Həllolma qabiliyyətinin maddənin təbiətindən asılılığı.
Məhlulda hissəciklərin qarşılıqlı təsirinin mürəkkəbliyi və maye
halının ümumi nəzəriyyəsinin mövcud olmaması ilə əlaqədar
maddələrin həllolma qabiliyyətini qabaqcadan müəyyənləşdir-
mək və hesablamaq mümkün deyildir. Əgər həll olan maddə his-
səcikləri arasındakı qarşılıqlı təsir qüvvələri həlledici molekul-
ları arasındakı qarşılıqlı təsir qüvvələrinə yaxın olarsa, belə hal-
da həll olan maddə və həlledici bir-birində istənilən nisbətdə həll
olur. Məsələn, benzol toluolda, su etil spirtində istənilən nisbət-
də həll olurlar. Kristal naftalin qeyri-polyar həlledicilərdə yaxşı
həll olur və s.
Çoxsaylı təcrübələrin nəticəsi “oxşar oxşarda həll olur” qa-
ydasının meydana çıxmasına səbəb olmuşdur. Bu qaydaya görə
qeyri-polyar maddələr qeyri-polyar həlledicilərdə, polyar və ion
tipli maddələr isə polyar həlledicilərdə həll olurlar. Məsələn, ion
256
tipli maddə olan NH
4
Cl polyar həlledici kimi suda yaxşı həll
olduğu halda, qeyri-polyar həlledici olan benzolda praktiki həll
olmur.
Bir sira maddələrin bu və ya digər həlledicidə yüksək dərə-
cədə yaxşı həll olması onlar arasında hidrogen rabitəsinin və ya
donor-akseptor mexanizmli kovalent rabitənin əmələ gəlməsi ilə
izah olunur. Məsələn, su və etil spirtinin bir-birində istənilən
nisbətdə həllolması etil spirti və su molekullarının hidroksil
qrupları arasında hidrogen rabitəsinin yaranması, suda praktiki
həll olmayan AgCl-in maye ammonyakda yaxşı həll olması isə
Ag
+
və NH
3
molekulları arasında donor-akseptor rabitəsinin
əmələ gəlməsi ilə bağlıdır.
Kristal maddələrin suda həll olması kristal qəfəs enerjisi ilə
ionların hidratlaşma enerjiləri arasındakı fərqdən asılıdır. Bu
fərqi isə hələlik nəzəri olaraq lazımi dəqiqliklə hesablamaq
mümkün deyildir. Odur ki, kristal maddələrin həllolma qabiliy-
yətlərinin müəyyən edilməsi empirik qanunauyğunluqlara əsas-
lanır. Belə ki, qələvi metalların və ammoniumun demək olar ki,
bütün duzları suda yaxşı həll olur. Nitratlar, sulfatlar (qələvi tor-
paq metallarının və qurğuşunun sulfatlarından başqa), xloridlər
(AgCl, Hg
2
Cl
2
, RbCl
2
və TlCl-dən başqa) suda yaxşı həll
olurlar. Keçid metallarının sulfidləri, fosfatları, karbonatları,
hidroksidlərı suda praktiki həll olmurlar və s.
8.2. XARĐCĐ ŞƏRAĐTĐN HƏLLOLMAYA TƏSĐRI
Doymuş məhlul həqiqi tarazlıqla xarakterizə olunduğundan
təzyiq və temperaturun maddənin həllolma qabiliyyətinə təsiri
Le Şatalye prinsipinə tabedir. Temperatur və təzyiqin təsir xa-
rakteri ∆H
h/o
və həllolmada həcm dəyişməsinin ∆V işarəsindən
və bu parametrlərin mütləq qiymətlərindən asılıdır.
Qazların mayelərdə həll olması.
Qazların mayelərdə həll ol-
ması həmişə istiliyin ayrılması ilə baş verir (∆H
h/o
<
0). Odur ki,
temperaturun artması Le Şatalye prinsipinə əsasən qazın həllolma
257
qabiliyyətinin azalmasına səbəb olur. Məsələn, suyu qaynatmaqla
onda həll olmuş havanı tamamilə qovub çıxartmaq olar.
Qazların mayelərdə həll olması həcm azalması ilə baş ver-
diyindən təzyıqin artması Le Şatalye prinsipinə görə qazın həl-
lolma qabiliyyətini artırmış olur.
Qazın mayedə həll olması onun maye üzərindəki parsial təz-
yiqi ilə düz mütənasibdir
( Henri qanunu, 1802).
