| Криоскопия
Екі немесе одан да көп компоненттерден тұратын біртекті (гомогенді) системаны е р і т і н д і деп атайды . Ерітінділерді идеал ерітінді деп екіге бөледі . Идеал ерітіндіде компоненттерді өзара кез келген көлемде араластырғанда жалпы көлемнің сығылуы немесе артуы , жылу бөліну немесе сіңіру байқалмайды , ал реал ерітінділерде компоненттердің молекулаларының өзара ассоциациялануы , диссоциациялануы , сольваттануы нәтижесінде ерітіндіде әртүрлі құбылыстар байқалады . Химиялық құрамы және физикалық қасиеттері өзара жақын заттардан түзілген ерітінділер , сонымен қатар шексіз сұйытылған ерітінділер көптеген қасиеттері жағынан идеал ерітінділерге жақын болады .
Идеал ерітінділердің кейбір қасиеттерін ( қаныққан бу қысымын , қайнау температурасын , кристалдану температурасын ) зерттеу арқылы еріген заттың молекулалық салмағын және диссоциациялану дәрежесін анықтауға болады .
1 . Е р і т і н д і б е т і н д е б у қ ы с ы м ы н ы ң т ө м е н д е г і . Берілген температурада сұйықтық пен оның бетіндегі бу арасында да динамикалық тепе – теңдік орын алғанда , сұйықтықтан буланғанда молекулалардың саны қайта конденсацияланатын молекулалар санына тең болады . Егер осы ұшқыш сұйықтықта ұшпайтын заттың шамалы мөлшерін ерітетін болсақ , еріткіш молекуласының концентрациясы азаяды , осыған байланысты буланып шығатын молекулалар саны кемиді . Демек , ерітінді бетіндегі бу қысымы төмендейді . Идеал ерітінді бетіндегі қандай да болмасын компоненттің қаныққан бу қысымының шамасын және оның салыстырмалы төмендеуін Р а у л ь з а ң ы бойынша анықтауға болады:Ерітінді бетіндегі еріткіштің қаныққан бу қысымын РА о н ы ң т а з а к ү й і н д е г і б у қ ы с ы м ы н РА е р і т і н д і д е г і м о л ь д і к ү л е с і н е NА к ө б е й т к е н г е т е ң :
РА ═ РºА· NА═ РºА( 1 – Nв )
Бинар ерітіндісінде NА ═ nА N ═ nВ ,
nА+nВ nВ+nА
мұндағы NАжәне NВ еріткішпен еріген заттың мольдік үлестері , nА және nВ еріткішпен пен еріген заттың моль сандары . Бірінші теңдеуді еріген заттың мольдік үлесі бойынша шешетін болсақ :
PºA – PA = ΔP = NB
PºA ΔP
Мұндағы ΔP = PºA – PA; ΔP - ерітінді бетіндегі еріткіштің бу қысымының
PºA
Салыстырмалытөмендеуі.
Эмперикалық жолмен анықталған бұл теңдеу : тұрақты температурада ерітінді бетіндегі еріткіштің бу қысымының салыстырмалы төмендеуі еріген заттың мольдік үлесіне тең ( Рауль заңының басқа түрдегі тұжырымы ) екендігін көрсетеді .
Е р і т і н д і л е р д і ң қ а й н а у ж ә н е қ а т у т е м п е р а т у р а л а р ы. Таза сұйықтық бетіндегі қаныққан бу қысымы сыртқы қысымға теңескен кездегі температурада қайнайды . Егер қайнау температурасы tºқ.н сұйықтыққа (еріткішке) ұшпайтын ерігіш зат қоссақ , ерітінді бетіндегі бу қысымы . Ерітінді қайтадан қайнау үшін , яғни ерітінді бетіндегі қысым сыртқы қысыммен теңесу үшін ерітіндіні таза еріткіштің қайнау температурасынан жоғары температураға дейін ( tқи ) қыздыру керек . Егер ерітіндінің концентрациясы С1 – С2 дейін артатын болса , онда ерітіндінің қайнау температурасы tқи дейін артуы қажет . Сонда ғана ерітінді бетіндегі қысым сыртқы қысыммен теңеседі , яғни ерітінді қайнайды .
Еріткіш пен концентрациясы әртүрлі ерітінділер үшін қаныққан бу қысымы мен температура арасындағы қатынас 6 –суретте көрсетілген . Ерітіндідегі еріген заттың мөлшері неғұрлым көп болса , соғұрлым әрбір температурада ерітінді бетіндегі бу қысымы төмен , яғни ерітінділер үшін температура мен қысым арасындағы байланысты көрсететін қисық (ВС және ДЕ қисықтары ) таза еріткішке қарағанда төмен орналасады . Қайнау температурасының артуы Δ tқи ═ tқи - tºқи ерітіндінің концентрациясы артқан сайын арта түседі .Демек ,қайнау температурасының артуы еріген заттың молярлық концентрациясына С тура пропорционал болады : электролит еместердің ерітінділері үшін :
Δtқн ═ Еэ · С ,
P.MM.CM A C E
Еріткіш (қm)
еріткіш
O ерітінді с1
B ерітінді с2
F
tIIқт tºқт tº. C
tIқт tºқт tIIқт tIIқт
мұндағы Еэ – эбулиоскопиялық тұрақты , немесе қайнау температурасының молярлық артуы . Оның шамасы 1000г еріткіште 1моль затты еріткенде алынған ерітіндінің қайнау температурасының артуына тең .
3 – теңдеуді пайдаланып еріген заттың молекулалық салмағын ерітіндінің қайнау температурасының артуы бойынша анықтауға болады :
М = EЭ 1000 m
Δt қи G
мұндағы М – ерітіндідегі еріген молярлық массасы ; m – еріген заттың массасы , г; G – еріткіштің массасы , г ; Δtқи – ерітіндінің қайнау температурасының артуы , Еэ – эбулиоскопиялық тұрақты .
Егер ерітіндіні салқындатқанда таза еріткіштің кристалдары түзелетін болса , ерітіндінің кристалдану ( қату ) температурасы таза еріткіштің қату температурасынан төмен болады . Еріткіштің кристалдарының түзілу барысында ерітіндідегі еріген заттың концентрациясы арта түседі , ал қату температурасы төмендей береді (6 – сурет ). Эвтектикалық құрамға жеткенде еріткіште , еріген затта кристалданады . Еріндінің кристалдану температурасы ретінде одан еріткіш кристалдары түзіле бастаған температураны алады . Қату температурасының Δtқи артуы секілді ерітіндінің молярлық концентрациясына С пропорционал :
Δtқт ═ К · С (5)
Мұндағы К – криоскопиялық тұрақты немесе кристалдану температурасының молярлық төмендеуі .Оның шамасы 1моль затты 1000г еріткіште ерітіп даярланған ерітіндінің қату температурасының төмендеуіне тең . криоскопиялық әдісті де пайдаланып, еріген заттың молекулалық салмағын анықтауға болады :
M = К 1000m
Δtқm G (6)
Мұндағы М – еріген заттың (электролит еместің) молярлық массасы, г; К – криоскопиялық тұрақты; m – еріген заттың массасы, г; G – еріткіштің массасы, г; Δtқm – қату температурасының төмендеуі.
Ескеретін жағдай, эбулиоскопиялық әдісті тек іс жүзінде ұшқыш емес заттаридың ерінтінділері үшін, ал криоскопиялық әдісті еріткішпен аралас кристалдар түзбейтін (қатар кристалданбайтын) заттардың ерітінділері үшін қолдануға болады.
Достарыңызбен бөлісу: | 
