Լուծման փուլ ՝ նյութերի ավելի բարձր կոնցենտրացիայով: Նյութերի փուլային վիճակները

Այս թեման ուսումնասիրելու արդյունքում դուք կսովորեք. Ինչու են լուծումները միջանկյալ դիրք զբաղեցնում խառնուրդների և քիմիական միացությունների միջև: Ո՞րն է տարբերությունը նոսրացրածից հագեցած լուծույթի և խիտ լուծույթից հագեցած լուծույթի միջև: Իոնային հավասարումներ կազմելիս ինչ կանոններ պետք է պահպանել: Ինչու է փոխվում միջավայրի արձագանքը (չեզոքից թթվային կամ ալկալային), երբ որոշ աղեր լուծվում են ջրում: Այս թեման ուսումնասիրելու արդյունքում դուք կսովորեք. Կազմիր իոնափոխանակման ռեակցիայի հավասարումները: Աղի հիդրոլիզի համար կազմեք իոնային ամբողջական և կրճատված հավասարումներ: Կանխատեսել միջավայրի արձագանքը աղի լուծույթներում: Լուծումներ լուծեք լուծումների խտությունը որոշելու համար: Ուսումնասիրության հարցեր.

9.1. Լուծումները և դրանց դասակարգումը

Լուծումները կոչվում են միատարր համակարգեր, որոնցում մեկ նյութ տարածվում է մյուս (այլ) նյութերի միջավայրում:

Լուծումները կազմված են վճարունակից և լուծույթից (ներ) ից: Այս հասկացությունները պայմանական են: Եթե \u200b\u200bլուծույթների բաղադրիչ նյութերից մեկը հեղուկ է, իսկ մյուսները գազեր կամ պինդ նյութեր են, ապա հեղուկը սովորաբար համարվում է վճարունակ: Այլ դեպքերում ամենամեծ բաղադրիչը համարվում է վճարունակ:

Գազային, հեղուկ և պինդ լուծույթներ

Կախված ագրեգացման վիճակից տարբերվում է վճարունակ գազային, հեղուկ և պինդ լուծումներ Գազային լուծույթ է, օրինակ, օդը և այլ գազային խառնուրդներ: Seaովի ջուրը ջրի մեջ տարբեր աղերի և գազերի ամենատարածված հեղուկ լուծույթն է: Շատ մետաղական համաձուլվածքներ պատկանում են պինդ լուծույթներին:

Ueշմարիտ և կոլոիդային լուծումներ

Ըստ ցրման աստիճանի տարբերակել իրական և կոլոիդային լուծումներ (կոլոիդային համակարգեր): Երբ իրական լուծումներ են առաջանում, լուծված նյութը լուծիչի մեջ է ՝ ատոմների, մոլեկուլների կամ իոնների տեսքով: Նման լուծույթներում մասնիկների չափը 10–7 - 10 –8 սմ է: Կոլոիդային լուծույթները տարասեռ համակարգեր են, որոնցում մի նյութի (ցրված փուլ) մասնիկները համաչափ բաշխվում են մեկ այլում (ցրման միջավայր): Dispրված համակարգերում մասնիկների չափը տատանվում է 10 –7 սմ – ից մինչև 10 –3 սմ և ավելի: Հարկ է նշել, որ այստեղ և այսուհետ, մենք ամեն տեղ կքննարկենք իրական լուծումները:

Չհագեցած, հագեցած և գերհագեցած լուծումներ

Լուծարման գործընթացը կապված է դիֆուզիայի հետ, այսինքն ՝ մեկ նյութի մասնիկների ինքնաբուխ բաշխման հետ մեկ այլ նյութի մասնիկների միջև: Այսպիսով, հեղուկների մեջ իոնային կառուցվածքով պինդ նյութերի լուծարման գործընթացը կարող է ներկայացվել հետևյալ կերպ. Վճարունակի ազդեցության տակ ոչնչացվում է պինդ նյութի բյուրեղային ցանցը, և իոնները հավասարաչափ բաշխվում են լուծիչի ողջ ծավալում: Լուծումը կմնա չհագեցած մինչև որևէ այլ նյութ կարողանա անցնել դրա մեջ:

Լուծում, որում նյութն այլևս չի լուծվում տվյալ ջերմաստիճանում, այսինքն. կոչվում է լուծույթ, որը հավասարակշռության մեջ է լուծված նյութի պինդ փուլի հետ հագեցած. Տվյալ նյութի լուծելիությունը հավասար է հագեցած լուծույթում դրա կոնցենտրացիային: Խստորեն սահմանված պայմաններում (ջերմաստիճան, վճարունակ) լուծելիությունը կայուն արժեք է:

Եթե \u200b\u200bնյութի լուծելիությունը մեծանում է ջերմաստիճանի բարձրացման հետ, ապա ավելի բարձր ջերմաստիճանում հագեցած լուծույթը հովացնելով, կարելի է ստանալ գերհագեցած լուծում, այսինքն. այդպիսի լուծույթ, այն նյութի կոնցենտրացիան, որի մեջ ավելի բարձր է, քան հագեցած լուծույթի կոնցենտրացիան (տվյալ ջերմաստիճանում և ճնշման տակ): Գերհագեցած լուծումները շատ անկայուն են: Նավի աննշան ցնցումը կամ լուծույթի մեջ նյութի բյուրեղների ներմուծումը լուծույթի մեջ առաջացնում է լուծույթի ավելցուկի բյուրեղացում, իսկ լուծույթը հագեցվում է:

Նոսրացված և խիտ լուծույթներ

Չհագեցած և հագեցած լուծույթները չպետք է շփոթել նոսրացված և խիտ լուծույթների հետ: Նոսրացված և կենտրոնացված լուծույթների հասկացությունները հարաբերական են և դրանց միջև հստակ սահման չկա: Դրանք որոշում են լուծիչի և լուծիչի քանակի միջև հարաբերակցությունը: Ընդհանուր առմամբ, նոսր լուծույթները փոքր քանակությամբ լուծիչ պարունակող լուծույթներ են, համեմատած լուծիչի, խիտ լուծույթների քանակի հետ բարձր պարունակություն լուծվող նյութ:

Օրինակ, եթե 20 o ջերմաստիճանում 100 գ ջրում լուծվում է 25 գ NaCl, արդյունքում լուծույթը կկենտրոնանա, բայց չհագեցած, քանի որ 20 o C ջերմաստիճանում նատրիումի քլորիդի լուծելիությունը 36 գ է 100 գ ջրի մեջ: AgI- ի առավելագույն զանգվածը, որը 20 o C- ով լուծվում է 100 գ H 2 O- ում, 1,3 · 10–7 գ է: Այս պայմաններում ստացված AgI լուծույթը կլինի հագեցած, բայց շատ նոսր:

9.2. Լուծումների ֆիզիկական և քիմիական տեսություն; լուծարման ժամանակ ջերմային երեւույթները

Ֆիզիկական տեսություն լուծումներն առաջարկել են W. Ostwald- ը (Գերմանիա) և S. Arrhenius- ը (Շվեդիա): Այս տեսության համաձայն, լուծիչի և լուծիչի մասնիկները (մոլեկուլներ, իոններ) ցրման գործընթացների շնորհիվ հավասարաչափ բաշխվում են լուծույթի ծավալով: Այս դեպքում լուծիչի և լուծվող նյութի միջև քիմիական փոխազդեցություն չկա:

Քիմիական տեսություն առաջարկվել է Դ.Ի. Մենդելեեւը: Ըստ Դ.Ի. Մենդելեևը լուծիչի և լուծիչի մոլեկուլների միջև քիմիական փոխազդեցություն է տեղի ունենում լուծիչի անկայուն, փոխակերպող միացությունների առաջացման հետ `լուծիչի` լուծիչների հետ:

Ռուս գիտնականներ Ի.Ա. Կաբլուկովը և Վ.Ա. Կիստյակովսկին համատեղեց Օստվալդի, Արրենիուսի և Մենդելեևի գաղափարները ՝ դրանով հիմք դնելով լուծումների ժամանակակից տեսությանը: Modernամանակակից տեսության համաձայն, լուծույթի մեջ կարող են գոյություն ունենալ ոչ միայն լուծիչի և լուծիչի մասնիկներ, այլ նաև լուծիչի ֆիզիկականաքիմիական փոխազդեցության արտադրանքներ `լուծիչով` լուծիչներով: Լուծում է Փոփոխական կազմի անկայուն միացություններ են: Եթե \u200b\u200bլուծիչը ջուր է, դրանք կոչվում են հիդրատներ... Սոլվատները (հիդրատները) առաջանում են իոն-դիպոլային, դոնոր-ընդունիչ փոխազդեցությունների, ջրածնային կապերի առաջացման և այլնի շնորհիվ: Օրինակ, երբ NaCl- ը լուծվում է ջրում, իոն-դիպոլի փոխազդեցություն է տեղի ունենում Na +, Cl - իոնների և վճարունակ մոլեկուլների միջև: Ամոնիակի հիդրատի առաջացումը, երբ այն ջրի մեջ լուծվում է, տեղի է ունենում ջրածնային կապերի առաջացման պատճառով:

Հիդրացված ջուրը երբեմն այնքան ամուր է կապվում լուծված նյութի հետ, որ դրա հետ միասին դուրս է գալիս լուծույթից: Molecրի մոլեկուլներ պարունակող բյուրեղային նյութերը կոչվում են բյուրեղային հիդրատներ, և ջուրը, որը նման բյուրեղների մաս է, կոչվում է բյուրեղացում... Բյուրեղային հիդրատների օրինակներն են պղնձի սուլֆատ CuSO 4 5H 2 O, կալիումի շիլ KAl (SO 4) 2 12H 2 O:

Heերմային էֆեկտները լուծարման արդյունքում

Անհատական \u200b\u200bվիճակից լուծույթ անցնելու ընթացքում նյութերի կառուցվածքի փոփոխության արդյունքում, ինչպես նաև շարունակական փոխազդեցությունների արդյունքում համակարգի հատկությունները փոխվում են: Դա, մասնավորապես, նշվում է լուծարման ջերմային էֆեկտներով: Լուծարման ընթացքում տեղի է ունենում երկու գործընթաց `լուծիչի կառուցվածքի ոչնչացում և լուծիչի մոլեկուլների փոխազդեցություն լուծիչի մոլեկուլների հետ: Լուծույթի փոխազդեցությունը լուծիչի հետ կոչվում է լուծում: Էներգիան ծախսվում է լուծված նյութի կառուցվածքի ոչնչացման վրա, իսկ լուծված նյութի մասնիկների փոխազդեցությունը լուծիչի մասնիկների հետ (լուծում) էկզոթերմիկ գործընթաց է (այն զուգորդվում է ջերմության արտանետման հետ): Այսպիսով, լուծարման գործընթացը կարող է լինել էկզոթերմիկ կամ էնդոթերմիկ ՝ կախված այդ ջերմային էֆեկտների հարաբերակցությունից: Օրինակ, երբ ծծմբաթթուն լուծվում է, նկատվում է լուծույթի ուժեղ տաքացում, այսինքն. ջերմության արտանետումը, իսկ կալիումի նիտրատի լուծարման դեպքում `լուծույթի ուժեղ հովացումը (էնդոթերմային գործընթաց):

9.3. Լուծելիությունը և դրա կախվածությունը նյութերի բնույթից

Լուծելիությունը լուծումների առավել ուսումնասիրված հատկությունն է: Տարբեր լուծիչների նյութերի լուծելիությունը լայնորեն տատանվում է: Աղյուսակ 9.1-ը ցույց է տալիս որոշ նյութերի լուծելիությունը ջրի մեջ և աղյուսակում: 9.2 - կալիումի յոդիդի լուծելիություն տարբեր լուծիչներում:

Աղյուսակ 9.1

Oրի մեջ որոշ նյութերի լուծելիություն 20 o С- ով

Նյութ		Նյութ	Լուծելիություն, գ 100 գ H 2 O- ի համար

Աղյուսակ 9.2

Կալիումի յոդիդի լուծելիությունը տարբեր լուծիչներում 20 o С- ով

Լուծելիությունը կախված է լուծիչի և լուծիչի բնույթից, ինչպես նաև արտաքին պայմաններից (ջերմաստիճան, ճնշում): Ներկայումս օգտագործվող որոնման աղյուսակներում առաջարկվում է դասակարգել նյութերը բարձր լուծելի, փոքր լուծելի և անլուծելի: Այս բաժանումը ամբողջովին ճիշտ չէ, քանի որ բացարձակապես չլուծվող նյութեր չկան: Նույնիսկ արծաթը և ոսկին լուծելի են ջրի մեջ, բայց դրանց լուծելիությունը չափազանց ցածր է: Հետեւաբար, այս ուղեցույցում մենք կօգտագործենք միայն երկու կատեգորիայի նյութեր. լավ լուծելի և վատ լուծվող... Վերջապես, «հեշտ» և «դժվար» լուծելի հասկացությունները կիրառելի չեն լուծելիության մեկնաբանման համար, քանի որ այս տերմինները բնութագրում են լուծարման գործընթացի կինետիկան, այլ ոչ թե դրա ջերմոդինամիկան:

Լուծելիության կախվածությունը լուծիչի և լուծիչի բնույթից

Ներկայումս չկա մի տեսություն, որով կարելի էր ոչ միայն հաշվարկել, այլև կանխատեսել լուծելիությունը: Դա պայմանավորված է լուծումների ընդհանուր տեսության բացակայությամբ:

Հեղուկների մեջ պինդ նյութերի լուծելիություն կախված է դրանց բյուրեղային ցանցերում կապի տեսակից: Օրինակ ՝ ատոմային բյուրեղային ցանցերով նյութերը (ածխածին, ադամանդ և այլն) ջրի մեջ մի փոքր լուծելի են: Իոնային բյուրեղային ցանցով նյութերը, որպես կանոն, շատ լուծելի են ջրում:

Լուծունակության ուսումնասիրության դարավոր փորձից հաստատված կանոնն ասում է. «Նմանը լավ է լուծվում նմանների մեջ»: Իոնային կամ բեւեռային տիպի կապով նյութերը լավ են լուծվում բեւեռային լուծիչներում: Օրինակ ՝ աղերը, թթուները, սպիրտները հեշտությամբ լուծվում են ջրում: Միևնույն ժամանակ, ոչ բևեռային նյութերը, որպես կանոն, լավ են լուծվում ոչ բևեռային լուծիչներում:

Անօրգանական աղերը բնութագրվում են ջրի տարբեր լուծելիությամբ:

Այսպիսով, ալկալիական մետաղի և ամոնիումի աղերի մեծ մասը հեշտությամբ լուծվում են ջրում: Լավ լուծվող նիտրատներ, նիտրիտներ և հալոգեններ (բացառությամբ արծաթի, սնդիկի, կապարի և թալիումի հալոգեններ) և սուլֆատներ (բացառությամբ ալկալային մետաղների, արծաթի և կապարի սուլֆատների): Անցումային մետաղներին բնութագրվում է դրանց սուլֆիդների, ֆոսֆատների, կարբոնատների և որոշ այլ աղերի մի փոքր լուծելիություն:

Հեղուկների մեջ գազերի լուծելիությունը նույնպես կախված է դրանց բնույթից: Օրինակ ՝ 100 o ջրի մեջ 20 o C ջերմաստիճանում լուծվում է 2 ծավալ ջրածին, 3 ծավալ թթվածին: Նույն պայմաններում H 2 O- ի 1 հատորում լուծվում է 700 հատ ամոնիակ: NH 3-ի նման բարձր լուծելիությունը կարելի է բացատրել ջրի հետ քիմիական փոխազդեցությամբ:

Temperatureերմաստիճանի ազդեցությունը գազերի, պինդ նյութերի և հեղուկների լուծելիության վրա

Երբ գազերը լուծվում են ջրում, ջերմությունը ազատվում է լուծված գազի մոլեկուլների խոնավացման պատճառով: Հետեւաբար, համաձայն Le Chatelier- ի սկզբունքի, ջերմաստիճանի բարձրացման հետ մեկտեղ գազերի լուծելիությունը նվազում է:

Peratերմաստիճանը տարբեր եղանակներով ազդում է ջրի մեջ պինդ նյութերի լուծելիության վրա: Շատ դեպքերում, պինդ նյութերի լուծելիությունն աճում է ջերմաստիճանի բարձրացման հետ մեկտեղ: Օրինակ ՝ NaNO 3 նատրիումի նիտրատի և KNO 3 կալիումի նիտրատի լուծելիությունը մեծանում է տաքացման հետ (լուծարման գործընթացն ընթանում է ջերմության կլանմամբ): NaCl- ի լուծելիությունն աննշանորեն մեծանում է ջերմաստիճանի բարձրացման հետ, ինչը կապված է նատրիումի քլորիդի տարրալուծման գրեթե զրոյական ջերմային ազդեցության հետ: Slaրի մեջ մանրացված կրաքարի լուծելիությունը նվազում է ջերմաստիճանի բարձրացման հետ, քանի որ խոնավացման էնթալպիան գերակշռում է ոչնչացման Δ H արժեքից բյուրեղային ցանց այս կապը, այսինքն. Ca (OH) 2-ի լուծարման գործընթացը էկզոթերմիկ է:

Շատ դեպքերում, ջերմաստիճանի բարձրացման հետ մեկտեղ հեղուկների փոխադարձ լուծելիությունը նույնպես մեծանում է:

Pressureնշման ազդեցությունը գազերի, պինդ նյութերի և հեղուկների լուծելիության վրա

Theնշումը գործնականում չի ազդում հեղուկների մեջ պինդ և հեղուկ նյութերի լուծելիության վրա, քանի որ լուծարման արդյունքում ծավալի փոփոխությունը փոքր է: Երբ գազային նյութերը լուծվում են հեղուկի մեջ, համակարգի ծավալը նվազում է. Հետևաբար, ճնշման բարձրացումը հանգեցնում է գազերի լուծելիության բարձրացմանը: Ընդհանուր առմամբ, գազերի լուծելիության կախվածությունը ճնշումից ենթարկվում է w. Henry- ի օրենքը (Անգլիա, 1803): Գազի լուծելիությունը հաստատուն ջերմաստիճանում ուղղակիորեն համամասնական է հեղուկից բարձր ճնշմանը.

Հենրիի օրենքը գործում է միայն գազերի ցածր ճնշման դեպքում, որոնց լուծելիությունը համեմատաբար ցածր է և պայմանով, որ լուծվող գազի մոլեկուլների և լուծիչի միջև քիմիական փոխազդեցություն չկա:

Օտարերկրյա նյութերի ազդեցությունը լուծելիության վրա

Inրի մեջ այլ նյութերի (աղեր, թթուներ և ալկալիներ) առկայության դեպքում գազերի լուծելիությունը նվազում է: Գազային քլորի լուծելիությունը նատրիումի քլորիդի հագեցած ջրային լուծույթում 10 անգամ պակաս է: Պարզ ջրի մեջ:

Աղերի առկայության դեպքում լուծելիության նվազման ազդեցությունը կոչվում է աղի դուրս... Լուծելիության նվազումը պայմանավորված է աղերի խոնավացմամբ, որն առաջացնում է ազատ ջրի մոլեկուլների քանակի նվազում: Molecրի մոլեկուլները, որոնք կապված են էլեկտրոլիտի իոնների հետ, այլևս լուծիչ չեն այլ նյութերի համար:

9.4. Լուծումների կենտրոնացում

Լուծումների կազմը թվային արտահայտման տարբեր եղանակներ կան ՝ լուծվածի զանգվածային բաժին, մոլարություն, տիտր և այլն:

Massանգվածային կոտորակ Լուծված նյութի զանգվածի m- ի և ամբողջ լուծույթի զանգվածի հարաբերությունն է: Լուծանյութից և լուծիչից բաղկացած երկուական լուծույթի համար.

որտեղ ω- ը լուծվածի զանգվածային մասն է, m- ը `լուծվածի զանգվածը, M- ը` լուծիչի զանգվածը: Massանգվածային մասն արտահայտվում է մեկի կամ տոկոսի կոտորակներով: Օրինակ ՝ ω \u003d 0,5 կամ ω \u003d 50%:

Պետք է հիշել, որ միայն զանգվածն է հավելանյութի ֆունկցիա (ամբողջի զանգվածը հավասար է բաղադրիչների զանգվածների հանրագումարին): Լուծման ծավալը չի \u200b\u200bենթարկվում այս կանոնին:

Մոլի համակենտրոնացում կամ մոլարություն Լուծույթի քանակը 1 լիտր լուծույթի մեջ է.

որտեղ C- ը X լուծույթի մոլային կոնցենտրացիան է, մոլ / լ; n է լուծված նյութի քանակը, մոլ; V- ը լուծույթի ծավալն է, լ.

Մոլային կոնցենտրացիան նշվում է թվով և «M» տառով, օրինակ ՝ 3M KOH: Եթե \u200b\u200b1 լիտր լուծույթ պարունակում է 0,1 մոլ նյութ, ապա այն կոչվում է դեկիմոլար, 0,01 մոլ ՝ ցենտիմոլար, 0,001 մոլ ՝ միլիմոլար:

Վերնագիր 1 մլ լուծույթի մեջ պարունակվու՞մ է լուծվող գրամի քանակը, այսինքն.

որտեղ T- ը լուծվող նյութի Titer է, գ / մլ; m է լուծված նյութի զանգվածը, g; V- ը լուծույթի ծավալն է, մլ:

Լուծվող նյութի մոլային բաժին - անչափ մեծություն, հավասար է լուծվող նյութի n- ի լուծույթի n- ի և լուծիչի n- ի ընդհանուր քանակին »:

,

որտեղ N- ը լուծվածի մոլային մասն է, n- ը լուծվածի քանակ է, մոլ; n »- վճարունակ նյութի քանակը, մոլ:

Մոլի տոկոսը համապատասխան մասն է ՝ բազմապատկած 100% -ով:

9.5 Էլեկտրոլիտային դիսոցացիա

Նյութերը, որոնց մոլեկուլները լուծույթներում կամ ամբողջությամբ կամ մասամբ հալվում են իոնների, կոչվում են էլեկտրոլիտներ: Էլեկտրոլիտային լուծույթներն ու հալվածները փոխանցում են էլեկտրական հոսանքը:

Այն նյութերը, որոնց լուծույթներում կամ հալվածքում մոլեկուլները չեն քայքայվում իոնների և չեն փոխանցում էլեկտրական հոսանք, կոչվում են ոչ էլեկտրոլիտ:

Էլեկտրոլիտները ներառում են անօրգանական թթուների, հիմքերի և գրեթե բոլոր աղերի մեծ մասը, ոչ էլեկտրոլիտները ՝ շատ օրգանական միացություններօրինակ ՝ ալկոհոլներ, եթերներ, ածխաջրեր և այլն:

1887 թվականին շվեդ գիտնական Ս. Արրենիուսը առաջ քաշեց էլեկտրոլիտային դիսոցացիայի վարկած, համաձայն որի ՝ էլեկտրոլիտների լուծարումը ջրում հանգեցնում է դրանց քայքայմանը դրական և բացասական լիցքավորված իոնների:

Դիսոցացիան հետադարձելի գործընթաց է. Դիսոցիացիային զուգահեռ տեղի է ունենում իոնների (ասոցիացիա) համատեղման հակադարձ գործընթաց: Հետեւաբար, էլեկտրոլիտների դիսոցիացիայի արձագանքի հավասարումները գրելիս, հատկապես խտացված լուծույթներում, դրանք դնում են շրջելիության նշանը: Օրինակ, կալիումի քլորիդի դիսոցիացիան խիտ լուծույթում պետք է գրվի հետևյալ կերպ.

KS1 K + + C1 -.

Եկեք քննարկենք էլեկտրոլիտային դիսոցացիայի մեխանիզմը: Իոնային կապի տիպ ունեցող նյութերը առավել հեշտությամբ բաժանվում են բևեռային լուծիչներում: Երբ դրանք լուծվում են, օրինակ, ջրի մեջ, բևեռային H2O մոլեկուլները գրավում են իրենց դրական բևեռները դեպի անիոնները, իսկ բացասական բևեռները ՝ կատիոնները: Արդյունքում իոնների միջեւ կապը թուլանում է, և էլեկտրոլիտը բաժանվում է հիդրացված իոնների, այսինքն. իոնները, կապված ջրի մոլեկուլների հետ: Նմանապես, կովալենտային բևեռային կապով (HC1, HBr, H 2 S) մոլեկուլների կողմից առաջացած էլեկտրոլիտները բաժանվում են:

Այսպիսով, իոնների խոնավացումը (լուծումը) դիսոցացիայի հիմնական պատճառն է: Այժմ ընդհանուր առմամբ ընդունված է, որ իոնների մեծ մասը ջրավորված են ջրային լուծույթում: Օրինակ ՝ H + ջրածնի իոնը կազմում է H3O + բաղադրության հիդրատ, որը կոչվում է հիդրոնիումի իոն: Բացի H 3 O + - ից, լուծույթը պարունակում է նաև իոններ H 5 O 2 + (H 3 O + H 2 O), H 7 O 3 + (H 3 O + 2H 2 O) և H 9 O 4 + (H 3 O + 3H 2 O): Դիսոցիացիայի գործընթացների հավասարումներ կազմելիս և իոնային տեսքով ռեակցիաների հավասարումները գրելիս `գրությունը պարզեցնելու համար, հիդրոնիումի իոն H 2 O + սովորաբար փոխարինվում է անջուր H + իոնով: Այնուամենայնիվ, պետք է հիշել, որ այս փոխարինումը կամայական է, քանի որ պրոտոնը չի կարող գոյություն ունենալ ջրային լուծույթներում, քանի որ ռեակցիան ընթանում է գրեթե ակնթարթորեն.

H + + H 2 O \u003d H 3 O +:

Քանի որ հիդրացված իոնների հետ կապված ջրի մոլեկուլների ճշգրիտ թիվը հաստատված չէ, դիսոցացիայի ռեակցիայի հավասարումները գրելիս օգտագործվում են ոչ հիդրացված իոնների խորհրդանիշները.

CH3COOH CH3COO - + H +:

9.6. Դիսոցացիայի աստիճան; կապված և ոչ ասոցացված էլեկտրոլիտներ

Լուծույթի մեջ էլեկտրոլիտի իոնների բաժանման քանակական բնութագիրը դիսոցացիայի աստիճանն է: Դիսոցիացիայի աստիճանը α- ն է `իոնների մեջ քայքայված մոլեկուլների քանակի հարաբերակցությունը N- ի լուծարված մոլեկուլների ընդհանուր թվին

Դիսոցացիայի աստիճանը արտահայտվում է որպես միավորի տոկոս կամ բաժին: Եթե \u200b\u200bα \u003d 0, ապա տարանջատում չկա, իսկ եթե α \u003d 1, ապա էլեկտրոլիտը ամբողջությամբ քայքայվում է իոնների: Լուծումների տեսության ժամանակակից հասկացությունների համաձայն, էլեկտրոլիտները բաժանվում են երկու խմբի ՝ ասոցացված (թույլ) և ոչ ասոցացված (ուժեղ):

Նոսր լուծույթներում ոչ ասոցացված (ուժեղ) էլեկտրոլիտների համար α \u003d 1 (100%), այսինքն. լուծույթներում դրանք գոյություն ունեն բացառապես հիդրացված իոնների տեսքով:

Ասոցացված էլեկտրոլիտները կարելի է մոտավորապես բաժանել երեք խմբի.

թույլ էլեկտրոլիտներ լուծույթներում գոյություն ունեն հիմնականում չբաշխված մոլեկուլների տեսքով. նրանց տարանջատման աստիճանը ցածր է.

իոնային գործընկերներ լուծույթներում առաջացել է իոնների էլեկտրաստատիկ փոխազդեցության արդյունքում. ինչպես նշվեց վերևում, ասոցիացիան տեղի է ունենում ջրահեռացման էլեկտրոլիտների կենտրոնացված լուծույթներում. գործընկերների օրինակներն են իոնային զույգեր (K + Cl -, CaCl +), իոնային թեյեր (K 2 Cl +, KCl 2 -) և իոնային քառապատկեր (K 2 Cl 2, KCl 3 2–, K 3 Cl 2 +);

իոնային և մոլեկուլային բարդույթներ, (օրինակ ՝ 2+, 3–), որոնք ջրի մեջ փոքր-ինչ բաժանվում են:

Էլեկտրոլիտի դիսոցացիայի բնույթը կախված է լուծիչի և լուծիչի բնույթից, լուծույթի կոնցենտրացիայից և ջերմաստիճանից: Այս դիրքի նկարագրությունը կարող է լինել նատրիումի քլորիդի պահվածքը տարբեր լուծիչներում, աղյուսակ: 9.3.

Աղյուսակ 9.3

Sodiumրի և բենզոլի նատրիումի քլորիդի հատկությունները տարբեր կոնցենտրացիաներում և 25 o С ջերմաստիճանում

Strongրային լուծույթներում ուժեղ էլեկտրոլիտները պարունակում են մեծ թվով աղեր, ալկալիներ, մի շարք հանքային թթուներ (HC1, HBr, HNO 3, H 2 SO 4, HC1O 4 և այլն): Թույլ էլեկտրոլիտները ներառում են գրեթե բոլոր օրգանական թթուները, որոշ անօրգանական թթուներ, օրինակ ՝ H 2 S, HCN, H 2 CO 3, HClO և ջուր:

Ուժեղ և թույլ էլեկտրոլիտների տարանջատում

Նոսր ջրային լուծույթներում ուժեղ էլեկտրոլիտների դիսոցացիայի հավասարումները կարող են ներկայացվել հետևյալ կերպ.

HCl \u003d H + + Cl -,

Ba (OH) 2 \u003d Ba 2+ + 2OH -,

K 2 Cr 2 O 7 \u003d 2K + + Cr 2 O 7 2–.

Հզոր էլեկտրոլիտի տարանջատման հավասարության աջ և ձախ կողմերի միջև կարող եք տեղադրել հետադարձելիության նշանը, բայց հետո նշվում է, որ a 1. Օրինակ.

NaOH Na + + OH -.

Կապակցված էլեկտրոլիտների դիսոցացիայի գործընթացը հետադարձելի է. Հետևաբար, դրանց դիսոցացիայի հավասարումների մեջ անհրաժեշտ է հետադարձելիության նշան դնել.

HCN H + + CN -.

NH 3 · H 2 O NH 4 + + OH -.

Ասոցացված պոլիմբանական թթուների տարանջատումը տեղի է ունենում աստիճանաբար.

H 3 PO 4 H + + HPO 4 -,

Н 2 РO 4 H + + НРO 4 2–,

НРО 4 2– H + + РO 4 3–,

Թթու թթուների և ուժեղ թթուների կողմից առաջացած հիմնական աղերի նոսր լուծույթներում առաջացած թթուների աղերի տարանջատումը հետևյալն է. Առաջին փուլը բնութագրվում է միասնությանը մոտ տարանջատվածության աստիճանով.

NaHCO 3 \u003d Na + + HCO 3 -,

Cu (OH) Cl \u003d Cu (OH) + + Cl -.

Երկրորդ փուլի տարանջատման աստիճանը շատ ավելի քիչ է, քան միասնությունը.

НCO 3 Н + + CO 3 2–,

Cu (OH) + Cu 2+ + OH -.

Ակնհայտ է, որ լուծույթի կոնցենտրացիայի բարձրացման հետ զուգակցվում է կապված էլեկտրոլիտի դիսոցացիայի աստիճանը:

9.7. Իոնների փոխանակման ռեակցիաները լուծույթներում

Էլեկտրոլիտային դիսոցացիայի տեսության համաձայն, էլեկտրոլիտների ջրային լուծույթներում բոլոր ռեակցիաները տեղի են ունենում ոչ թե մոլեկուլների, այլ իոնների միջեւ: Նման ռեակցիաների էությունը արտացոլելու համար օգտագործվում են այսպես կոչված իոնային հավասարումներ: Իոնային հավասարումներ կազմելիս պետք է պահպանել հետևյալ կանոնները.

Թեթև լուծվող և փոքր-ինչ տարհանված նյութերը, ինչպես նաև գազերը գրանցվում են մոլեկուլային տեսքով:

Ուժեղ էլեկտրոլիտները, որոնք գրեթե ամբողջությամբ բաժանված են ջրային լուծույթում, գրանցվում են իոնների տեսքով:

Իոնային հավասարության աջ և ձախ կողմերում էլեկտրական լիցքերի գումարը պետք է հավասար լինի:

Եկեք քննարկենք այս դրույթները հատուկ օրինակներով:

Եկեք գրենք չեզոքացման ռեակցիաների երկու հավասարումներ մոլեկուլային տեսքով.

KOH + HCl \u003d KCl + H 2 O, (9.1)

2NaOH + H 2 SO 4 \u003d Na 2 SO 4 + 2H 2 O. (9.2)

Իոնային ձեւով (9.1) և (9.2) հավասարումները ունեն հետևյալ ձևը.

K + + OH - + H + + Cl - \u003d K + + Cl - + H 2 O, (9.3)

2Na + + 2OH - + 2H + + SO 4 2– \u003d 2Na + + SO 4 2– + 2H 2 O. (9.4)

Նվազեցնելով նույն իոնները հավասարումների (9.3) և (9.4) երկու մասերում էլ մենք դրանք վերափոխում ենք մեկ իոնացված իոնային հավասարության `ալկալու թթվի հետ փոխազդեցության համար.

H + + OH - \u003d H 2 O:

Այսպիսով, չեզոքացման ռեակցիայի էությունը իջեցվում է H + և OH - իոնների փոխազդեցությանը, որի արդյունքում ջուր է առաջանում:

Էլեկտրոլիտների ջրային լուծույթներում իոնների միջև ռեակցիաները գրեթե ավարտվում են, եթե ռեակցիայի մեջ առաջանում է նստվածք, գազ կամ թույլ էլեկտրոլիտ (օրինակ ՝ H 2 O):

Եկեք այժմ դիտարկենք կալիումի քլորիդի և նատրիումի նիտրատի լուծույթների միջև եղած արձագանքը.

KCl + NaNO 3 KNO 3 + NaCl: (9.5)

Քանի որ ստացված նյութերը հեշտությամբ լուծվում են ջրում և չեն հանվում ռեակցիայի ոլորտից, ռեակցիան հետադարձելի է: Իոնային ռեակցիայի հավասարումը (9.5) գրված է հետևյալ կերպ.

K + + Cl - + Na + + NO 3 - K + + NO 3 - + Na + + Cl -. (9.6)

Էլեկտրոլիտային դիսոցացիայի տեսության տեսանկյունից այս արձագանքը տեղի չի ունենում, քանի որ լուծույթում բոլոր լուծվող նյութերը առկա են բացառապես իոնների տեսքով, հավասարություն (9.6): Բայց եթե խառնեք KCl- ի և NaNO 3-ի տաք հագեցած լուծույթները, ապա NaCl- ի նստվածք կստեղծվի: Դա պայմանավորված է նրանով, որ 30 o C և ավելի բարձր ջերմաստիճանում դիտարկվող աղերի մեջ ամենացածր լուծելիությունը նկատվում է նատրիումի քլորիդի համար: Այսպիսով, գործնականում պետք է հիշել, որ որոշակի պայմաններում շրջելի գործընթացները (նոսր լուծույթների դեպքում) անշրջելի են դառնում որոշ այլ պայմաններում (տաք հագեցած լուծույթներ):

Հիդրոլիզը լուծույթներում փոխանակման արձագանքի որոշակի դեպք է:

9.8. Աղերի հիդրոլիզ

Փորձը ցույց է տալիս, որ ալկալային կամ թթվային ռեակցիա ունեն ոչ միայն թթուներն ու հիմքերը, այլ նաև որոշ աղերի լուծույթներ: Արդյունքում տեղի է ունենում շրջակա միջավայրի արձագանքի փոփոխություն հիդրոիզումլուծվող նյութ: Հիդրոիզը լուծվող նյութի (օրինակ ՝ աղի) փոխանակման փոխազդեցությունն է ջրի հետ:

Աղերի և ջրի էլեկտրոլիտային դիսոցացիան առաջացնում է հիդրոլիզ: Հիդրոլիզը տեղի է ունենում այն \u200b\u200bժամանակ, երբ աղի դիսոցացիայի ընթացքում առաջացած իոնները ի վիճակի են ուժեղ բևեռացնող ազդեցություն ունենալ ջրի մոլեկուլների (կատիոնների) վրա կամ ջրածնի կապեր տալ դրանց հետ (անիոններ), ինչը հանգեցնում է վատ տարանջատված էլեկտրոլիտների ձևավորմանը:

Աղերի հիդրոլիզի հավասարումները սովորաբար գրվում են իոնային և մոլեկուլային ձևերով, մինչդեռ անհրաժեշտ է հաշվի առնել փոխանակման ռեակցիաների իոնային հավասարումներ գրելու կանոնները:

Նախքան հիդրոիզի ռեակցիաների հավասարումների քննարկմանը անցնելը, հարկ է նշել, որ աղեր, որոնք կազմված են ամուր հիմքով և ուժեղ թթու (օրինակ ՝ NaNO 3, BaCl 2, Na 2 SO 4), ջրի մեջ լուծվելիս հիդրոիզ չեն անցնում: Նման աղերի իոնները չեն ստեղծում թույլ էլեկտրոլիտներ Н 2 О- ով, և այդ աղերի լուծույթներն ունեն չեզոք ռեակցիա:

Աղի հիդրոլիզի տարբեր դեպքեր

1. Ուժեղ հիմք և թույլ թթվային աղեր, օրինակ, CH 3 COONa, Na 2 CO 3, Na 2 S, KCN հիդրոլիզացվում են անիոնում: Որպես օրինակ, հաշվի առեք CH 3 COONa- ի հիդրոլիզը, որը հանգեցնում է ցածր տարանջատող քացախաթթվի առաջացմանը.

CH3COO - + NOH CH 3 COOH + OH -,

CH3COONa + HOH CH 3 COOH + NaOH.

Քանի որ լուծույթում հայտնվում է հիդրօքսիդի իոնների ավելցուկ, լուծույթը ստանում է ալկալային ռեակցիա:

Պոլիբազային թթուների աղերի հիդրոլիզը ընթանում է աստիճանաբար, և առաջանում են թթվային աղեր, ավելի ճիշտ ՝ թթվային աղ անիոններ: Օրինակ, Na 2 CO 3 հիդրոիզը կարող է արտահայտվել հավասարումների միջոցով.

Փուլ 1:

CO 3 2– + HOH HCO 3 - + OH -,

Na 2 CO 3 + HOH NaHCO 3 + NaOH.

2-րդ փուլ

HCO 3 - + HOH H 2 CO 3 + OH -,

NaHCO 3 + HOH H 2 CO 3 + NaOH:

Առաջին փուլով հիդրոլիզի արդյունքում առաջացած OH- իոնները զգալի չափով ճնշում են հիդրոիզի երկրորդ փուլը, և արդյունքում երկրորդ փուլով հիդրոիզացումը անցնում է աննշան չափով:

2. Աղերը ձեւավորվել են թույլ հիմքով և ուժեղ թթվով, օրինակ, NH 4 Cl, FeCl 3, Al 2 (SO 4) 3 հիդրոլիզացվում են կատիոնում: Օրինակ ՝ գործընթացն է

NH 4 + + HOH NH 4 OH + H +,

NH 4 Cl + HOH NH 4 OH + HCl:

Հիդրոլիզը պայմանավորված է թույլ էլեկտրոլիտի ՝ NH 4 OH (NH 3 · H 2 O) առաջացմամբ: Արդյունքում, ջրի էլեկտրոլիտային դիսոցացիայի հավասարակշռությունը տեղաշարժվում է, և լուծույթում հայտնվում է H + իոնների ավելցուկ: Այսպիսով, NH 4 Cl լուծույթը կլինի թթվային:

Բազմաթթվային հիմքերով ձեւավորված աղերի հիդրոլիզի ընթացքում առաջանում են հիմնական աղեր, ավելի ճիշտ ՝ հիմնական աղերի կատիոններ: Որպես օրինակ դիտարկեք երկաթի (II) քլորիդի հիդրոլիզը.

1-ին փուլ

Fe 2+ + HOH FeOH + + H +,

FeCl 2 + HOH FeOHCl + HCl:

2-րդ փուլ

FeOH + + HOH Fe (OH) 2 + H +,

FeOHCl + HOH Fe (OH) 2 + HCl:

Երկրորդ փուլում հիդրոլիզը աննշան է ընթանում `համեմատած առաջին փուլում գտնվող հիդրոլիզի հետ, իսկ լուծույթի երկրորդ փուլում հիդրոլիզի արտադրանքի պարունակությունը շատ փոքր է:

3. Թույլ հիմքի և թույլ թթվային աղեր, օրինակ, CH 3 COONH 4, (NH 4) 2 CO 3, HCOONH 4, հիդրոլիզացվում են ինչպես կատիոնով, այնպես էլ անիոնով: Օրինակ, ջրի մեջ CH 3 COONH 4 լուծվելիս առաջանում են ցածր տարանջատող թթու և հիմք.

CH 3 COO - + NH 4 + + HOH CH 3 COOH + NH 4 OH,

CH3COONH 4 + HOH CH 3 COOH + NH 4 OH.

Այս դեպքում լուծույթի արձագանքը կախված է հիդրոլիզի արդյունքում առաջացած թույլ թթուների և հիմքերի ուժից: Քանի որ այս օրինակում CH 3 COOH և NH 4 OH մոտավորապես հավասար են ուժով, աղի լուծույթը կլինի չեզոք:

HCOONH 4-ի հիդրոլիզի ժամանակ լուծույթի արձագանքը կլինի թույլ թթվային, քանի որ մրջնաթթուն ուժեղ է քացախաթթվից:

Շատ թույլ հիմքերի և թույլ թթուների, օրինակ ՝ ալյումինի սուլֆիդի կողմից առաջացած մի շարք աղերի հիդրոիզացումն անշրջելիորեն ընթանում է

Al 2 S 3 + 6H 2 O \u003d 2Al (OH) 3 + 3H 2 S.

4. Լուծույթներում փոխանակման մի շարք ռեակցիաներ ուղեկցվում են հիդրոլիզով և ընթանում են անվերադարձ:

Ա) Երբ երկտող մետաղների աղերի լուծույթները (բացառությամբ կալցիումի, ստրոնցիումի, բարիումի և երկաթի) փոխազդում են ալկալային մետաղական կարբոնատների ջրային լուծույթների հետ, մասնակի հիդրոլիզի արդյունքում, հիմնական կարբոնատները նստում են.

2MgSO 4 + 2Na 2 CO 3 + H 2 O \u003d Mg 2 (OH) 2 CO 3 + CO 2 + 2Na 2 SO 4,

3 Pb (NO 3) 2 + 3Na 2 CO 3 + H 2 O \u003d Pb 3 (OH) 2 (CO 3) 2 + CO 2 + 6NaNO 3:

Բ) Երեք տաղանդային ալյումինի, քրոմի և երկաթի ջրային լուծույթները ալկալային մետաղների կարբոնատների և սուլֆիդների ջրային լուծույթների հետ խառնելիս չեն առաջանում կարբոնատներ և եռալեզու մետաղների սուլֆիդներ.

2AlCl 3 + 3K 2 CO 3 + 3H 2 O \u003d 2Al (OH) 3 + 3CO 2 + 6KCl,

2Cr (NO 3) 3 + 3Na 2 S + 6H 2 O \u003d 2Cr (OH) 3 + 3H 2 S + 6NaNO 3.

Հաշվեկշռի տեղաշարժի վրա ազդող գործոններ

1. Pressնշում(բնորոշ է գազերի համար) . Pressureնշման բարձրացումը հավասարակշռությունը տեղափոխում է դեպի ռեակցիա, որը շարունակվում է գազի մոլեկուլների թվի նվազմամբ, այսինքն. ճնշման նվազման ուղղությամբ: Օրինակ, 2SO 2 + O 2 ↔ 2SO 3 արձագանքի մեջ հավասարության ձախ կողմում կան 3 գազի մոլեկուլներ, իսկ աջից ՝ 2, հետեւաբար, աճող ճնշմամբ, հավասարակշռությունը տեղափոխվում է աջ:

2. երմաստիճանը:Երմաստիճանի բարձրացումը հավասարակշռության դիրքը տեղափոխում է դեպի էնդոթերմային ռեակցիա, նվազումը `դեպի էկզոթերմիկ ռեակցիա: Օրինակ, N 2 + 3H 2 ↔ 2NH 3, ibH 0 \u003d - 92 կJ հավասարակշռության համակարգում ջերմաստիճանի բարձրացումը հանգեցնում է հավասարակշռության տեղաշարժի դեպի հակառակ (էնդոթերմիկ) ռեակցիան, անկումը ՝ դեպի ուղիղ (էկզոթերմիկ ) արձագանքը:

3. Կենտրոնացում:Սկզբնական նյութերի կոնցենտրացիայի ավելացումը և ռեակցիայի ոլորտից արտադրանքի հեռացումը հավասարակշռությունը տեղափոխում են դեպի անմիջական ռեակցիա: Մեկնարկային նյութերի կոնցենտրացիայի նվազումը և ռեակցիայի արտադրանքի կոնցենտրացիայի ավելացումը հավասարակշռությունը տեղափոխում է դեպի հակառակ ռեակցիա: Օրինակ, 2NO + O 2 ↔ 2NO 2 արձագանքի դեպքում NO- ի և O2- ի կոնցենտրացիայի ավելացումը կամ NO 2-ի կոնցենտրացիայի նվազումը հանգեցնում է հավասարակշռության հերթափոխի դեպի ուղղակի ռեակցիա: NO 2-ի կոնցենտրացիայի աճ ՝ հակառակ ռեակցիայի նկատմամբ:

Մի նյութից մի փուլից մյուսը անցնելու գործընթացի հավասարակշռություն ՝ առանց քիմիական կազմը փոխելուկոչված փուլային հավասարակշռություն... Օրինակ ՝ Կոշտ հեղուկ

Հեղուկ գոլորշի

Ֆազային հավասարակշռության համար պահպանվում է նաև Le Chatelier- ի սկզբունքը: Ըստ այդմ, ջերմաստիճանը բարձրանալուն պես հավասարակշռությունը տեղափոխվում է դեպի էնդոթերմիկ պրոցես, օրինակ ՝ հալվել կամ գոլորշիանալ: Pressureնշման բարձրացման հետ հավասարակշռությունը տեղափոխվում է դեպի գործընթացներ, երբ գազը կամ գոլորշին վերածվում են հեղուկ կամ պինդ վիճակի:

Տարբերակ հավասարակշռության առավել ընդհանուր օրենքները ներառում են փուլային կանոն, Որով ազատության աստիճանների քանակը С, փուլեր Ф, անկախ բաղադրիչներ К և հավասարակշռության վրա ազդող արտաքին պայմաններ, փոխհարաբերություններով կապված

C + F \u003d K + ն

Փուլ Համակարգի մի մասն է, որը իր բոլոր կետերում միատարր է քիմիական կազմի և հատկությունների տեսանկյունից և ինտերֆեյսով բաժանված է համակարգի բոլոր մյուս փուլերից: Բաղադրիչ Քիմիապես միատարր նյութ է, որը հնարավոր է հեռացնել համակարգից: Ֆազային հավասարակշռության դեպքում անկախ բաղադրիչների քանակը հավասար է բաղադրիչների ընդհանուր թվին. Հոսքի ընթացքում քիմիական ռեակցիաներ - բաղադրիչների ընդհանուր քանակը հանած այդ բաղադրիչները կապող քիմիական ռեակցիաների քանակի: Ազատության աստիճանի քանակ Արտաքին պայմանների՞ քանակն է, որը կարող է փոխվել որոշակի սահմաններում ՝ առանց փուլերի քանակն ու տեսակը փոխելու:

Դասախոսություն թիվ 8: ԼՈՒUTՈՒՄՆԵՐԻ ԸՆԴՀԱՆՈՒՐ ԳՈՒՅՔԵՐ

Լուծում – դա երկու կամ ավելի բաղադրիչներից բաղկացած միատարր համակարգ է, որի հարաբերական քանակները կարող են տարբեր լինել լայն սահմաններում: Ավելորդ ընդունված նյութը, որը ծառայում է որպես միջավայր, որում տեղի է ունենում լուծարում, կոչվում է վճարունակ... Լուծվող նյութը կոչվում է լուծվող նյութ.

Լուծելիություն:Կոչվում է մի նյութի մեկ այլ նյութի մեջ լուծարման ունակություն լուծելիություն... Լուծելիության քանակական բնութագիրն է լուծելիության գործակիցը, որն արտահայտվում է անջուր նյութի զանգվածով, որը այս պայմաններում լուծվում է 100 գ լուծիչում ՝ հագեցած լուծույթ կազմելով:

Լուծելիությունը կախված է լուծիչի և լուծիչի բնույթից, ջերմաստիճանից և ճնշումից (գազերի համար).

1. Լուծվող նյութի բնույթը:

Բյուրեղային նյութերը բաժանվում են հեշտությամբ լուծվող (ավելի քան 1,0 գ 100 գ ջրի դիմաց); մի փոքր լուծելի (0,1 գ - 1,0 գ 100 գ ջրի դիմաց); գործնականում չլուծվող (0,1 գ-ից պակաս 100 գ ջրի դիմաց): Եթե \u200b\u200bգազը քիմիապես փոխազդում է ջրի հետ, դրա լուծելիությունը մեծ է (HCl, NH 3, CO 2), եթե այն չի փոխազդում, լուծելիությունն աննշան է (O 2, H 2):

2. Վճարունակի բնույթը

Երբ լուծույթ է առաջանում, յուրաքանչյուր բաղադրիչի մասնիկների միջեւ կապերը փոխարինվում են տարբեր բաղադրիչների մասնիկների միջև կապերով: Որպեսզի նոր կապեր ստեղծվեն, լուծույթի բաղադրիչները պետք է ունենան նույն տեսակի պարտատոմսեր, այսինքն. լինեն նույն բնույթի: Հետևաբար, իոնային նյութերը լավ են լուծվում բևեռային լուծիչների մեջ և վատ են ոչ բևեռներում, մինչդեռ մոլեկուլային նյութերը հակառակն են անում:

3. emերմաստիճանը

Եթե \u200b\u200b∆H լուծարում< 0, то при увеличении температуры равновесие смещается влево и растворимость твердого вещества в воде уменьшается. Если ∆Н раств > 0, ապա ջերմաստիճանի բարձրացման հետ հավասարակշռությունը տեղափոխվում է աջ և լուծելիությունը մեծանում է:

Asesրի մեջ գազերի լուծելիությունը էկզոթերմիկ գործընթաց է, հետեւաբար, ջերմաստիճանի բարձրացման հետ մեկտեղ, գազերի լուծելիությունը նվազում է, իսկ նվազման հետ մեկտեղ ՝ ավելանում:

4. Pressնշում

Increasingնշման ավելացման հետ մեկտեղ հեղուկների գազերի լուծելիությունը մեծանում է, իսկ նվազումներով ՝ նվազում:

Լուծումների կազմը արտահայտելու ուղիներ:Solutionանկացած լուծույթի կարևոր բնութագիրը նրա բաղադրությունն է, որը որոշվում է լուծվող նյութի և լուծիչի քանակով: Կոչվում է համակարգում պարունակվող նյութի քանակի կամ զանգվածի հարաբերակցությունը այս համակարգի ծավալին կամ զանգվածին կենտրոնացում.

Նյութի մոլային կոնցենտրացիան կամ մոլարություն (B- ով կամ M- ով) - լուծույթի քանակի հարաբերակցությունը լուծույթի ծավալին.

որտեղ m B է նյութի զանգվածը, g; М В - նյութի մոլային զանգված, գ / մոլ; V- ը լուծույթի ծավալն է, լ.

Նյութերի համարժեքների մոլային կոնցենտրացիա կամ նորմալություն ((B) կամ n.) - լուծված նյութի համարժեքների քանակի հարաբերակցությունը լուծույթի ծավալին.

, մոլ / լ,

որտեղ m B է նյութի զանգվածը, g; M e (B) - նյութի համարժեքների մոլային զանգված, գ / մոլ; V- ը լուծույթի ծավալն է, լ.

Նյութի մոլային կոնցենտրացիան կամ մոլալությունը (մ-ով (B)) - լուծիչի քանակի հարաբերակցությունը լուծիչի զանգվածին.

, մոլ / կգ,

որտեղ m B- ը լուծվածի զանգվածն է, g; m S- ը լուծիչի զանգվածն է, g; M B- ը լուծվածի մոլային զանգվածն է ՝ գ / մոլ:

Նյութի զանգվածային բաժին (ω) - լուծվող նյութի զանգվածի և լուծույթի զանգվածի հարաբերակցություն: Theանգվածային մասն արտահայտվում է կոտորակներով կամ տոկոսներով.

,

որտեղ m B- ը լուծվածի զանգվածն է, g; m է լուծույթի զանգվածը, g:

Նյութի մոլային (մոլային) կոտորակ (x B) - լուծվող նյութի (կամ լուծիչի) քանակի հարաբերակցությունը լուծույթում պարունակվող բոլոր նյութերի քանակների հանրագումարին.

,

որտեղ x B- ը լուծվածի մոլային մասն է, n B- ը լուծվածի քանակն է. n S- ը վճարունակի քանակն է:

,

որտեղ x S- ը լուծիչի մոլային մասն է, n B և n S- ը լուծիչի և լուծիչի մեծություններն են:

Լուծումների ընդհանուր հատկությունները:Նոսրացված լուծույթները ցուցադրում են մի շարք ընդհանուր հատկություններ`օսմոտիկ ճնշումը, սառեցման և եռման կետերը: Այս հատկությունները դիտարկվում են այն ենթադրության համաձայն, որ լուծվող և վճարունակ մոլեկուլները չեն փոխազդում միմյանց հետ (ոչ էլեկտրոլիտային լուծույթներ):

Կիսաթափանցիկ միջնորմով վճարունակ մոլեկուլների միակողմանի դիֆուզիոն կոչվում է օսմոզ... Օսմոզի համար պատասխանատու ուժը կոչվում է օսմոտիկ ճնշում... Օսմոտիկ ճնշման մեծությունը կախված է լուծույթի կոնցենտրացիայից և դրա ջերմաստիճանից, բայց կախված չէ լուծվող նյութի բնույթից կամ լուծիչի բնույթից: Արտահայտվում է օսմոտիկ ճնշման կախվածությունը ջերմաստիճանի և լուծույթի կոնցենտրացիայի վրա վանթ Հոֆի օրենքըπ \u003d գ B RT,

որտեղ π - լուծույթի օսմոտիկ ճնշումն է, kPa; B- ով - նրա մոլային կոնցենտրացիան, մոլ / լ; R- ը գազի ունիվերսալ հաստատուն է; T- ը լուծույթի բացարձակ ջերմաստիճանն է:

Տրված ջերմաստիճանում հեղուկից բարձր հագեցած գոլորշու ճնշումը հաստատուն արժեք է: Երբ նյութը լուծվում է հեղուկի մեջ, հեղուկի վրա հագեցած գոլորշու ճնշումը նվազում է: Ոչ էլեկտրոլիտների նոսր լուծույթներում հաստատուն ջերմաստիճանում, լուծիչի հագեցած գոլորշու ճնշման հարաբերական լուծումը լուծույթի վրա հավասար է լուծվածի մոլային մասնիկին (Ռաուլի օրենքը):

,

որտեղ p 0- ը հագեցած գոլորշու ճնշումն է մաքուր լուծիչի վրա; p- ը լուծույթի վրա գոլորշու ճնշումն է. n B - լուծվող նյութի քանակը; n S- ը վճարունակի քանակն է:

Liquidանկացած հեղուկ եռում է, երբ դրա գոլորշու ճնշումը հավասարվում է մթնոլորտային ճնշմանը: Քանի որ լուծույթի վերևի գոլորշու ճնշումը ցածր է լուծիչի վերևի գոլորշու ճնշումից, որպեսզի լուծույթը եռա, այն պետք է տաքացվի մինչև լուծիչը ավելի բարձր ջերմաստիճան:

Լուծույթը սառչում է, երբ դրա հագեցած գոլորշու ճնշումը հավասար է պինդ լուծիչի հագեցած գոլորշու ճնշմանը, հետևաբար լուծմանը սառեցման համար անհրաժեշտ է ավելի ցածր ջերմաստիճան, քան լուծիչը:

Լուծույթի եռման կետի բարձրացումը (ԴՏ եռալ) և սառեցման կետի իջեցումը (ԴՏ տեղակալ) ուղղակիորեն համամասնական են լուծվածի մոլային կոնցենտրացիային (Ռաուլի օրենքի հետևանք):

DeputyT պատգամավոր \u003d K T ∙ s m (B); BT bale \u003d E T ∙ s m (B),

որտեղ deputyТ պատգամավոր - սառեցման ջերմաստիճանի իջեցում; BoТ եռալ - եռման կետի բարձրացում; K T - կրիոսկոպիկ հաստատուն; ET - ebulioscopic հաստատուն; c m (B) - լուծույթի մոլային կոնցենտրացիան է:

Դասախոսություն թիվ 9: Ռեակցիաները էլեկտրոլիտների լուծույթներում

Էլեկտրոլիտներ Արդյո՞ք նյութեր, լուծույթներ և հալումներ են անցկացնում էլեկտրական հոսանք:

Երբ էլեկտրոլիտները լուծվում են ջրում, դրանք քայքայվում են իոնների: Նյութի մոլեկուլների տարրալուծում `իոնների բևեռային լուծիչի մոլեկուլների ազդեցության տակ կոչված էլեկտրոլիտային դիսոցացիա. Jonոնա Լիցքավորված մասնիկներ են: Կան երկու տեսակ. Դրական լիցքավորված - կատիոններ (Na +, Al 3+, NH 4 +) և բացասական լիցքավորված - անիոններ (Cl ‾, SO 4 2‾, PO 4 3‾): Էլեկտրական հոսանքի ազդեցության տակ կատիոնները տեղափոխվում են բացասական լիցքավորված էլեկտրոդ (կաթոդ), անիոնները ՝ դրական լիցքավորված էլեկտրոդ (անոդ):

Էլեկտրոլիտները ներառում են թթուների, աղերի և ալկալիների լուծույթներ:

Թթուներ - սրանք էլեկտրոլիտներ են, որոնք ջրածնի կատիոնների ձևավորմամբ լուծույթներում բաժանվում են. HCN \u003d H + + CN -:

Հիմնադրումներ - էլեկտրոլիտներ, որոնք լուծվում են հիդրօքսիդի իոնների ձևավորմամբ լուծույթներում. NH 4 OH \u003d NH 4 + + OH -

Կան էլեկտրոլիտներ, որոնք կարող են տարանջատվել որպես թթու և բազայի տեսակ, այդպիսի էլեկտրոլիտները կոչվում են ամֆոտեր, դրանք ներառում են ամֆոտերային տարրերի հիդրօքսիդներ, ինչպես նաև մետաղների հիդրօքսիդներ միջանկյալ օքսիդացման վիճակում, օրինակ ՝ Al (OH) 3, Zn (OH) 2, Cr (OH) 3 և շատ ուրիշներ: Ամֆոտերային հիդրօքսիդի լուծարված մասի տարանջատումը երկու տեսակների վրա էլ կարող է ներկայացվել հետևյալ սխեմայով. H + + RO - \u003d ROH \u003d R + + OH -. Ամֆոտերային հիդրօքսիդի հագեցած ջրային լուծույթում իոնները H +, RO -, R +, OH - հավասարակշռության մեջ են, ուստի ամֆոտերային հիդրօքսիդներ փոխազդում են ինչպես թթուների, այնպես էլ բազայի հետ: Երբ թթու է ավելացվում, հավասարակշռությունը տեղափոխվում է դեպի տարանջատում `ըստ բազայի տեսակի, և հիմք ավելացնելով` դեպի տարանջատում `ըստ թթվի տեսակի:

Աղ - էլեկտրոլիտներ, որոնք ջրի մեջ լուծվելիս տարանջատվում են ՝ պառակտելով դրական իոնները, բացի ջրածնի իոններից և բացասականները, բացի հիդրօքսիդի իոններից:

Դիսոցիացիայի աստիճանը:Դիսոցիացիայի գործընթացը քանակապես բնութագրելու համար ներկայացվում է դիսոցիացիայի աստիճանի հայեցակարգ: Դիսոցացիայի աստիճան (α) իոնների մեջ քայքայված մոլեկուլների քանակի հարաբերակցությունն է (n) և լուծված մոլեկուլների ընդհանուր քանակը (N)... Այն արտահայտվում է մեկի կոտորակներով կամ% -ով:

α \u003d n / N 0< α < 1 (или 0 < α < 100%)

Դիսոցացիայի աստիճանը կախված է էլեկտրոլիտի բնույթից, դրա կոնցենտրացիայից և ջերմաստիճանից: Ըստ բնույթի, բոլոր էլեկտրոլիտները դասակարգվում են որպես ուժեղ կամ թույլ: Ուժեղ էլեկտրոլիտների α\u003e 30%, թույլ էլեկտրոլիտների - α տարանջատման աստիճանը< 3%.

Լուծման մեջ ուժեղ էլեկտրոլիտներում գործնականում բոլոր մոլեկուլները բաժանվում են իոնների, թույլ էլեկտրոլիտներում ՝ մոլեկուլների միայն մի մասը: Ուժեղ էլեկտրոլիտները պարունակում են գրեթե բոլոր աղերը, ալկալային և ալկալային հողի մետաղների հիմքերը և ամենակարևոր թթուները. HClO 4, H 2 SO 4, HNO 3, HCl, HBr, HI, HMnO 4: Թույլ էլեկտրոլիտները ներառում են գրեթե բոլոր օրգանական թթուները (օրինակ ՝ CH 3 COOH), անօրգանական միացությունները ՝ H 2 CO 3, H 2 SO 3, H 2 SiO 3, HCN, HNO 2, HF, NH 4 OH, H 2 O:

Դիսոցացիայի հաստատուն:Թույլ էլեկտրոլիտների լուծույթներում դիսոցացիայի գործընթացը ընթանում է անշրջելիորեն և դրա վրա կարող է կիրառվել զանգվածային գործողությունների օրենքը: Այսպիսով, թույլ քացախաթթվի CH 3 COOH ↔ CH 3 COO - + H + դիսոցացիայի գործընթացի համար դիսոցացիայի գործընթացի հավասարակշռության կայունությունը ունի հետևյալ ձևը.

Թույլ էլեկտրոլիտի դիսոցացիային համապատասխանող հավասարակշռության հաստատունը կոչվում էտարանջատման հաստատուն (K դ)... Դիսոցիացիայի հաստատունը ցույց է տալիս տրված լուծույթում մոլեկուլի ուժը: Որքան փոքր է K d- ը, այնքան թույլ է էլեկտրոլիտը, ուստի, այնքան կայուն են նրա մոլեկուլները: Օրինակ ՝ բորաթթու H 3 VO 3, որի K d- ն 5,8 ∙ 10 -10 է, ավելի թույլ էլեկտրոլիտ է, քան քացախաթթուն, որի K d- ն 1,8 ∙ 10 -5 է:

Դիսոցիացիայի հաստատունը և աստիճանը կապված են կապի միջոցով ( Օստվալդի նոսրացման օրենք):

Եթե \u200b\u200bα – ը շատ ավելի քիչ է, քան միասնությունը, ապա կարելի է ենթադրել, որ 1 - α ≈ 1. Այնուհետև նոսրացման օրենքի արտահայտությունը պարզեցվում է.

К \u003d α 2 ∙ с В, որտեղից α \u003d

Վերջին հարաբերությունը ցույց է տալիս, որ B- ի հետ էլեկտրոլիտի կոնցենտրացիայի նվազման հետ (այսինքն `լուծույթի նոսրացումով) աճում է α դիսոցացիայի աստիճանը:

Էլեկտրոլիտային լուծույթներում ռեակցիաները իոնների միջև են և անդառնալի են, եթե տեղումների, գազերի և թույլ էլեկտրոլիտների ռեակցիայի արդյունքում առաջանում են տեղումներ: Սովորաբար նման ռեակցիաները պատկերվում են իոն-մոլեկուլային հավասարումների միջոցով: Տեղումները, գազերը և թույլ էլեկտրոլիտները գրվում են մոլեկուլների տեսքով, իսկ բարձր լուծվող ուժեղ էլեկտրոլիտները ՝ իոնների տեսքով:

Եկեք քննարկենք էլեկտրոլիտային լուծույթներում առկա ռեակցիաների բնորոշ տարբերակները.

ա) 3АgNO 3 + FeCl 3 \u003d Fe (NO 3) 3 + 3AgCl - մոլեկուլային հավասարություն

3Ag + + 3NO 3 - + Fe 3+ + 3NO 3 - + 3AgCl - ամբողջական իոնային հավասարություն

Ag + + Cl - \u003d AgCl - կրճատ իոնային հավասարություն

բ) Na 2 CO 3 + H 2 SO 4 \u003d Na 2 SO 4 + H 2 O + CO 2

2Na + + CO 3 2- + 2H + + SO 4 - \u003d 2Na + + SO 4 2- + H 2 O + CO 2

2H + + CO 3 2- \u003d H 2 O + CO 2:

գ) HCl + NaOH \u003d NaCl + H 2 O

H + + Cl - + Na + + OH - \u003d N a + + Cl - + H 2 O

H + + OH - \u003d H 2 O

Իոնային-մոլեկուլային հավասարումներ կազմելիս հիշեք, որ ձախ կողմում գտնվող էլեկտրական լիցքերի գումարը պետք է հավասար լինի հավասարության աջ կողմում գտնվող էլեկտրական լիցքերի գումարին: Նույնական իոնները բացառվում են հավասարման երկու կողմերից:

Դասախոսություն թիվ 10: ՕՔՍԻԴԱ -ՈՒՄ-ՆՎԱՈՒՄ

Արձագանքներ, որոնցում փոփոխվող միացությունները կազմող տարրերի ատոմների օքսիդացման վիճակների փոփոխություն կա,կոչվում են օքսիդափոխել

Օքսիդացման վիճակ(S.O.) Արդյո՞ք մի բաղադրության մեջ ատոմի լիցքը հաշվարկվում է այն ենթադրության վրա, որ բաղադրությունը բաղկացած է իոններից... Օքսիդացման վիճակի որոշումն իրականացվում է հետևյալ դրույթների օգտագործմամբ.

1. Օքսիդացման վիճակ: տարրը պարզ նյութի մեջ, օրինակ, Zn- ում, H 2, Br 2, S, O 2-ում հավասար է զրոյի:

2. Բաղադրություններում թթվածնի օքսիդացման աստիճանը սովորաբար –2 է: Բացառություն են կազմում H 2 +1 O 2 –1, Na 2 +1 O 2 –1 և O +2 F 2 պերօքսիդները:

3. Միացությունների մեծ մասում ջրածնի օքսիդացման վիճակը +1 է, բացառությամբ աղի նման հիդրիդների, օրինակ ՝ Na +1 H -1:

4. Ալկալիական մետաղները (+1) ունեն օքսիդացման կայուն վիճակ; հողի ալկալային մետաղներ, բերիլիում և մագնեզիում (+2); ֆտոր (–1):

5. Չեզոք մոլեկուլում տարրերի օքսիդացման վիճակների հանրահաշիվ գումարը հավասար է զրոյի, բարդ իոնում `իոնի լիցքը:

Որպես օրինակ ՝ եկեք հաշվարկենք քրոմի օքսիդացման վիճակը К 2 Cr 2 O 7 բարդության մեջ: Նախ, մենք օքսիդացման վիճակը դնում ենք այն տարրերի վրա, որոնց համար հայտնի է: Մեր օրինակում կալիումն (+1) և թթվածինը (-2) ունեն անընդհատ օքսիդացման վիճակներ: Քրոմի օքսիդացման վիճակը նշվում է x... Հաջորդը, մենք կազմում ենք հանրահաշվական հավասարություն: Դա անելու համար մենք յուրաքանչյուր տարրի համար ցուցանիշը բազմապատկում ենք այս տարրի օքսիդացման վիճակով, ավելացնում ամեն ինչ և աջ կողմը հավասարեցնում զրոյի:

К 2 +1 Сr 2 x O 7 –2 2 ∙ (+1) + 2 x + 7 (–2) = 0 x = + 6

Այսպիսով, K 2 Cr 2 O 7-ում քրոմի օքսիդացման վիճակը +6 է: Անիոնում տարրի օքսիդացման վիճակը որոշելու համար, օրինակ `անիոնում ազոտը (NO 2) we, մենք նույնն ենք անում, միայն աջ կողմը հավասար է իոնի լիցքին, մեր դեպքում -1

(N x O 2 ‾ 2) x + 2 (–2) = –1 x = + 3

Օքսիդացման ռեակցիաների դեպքում մեկ ատոմից, մոլեկուլից կամ իոնից էլեկտրոնները տեղափոխվում են մյուսը: Օքսիդացում – ատոմի, մոլեկուլի կամ իոնի կողմից էլեկտրոնները զիջելու գործընթաց, ուղեկցվում է օքսիդացման վիճակի աճով. Վերականգնում – էլեկտրոնների կցման գործընթացը, որն ուղեկցվում է օքսիդացման վիճակի անկմամբ:

Օքսիդացումը և նվազեցումը փոխկապակցված գործընթացներ են, որոնք տեղի են ունենում միաժամանակ:

Դարվինը ցույց տվեց, որ օրգանական աշխարհի էվոլյուցիայի հիմնական գործոնները, այսինքն ՝ ժառանգական փոփոխականությունը, գոյության պայքարը և բնական ընտրությունը, կիրառելի են մարդու էվոլյուցիայի համար: Դրանց շնորհիվ հնագույն անտրոպոիդ կապիկի մարմինը ենթարկվեց մի շարք մորֆոֆիզիոլոգիական փոփոխությունների, որի արդյունքում զարգացավ ուղղահայաց քայլվածք, բաժանվեցին ձեռքերի և ոտքերի գործառույթները:

Մարդաբանությունը բացատրելու համար միայն կենսաբանական օրենքները բավարար չեն: Դրա որակական ինքնատիպությունը բացահայտեց Ֆ. Էնգելսը, ով մատնանշեց սոցիալական գործոնները. հասարակական կյանքը, գիտակցությունը և խոսքը: Աշխատանքը մարդու էվոլյուցիայի ամենակարևոր գործոնն է

Աշխատանքը սկսվում է գործիքների արտադրությունից: Դա, ըստ Էնգելսի, «մարդկության ողջ կյանքի առաջին հիմնարար պայմանն է, և, առավել եւս, այն աստիճան, որ որոշակի իմաստով պետք է ասենք. Աշխատանքը ստեղծեց մարդն ինքը»: Մարդաբանության հիմնական շարժիչ ուժը աշխատուժն էր, որի ընթացքում մարդն ինքն է ստեղծում աշխատանքի գործիքներ: Առավել բարձր կազմակերպված կենդանիները կարող են առարկաներն օգտագործել որպես պատրաստի գործիքներ, բայց ի վիճակի չեն դրանք ստեղծել: . Կենդանիները օգտագործում են միայն բնության պարգևները, մինչդեռ մարդը դա փոխում է աշխատանքի ընթացքում: Կենդանիները նույնպես փոխում են բնությունը, բայց ոչ միտումնավոր, այլ միայն այն պատճառով, որ նրանք բնության մեջ են և ապրում են: Նրանց ազդեցությունը բնության վրա, դրա վրա մարդու ազդեցության համեմատ, չնչին է:

Մեր կապիկների նման նախնիների մորֆոլոգիական և ֆիզիոլոգիական վերափոխումները ավելի ճիշտ կանվանվեին անտրոպոմորֆոզներ, քանի որ նրանց առաջացրած հիմնական գործոնը `աշխատանքը, հատուկ էր միայն մարդու էվոլյուցիայի համար: Հատկապես կարևոր էր ուղիղ քայլվածքի առաջացումը: Կապիկների չափն ու քաշը մեծացան, ողնաշարի սյունի S- ի նման կորություն առաջացավ `դրան տալով ճկունություն, ձեւավորվեց թաղածածկ գարնանային ոտք, կոնքն ընդարձակվեց, սրբանը ուժեղացավ, ծնոտի ապարատը թեթեւացավ և այլն: Ուղղակի քայլելը միանգամից չի հաստատվել: Դա աշխատանքային գործունեության մեջ օգտակար ժառանգական փոփոխությունների ընտրության շատ երկար գործընթաց էր: Դա, ենթադրաբար, տևեց միլիոնավոր տարիներ: Կենսաբանորեն կանգնած կեցվածքը շատ բարդություններ բերեց մարդուն: Դա սահմանափակում էր նրա շարժման արագությունը, անշարժացնում սրբությունը, ինչը դժվարացնում էր ծննդաբերությունը; երկար կանգնելն ու ծանրություններ կրելը երբեմն հանգեցնում են հարթ ոտքերի և ոտքերի երակների լայնացման: Բայց ուղղաձիգ կեցվածքի շնորհիվ ձեռքերն ազատվեցին գործիքների համար: Երկու ոտանի շարժման ի հայտ գալը, ըստ Չարլզ Դարվինի, իսկ այնուհետև Ֆ.Էնգելսը, վճռական քայլ էր կապիկից մարդ տանող ճանապարհին: Մարդու կապիկանման նախնիների ուղղաձիգ կեցվածքի շնորհիվ ձեռքերը ազատվեցին գետնին շարժվելիս մարմնին աջակցելու անհրաժեշտությունից և ձեռք բերեցին տարբեր շարժումների ունակություն:

Մարդու ձևավորման գործընթացի սկզբում նրա ձեռքը թերզարգացած էր և կարող էր կատարել միայն ամենապարզ գործողությունները: Վերին վերջույթների ժառանգական փոփոխություններով անձինք, որոնք օգտակար են աշխատանքային գործողությունների համար, հիմնականում պահպանվել են բնական ընտրության պատճառով: Ֆ.Էնգելսը գրել է, որ ձեռքը ոչ միայն աշխատանքի օրգան է, այլև աշխատանքի արդյունք: Մարդու և կապիկների ձեռքի տարբերությունն ահռելի է. Ոչ մի կապիկ չի կարող ձեռքով պատրաստել նույնիսկ ամենապարզ քարե դանակը: Շատ ժամանակ պահանջվեց, որպեսզի մեր կապիկանման նախնիները տեղափոխվեին բնական միջավայրի օբյեկտները որպես գործիք ՝ դրանք պատրաստելու համար: Աշխատանքի առավել պարզունակ գործիքները հեշտացնում են մարդու կախվածությունը շրջակա բնությունից, ընդլայնում են նրա հորիզոնները ՝ բնության օբյեկտներում հայտնաբերելով նոր, անհայտ հատկություններ. վերջապես, դրանք օգտագործվում են աշխատուժի գործիքներն էլ ավելի բարելավելու համար:

Աշխատանքային գործունեության զարգացումը հանգեցնում է կենսաբանական օրենքների գործողության թուլացմանը և անտրոպոգենեզում սոցիալական գործոնների դերի բարձրացմանը:

Սոցիալական ապրելակերպը ՝ որպես մարդու էվոլյուցիայի գործոն: Ի սկզբանե, աշխատանքը սոցիալական էր, քանի որ կապիկները ապրում էին նախիրներում: Ֆ. Էնգելսը նշեց, որ սխալ կլինի փնտրել մարդու նախնիներին ՝ հենց սոցիալական բնույթով, ոչ սոցիալական կենդանիների մեջ: Մարդու կապիկ նախնիների նախիրությունը սոցիալական գործելակերպի է վերածվել հատուկ գործոնի ազդեցության տակ: Նման գործոնը աշխատուժն էր, սերտորեն կապված ձեռքի աշխատանքի օրգանի վերափոխման հետ: Աշխատանքն օգնեց միավորել հասարակության անդամներին. նրանք հավաքականորեն պաշտպանվում էին կենդանիներից, որսում և մեծացնում երեխաներին: Հասարակության հին անդամները փոքրերին սովորեցնում էին գտնել բնական նյութեր և պատրաստել գործիքներ, սովորեցնում էին որսի և կրակի պահպանման տեխնիկան: Աշխատանքային գործընթացի զարգացման հետ մեկտեղ ավելի ու ավելի պարզ դարձան փոխադարձ աջակցության և փոխօգնության օգուտները:

Որսորդության և ձկնորսության ամենահին գործիքները ցույց են տալիս, որ մեր նախնիները վաղ փուլում արդեն միս են օգտագործել: Կրակի վրա մշակվելով և եփվելով ՝ դա նվազեցրեց ծամելու ապարատի սթրեսը: Պարիետալ գագաթը, որին կապիկներում կցվում են հզոր մաստակները, կորցրեց իր կենսաբանական նշանակությունը, անօգուտ դարձավ և աստիճանաբար անհետացավ բնական ընտրության գործընթացում. նույն պատճառով բուսական սննդից խառը սննդի անցումը հանգեցրեց աղիքի կրճատմանը: Կրակի օգտագործումը օգնում էր պաշտպանվել ցրտից և կենդանիներից:

Բնության գիտելիքների մեջ կուտակված կյանքի փորձը սերնդեսերունդ բարելավվեց: Հասարակության կյանքի ընթացքում միմյանց հետ շփվելու մեծ հնարավորություններ կային. Հասարակության անդամների համատեղ գործունեությունը պահանջում էր ազդանշաններ ժեստերով և հնչյուններով: Առաջին բառերը կապված էին աշխատանքային գործողությունների հետ և նշանակում էին գործողություն, աշխատանք, և օբյեկտների անունները հայտնվեցին ավելի ուշ: Մարդկանց նախնիների չզարգացած կոկորդը և բերանի խոռոչը, ժառանգական փոփոխականության և բնական ընտրության արդյունքում, վերափոխվեցին մարդու հոդաբաշխ խոսքի օրգանների: Մարդը, ինչպես կենդանիները, ընկալում է արտաքին աշխարհի ազդակները զգայական օրգանների ուղղակի խթանման միջոցով. Սա առաջին ազդանշանային համակարգն է: Բայց մարդը ի վիճակի է ազդանշանները բառով ընկալել. Նա ունի երկրորդ ազդանշանային համակարգ: Այն որակական տարբերություն է մարդկանց և կենդանիների բարձր նյարդային գործունեության միջև:

Խոսքի առաջացումը ամրապնդեց մեր նախնիների հաղորդակցությունը համատեղ աշխատանքային գործընթացի հիման վրա և, իր հերթին, նպաստեց սոցիալական հարաբերությունների զարգացմանը: Մեր նախնիների էվոլյուցիան տեղի է ունեցել սոցիալական և կենսաբանական գործոնների համատեղ ազդեցության ներքո: Բնական ընտրությունը աստիճանաբար կորցրեց իր նշանակությունը մարդկային հասարակության էվոլյուցիայի մեջ: Գործիքների և կենցաղային իրերի, հոդաբաշխ խոսքի և ժեստերի, դեմքի արտահայտությունների ավելի ու ավելի բարդ աշխատանքային գործընթացները նպաստեցին ուղեղի և զգայական օրգանների զարգացմանը:

Ուղեղի զարգացումը, մտածողությունը, գիտակցությունը խթանեցին միաժամանակ աշխատանքի և խոսքի բարելավումը: Աշխատանքային փորձի սերունդների հաջորդականությունն ավելի ու ավելի լիարժեք էր իրականացվում: Միայն հասարակության մեջ մարդու մտածողությունը կարող էր հասնել նման բարձր զարգացման:

Եթե \u200b\u200bմարդու ձևաբանական և ֆիզիոլոգիական առանձնահատկությունները ժառանգված են, ապա հավաքական աշխատանքի, մտածողության և խոսքի կարողությունները երբեք չեն ժառանգվել և չեն փոխանցվում այժմ: Այս առանձնահատկությունները պատմականորեն առաջացել և բարելավվել են սոցիալական գործոնների ազդեցության ներքո և յուրաքանչյուր մարդու մոտ զարգանում են նրա անհատական \u200b\u200bզարգացման գործընթացում միայն հասարակության մեջ ՝ դաստիարակության և կրթության շնորհիվ:

Այսպիսով, մարդաբանության շարժիչ ուժերը կենսաբանական գործոններն էին (ժառանգական փոփոխականություն, գոյության պայքար և բնական ընտրություն) և սոցիալական (գործոններ (աշխատանք, սոցիալական կենսակերպ, խոսք և մտածողություն):

Մուտքային վերահսկողություն.

	հարց	Հնարավոր պատասխան
	Լուծում.	ա) որոշակի կարգով ցանկացած նյութի խտացում, կուտակում:
	Coacervation:	բ) հեղուկ միջավայրից նյութի կլանումը պինդ մակերեսի շերտի կողմից, սովորաբար ունենալով մեծ տարածք:
	Coacervate:	գ) հեղուկի փուչիկները, որոնք շրջապատված են սպիտակուցային թաղանթներով, որոնք առաջանում են սպիտակուցների ջրային լուծույթների գրգռումից:
	Աղվեսի միկրոսֆերաներ.	դ) նյութերի ավելի մեծ կոնցենտրացիայով լուծույթի փուլ, որը որոշակիորեն շրջապատված է կողմնորոշված \u200b\u200bջրային դիպոլներով:
	Adsorption:	ե) բարձր մոլեկուլային միացությունների լուծույթի բաժանում փուլերի `մոլեկուլների ավելի բարձր և ցածր խտությամբ:
	Համակենտրոնացում:	զ) երկու կամ ավելի նյութերի միատարր խառնուրդներ, որոնք լուծիչում բաշխվում են առանձին ատոմների, իոնների կամ մոլեկուլների տեսքով:

Աշխատանքի առաջընթաց:

Առաջադրանք թիվ 1

Կարդացեք «Երկրի վրա կյանքի ծագման տեսությունների բազմազանությունը» տեքստը, արդյունքները լրացրեք աղյուսակում.

Պատասխանիր հարցին- Դուք անձամբ ո՞ր տեսությանն եք հավատարիմ: Ինչո՞ւ

Առաջադրանք թիվ 2

Կարդացեք «Մարդու ծագման վարկածներ» տեքստը, արդյունքները լրացրեք աղյուսակում.

Պատասխանիր հարցինՄարդու ծագման վերաբերյալ ո՞ր տեսակետներն են ամենամոտ ձեզ: Ինչո՞ւ

Առաջադրանք թիվ 3

Դասագրքում գտեք մարդու և բարձր կապիկների միջեւ նմանությունների և տարբերությունների նկարագրությունը, արդյունքները լրացրեք աղյուսակում.

«Մարդու և մեծ կապիկների տարբերությունը»

Համեմատված հատկություններ	Մարդ	Մեծ կապիկներ
Կմախքի կառուցվածքի առանձնահատկությունները
Գանգ
Գերակշռող կամարներ
Քայլելիս մարմնի դիրքը
Ողնաշարի
Կրծքավանդակ
Ձեռքի երկարությունը
Բութ մատ
Դաստակ
Ոտք
Կոնքի
Ձեռքի գործառույթ
Ապրելակերպ
Հարաբերություններ շրջակա միջավայրի հետ
Բարձր նյարդային ակտիվություն (ուղեղի ֆունկցիա)
Ուղեղի կառուցվածքի առանձնահատկությունները
Հաղորդակցման միջոցներ

Հավելված թիվ 1

Հավելված թիվ 2

Հավելված 3

Արդյունքների հսկողություն.

Գտեք հայեցակարգի և դրա սահմանման համապատասխանությունը, լրացրեք պատասխանները աղյուսակում.

	հարց	Հնարավոր պատասխան
	Ամենատարեց տղամարդը.	A. Հետևի ոտքերի վրա գետնին շարժվելը, ինչը հնարավորություն տվեց ձեռքերը ազատել պաշտպանության և սննդի համար:
	Նեանդերտալցի:	Բ. Առաջին ժամանակակից մարդիկ, ովքեր բնութագրվում էին ուղղաձիգ կեցվածքով և արտահայտված խոսք ունեին:
	Cro-Magnon:	Բ. Մարդկանց մի խումբ, ովքեր ապրել են ավելի քան 200 հազար տարի առաջ:
	Քայլելով ուղղաձիգ:	D. Մարդկանց սեռին պատկանող, այդ թվում ՝ Pithecanthropus, Sinanthropus և այլն, մարդկանց միատարր խումբ: Ապրել է մոտ 1 միլիոն տարի առաջ:
	Նույն տեսակի անհատների բոլոր կենսական գործընթացների նմանությունը.	E. Մարդու հաղորդակցության տեսակը, որում հաղորդակցման համար լեզվական միջոցների օգտագործումը ձեռք է բերում կայուն հասկացական բնույթ:

Հավելված թիվ 4

Ընդհանուր եզրակացություն արեք `համաձայն այս աշխատության մեջ ձեր առջև դրված նպատակների:

Հղումների ցուցակ.

Հիմնական աղբյուրները.

1. Haախարով Վ.Բ., Մամոնտով Ս.Գ., Սոնին Ն.Ի. Ընդհանուր կենսաբանություն: 10 կլ. Աշխատանքային գրքույկ - Մ., 2009:
2. Kamenskiy A.A., Kriksunov E.A., Pasechnik V.V. Ընդհանուր կենսաբանություն: 10-11 կլ. - Մ., 2009:
3. Կոնստանտինով Վ.Մ., Ռյազանովա Ա.Պ. Ընդհանուր կենսաբանություն: Դասագիրք. ձեռնարկ բաց կոդով ծրագրակազմի համար: - Մ., 2010:
4. Պոնոմարյովա Ի.Ն., Կորնիլովա Օ.Ա., Լոշչիլինա Է.Ն. Ընդհանուր կենսաբանություն: 10 կլ. Դասագիրք. - Մ., 2010:
5. Պոնոմարյովա Ի.Ն., Կորնիլովա Օ.Ա., Լոշչիլինա Է.Ն. Ընդհանուր կենսաբանություն: 11 կլ. Դասագիրք. - Մ., 2010:
6. Չեբիշեւ Ն.Վ. Կենսաբանություն. Դասագիրք SSUZ- ի համար: - Մ., 2010:

Ինտերնետային ռեսուրսներ.

1.www.twirpx.com - Ուսումնական նյութեր;

2. tana.ucoz.ru- Կենսաբանության ուսուցչի անձնական կայք;

3. www.amgpgu.ru - Դասախոսությունների դասընթաց;

4. www.uchportal.ru - Ուսուցչի պորտալ;

5. http://o5-5.ru - 5 և 5 ուսումնական նյութ;

6.http: //pptx.ru/ - PowerPoint շնորհանդեսների հավաքածու:

Լրացուցիչ աղբյուրներ.