Henri qanunu çox da yüksək olmayan təzyiqlər və qaz mo-
lekulları ilə həllerdici molekulları arasında kimyəvi qarşılılıqlı
təsir olmayan hallar üçün doğrudur.
Mayelərin mayelərdə həll olması.
Mayelərin mayelərdə
həll olmasında onların molekulları arasında baş verən qarşılıqlı
təsir qüvvələrindən asılı olaraq üç hal baş verə bilər: 1) sərhədsiz
həllolma, 2) sərhədli həllolma, 3) praktiki həll olmamaq.
Bir-birində sərhədsiz həll olan mayelərə göstərdiyimiz kimi
su-etil spirti, benzol-toluol sistemlərini, sərhədli həll olanlara
anilin-su, praktiki həll olmayan mayelərə isə su-benzol, su-
toluol və s. sistemlərini misal göstərə bilərik.
Sərhədli həllolmada temperaturun artması mayelərin qarşı-
lıqlı həll olmasını artırır. Müəyyən temperaturlarda isə mayelə-
rin qarşılıqlı həll olması sərhədsiz həll olmaya keçir. Belə tem-
peraturlar böhran temperaturları adlanır. Məsələn, su-fenol sis-
temi üçün böhran temperaturu 66,4
0
S-dir. Bu temperaturdan
baş-layaraq su və fenol bir-birində sərhədsiz həll olur.
Bərk maddələrin mayelərdə həll olması.
Qazlardan fərqli
olaraq bərk maddələrin mayelərdə həll olması ∆V
h/o
≈ 0
ol-
duğundan praktiki olaraq təzyiqdən asılı deyildir.
Bərk maddələrin həllolma qabiliyyətinin temperaturdan ası-
lılığı həllolma istiliyinin (∆H
h/o
) işarəsindən və mütləq qiymə-
tindən asılıdır. Bərk maddələrin həllolma qabiliyyətlərinin
temperaturdan asılılğı bir çox hallarda həllolma əyriləri şəklində
qrafiki ifadə olunur (şək.8.1).
258
Qrafikdən görünür ki,
temperaturun 0
0
S-dən 100
0
S-
yə qədər artması RbNO
3
və
KClO
3
-ün həllolma qabiliy-
yətinin dəfələrlə artmasına
səbəb olur. Bunun səbəbi bu
duzların həll olmasının istili-
yin udulması ilə əlaqədar Le
Şatalye prinsipinə əsasən
həllolma
qabiliyyətinin
temperaturla düz mütənasib
asılılığa malık olması ilə
bağlıdır.
Əksər kristal maddələrin
həllolma prosesi endotermik proses olduğundan əksər bərk mad-
dələrin həllolma qabiliyyətləri də temperaturun artması ilə artır.
Yb
2
(SO)
4
.18H
2
O-nun həllolması ekzotermik proses oldu-
ğundan temperaturun atması onun həllolma qabliyyətinin azal-
masına səbəb olur.
YCl
3
.7H
2
O-nun həllolma qabiliyyəti isə temperaturdan asılı
deyildir. Bunun səbəbi bu duzun həllolma istiliyinin praktiki
olaraq sıfıra bərabər olması ilə əlaqədardır. Na
2
SO
4
.10H
2
O-nun
həllolma əyrisində sınmanın meydana çıxması sınma nöqtəsinə
uyğun gələn temperaturdan yuxarı temperaturda kristalhidratın
susuz duza çevrilməsı ilə bağlıdır. Belə ki, Na
2
SO
4
.10H
2
O-nun
həllolma prosesi endotermik olduğu halda, Na
2
SO
4
-ün həllolma-
sı ezotermik prosesdir.
Şəkil 8.1. Bəzi duzların həllolma
qabiliyyətinin temperaturdan
asılılığı
259
8.3. MADDƏNĐN BĐR-BĐRĐNDƏ QARIŞMAYAN
ĐKĐ MAYE ARASINDA PAYLANMASI
Paylanma qanunu.
Bir-birində qarışmayan iki mayedən
ibarət sistemə daxil edilən hər hansı maddənin fazalar arasında
paylanması Nernstin paylanma qanununa tabedir. Bu qanunu
aşağıdakı kimi ifadə etmək olar.
Maddənin bir-birində qarışmayan mayelərdə
(fazalarda)
tarazlıq qatılıqlarının nisbəti sabit temperaturda sabit kəmiy-
yətdir:
K
pay.
