Ta’lim to’g’risidagi qonun. Mavzuning maqsadi va vazifalari

Mavzuning maqsadi va vazifalari:“Umumiy va noorganik kimyo”dan laboratoriya ishlari oliy o’quv yurtlari talabalari tomonidan kimyo fani bo’yicha o’tkaziladigan dastlabki tajriba ishlari hisoblanadi.Shuning uchun talabalarni, avvalo asbob va reaktivlardan foydalanish qoidalari hamda asosiy jarayonlarni aniq bajarish texnikasi bilan tanishtiriladi. Ma’ruza materiallarini mukammal o’zlashtirishda laboratoriya mashg’ulotlarining ahamiyati kattadir. Bizga ma’lumki, talabalarning mustaqil ta’limini tashkil qilish va yo’lga qo’yishda laboratoriya hamda amaliy mashg’ulotlar – o’quv mashg’ulotlarining eng muhim tarkibiy qismlaridan biri hisoblanadi. Laboratoriya mashg’ulotlarini ma’ruza bilan parallel ravishda o’tkazilishi lozimdir, shundagina mashg’ulotlar unumli va foydali bo’ladi. O’tilgan mavzu yuzasidan tajriba o’tkazilib, unda bayon etilgan fikrlarning to’g’riligiga amalda ishonganidan keyingina talaba ma’ruza materialini puxta egallaydi.
Buyuk kimyogar olim D.I. Mendeleyev kimyodan o`tkaziladigan tajribalar haqida
quyidagi fikrlarni aytgan: ―Bu fanni o`rganishdagi mohirlik, tabiatga savol bilan murojat
qilish va uning javobini laboratoriya tajribalari va kitoblardagi nazariy tushunchalar
hamkorligida eshita olish san`atidir‖. Laboratoriya mashg`ulotlarida kimyoviy tajribalarni
bajarish, kimyo fanini muvaffaqiyatli o`rganishning eng zaruriy shartlaridan biridir. Ana
shu maqsad yo`lida kimyoviy qonuniyatlarni chuqur o`rganish eng muhim oddiy va
murakkab moddalarning xossalari bilan kimyoviy tajribalar vositasida tanishish orqali
talabalar ongida nazariy o`quv materiallarini mustahkamlash vazifasini qo`yadi.

II. Asosiy qism.
2.1.Eritma haqida umumiy tushuncha
Barcha eritmalar erigan modda va erituvchidan tashkil topgan bo’ladi, bunday muhitga moddalar molekula yoki ionlar holida bir tekis tarqaladi.eritmalar tarkibining doimiymasligi ularning mehanik aralashmalarga yaqinlashtiradi, ammo o’zining bir jinsliligi bilan ulardan farq qiladi.
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 kuporosin, 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.
Erigan moddalar fazasi bilan muvozanatda bo’lgan eritma to’yingan hisoblanadi. Bular kam tarqalganligi sababli u qadar amaliy ahamiyatga ega emas. Amaliyotda to’yinmagan eritmalar, ya’ni tarkibida erigan modda konsentratsiyasi kamroq bo’lgan eritmalar ko’p ishlatiladi.
Eritmalarning asosiy miqdoriy tavsifnomasi sifatida ularning konsentratsiyalardan foyadalaniladi. Masalan, osh tuzning 10% li eritmasi, kalsiy xloridning 5% li eritmasi, sulfat kislotaning 20 % li eritmasi, natriy gidroksidning 0,1 normal, kaliy gidroksidning 1 molyar eritmalari, degan tavsiflari ko’p uchrydi. Bularning hammasida bitta assosiy tushuncha – ”eritma konsentratsiyasi ” to’g’risida so’z boradi.
Eritma yoki erituvchining ma’lum hajmida erigan moddaning miqdori eritmaning konsentratsiyasi deyiladi, yoki eritmaning biror hajm yoki massa birligida erigan modda miqdorini ko’rsatuvchi kattalik eritmaning konsentratsiyasi deyiladi va C – harfi bilan belgilanadi.
Eritmada erigan modda konsentratsiyasi yuqori bo’lganda konsentrlangan, kam bo’lganda suyultirilgan eritma deb yuritiladi.

Dispers tizimlar va eritmalarning turlari

Eritmalar dispers tizimlarning bir ko’rinishidir.Biroq moddaning mayda zarrachalari boshqa bir modda orasida taqsimlanishidan hosil bo’lgan tizimga dispers tizim deyiladi.Taqsimlangan modda dispersion faza, ikkinchi modda esa dispersion muhit deyiladi.Dispers faza zarrachalarining diametrlari 100 nаnometrdan (1nm - 10^-6mm) katta bo’lgan tizimlar dag’al sitemalar deyiladi. Bularga suspenziya - qattiq moddaning suyuqlikda tarqalishi, emulsiya - erituvchida erimaydigan suyuqlikning erituvchida tarqalishi va ko’piklar- gazsimon moddaning suyuqlikda tarqalishi kiradi. Dispers tizim zarrachalarining o’lchami 1-100nm gacha bo’lgan tizimlar kolloid tizimlarni hosil qiladi.Dispers tizim zarrachalari 1nm dan kichik bo’lganda chin, molekulyar yoki ionli dispers tizimga, ya'ni eritmalarga olib keladi. Ikki yoki bir necha moddalardan (komponentlardan) iborat bo’lgan bir jinsli (gomogen) termodinamik jihatdan barqaror bo’lgan, o’zgaruvchan tarkibli tizimlarga eritmalar deyiladi².
Eritmalarda bir yoki bir necha erigan moddaning zarrachalari erituvchida bir tekis tarqalgan bo’ladi. Masalan, fosfat kislota eritmasi, erigan modda kislota, erituvchi suv va ularning o’zaro ta'sir maxsulotlari gidratlangan ionlar H⁺, H₂PO₄^-, HPO₄^2-, PO₄^3-lardan iborat bo’ladi.
Erituvchi va eruvchi moddaning agregat holatiga qarab eritmalar: gazsimon (har hil gazlar aralashmasi, masalan, havo), suyuq (qattiq moddalarni, suyuqliklarni va gazsimon moddalarni erituvchidagi eritmasi) va qattiq (qotishmalar - har hil metallar aralashmasi) holatlarida bo’lishi mumkin.

To’yingan, to’yinmagan va o’ta to’yingan eritmalar

Molekulyar-kinetik nazariyaga muvofiq erish jarayonini shunday tasavvur qilish mumkin: erituvchi ta'siridan qattiq modda sirtlaridagi ionlarning tebranma harakati kuchayib boradi va natijada ion yoki molekulalar asta-sekin ajrala boshlaydi. Eritmaga o’tgan zarrachalar diffuziya tufayli erituvchining butun xajmi bo’yicha bir me'yorda tarqaladi. Boshqa tomondan eritmalardagi zarrachalarning (ion yoki molekulalar) konsentratsiyasini oshib borishi va ularning to’xtovsiz harakati tufayli, ular oxirigacha erib ulgurmasdan qattiq modda sirtiga qayta o’tirishi ham mumkin, ya'ni erish jarayoniga teskari kristallanish ham yuzaga keladi. Nihoyat ma'lum vaqtdan so’ng erish va kristallanish orasida muvozanatyuzaga keladi, ya'ni qancha zarracha (ion yoki molekula) eritmaga o’tsa, shuncha zarracha eritmadan qattiq zarracha yuzasiga o’tadi.
Qattiq moddalar suvda eriganda eritmaga o’tuvchi zarrachalar va eritmadan qattiq zarracha yuzasiga o’tuvchi zarrachalar sonlarining nisbatiga asosan eritmalar to’yingan, to’yinmagan va o’ta to’yingan bo’lishi mumkin. Ayni haroratda modda ortiq erimaydigan, ya'ni eruvchi modda bilan muvozonatda turgan eritma to’yingan eritma deyiladi.Demak, to’yingan eritmada ayni haroratda erigan moddaning mumkin bo’lgan eng ko’p miqdori bo’ladi.To’yinmagan eritmada to’yingan eritmadagiga qaraganda kamroq, o’ta to’yingan eritmada esa-ko’proq modda bo’ladi.Harorat ortishi bilan to’yingan eritma to’yinmagan holga o’tadi.O’ta to’yingan eritmalar beqaror muvozonatsiz tizimlar bo’lib, ular o’z-o’zidan muvozanat holatiga o’tish hollari ham bo’lib turadi. Bunday vaqtda ortiqcha erigan modda eritmadan ajraladi va eritma to’yingan holatga o’tadi.
Eruvchi modda va erituvchining nisbiy miqdorlariga asosan suyultirilgan va konsentrlangan eritmalar mavjud bo’ladi. Erigan moddaning miqdori kam bo’lgan eritmalar suyultirilgan, ko’p bo’lgan eritmalar esa konsentrlangan eritmalar deyiladi.Eritma komponentlaridagi zarrachalar elektroneytral bo’lsa molekulyar (elektrolitmaslar), zaryadli zarrachalar bo’lsa ionli (elektrolitlar) eritmalar deyiladi.

Erishning issiqlik effekti.Moddalarning eruvchanligi

Kimyoviy reaksiyalar energetik effektlar bilan kuzatiladi, ya’ni energiyaning chiqishi yoki yutilishi sodir bo’ladi.Kimyoviy reaksiyalarning issiqlik effektlarini kimyoning maxsus bo’limi termokimyo o’rganadi.Issiqlikning ajralib chiqishi bilan sodir bo’ladigan reaksiyalar ekzotermik (grekcha “ekzo”- “tashqariga”) reaksiyalar deyiladi.Issiqlikni yutilishi bilan sodir bo’ladigan reaksiyalar endotermik (grekcha “endo”-“ichkariga”) reaksiyalar deyiladi.Kimyoviy jarayonlarda nafaqat issiqlikni chiqishi yoki yutilishi, balki boshqa turdagi energiyalar: elektrik, yorug’lik, mexanik va h.k lar chiqishi mumkin. Masalan galvanik elementlarda elektr energiyasi chiqadi, moddalarning elektrolizida esa u yutiladi.Fosforning nurlanishida yorug’lik energiyasining chiqishi kuzatiladi (xemilyumines tsentsiya), fotomateriallarda esa yorug’lik energiyasining yutilishi natijasida kumush tuzlari parchalanadi, portlash reaksiyalarida esa juda katta mexanik energiya ajralib chiqadi (albatta avval portlovchi moddaga mexanik ta’sir ettiriladi). Kimyoviy jarayonlarning borishida yutiladigan yoki ajralib chiqadigan har hil energiya turlari issiqlik energiyasiga aylantirib hisoblanadi va uning miqdori kilojoullarda ifodalanadi (kJ). Kimyoviy reaksiyaning issiqlik effekti qiymati moddaning bir moli reaksiyaga kirishganda qancha issiqlik chiqishi yoki yutilishi bilan ifodalanadi.Reaksiyalarning issiqlik effekti maxsus asbob kalorimetrlar yordamida o’lchanadi.
Issiqlik effekti qiymati ayni reaksiya borayotgan sharoitlar harorat va bosimga bog’liq bo’ladi. Shu sababli termokimyoda reaksiyaning issiqlik effekti qiymati standart sharoitda (standart sharoit deb, T=298⁰K (t=25⁰C), P=101,325 kPa yoki P=1 atm qabul qilingan) hisoblanadi va reaksiyada moddalarning agregat holatlari ko’rsatiladi. Agar kristall modda polimorf bo’lsa, uning kristallik modifikatsiyasi ko’rsatiladi:
Masalan, C_grafit+O₂(r)=CO₂(g)-393,6 kJ/mol.