Электролит ерітінділері тоқ өткізетін заттар (электрөткізгіштер)

Содержание

Слайд 2

Ерітінділері мен балқымалары электр тоғын өткізеді ЗАТТАР ЭЛЕКТРӨТКІЗГІШТІГІ БОЙЫНША ЭЛЕКТРОЛИТТЕР БЕЙЭЛЕКТРОЛИТТЕР

Ерітінділері мен балқымалары электр тоғын өткізеді

ЗАТТАР ЭЛЕКТРӨТКІЗГІШТІГІ БОЙЫНША

ЭЛЕКТРОЛИТТЕР

БЕЙЭЛЕКТРОЛИТТЕР

Ерітінділері мен балқымалары

электр тоғын өткізбейді

Күшті ковалентті полюсті немесе иондық байланысқа ие

Негіздер
Қышқылдар
Тұздар

Ковалентті полюссіз немесе әлсіз полюсті байланысқа ие

Органикалық қосылыстар
Газдар NH3, NO, CO2
Бейметалдар

Слайд 3

Қышқылдар диссоциалағанда Н+ катонын түзеді Негіздер диссоциалағанда ОН- анионын түзеді Амфолиттер

Қышқылдар диссоциалағанда Н+ катонын түзеді

Негіздер диссоциалағанда ОН- анионын түзеді

Амфолиттер диссоциалағанда Н+

және ОН- иондарын түзеді
Слайд 4

Электролиттер дегеніміз балқымалары мен ерітінділері электр тоғын өткізетін, иондық электроөткізгіштікке ие

Электролиттер дегеніміз балқымалары мен ерітінділері электр тоғын өткізетін, иондық электроөткізгіштікке ие

болатын заттар.
Электролиттердің қасиеттерін электролиттік диссоциациялану теориясы (ЭДТ) түсіндіреді, оның негізін С.Аррениус (Нобель сыйлығының лауреаты, 1093 жылы) қалады (1887ж.). Ол еруді тек физикалық құбылыс деп карастырды, диссоциациялану нәтижесінде бөлінген иондар еріткіш молекулаларына біртіндеп таралады деп санап, еріткіштің әсерін ескермеді. Осындай көзқарасты калыптастырып дамытқан әрі С. Аррениус теориясын толықтырған ғалымдар – И.А.Каблуков, В.А.Кистяковский, Д.И.менделеев. Ал қазіргі кезде диссоциациялануды күрделі физика-химиялық үдеріс деп қарастырады.
Электролиттік диссоциация – полярлы еріткіш әсерінен электролит молекуласының иондарға ыдырауы.
Слайд 5

Тұздар, қышқылдар, негіздер ерігенде және балқығанда иондарға ыдырайды. Ерітінділер мен балқымалардың

Тұздар, қышқылдар, негіздер ерігенде және балқығанда иондарға ыдырайды.
Ерітінділер мен балқымалардың

ток өткізгіштігі осы иондардың концентрациясына тәуелді болады. Иондардың оң зарядталғаны катодка тартылатындықтан катиондар деп, ал анодқа тартылатындары теріс зарядталған аниондар деп аталады.
Ағылшын физигі М.Фарадей XIXғасырдың 30-шы жылдары «электролит, ион, катион, анион» терминдерін енгізді. Ионды және ковалентті полюсті байланысты молекулалар суда ерігенде иондарға толығымен ыдырайды:
Слайд 6

Электролит ерітіндісі арқылы тоқ өткізгенде катиондар (-) зарядталған катодқа, ал аниондар (+) зарядталған анодка қарай жылжиды.