= c
A
/ c
B
8.13
Burada K
pay
– paylanma əmsalı, c
A
və c
B
–
isə maddənin A
və B mayelərində (fazalarda) tarazlıq qatılıqlarıdır.
Ekstraksiya. Maddənin bir həlledici mühitindən digərinə
köçürülməsi prosesi ekstraksiya adlanır.
Ekstraksiyanın əsa-
sında paylanma qanunu durur. Maddənin ilkin mühitdən (faza
A) köçürmək üçun istifadə edilən maye ( faza B ) ekstragent,
ekstraksiya olunan maddənin ekstragentdə məhlulu isə ekstrakt
adlanır.
Maddələrin ekstraksiya üsulu ilə ayrıl-
masında müxtəlif həcmli ayırıcı qıflardan
istifadə olunur (şək.8.2).
Sənaye miqyasında ekstraksiya məhlul
və ekstragentin əks axını metodu ilə həya-
ta keçirilir. Ekstraksiyadan radioaktiv mad-
dələrin parçalanma
məhsullarının və xassəcə
oxşar maddələrin ayrılmasında, filizlərdən
nadir elementlərin
və bitki xammalların-
dan üzvi maddələrin çıxarılmasında, dərman
maddələrinin qarışıqlardan təmizlənməsındə
və s. geniş istifadə olunur.
Şəkil 8.2.
Ayırıcı qıf
Faza B
Faza A
260
8.4.MƏHLULLARIN ÜMUMĐ XASSƏLƏRĐ
Đdeal məhlullar.
Məhlulların ümumi xassələrinə həllolan
maddələrin qatılığından asılı olan, lakin onların təbiətindən asılı
olmayan xassələri daxildir. Belə xassələr igeal qazlara oxşar ola-
raq ancaq ideal məhlullarda özünü büruzə verə bilər.
Đdеал мящлул дедикдя мящлулун еля щалы тясяввцр олунур
ки, бу щалда мящлулу ямяля эятирян щиссяъикляр арасында
онларын ни-замсыз тоггушмаларындан башга щеч бир гаршылыглы
тясир мювъцд олмасын.
Идеал мящлуллардан фяргли олараг реал мящлулларда
щисся
cиклярин хаотик тоггушмалары иля йанашы щяллолан маддя
щисся
cикляринин солватлашмасы вя онлар арасында електростатик
cязб вя дяфетмя гцввяляринин тясир эюстярмяси бу мящлулларын
хассяляринин идеал мящлулларын хассяляриндян кянара чыхмасына
сябяб олур.
Kimyəvi rabitə və quruluş etibarilə oxşar olan qeyri-polyar
mayelərin, məsələn, toluol və benzolun bir-birində həllolmasının
istilik effekti və həcm dəyişməsi praktiki sıfıra bərabər olur: ∆H
≈ 0, ∆V ≈ 0.
Гейри-електролит маддя мящлулунда щиссяъикляр
анъаг молекулlар шяклиндя олдуьундан солватлашма,
щиссяъикляр арасы дяф вя cязбетмя гцввяляри зяиф олур. Одур ки,
гейри-електролитлярин дуру мящлулларына идеал мящлул кими
бахмаг олар.
Đdeal məhlulların xassələri seyrəkləşmiş qazların xassələrinə
oxşar olaraq həll olan maddələrin təbiətindən asılı deyildir.
Məhlulların ümumi xassələrinə uçucu olmayan qeyri-elek-
trolitlərin durulaşmış məhlullarının xassələri daxildir. Bunlara
məhlulların buxar təzyiqi, qaynaması və donması, osmos təzyiqi
daxildir.
Məhlul üzərində buvar təzyiqi.
Məlumdur ki, xarici
şəraitin sabitliyı ( p,T ) şəraitində hər bir maye müəyyən doymuş
buxar təzyiqi ilə xarakterizə olunur. Doymuş buxar sistemin
həqiqi tarazlıq halını xarakterizə edir. Bu halda ∆G = 0,
v
buxarlanma
= v
kondesləşmə
olur. Tarazlıqda olan belə sistemə hər
261
hansı qeyri-elektrolit daxil etsək həlledicinin qatılığı
azaldığından tarazlıq Le Şatalye prinsipinə görə buxarın
kondesləşməsi istiqamətində yer dəyişəcəkdir. Bu yerdəyişmə
yeni tarazlığın bərpasına qədər davam edir. Aydındır ki, yeni
tarazılıq halında həlledicinin buxar təzyiqi bu həlledicinin təmiz
haldakı buxar təzyiqindən az olacaqdır.
