Биз ар кандай заттардын эритмелерин күн сайын кезиктиребиз. Бирок бул системалар канчалык чоң роль ойноп жатканын ар бирибиз түшүнүшүбүз күмөн. Алардын жүрүм-турумунун көбү миңдеген жылдар бою кылдат изилдөө аркылуу бүгүнкү күндө айкын болуп калды. Бул убакыттын ичинде карапайым элге түшүнүксүз көптөгөн терминдер киргизилди. Алардын бири - чечимдин нормалдуулугу. Бул эмне? Бул биздин макалада талкууланат. Келгиле, өткөнгө сүңгүүдөн баштайлы.
Изилдөө тарыхы
Эритмелерди изилдей баштаган биринчи жаркын акылдар Аррениус, Вант Хофф жана Оствальд сыяктуу белгилүү химиктер болушкан. Алардын эмгегинин таасири астында химиктердин кийинки муундары суудагы жана суюлтулган эритмелерди изилдөөгө кирише башташты. Албетте, алар билимдин эбегейсиз көлөмүн топтошкон, бирок суусуз эритмелерге көңүл бурулбай калган, демек, алар өнөр жайда да, адам жашоосунун башка тармактарында да чоң роль ойнойт.
Сууда эмес эритмелер теориясында түшүнүксүз нерселер көп болгон. Мисалы, суулуу системаларда өткөргүчтүктүн мааниси диссоциациялануу даражасынын жогорулашы менен жогоруласа, окшош системаларда, бирок суунун ордуна башка эриткич менен, тескерисинче болгон. Чакан электр баалуулуктарыөткөргүчтөр көбүнчө диссоциациянын жогорку даражасына туура келет. Аномалиялар илимпоздорду химиянын бул тармагын изилдөөгө түрттү. Маалыматтардын чоң массивдери топтолду, аларды иштеп чыгуу электролиттик диссоциациялоо теориясын толуктаган мыйзам ченемдүүлүктөрдү табууга мүмкүндүк берди. Мындан тышкары, электролиз жана органикалык жана органикалык эмес бирикмелердин комплекстүү иондорунун табияты жөнүндө билимдерди кеңейтүүгө мүмкүн болду.
Андан кийин концентрацияланган эритмелер тармагында активдүү изилдөөлөр башталды. Мындай системалар эриген заттын концентрациясынын көбөйүшү менен анын эриткич менен өз ара аракеттенүүсү барган сайын маанилүү роль ойной баштаганына байланыштуу суюлтулган системалардан касиеттери боюнча олуттуу айырмаланат. Бул тууралуу кененирээк кийинки бөлүмдө.
Теория
Учурда эритмедеги иондордун, молекулалардын жана атомдордун жүрүм-турумун эң жакшы түшүндүрүүчү электролиттик диссоциация теориясы гана. 19-кылымда Svante Arrhenius тарабынан түзүлгөндөн бери, ал кээ бир өзгөрүүлөргө дуушар болгон. Классикалык теорияга кандайдыр бир деңгээлде туура келбеген кээ бир мыйзамдар (мисалы, Оствальддын суюлтуу мыйзамы) ачылган. Бирок, илимпоздордун кийинки эмгектеринин аркасында теорияга түзөтүүлөр киргизилип, анын заманбап түрүндө ал дагы эле бар жана эксперименталдык жол менен алынган натыйжаларды жогорку тактык менен сүрөттөйт.
Электролиттик диссоциациялоо теориясынын негизги маңызы – зат эригенде анын курамындагы иондорго – заряды бар бөлүкчөлөргө ажырайт. Бөлүктөргө ажыроо (диссоциациялоо) жөндөмдүүлүгүнө жараша күчтүү жана алсыз болуп бөлүнөтэлектролиттер. Күчтүүлөрү эритмеде иондорго толугу менен диссоциацияланат, ал эми алсыздары өтө аз өлчөмдө гана.
