Ертінділердің қасиеттері. Электролиттің ертінділері. Электролиттік диссоциацияның теориясы. Сутегілік көрсеткіш.

1.Ертінділердің қасиеттері

2.Электролиттің ертінділері

3.Электролиттік диссоциацияның теориясы

Бізді қоршаған әлемде ерітінділер ұдайы кездеседі: ауа, көміртегі екі оксиді және басқа заттардың азоттағы газ күйіндегі ерітіндісі; теңіз суы – заттардың толық бір қатарының (минерал тұздар, газдар, органикалық қосылыстар) судағы ерітіндісі; шойын – көміртегінің темірдегі қатты ерітіндісі және т.б. Көптеген әр түрлі ерітінділер адам және жануар организмнің құрамында болады.

Химияда ерітінділердің барлық түрінен (газ, сұйық, қатты) ең жиі кездесетін сұйық ерітінділер.

Ерітінді деп екі немесе одан да көп компоненттен тұратын, құрамы өзгермелі гомогенді жүйені айтады.

Ерітіндіні құрайтын заттарды, ерітіндінің компоненттері дейді.

Ерітінділер еріген заттан және еріткіштен тұрады.

Еріткіш деп концентрациясы басқа компоненттерден жоғары компонентті айтады.

Ерітінді түзілгенде еріткіш өзінің фазалық күйін сақтайды.

Мольдік массасы 5000г/мольден кіші заттардың ерітінділерін төмен молекулалы қосылыстар ерітіндісі деп атайды (ТМҚ), ал мольдік массасы 5000г/мольден үлкен заттардың ерітінділерін жоғары молекулалы қосылыстар ерітіндісі дейді (ЖҚМ).

1 моль зат ерігенде бөлінетін немесе сіңілетін жылуды (Q_еру) еру

жылуы деп атайды.Сольваттар мен гидраттардың түзілуі процестерін

сәйкес сольватация және гидраттация деп атайды.

Ерігіштік- заттардың суда немесе басқа еріткіштерде еру қасиеті. Суда қатты,сұйық және газдар ериді.Егер еріген зат еріткішпен әрекеттессе, онда еру процесі көптеген жағдайда концентрациясының белгілі бір шегіне жеткенше өздігінен жүреді. Біраз уақыт өткен соң еріген зат пен еріткіш арасында тепе – теңдік орнайды, яғни энтальпиялық фактор энтропиялық факторға теңеседі.

∆Н=Т∆S

Мысалы, кристалды затты сұйықта еріткенде кристалл бетіндегі молекулалар немесе иондар ерітіндіге өтеді. Диффузия әсерінен бөлшектер ерітінді көлеміне бірыңғай таралады. Еру процесі қаныққанға дейін жүреді.

Берілген температурада ертіндіде еріген заттың максималь санымен заттың ерімеген артық мөлшері динамикалық тепе – теңдікте тұратын ерітіндіні қаныққан ерітінді деп атайды.

Концентрациясы қаныққан ерітіндіден аз ерітінді – қанықпаған деп, ал артық ерітінді – аса қаныққан деп атайды. Заттың әртүрлі еріткіште еру қабілетін ерігіштік дейді. Сан жағынан заттың ерігіштігі оның қаныққан ерітіндісінің концентарциясына тең. Ерігіштікті,еріген зат массасы арқылы өрнектейді (100г еріткішті қанықтыратын еріген заттың грамм мөлшері). Сәйкес шаманы ерігіштік коэффициенті деп атайды.

Сұйықтардың бір – бірінде ерігіштігі шексіз және шекті болуы мүмкін.

Мысалы: спирт – су жүйесінде компоненттер бір – бірінде шексіз, толық ериді. Екі сұйықтың шекті ерігіштігіне мысал ретінде эфир – су, анилин – су жүйелерін алуға болады.

Температураны жоғарлатқанда сұйықтардың өзара ерігіштігі артады, ақырында белгілі бір температурада бір – бірінде толық, шексіз ериді. Осы температураны кризистік температура деп атайды. Мысал ретінде анилин – су, бензол – су жүйелерін алуға болады.

Заттардың суда ерігіштігі алдымен олардың табиғатына, тегіне байланысты. Ол қысымға және температураға да тәуелді. Еру процесі еріген зат пен еріткіш арасындағы әрекеттесу болып табылады және өздігінен жүретін процесс ( ΔG<0).

Қатты зат сұйықта еріген кезде еріткіш молекуласы әсерінен еріген зат молекулалары қатты заттан біртіндап үзіліп ерітінді көлеміне біртіндеп таралады. Бұл процесс жақсы жүру үшін жоғары температура қажет. Біраз уақыт өткен соң еріген зат пен еріткіш арасында тепе-теңдік орнайды (ΔG=0). Бұл жағдайда қаныққан ерітінді түзіледі.

Берілген температурада ерітіндіде қаныққан ерітіндіге қарағанда еріген зат зат мөлшері аз болса, қанықпаған ерітінді түзіледі (ΔG<0 ).

Егер еріген зат мөлшері қаныққан ерітіндідегіден көп болса, аса қанық ерітінді тзіледі (ΔG>0). Асақанық ерітінділер тұрақсыз болады.

Ерігіштік берілген температурада 100 г еріткіште ери алатын заттың ең жоғары мөлшерін көрсетеді. Мұны заттың ерігіштігі дейді. Мәселен, 18ºС-та 100 г суда 51,7 г Pb (NO₃)₂ ериді. Яғни оның ерігіштігі – 51,7. егер осы мөлшерден көбірек Pb (NO₃)₂ ерітсек, ол ерімей тұнбаға түседі.

Қатты заттардың суда ерігштігі температураға тәуелді. Әдетте температура артқан сайын ерігіштік те артады. Мұны 16- сураттен анық көруге болады. Ерігіштіктің температураға байланыстылығын ерігіштік қисық сызығы дейді.

Мұнда абсцисс осіне темпартураға, ординат осіне ерігіштік салынады. Бұл қисық арқылы суытқан кезде ертіндіден қанша тұз түсетінін есептеуге болады.

Температураны төмендеткен кезде ерітіндіден қатты заттардың бөлінуін кристалдану дейді. Бұл кезде зат тазарады. Егер қатты зат ішінде түрлі қосындылар болса, олар тұнбаға түспейді. Осылай қатты затты тазартуға боады. Мұны қайта кристалдау дейді.

Газдар суда ерігенде жыу бөлінеді. Сондықтан температура артақан сайын газдың суда ерігіштігі кемиді (Ле – Шателье принципіне сай). Газдың суда ерігіштігі қысымға байланысты. Ол Генри заңымен анықталады: Тұрақты температураа газдардың суда ерігіштігі оның парциалдық қысымына тура пропорционал. C_c = KP,

Мұнда , С – сұйық зат концентрациясы, К- Генри трақтысы, Р- газдың парциалды қысымы.

Заттар, ерігенде жылу құбылысының байқалатынын біеміз. Бір заттар еріген кезде ерітінді қызады, ал басқа заттар ерігенде ерітнді суыйды. Мысаы натрий гидроксиді, күкірт қышқылы суда ерігенде өте көп жылу бөлініп, ерітнді қайнап кетеі, яғни бұл экзотермиялық процесс (ΔH<0). Ал аммоний нитраты еріген кезде ерітні суиы, бл эндотермиялық процесс (ΔH>0). Демек заттар суда еріген кезде олар су молекуласымен химияық әрекеттеседі, нәтижесінде тзілген қосылысгидрат деп аталады. Еріткіш басқа тұз болса, онда сольват түзеді. Бұл жағынан алғанда ерітінді химиялық қосылысқа ұқсайды. Еріген кездегі жылу құбылысы мен гидраттар түзілуіне сүйеніп орыстың ұлы ғалымы Д.И.Менделеев 1887 жылы ерітіндінің химиялық теориясын ұсынды. Ол ерітніділерге арналған орасан зор жұмыстар жүргізген. Соның нтижесінде “Ерітінділерді олардың тығыздығы арқылы зерттеу“-деп аталатын еңбек жазған. Сол кітапта Д.И.Мендеелев былай дейді: “Ерітінді негізінде еріткіш пен еріген зат арасындағы химиялық әрекет жатыр“... Ол күкірт қышқылының және басқа заттардың гидраттары бар екендігін дәлелдеді. Сонымен химиялық теория ерітіндіде еріген зат пен еріткіш молекулалары арасында химиялық реакция жүретінін көрсетеді. Шындығында, қазіргі кезде заттар ерігенде донорлық – акцепторлық және сутектік байланысыпен, диполь-диполь және дисперстік әсер арқылы еріткіш молекулаларымен әрекеттесетіні анықталды. Ерітінділердің Химиялық теориясы мен қатар, ерітіндінің физикалық теориясы да дамыды. Бұл тұрғыдан ерітіндіде ешбір химиялық әрекеттесу болмайды, еріткіш индиференттік орта, ал еру кезінде еріген зат бөлшектері бүкіл көлемге бірыңғай таралады деп түсіндірілді. Бұл теорияның негізін қалап дамытқан Вант – Гофф, Рауль, Аррениус еді. Д.И.Менделеевте физикалық теорияны жоққа шығармаған.

Ерітінділердің қазіргі кездегі теориясы осы екі көзқарастың химиялық және физикалық жиынтығы болып табыады. Ерітінді физика-химиялық жүйе, ал еру – физика-химиялық процесс.