Göstərilən qanunauyğunluq əsasında R.Raul (Fransa)
aşağıdakı qanunu kəşf etmişdir:
Məhlul üzərində həlledicinin buxar təzyiqinin nisbi azalması
həll olan maddənin mol payına bərabərdir:
( p
o
- p
) / p
0
= N
B
8.14
Burada p
0
və p-
uyğun olaraq həlledicinin təmiz həlledici və
məhlul üzərində doymuş buxar təzyiqi, ( p
o
- p
) / p
0
məhlul
üzərində buxar təzyiqinin nisbi azalması, N
B
– isə həllolan mad-
dənin mol payıdır (bax formula 8.9).
Məhlulların
qaynaması
və
donması.
Raul qanunundan iki nəticə
çıxır. Birinci nəticəyə görə məhlulun
qaynama temperaturu onun həlledici-
sinin qaynama temperaturundan yük-
səkdir.
Bu onunla əlaqədardır ki,
məhlul üzərində həlledicinin buxar
təzyiqinin xarici təzyiqə bərabərləş-
məsi
(qaynama
şərti)
təmiz
həlledicinin buxar təzyiqinə nisbətən
daha yüksək temperaturda baş verir
(şək.8.3).
Bu
zaman
məhlulun
qaynama temperaturunun yuxarı qalx-
ması (∆T
qay
.
) məhlulun molyallığı c
m
(formula 8.5) ilə düz mütənasibdir:
∆T
qay.
= K
e
c
m
8.15
Şəkil 8.3. Təmiz
həlledici (su) (1) və
məhlul (2)üzərində
həlledicinin doymuş
buxar təzyiqinin
temperaturdan asılılığı
262
Burada K
e
- həlledicinin ebulioskopik sabiti adlanır.
Raul qanunundan çıxan ikinci nəticəyə görə məhlulun don-
ma temperaturu onun həlledicisinin təmiz haldakı donma tempe-
raturundan kiçikdir.
Bunun səbəbi məhlul üzərində həlledicinin
buxar təzyiqinin bu həlledicinin təmiz haldakı buxar təzyiqindən
az olması ilə bağlıdır.
Məhlulun qaynama temperaturunun azalması onun molyal-
lığı ilə düz mütənasibdir:
∆T
don..
= K
k
c
m
8.16
∆T
qay.
(∆T
don.
)
–
məhlulun və təmiz həlledicinin qaynama
(donma) temperaturları arasındakı fərqdir.
(8.15) və (8.16) tənliklərinə görə c
m
= 1 olarsa, ∆T
qay
= K
e
və
∆T
don
=K
k
olar. Deməli, K
e
və K
k
molyallığı vahid olan məhlulun
uyğun olaraq qaynama temperaturunun yuxarı qalxmasını və
donma temperaturunun aşağı düşməsini ğöstərir.
Cədvəl 8.1. Bəzi həlledicilərin ebulioskopik və krioskopik sabiti
Həlledicinin
sabitləri,
kq.K.mol
Həlledici
su
etanol
benzol
Karbon 4- xlorid
K
e
0,52
1,22
2,53
5,02
K
k
1,85
1,99
5,12
29,8
K
e
və K
k
həlledicinin təbiətindən asılıdır. Cəd.8.1-də bəzi
həlledicilərin ebulioskopik və krioskopik sabitləri verilmişdir.
(8.15) və (8.16) tənliklərindən istifadə edərək həllolan maddənin
molyar kütləsini təyin etmək olar. Bunun üçün təcrübi olaraq
məhlulun qaynama və ya donma temperaturunu təyin etmək la-
zımdır. Həllolan maddənin və həlledicinin məlum kütləsi (m
B
və
m
A
) əsasında həllolan maddənin molyar kütləsini aşağıdakı for-
mulla hesablamaq olar:
263
3
10
.
.
A
B
m
m
T
K
M
∆
=
8.17
Burada K- seçilən üsuldan asılı olaraq K
e
və ya K
k
-nı, ∆T-
isə ∆T
q
ay.
və ya ∆T
don
-ni göstərir.
