Mavzu: Eritmalarning molyal va normal konsentratsiyalarga doir masalalar yechish

Mavzu: Eritmalarning molyal va normal konsentratsiyalarga doir masalalar yechish

Molyal konsentrasiya- 1 kg erituvchida erigan moddaning grammlar hisobida olingan soni bilan ifodalanadi. Masalan, 1kg suvda 0,5 mol modda eritilgan bo`lsa, bunday eritma 0,5 molyal eritma deyiladi.
Molyal konsentrasiyani qo`yidagicha formula bilan ifodalash mumkin: bunda m1 va m2- erituvchi moddaning va erituvchining grammlarda olingan massasi, Mr- erigan moddaning nisbiy molekulyar massasi.
Misol. 20 g suvda 0,62 g etilenglikol C2H4 (OH)2 erigan. Eritmaning molyal konsentrasiyasini toping.
Yechish: Masalani molyal konsentrasiya formulasidan foydalanib echish mumkin. Masala shartiga ko`ra: m1  20 g, m2  0,62 g Mr[C2H4(OH)2] = 62 g bo`lgani uchun Demak, 0,5 molyal eritma hosil bo`ladi. Normal yoki ekvivalent konsentrasiya -erigan moddaning 1 litr eritmadagi ekvivalentlar soni bilan ifodalanadi va n yoki N bilan belgilanadi.
Normal konsentrasiyani qo`yidagi formulalar bilan ifodalash mumkin: (V- litr hisobida) (V- millilitr hisobida) formulalardagi V- eritmaning hajmi m1-eruvchi moddaning massasi Э-erigan moddaning grammlar hisobida olingan ekvivalenti. Normalligi bir xil bo`lgan eritmalar o`zaro teng hajmlarda qoldiqsiz reaksiyaga kirishadi, chunki ularda erigan moddaning ekvivalentlar soni teng bo`ladiMasalan, 25 ml 0,05 n o`yuvchi kaliy 20 ml 0,05 n nitrat kislota bilan qoldiqsiz reaksiyaga kirishadi. Normalligi har xil bo`lgan eritmalar o`zaro ta’sir etganda eritmalarning hajmi ularning normalligiga teskari proporcional bo`ladi: yoki bunda н1 va н2 -o`zaro ta’sir etayotgan birinchi va ikkinchi eritmalarning normalligi. V1 ,V2-birinchi va ikkinchi eritmaning hajmi.
Misol. 2 litr 0,5 n eritma tayyorlash uchun soda kristallgidrati Na2CO310H2O dan necha gramm olish kerak?
Yechish. 1 ekv Na2CO310H2O 286/2 = 143 g bo`lgani uchun 0,5 ekv = 143∙0,5 = 71,5 g Demak, 1 litr 0,5 n eritma tayyorlash uchun 71,5 g, 2 litr eritma tayyorlash uchun esa 71,2  2 = 143 g Na2CO310H2O olish kerak.

Turli moddalarning bir erituvchining o`zida eruvchanligi turlicha bo`ladi. 100 g erituvchida necha gramm ayni moddadan erishi eruvchanlik deb ataladi. Ko`pchilik qattiq moddalarning eruvchanligi temperatura ko`tarilishi bilan ortadi. Ba’zi moddalarning (masalan,Ca(OH)2) eruvchanligi temperatura ko`tarilishi bilan kamayadi.     Barcha moddalar suvda eruvchanligiga qarab uch guruhga bo`linadi: Yaxshi eruvchan, bir oz eruvchan va amalda erimaydigan moddlardir.  Deyarli erimaydigan moddalar, ko`pincha erimaydigan moddalar deb, ataladi. Ammo shuni qayd qilib o`tish kerakki, mutlaqo erimaydigan modda yo`q. Agar suvga shisha tayoqcha yoki oltin, yo bo`lmasa kumushdan yasalgan tayoqcha botirib qo`yilsa, qisman eriydi. Ma’lumki, kumush yoki oltinning suvdagi eritmasi mikroblarni o`ldiradi. Shisha, kumush va oltin suvda deyarli erimaydigan moddalarga (qattiq moddalarga) misol bo`la oladi. Bular jumlasiga kerosin, o`simlik moyi (suyuq moddalar) inert gazlar (gaz moddalar) ham kiradi. Suvda oz eriydigan moddalarga gips, qo`rg`oshin sulfat (qattiq modda), dietil efir, benzol (suyuq modda) metan,  azot,  kislorod (gaz modda) misol bo`ladi. Ko`pchilik moddalar suvda bir muncha yaxhi eriydi.Bunday moddalarga shakar, mis kuporosi, o`yuvchi natriy, (qattiq moddalar), spirt, aseton (suyuq moddalar),vodorod xlorid, ammiak (gaz moddalar) yaqqol misoldir. Keltirilgan misollardan eruvchanlik avvalo moddaning tabiatiga bog`liq degan xulosa kelib chiqadi. Biroz eriydigan va deyarli erimaydigan moddalar, ko`pincha, bitta umumiy nom bilan oz eruvchan moddalar deb yuritiladi.         Ikki yoki undan ortiq komponentdan iborat gomogen sistemaga eritma deyiladi. Har qanday eritma eruvchi, erituvchi va ularning o`zaro ta’siridan  hosil bo`ladigan mahsulotlardan iborat bo`ladi. Erituvchi  va eruvchi moddalarning agregat holatiga ko`ra eritmalar gazsimon, suyuq yoki qattiq holatda bo`lishi mumkin. Eritmada erigan modda miqdori ko`p bo`lgan eritmalar konsentrlangan eritmalar, kam bo`lgan eritmalar esa suyultirilgan eritmalar deb ataladi.

Har qanday eritma eruvchi va erituvchi moddalardan tashkil topgan bo‘ladi. Odatda erituvchi sifatida hosil qilingan eritma qanday agregat holatda bo‘lsa shunday holatdagi komponent hisoblanadi (masalan, tuzlarning suvli eritmalarida, albatta suv erituvchi hisoblanadi). Agar ikkala komponent erishgacha bir xil
agregat holatda bo‘lsa (masalan, spirt va suv), unda ko‘p miqdordagi komponent erituvchi hisoblanadi. Eritmalarning bir jinsliligi ularni kimyoviy birikmalarga juda o‘xshashligini ko‘rsatadi. Ba’zi bir moddalarni erishida issiqlik ajralib chiqishi erituvchi bilan
eruvchi modda o‘rtasida kimyoviy o‘zaro ta’sir borligidan dalolat beradi. Eritmalar kimyoviy birikmalardan tarkibi o‘zgaruvchan bo‘lishi bilan farq qiladi. Bundan tashqari, eritmalar xossalarida ayrim komponentlarni ko‘p xossalarini ko‘rish mumkin. Bu kimyoviy birikmalarda kuzatilmaydi. Eritmalar tarkibining o‘zgaruvchligi ularning mexanik aralashmalar deb qarashga imkon beradi, lekin eritmalar
aralashmalardan o‘zlarining bir jinsliligi bilan farq qiladi. Shunday qilib, eritmalar mexanik aralashmalar bilan kimyoviy birikma orasidagi oraliq holatni egallaydi. Kristallarning suyuqlikda erishi quyidagicha bo‘ladi. Kristall modda o‘zi erishi mumkin bo‘lgan suyuqlikka tushirilsa, uning yuzasidan ayrim molekulalar ajralib diffuziya jarayoni tufayli erituvchining butun hajmi bo‘yicha bir tekisda tarqaladi. Qattiq jism yuzasidan molekulalarning ajralishi bir tomondan, ularning tebranma harakati ikkinchi tomondan, erituvchi molekulalari tomonidan tortilishi hisobiga yuz beradi. Bu jarayon kristallarning har qanday miqdori to‘liq erib ketguncha davom etishi mumkin edi, bir vaqtning o‘zida erishga teskari jarayon kristallizasiya bo‘lmaganda, eritmaga o‘tgan molekulalar qattiq jism sirti bilan uchrashganda qattiq jismga tortilib, qaytadan kristallar tarkibiga kiradi. Dastlab
erish jarayoni tez boradi. Eritmada zarrachalarning soni ko‘paygandan keyin ikkala jarayon tezliklari tenglashadi, ya’ni bir sekundda necha molekula eritmaga o‘tsa, shuncha molekula qaytadan kristallanadi. U vaqtda eritma bilan erigan modda orasida dinamik muvozanat qaror topadi, eritma to‘yinadi. Shunday qilib, erimay qolgan modda bilan erigan modda muvozanatda bo‘igan eritmalar to‘yingan eritma deb ataladi. Kristall holatda bo‘lgan ko‘pchilik moddalar suyuqliklarda erishi issiqlik yutilishi bilan boradi, lekin ba’zi moddalarda, masalan, natriy gidroksid, kaliy karbonat, suvsiz mis (II) sulfat va boshqa ko‘pgina moddalar suvda eriganda haroratning sezilarli oshishi kuzatiladi. Shuningdek, ba’zi bir suyuqliklar va hamma gazlarning erishida ham issiqlik ajralib chiqadi. 1 mol moddaning erishi natijasida yutiladigan yoki ajralib chiqadigan issiqlik miqdori shu moddaning erish issikligi deb ataladi.

