Лекция. Электролит ерітінділер. Аррениустың электролиттік диссоциация теориясы. Осмотикалық қысым

1.Электролитердің балқыған немесе еріген кезде иондарға ыдырауы электро-литтік дисоциация деп аталады.

2.Электролиттер суда ерігенде оң зарядталған иондарға –катиондарға және теріс зарядталған иондарға –аниондарға ыдырайды.

3.Электр тогының әсерінен оң зарядталған иондар катодқа, теріс зарядталған иондар анодқа қарай жылжиды.

4.Электролиттердің иондарға ыдырауы қайтымды процесс. Мұның мәнісі молекулалар иондарға ыдыраумен қатар иондар әрекеттесіп молекулалар түзіп жатады. Сондықтан дисоциация теңдеуін жазғанда теңдік белгісінің ронына қарама-қарсы бағытталған стрелкалар қояды:
КА К⁺+А^-
Электролиттік дисоциация еріген зат пен еріткіштің молекулаларының әрекеттесуі нәтижесінде жүреді. Диссоция жүру үшін еріген зат пен еріткіш молекулаларындағы химиялық байланыс типтерінің маңызы зор.

Электролиттердің табиғатына әрі олардың молекулаларындағы атомдар

арасындағы байланыстың беріктігіне байланысты электролиттер әртүрлі дәрежеде иондарға ыдырайды.

Электролиттік диссоциация тұрғысынан электролиттерге мынадай анықтама беруге болады.

Негіздер дегеніміз судағы ертіндіде метелл катиондарымен гидроксид аниондарына ыдырайтын электролиттер:
NaOH₃ Na⁺+OH^-
Ca(OH)₂ CaOH⁺+OH^- Ca²⁺+OH^-
Қышқылдар дегеніміз судағы ертіндіде сутек катиондарымен қышқыл қалдығының анинодарына ыдырайтын электролиттер:
HNO₃ H⁺+NO₃
H₂SO₄ H⁺+HSO₄^- 2H⁺+SO^2-₄
Амфотерлі гидроксидтер дегеніміз судағы ертінділерінде бір мезгіде әрі сутек катиондарын, әрі гидроксид аниондарын түзетін электролиттер:
2Н⁺+ZnO^2- H⁺+HZnO₂^- Zn(OH)₂ ZnOH⁺+OH^- Zn²⁺+2OH^-
Тұздар дегеніміз судағы ертінділерінде металл катиондары мен қышқыл қалдығының аниондарына ыдырайтын электролиттер:
КСІ К⁺+СІ^-
Са(NO₃)₂ CaNO₃⁺+NO₃^- Ca²⁺+2NO₃^-
Аз мөлшерде болса да судың ыдырауының түзілген Н⁺ және ОН^-иондары болады. Сондықтан ертіндіге электродтар батырғанда катодқа электролит ка-тиондары мен сутек катиондары, ал анодқа электролит аниондары мен гидроксид аниондары барады.

Катодқа оң иондардың тотықсыздануы мынадай заңдылықтарға бағынады. Активтігі күшті металдардың (К⁺, Na⁺, Ca⁺, Mg⁺AI⁺т.б.) тұздарының судағы ертіндісін электролиздегенде катодта металл иондары емес, тек сутек иондары ғана тотықсызданады. Мысалы. калий нитраты KNO₃ ертіндісін электролиздегенде катодта сутек иондары тотықсызданады, ал К⁺ иондары ертіндіде қалады:

2Н⁺+2е^-=2H^o=H^o₂

Реакцияға қатысатын және реакция нәтижесінде түзілген заттармен бірге реакцияның жылу эффектісі көрсетілген тендеулерді термохимиялық деп атайды.

Термохимиялык тендеулерді пайдаланып химиялык реакциялардың жылу эффектісін немесе заттардың түзілу жылуын есептеп шығаруга болады. бүл есептеулер Гесс заңына негізделеді:

Химиялык. реакциялардың жылу энтальпиясы реакцияға катысқан заттар мен реакция нәтижесінде түзілген заттардың күйіне ғана байланысты, ал реакцияның қандай жолмен жүруіне байланысты емес.

Химиялық реакция кезіндегі энергияның өзгеруі тек жылу түрінде ғана байқалып қоймайды. Магний лентасы ауада лап етіп тұтанып, жылумен қоса жарық та береді. Процестің нәтижесінде тек жарык құбылыстар да белгі, ол суықтай сәулелену деп аталған люминесценция.

Химиялық реакцияның энергетикалық өзгерулері көбіне жылу түріңде болатындықтан әрі оны өлшеу жеңілге түсетіндіктен химия ғылымында бір ғана энергия түрі — жылу энергиясы қабылданған. Қаңдай да болмасын басқа энергияның түрлері жылуға шағып беріледі.

Химиялық реакцияның жылу энергиясын білудің нәтижесінде кажетті реагенттерді таңдап алып, жылу балансын есептеуге мумкіндік туады.

Химиялык реакцияның жылу эффектісі деп оның түрақты қысымда не түрақты көлемде өткендегі реакциядағы бөлініп шығатын немесе өзіне сіңірілетін энергиясының мөлшерін айтады.

Химиялық реакциялардың энергетикалық эффектісін және сол эффектінің әрекеттесетін заттардың кұрамы мен құрылысына,процестің өту жағдайына тәуелділігін зерттейтін сала термохимия деп аталады. Термохимяның өзі әр түрлі процестердің энергетикалық өзгерулерін зерттейтін теориялық химияның басты саласы - термодинамикаға кіреді.

Термодинамикада реакцияның жылу эффектісінің таңбасы мектепте үйреншікті болған таңбаға қарама-қарсы етіп алынады. Оның себебі термодинамикада жылу эффектерінің бәрі де реакция жүріп жатқан жүйе тұрғысынан қаралып, соған қатысты анқталады. Экзотермиялық реакция нәтижесінде бөлінетін жылу жүйеден сыртқа шығып жатқандықтан теріс таңбалы етіп алынып, жүйенің энергиясының азаятынын көрсетеді. Керісінше, жылу сырттан жүйеге сіңіріліп жатса, оның энергиясы артатыңдықтан жылу эффектінің таңбасы оң етіп алынады.

Көптеген жағдайда химиялық реакциянң теңдеуі жылу эффектісімен қоса жазылады. Экзотермиялық реакцияның жылу мөлшерін тендеудің сол жағына теріс таңбамен белгілеп алады. Мселен судың түзілуін келтірейік:

Н₂(г)+1/2О₂(г= Н₂О(г)) - 241,8 кДж

Мұндай химиялық реакцияның тендеуі оның жылу эффектімен қоса жазылған түрін термохимиялык теңдеу деп атайды.

Ішкі энергия деп дененің өзінің потенциалдық жене кинетикалык энергиясынан басқа барлық энергиялардың жиынтығын айтады. Потенциалдық энергия берілген дененің кеңістікте орналасуына сай өзгеріп отыратын шама.