Mavzu: kirish. Termodinamikaning birinchi qonuni. Entalpiya. Termokimyo

Nazorat savollari:
1. Oksidlanish potensiali deganda nimani tushunasiz?
2. Misning standart elektrod potensiali nechaga teng?
3. Galvanik element tushunchasini qanday izohlaysiz?

15 – MAVZU: KUCHLI ELEKTROLITLARNING FAOLLIGI
Elektrolitlar haqida tushuncha. 1887-yilda ilmiy jurnallardan birida Arreniusning “Suvda erigan moddalar dissotsiatsiyasi” degan maqolasi bosilib chiqdi. Arrenius bu maqolasida eritmalarning elektr o‘tkazuvchanligi ustida qilgan o‘z tekshirishlarining natijalarini ko‘rsatib, eritmalarning elektr o‘tkazish xususiyati bilan o‘sha eritmalarning Raul hamda Vant-Goff qonunlariga bo‘ysunmasligi o‘rtasida yaqin bog‘lanish borligiga e’tibor berdi.
Arrenius eritma elektr o‘tkazuvchanligini o‘lchab, uning osmotik bosimi qiymatini, demak, ayni eritma uchun tuzatish koeffisiyentini hisobladi.
Eritmalari yoki suyuqlanmalari elektr tokini o‘tkazuvchi moddalar elektrolitlar deyiladi.
Eritmasi yoki suyuqlanmasi elektr tokini o‘tkazmaydigan moddalar noelektrolitlar deyiladi.
Asos, kislota va tuzlarni elektrolitlarga misol bo‘ladi. Elektrolitlarning elektr o‘tkazuvchanligi ularning molekulalarini musbat va manfiy zaryadlangan ionlarga ajralishiga bog‘liq.
Shved olimi S. Arrenius elektrolitlarning xossalarini o‘rganib (1887 yil) quyidagi xulosalarga keldi:
Elektrolitlar suvdagi eritmalarida yoki suyuqlanmalarida musbat va manfiy ionlarga dissotsillanadi.
Bu jarayon suvda erigan moddaning kristall panjara tugunlaridagi ionlar yoki kuchli qutblangan kovalent bog‘lanishli molekulalarning suvning qutbli molekulalari (dipollari) ta’sirida parchalanishi bilan tushuntiriladi. Qattiq moddalar suyuqlantirilganda esa bu jarayon fizik ta’sir – issiqlik energiya vositasida sodir bo‘ladi. Musbat zaryadlangan ionlar kationlar, manfiy zaryadlangan ionlar anionlar deyiladi. Ionlarning uzluksiz harakati elektr tokini o‘tkazishga sabab bo‘ladi. Elektrolit ionlarga ajralganda bitta molekuladan ikki va undan ortiq ion hosil bo‘lishi natijasida eritmadagi zarrachalarning umumiy soni ortadi.
Arrenius o‘z nazariyasiga asoslanib kislota va asoslarni ta’riflaydi. Arrenius nazariyasiga muvofiq suvda eriganda vodorod ionlarini ajratadigan elektrolitlar kislotalar deb ataladi. Eritmada vodorod ionlarining konsentratsiyasi qanchalik yuqori bo‘lsa, kislota shunchalik kuchli bo‘ladi. Suvda eriganda gidroksil ionlarini ajratadigan elektrilitlar asoslar deb ataladi.
1891-yilda I.A. Kablukov dissotsilanish jarayoniga D.I.Mendeleevning gidratlar nazariyasi asosida qarab, erigan modda ionlari erituvchi molekulalari bilan kimyoviy birikib, ionlarning gidratlarini hosil qiladi degan xulosaga keldi. Shu bilan birga I.A. Kablukov Arrenius nazariyasining suvdagi eritmalar bilangina cheklanishini kuzatdi. Agar modda uchun muvofiq erituvchi tanlansa, suvda noelektrolit bo‘lgan modda bunday erituvchida elektr tokini o‘tkazuvchan bo‘lishi mumkin.
Elektrolitlarning eritmalaridagi ionlar suv molekulalari bilan kimyoviy qo‘shilishi, ya’ni gidratlanishi sababli ko‘pchilik elektrolitlar sucdagi eritmalaridan kristallogidratlar holida ajralib chiqadi: gidratlanish tufayli ionlar o‘zaro birikib, molekulalar hosil qilishi qiyinlashadi, ionni qurshab olgan suv molekulalari musbat va manfiy ionlarning bir-biri bilan birikishiga halal beradi, chunki suv elektrostatik tortishuv kuchini vakuumga nisbatan deyarli 80 marta zaiflashtiradi. Agar molekuladagi bog‘lanish salmog‘i ortsa, dissotsilanish jataryoni ancha sust bo‘lib o‘ng tomonga chuqur bormaydi, ya’ni teskari tomon boradigan assotsilanish jarayonlari disotsillanishga nisbatan chuqurroq bo‘ladi. Gidratlanish hodisasi eritmalarning elektr o‘tkazuvchanligiga ham ta’sir etadi. Masalan, litiy ioni (Li⁺) kichik radiusli bo‘lgani uchun u ko‘proq suv molekulalari bilan gidratlanadi: gidratlangan ionning eritmadagi harakat tezligi susayib (massasi kattalashgani tufayli) ketadi. Shu sababli LiCl eritmasining elektr o‘tkazuvchanligiga nisbatan kam bo‘ladi. Gidratlanish jarayoni eritmalar rangiga ham ta’sir ko‘rsatadi.
Kuchli va kuchsiz elektrolitlar. Molekulalari hatto suyultirilgan eritmalarda ham oz darajada dissotsillanadigan elektrolitlar kuchsiz elektrolitlar deb ataladi. Ularga ba’zi kislotalar (masalan, sirka, sianid, karbonat kislotalar va hokazo), ba’zi asoslar (masalan ammoniy gidroksid, organik asoslar va hokazo) va ba’zi tuzlar (masalan, Hg(CN)₂, HgCl, Fe(SCN)₃ FeF₃ va hokazo) kiradi.
Kuchsiz elektrolit eritmalarining solishtirma elektr o‘tkazuvchanligi eritmadagi ionlar soniga bog‘liq; kuchsiz elektrolitlarning dissotsilanish jarayoni uchun massalar ta’siri qonunini qo‘llash mumkin. Arrenius nazariyasi ham kuchsiz elektrolitlarning eritmalarigagina tatbiq etiladi.
Har xil konsentratsiyadagi eritmalarda ham sezilarli darajada yaxshi dissotsilanadigan birikmalar kuchli elektrolitlar deb ataladi. Ularning dissotsillanish darajalari 100 foizga yaqinlashishi mumkin. Kuchli elektrolitlarga deyarli barcha tuzlar, kuchli kislota va kuchli asoslar kiradi. Kuchli elektrolitlarning eritmalaridagi ionlar miqdori ko‘p bo‘lganligi sababli ular orasidagi ionlararo tortishuv kuchlari ham sezilarli bo‘ladi.
Arrenius nazariyasi kuchli elektrolitlarga tatbiq etilmaydi. Atom tuzilishi va kristall panjaralarining (turlari) aniqlangandan keyin 1920 yilda Arrenius nazariyasiga bir necha qo‘shimcha kiritishga to‘g‘ri keldi. So‘ngra kuchli elektrolitlar nazariyasi yaratildi. Bu nazariyaga muvofiq moddalar suvda eriganda ionlarga to‘liq ajraladi. Masalan, osh tuzi eritmasida, faqat Na⁺ va Cl^- ionlari bo‘lib, NaCl molekulalari bo‘lmaydi. Binobarin osh tuzi eritmada 100 foiz dissotsilangan bo‘lishi kerak. Kuchli elektrolitlar uchun dissotsilanish darjasi degan tushuncha o‘z ma’nosini yo‘qotadi, chunki kuchli elektrolitlarning eritmalarida dissotsillanmagan molekullar bo‘lmaydi. Lekin tajribada NaCl ning 0,1 n eritmasi uchun a = 86% ekanligi aniqlangan. Agar eritmaning konsentratsiyasi oshirilsa a ning qiymati kamayadi.
Demak, kuchli elektrolitlarning tajribada topilgan dissotsilanish darajasi Arrenius nazariyasi asosida ham va to‘la dissotsilanish nazariyasi asosida ham hisoblab topilgan qiymatdan farq qiladi. Kuchli elektrolitlarning dissotsillanish darajasi deganda, tajribada topiladigan qiymat, boshqacha aytganda, effektiv dissotsilanish darajasini tushunishimiz kerak.
Kislota, asos va tuzlarning dissotsilanishi. Eritmada vodorod kationi (H⁺) va kislota qoldig‘i anioniga dissotsillanuvchi birikmalar kislotalar deyiladi.
Masalan, nitrat kislotaning dissotsilanishi: