 marta ko’p. Tuzning ta'siri bir xil nomdagi ionning ta'siridan sezilarli darajada kamroq.

Misol. Mg(OH) 2 ning eruvchanligi 0,012 g/l. K S ni toping.

Yechim. M(Mg(OH) 2) = 58 g/mol, s = 0,12 g/l / 58 g/mol =

2,0710 -4 M.

Mg(OH) 2 Mg 2+ + 2OH -

K S =  2 = s(2s) 2 = 4s 3 = 4(2,0710 -4) 3 = 3,610 -11 .

Misol. Teng hajmdagi 0,1 M Pb(NO 3) 2 va 0,1 M NaCl eritmalarini aralashtirishda PbCl 2 cho‘kmasi hosil bo‘ladimi, agar K S (PbCl 2) = bo‘lsa.

Yechim. Eritmalarni aralashtirgandan so'ng, ion konsentratsiyasi ikki baravar kamayadi, ya'ni. bizda: = = = 0,05M, a = 0,1 M. Eritmaning ion kuchini toping:

 = 1/2(0,052 2 + 0,11 2 + 0,051 2 + 0,051 2) = 0,2.

Faoliyat koeffitsientlarini topamiz: f Pb2+ = 0,24 va f Cl - = 0,70.

PbCl 2 uchun Pb +2 + 2Cl -

K S PbCl2 = a Pb2+ a Cl - 2, yechimimiz uchun Pb2+ a Cl - 2 qiymatini hisoblang:

a Pb2+ a Cl - 2 = f Pb2+ (f Cl -) 2 = 0,240,050,70 2 0,05 2 = 1,4710 -5, bu PR PbCl25 dan kichik (-10), shuning uchun cho'kma hosil bo'lmaydi.

7. Oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari

Oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari- bu elementlarning oksidlanish darajalari o'zgarishi bilan sodir bo'ladigan reaktsiyalar. Oksidlanish darajasi molekuladagi atomning nominal zaryadidir, bu erda barcha qutbli aloqalar ion hisoblanadi.

Oksidlanish- Bu elektronlarni berish jarayoni.

Qayta tiklash elektronlarni qo'shish jarayonidir.

Oksidlovchi- elektronlarni qabul qiladigan va oksidlanish darajasini pasaytiradigan atom, molekula yoki ion, ya'ni. qayta tiklanmoqda.

Qaytaruvchi vosita- elektronlar beradigan va uning oksidlanish darajasini oshiradigan atom, molekula yoki ion, ya'ni. oksidlanadi.

Oddiy qaytaruvchi va oksidlovchi moddalar

Reduktorlar: a) metallar - ionlanish potentsiali qancha past bo'lsa, qaytaruvchi xossalari shunchalik kuchli bo'ladi; b) barcha orbitallar to'ldirilgan va faqat elektronlarni berishi mumkin bo'lgan quyi oksidlanish darajasidagi elementlarning birikmalari (NH 3, H 2 S, HBr, HI va boshqalar).

Oksidlovchi moddalar: a) metall bo'lmaganlar (F 2, Cl 2, Br 2, O 2 va boshqalar) - elektronga yaqinlik qanchalik katta bo'lsa, oksidlovchi xususiyatlar shunchalik kuchli bo'ladi; b) yuqori oksidlanish darajasidagi metall ionlari (Fe 3+, Sn 4+, Mn 4+ va boshqalar); v) barcha valentlik elektronlari allaqachon berilgan va yuqori oksidlanish darajasidagi elementlarning birikmalari (KMnO 4, K 2 Cr 2 O 7, NaBiO 3, HNO 3, H 2 SO 4 (kons.) va boshqalar). faqat oksidlovchi moddalar bo'lishi mumkin.

Elementlarning oraliq oksidlanish darajasidagi birikmalari (HNO 2, H 2 SO 3, H 2 O 2 va boshqalar) ikkinchi reaktivning oksidlanish-qaytarilish xossalariga qarab oksidlovchi va qaytaruvchi xossalarni namoyon qilishi mumkin.

H 2 SO 3 + 2H 2 S = 3S + 3H 2 O

oksidlangan tiklash

H 2 SO 3 + Br 2 + H 2 O = H 2 SO 4 + 2HBr

tiklash oksidlangan

		kamaytiruvchi vosita (kuchli)
		oksidlovchi (zaif)
		kamaytiruvchi vosita (zaif)
		oksidlovchi (kuchli)
		kamaytiruvchi vosita
		qaytaruvchi, oksidlovchi
		qaytaruvchi, oksidlovchi
		oksidlovchi

Oksidlovchi moddalar, elektronlarni qabul qiluvchi, ya'ni qaytarilgan holda, qisqartirilgan shaklga o'tadi:

F 2 + 2e  2F -

oksidlangan tiklash

Qaytaruvchi moddalar, elektronlardan voz kechish, ya'ni oksidlovchi, oksidlangan shaklga o'tadi:

Na 0 - 1e  Na +

tiklash oksidlangan

Shunday qilib, oksidlovchi moddalar ham, qaytaruvchilar ham oksidlangan (elementning yuqori oksidlanish darajasi) va qaytarilgan (elementning past oksidlanish darajasi) shakllarda mavjud. Shu bilan birga, oksidlovchi moddalar uchun oksidlangan shakldan qaytarilgan shaklga o'tish, qaytaruvchi moddalar uchun esa qaytarilgan shakldan oksidlangan shaklga o'tish xosdir. Teskari jarayonlar odatiy emas va biz, masalan, F - qaytaruvchi va Na + oksidlovchi vosita ekanligiga ishonmaymiz.

Oksidlangan va qaytarilgan shakllar orasidagi muvozanat oksidlangan va qaytarilgan shakllarning kontsentratsiyasiga, atrof-muhitning reaktsiyasiga, haroratga va boshqalarga bog'liq bo'lgan oksidlanish-qaytarilish potentsiali bilan tavsiflanadi. tomonidan hisoblash mumkin Nernst tenglamasi:

E = E o +

oksidlangan shaklning molyar konsentratsiyasi qayerda;

[Reduced] - qisqartirilgan shaklning molyar konsentratsiyasi;

n - yarim reaksiyada ishtirok etuvchi elektronlar soni;

E 0 - oksidlanish-qaytarilish potentsialining standart qiymati; E = E 0, agar [Qayta tiklash] = [Ok] = 1 mol/l;

Standart elektrod potentsiallarining qiymatlari E 0 jadvallarda keltirilgan va birikmalarning oksidlovchi va qaytaruvchi xususiyatlarini tavsiflaydi: E 0 qiymati qanchalik ijobiy bo'lsa, oksidlovchi xususiyatlar shunchalik kuchli va E 0 qiymati qanchalik salbiy bo'lsa, shunchalik ko'p bo'ladi. kamaytiruvchi xossalari kuchliroq.

Masalan:

F 2 + 2e  2F - E 0 = 2,87 V - kuchli oksidlovchi modda

Na + + 1e  Na 0 E 0 = -2,71 V - kuchli qaytaruvchi

(jarayon har doim qaytarilish reaktsiyalari uchun qayd etiladi).

Oksidlanish-qaytarilish reaksiyasi ikki yarim reaksiya, oksidlanish va qaytarilishning birikmasidan iborat bo‘lganligi sababli, oksidlovchi (E 0 ok) va reduktorning (E 0 tiklash) standart elektrod potentsiallari - elektromotor kuch (EMF) o‘rtasidagi farq bilan tavsiflanadi. E 0:

E 0 = E 0 ok - E 0 tiklash,

E.m.f. E 0 reaksiyasi Gibbs erkin energiyasi G o’zgarishiga bog’liq: G = -nFE 0, ikkinchi tomondan, G reaksiyaning muvozanat konstantasi K bilan G = - tenglama bo’yicha bog’langan. 2.3RTlnK.

Oxirgi ikkita tenglamadan emf o'rtasidagi munosabat kelib chiqadi. va reaksiyaning muvozanat konstantasi:

E = (2,3RT/nF)lnK.

E.m.f. E standartdan boshqa konsentratsiyalarda (ya'ni 1 mol/l ga teng bo'lmagan) reaktsiyalar:

E = E 0 - (2,3RT/nF)logK yoki E = E 0 - (0,059/n)logK.

Muvozanat holatida G = 0 va shuning uchun E =0. Bu yerdan E = (0,059/n)logK va K = 10 n E /0,059.

Reaksiya o'z-o'zidan sodir bo'lishi uchun quyidagi talab bajarilishi kerak: G<0 или К>>1, bu E 0 >0 shartiga mos keladi. Shuning uchun bu oksidlanish-qaytarilish reaksiyasining yuzaga kelish imkoniyatini aniqlash uchun E 0 qiymatini hisoblash kerak. Agar E 0 0 bo'lsa, reaksiya sodir bo'ladi. Agar E 0 0 bo'lsa, reaksiya sodir bo'lmaydi.

1-misol. Reaksiyaning yuzaga kelish ehtimolini aniqlang

2FeCl 3 + 2KI  2FeCl 2 + 2KCl + I 2

Yechish: Oksidlovchi modda Fe+2 ga qaytariladigan Fe +3 ioni, qaytaruvchi I - bo‘lib, I 2 ga oksidlanganligini aniqlaymiz. Jadvaldan standart elektrod potentsiallarining qiymatlarini topamiz: E 0 (Fe +3 / Fe +2) = 0,77 V va E 0 (I 2 / 2I -) = 0,54 V. E 0 ni hisoblaymiz:

E 0 = E 0 ok - E 0 tiklash = 0,77 - 0,54 = 0,23 da 0.

2-misol. Reaksiyaning yuzaga kelish ehtimolini aniqlang

2 KMnO 4 + 16 HCl  2 KCl + 2 MnCl 2 + 5 Cl 2 + 8 H 2 O.

Yechim. Oksidlovchi modda Mn+2 ga aylanadigan permanganat ioni MnO 4 -, qaytaruvchi modda esa gazsimon xlor Cl 2 ga aylanadigan xlorid ioni ekanligini aniqlaymiz. Ularning potentsiallarini jadvaldan aniqlaymiz: E 0 (MnO 4 - /Mn +2) = 1,51 V va E 0 (Cl 2 /2Cl -) = 1,36 V. Biz hisoblaymiz

E 0 = E 0 ok - E 0 tiklash = 1,51 - 1,36 = 0,15 v 0.

Reaksiya mumkin, chunki E 0  0.

OVR tasnifi

1. Molekulyar oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalari - oksidlovchi va qaytaruvchi moddalar turli moddalar tarkibiga kiradi:

2Fe + 3Cl 2 = 2FeCl 3

tiklash oksidlangan

2. Nomutanosiblik reaktsiyalari - oraliq oksidlanish holatidagi element oksidlovchi va qaytaruvchi vositadir:

2KOH + Cl2 = KCl + KClO + H2O

3HNO2 = HNO3 + 2NO + H2O

Bu reaksiyalarda xlor va N+3 oksidlovchi va qaytaruvchi moddalardir.

3. Molekulyar oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalari - oksidlovchi va qaytaruvchi moddalar bitta moddaning bir qismidir:

2KClO3
2KCl + 3O 2

NH 4 NO 3 N 2 O + 2H 2 O

Bu reaksiyalarda O -2, Cl +5 va N -3, N +5 mos ravishda qaytaruvchi va oksidlovchi moddalardir.

Shuni ta'kidlash kerakki, ORR yo'nalishi va reaktsiya mahsulotlarining tabiati reaksiyaga kirishuvchi moddalarning oksidlanish-qaytarilish xususiyatlariga va muhitning tabiatiga (kislotali, neytral yoki ishqoriy) bog'liq. Masalan, faqat oksidlovchi xususiyatga ega bo'lgan kaliy permanganat KMnO 4 kislotali muhitdan neytral va ishqoriy muhitga o'tganda turli xil qaytarilish mahsulotlarini hosil qiladi va uning oksidlanish-qaytarilish potentsiali pasayadi:

pH< 7: MnO 4 - + 5e  Mn +2 (бесцветный) Е 0 = +1,51 в

pH = 7: MnO 4 - + 3e  MnO 2 (jigarrang) E 0 = +0,60 v

pH > 7: MnO 4 - + 1e  MnO 4 -2 (yashil) E 0 = +0,56 V

Xrom (VI) birikmalari kislotali muhitda (E0 = +1,33 V) kuchli oksidlovchi moddalar bo'lib, Cr +3 gacha qaytariladi va xrom (III) birikmalari ishqoriy muhitda (E0 = -0,13 V) oksidlanish qobiliyatini namoyon qiladi. xrom (VI) birikmalari.

pH  7: Cr 2 O 7 2- + 6e  2Cr +3 (ko‘k)

pH > 7: CrO 4 2- + 3e  3- (yashil)

Vodorod periks H 2 O 2, oraliq oksidlanish holatida kislorodni o'z ichiga oladi -1, oksidlovchi yoki qaytaruvchi xususiyatlarni namoyon qiladi va eritmaning pH darajasiga qarab, uning elektrod potentsiali va u pasaygan yoki oksidlangan mahsulotlar o'zgaradi.

H 2 O 2 - oksidlovchi vosita:

pH > 7: H 2 O 2 + 2H + + 2e 2H 2 O

pH  7: H 2 O 2 + 2e 2OH -

H 2 O 2 - qaytaruvchi vosita:

pH > 7: H 2 O 2 - 2e O 2 + 2H +

pH  7: H 2 O 2 + 2OH - - 2e O 2 + 2H 2 O

Shunday qilib, ORR ni to'g'ri yozish uchun ushbu reaktsiyaning paydo bo'lish shartlarini hisobga olish kerak.

OVRni tayyorlashning ion-elektron usuli

Eritmalarda yuzaga keladigan ORRlarni kompilyatsiya qilish uchun ion-elektron usul (yoki yarim reaksiya usuli) qo'llaniladi. U ion-molekulyar tenglamalar shaklida qaytarilish va oksidlanish jarayonlari uchun individual yarim reaksiyalarni tuzishga asoslangan. Bunda ion reaksiya tenglamalarini yozish qoidalarini hisobga olish kerak: kuchli elektrolitlar ion shaklida, kuchsiz elektrolitlar va yomon eriydigan moddalar esa molekula shaklida yoziladi.

OVRni tuzish tartibi

1. Molekulyar ORR tenglamasining chap tomoni yoziladi, oksidlovchi va qaytaruvchi moddalar aniqlanadi.

2. Qaytarilish va oksidlanish jarayonlari uchun yarim reaksiyalar ion-molekulyar tenglamalar shaklida alohida yoziladi, bunda chap va o‘ng tomonlari (chap tomonda kislorodning ortiqcha yoki kamligi) pH ni hisobga olgan holda tenglashtiriladi. H 2 O molekulalari, H + yoki OH - ionlari yordamida eritma:

pH< 7: избыток [O] 2H + + [O]  H 2 O

pH = 7: ortiqcha [O]H 2 O + [O]  2OH -

etishmovchilik [O] H 2 O - [O]  2H +

pH > 7: ortiqcha [O]H 2 O + [O]  2OH -

etishmovchilik [O] 2OH - - [O]  H 2 O.

3. Yarim reaksiyalarning chap va o‘ng tomonlaridagi zaryadlar yig‘indisi elektronlarni qo‘shish yoki ayirish yo‘li bilan tenglashtiriladi. Shundan so'ng, yarim reaksiyalar uchun ko'paytirgichlar tanlanadi.

4. Faktorlarni hisobga olgan holda umumiy ion-molekulyar ORR tenglamasi yoziladi.

5. Molekulyar ORR tenglamasining o'ng tomoni qo'shiladi va unga ion-molekulyar tenglamadan koeffitsientlar o'tkaziladi.

1-misol. KMnO 4 ning kislotali muhitda Na 2 SO 3 bilan o'zaro ta'siri.

1. Tenglamaning chap tomonini yozing, oksidlovchi va qaytaruvchini aniqlang:

KMnO 4 + Na 2 SO 3 + H 2 SO 4 =

oksidlangan tiklash chorshanba

2. Kislotali muhitni hisobga olgan holda qaytarilish va oksidlanish jarayonlari uchun yarim reaksiyalarni tuzamiz. Kislotali muhitda permanganat ioni MnO 4 - Mn 2+ ioniga qaytariladi va sulfit ioni SO 3 2- sulfat ioni SO 4 2-gacha oksidlanadi:

MnO 4 -  Mn +2 - ortiqcha kislorodni H + ionlari bilan bog'laymiz,

SO 3 2-  SO 4 2- - etishmayotgan kislorodni suvdan olamiz va H+ ionlari ajralib chiqadi.

Biz quyidagi yarim reaksiyalarni olamiz:

MnO 4 - + 8H +  Mn +2 + 4H 2 O

SO 3 2- + H 2 O  SO 4 2- + 2H +

3. Ikkala yarim reaksiyaning chap va o'ng tomonidagi zaryadlar yig'indisini hisoblaymiz va omillarni tanlagan holda elektronlar yordamida zaryadlarni tenglashtiramiz:

5 SO 3 2- + H 2 O - 2e  SO 4 2- + 2H +

4. Jami ion-molekulyar ORR tenglamasini omillarni hisobga olgan holda yozamiz:

2 MnO 4 - + 8H + + 5e  Mn +2 + 4H 2 O

2MnO 4 - + 16H + + 5SO 3 2- + 5H 2 O  2Mn +2 + 8H 2 O + 5SO 4 2- + 10H +

Biz vodorod ionlari va suv molekulalarini kamaytiramiz va quyidagilarni olamiz:

5. Molekulyar tenglamaning o'ng tomonini qo'shamiz va unga ion-molekulyar tenglamaning koeffitsientlarini o'tkazamiz. Yakuniy tenglama quyidagicha ko'rinadi:

2KMnO 4 + 5Na 2 SO 3 + 3H 2 SO 4 = 2MnSO 4 + 5Na 2 SO 4 + K 2 SO 4 + 3H 2 O

2 MnO 4 - + 8H + + 5e  Mn +2 + 4H 2 O

5 SO 3 2- + H 2 O - 2e  SO 4 2- + 2H +

2MnO 4 - + 6H + + 5SO 3 2-  2Mn +2 + 3H 2 O + 5SO 4 2-

2-misol. Ishqoriy muhitda xrom (III) nitratning vodorod peroksid bilan oksidlanishi Cr 3+ ioniga sifatli reaksiya hisoblanadi. Ishqoriy muhitda Cr 3+ ioni sariq rangga ega bo'lgan CrO 4 2- xromat ioniga oksidlanadi.

2Cr(NO 3) 3 + 3H 2 O 2 + 10KOH  2K 2 CrO 4 + 6KNO 3 + 8H 2 O

2Cr 3+ + 8OH - - 3e  CrO 4 2- + 4H 2 O

3H 2 O 2 + 2e  2OH -

2Cr 3+ + 10OH - + 3H 2 O 2  2CrO 4 2- + 8H 2 O

8. Koordinatsion birikmalar

Muvofiqlashtirish(murakkab) ulanishlar- bular donor-akseptor bog'li birikmalardir. Koordinatsion birikmalar ichki va tashqi sfera ionlaridan iborat. Kompleks birikma formulasida ichki sfera ionlari kvadrat qavs ichiga olingan. Ichki sfera ionlari - kompleks ionlar - kompleks hosil qiluvchi (markaziy ion) va ligandlardan iborat. Kompleksning ichki sferasidagi ligandlar soni koordinatsion son deyiladi. Ligandning zichligi - berilgan ligand kompleks hosil qiluvchi bilan bog'langan bog'lanishlar soni.

Misol: K 3

1. Tashqi sfera ionlari - 3K +

2. Ichki shar ioni - 3-

3. Komplekslashtiruvchi vosita - Fe 3+

4. Ligand - CN -, uning dentatligi - 1

5. Muvofiqlashtiruvchi raqam - 6

Umumiy va noorganikkimyo. M.: Kimyo, 1992--2004. Solovyov...

Kimyo fanidan talabalarni kimyo bo'yicha yagona davlat imtihonini topshirishga tayyorlash sifatini ta'minlash ("Umumiy va noorganik kimyo" kursi mavzulari misolida) o'quv-uslubiy qo'llanma

Asboblar to'plami

Kursni takrorlash uchun kerakli ma'lumotlar " General Va noorganikkimyo", va turli darajadagi murakkablik va... test topshiriqlarini bajarish…………………………….. Kurs mavzulari “ General Va noorganikkimyo" Atomning davriy qonuni va tuzilishi…………………………………………………

Umumiy va noorganik kimyo darslik

Qonun

General Va noorganikkimyo: Darslik. nafaqa / V.V. Baraguzina, I.V. Bogomolova, E.V. Fedorenko. - M.: ... fan bo'yicha standart va o'quv rejasi " General Va noorganikkimyo". Kitob sizga asosiy ma'lumotlarni tezda olish imkonini beradi ...