I mühazirə Kimya fənni və onun vəzifələri Məhlullar və onların təsnifatı. Məhlulların təbiəti haqqında klassik və müasir nəzəriyyələr. Elektrolitik dissosasiya, dissosasiya dərəcəsi və sabiti. Suyun ion hasili

pH haqqında anlayış. Saf su az da olsa elektrik cərəyanı keçirir. Bildiyimiz kimi məhlul və ərintilərin elektrik keçiriciliyi ionların istiqamətlənmiş hərəkətinə əsaslanır. Buradan belə məntiqi nəticəyə gəlmək olar ki, su aşağıdakı tənlik üzrə dissosiasiya edir:


_{ }O_{ }+ _{ }

Bu tənliyə kütlələrin təsiri qanununu tətbiq etsək, reaksiyanın tarazlıq sabiti:

k =_{ }r.

25_{ } suyun elektrik keçiriciliyinin ölçülməsi nəticəsində məlum olmuşdur ki,

K =_{ }. Deməli,


_{ }= k_{ }= 1.8_{ }

Deməli, suda _{ } və _{ } qatılıqları hasili:

_{ } = 1.0_{ } olacaqdır.

Onda hər bir ionun qatılığı 1_{ } – dir. Göründüyü kimi, bu ədəd çox kiçik qiymətdir. Buna görə də o istifadə üçün əlverişli deyil. Odur ki, H ionlarının qatılığı pH adlanan kəmiyyətlə xarakterizə olunur. pH H⁺ ionlarının qatılığının mənfi onluq loqarifmasidır. Yəni pH = -lg[H⁺]. Onda suyun pH-nı belə hesablamaq olar:

pH = -lg_{ } = -lg(1.0_{ }) = lg_{ } = lg(1.0 + _{ }) = 0 + 7 = 7.

Su universal həlledici kimi. Məhlulların canlı orqanizmdə rolu

Populyar ədəbiyyatlardan məlumdur ki, Yer kürəsinin 2/3 –i sudan təşkil olunub,amma “ su həyat mənbəyi” fikri bundan xeyli əvvəl səslənib.Sonralar isə insanlara aydın olub ki,su elə həyatın özüdür.

Dünyadakı bütün canlıların ( bitkilərin,heyvanların,insanların) orqanizmi bu və ya digər nisbətlərdə sudan ( təşkil olunub) ibarətdir.Normal şəraitdə sağlam insan orqanizmindən müxtəlif yollarla gün ərzində 2-3 litr intervalında su xaric olunur və o qədər də, demək olar ki, orqanizmə qəbul olunur. Su olmasa, insanın həzm prossesi pozular, orqanizmin qidalanması mümkün olmaz. Çünki bütün qida maddələri yalnız suda həll olunmuş şəkildə (sulu məhlul şəklində) insanın həzm sistemi tərəfindən “emal” oluna bilir. Digər tərəfdən , suyun insan həyatı üçün faydalılığı , həm də onun təmizliyi (nisbi təmizlikdən söhbət gedir) ilə şərtlənir.Belə ki, 1 dəqiqə ərzində insan orqanizmində 4 milyon eritrosit (qırmızı qan kürəciyi) məhv olur, elə o qədər də yaranır. Su nə qədər təmiz olarsa, onun iştirakı ilə yaranan və yaşayan qan maddəsi də daha təmiz və sağlam olar; su özü ilə gətirdiyi “çirkab” vasitəsi ilə qanı korlayır – orqanizmdə mutagen dəyişikliklər yaradır və DNT-lərə (genlərə) yazılmış “ genetik informasiya”- nı dağıdır.
Bir həlledici kimi , orqanizmdə sudan geniş istifadə olunması isə təsadüfi deyil.Belə ki, o unikal fiziki-kimyəvi xassələrə malikdir.Onun ən xarakterik xassəsi yüksək polyarlığa malik olması, toksini olmaması, kimyəvi cəhətdən davamlılığı, onun dissoasiyasından alınan ionların ( H⁺ və OH^-) bir çox fermentlərin bioloji funksiyası üçün əlverişli şərait yaratması, digər həlledicilərə nisbətən yüksək temperaturda qaynaması, bir çox qeyri-üzvi və üzvi maddələrin su ilə qarşılıqlı təsirindən ionlaşması və s. Onun ən vacib xassələrindən biri də, sulu məhlullarda suyun fiziki sabitlərinin (qaynama və donma temperaturunun,doymuş buxar və osmos təzyiqinin) məhlulun qatılığından asılı olaraq dəyişməsidir; bu xassəyə kolliqatir xassə deyilir ( kolliqatir sözünün mənası qarşılıqlı asılılıq deməkdir). Həll olan maddə nəinki suyun fiziki sabitlərinin dəyişməsinə,eyni zamanda su molekulları arasındakı hidrogen rabitəsinin qırılmasına da səbəb olur ki, bu da suyun daxili quruluşunun dəyişməsinə gətirib çıxarır.
Suyun fiziki sabitlərinin qatılıqdan asılı olaraq dəyişməsi isə mühüm bioloji əhəmiyyət kəsb edir.Belə ki, suda yaşayan canlıların qanında həll olan maddələrin qatılığı, dəniz və okean sularında həll olan duzların qatılığından çoxdur ki, bu da onların qanının donma temperaturunun,suyun donma temperaturuna nisbətən aşağı olmasına səbəb olur.Məhz buna görə də, suyun donma temperaturunda suda yaşayan canlılar aktiv həyat tərzi sürürlər.
Digər tərfdən canlıların qanında müvafiq duzlarla yanaşı, həll olan zülalllar da olur. Onlar isə kapilyarların membranından keçə bilmir. Bununla da, hüceyrə arasındakı mayeyə nisbətən hüceyrə daxilində osmos təzyiqi yüksək olur. Bu isə hüceyrə arasındakı suyun kapilyarların daxilinə keçməsinə səbəb olur.Bununla da, qan- damar sistemi su ilə dolur ki, bu da kollapsın qarşısını alır.
Orqanizimdə olan suyun bir hissəsi orqanizimdəki maddələrlə hidrogen rabitəsi və ya ion- dipol qarşılıqlı təsir hesabına birləşmiş şəkildə olur.Belə qarşılıqlı təsirlər isə bəzi hallarda bioloji molekullarda konfiqurasiya dəyişikliyinə, ionların effektiv ölçüsünün dəyişməsinə səbəb olur ki, bu da onların xassələrində müəyyən dəyişikliklərə səbəb olur.Məsələn, mərkəzi sinir sistemində natrium ionları daşıyan zülallardan əmələ gələn kanalların diametri ~ 0.5 nm-dir.Lakin diametri 0.26nm olan K⁺ ionları bu kanallardan keçə bilmir.Çünki bu ionun hidratlaşması nəticəsində əmələ gələn kompleks ionun - [K aq]⁺ diametri ~ 0.6 nm-dir. Hidratlaşmış natrium ionun - [Na aq]⁺ diametri isə ~ 0.47 nm olduğundan o çox asanlıqla, bu kanallarla diffuziya edir.
Suyun ən maraqlı və mühüm xüsusiyyətlərindən biri də, buzun maye sudan yüngül olmasıdır.Buna görə də, dəniz və okean sularının donması onların səthindən başlayır; çünki, donan təbəqə suyun digər maye hissəsindən yüngüldür. Bu isə suyun tamamilə donması və suda yaşayan canlıların məhv olması təhlükəsini aradan qaldırır.Belə ki, donan və ya yuxarı qalxan təbəqə dənizin altında qalan maye hissəni soyuq havadan təcrid edir.Əgər buz sudan ağır olsaydı belə halda dənizlər də alt təbəqədən donmağa başlayardı və onlar asanlıqla donar və beləliklə suda yaşayan canlılar məhv olardı.
Suyun ən “heyranedici” xassələrindən biri də, onun otaq temperaturunda maye halda olmasıdır.Əslində isə o da digər kiçik molekullu binar birləşmələr ( məs. NH₃, H₂S, CH₄ və s.) kimi qaz halında olmalı idi.Onun bu “qeyri-adi “ halı, suyun molekulyar tərkibində yüksək elektromənfiliyə malik, bölünməmiş elektron cütü oksigen atomunun və çox kiçik ölçülü hidrogen atomunun olması ilə əlaqədardır; hər iki faktor hidrogen rabitəsinin yaranması üçün zəruri şərtdir.Hidrogen rabitəsinin yaranması ilə, su molekulu, qazlar üçün xarakterik olan nizamsız (xaotik) hərəkətdən azad olur və beləliklə də, mayelər üçün xarakterik olan istilik hərəkətində olur; onun qaynama və donma temperaturunun özünəməxsusluğu da, məhz hidrogen rabitəsi ilə əlaqədardır.
Maye suyun özünəməxsus daxili quruluşa malik olması və O – H rabitəsinin kifayət qədər polyarlığı bu molekulların yüksək dielektrik nüfüzluğuna malik olmasına səbəb olur.Məhz buna görə də, əksər polyar və ion tipli maddələr suda yaxşı həll olur və asanlıqla ionlara dissoasiya edir: odur ki, su ion və polyar maddələr üçün universal həlledici hesab edilir.
Digər həlledicilərə nisbətən suyun xüsusi istilik tutumu çoxdur; 1000 q suyun temperaturunu 1^°C artırmaq üçün sərf olunan maksimum istilik miqdarına suyun xüsusi istilik tutumu deyilir.Məhz buna görə də, okean və dəniz suları cüzi temperatur dəyişikliyi ilə külli miqdarda istilik udur və şüalandırır ki, bu da müvafiq klimatların reallaşmasında (formalaşmasında) həll edici rol oynayır.Hesablamalar nəticəsində məlum olmuşdur ki, 1 m³ suyun 1°C soyuması zamanı ayrılan istiliklə 3000 m³havanın temperaturu 1°C artırmaq mümkün olur.Suyun bu xassəsi bitki və canlıların inkişafı üçün zəruri olan temperatur şəraitini də tənzimləyir.Başqa sözlə, temperatur dəyişikliyinə həddən artıq həssas olan biomolekullar üçün su termostat rolu oynayır.Digər tərəfdən, suyun buxarlanma istiliyinin çox olması yüksək temperaturlarda orqanizmdən su itkisinin qarşısını alır.