Молекула ажыраган бул бөлүкчөлөр эриткич менен өз ара аракеттениши мүмкүн. Бул кубулуш солвация деп аталат. Бирок ал дайыма эле пайда боло бербейт, анткени ал иондун жана эриткичтин молекулаларында заряддын болушу менен шартталган. Мисалы, суунун молекуласы диполь, башкача айтканда, бир тарабы оң, экинчи тарабы терс заряддуу бөлүкчө. Ал эми электролит ажыраган иондор да зарядга ээ. Ошентип, бул бөлүкчөлөр карама-каршы заряддуу тараптар тарабынан тартылат. Бирок бул полярдык эриткичтер (мисалы, суу) менен гана болот. Мисалы, гександагы кандайдыр бир заттын эритмесинде солваация болбойт.
Эритмелерди изилдөө үчүн көбүнчө эриген заттын көлөмүн билүү зарыл. Кээде кээ бир чоңдуктарды формулаларга алмаштыруу өтө ыңгайсыз. Демек, концентрациялардын бир нече түрлөрү бар, алардын арасында эритменин нормалдуулугу бар. Эми биз эритмедеги заттын мазмунун көрсөтүүнүн бардык жолдору жана аны эсептөө ыкмалары жөнүндө кеңири айтып беребиз.
Эритменин концентрациясы
Химияда көптөгөн формулалар бар жана алардын кээ бирлери маанини тигил же бул формада алуу ыңгайлуу боло тургандай түзүлөт.
Концентрацияны туюнтуунун биринчи жана бизге эң тааныш формасы - бул масса үлүшү. Бул абдан жөнөкөй эсептелет. Биз жөн гана эритмедеги заттын массасын анын жалпы массасына бөлүшүбүз керек. ОшентипОшентип, биз жоопту бирден бөлчөкчө алабыз. Натыйжадагы санды жүзгө көбөйтүү менен биз жоопту пайыз катары алабыз.
Бир аз азыраак белгилүү форма - бул көлөмдүн үлүшү. Көбүнчө ал спирт ичимдиктериндеги спирттин концентрациясын билдирүү үчүн колдонулат. Ошондой эле абдан жөнөкөй эсептелген: биз эриген заттын көлөмүн бүт эритменин көлөмүнө бөлөбүз. Мурдагыдай эле, жоопту пайыз менен ала аласыз. Энбелгилерде көбүнчө мындай деп айтылат: "40% том.", башкача айтканда: 40 көлөм пайызы.
Химияда концентрациянын башка түрлөрү көп колдонулат. Бирок аларга өтүүдөн мурун, келгиле, заттын моль деген эмне экенине токтололу. Заттын көлөмү ар кандай жолдор менен көрсөтүлүшү мүмкүн: масса, көлөм. Бирок, ар бир заттын молекулалары өз салмагына ээ жана үлгүнүн массасы боюнча анын ичинде канча молекула бар экенин түшүнүү мүмкүн эмес, бул химиялык трансформациялардын сандык компонентин түшүнүү үчүн зарыл. Бул үчүн, бир моль заттын көлөмү киргизилген. Чынында, бир моль молекулалардын белгилүү бир саны болуп саналат: 6.021023. Бул Авогадро саны деп аталат. Көбүнчө, заттын моль сыяктуу бирдиги реакциянын продуктуларынын санын эсептөө үчүн колдонулат. Ушуга байланыштуу концентрацияны туюнтуунун дагы бир формасы бар - молярдуулук. Бул көлөм бирдигине заттын көлөмү. Молярдуулук моль/л менен көрсөтүлөт (окуу: литрге моль).
Системадагы заттын мазмунун туюнтуунун абдан окшош түрү бар: молярдуулук. Ал молярдуулуктан заттын көлөмүн көлөм бирдигинде эмес, масса бирдигинде аныктоосу менен айырмаланат. Жана тиленүүлөрдө айтылаткилограмм үчүн (же башка бир нече, мисалы, грамм үчүн).
Ошондуктан биз акыркы формага келдик, аны азыр өзүнчө талкуулайбыз, анткени анын сүрөттөлүшү кээ бир теориялык маалыматтарды талап кылат.
Чечимдин нормалдуулугу
Бул эмне? Ал эми мурунку баалуулуктардан эмнеси менен айырмаланат? Алгач эритмелердин нормалдуулугу жана молярдуулугу сыяктуу түшүнүктөрдүн ортосундагы айырманы түшүнүү керек. Чынында, алар бир гана маани менен айырмаланат - эквиваленттик саны. Эми сиз чечимдин нормалдуулугу кандай экенин элестете аласыз. Бул жөн гана өзгөртүлгөн молярдуулук. Эквиваленттик сан бир моль суутек иондору же гидроксид иондору менен өз ара аракеттене ала турган бөлүкчөлөрдүн санын көрсөтөт.
Чечимдин нормалдуулугу эмне менен тааныштык. Бирок, мунун баарын тереңирээк казып алуу керек жана биз концентрацияны сүрөттөөнүн бир караганда татаал формасы канчалык жөнөкөй экенин көрөбүз. Андыктан, келгиле, чечимдин нормалдуулугу эмне экенин кененирээк карап чыгалы.
Формула
Оозеки сүрөттөөдөн формуланы элестетүү оңой. Ал мындай болот: Cn=zn/N. Мында z – эквиваленттик фактор, n – заттын саны, V – эритменин көлөмү. Биринчи маани эң кызыктуу. Ал жөн гана бир заттын эквивалентин көрсөтөт, башкача айтканда, башка заттын бир минималдуу бөлүкчөсүнө реакция кыла ала турган чыныгы же элестүү бөлүкчөлөрдүн санын көрсөтөт. Муну менен, чындыгында, формуласы жогоруда келтирилген чечимдин нормалдуулугу сапаттык жактан айырмаланат.молярдуулуктан.
Эми дагы бир маанилүү бөлүккө өтөбүз: чечимдин нормалдуулугун кантип аныктоо керек. Бул, албетте, маанилүү суроо, андыктан аны изилдөөгө жогоруда келтирилген теңдемеде көрсөтүлгөн ар бир маанини түшүнүү менен мамиле кылуу абзел.
Чечимдин нормалдуулугун кантип тапса болот?
Жогоруда талкуулаган формула таза колдонулат. Анда берилген бардык баалуулуктар иш жүзүндө оңой эсептелинет. Чынында, кээ бир чоңдуктарды: эриген заттын массасын, анын формуласын жана эритменин көлөмүн билүү менен эритменин нормалдуулугун эсептөө абдан оңой. Биз заттын молекулаларынын формуласын билгендиктен, анын молекулалык салмагын таба алабыз. Эриген заттын үлгүсүнүн массасынын анын молярдык массасына катышы заттын мольдарынын санына барабар болот. Жана бүт эритменин көлөмүн билүү менен биз молярдык концентрациябыз кандай экенин так айта алабыз.
Чечимдин нормалдуулугун эсептөө үчүн аткарышыбыз керек болгон кийинки операция эквиваленттик факторду табуу аракети. Бул үчүн диссоциациянын натыйжасында протондорду же гидроксил иондорун бириктире алган канча бөлүкчө пайда болгонун түшүнүшүбүз керек. Мисалы, күкүрт кислотасында эквиваленттик коэффициент 2ге барабар, демек, бул учурда эритменин нормалдуулугу анын молярдуулугун 2ге жөн эле көбөйтүү менен эсептелет.
Колдонмо
Химиялык аналитикада көбүнчө эритмелердин нормалдуулугун жана молярдуулугун эсептөөгө туура келет. Бул үчүн абдан ыңгайлуузаттардын молекулярдык формулаларын эсептөө.
Дагы эмнени окуу керек?
Эритменин нормалдуулугу эмне экенин жакшыраак түшүнүү үчүн жалпы химия боюнча окуу китебин ачкан жакшы. Ал эми бул маалыматтын баарын билсеңиз, химиялык адистиктердин студенттери үчүн аналитикалык химия боюнча окуу китебине кайрылыңыз.
Тыянак
Макала аркылуу сиз эритменин нормалдуулугу заттын концентрациясын туюнтуунун формасы экенин түшүндүңүз деп ойлойбуз, ал негизинен химиялык анализде колдонулат. Эми анын кантип эсептелгени эч кимге сыр эмес.