Erish jarayoni sistemaning entropiyasi sezilarli oshishi bilan birgalikda boradi, chunki bir modda zarrachalarining ikkinchi moddada bir tekisda taqsimlanishi natijasida sistemaning mikro holatlari soni oshadi. Shu sababli, ko‘pchilik kristallarning erishi endotermik bo‘lishiga qaramasdan sistemada Gibbs energiyasining erishidagi o‘zgarishi manfiy va jarayon o‘z-o‘zicha boradi. Kristallar erishida ularning buzilishi yuz beradi, bunda esa energiya talab qilinadi. Shu sababli erish jarayoni issiqlik yutilishi bilan borishi kerak. Agar teskari effekt kuzatilsa, bunda erish bilan bir vaqtda erituvchi modda o‘rtasidaqandaydir o‘zaro ta’sir bo‘ladi hamda kristall panjarani buzilishiga sarf bo‘ladigan energiyaga nisbatan kamroq energiya issiqlik sifatida ajralib chiqadi. Haqiqatdan ham, hozirgi vaqtda ko‘pchilik moddalar erishida ularning molekulalari (ionlari) erituvchi molekulalari bilan bog‘lanadi va solvatlar (lotincha solvere - eritmoq) deb ataluvchi birikmalar hosil qilishi aniqlangan.

Solvatlar hosil qiladigan jarayon solvatlanish deb ataladi.
Xususiy hollarda, agar erituvchi suv bo‘lsa, bu birkmalar gidratlar, ularning hosil bo‘lish jarayoni – gidratlanish deb ataladi.
Suvli eritmalarda gidratlar bo‘lishi to‘g‘risidagi mulohazani XIX aspHing 80 yillarida D.I.Mendeleev o‘zining eritmalar to‘g‘risidagi gidratlar nazariyasida aytib o‘tgan. Mendeleev fikricha, erish faqat fizik jarayon bo‘lmasdan, kimyoviy jarayon hamdir, suvda eriydigan moddalar u bilan birikmalar hosil qiladi. Moddalarning erish issiqligini o‘rganish bu fikpHi tasdiqlaydi. Ko‘pchilik moddalarning suvli eritmalaridan o‘z tarkibida kristallizasion suv saqlagani holda kristallar holida ajralib chiqishi, erish jarayonining ximizmini
tasdiqlaydi.

Gidratlar, odatda beqaror birikmalar bo‘lib, ko‘pgina hollarda eritmalarni bug‘latganda parchalanib ketadi. Lekin, ba’zi bir hollarda gidratlar ancha beqaror bo‘lib, eritmalarda erigan modda ajratib olinganda suv kristallar tarkibiga kiradi. Kristallar tarkibiga suv kiruvchi moddalar kristallogidratlar, ular tarkibidagi suv esa, kristalizasion suv deb ataladi. Kristallogidratlarning tarkibi kristallogidratda qancha miqdordagi suv borligini ko‘rsatadigan formulalar bilan ifodalanadi. Masalan, mis sulfat kristallogidrati (mis kuporosi) bir mol CuSO4 hisobiga 5 mol suv saqlaydi va uning

formulasi CuSO4·5H2O holida yoziladi: natriy sulfat kristallogidrati (glauber tuzi) formulasi Na2SO4·10H2O holida ifodalanadi.
Gidratlarning hosil bo‘lishi issiqlik ajralishi bilan boradi. Gidratlar hosil
qiluvchi moddalar eritilgandagi umumiy issiqlik effekti erish issikligi effekti bilan gidratlanishi issiqlik effekti yigindisidan iborat bo‘ladi. Bu jarayonlarning birinchisi endotermik, ikkinchisi ekzotermik jarayon bo‘lganligi uchun umumiy issiqlik effekti ayrim jarayonlarning issiqlik effektlarning algebrik yigindisiga teng bo‘lib, uning qiymati musbat bo‘lishi ham, manfiy bo‘lishi ham mumkin.