Avval o‘rganing: Eritmalar va konsentratsiya
Nega osh tuzi eritmasi elektr tokini o‘tkazadi, shakar eritmasi esa o‘tkazmaydi? Javob — elektrolitik dissotsilanishda: suvda eriganda ba’zi moddalar erkin harakatlanuvchi ionlarga ajraladi va aynan ionlar tokni tashiydi. Bu nazariya eritmalarda boradigan reaksiyalarni tushuntiradi: kislota va asoslarning xossalari, cho‘kma tushishi, gaz ajralishi, eritma muhiti (pH) va tuzlar gidrolizi — barchasi ionlar orasidagi jarayonlar. Ionli tenglamalar tuzish, kuchli va kuchsiz elektrolitlarni farqlash, muhitni aniqlash — imtihonning eng ko‘p uchraydigan va puxta bilim talab qiladigan mavzularidan biri.
Nazariyani shved olimi S. Arrenius taklif qilgan (1887). Asosiy qoidalari:
Dissotsilanish sababi — qutbli suv molekulalari kristall panjaradagi ionlarni o‘rab oladi (gidratlaydi) va ularni bir-biridan ajratadi. Shuning uchun eritmadagi ionlar aslida gidratlangan holda bo‘ladi. Masalan, mis sulfat eritmasining ko‘k rangi gidratlangan Cu²⁺ ionlariga xos, suvsiz CuSO₄ esa oq rangda.
NaCl → Na⁺ + Cl⁻; H₂SO₄ → 2H⁺ + SO₄²⁻; Ba(OH)₂ → Ba²⁺ + 2OH⁻; Al₂(SO₄)₃ → 2Al³⁺ + 3SO₄²⁻
Nazariya nuqtai nazaridan: kislota — dissotsilanganda kation sifatida faqat H⁺ beradigan elektrolit; asos — anion sifatida faqat OH⁻ beradigan elektrolit; tuz — metall kationi (yoki NH₄⁺) va kislota qoldig‘i anioniga ajraladigan elektrolit.
Ko‘p negizli kislotalar va ko‘p kislotali asoslar bosqichma-bosqich dissotsilanadi, birinchi bosqich eng kuchli: H₃PO₄ ⇌ H⁺ + H₂PO₄⁻, H₂PO₄⁻ ⇌ H⁺ + HPO₄²⁻, HPO₄²⁻ ⇌ H⁺ + PO₄³⁻.
α = n(dissotsilangan molekulalar)/n(erigan molekulalar); foiz yoki ulushda ifodalanadi
Dissotsilanish darajasi elektrolit tabiatiga, konsentratsiyaga (eritma suyultirilganda α ortadi) va haroratga bog‘liq.
0,2 mol Al₂(SO₄)₃ to‘liq dissotsilansa, nechta ion hosil bo‘ladi?
Elektrolit eritmalari orasidagi reaksiyalar aslida ionlar orasida boradi. Ion almashinish reaksiyasi oxirigacha (qaytmas) borishi uchun mahsulotlardan biri cho‘kma, gaz yoki kuchsiz elektrolit (masalan, suv) bo‘lishi kerak. Aks holda ionlar eritmada shunchaki aralashib qoladi.
Ionli tenglama tuzish qoidasi: kuchli va eruvchan elektrolitlar ionlar shaklida, cho‘kmalar, gazlar, suv va boshqa kuchsiz elektrolitlar esa molekula shaklida yoziladi. Ikkala tomondagi bir xil ionlar qisqartiriladi.
Molekulyar: BaCl₂ + Na₂SO₄ → BaSO₄↓ + 2NaCl
To‘liq ionli: Ba²⁺ + 2Cl⁻ + 2Na⁺ + SO₄²⁻ → BaSO₄↓ + 2Na⁺ + 2Cl⁻
Qisqa ionli: Ba²⁺ + SO₄²⁻ → BaSO₄↓
Qisqa ionli tenglama reaksiyaning mohiyatini ko‘rsatadi: istalgan eruvchan bariy tuzi istalgan eruvchan sulfat bilan xuddi shunday reaksiyaga kirishadi. Boshqa misollar:
Suv juda kuchsiz elektrolit: H₂O ⇌ H⁺ + OH⁻. 25 °C da toza suvda [H⁺] = [OH⁻] = 10⁻⁷ mol/l.
[H⁺]·[OH⁻] = 10⁻¹⁴ (suvning ion ko‘paytmasi); pH = −lg[H⁺]; pH + pOH = 14
pH < 7 — kislotali muhit, pH = 7 — neytral, pH > 7 — ishqoriy
Indikatorlar: lakmus (kislotada qizil, ishqorda ko‘k), fenolftalein (neytral va kislotada rangsiz, ishqorda to‘q pushti), metiloranj (kislotada qizil, neytralda to‘q sariq, ishqorda sariq).
0,001 M HCl va 0,01 M NaOH eritmalarining pH ini toping.
100 ml 0,2 M HCl va 100 ml 0,1 M NaOH aralashtirildi. Eritma pH ini toping.
Gidroliz — tuz ionlarining suv bilan ta’sirlashib, kuchsiz elektrolit hosil qilishi va muhitni o‘zgartirishi. Qoida: "kuchlisi g‘olib" — muhit tuzni hosil qilgan kuchliroq komponentga mos keladi.
Shuning uchun AlCl₃ va Na₂CO₃ eritmalari aralashtirilsa, aluminiy karbonat emas, gidroksid cho‘kmasi va CO₂ hosil bo‘ladi: 2AlCl₃ + 3Na₂CO₃ + 3H₂O → 2Al(OH)₃↓ + 6NaCl + 3CO₂↑. Gidroliz qizdirilganda va suyultirilganda kuchayadi. Amaliy ahamiyati: soda (Na₂CO₃) eritmasi ishqoriy bo‘lgani uchun yog‘li idishlarni yuvadi; aluminiy sulfat gidrolizidan hosil bo‘lgan Al(OH)₃ suvni tozalashda loyqa zarrachalarni o‘ziga yopishtirib cho‘ktiradi; tuproq muhiti ham undagi tuzlar gidroliziga bog‘liq.