II Негізгі бөлім

Кіріспе

Жұмыстың мақсаты: CoCl₂ электролиті үшін иондық атмосфераның қалыңдығын және орташа активтілік коэффициентін Дебай-Хюккель,Дэвис-Гюггенгейм,Гюнтельберг формулалары арқылы есептеу.

Алынған иондық атмосфераның қалыңдығы,орташа активтілік коэффициентімен иондық күш арасында тәуелділік графигін тұрғызу арқылы қалай өзгеретінін анықтап, қорытындылау.

Көрінетін дәрежеде электр тоғын өткізетін ерітінділерді электролит ерітінділері деп атайды, ал суда немесе басқа еріткіштерде еріткенде электр өткізгіш ерітінділерін түзетін заттар электролиттер болып табылады. Мысалы, ас тұзы, сірке қышқылы, хлорлы барий және т.б., олардың сулы ерітінділерінің электрөткізгіштігі жеткілікті жоғары. Электролит ерітінділерінің электрөткізгіштігі, оларды суда немесе басқа еріткіштерде еріткенде электролит молекулалары иондарға – электр заряды бар бөлшектерге ыдырағандықтан пайда болады. Электр өріс әсерінен иондардың жылжу қабілеті бар, сол электролит ерітінділерінің электрөткізгіштігін анықтайды.

Сұйылтылған электролит ерітінділерінің ерекшеліктері Аррениустың электролитикалық диссоциалану теориясы арқылы ұғындырылған.

Аррениустың электролитикалық диссоциалану теориясы. 1883 – 1887жж Аррениус дамытқан электролитикалық диссоциалану теориясы келесі жайдыңдарға(положения) негізделеді.

1. Электролит деп аталатын бірқатар заттардың молекулалары ерітіндіде оң (+) және теріс (–) зарядталған иондарға ыдырайды. Электролиттердің еріген кезінде ыдырауын электролитикалық диссоциалану процесі деп аталды.

2. Еріген кезде молекуланың тек қана қандай да бір бөлігі иондарға ыдырайды. Иондарға ыдырайтын молекулалар үлесі нақты бір температурада заттың табиғатына және оның концентрациясына тәуелді.

Электролитикалық диссоциация классикалық теориясының кемшіліктері

Аррениус теориясы ұсынып отырған электролиттердің сандық сипаттамасының бірі, осы ерітіндідегі иондалған молекулалар үлесін анықтайтын электролитикалық диссоциациялану дәрежесі a. Оның физикалық мағынасына сәйкес a 1 -ден жоғары немесе 0 -ден төмен бола алмайды; берілген жағдайда оны өлшеу әдісіне (электрөткізгіштігін, осмостық қысымын немесе ЭҚК өлшеу) тәуелсіз өзгеріссіз қала беру керек. Бірақ іс жүзінде әртүрлі әдістермен алынған a мәні тек қана әлсіз электролиттердің сұйылтылған ерітінділері үшін сәйкес болып келеді; күшті электролиттер үшін электролит концентрациясы жөғары болған сайын айырмашылығы да көп болады, және концентарцияның жоғары мәндерінде a 1 -ден жоғары болады.

Сондықтан, Аррениус теориясы беретін a да сол физикалық мағына болмайды.

Аррениус теориясы ұсынып отырған электролиттердің сандық сипаттамасының екіншісі диссоциалану константасы болып табылады; ол берілген Т мен Р да осы электролит үшін ерітінді концентрациясына тәуелсіз тұрақты болу керек. Іс жүзінде тек сұйылтылған өте әлсіз электролиттер үшін К_д,с сұйылтқанда тұрақты бола береді.

Электролит ерітінділердегі тепе-теңдікті термодинамикалық сипаттау.

Ион-дипольді әрекеттесу электролит ерітінділердің түзілуі мен тұрақтылығын физикалық түрде түсіндіріп бере алады. Бірақ бұл ерітінділердің сандық сипаттамасын алу үшін ион-ионды әрекеттесуді ескеру қажет.

Сулы ерітінділерде иондар бір-бірінен үлкен арақашықтықта орналасқан кезде көбінесе электростатикалық әрекеттесу болады. Ерітінді концентрациясы жоғарлаған сайын иондар бір-біріне жақындай бастағанда жеке ионның сольваттық қабықшалары жабылып, иондардың электростатикалық әрекеттесуі ион-дипольді әрекеттесумен күрделінеді. Кейбір кезде аниондар мен катиондар жақындаған кезде ассоциация жүреді де, ол кездегі иондар арасындағы әрекеттесу күшін электростатикалық деп санауға болмайды. Одан да қатты электростатикалық емес әрекеттесу электролит ерітіндіде комплексті ион және диссоцияланбаған молекула түзілгенде пайда болады.

Алайда әртүрлі иондардың қасиеттері бірдей емес, сондықтан әр иондардың түріне жеке термодинамикалық функция енгізіп, қарастыруға болады:

m₊ = m₊^о + RT ln a ₊ = m₊^o + RT ln m ₊ + RT ln g₊¢,

m_– = m_–^о + RT ln a_– = m_–^o + RT ln m _– + RT ln g_–¢,

мұнда g₊¢ және g_–¢ - активтіліктің практикалық коэффициенті (концентрациясы, моляльность m -ға тең кездегі активтілік коэффициенті).

Әртүрлі иондардың термодинамикалық қасиетін тек тәжірибелік мәндермен анықтай алмаймыз. Қосымша жұмыстар жасау керек; біз тек осы заттың молекуласы бөлінетін ионның орташа термодинамикалық мәнін ғана олшей аламыз.

II Негізгі бөлім

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: