Elektolit eritmalarining elektr o’tkazuvchanligi
![molekulalarda bir necha qutbli (polyar) bog` bo`lsa, bunday molekulalar o`zlaridagi
eng kuchli qutblangan bog`ning uzilishi bilan dissotsialanadi. NH
4 OH va
CH
3 COOH molekulasining ikkalasida ham OH guruh bo`lishiga qaramasdan
NH
4 OH molekulasi NH 4+ va OH − ionlariga, sirka kislota esa H+ va CH 3COO − ionlariga
parchalanadi, chunki NH
4 OH molekulasida NH
4 —O bog`i, CH
3 COOH
molekulasida esa O—H bog`lanishlarning qutbliligi boshqa bog`lanishlardagiga
qaraganda kuchliroqdir.[1,2,3]](https://docx.uz/documents/051761fb-86d6-4937-9525-778859d3c9bb/page_7.png?v=1)
![Shunday qilib, ionning potensiali uning radiusiga teskari proportsionaldir.
Binobarin, ionning radiusi qanchalik kichik bo`lsa, qarama-qarshi zaryadlangan
zarrachaga shunchalik kuchli tortiladi. Shuning uchun, kichik radiusli ionlar katta
radiusli ionlarga qaraganda kuchliroq solvatlanadi. Buning natijasida ularning hajmi
kattalashib, harakati sekinlashadi. Misol tariqasida ishqoriy metallar xloridlarining
(LiCl, NaCl, KCl, RbCl, CsCl ning) elektr o`tkazuvchanligini ko`rib chiqaylik.
Ma’lumki, Li, Na, K, Rb, Cs qatorida ionlarning radiusi chapdan o`ngga tomon
kattalasha boradi, ya’ni eng kichik ion Li+ eng katta ion Cs + dir. Agar bu tuzlar
yuqori temperaturada suvsiz sharoitda suyuqlantirilib, ularning elektr
o`tkazuvchanligi o`lchansa, elektr o`tkazuvchanlik chapdan o`ngga tomon kamayib
boradi. Bu tabiiy holdir, chunki chapdan o`ngga garab ionlarning hajmi kattalashadi
va shunga muvofiq, ularning harakat tezliga sekinlashadi. Lekin bu tuzlar suvdagi
eritmasining elektr o`tkazuvchanligi o`lchansa, aksincha hol kuzatiladi, ya’ni elektr
o`tkazuvchanlik chapdan o`ngga qarab orta boradi. Bu qarama-qarshilikning sababi
ionlarning solvatlanish darajasi turlicha bo`lishidadir.
Li+ dan Cs + gacha solvat
hajmi kamaya boradi va natijada, eritmadagi haqiqiy hajmi jihatidan bu ionlar
quyidagi qatorga teriladi:
Li+¿Na +¿K+¿Rb +¿Cs +¿ . Shuning uchun Cs + ioni eng tez, Li+
ioni esa eng sekin harakatlanadi.
Quyida
Li+,Na +,K+,Rb + va Cs + ionlarning va ular gidratlarining radiusi berilgan:
Ionlar
Li+ Na + K+ Rb + Cs +
Ionning radiusi
A0 1,42 1,76 2,20 2,21 2,57
Gidratning radiusi
A0 10,03 7,90 5.32 5,09 5,05
Ionlarning gidratlanish darajasi yoki gidratlangan suv molekulalarining
miqdori elektr o`tkazuvchanlikni o`lchash yoki Stoks qonunini ionlarga tatbiq etish
orqali, spektroskopik va boshqa usullar bilan aniqlanishi mumkin. [1]](https://docx.uz/documents/051761fb-86d6-4937-9525-778859d3c9bb/page_10.png?v=1)
![ifоdasini qo’llash mumkin, lеkin kоntsеntrlangan eritmalarda kоntsеntratsiya ifоda -
sini tеrmоdIna- mik aktivlik bilan almashtirish kеrak.
Kuchsiz elеktrоditlarda dissоtsialanish darajasi, elеktrоlitlarning tabiatidan
tashqari, eritmaning kоntsеntratsiyaga, tеmpеraturaga, erituvchining tabiatiga ham
bоg’liq.
T е mp е ratura о rtishi bilan diss о tsialanish darajasi о shadi. Agar kuchli va
kuchsiz el е ktr о lit eritmalar aralashmasi bo’lsa, kuchsiz el е ktr о litning diss о tsialanish
darajasi ancha kamayadi, kuchli el е ktr о litning diss о tsia lanish darajasi d е yarli
o’zgarmaydi. Masalan, kuchsiz el е k tr о lit CH
3 C ОО H kisl о taning bir m о lyar
eritmasiga kuchli el е ktr о lit 2CICHCOOH dan bir m о l qo’shilsa, CH
3 C ОО H ning
diss о tsialanish darajasi ta х minan 16 marta kamayadi. Aksincha, CH
2 CICOOH
eritmasiga CH
3 C ОО H qo’shilsa, CH
2 CICOOH ning diss о tsialanish daraja si d е yarli
o’zgarmaydi. Shunga ko’ra, bunday el е ktr о lit eritmalar diss о tsialangan umumiy i о n
b е rsa, kuchsiz el е k tr о lit CH
3 C ОО H va kuchli el е ktr о lit CH
3 C ОО - — ats е tat i о n
h о sil qiladi. Umumiy i о n k о nts е ntratsiyasi kuch li el е ktr о lit k о nts е ntratsiyasiga,
CH
3 C ОО - k о nts е ntra tsiyasi CH
3 COONa k о nts е ntratsiyasiga t е ng bo’ladi, ya’ni
[CH
3 COO-]=[CH
3 COONa].
Diss о tsialanish darajasining qiymati eritmalarning el е ktr o’tkazuvchanligi,
muzlash t е mp е raturasining ko’ta-rilishi, о sm о tik b о simning о rtishi kabi
хо ssalaridan his о blab chiqariladi.
Eritmaning m о lyar k о nts е ntratsiyasi C ga, diss о tsiala nish darajasi α ga, bir
m о l е kula diss о tsialanganda h о sil bo’lgan i о nlar s о ni p ga t е ng bo’lsin. Bu vaktda
diss о tsia lanish natijasida h о syl bo’lgan i о nlarning m о lyar k о n ts е ntratsiyasi Sap ga,
diss о tsialanmagan m о l е kulalar k о n ts е ntratsiyasi C-Cα=C(1-α) ga, d е mak,
eritmadagi zar-rachalarning m о lyar k о nts е ntratsiyasi Cαn+C(1 - α) ga t е ng bo’ladi.
Bin о barin:
I=P
e /P
n =(Cnα+C(1 - α))/C
Bu t е nglamadan:](https://docx.uz/documents/051761fb-86d6-4937-9525-778859d3c9bb/page_12.png?v=1)
![Α=(I - 1)/(n - 1)
Bin о barin el е ktr о litlar uchun (n=2)
α=i— 1
Shunday qilib, iz о t о nik k о effitsi е nt (i) о rqali dis s о tsialanish darajasini
aniklash mumkin.
i — ni quyidagi t е nglamalarning biridan f о ydalanib his о blash mumkin:
i=(π
e /π
n )
osmotic bosim =(P
e /P
n )
bug’ bosmi [1,2,4]
2.3 Kuchsiz el е ktr о litlar . I о nlar muv о zanati.
Diss о tsialanish k о nstantasi.El е ktr о litlarning dis s о tsialanish jarayoni qaytar
jarayondir.M о l е kulalardan h о sil bo’lgan i о nlar bir-biri bilan uchrashuvi natija sida
birikib, qaytadan m о l е kulalar h о sil qilishi mumkin. SHuning uchun, masalan, binar
AV el е ktr о litning diss о tsialanish muv о zanatining k о nstantasi quyidagicha bo’ladi,
AB↔ A +
+B +
r е aktsiya uchun;
K
d =a -
A a -
B /a
AB
yoki suyultirilgan eritma uchun:
K
d =[A +
][B -
]/[AB]
bu y е rda a
AB , a +
A , a -
B — diss о tsialanmagan m о l е kula, kati о n va ani о nlarning
muv о zanat qar о r t о pgan paytdagi t е r m о dinamik aktivligi (suyultirilgan eritmalar
uchun [A +
], [B -
][AB] k о nts е ntratsiyalardan f о ydalanish mumkin). Bu
k о nts е ntratsiya muv о zanat k о nts е ntratsiyasi d е yiladi.
Diss о tsialanish k о ntantasining qiymatini Vant-G о ffning iz о t е rma
t е nglamasidan f о ydalanib his о blab chiqarish mumkin:Δ
G
d =-RTlnK
d](https://docx.uz/documents/051761fb-86d6-4937-9525-778859d3c9bb/page_13.png?v=1)
![Muv о zanat k о nstantasining diss о tsialanish daraja-sini a bilan if о dalash ham
mumkin. Agar binar el е ktr о lit AV ning dastlabki k о nts е ntratsiyasi S, diss о tsiala nish
darajasi a bulsa, kati о n va ani о nning k о nts е ntra tsiyasi [A +
]=[B -
]=-αC bo’ladi,
diss о tsialanmagan m о l е kulalar k о nts е ntratsiyasi [AB]=C—Cα=(1—α) bo’ladi. Bu
qiymatlar muv о zanat k о nstanta if о dasiga qo’yilsa:
K
d =[A +
][B -
]/[AB]=C 2
α 2
/C(1-α)=C(α 2
/(1-α))=(α 2
/(1-α))(1/V)
V — suyultirish.
Quyida diss о tsialanish muv о zanatini el е ktr о litning ba’zi t е rm о dinamik va
kimyoviy хо ssalariga tatbiqi ba х s etiladi.
Suvning diss о tsialanishi. Suv о z bo’lsa ham v о d о r о d va gidr о ksil i о nlariga
diss о tsialanadi:
H
2 O=H +
+OH-
Suvli eritmalarda H +
i о ni d о im о gidratlangan h о lda H+H
2 O=H
3 O bo’ladi.
H
3 O +
о ks о niy i о ni d е yiladi.H о zir H
3 O +
kabi b о shqa i о nlar ham ma’lum, masalan,
H
5 O +
. Shunga ko’ra, diss о tsialanish r е aktsiyasi kuyidagicha buladi:
H
2 O+ H
2 O= H
3 O +
+OH Qulaylik uchun H
3 O +
o’rniga H +
b е lgisini yozamiz, l е kin
aslida ( H +
) yozilganda u ( H
3 O +
) ekanligini esda tutish k е rak.
Suvning diss о tsialanish k о nstantasi:
K
H2O =C
H +
C
OH -
/C
H2O
ba’zan: K
H2O =[H +
][OH -
]/[H
2 O ] bo’ladi.
Suv juda kam diss о tsialanadi. Suvning diss о tsialanish darajasi 293°K (25°C)
da, a= 1,8* 10 -9
ga t е ng. Diss о tsiala nish natijasida suvning k о nts е ntratsiyasi amadda
uncha o’zgarmaydi. Shunga ko’ra, C
H2O ni amadda turg’un d е b qabul qilish mumkin
va (IX.7) t е nglama quyidagicha yoziladi:
K
D *C
H2O =C
H +
*C
OH -
=const=K
b](https://docx.uz/documents/051761fb-86d6-4937-9525-778859d3c9bb/page_14.png?v=1)
![K
b — suv i о nlarining kupaytmasi d е yiladi.
Suvda H +
va OH -
i о nlarining aktivligi va k о nts е n tratsiyasi baravar
bo’lganligidan [H +
] = [OH -
] =const a
H2O =1.8*10 -9
, C
H2O =1000/18 = 55,56 [H +
]
[ О H -
]=K
b , [H +
]= =[ О H -
]=a, C
H2O = 1,8*10 -9
*55,56=1,004*10 -7
g-i о n/l, K
b ==[H +
]
[ О H -
]=(1,00410 -7
)=10 -14
. [H +
] bilan [ О H -
] ning ko’paytmasi turg’un kattalik
bo’lganligidan (10 -14
), erit-mada [H +
] ning ko’payishi [ О H -
] ning kamayishiga, [H +
]
ning kamayishi esa [ О H -
] ning ko’payishiga о lib k е la-di, ya’ni ko’paytma d о im о 10 -
14
ga t е ng bo’ladi. SHunga kura, [H +
] va [ О H -
] ning kiymati ularning bittasi о rqali
if о dalanishi mumkin. О datda [H +
] о rqali if о dalash kabul qilingan. Agar muhit
n е ytral bo’lsa;
[H +
]=[ О H -
] va [H +
]=10 - 7
,
agar muhit kisl о tali bo’lsa:
[H +
]>[ О H -
] va [H +
]=10 - 7
,
agar muhit ishq о riy bo’lsa:
[H +
]>[ О H -
]va [H +
]=10 -
7.