Bu üsullar uyğun olaraq molekul kütləsinin təyininin ebu-
lioskopik (məhlulun qaynama temperaturuna görə) və krios-
kopik (məhlulun donma temperaturuna görə) metodları adlanır.
Osmos təzyiqi.
Məhlulun homogenləşməsi həlledici mole-
kullarının və həllolan maddə hissəciklərinin qarşılıqlı diffuziyası
hesabına baş verir. Əgər qatılıqları müxtəlif olan iki məhluldan
birini digərinin üzərinə ehtiyatla əlavə etsək ilkin halda alınan
sistem qeyri-bircinsli olacaqdır. Müəyyən müddətdən sonra həll-
olan maddə hissəcikləri sistemin bütün həcm boyu bərabər
paylanacaqdır. Sistemin bu halda homogenləşməsi həlledici mo-
lekullarının qatılıq az olan oblastdan qatılıq çox olan oblasta,
həllolan maddə hissəciklərinin isə qatılıq böyük olan oblastdan
qatılıq az olan oblasta öz-özunə diffuziyası hesabına baş verir.
Göründüyi kimi sistemin homogenləşməsi həm həlledici mole-
kullarının və həm də həll olan maddə hissəciklərinin diffuziyası
hesabına baş verir. Əgər bu məhlulları yalnız həlledici mole-
kullarını buraxan yarımsızdırıcı arakəsmə ilə təcrid etsək,
sistemin homogenləşməsində ancaq həlledici molekulları iştirak
edəcəkdir. Yəni həlledici molekulları yarımsızdırıcı arakəsmə
vasitəsilə qatılığı az olan məhluldan qatılığı çox olan məhlula
diffuziya edəcəkdir. Bu proses yarımsızdırıcı arakəsmənin hər
iki tərəfində məhlulların qatılığının bərabərləşməsinə, yəni
sistemin
homogenləşməsinə
qədər
davam
edəcəkdir.
Yarımsızdırıcı arakəsmə vasitəsilə həlledicinin belə birtərəfli
diffuziyası osmos adlanır. Osmos hadisəsi zamanı yarımsızdırıcı
arakəsmənin bir tərəfində məhlulun həcminin azalması, diğər
tərəfində isə artması baş verir. Bunun nəticəsi olaraq həcm
dəyişməsinə müvafiq olaraq yarımsızdırıcı pərdə müəyyən
264
təzyiqə məruz qalır. Osmos hadisəsi ilə əlaqədar meydana çıxan
bu təzyiq osmos təzyiqi adlanır.
Məhlulun osmos təzyiqı onun qatılığı və temperaturla düz
mütənasibdir. Vant-Hoff müəyyən etmişdir ki, məhlulun osmos
təzyiqinin hesablanmasında ideal qazın hal tənliyindən istifadə
etmək olar:
nRT
V
=
π
və ya
RT
V
n
=
π
8.18
n/V
= c olduğundan yaza bilərik:
π
=cRT 8.19
Burada
π
-osmoc təzyiqı, n – məhlulun V həcmində həl-
lolan maddənın miqdarı, c – isə məhlulun molyar qatılığıdır.
n = m/M
(m-maddənın kütləsi, M- isə molyar kütləsidir) ol-
duğundan (8.18) tənliyini aşağıdakı şəkildə yaza bilərik:
π
V=mRT/M
8.20
Göstərilən tənlik osmos təzyiqi
əsasında həllolan maddənin molekul
kütləsini hesablamağa imkan verir.
Məhlulun osmos təzyiqi təcrübi ola-
raq osmometr adlanan cihazla
(şək.8.4) ölçülür. Osmometrin kürə-
vari hissəsində yerləşdirilən məhlul
bu məhlulun təmiz həlledicisi mühi-
tinə daxil edilir. Bu zaman həlledici
yarımsızdırıcı pərdə vasitəsilə məhlu-
la diffuziya edir.
Zaman keçdikcə məhlulun duru-
laşması ilə əlaqədar osmometrin silin-
drik borusunda məhlulun səviyyəsi-
nin yuxarı qalxması müşahidə olunacaqdır. Bu proses müəyyən
h
hündürlükdə hidrostatik təzyiqin məhlulun osmos təzyiqinə
bərabərləşməsinə (tarazlıq halına) qədər davam edəcəkdir. Ta-
razlıq halında osmos təzyiqi xarici təzyiqə bərabərləşmiş olur.
Bu zaman həlledici molekullarının məhlula, məhluldan isə əksi-
Dostları ilə paylaş: |