Бақылау сұрақтары. Таралу коэффициенті дегеніміз не?

Таралу коэффициенті дегеніміз не?

Екі компонентті жүйеге температура әсер еткен кездегі еркіндік % дәрежесі неге тең болады?

Бір құалас бөлікті жүйеге қысым мен температура әсер еткен кездегі еркіндік дәрежесі неге тең?

Үшкомпонентті жүйелер үшін Гиббстің фазалар ережесі.

Үшкомпонентті жүйелердің қүрамын анықтау әдістері.

Үштік эвтектика.

Лекция

Электролит емес ерітінділер.

Жоспар

1. Ерітінділер концентрациясы, ерітінді туралы түсінік. Идеал ерітінді компонентінің химиялық потенциалы.

2. Ерітінді компонентінің активті коэффициенті және активтілік. Ерітіндінің молекулалық құрылысы.

3. Молекула ассоциациясы, ерітіндідегі молекулааралық байланыс. Ерітінділердің физико-химиялық анализ әдістері. Д.И. Менделеевтің ерітінділер теориясы.

Ерітінді деп екі немесе одан да көп компоненттерден тұратын біртекті гомогенді жүйені айтады. Термодинамикалық тұрғыдан қарағанда ерітінділер тұрақты жүйе болып табылады. Ерітінділер әртүрлі агрегаттық күйде (газ, сұйық немесе қатты) болады. Газ күйіндегі ерітінділерге мысал ретінде газдардың қоспаларын келтіруге болады. Мысалы, ауа - әртүрлі газдың қоспасы. Газ күйіндегі ерітінділерді сұйық немесе қатты заттарды газда еріту арқылы да алуға болады.Сұйық ерітінділер газдарды, сұйық немесе қатты заттарды сұйықта еріту арқылы алынады. Қатты ерітінділер көбінесе сұйық ерітінділерді суытып қатыру арқылы алынады. Қатты ерітінділерге құймалар жатады.

Ерітінділер табиғатта, күнделікті өмірде, техникада, өнеркәсіпте өте маңызды орын алады. Жер шарын қоршаған атмосфера әртүрлі газдардың біртекті қоспасы. Сол сияқты жер бетінің 2/3 бөлігін алып тұратын мұхиттар мен теңіздің сулары әртүрлі тұздардың ерітінділері. Өзендер мен көлдердің тұщы суларында еріген тұздардың концентрациялары бұдан аздау. Жер қыртысы астындағы ыстық магма да көптеген заттардың қоспасы. Тірі организмнің қаны мен шырындарыда ерітінділер болып табылады, олардың организмдегі қозғалысы ерітінділер заңдылықтарына бағынады. Мұнай да табиғи ерітінділердің бірі. Металлургия өнеркәсібінде әртүрлі металдардың біртекті қоспалары (құймалары) алынады. Көптеген химиялық реакциялар ерітіндіде өтеді.

Кезінде алхимиктер заттар бір-бірімен ерітіндіде әрекеттеседі деп тұжырымдаған: Carpora non aguntnist Saluta. Әрине, кейбір реакциялар әртүрлі фазалар арасында да өтеді, бірақ дегенмен де ерітінділерді зерттеу өте маңыздымәселе екендігін жоғарыда айтылғандардан көреміз.

Осы уақытқа дейін ерітінділер туралы жалпы теория жоқ. Оның себебі ерітінділердің түзілулері өте күрделі процестерге жатады. Олар әртрлі физикалық және химиялық құбылыстардың нәтижесінде түзіледі. Ерітінді түзілген кезде жылу бөлініп не жылу сіңірілуі химиялық құбылысқа жатады. Химиялық құбылыс кезінде ерітінді түзетін заттардың қасиеттері кенет өзгереді. Мысалы, химиялық реакция нәтижесінде заттардың түсі кенет секірмелі түрде өзгереді, ал физикалық процесте түстің өзгеруі бірте-бірте өтеді. Химиялық процес өткенде заттардың тығыздығы, сыну көрсеткіштері, жылу сыйымдылықтары, оптикалық, термиялық, т.б. қасиеттері кенет өзгереді.