Նմանատիպ տեղեկություններ:

§ 1. Լուծումներ (սահմանում): Համակենտրոնացում:

Լուծումներովկոչվում են փուլեր, որոնց կազմը կարող է անընդհատ փոխվել (որոշակի սահմաններում), այսինքն ՝ փոփոխական կազմի փուլեր 2: Այսպիսով, լուծույթները երկու կամ ավելի նյութերի մոլեկուլների (հատուկ դեպքերում `նաև ատոմների, իոնների) միատարր խառնուրդներ են, որոնց միջև կան ֆիզիկական և, հաճախ, քիմիական փոխազդեցություններ:

Compoundանկացած բարդության և լուծման մոլեկուլների միացում (լուծվող մոլեկուլների և վճարունակ մոլեկուլների փխրուն բարդույթների համադրություն), որոնք չեն հանգեցնում հատկապես խոշոր ասոցիացիաների ձևավորմանը, չեն խախտում լուծույթի միատարրությունը:

Այն խառնուրդները, որոնցում խառնուրդի բաղադրիչ մասերից մեկի մասնիկները բաղկացած են մեծ թվով մոլեկուլներից և, որպես կանոն, մակերեսային շերտի բարդ կառուցվածքով միկրոբյուրեղներ են, այլ բնույթ ունեն: Նման խառնուրդները տարասեռ են, չնայած առաջին հայացքից կարող են թվալ միատարր: Նրանք միկրոհեռարձակ են: Այս խառնուրդները կոչվում են ցրված համակարգեր:Խառնուրդների երկու դասերի միջև հնարավոր են շարունակական անցումներ: Այնուամենայնիվ, մեր դասընթացի երկրորդ մասը նվիրված է ցրված համակարգերի հատկությունների մանրամասն քննարկմանը:

Լուծումները, որպես կանոն, թերմոդինամիկորեն կայուն են, և դրանց հատկությունները կախված չեն նախորդ պատմությունից, մինչդեռ ցրված համակարգերը շատ հաճախ անկայուն են և ցույց են տալիս ինքնաբուխ փոփոխությունների միտում:

Լուծույթի ամենապարզ բաղադրիչները, որոնք կարելի է մեկուսացնել մաքուր տեսքով և դրանք խառնելով հնարավոր է ստանալ ցանկացած հնարավոր կազմի լուծույթներ, կկոչվեն լուծույթի բաղադրիչներ:

Շատ դեպքերում դրանց բաժանումը վճարունակ և լուծվող նյութեր կամայական է: Սովորաբար, մյուսների համեմատ ավելորդ բաղադրիչը կոչվում է վճարունակ, մինչդեռ մնացած բաղադրիչները կոչվում են լուծույթ: Այսպիսով, դուք կարող եք ունենալ ալկոհոլի կամ ծծմբական թթվի լուծույթներ ջրի մեջ և ալկոհոլի կամ ծծմբական թթվի ջրի լուծույթներ: Եթե \u200b\u200bլուծույթի բաղադրիչներից մեկը հեղուկ է, իսկ մյուսները գազեր կամ պինդ նյութեր են, ապա հեղուկը համարվում է վճարունակ:

Լուծույթի վիճակի հիմնական պարամետրերը, ճնշման և ջերմաստիճանի հետ մեկտեղ, են կենտրոնացում,այսինքն ՝ լուծույթի մեջ պարունակվող բաղադրիչների հարաբերական մեծությունները: Համակենտրոնացումները կարող են արտահայտվել տարբեր ճանապարհներ տարբեր միավորներում. բաղադրիչների քանակները կարող են կապված լինել հայտնի քանակությամբ լուծույթի կամ լուծիչի հետ, լուծվող նյութերի քանակները կարող են արտահայտվել քաշային միավորներով և մոլերով. լուծիչի կամ լուծույթի քանակը `քաշային միավորներով, մոլերով և ծավալային միավորներով:

Եկեք քննարկենք լուծումների կոնցենտրացիայի չափման ամենատարածված մեթոդներից և միավորներից մի քանիսը: Այս դեպքում մենք նշում ենք բաղադրիչների զանգվածները, արտահայտված գրամներով («քաշի» քանակներով) միջոցով մ 1 , մ 2, ..., մ ես , իսկ բաղադրիչների զանգվածների գումարն է  մ ես ; գրամի մոլեկուլների կամ բաղադրիչների մոլերի քանակը ` ն 1 , ն 2 , ..., ն ես , և դրանց գումարը է ն ես ; լուծման ծավալը - միջոցով Վ, մաքուր բաղադրիչների ծավալները `միջոցով Վ 1 , Վ 2 ... Վ ես . Ցուցիչ 1 վերաբերում է վճարունակին այդ դեպքերում, եթե լուծույթի բաղադրիչներից մեկը կարող է միանշանակ անվանվել որպես այդպիսին:

Նյութերի քանակները վերաբերում են լուծույթի հայտնի քանակին:

1. Massանգվածային ֆրակցիաՎ ես – Բաղադրիչի զանգվածը լուծույթի միավորի զանգվածի համար

(IV, 1 ա)

Massանգվածի տոկոսը P ես Բաղադրիչի զանգվածը լուծույթի հարյուր զանգվածային միավորների մեջ է.

Պ ես = 100Վ ես ... (IV, 1b)

2. Խլուրդային ֆրակցիաx – բաղադրիչի մոլերի քանակը լուծույթի մեկ մոլում.

(IV, 1 գ)

Խլուրդային ֆրակցիաները առավել հարմար են լուծումների տեսական (ջերմոդինամիկ) ուսումնասիրությունների համար: (IV, 1 գ) արտահայտությունից երեւում է, որ

x ես = 1

3. Umeավալային կոտորակ ես Մաքուր բաղադրիչի ծավալը լուծույթի միավորի՞ համար է.

(IV, 1 դ)

4. Մոլի ծավալի կոնցենտրացիա - մոլարություն С ես - բաղադրիչի մոլերի քանակը լուծույթի միավորի ծավալի համար.

(IV, 1e)

Այն դեպքում, երբ լուծույթի ծավալի միավորը լիտրն է, կոչվում է մոլային ծավալի կոնցենտրացիա մոլարություն

5. Մոլի քաշի հարաբերակցությունը -բաղադրիչի մոլերի քանակը, որը հիմնված է այլ բաղադրիչի հայտնի քաշի վրա, սովորաբար վճարունակ: Կոչվում է մոլ-քաշի հարաբերակցությունը, որն արտահայտվում է բաղադրիչի մոլերի քանակով 1000 գ լուծիչում մոլալությունըՄ ես :

(IV, 1e)

Համակենտրոնացումները կարող են արտահայտվել նաև այլ ստորաբաժանումներում:

Դուք կարող եք մեկ համակենտրոնացման միավորից գնալ մյուսը ՝ կազմելով այս միավորների միջև հարաբերությունների հավասարություն: Համակենտրոնացման ծավալային միավորները կշռի կամ մոլի վերածելու դեպքում և հակառակը, անհրաժեշտ է իմանալ լուծույթի խտությունը: Պետք է հիշել, որ միայն շատ նոսր լուծույթներում (այսինքն `մի բաղադրիչի համար, որի քանակը փոքր է` համեմատած մյուսների հետ), տարբեր միավորներով արտահայտված կոնցենտրացիաները համամասնական են միմյանց:

§ 2. Լուծումների մոլեկուլային կառուցվածքի մասին

Հեղուկի ՝ որպես ամբողջովին ամորֆ փուլի գաղափարը, որում մոլեկուլները պատահականորեն դասավորված են, ինչպես գազի մոլեկուլները, այժմ հրաժարվել է: Լույսի և ռենտգենյան ճառագայթման ցրման վերաբերյալ ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ հեղուկներն ունեն բյուրեղային կառուցվածքի տարրեր (մոլեկուլների դասավորության մեջ այսպես կոչված կարճաժամկետ կարգի առկայություն) և այս առումով միջանկյալ առաջացում են պինդ բյուրեղների միջև և գազեր: Հեղուկի տաքացման հետ մեկտեղ նվազում է դրա կառուցվածքի նմանությունը բյուրեղներին և մեծանում է նմանությունը գազերի հետ:

Անհատական \u200b\u200bհեղուկներում մոլեկուլների փոխազդեցությունը հիմնականում տեղի է ունենում վան դեր Վալսի փոխազդեցություն... Այս անվան տակ միավորված են միջմոլեկուլային ձգողականության մի քանի տեսակներ, որոնք էլեկտրաստատիկ փոխազդեցության հատուկ դեպքեր են: Դրանք ներառում են. Հաստատուն դիպոլ ունեցող մոլեկուլների միջև կողմնորոշիչ ձգում, հաստատուն դիպոլ ունեցող մոլեկուլների և ինդուկցված դիպոլով մոլեկուլների միջև ինդուկտիվ ձգում և մոլեկուլների ակնթարթային դիպոլների միջև ցրման ձգում, որի պահը տատանվում է զրոյի շուրջ:

Մոլեկուլների փոխադարձ ներգրավման էներգիան բոլոր նշված փոխազդեցության տեսակների համար հակադարձ համեմատական \u200b\u200bէ նրանց միջև հեռավորության վեցերորդ հզորությանը: Որոշ դեպքերում այդ փոխազդեցությունները հանգեցնում են հեղուկ մոլեկուլների (այսպես կոչված, հարակից հեղուկների) միավորմանը: Անկայուն կապեր են առաջանում կապված հեղուկի մոլեկուլների միջև: Նման կապերը ներառում են ջրածնի կապը, որը ստեղծվում է մեկ մոլեկուլի պրոտոնի անիոնին կամ էլեկտրաբացասական ատոմի (հիմնականում ֆտորի, թթվածնի, ազոտի, քլորի ատոմների) էլեկտրաստատիկ ներգրավման պատճառով (այլ մոլեկուլի):

Մոլեկուլների ներգրավմանը հակազդում է վանումով, որը կարևոր է փոքր հեռավորությունների վրա և հիմնականում պայմանավորված է էլեկտրոնային թաղանթների փոխազդեցությամբ: Այս հակահարվածը, զուգորդված ջերմային շարժման հետ, հավասարակշռում է ներգրավումը: Այսպիսով, շարժվող (տատանվող, պտտվող և երբեմն շարժվող) հեղուկ մոլեկուլների միջև հաստատվում են հավասարակշռության միջին հեռավորությունները:

Հայտնի սահմաններում հեղուկում մոլեկուլային փոխազդեցության ջերմոդինամիկական չափումը կարող է լինել քանակը ( Ու/  Վ) Պ .

Լուծույթում, բաղադրիչներից մեկի (միատարր մոլեկուլների) մոլեկուլների փոխազդեցության հետ մեկտեղ, առկա է փոխազդեցություն տարբեր բաղադրիչների մոլեկուլների (ոչ նման մոլեկուլների) միջև: Այս փոխազդեցությունները քիմիական ռեակցիայի բացակայության պայմաններում, ինչպես մաքուր հեղուկում, վան դեր Վալսն են: Այնուամենայնիվ, լուծիչի (երկրորդ բաղադրիչի) մոլեկուլները, փոխելով վճարունակ մոլեկուլի միջավայրը (առաջին բաղադրիչը), կարող են էապես փոխել վերջինիս մոլեկուլների փոխազդեցության ինտենսիվությունը և իրենք փոխազդում են միմյանց հետ այլ կերպ, քան մաքուր երկրորդ բաղադրիչ: Անանման մոլեկուլների փոխազդեցությունը կարող է հետևել տարբեր օրինաչափությունների, քան միատարր մոլեկուլների փոխազդեցությունն է:

Մրցակցում են միավորման (միատարր մոլեկուլներին միանալը) և լուծման (միաձուլվող ոչ մոլեկուլներին միանալը) միտումները:

Եկեք այստեղ, որպես օրինակներ, դիտենք դիագրամներ, որոնք պատկերում են երկուական հեղուկ համակարգերի որոշ հատկությունների կախվածությունը դրանց կազմից, որով հնարավոր է պարզել քիմիական միացության առկայությունը լուծույթի բաղադրիչների միջև: Նկար 4-ը ցույց է տալիս խառնուրդի ջերմության իզոտերմերը ( Հ) բաղադրիչները, ծավալային սեղմումը (  Վ) խառնուրդի և մածուցիկության վրա (  ) պիպերիդինի - ալիլ մանանեխի յուղի լուծույթներ (C 3 N 5 NCS): Բոլոր հատկությունները ցույց են տալիս առավելագույնը քիչ թե շատ կտրուկ դադար ՝ 1: 1 բաղադրիչի հարաբերակցությամբ: Անջատման կետը առավելագույնը, կոչվում է եզակի կետ,ցույց է տալիս տվյալ հարաբերակցության մեջ բաղադրիչներ պարունակող ուժեղ քիմիական միացության առաջացումը:

Նկար 4 C 3 H 5 NCS - C 5 H 10 NH լուծույթի որոշ հատկությունների կախվածությունը կազմից:

Այսպիսով, միաֆազ հեղուկ համակարգերի ֆիզիկաքիմիական վերլուծությունը որոշ դեպքերում տալիս է որոշակի քիմիական միացությունների գոյության հստակ ցուցումներ: Մեծ մասամբ լուծույթում որոշակի միացությունների առկայությունը հնարավոր չէ հաստատել:

§ 3. Լուծումների տեսությունների մասին

Երկար ժամանակ լուծարումը հիմնականում դիտվում էր որպես քիմիական գործընթաց: Այս տեսակետին հավատարիմ մնաց նաև Դ. Մենդելեևը ՝ հաշվի չառնելով բացառությամբ հեղուկների խառնուրդ, որոնք իրար նման են (օրինակ ՝ ածխաջրածինների խառնուրդ): Լուծարման գործընթացի վերաբերյալ այլ տեսակետ է մշակել լուծումների «ֆիզիկական» տեսության ամենավառ ներկայացուցիչներից մեկը ՝ Վ.Ֆ. Ալեքսեևը, ով (1870 - 1880) պարզաբանել է լուծարման հստակ տեսակետը ՝ որպես մոլեկուլային շարժման և փոխադարձ ընդհանուր արդյունքի մոլեկուլների կպչում: Ալեքսեևը քիմիական փոխազդեցությունը համարեց լուծարման կարևոր, բայց ոչ անհրաժեշտ գործոն և վիճեց Մենդելեևի հետ:

Դրանից հետո Մենդելեևը ընդունեց ֆիզիկական գործոնի կարևոր դերը լուծումների ձևավորման գործում, բայց դեմ արտահայտվեց լուծումների բնույթի ծայրահեղ, զուտ ֆիզիկական տեսակետին: Լուծումների ֆիզիկական տեսությունը հատկապես մշակվել է անցյալ դարի 80-ականներից հետո `կապված նոսր լուծույթների (Van't Hoff, Arrhenius, Ostwald) ուսումնասիրության հաջողությունների հետ: Ստեղծվեց լուծումների առաջին քանակական տեսությունը, որը կապված էր լուծվող նյութի `որպես իներտ լուծիչում տարածվող գազի գաղափարի հետ: Սակայն շուտով պարզվեց, որ Van't Hoff - Arrhenius- ի քանակական տեսությունը գործում է միայն շատ նոսր լուծույթների համար: Բազմաթիվ փաստեր մատնանշում էին լուծման բաղադրիչների փոխազդեցությունը: Concentrationանկացած կոնցենտրացիայի լուծումներ մեկ տեսակետից դիտարկելու բոլոր փորձերը հանգեցրին քիմիական գործոնը հաշվի առնելու անհրաժեշտությանը:

Վերջին տասնամյակների ընթացքում երկու տեսակետների պայքարը տեղի է տվել երկու գործոնների կարևորության ճանաչմանը և դրանց հակադրման անհնարինությանը: Այնուամենայնիվ, տարբեր նյութերի լուծույթների հատկությունները ծածկող օրենքների բարդությունն ու բազմազանությունը լուծումների տեսությունը դարձնում է մոլեկուլային ֆիզիկայի և քիմիական կապերի ուսումնասիրության ամենադժվար խնդիրը:

Ամենապարզ հատկություններից շեղումները որոշում են, օրինակ, մոլեկուլների բևեռականությունը: Բևեռային մոլեկուլների լուծույթներում առաջանում են ասոցացման և լուծման երևույթներ, որոնց արդյունքում լուծույթի հատկությունները բարդանում են: Լուծույթի հատկությունների շեղումները ամենապարզից առաջանում են նաև լուծույթի բաղադրիչների քիմիական փոխազդեցության արդյունքում: Այն սովորաբար ուղեկցվում է ջերմության արտանետմամբ և բաղադրիչի մոլեկուլների գազային փուլին անցման հավանականության նվազմամբ, որոնք մասամբ կապված են ավելի բարդ միացությունների հետ:

ԳԼՈՒԽ V. Հավասարակշռություն. Հեղուկ լուծում - հագեցած գոլորշի

§ 1. Երկուական հեղուկ լուծույթների հագեցած գոլորշու ճնշում

Հավասարակշռության մեջ գազային փուլը հեղուկ լուծույթով (հագեցած գոլորշի) պարունակում է ընդհանուր առմամբ լուծույթի բոլոր բաղադրիչները, իսկ հագեցած գոլորշու ճնշումը, որը հաճախ անվանում են նաև գոլորշու ճնշում, բաղադրիչների մասնակի ճնշումների հանրագումար է: 3 Այնուամենայնիվ, առանձին բաղադրիչները հաճախ տվյալ ջերմաստիճանում անկայուն են և գործնականում բացակայում են գազային փուլում:

Հագեցած գոլորշիների ընդհանուր ճնշումը (ընդհանուր կամ ընդհանուր ճնշումը) և մասնակի ճնշումները ջերմաստիճանի և լուծույթի կազմի գործառույթներն են: Հաստատուն ջերմաստիճանում A և B բաղադրիչների երկուական լուծույթի վիճակը որոշվում է մեկ փոփոխականով `բաղադրիչներից մեկի կոնցենտրացիան:

Համակենտրոնացման հարմար չափանիշը մոլի մասն է: Մենք կնշենք մոլի կոտորակը x 2 լուծման միջոցով երկրորդ բաղադրիչը xԱկնհայտ է, որ առաջին բաղադրիչի խլուրդային մասը x 1 = 1 – xՓոփոխության սահմանները x 1 և x 2 զրո են և մեկ; հետեւաբար լուծույթի գոլորշու ճնշման կախվածությունը դրա կազմից (ճնշման կազմի դիագրամ) ցույց տվող դիագրամը ունի վերջավոր ընդլայնում: Դիագրամի հնարավոր տեսակներից մեկը Պ – x բոլոր առումներով երկու հեղուկների խառնուրդի լուծույթի համար (մոլի բաժին) xվերցնում է ցանկացած արժեք `զրոյից մեկ), ցույց է տրված Նկար 5-ում: Կորի ծայրահեղ կետեր Պ = զ(x) մաքուր հեղուկների հագեցած գոլորշու ճնշումներն են և ... Steamանկացած արժեքի ընդհանուր գոլորշու ճնշում xհավասար է բաղադրիչների մասնակի ճնշումների հանրագումարին. Պ = Պ 1 + Պ 2 .

Հագեցած գոլորշու բաղադրությունը որոշվում է գոլորշու փուլում գտնվող բաղադրիչների մոլային ֆրակցիաների միջոցով x " 1 և x " 2 ,. Մասնակի մեծությունների սահմանմամբ (Դալթոնի հավասարումը).

x " 1 = x " 2 =

§ 2. Ռաուլի օրենքը: Իդեալական լուծումներ: Dilայրահեղ նոսր լուծումներ

Ամենապարզ դեպքում լուծիչի գոլորշու մասնակի ճնշման կախվածությունը երկուական լուծույթի կազմից ունի հետևյալը.

Գոլորշու փուլում լուծիչի մասնակի ճնշումը համամասն է լուծույթի մեջ նրա մոլի մասնիկին:

Նկար 5 Երկուական լուծույթի ընդհանուր և մասնակի գոլորշու ճնշումները. Dibromopropane - dibromoethane. Դիագրամում մասնակի ճնշումներ Պ – x պատկերված են ուղիղ գծերով:

(V, 1) հավասարմանը կարող է տրվել այլ ձև.

(V, 2)

Գոլորշու փուլում լուծիչի մասնակի ճնշման հարաբերական անկումը հավասար է լուծվածի մոլային մասնիկին (երկրորդ բաղադրիչ): (V, 1) և (V, 2) հավասարումները արտահայտություններ են Ռաուլի օրենքը (1886): Ռաուլի օրենքը, որը արտահայտված է հավասարման տեսքով (V, 1), կիրառելի է այնպիսի լուծումների համար, որոնց հագեցած գոլորշին իրեն պահում է իդեալական գազի պես, և միայն մի քանի լուծումներ են բավարարում այս օրենքին բավարար ճշգրտությամբ, ցանկացած կոնցենտրացիայում (այսինքն, արժեքների վրա xսկսած 0-ից 1):

Սովորաբար, երբ ջերմաստիճանը բարձրանում է (մինչդեռ հագեցած գոլորշու ճնշումը համեմատաբար ցածր է), Ռաուլի օրենքի տեսքով շեղումները (V, 1) նվազում են: Բայց բավականաչափ բարձր ջերմաստիճանում, երբ լուծույթի հագեցած գոլորշու ճնշումը շատ բարձր է, հավասարումը (V, 1) դառնում է անճիշտ, քանի որ գոլորշիների շեղումները իդեալական գազերի օրենքից մեծանում են:

Լուծումները, որոնք հետևում են Ռաուլի օրենքին `հավասարության տեսքով (V, 1) բոլոր կոնցենտրացիաներում և բոլոր ջերմաստիճաններում, կոչվում են իդեալական (կատարյալ) լուծումներ,դրանք հեղուկ լուծումների վերջնական, պարզ տեսակն են:

Հեշտ է ցույց տալ, որ եթե վճարունակ գոլորշու համար բավարար է (V, 1) հավասարումը, ապա նմանատիպ հավասարումը պետք է դիտարկել երկրորդ լուծված բաղադրիչի գոլորշու համար

(V, 3)

(V, 1) և (V, 3) հավասարումները արտացոլում են ցածր ճնշումներում իդեալական լուծումների մասնակի ճնշման հատկությունները: Այս հավասարումների բազմությունը կոչվում է համատեղեց Ռաուլի օրենքը – Հենրի:Ընդհանուր առմամբ, ցածր ճնշումներով բազմաբաղադրիչ իդեալական լուծման համար մենք ստանում ենք.

(V, 4)

(V, 1), (V, 3) և (V, 4) հավասարումները հետագայում կծառայեն որպես ելակետ ցածր ճնշման պայմաններում իդեալական լուծումների ջերմոդինամիկական հատկությունների ուսումնասիրության համար:

Իդեալական երկուական լուծույթի գոլորշիների ընդհանուր ճնշումը կազմում է

մոլի կոտորակի գծային ֆունկցիա է:

Իդեալական լուծումների օրինակներ (տե՛ս նկ. 5) խառնուրդներն են. Բենզոլ - տոլուոլ, բենզոլ - երկքլորէթան, հեքսան - օկտան և այլն:

Իդեալական լուծույթի և դրա հագեցած գոլորշու բաղադրությունները տարբեր են, այսինքն. xԱյս պարագայում հեշտ է կապ գտնել և xԻրոք, երկրորդ բաղադրիչի կոնցենտրացիան գոլորշիների մեջ
. Այս արտահայտության մեջ փոխարինելով արժեքը Պ 2-ը Ռաուլի օրենքից (հավասարություն (V, 3)) և արժեքը Պ (V, 5) հավասարումից ստացվում է.

(V, 6)

Դրանից պարզ է դառնում, որ \u003d xմիայն այն դեպքում, երբ երկու մաքուր բաղադրիչների հագեցած գոլորշու ճնշումները հավասար են, այսինքն `ժամը
.

§ 3. Իրական լուծումներ: Ռաուլի օրենքից դրական և բացասական շեղումներ

Ռաուլի օրենքը չի լուծում իրական լուծումներ: Այս լուծումների մասնակի ճնշումները ավելի մեծ են կամ պակաս, քան իդեալական լուծումների գոլորշու ճնշումները: Առաջին դեպքում Ռաուլի օրենքից շեղումներ են կոչվում դրական(գոլորշու ընդհանուր ճնշումը ավելի մեծ է, քան հավելանյութը), իսկ երկրորդ դեպքում ` բացասական(գոլորշիների ընդհանուր ճնշումը պակաս է հավելանյութի արժեքից):

Ռաուլի օրենքներից դրական շեղումներով լուծումների օրինակ են լուծումները ՝ ացետոն ՝ էթիլային սպիրտ, բենզոլ ՝ ացետոն, ջուր ՝ մեթիլ սպիրտ:

Նկար 6 Գոլորշու ճնշման դիագրամը C 6 H 6 - (CH 3) 2 CO լուծույթի վրա:

Նկար 6-ը ցույց է տալիս դիագրամ Պ – xայդ լուծումներից մեկի համար (բենզոլ - ացետոն):

Ռաուլի օրենքներից բացասական շեղումներով լուծումները ներառում են, օրինակ, լուծույթներ. Քլորոֆորմ - բենզոլ, քլորոֆորմ - դիէթիլ եթեր:

Գոլորշիների ճնշման դիագրամը քլորոֆորմ - դիէթիլ եթեր լուծույթի վրա ներկայացված է Նկ. 7-ում:

Նկար 7 Գոլորշու ճնշման դիագրամը լուծույթի վրա (C 2 H 5) 2 O - CHCl 3:

Pressureնշման ընդհանուր արժեքները Պ այս համակարգերում միատեսակ փոխվում են արժեքի փոփոխությամբ xԵթե \u200b\u200bիդեալական լուծումների օրենքից շեղումները մեծ են, ապա գոլորշիների ընդհանուր ճնշման կորը անցնում է առավելագույնի կամ նվազագույնի միջով:

Ռաուլի օրենքից իրական լուծումների դրական և բացասական շեղումները պայմանավորված են տարբեր գործոններով: Եթե \u200b\u200bլուծույթում անանման մոլեկուլները փոխադարձաբար ներգրավվում են ավելի քիչ ուժով, քան միատարր մոլեկուլները, ապա դա կնպաստի մոլեկուլների հեղուկ փուլից գազային փուլ տեղափոխմանը (մաքուր հեղուկների համեմատ) և կնկատվեն Ռաուլի օրենքի դրական շեղումներ: Լուծույթում անհամապատասխան մոլեկուլների փոխադարձ ներգրավման աճը (լուծում, ջրածնային կապերի ձևավորում, քիմիական միացություն առաջացնելը) բարդացնում է մոլեկուլների անցումը գազային փուլ, ուստի Ռաուլի օրենքից բացասական շեղումներ կդիտվեն:

Պետք է հիշել, որ դրական և բացասական շեղումներ առաջացնող գործոնները կարող են միաժամանակ գործել լուծման մեջ, հետևաբար, նկատվող շեղումները հաճախ հակառակ նշանի համընկնումի շեղումների արդյունք են: Հակառակ գործոնների միաժամանակյա գործողությունը հատկապես հստակորեն արտահայտվում է լուծումներում, որոնցում Ռաուլտ-Հենրի օրենքից շեղումների նշանը փոխվում է համակենտրոնացման փոփոխությամբ:

§ 4. Հավասարակշռության հեղուկի գծապատկերներ `գոլորշի երկուական համակարգերում: Կոնովալովի առաջին օրենքը: Կոտորակային թորում

Նկար 5,6,7-ում ներկայացված է երկուական լուծույթի ընդհանուր գոլորշու ճնշումը `որպես լուծույթի կազմի ֆունկցիա: Որպես փաստարկ, դուք կարող եք նաև օգտագործել մասնակի ճնշման կորերով որոշված \u200b\u200bև հեղուկ լուծույթի բաղադրությունից տարբերվող գոլորշիների կազմը: Այս եղանակով հնարավոր է ձեռք բերել համակարգի նույն հատկության երկրորդ կորը `լուծույթի հագեցած գոլորշու ընդհանուր ճնշումը` կախված այլ փաստարկից `գոլորշու բաղադրությունից:

Նկար 8-ը ցույց է տալիս երկուական լուծույթի սխեմատիկ դիագրամ `գոլորշիների հավասարակշռության իզոթերմ: Դիագրամի հարթության ցանկացած կետ բնութագրում է համակարգի համախառն կազմը (կոորդինատ) x) և ճնշում (կոորդինատ Պ) և կոչվում է փոխաբերական կետ:Վերին կորը ցույց է տալիս հագեցած գոլորշու ճնշման կախվածությունը հեղուկ կազմից, իսկ ստորին կորը ցույց է տալիս հագեցած գոլորշու ճնշման կախվածությունը գոլորշու բաղադրությունից: Այս կորերը գծապատկերային հարթությունը բաժանում են երեք դաշտերի: Վերին մարժան ծածկում է արժեքները x ևՊ, որում կա միայն մեկ հեղուկ փուլ ՝ փոփոխական կազմի լուծույթ: Ստորին դաշտը համապատասխանում է փոփոխական կազմի գազային խառնուրդին: Վերին և ստորին լուսանցքում ցանկացած փոխաբերական կետ պատկերում է իրական կյանքի մեկ փուլի վիճակը: Դաշտ , երկու կորերի միջեւ համապատասխանում է երկու փուլային համակարգին: Համակարգը, որի ճնշումը և կազմը ցուցադրվում է այս դաշտում տեղակայված փոխաբերական կետով, բաղկացած է երկու փուլից `լուծույթ և հագեցած գոլորշի: Այս փուլերի կազմը որոշվում է վերին և ստորին կորերի հետ համակարգի փոխաբերական կետով անցնող իզոբարի խաչմերուկում ընկած կետերի կոորդինատներով: Օրինակ ՝ փոխաբերական կետով բնութագրվող համակարգ կ, բաղկացած է երկու հավասարակշռության փուլերից, որոնց կազմը որոշվում է կետերով ևև բ. Կետ և,Ստորին կորի վրա ընկածը բնութագրում է հագեցած գոլորշու բաղադրությունը և կետը բ, վերին կորի վրա պառկածը լուծույթի բաղադրությունն է: Ստորին կորը կոչվում է գոլորշու ճյուղ, վերին կորը `հեղուկ ճյուղ:

Նկար 8: Կազմի դիագրամ - երկուական համակարգի ճնշում:

Բաղադրության չհագեցած գոլորշու իզոթերմային սեղմմամբ x 1 համակարգի փոխաբերական կետը ուղղահայաց վեր է շարժվում, գոլորշիների խտացումը սկսվում է կետից և(Նկ. 8) հայտնի ճնշման տակ Պ... Հեղուկի առաջին կաթիլներն ունեն կազմ x 2 ; արդյունքում հեղուկը պարունակում է ավելի քիչ բաղադրիչ A, քան խտացման գոլորշին:

Pressureնշման իզոթերմային անկմամբ `կազմի հեղուկը x 3 կետում կսկսվի գոլորշիանալ դ, տալով գոլորշու կազմ x 4 (կետ ե)արդյունքում գոլորշին պարունակում է ավելի շատ բաղադրիչ A, քան գոլորշիացնող հեղուկը: Հետևաբար, գոլորշու մեջ A բաղադրիչը միշտ գերակշռում է իր հետ հավասարակշռության մեջ գտնվող հեղուկի համեմատ, որի ավելացումը համակարգին, ինչպես երեւում է գծապատկերից, մեծացնում է գոլորշիների ընդհանուր ճնշումը:

Վերոգրյալի հիման վրա հեշտությամբ կարելի է անել հետևյալ եզրակացությունը. Հագեցած գոլորշին, հավասարակշռության լուծույթի հետ համեմատաբար, ավելի բաղադրիչ է բաղադրիչով, որի ավելացումը համակարգին մեծացնում է գոլորշու ընդհանուր ճնշումը: Դա - Կոնովալովի առաջին օրենքը (1881), որը ուժի մեջ է բոլոր կայուն լուծումների համար:

Եկեք քննարկենք լուծումների գոլորշիացման և խտացման երևույթները նաև օգտագործելով իզոբար գծապատկերի եռման կետը `լուծույթի կազմը:

Դիագրամներ տ բեյլ - xկարող է գծագրվել փորձնական տվյալների հիման վրա կամ ունենալով մի շարք իզոթերմային դիագրամներ Պ – xՅուրաքանչյուր դիագրամի վրա Պ - x,որոշակի ջերմաստիճանում կառուցված, գտնել տվյալ ճնշման տակ գոյություն ունեցող լուծույթի և գոլորշու բաղադրությունները: Ըստ ստացված բոլոր իզոթերմերից Պ - xտվյալներ որոշակի ճնշման կառուցման համար մեկ իզոբարային դիագրամի համար տ բեյլ - x

Դիագրամ տ բեյլ - xսխեմատիկորեն ցույց է տրված Նկար 9-ում: Քանի որ բաղադրիչ A- ն ավելի բարձր հագեցած գոլորշու ճնշմամբ (Նկար 8) տրված ճնշման տակ ունի ցածր եռման կետ ( ), ապա դիագրամը տ բեյլ - xգծապատկերի համեմատությամբ ունի հայելու տեսք Պ – x(կա միայն որակական նմանություն):

Վերին լուսանցքը գծապատկերում տ բեյլ - xհամապատասխանում է գոլորշուն, իսկ ստորինը `հեղուկին: Վերին կորը գոլորշու ճյուղն է, իսկ ստորին կորի հեղուկը:

Նկար 9: Եռման կետի դիագրամ - երկուական համակարգի կազմ:

Ուղղիչ սյուններում հաջորդական թորումները համակցվում են մեկ ավտոմատացված գործընթացի մեջ, ինչը հանգեցնում է հեղուկ լուծույթի բաղադրիչների տարանջատմանը: (ուղղում):Նավթի արդյունաբերական բաժանումը կոտորակների (նավթի առաջնային վերամշակում) հիմնված է նշված գործընթացի վրա:

Ամփոփելով, մենք ներկայացնում ենք Կոնովալովի առաջին օրենքի ևս մեկ ձևակերպում.

Հեղուկ գոլորշու մեջ հեղուկ երկուական լուծույթով հավասարակշռության պայմաններում բաղադրիչի հարաբերական պարունակությունն ավելի բարձր է, ինչը Տ = կոնստ ունի ավելի բարձր հագեցած գոլորշու ճնշում `համեմատած մյուս բաղադրիչի կամ դրա հետՊ = կոնստ դրա համեմատությամբ ունի ավելի ցածր եռման կետ, այլ կերպ ասած `գոլորշին հեղուկի համեմատությամբ ավելի հարուստ է ավելի ցնդող բաղադրիչով:

Լուծումների մի քանի դասակարգում կա: Thermերմոդինամիկայի տեսանկյունից նպատակահարմար է տարբերակել լուծումները իդեալական ու անկատար կամ իրական... Իդեալական լուծումներում յուրաքանչյուր բաղադրիչի ներքին էներգիան կախված չէ կոնցենտրացիայից, և լուծարման արդյունքում մոլային ծավալը չի \u200b\u200bփոխվում: Այս դեպքում բաղադրիչները խառնվում են իդեալական գազերի նման, և էնդրոպիայի աճը կարելի է հաշվարկել իդեալական գազերի համար բնորոշ հավասարումների միջոցով: Այստեղ մասնիկների միջև փոխազդեցության ուժեր չկան, և նյութերը խառնվում են առանց ջերմության արտանետման կամ կլանման:

Լուծումների ուսումնասիրության մեջ լայնորեն կիրառվում է մոդելների մեթոդը: Ամենապարզ մոդելը իդեալական լուծում է: Իդեալական լուծումները սովորաբար բաժանվում են երկու խմբի `նոսր (ավելի ճիշտ` անսահման նոսր) և կատարյալ:

Իդեալական լուծույթի առաջացումը չի ուղեկցվում ծավալի, ջերմային ազդեցության կամ քիմիական փոխազդեցության փոփոխությամբ: Նման լուծումները ձեւավորվում են պարզ ֆիզիկական խառնուրդով

(ΔH cm \u003d 0; ΔV cm \u003d 0): Նման լուծումները ստացվում են ոչ բևեռային հեղուկների խառնման միջոցով, որոնք բնութագրվում են նման ուժի մոլեկուլային դաշտերով: Նման խառնուրդներում լուծման երեւույթներ չկան, ուստի և լուծարման ջերմային ազդեցություն չկա, և համակարգի խտություն չկա: Լուծույթի ծավալը հավասար է խառը բաղադրիչների ծավալների հանրագումարին: Սրանք իդեալական կամ կատարյալ լուծումներ են:

Լուծումների տեսության մեջ նրանց դերը նման է իդեալական գազերի դերին (այդ պատճառով դրանք կոչվում են իդեալական լուծումներ):

Իդեալական լուծումները բավականին տարածված են: Օրինակ ՝ ածխաջրածնային իզոմերները խառնելը (օկտաններ և այլն): Բենզին, կերոսին, բենզոլի և տոլուինի խառնուրդ. Իդեալական լուծույթները տարբեր ածխաջրածինների խառնուրդ են (հեղուկ): Իդեալական լուծումները ունեն պարզ մոլեկուլային խառնուրդների բնույթ: Նրանց մոտենում է լուծումների «ֆիզիկական» տեսությունը: Լուծումների ֆիզիկական տեսությունը առաջարկվել է Վանթ Հոֆի և Արրենիուսի կողմից 19-րդ դարում: Ըստ այս տեսության, վճարունակ է համարվում այն \u200b\u200bմիջավայրը, որում նյութը լուծվելիս դրա մոլեկուլները միատեսակ բաշխվում են լուծույթի ամբողջ ծավալում, միջմոլեկուլային փոխազդեցություններ չկան:

Ռաուլի օրենքները... Հեղուկ կամ պինդ վիճակում գտնվող նյութի ամենակարևոր բնութագիրը հագեցած գոլորշու ճնշումն է, այս ճնշումը նյութի հաստատունն է, որը որոշում է հեղուկի և գոլորշիների, պինդ և գոլորշիների հավասարակշռությունը: Հավասարակշռությունն ինքնին ձեռք է բերվում, երբ գոլորշիացման գործընթացները փոխհատուցվում են խտացման գործընթացներով: Երբ ջեռուցվում է, գոլորշու ճնշումը մեծանում է:

Նոսր լուծույթների համար վճարունակի (A) գոլորշու ճնշման հարաբերական նվազումը թվային առումով հավասար է լուծվածի մոլային կոտորակին (B) (Ռաուլի առաջին օրենք):

Որտեղ R A 0 - մաքուր լուծիչի գոլորշու ճնշում; R A- ը լուծիչի գոլորշու ճնշումն է լուծույթի վրա; X A- ը լուծիչի մոլային մասն է. X B- ը լուծվածի մոլային մասն է:

Այսպիսով, նոսր լուծույթների համար լուծիչի գոլորշու ճնշումը համամասնական է լուծույթի մեջ պարունակվող իր մոլային մասնիկին:

Առաջանում է Ռաուլի օրենքը երկու հետևանք... Նրանցից մեկի համաձայն լուծույթի եռման կետն ավելի բարձր է, քան լուծիչի եռման կետը:Դա պայմանավորված է նրանով, որ լուծիչի հագեցած գոլորշու ճնշումը լուծույթի նկատմամբ հավասար է մթնոլորտային ճնշմանը (հեղուկի եռման պայմանը) ավելի բարձր ջերմաստիճանում, քան մաքուր լուծիչի դեպքում: Եռման կետի բարձրացումը ΔT փաթեթը համաչափ է լուծույթի մոլալությանը ՝ գ մ: ΔT եռալ \u003d K e s m, որտեղ K e- ը լուծիչի ebulioscopic հաստատունն է

Համաձայն երկրորդ հետեւություն Ռաուլի օրենքից, լուծույթի սառեցման (բյուրեղացման) ջերմաստիճանը ցածր է մաքուր լուծիչի սառեցման (բյուրեղացման) ջերմաստիճանից: Դա պայմանավորված է լուծույթի վերևում գտնվող լուծիչի գոլորշիների ցածր ճնշմամբ, քան լուծիչից բարձր: Սառեցման (բյուրեղացման) ջերմաստիճանի ΔT փոխանորդի իջեցումը համաչափ է լուծույթի մոլալության հետ. ΔT պատգամավոր \u003d K- ից c m, որտեղ K to- ը լուծույթի կրիոսկոպիկ հաստատունն է:

Պետական \u200b\u200bդիագրամը համակարգի վիճակը բնութագրող տարբեր մեծությունների միջև հարաբերությունների գրաֆիկական պատկերումն է: Մեկ բաղադրիչ համակարգերի համար սովորաբար օգտագործվում են փուլային դիագրամներ, որոնք ցույց են տալիս ճնշման և ջերմաստիճանի կապը: Նրանց կանչում են պետության փուլային դիագրամներ... Դիագրամը ցույց է տալիս ջրի այն վիճակները, որոնք ջերմոդինամիկորեն կայուն են ջերմաստիճանի և ճնշման որոշակի արժեքներով: Այն բաղկացած է երեք կորերից, որոնք սահմանում են բոլոր հնարավոր ջերմաստիճաններն ու ճնշումները երեք շրջանների, որոնք համապատասխանում են սառույցին, հեղուկին և գոլորշիներին: Բոլոր երեք կորերը հատում են մեկ կետ O. Այս կետի կոորդինատները ջերմաստիճանի և ճնշման միակ զույգ արժեքներն են, որոնց դեպքում բոլոր երեք փուլերը կարող են լինել հավասարակշռության մեջ ՝ սառույց, հեղուկ ջուր և գոլորշի: Այն կոչվում է եռակի կետ:

Հալման կորը ուսումնասիրվել է մինչև շատ բարձր ջերմաստիճանները: Եռման կորը ավարտվում է կրիտիկական կետում: Այս կետին համապատասխանող ջերմաստիճանում `կրիտիկական ջերմաստիճանը, հեղուկի և գոլորշու ֆիզիկական հատկությունները բնութագրող մեծությունները դառնում են նույնը, այնպես որ հեղուկի և գոլորշիների վիճակի միջև տարբերությունն անհետանում է: Otherրի առանձնահատկություններից մեկը, որը տարբերակում է այն այլ նյութերից, աճող ճնշմամբ սառույցի հալման կետի նվազումն է: Այս հանգամանքն արտացոլված է գծապատկերում: Դիագրամում հալման կորը վեր է բարձրանում ձախ, մինչդեռ գրեթե բոլոր մյուս նյութերի համար այն բարձրանում է աջ: Լուծույթի սառեցման կետը ջրի սառեցման կետից ցածր է, իսկ լուծույթի եռման կետն ավելի բարձր է, քան ջրի եռման կետը:

Լուծիչի ինքնաբերական անցում է լուծույթը և լուծիչը կամ լուծիչի տարբեր կոնցենտրացիաներով երկու լուծույթ բաժանող կիսաթափանցիկ թաղանթով, կոչվում է օսմոզ

Օսմոզը պայմանավորված է վճարունակ մոլեկուլների ցրվածությամբ կիսաթափանցիկ միջնորմով, որը թույլ է տալիս անցնել միայն լուծիչի մոլեկուլները: Լուծիչի մոլեկուլները լուծիչից ցրվում են լուծույթի կամ պակաս խիտ լուծույթից ավելի խիտ լուծույթի, ուստի խիտ լուծույթը նոսրացվում է (լուծիչի քիմիական ներուժը լուծույթում պակաս է մաքուր լուծիչի քիմիական ներուժից), և նրա սյունի բարձրությունը նույնպես մեծանում է: Քանակականորեն օսմոզը բնութագրվում է օսմոտիկ ճնշմամբ, որը հավասար է միավորի մակերեսի վրա գործող ուժին, որը ստիպում է վճարունակ մոլեկուլներին ներթափանցել կիսաթափանցիկ միջնապատը: Այն հավասար է h բարձրության ունեցող օսմոմետրում լուծույթի սյունի ճնշմանը: Հավասարակշռության պայմաններում արտաքին ճնշումը հավասարակշռում է օսմոտիկ ճնշումը: Այս պարագայում կիսաթափանցիկ միջնորմով մոլեկուլների առաջ և հակառակ անցումների տեմպերը դառնում են նույնը: Եթե \u200b\u200bավելի խիտ լուծույթի նկատմամբ կիրառվող արտաքին ճնշումը ավելի բարձր է, քան օսմոտիկ p- ն, այսինքն. p\u003e p, ապա լուծիչի մոլեկուլների կենտրոնացված լուծույթից անցման արագությունը կլինի ավելի մեծ, և լուծիչը կանցնի նոսր լուծույթի (կամ մաքուր լուծիչի): Այս գործընթացը, որը կոչվում է հակադարձ osmosis, օգտագործվում է բնական և կեղտաջրերի համար ՝ ծովից խմելու ջուր ստանալու համար: Օսմոտիկ ճնշումը մեծանում է լուծվող նյութի կոնցենտրացիայի և ջերմաստիճանի բարձրացման հետ: Վանթ Հոֆ առաջարկել է, որ իդեալական գազի վիճակի հավասարումը կարող է կիրառվել օսմոտիկ ճնշման համար. pV \u003d nRТ կամ p \u003d (n⁄ V) RТ որտեղից p \u003d с RT, որտեղ p- ն օսմոտիկ ճնշումն է (kPa), լուծույթի կոնցենտրացիան: Օսմոտիկ ճնշումը ուղիղ համեմատական \u200b\u200bէ լուծվող մոլային կոնցենտրացիային և ջերմաստիճանին: Օսմոզը շատ կարևոր դեր է խաղում կենսաբանական գործընթացներում ՝ ապահովելով ջրի հոսքը բջիջների և այլ կառույցների մեջ: Նույն osmotic ճնշմամբ լուծումները կոչվում են իզոտոնիկ... Եթե \u200b\u200bօսմոտիկ ճնշումն ավելի բարձր է, քան ներբջջային ճնշումը, ապա այն կոչվում է հիպերտոնիկ,եթե ներբջջայինից ցածր - հիպոթոնիկ

23. Էլեկտրոլիտային լուծույթներ: Arrhenius- ի էլեկտրոլիտային դիսոցացիայի տեսությունը. Դիսոցացիայի աստիճան, դիսոցացիայի կայուն: Դրանց վրա ազդող գործոններ: Օստվալդի նոսրացման օրենքը:

Ըստ նյութերի հալման կամ լուծույթի կատիոնների և անիոնների քայքայման կամ չքայքայման նյութի կարողության ՝ առանձնանում են էլեկտրոլիտներ և ոչ էլեկտրոլիտներ:

Էլեկտրոլիտները նյութեր են, որոնք ենթարկվում են էլեկտրոլիտային դիսոցացիայի, և որի արդյունքում դրանց հալոցքը կամ լուծույթները էլեկտրական հոսանք են անցկացնում:

Բոլոր աղերը, ինչպես նաև թթվային, հիմնական և ամֆոտերային հիդրօքսիդները պատկանում են էլեկտրոլիտներին:

Էլեկտրոլիտի լուծույթը լուծիչի մոլեկուլների և լուծվող (լուծվող իոններ են, որոնք շրջապատված են համապատասխան կողմնորոշիչ լուծիչի դիպոլներով) լուծվող մոլեկուլների և իոնների խառնուրդ է: Իոնների մեջ քայքայված մոլեկուլների հարաբերական թիվը, որը բնութագրում է էլեկտրոլիտի α- ի դիսոցացիայի աստիճանը, կախված է վճարունակի բնույթից, էլեկտրոլիտի բնույթից և կոնցենտրացիայից, ջերմաստիճանից, ճնշումից և լուծույթում այլ էլեկտրոլիտների առկայությունից:

Իոնների լուծույթում բևեռական նյութի քայքայման գործընթացը կոչվում է էլեկտրոլիտային դիսոցացիա: (իոնային - իոնացման միջոցով): Ըստ էլեկտրոլիտային դիսոցացիայի իրենց ունակության, էլեկտրոլիտները սովորաբար բաժանվում են ուժեղի և թույլի: Ուժեղ էլեկտրոլիտները սովորաբար ներառում են նյութեր, որոնք լուծույթում համարյա ամբողջությամբ բաժանվում են իոնների: Թույլ էլեկտրոլիտները համարվում են նյութեր `դիսոցացիայի աստիճանը, որը փոքր է: Հայեցակարգ էլեկտրոլիտի դիսոցացիայի աստիճանը α որպես արժեք, որը հավասար է քայքայված (դիսոցացված) մոլեկուլների թվի հարաբերակցությանը N diss էլեկտրոլիտի N 0 մոլեկուլների ընդհանուր թվին, α \u003d N diss ⁄ N ներդրվել է Արրենիուս- առաջին քանակի ստեղծողը էլեկտրոլիտային լուծումների տեսություն: Էլեկտրոլիտային դիսոցացիայի տեսությունը և դրա հիման վրա թթուների և հիմքերի դասակարգումը լիովին կիրառելի են միայն ջրային լուծույթներին.

Լուծումից բխող էլեկտրոլիտային դիսոցացիայի գործընթացը հետադարձելի է, այսինքն. Լուծվող մոլեկուլների հավասարեցման հետ մեկտեղ տեղի է ունենում դրանց իոններից առաջացում.

K m A n D mK Z1 + + nA Z2- որտեղ K m A n էլեկտրոլիտի մոլեկուլ է. K Z1 + - կատիոն; Եվ Z2 - - անիոն; Z 1 և Z 2 - համապատասխանաբար անիոն և կատիոն: n և m ստոյխիոմետրիկ գործակիցներն են: Իոնների և էլեկտրոլիտների մոլեկուլների հավասարակշռությունը ենթարկվում է զանգվածային գործողությունների օրենքին: Հետևաբար, տարանջատման գործընթացի կարևոր առանձնահատկությունն է դիսոցիացիայի հաստատուն(իոնացման հաստատուն) К d (С), հաշվարկված մոլեկուլների և իոնների հավասարակշռության կոնցենտրացիաներից ՝ К d (С) \u003d [К Z1 +] m [А Z2-] n ⁄ [К m А n], որտեղ [К Z1 +], [Եվ Z2-] - համապատասխանաբար կատիոնների և անիոնների հավասարակշռված մոլային կոնցենտրացիաներ; [K m and n] - չբաշխված էլեկտրոլիտի մոլեկուլների հավասարակշռության մոլային կոնցենտրացիա:

Դիսոցացիայի գործընթացի հավասարակշռության հաստատունը սովորաբար K- ն է նշվում թույլ թթուների համար, իսկ K b- ն `թույլ հիմքերի:

Թույլ հիմքի (ամոնիումի հիդրօքսիդ) դիսոցիացիայի օրինակ NH 4 OH D NH 4 + + OH -

K b \u003d [OH -] ⁄ \u003d 1,8 × 10 -5

Polybasic թթուները և polybasic հիմքերը տարանջատվում են քայլերով:

Դիսոցացիայի հաստատունը բնութագրում է տվյալ էլեկտրոլիտի տարանջատման գործընթացը տվյալ լուծիչում, բայց կախված չէ էլեկտրոլիտի կոնցենտրացիայից և կայուն ջերմաստիճանում K d (C) \u003d կազմ: Ակնհայտ է, որ որքան ցածր է կոնցենտրացիան, այնքան մեծ է դիսոցացիայի α աստիճանը, այսինքն. այնքան լուծված լուծույթը:

Հավասարակշռության վիճակում К Z + կատիոնների և А Z- անիոնների կոնցենտրացիաները հավասար կլինեն [К Z +] \u003d [А Z-] \u003d α С, և չբաշխված մոլեկուլների կոնցենտրացիան [CA] \u003d (С - αС) \u003d С (1- α) այս արտահայտությունները փոխարինման մեջ փոխարինող ստացված ստացված ստանդարտը.

K d (C) \u003d α 2 Գ

1- α -այս արտահայտությունը նկարագրում է Թույլ էլեկտրոլիտների օստվալդի նոսրացման (նոսրացման) օրենքը... Այն դեպքում, երբ էլեկտրոլիտի α դիսոցացիայի աստիճանը<<1, что имеет место при С ⁄К d (С) ≥100, величиной α по сравнению с 1 можно пренебречь и закон разбавления Оствальда записать в упрощенном варианте К d (С) ≈ α 2 С.