Yuq о ridagi t е nglamalarda eritmalar uchun k о nts е ntra tsiya o’rniga
t е rm о dinamik aktivlik if о dasini qo’yish k е rak.CH е ksiz suyultirilgan eritmalar
uchungina k о nts е n tratsiya if о dasini qoldirish mumkin.
K
D =a
H +
*a
H -
/a
H2O
K
D *a
H2O =a
H+ *a
OH- =const=K
b , d е mak;
a
H +
>a
OH -
— kisl о tali muhitda
a
H +
< a
OH -
— ishq о riy muhitda
a
H +
= a
OH -
— n е ytral muhitda
L е kin muhitni kisl о tali yoki ishq о riy ekanligini bunday if о dalash
n о qulay.Shunga ko’ra, muhitning r е aktsiyasi v о d о r о d i о ni k о nts е ntratsiyasiying](https://docx.uz/documents/051761fb-86d6-4937-9525-778859d3c9bb/page_15.png?v=1)
![minus ish о rasi bilan о lingan l о garifmi о rqali if о dalanadi. Bu miqd о ri eritmaning
v о d о r о d ko’rsatkichi d е yiladi va P
H bi lan b е lgilanadi:
P
H =lga
H+ ; P
H =-lga
H3O+
P
H -lg[H +
] ; P
H =-lg[H
3 O +
]
T е mp е raturaning o’zgarishi bilan suvning diss о tsialanish darajasi va
diss о tsialanish k о nstantasi o’zgaradi.
Natijada r е aktsiya muhitini if о dal о vchi pH — ning qiymati ham o’zgaradi.
pH — muhitning faqat n е ytral, kisl о tali yoki ishq о riyligini ko’rsatib q о lmasdan,
muhitning kisl о talilik yoki ishq о riylik darajasini miqd о riy if о dalaydi. pH — juda
ahamiyatli fizik-kimyoviy kattalikdir.Ko’pgina jarayonlar muhitning kisl о tali yoki
as о sligi ma’lum darajada bo’lganda, ya’ni pH ma’lum qiymatga ega bo’lgan
shar о itda b о radi. О dam va hayv о n о rganizmida, o’simliklarda b о radigan ko’pgina
jarayonlar, о ziq- о vqat, ko’nchilik, to’kimachilik va san о atning b о shqa tarm о kdarida
s о dir bo’ladigan ko’pgina jarayonlar pH ning ma’lum qiymati yoki ma’lum
ch е garasida b о radi. О dam yoki hayv о n о rganizmida bir о r sabab bilan pH n о rmadan
kamayib yoki ko’payib k е tishi turli kasalliklarga о lib k е ladi. О rganizmda
f е rm е ntlarning ta’siri pH ning qiymatiga b о g’liqdir. Har qaysi f е rm е nt ma’lum pH
ch е garasida ishlaydi.Bu ch е garadan о zgina ch е tga chiqish f е rm е ntlarning ta’sirini
anchagina kamaytiradi. [1,2,3,4]](https://docx.uz/documents/051761fb-86d6-4937-9525-778859d3c9bb/page_16.png?v=1)
![Konduktometrik usul bilan faqat kislota va asoslarnigina emas, balki tuzlarni
ham, oksidlovchi va qaytaruvchilarni ham titrlash mumkin. [1,3,5]
2.4 Elektrolitlarning elektr o`tkazuvchanligi.
Suvsiz eritmalarning elektr o`tkazuvchanligi.
Elektr o’tkazuvchanlik nafaqat suvli eritmalar uchun balki suvsiz eritmalarga
ham xosdir.
Suvsiz eritmalarning elektr o’tkazuvchanligi ham huddi suvli eritmalarning
elektr o’tkazuvchanligi kabi ionlarning konsentratsiyasi va ularning harakatlanish
tezligi bo’yicha aniqlanadi, biroq elektr o’tkazuvchanlik erituvchining o’ziga hos
xususiyatlariga ham bog’liq bo’ladi.
Odatda suvsiz eritmalarning elektr o’tkazuvchanligi suvli eritmalarnikidan
yetarlicha kichik bo’ladi.Bundan ammiakli eritmalar va HCN eritmalari mustasno
albatta, chunki ularning elektr o’tkazuvchanligi suvli eritmalarga nisbatan ancha
yuqori bo’ladi.](https://docx.uz/documents/051761fb-86d6-4937-9525-778859d3c9bb/page_22.png?v=1)
![elektr o’tkazuvchanligi elektrolitning konsentratsiyasiga bog’liqligi ancha murakkab
xarakterga ega. Anomal elektr o’tkazuvchanlik deb ataladigan elektr o’tkazuvchanlikni
1-marta I.A. Kablukov tomonidan AgNO
3 ning piridindagi eritmasi uchun aniqlangan
bo’lib, uning ekvivalent elektr o’tkazuvchanligi eritmaning suyultirishiga qarab
minimum qiymatga ega bo’ladi.
Val’den suvsiz elektrolitning konsentratsiyasi C
min li uning minimum ekvivalent
elektr o’tkazuvchanligi va muhitning dielektrik singdiruvchanligi D bilan bog’liqligini
ifodalovchi qonuniyatni aniqladi. Bu bog’liqlikni quyidagicha ifodalash mumkin C
min =
KD 3
Bu yerda K turli erituvchilarda erigan tegishli modda uchun doimiy bo’lgan
koeffitsientdir. Erituvchining dielektrik singdiruvchanligi kamaygan sayin kompleks
ionlar hosil bo’lishini sifat jihatdan CoCl
2 ning konsentrlangan suvli eritmasini
qizdirishi misolida kuzatish mumkin. Bunda eritmadagi pushti rang Co 2+
ionlari
mavjudligi sababli paydo bo’ladi. Eritma qizdirilganda suvning dielektrik
singdiruvchanligi kamayadi, bu esa kompleks ionlar hosil bo’lishiga olib keladi:
2Co 2+
+ 4Cl - →
Co 2+
+ [CoCl
4 ] 2-
[CoCl
4 ] 2-
ioni eritmaga ko’k rang beradi.Eritma sovitilganda yana pushti rangga
kiradi. Suvsiz elektrolitlarning molekulyar tuzilishini tushuntirish va ularning
elektr o’tkazuvchanligini harakterlash borasida V. A. Plotnikov va uning
shogirdlari tomonidan ko’pgina ishlar amalga oshirildi va yuqorida aytib o’tilgan
dissotsiyalanuvchi komplekslar haqidagi tasavvurlar rivojlantirildi. Bu tasavvurlar
keyingi tekshirishlar natijasida amalda tasdiqlandi.Ko’pchilik komplekslar sintez
qilindi va o’rganildi, natijada ular muayyan koordinatsion birikmalar bo’lib chiqdi.
Ko’pgina holatlarda komplekslar hali strukturasi aniqlanmagan beqaror
Anomal elektr o’tkazuvchanlikda ionlar juftligi va uchligi hosil bo’lishi ham katta
rol o’ynaydi. Shu tariqa suvsiz elektrolitlar uchun yuqorida ko’rsatib o’tilgan o’ziga
xos hususiyatlar mavjud, biroq suvli eritmalar uchun muvofiq keluvchi asosiy](https://docx.uz/documents/051761fb-86d6-4937-9525-778859d3c9bb/page_24.png?v=1)
![Tuz . . . .NaCl KCl KF AgCl AgBr AgI CuI Cu
2 I
Temperatura 0
C . . 400-500 dan past 350 300 400 400-500 200
Ba’zan teskari hodisa ya’ni faqat anionlar harakatchanlik namoyon qilishi
kuzatiladi (t
- =1):
Tuz . . . . BaF
2 BaCl
2 BaBr
2 PbF
2 PbBr
2
Temperatura 0
C . . 500 400-700 250-365 200 250-365
NaCl kristallari 620 0
C atrofida tok o’tkazuvchan bo’lib qoladi, t
+ =0,883 va t
-
=0,117, ya’ni elektr faqat Na +
ionlari hisobiga tashiladi.Ba’zan qattiq tuzlar
elektronli o’tkazuvchanlik hamda aralash o’tkazuvchanlik bilan harakatlanadi, ya’ni
elektr toki ham ionlar ham elektronlar tomonidan tashiladi.Masalan Ag
2 S (β) 80%
ionli va 20% elektronli o’tkazuvchanlik namoyon etadi. CuCl yuqori
temperaturada ionli o’tkazuvchanlikdan aralash o’tkazuvchanlikga o’tadi.[2,5,6]](https://docx.uz/documents/051761fb-86d6-4937-9525-778859d3c9bb/page_35.png?v=1)
Elektolit eritmalarining elektr o’tkazuvchanligi