Физикалық процесте ерітіндінің көлемі оны түзетін заттардың алғашқы көлемдерінің қосындысына тең, демек көлем аддитивті болады. Аддитивті қасиет ерітінді құрамына пропорционал болады.

y=y_AC_A+y_BC_B (XIII.1)

y – A және В компоненттерінен тұратын ерітіндінің аддитивті қасиеті;

y_A – А затының таза күйіндегі қасиеті;

C_A- А затының ерітіндідегі концентрациясы;

y_B және C_B - В затының таза күйіндегі қасиеті мен ерітіндідегі концентрациясы. Кейде ерітінді қасиеттің өзі емес, оның қандай да бір функциясы жоғарыдағы аддитивтілік теңдеуге (XIII.1- түзу сызықтың теңдеуі) бағынады.

Мысалы, қасиеттің логарифмдері түзу сызықтың теңдеуіне бағынады:

Lgy=C_A lgy_A +C_B lgy_B

Сөйтіп ерітіндінің түзілуі физикалық процестердің нәтижесінде болса, оның қасиеттері аддитивті қасиеттерге жатады. Ал ерітінді химиялық процестердің нәтижесінде түзілсе, оның қасиеті аддитивті заңдылықтан ауытқиды.

Ерітінді түзілгенде міндетті түрде жылу алмасу байқалады. Бұдан ерітіндінің түзілуі химиялық процеске жақын екендігін көреміз. Бірақ химиялық реакцияда заттар бір-бірімен белгілі-бір қатынаста (стихехиометриялық коэффициенттер) әрекеттесетін болса, ерітінді түзгенде олар кез-келген мөлшерде араласады. Бұл жағдай әдетте физикалық процеске тән. Сонымен қатар ерітіндінің қасиеттері көбінесе аддитивті өзгереді. Бұл жағдай еретінді қасиеттерін ерітіндідегі бөлшектердің санына тәуелді екендігінң белгісі. Сөйтіп ерітінділердің түзілуін физикалық тұрғыдан да қарастыруға болады.

Көп жағдайларда ерітінділер түзілгенде жылу бөлініп не жылу сіңірілуі, олардың қасиеттерінің аддитивтіліктен ауытқуы ерітіндіге химиялық тұрғыдан қарауды қажет етеді. Осыған байланысты Менделеев ерітінділердің химиялық теориясын ұсынды, яғни заттар араласып ерітінді түзгенде олар өзара химиялық әрекеттесуге түседі. Және Менделеев қөзқарасы бойынша ерітіндіде өтетін процестер болып, олар массалар әрекетесу заңына бағынады. Ерітінді ең кемінде екі компоненттен тұрады, олардың біреуі еріткіш ретінде алынады. Еріткіш болып мөлшері артық компонент саналады. Ал егер ерітіндіде қатты, газ немесе сұйық затт ерітілген болса, еріткіш ретінде агрегаттық күйі түзілген ерітінді күйімен бірдей компонент алынады. Бірақ термодинамикалық тұрғыдан қарағанда ерітіндідегі компоненттердің бәрі тең бағалы, сондықтан еріген зат немесе еріткіш дейтін ұғымдар тек шартты түрде қолданылады. Ерітіндіде компоненттердің мөлшері әртүрлі өлшемдермен беріледі, соған байланысты ерітіндінің құрамы мольдік үлестермен не молярлық концентрациялармен т.б. берілуі мүмкін. Төмендегі кестеде ерітінді концентрациясының әртүрлі өлшем бірліктерінің арасындағы байланыстар берілген.

	m	c	x	M
m	m=m	m=
c		c=c
x			x=x
m				M=M
Концентрация: m – молялдық (1000г еріткіштегі ерітілген заттың моль саны); с – молярлық (1г ерітіндіде ерітілген заттың моль саны); х – ерітілген заттың мольдік үлесі; М – массалық үлес, % (100г ерітіндідегі еріген заттың граммен алынған массасы)

µ – еріген заттың молекулалық массасы; µ_е – еріткіштің молекулалық массасы; - ерітіндінің тығыздығы.

Ерітінділер теориясын дамытуға Қазақстан ғалымы академик М.С. Усанович көп үлес қосты. Ол ерітінділердің идеал ерітінді болуы концентрацияға тәуелді емес және де өте сұйытылған ерітінділер де идеалдықтан ауытқуы мүмкін деп тапты. Идеалдықтан ауытқу ерітінділерде өтетеін процестерге байланысты. Оларға ассоциация, диссоциация, химиялық қосылыс түзілу, коиплексті қосылыс түзілу, т.б. процестер жатады. Егер ерітінді түзетін компоненттердің арасында мұндай процестер өтпесе концентірлі ерітінділер де идеал ерітінділердің заңдарына бағынады деді.