Электролит ерітіндісі арқылы тоқ өткізгенде катиондар (-) зарядталған катодқа,
ал аниондар

(+) зарядталған анодка қарай жылжиды.
Слайд 7

Электролиттік диссоциация теориясының қағидалары: 1) Заттар суда ерігенде оң жөне теріс

Электролиттік диссоциация теориясының қағидалары:
1) Заттар суда ерігенде оң жөне теріс иондарға

ыдырайды.
2) Диссоциация полярлы еріткіштің әсерінен жүреді және оның себебі - заттардың гидратациялануы.
3) Электр тоғының әсерінен иондар катод пен анодқа бағытталады.
4) Диссоциация қайтымды үдеріс: диссоциация (ыдырау)↔ ассоциация (бірігу)
6) Электролиттер әр түрлі шамада диссоциацияланады (α).
7) Электролит ерітінділерінің химиялық касиеттері ондағы иондардың табиғатымен анықталады.
8) Элемент атомы мен оның ионының қасиеттері әр түрлі болады.
Иондар ерітінділерде гидратталған күйде болғанымен, заттардың диссоциациялану теңдеуін жазған кезде гидраттық қоршауын еске алмай, жалаң иондар күйінде жазылады. Бұл - жазу үдерісін оңайлату үшін жасалған шара. Электролит ерітінділерінде электр тоғын тасымалдаушы иондар болады. Ондай электролиттерді екінші ретті өткізгіштер деп атайды.
Слайд 8

Диссоциациялану үдерісін сандық жағынан да сипаттауға болады. Диссоциацияланудың қаншалықты толық жүретіндігін

Диссоциациялану үдерісін сандық жағынан да сипаттауға болады.
Диссоциацияланудың қаншалықты толық жүретіндігін диссоциациялану

дәрежесі (α) көрсетеді, α-ны сандық үлеспен (0-1) немесе пайызбен (0-100%) беруге болады.
n – иондарға ыдыраған электролит молекулалардың саны
N – электролит молекулалардың жалпы саны
Диссоциациялану дәрежесінің мәніне қарай электролиттер үш топка бөлінеді:
Әлсіз электролиттер
Орташа электролиттер
Күшті электролиттер
Слайд 9

Бейэлектролит қант ерітіндісі Күшті электролит Әлсіз электролит сірке қышқылы

Бейэлектролит қант ерітіндісі

Күшті электролит

Әлсіз электролит сірке қышқылы

Слайд 10

Температураны көтерген сайын диссоциациялану дәрежесі артады Концентрацияны көтерген сайын электролиттердің диссоциациялану

Температураны көтерген сайын диссоциациялану дәрежесі артады

Концентрацияны көтерген сайын электролиттердің диссоциациялану дәрежесі

кемиді

Диссоциациялану дәрежесі (α) электролиттің табиғатына, температураға, концентрацияға тәуелді

Слайд 11

Диссоциация процесі қайтымды болғандықтан, оған әрекеттесуші массалар заңы бойынша тепе-теңдік жағдайы

Диссоциация процесі қайтымды болғандықтан, оған әрекеттесуші массалар заңы бойынша тепе-теңдік жағдайы

тән болады. Ол жағдай тепе-теңдік константасымен (Кдисс) анықталады:
Слайд 12

Диссоциациялану константасы Кдисс әлсіз электролиттің иондарға ыдырау қабілеттілігін көрсетеді, оның мәні

Диссоциациялану константасы

Кдисс әлсіз электролиттің иондарға ыдырау қабілеттілігін көрсетеді, оның мәні тек

әлсіз электролиттер үшін тұрақты (const) шама болып табылады
Слайд 13

ЭЛЕКТРОЛИТТЕР ӘЛСІЗ ОРТАША КҮШТІ Суда ерімейтін тұздар мен негіздер, органикалық қышқылдар

ЭЛЕКТРОЛИТТЕР

ӘЛСІЗ

ОРТАША

КҮШТІ

Суда ерімейтін тұздар
мен негіздер,
органикалық қышқылдар

Суда аз еритін тұздар
мен

негіздер,
амфотерлік негіздер

Суда жақсы еритін тұздар,
сілтілер КOH, NaOH,
олардың оксидтері Na2O,
Ba(OH)2

Слайд 14

Оствальдтің сұйылту заңы Электролиттердің диссоциациялану дәрежесі мен константасының арасында математикалық тәуелділік

Оствальдтің сұйылту заңы

Электролиттердің диссоциациялану дәрежесі мен константасының арасында математикалық тәуелділік бар

және ол Оствальдтің сұйылту заңымен анықталған:

Әлсіз электролиттер үшін α=1 және Кдисс тұрақты шама болғандықтан:

онда

Қорытынды: ерітіндіні сұйылтқан сайын, оның диссоциация мүмкіндігі (α) жоғарылайды

Слайд 15

Күшті электролиттер теориясы (Дебай, Хюккель) бойынша күшті электролиттер ерітіндіде толық диссоциацияланғандықтан

Күшті электролиттер теориясы (Дебай, Хюккель) бойынша күшті электролиттер ерітіндіде толық диссоциацияланғандықтан

иондар концентрациясы жоғары болады.
Әр аттас иондар арасында электростатикалық тартылыс күштері туады. Нәтижесінде әр ион қарама-қарсы зарядты ионмен «иондық атмосфера» құрып қоршалады. Бұл иондардың қозғалғыштығын тежейді. Соның салдарынан иондардың активтігі төмендейді. Реакцияға түскенде, олардың концентрациясы нақты концентрациясынан кем болып көрінеді. Осы құбылысты түсіндіру үшін «активтілік» деген ұғым енгізілген. Химиялық реакцияға түсетін концентрацияға сәйкес концентрацияны ионның активтілігі деп атайды:
а = ƒ ⋅ c
а – ионның активтілігі, моль/л;
ƒ – активтілік коэффициенті;
с – мольдік концентрация, моль/л
Слайд 16

Гидратталған иондар – ерітіндіге өтеді

Гидратталған иондар – ерітіндіге өтеді

Слайд 17

Активтілік коэффиценті ƒ ерітіндінің иондық күшіне байланысты. Ерітіндінің иондық күші ондағы

Активтілік коэффиценті ƒ ерітіндінің иондық күшіне байланысты. Ерітіндінің иондық күші ондағы

барлық иондардың мольдік концентрациясы мен олардың зарядтарының квадратының көбейтіндісінің жартылай қосындысына тең:

Ι - ерітіндінінің иондық күші
Сi – i-ионның мольдік концентрациясы, моль/л
Zi – i-ионның заряды

Мысалы: 0,1М алюминий сульфаты ерітіндісінің иондық күшін есептегенде

Слайд 18

Электролит ерітінділерінің электр тоғын өткізу қабілеті ондағы иондардың қозғалғыштығына байланысты болады.

Электролит ерітінділерінің электр тоғын өткізу қабілеті ондағы иондардың қозғалғыштығына байланысты болады.


Заттың электр тоғын өткізу мүмкіндігі электрөткізгіштікпен немесе оған кері шама кедергімен (R, Ом) сипатталады.
1-ретті өткізгіштер үшін кедергі Ом заңымен анықталады :

Меншікті кедергіге (ρ) кері шаманы меншікті электрөткізгіштік (χ, Сим/м, 1 Сименс = 1 Ом-1) деп атайды:

.

немесе

Слайд 19

Ерітінділердің кедергісі (R) кондуктометриялық ұяшық арқылы өлшенеді, ондағы электродтар бір қалыпты

Ерітінділердің кедергісі (R) кондуктометриялық ұяшық арқылы өлшенеді, ондағы электродтар бір қалыпты

орнатылған, яғни:

мұндағы Кс – ыдыстың сыйымдылық константасы, оның мәні барлық ерітінділер үшін ортақ болады

Слайд 20

Меншікті электрөткізгіштік (χ) ерітіндінің концентрациясына тәуелсіз шама, сондықтан есептеулерде оның орнына

Меншікті электрөткізгіштік (χ) ерітіндінің концентрациясына тәуелсіз шама, сондықтан есептеулерде оның орнына

эквиваленттік электрөткізгіштік шамасы алынады:

Эквиваленттік электрөткізгіштік деп әрқайсысының ауданы 1 см2 электродтардың өзара арақашықтығы 1 см болғанда, сол аралықтағы көлемі (Vсм3) ерітіндінің электрөткізгіштігін айтады.
Кольрауш заңы бойынша шексіз сұйылтқан ерітіндінің эквиваленттік электрөткізгіштігі катиондары мен аниондарының қозғалуынан болатын иондық өткізгіштіктердің қосындысынан тұрады: