Әрекеттесуші массалар заңын тотығу-тотықсыздану тепе-теңдігіне қолдану курстық жұмыс
СОДЕРЖАНИЕ
Әрекеттесуші массалар заңын тотығу –тотықсыздану тепе – теңдігіне қолдану. 2
§1. Негізгі түсініктер 2
§2. Тотығу – тотқсыздану реакциясының жүру бағыты 8
§3. Тотығу – тоықсыздану реакциясына түрлі жағдайлардың әсері 9
§4.Комплексті қосылыстардың түзу процесінің әсері 12
§5. Тотығу – тотықсыздану тепе –тепеңдігінің константасы 13
§7. Тотығу –тотықсыздану реакцияларын қарастыру 15
§8 Редокс жұбының реалды потенциалын есептеу 17
§9. Тотығу тотықсыздану бағытын анықтау 18
§9. Тотығу тотықсыздану реакцияның аяғына дейін жүруін есептеу 19
§3 Химиялық анализдің негізгі тараулары 20
§4. Химиялық анализдің қолданбалы түрлері 21
§5. Аналитикалық реакциялар мен рагенттер 22
§6. Аналитикалық реакцияның сезгіштігі 25
§ 7. Анализ әдістері 27
Элементтердің периодтық системасы және катиондардың аналитикалық топтары. 30
§5. Химиялық тепе – теңдік және тепе – теңдік константасы 42
§ 6. Концентрациялық және термодинамикалық константалары 45
§7. Әлсіз электролиттердің су ерітінділеріндегі тепе – теңдігі 46
7 – тарау 48
Әрекеттесуші массалар заңы және гетерогенді 48
тепе – теңдік 48
§1. Ерігіштік көбейтіндісі 48
2.Ерігіштік көбейтіндісі және ерігіштік 52
3. Тұнбалардың ерігіштігіне түрлі жағдайлардың әсері 57
4.Фракциялық немесе сатылап тұндыру 62
5. Бір шашар еритін электролитті екінші нашар еритін қосылысқа айналдыру 63
6. Тұнбаларды еріту процесі 65
II тарау 68
Экстракцияны сапалық анализде пайдалану 68
§1.Негізгі түсініктер 68
§2. Экстракцияның негізгі теориялық қатынастары 69
§3. экстракциялау мефанизмінің түрлері 72
Ішкі комплексті қосылыстардың /хелаттардың/ экстракциясы 73
§4. VI аналитикалық топ катиондарын экстракциялық әдіспен бөліп алу. 76
§1. Жүйелік және бөлшектеу тәілдерімен анализдеу 77
§2.Сапалық анализде катиондарды жіктеу түрлері 78
Қышқылды негіздік жіктеу 78
Сульфиттік жіктеу 79
Аммиак – фосфатты жіктеу 82
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Жұмыс көлемі: 87 бет
Пәні: Химия
-----------------------------------------------------------------------------------
КУРСТЫҚ ЖҰМЫСТЫҢ ҚЫСҚАРТЫЛҒАН МӘТІНІ
СОДЕРЖАНИЕ
Әрекеттесуші массалар заңын тотығу –тотықсыздану
§1. Негізгі түсініктер 2
§2. Тотығу – тотқсыздану реакциясының
§3. Тотығу – тоықсыздану реакциясына
§4.Комплексті қосылыстардың түзу процесінің
§5. Тотығу – тотықсыздану тепе –тепеңдігінің
§7. Тотығу –тотықсыздану реакцияларын қарастыру 15
§8 Редокс жұбының
§9. Тотығу тотықсыздану бағытын
§9. Тотығу тотықсыздану реакцияның
§3 Химиялық анализдің негізгі тараулары
§4. Химиялық анализдің қолданбалы
§5. Аналитикалық реакциялар мен
§6. Аналитикалық реакцияның сезгіштігі 25
§ 7. Анализ әдістері 27
Элементтердің периодтық системасы және
§5. Химиялық тепе – теңдік және
§ 6. Концентрациялық және термодинамикалық
§7. Әлсіз электролиттердің су ерітінділеріндегі
7 – тарау 48
Әрекеттесуші массалар заңы және
тепе – теңдік 48
§1. Ерігіштік көбейтіндісі 48
2.Ерігіштік көбейтіндісі және ерігіштік 52
3. Тұнбалардың ерігіштігіне түрлі жағдайлардың
4.Фракциялық немесе сатылап тұндыру 62
5. Бір шашар еритін электролитті
6. Тұнбаларды еріту процесі 65
II тарау 68
Экстракцияны сапалық анализде пайдалану 68
§1.Негізгі түсініктер 68
§2. Экстракцияның негізгі теориялық қатынастары
§3. экстракциялау мефанизмінің түрлері 72
Ішкі комплексті қосылыстардың /хелаттардың/ экстракциясы 73
§4. VI аналитикалық топ катиондарын
§1. Жүйелік және бөлшектеу тәілдерімен
§2.Сапалық анализде катиондарды жіктеу түрлері
Қышқылды негіздік жіктеу 78
Сульфиттік жіктеу 79
Аммиак – фосфатты жіктеу 82
8 - тарау
Әрекеттесуші массалар заңын тотығу –тотықсыздану
Сапалық анализде пайдаланылатын реакциялардың
Тағы басқа әдістер де
§1. Негізгі түсініктер
Тотығу тотықсыдану реакцияларының электрондық
Cu + Zn Cu + Zn
Zn – электрондарын мыс(II) иондарына
Zn – 2е Zn
Cu + 2e Cu
Электрондардың ауысуы екі әдіспен
Электрондардың химиялық жолмен ауысуын
Электрондардың электрохимиялық әдіспен ауысуы
Металл пластинкасын суға немесе
Осы себептен ерітіндідегі катиондар
Кейде меалдың беті оң
( аниондарды) тартады. Нәтижесінде тағы
8.1– сурет, мырыш электроды.8.2 –
Ерітіндідегі батырылған металдың заряд
Потенциал (Е) шамасы мен табасы
E = E +
E– металдың электрондық
E – металдың нормальды немесе
R – газ тұрақтысы
n – металдың берген
F – Фарадей
Т – 273 + t
Температура 298 K болған кезде
Электродтық потенциалдан шын мәнін
Стандартты сутек электроды Pt –
H 2H
Бұл қайтымды процесс
Стандартты жағдайда металл потенциалын
C = C = 1 моль/л,
E – металдың және
Кез – келген электродты стандарты
Мырыш электродын стандартты сутек
(–) Zn /ZnSO / H SO
Мұнда Zn SO (
Zn – 2e Zn
ал катодта H тотықсызданады:
2H + 2e H
Электрондық реакцияларының жалпы күйін
Zn + 2H
Электрондар мырыш электродынан сутек
Cu + 2e
H - 2e 2H
Cu + H
Бұл сызба – нұсқада Cu
Cu - Red
Мұнда электрондар сутек электродынан
= 0,34 B
Тотығу – тотықсыздану жұбы білдей
(– ) Pt (H ) / H
Ал жүретін химиялық реакцмя:
2 Fe + H
Fe /Fe жүйесінің
Осындай тотыққан және тотықсызданған түрлері
E = +
E = E +
E – редокс м жұптың
n – реакцияға қатысатын электрондар
, – тотықтырғыш
[OX] , [Red] – тотықтырғыш пен
Тотығу – тотықсыздану потенциялын жалпы
E = E +
Ерітіндінің иондық күші тұтақты
E +
Тұрақты шама болады, оны
E = E +
Жуықтау септеулерде E орнына
§2. Тотығу – тотқсыздану реакциясының
Тотығу – тотықсыздану реакциясының ағыты
Э.Қ.Қ = -
Егерде ЭҚҚ > 0, ұл
Cu + Fe Fe
E = - 0,44B
Э.Қ.Қ. = / +0,34/ - /0,44/ =
Э.Қ.Қ. неғурлым жоғары болса,
§3. Тотығу – тоықсыздану реакциясына
1) тотығу – тотықсыздану потенциалынп иондардың
Нернст теңдеуі тотығу – тотықсыздану
E = E + 0,059 lg
[Fe ] = 0,5 моль,
E = 0,77 + 0,059 lg
Егер [Fe ] = 00,5 моль/л,
E = 0,77 + 0,059 lg
Яғни иондардың тотыққан және
2).Ерітіндінің ионық күшінің әсері.
Ерітіндінің иондық күшінің өзгеруі
E = E +0,059 lg
ерітіндінің иондық күші
f = 0,065
E = 1,77+0,059 lg = 1,77+
Ерітіндінің иондық күші
E = 1,77 + 0,059 lg
Сонымен ерітіндінің иондық күші
3. Тотығу ө тотықсыздану потенциалына ерітіндінің
Ерітіндінің рН –ының мәні көбіне
Mn + 4H O
Оның тотығу – тотықсыздану потенциаы
E = E +
Немесе E = E -
Яғни бұл жүценің
Оны дұрыс түсіну үшін
Na AsO + 2 KI
C = C = C
Бұл жүйеде оттекті қосылысқа
AsO + 2H
E = E + lg
Яғни рН – ына тәуелді,
I/. Енді C = I
E = E - 0,059 pH +
Осы тотығу тотықсыздану реакциясының
Э.Қ.Қ. = E - E
Э.Қ.Қ >0. Қышқыл ортада
II.Ал енді C =
E = 06 – 0,059 *9 +
Э.Қ.Қ = E - E
Кері реакция жүреді, яғни
II/ ерітіндінің рн – тотығу – тотықсыздану
III/ реакцияның бағытында да
§4.Комплексті қосылыстардың түзу процесінің
Тотығу – тотықсыздану процесстері жүрген
Ag / Ag жүйені қарастыруға
Ag + e Ag
Бұл жүйенің потенциалы Нернст
E = E + 0,059 lg [Ag
[Ag ]= I моль/л тең
Енді осы жүйеге KCN ерітіндісін
Ag + 2 CN
Ag концентрацмясы осы комплекстің
=
Яғни (Ag ]=
Осы шаманы Нернст теңдуеіне қойып
|E = E + 0,059 lg
[Ag(CN) ] = [CN
= = 1,410
Осы мәндерді тотығу – тотықсыздану
E = E + 0,059 lg 14
|E = 08 + 0,059/- 19,85/ = -
Яғни оң мәнңнен теріс
§5. Тотығу – тотықсыздану тепе –тепеңдігінің
Кез – келген тотығу – тотықсыздану
Мысал ретінде мына реакцияны қарастыруға
Ce +
Осы тепе – теңдікке әркетесуші массалар
K =
Тотығу- тотықсыздану реакцияның жартылай реакцияларын
Ce + 1e Ce
- 1e
Бұл жартылай реакциялар тотығу –тотықсыздану
E + 0,059 lg
E = E +lg
Жүйеде тепе – теңдік орналған
+ 0, 950 lg =
- = 0,059 - lg
- = 0,059 lg
lg = =
K = немесе
Жалпы күйде:
K=
Мұнда: ,
Тотығу тотықсыздану тнпе
Тотығу тотықсыздану константасы
§6 Тотығу тотықсыздану реакцияларые
Тотығу тотықсыздану реакцияларын
Mn + 4 H O
2. Тотығу тотықсыздану
3 CuS + 8H NO =
3. Катиондарды бір бірінен
Cr + 2OH
4. Электрлігі оң металды электрлігі
Sb + Fe
5. Зерттелетін қоспада тотықтырғыштар мен
§7. Тотығу –тотықсыздану реакцияларын қарастыру
Тотығу тотықсыздану реакцияларының
Аналитикалық химияда иондармен жұмыс
Шешуі:
1. Реакцияның жалпы иондық схемасын
+ ВiO + H
ВiO иондары тотықтырғыш, ол Вi
ВiO + 6 H
Бұл жартырай тотықсыздану реакцияның
3. иондары тогтықсыздандырғыш,
Mn +4 H O -
Бұл жағдайда тотығу рекциясының
4. Осы жартылай реакциялардан
ВiO + 6 H
Mn +4 H O -
5 ВiO + 2 Mn
Малекулалық күйде.
5Na ВiO + 7Mn(NO )
H O
§8 Редокс жұбының
Есеп. 10 мл 0,1 моль/л
Шешуі.
I.Тотығу процесінің жартылай реакциясын
Mn +4 H O -
II. Ерітінділер араластырылғаннан кейін тотыққан
C(KMnO )= =
С(MnO )= C(Mn )=
3.Нернст теңдеуін пайдаланып жүйенің
E = E +
4. есеп шарты бойынша
E = + 1,51 В, рН=1,
Мұнда:
Е = 1,51 + lg
§9. Тотығу тотықсыздану бағытын
Есеп. Стандартты жағдайда темір/III/ иондарымен
Шешуі:
I.Алдымен тотығу тотықсыздану
2 +2 I
2. Анықтыһамалардан жұптардың стандартты тотығу
E = + 0,77В,
3. Бұл жүйеде /
4. Реакцияның жүру бағытын
Э.Қ.Қ = E - E
Тура реакция жүреді деп
1.Екінші мысалды қарастыруға болады, онда:
2 +2Вr
2.Анықтамадан Вr /2Вr
3.Жүйенің электр қозғаушы күшін анықтауға
Е = 0,77 - /+1,07/ = - 0,30
Яғни Е >0, тура
§9. Тотығу тотықсыздану реакцияның
Есеп. Тотықтырғыш ретінде Fe(III) иондарын
Шешуі: Тотығу –тотықсыздану реакцияларының тплық
Алдымен тотығу – тотықсыздану тепе –
2 + Sn
Бұл жүйеде /
2.Тепе – теңдік константасы.
lgK =
Немесе К = 1,05 10 ,
3.Екінші мысалды қарастырса:
+ Ag + Ag
E =0,80 B
Бұл жүйенің тепе – теңдік
lg K = = - 0,50
E = 10 немесе 0,32
Тепе – теңдік константасы бірден
§3 Химиялық анализдің негізгі тараулары
Жалпы химиялық анализ қойылатын
Спалық анализдің негізгі мақсаты –
Сандық анализдің негізгі мақсаты –
Химиялық анализ белгілі бір
Сандық анализ заттың сапасын анықтауға
Аналитикалық химияның бір тарауы
Химиялық фазалық анализ физика –
§4. Химиялық анализдің қолданбалы
Қазіргі кезде аналитикалық химия –
1– кесте
Анализденетін заттардың ндіріс салаларына
Анализдің түрі
1.Техникалық анализ
2. Ауыл шаруашылығы
су, ауа, т.б
3.Азық – түлік анализі
4.Биохимиялық анализ
5. Санитарлы – химиялық
/ ауа,су, топырақ/
6.Дәрі – дәрмек анализі
7.Залады заттарды
/ олардың құрамындағы улы затттар/
/улы заттардың/ анализдеу
§5. Аналитикалық реакциялар мен
Химиялық анализді орындау үшін
2 – кесте
Аналитикалық еакциялардың анықтау сипаттамасы
Анықталынатын
ион
Ba
Fe
ерітінді
CO
Аналитикалық сигнадың байқалуы заттың
Аналитикалық реакцияларды ортақ және жеке
Бір реагент бірнеше иондармен
Түрлі реагентердің ионның бір түрімен
Аналитикалық реакцияларды бөлу және анықтау
Бөлу реакцияларына қойылатын шартардың
Аналитикалы сигналдадың шарты – химиялық реагент
Белгілі жағдайда аналитикалық сигнал
Ортаның нақты жағдайында /рН т.б/ орындалаьын
Анализде пайдаланылатын химиялық реагенттерге
Реагентпен өлшеулі ион саны аналитикалық
Талғағыш реагентті анықтау үшін
Белгілі жағдайда реагент тек
Химиялық реакцияны жүргізу үшін
Техникалық/ ысқаша «Т»/
Таза / «ч» немесе «т» құрамында
Аналитикалық таза / «а.т» құрамында 1%
Химиялық таза / «х.ч» немесе
жоғары эталондық таза / «в.э.ч»
Аса таза / «ос.ч» немесе
Реактивтің құрамындағы қоспаның үлесі
§6. Аналитикалық реакцияның сезгіштігі
Анаоитикалық реакцияның сезгіштігі анықталатын
3– кесте
Анық.
ион
K
Na (Co(NO ) (
Берілген реакцияда ақ түсті
– анықтау шегі дегеніміз
шегі сұйылтылған ерітінді – ерітіндінің
Коцентрация шегі /C / – қарастырылатын
Сұйылу шегі /V / – анықтайтын
Сұйылу шегі шекті концентрацияға
V =
m= C ( V (
Есептер.
1. Ерітіндіде Cu /II/ иондарының шекті
Шешуі:
m= C ( V (
2.Қорғасын ерітіндісінің 0,03 мл – нен
Шешуі:
C = = 5(10
М /Pb / = 207,2 г/моль
Ерітіндінің 1мл 5(10
ал 1000мл
х= 1000(5(10 = 5( 10
Молярлық концентрацияға ауысу үшін
C/ Pb / = =
3. Ерітіндінің 0,1 мл– де кальцийдің
Шешуі:
V =
m= C ( V (
C =
V = =
§ 7. Анализ әдістері
Аналитикалық сигналдың пайда болуына
–Химиялық /класикалық/ тәсіл;
– инструментальдық / аспаптық/ тәсіл;
– биологиялық әдіс;
Соңғы екеуі жаңа әдістер
Физикалық әдістерде– анализ химиялық реакциясыз
Физика– химиялық әдістерде – анализ химиялық
Билогияық әдістер – әлі көп қолдагылмайды,
Химиялық анализдеу әдісі химиялық
Химиялық реакциялардың орындалу тәсіліне
«құрғақ» түрінде анализдеу;
ерінді түрінде анализдеу.
Құрғақ түрінде анализді қатты заттармен
Екінші түрі – ұнтақтау әдісі. Бұл
4 NH SCN + CoCl =
Ерітінді түрінде анализдеуді ерітінділерде
Су ерітінділерінде бейорганикалық
Тамшылық әдісті 1920 ж Тананаев Н.А.
Анализге арналған заттың мөлшеріне байланысты
4–кесте
Ескі атауы
Г
Макроанализ
Жартылай
макроанализ
Микроанализ
әдіс
Ультромикро
анализ
Субмикро
анализ
Әдістің түріне байланысты әртүрлі химиялы
Санти – грамм әдісінің – химиялық
II - тарау
Элементтердің периодтық системасы және
Көп жылдар бойы жүргізілген лобороториялық
Катиондардың сульидтік классификациясының негізін
Н.И.Блок басқаша көзқараста
Бейорганикалық химия курсынан элемент
Тағы бір жай белгілі:
Иондарды сыртқы деңгейшелерінің құрылысына
8– элкетронды аяқталған қабаты бар
p d – элементтері сыртқы деігейшедегі
Сыртқы деңгейдегі электрондр саны
Түрлі деңгейшелердегі электорндар саны бірдей
Катиондар қасиетіне иондар заряды
Ион заряды қосылыстарының
E = 5,8(10 моль/л
E = 7,5(10 моль/л
Ион заряды жоғары болса,
Қосымша топшаларда /В топшасы/ керісінше
Иондардың химиялы – аналитикалық сипаттамаларының
Иондану потенциалы деп ионның
Ф.М.Шемякин,А.Н.Карпов жәнеА.н.Брусенсов ионның химиялы– аналитикалық
Периодтық системаның химиялық элементтер топшасында
Бұл мысалдардан lg I (r
Пеиодтық системада әрбір топшада
Мысалы:
5– кесте
Kt
құрылысы
Be
Mg
Ca
Sr
Ba
Период бойынша солдан оңға
Поляризациялау дегеніміз электрондық деігейдің
Ионның заряды үлкен және
Na (Mg (Al
поляризациялану қасиеті.
Поляризациялану қабілетіне иондардың электрондық
Поляризациялану қабілетіне иондық радиус
Поляризациялану химиялық байланыстың күшіне
EK = 1,78 . 10
Поляризация құбылысы иондардың түсіне
1) Ерігішке химиялық байланыстың
2) Ерігіштіке иондар рдиусы да
Катиондардың аналитикалық топтарға бөлінуін,
Мысарл ретінде қышқыл – негіздік
I аналитикалық топқа Li , Na
I топ катиондарының көп тұздары
I топ катиондарын қасиеттеріне қарай 2
I аналитикалық топ катиондары периодтық
Катиондар иондық байланысты қосылыстар түзеді
II аналитикалық топты иериодтық системаны
Металл кйіндегі Pb екі зарядты
II аналитикалық топ катиодары басқа
(EK = 1,78 . 10
Ал нашар поляризацияланатын аниондармен II аналитикалық
II аналитикалық топ катиондары сілтілік
III аналитикалық топ катиондарының
III аналитикалық топ каиондарының гидроксидтері –сілтілер,
III аналитикалық топ катиондарының
Иериодтық системада II A топшасында Be
Be қосылыстарында көбіне / Mg
Be(OH) амфотерлі гидроксид,
IV аналитикалық топ катиондарын
Амфотерлі қасиет көтсететін Be, Al, Zn,
Гидраталған хром гидроксидінің касиеттері гидратталған
Сурьма, висмут катиондары амфотері
Sb(III) сілті ерітіндісінде Na SbO
IV анлитикалық топ катиондарының
V– аналитикалық топта Fe
VI аналитикалық топты Cu , Hg
Басқа аналитикалық топтар ішіндеаммиакат комплекстерін
VI топ катиондарының анализін
Катиондардың аналитикалық топтарға бөлінуі
Бұл классификацияның негізінде белгілі
Катиондардң аналитикалық топтарын периодтық
§4. Әрекеттесуші масалар заңы
Химиялық реакциялар нашар диссоциацияланатын
Химиялық реакцияың жылдамдығына реакцияға
Химиялық реакциның әректесуші заттардың
Кйінен бұл заңдылықты Норвегия
Химиялық реакцияның жылдамдығы реакцияласушы
Әрекеттесуші массалар заының аналитикалық
Әрекеттесуші массалар заңының аналитикалық
§5. Химиялық тепе – теңдік және
Әрекеттесуші массалар заңының теңдеуін
A + B C+A
А мен В арасындағы тура
= K (A((B(
мұнда, K – пропорционалдық коэффициенті
(A(, (B( – әрекеттесуші заттардың концентрацияы,
Біраз уақыт өткен соң
= K (A((C(
мұнда, K – кері реакцияның
(С( (Д( – С мен Д концентрациялары, моль/л.
Реакция барысында А мен В
=
яғни жүйеде тепе – теңдік
K (A((B( = K (A((C(
немесе = ;
K , K – тұрақты
Қайтымды реацияларағы реакция нітижсінде
Константаның әні тмпратураға, әрекетттесуші
Константаны физикалық мәні, яғни
Егер К > 1 болса,
pK=- lg K
мысалы, рК>0, кері реакцияның
Стехиоиетриялық коэффициенттері бірге тең
А а + в В
Онда бұл жүйенің тепе
К = (3.1)
С, д, в – стефиометриялық коэффициенттері.
Анализді орындағанда химиялық реакциялардың
§ 6. Концентрациялық және термодинамикалық
3.1 теңдеуі тек идеалды ерітінділерге
Ал реалдық ерітінділерінің жалпы
K = =
Себебі, в = f. C
K – термодинамикалық константасы,
K = сонда
Термодинамикалық константа түзілген заттардың
Күрделі химиялық реакцияларға:
K = =
Іс жүзінде /реалды ерітінділерде/ тепе –
§7. Әлсіз электролиттердің су ерітінділеріндегі
Тепе – теңдік константасының жеке
HAn ( H + An
Әрекеттесуші массалар заңына сүйеніп
K = - K
Мұнда: K , K /K
Иондану константасы да, дәрежесі де
Электорлит әлсіз болғандықтан оның
= ; =
мұнда С –Han электролитінің жалпы
Бинарлы электолит блған жағдайда
(HAn] = С –
Немесе (HAn] = С /1-1/. Осы
K = =
Бұл тәуелділікті Освальттың сұйылту
Егер, әлсіз электролит ерітіндісі
Мұнда Д = , бұл
Қорытылып шығарылған теңдеуді те
Есеп. Сірке қышқылының 0,1н. Ерітіндісінің
Шешуі.
Иондану процесін жащу: CH COOH
Иондану константасынесептеу үшін проценттікпен
1 моль – 100%
X – 1,36%
X= = 0,0136/моль/
3.Иондану константасын есептеу:
4.Сутек иондарының концентрациясын ионданған
= C
Есеп. Сірке қышқылының 1,0н.
Шешуі:
1.Қышқылдың иондануын жазу: CH COOH
2. Иондардың иондану дәрежесін мол
= = 0,0043 /моль/
3.Иондану константасын есептеу:
K = C =1/0,0042/ =
4.Сутек иондарының концентрациясын есетеу:
C = C = 1.0,0042 =
7 – тарау
Әрекеттесуші массалар заңы және
тепе – теңдік
§1. Ерігіштік көбейтіндісі
Жүйелер гетерогенді және гомогенді
Гетерогенді жүйелер табиғаты әртүрлі
Тұндыру реакциялары орындаған кезде
AgCl (
Тұнба
Егер ерітінді қанықпаған болса,
Толығырақ тепе Ag пен Cl
1. Ag – иондарының
V = K A
K – тұрақты шама, A
Сонымен қатар Ag –
Кесімді уақытта Ag иондарының
Беттік ауданда орналасқан Cl
Тепе – теңдік орнаған кезде:
V = V
Сол сияқты Cl иондарының ерітіндіге
V = K A
Ал керісінше Cl иондарының тұнбаға
V = K A
Тепе – теңдік жағдайда:
V = V яғни
Осы жүйенің жалпы тепе – теңдік
K A K A
Немесе: =
Мұнда, = K
Бұл константаны ерігіштік константасы деп
EK (AgCl) = ( (
Кей кезе ерігіштік көбейтіндісінің орнына
Ерігіштік көбейтіндісін активті коцентрация
ЕК = (A) a
EK f (A) f
ЕК – термоинамикалық ерігіштік
AK– активтік коэффициенті.
Өте шашар еритін электролиттерде (
Тұнба қрамында бірнеше компаненттер
EK =
Егер тұнба құрамында бірдей
EK = (Ca (PO )
Жалпы күйде қарастырсақ: A
Жалпы күйде қарастырсақ: A B
EK (A B ) =
ИК – иондар көбейтіндісі.
Бұл тепе– теңдіктен мынаай орытынды
1. Егер нпшар еритін электолит
2. Егер иондық көбейтіндісі ИК
3. ИК = ЕК тең болған
Аналитикаық химияда кей жағдайларда
Тұнба түзілудің шартты жағдайын ескеру
Мұны түсіну үшін, мысал
MnS үзілу консьантасы (MnS)
= , яғни 2,5. 10
S ионарының үлесі:
= тең болады,
Сонда осы жағдайда тұнбаның түілу
(MnS) = = =
(MnS) = (MnS). =
Қарастырып отырған мысалда:
Егер шартты константаның әні бірден
2.Ерігіштік көбейтіндісі және ерігіштік
Ерігіштік дегеніміз – қатты заттың
АВ ( А+В
Бұл теңдеуден 1 моль/л АВ еріген
Енді осы алынған мәндерді
Ек(АВ)= = C(AB).(AB)
C(AB) =
Егер нашар еритін электролиттің
A B = nA + mB
= nC(A B ), ал
EK (A B ) =
EK (A B ) = (
E = C(A B ) =
Нашар еритін электролиттер әр түрлі
ЕК(AgCl) = 1,07.10 , EK(Ag CrO
Е(AgCl) = = =
Ерігіштігі г/л айналдыру үшін алынған
Е((AgCl)=М(AgCl)Е(AgCl)=143,32.1,33.10 =1,9.10 г/л
Е((Ag CrO ) =М(Ag CrO
Қосылыстың ерігішігі неғұрлым төмен болса,
Массалық концентрациясы 1 л қаныққан
Мұнда: m – еріген заттың грамм
V– қаныққан ерітіндінің көлемі /л/
2) Молярлық ерігіштік.
Молярлық ерігіштің нашар еритін электролиттің
Е(АВ) =
мұнда: Е/АВ/ – қослыстың молярлық ерігіштігі(моль/л),
АВ – заттың мөлшері /яғни иоль
V – ерітіндінің көдемі /л/.
Алынған теңдуді ылай деп
Молярлық ерігіштікті массалық ерігіштікке айналдыру
С = Е(АВ).И(АВ). Көптеген қосылыстарда
7 – кесте
Қосылыс
Су
CuCl
Электрлитің табиғатына тәуелді, мысалы,
100 H O 20(C
0,20 CaSO
9,2
Қатты заттардың ерігіштіі температураға тәуелді.
/100 г H O еріген
8-кесте
Қосылыс
CaSO
Ерігіштікке баланысыты барлық электролиттерді
Нашар еритін Орташа еритін Жақсы еритін >
Есеп:
Қорғасын /II/ корбанатының ерігіштік көбейтіндісі
Шешуі:
1)Қорғасын /II/ қорбанатының иондану процесін
PbCO ( Pb + CO
2) PbCO молярлыө ергіштігін X=E=C (моль/л)
(Pb ((CO ] = C(PbCO
3) Ерігіштік көбейтіндісінің теңдеуін жазып,
ЕК (PbCO ) = (Pb ((CO
C(PbCO ) = =
4) PbCO ерігіштігін анықтау
C = C M(PbCO
Есеп:
Кальций хлориді мен натрий
1) 0,001 моль/л 2) 0,1
Шешуі:
Қосылстыр арасында мына реакция жүреді:
CaCl + Na SO (
Есеп шарты бойынша С
ИК = С .C =
ИК
Кальций фосфатының ерігіштік көбейтіндісі ЕК
Шешуі:
Ca (PO ) иондану
Ca (PO ) молярлық
( Ca (= 3x = 3.C
ЕК теңдеуін жазып, иондар
ЕК = ( Ca (
27x .4x = 108x
X = = 7,2.10
4) Қанық ерітіндінің 1-дегі иондардың
С = 3.C .M(Ca )
C = 2 C .M(PO
Есеп.
Қанық ерітінлінің ерігіштігі 20(C
Шешуі:
СaSO иондану процесі:
EK анықтау үшін қосылыстың молярлық
= = = 1,47.10
3) ЕК = ( Ca
( Ca ( = ( SO
ЕК = 1,47.10 . 1,47.10
Термодинамикалық ЕК /АК/ анықтау үшін
= ( С .
Ерітіндінің = 0,06
АК = ( Ca (( SO
Ерігіштігі орташа болатын қосылыстардың
3. Тұнбалардың ерігіштігіне түрлі жағдайлардың
Нашар еритін қосылыстарлың ЕК табу
1) аттас иондарының ерігіштікке
Егер нашар еритін элекролиттің
СaSO ( Ca +
H SO ( 2H +
SO мөлшері артық болғасын
артық
мөлшерде
ИК(СaSO ) > EK(СaSO )
EK ережесіне сай, СaSO
Есеп.
Күміс хлоридінің судағы және 0,01
ЕК = 1,78.10
Шешуі:
1)AgCl молярлық ерігіштігін табамыз:
AgCl ( Ag .Cl
ЕК = С . C
X = = =
2) KCl ерітіндісінде С ( С
ЕК = x(x+0,01). Бірақ AgCl ерігіштігі
X = = =
3) Енді AgCl- дың ерігіштігін 0,01M
= (С . +
Ерітіндінің иондық күші 0,01
Енді трмодинамикалық ерігіштік көбейтіндісін
ЕК = AK = С
X = = 2,2.10 моль/л
Түрлі тәсілдермен есептеоген ерітікштерді
Ал ерітіндінің иондық күшін
Қорытып айтқанда, аттас иондар
2. Бөгде электролиттердің әсері
Мысалы, CaSO ( Ca +
( Ca (( SO ( =
Есеп. BaSO судағы және
Шешуі.
BaSO иондануы: BaSO (
ЕК = ( Вa
2) BaSO 0,1 M NaCl
= (C .z +
Анықтамадан қарап =
ЕК = а а =
Аттас иондар жоқ, сондықтан
x.x. f .f = ЕК
x = = 3,18.10
Осы тапқанымызды судағы ерігіштікпен
3. Тұнба түсіруші реагенттің артық
Көбінесе қосылысты толық тұнбаға
+ ( +
+ n (
Сондықтан, қорғасын толық тұнбаға
Есеп. 0,1 моль/л қорғасын /II/ тұзы
рН –тың қандай шамасында тұнбаға
Шешуі:
Қорғасын/II/ гидроксидінің иондануын жазу:
Ерігіштік көбейтіндісі: ЕК = ( Pb
Тұнбаға түсе бастау үшін
(OH ( = =
рОН шамасын есептеу:
РОН = -lg( OH( = -lg7,07.10
pH – ты анықтау:
pH = 14 – 7,15 = 6,85
Есеп. Ерітіндінің рН шамасы нешеге
Шешуі:
1) Кез келген ионды
(OH ( = =2,24.10
рОН есептеу:
рОН = -lg(OH ( = -lg 2,24.10
рН есептеу: рН = 14-4,65 =9,35
сонымен, қорытып айтқанда, ерітіндінің
4.Фракциялық немесе сатылап тұндыру
Аналитикалық химияда бір тұнба
Pb +SO ( PbSO (
Pb + CrO ( PbCrO
Бірінші ереже – алғаш тұнбаға
x = = 1,3.10
x = = 1,34.10
Екіншіден тұнба түсе бастау
( Pb (= =
( Pb (= =
Яғни PbSO тұнбаға түсе
Үшіншіден, CrO мен SO
( Pb (= ; (
= = =1,07.10
Жалпы екі ионның қатынасы 5. Бір шашар еритін электролитті
Сапалық анализде көп жағдайда
Маңызды реакциялардың бірі – суда
MSO ( MCO M
Еру процесі жеңіл және
Ал SrSO пен SrCO ерігіштік
SrSO ( SrCO айналу
EK =1.10 EK
Мұнда бұл процесс мүлдем
ИК > EK ;
( Ca ((CO (> ЕК
Бірақ Ca иондарының концентрациясы CaSO
CaSO ( Ca + SO
( Ca (( SO (= ЕК
( Ca (=
Кальций сульфаты кальций карбонатына
> болуға тиіс.
> = 2,8.10 яғни
Енді арасындағы ең нашар
> , сонда >
BaSO + CO (
Сондықтан, іс жүзінде Na
6. Тұнбаларды еріту процесі
Тұнбаларды еріту үшін ерітіндідегі
1. Ерітіндіні сұйылту нәтижесінде тұнба
0,2 моль
1 моль
Сонымен, құрамыда LiOH 1моль бар
2. Тұнбаны нашар диссоциацияланатын
K = енді осы
Сонда бұл реакцияның жалпы
Егер тепе теңдік константасы K
Яғни алдында көрсетілген шарт
3. Тұнбаны газ бөле
MgCO + 2H
H CO ( CO +H
Тепе –теңдік константасы:
K = , енді
K = . =
Мыс /II/ сульфидінің қышқылдардағы
CuS +2H ( Cu +
K = =
4.Тұнбаларды комплексті қосылыстар түзу
AgCl + 2NH (
Тепе – теңдік константасы:
K = .
Күміс хлориді аммиактың артық
Енді күміс хлоридінің аммиак
AgI +2NH (
K = =
Реакция жүрмейді, себебі 1,10
5.Тұнбаларды тотығу тотықсыздану реакциялар нәтижесіндееріту.
CuS + 4HNO = Cu(NO
S + 2NO +4H
Тотығу тотықсыздану реакциясы нтижесінде
Тепе теңдік константасы мына теңдеумен
pK = pEK +pEK ,
lgK = = 5,42; алдындағы
сонымен pK = 35,20+5,42 = 40,62
K = 4,17.10 , яғни CuS
II тарау
Экстракцияны сапалық анализде пайдалану
Экстракция дегеніміз - өзара араласпайтын
Экстракция басқа әдістермен қатар
Экстракцияда көбіне 2 еріткіш қолданылады.1-
§1.Негізгі түсініктер
Экстрагент – су фазасынан затты
Экстракциялайтын реагент- сорылатын элементпен әрекеттесетін
CHCl –құрамындағы 8– оксихинолин;
CHCl экстрагент, 8– оксихинолин– экстракциялайтын
2) таза трибутилфосфат – экстрагент, ксилол
Экстракт – құрамында бөлінген зат
Реэкстрагент – экстрактан экстракциялнған қосылысты
§2. Экстракцияның негізгі теориялық қатынастары
Сұйық пен сұйық арасында
Нернсттің үйлестірілу /таралу/ заңына;
Әрекеттесуші массалар заңына;
Нернсттің үйлестіру заңы бір
А ( А
Бұл тепе– теңдіктің константасы
К = , мұнда:
К – термодинамикалық үйлестіру константасы
Уйлестіру константасы заттың, еріткіштің
К =
Экстракция кезінде екі фазада
Д =
Кейбір жағдайда екі фазада
Мысал ретінде құмырсқа қышқылын
НСООН + HCOOH ( (HCOOH)
Ал су ерітіндісінде ионданданады: HCOOH
Бұл жүйенең үйлестіру константасы К
Ал үйлестіру коэффициенті мына
Д =
Үйлестіру коэфициенті Д – бұл
Көрсетілген қатынастар тек концентрациятардың қатынасын
Сонымен қатар экстракцияны орындаған
Сондықтан тағы бір ұғым
R% =
Мұнда: R%– экстракциялау дәрежесі;
V –органикалық еріткіштің көлемі;
V – су ерітіндісінің
С(А) V – органикалық
V =
Экстракциялау санын /Р/ мына теңдеу арқылы
P=
Мұнда: с(А) және с(А)
Р – экстракция саны;
Д – үйлестірілу коэффициенті.
Экстракция дәрежесі үйлестілу коэффициентімен, мына
Іс жүзінде екі қосылысты /
мұнда: (– бөлу факторы.
Бөлу факторы (100 А
Экстракция толық жүру үшін
1. Экстракцияланатын қосылыс органикалық қабатта
2. Экстракциялайтын қосылыс заряды болмауы
3. экстракциялайтын малекулалардың көлемі
4. Экстракциялайтын қосылыстың құмында гпдрофильді
§3. экстракциялау мефанизмінің түрлері
Физикалық үйлестірілудің механизмі. Бұл механизм
Екі фаза арасында мұндай қосылыстың
Сольваттық механизм. Бұл механизм
Иондық ассоциаттарды экстракциялау /иондық жұптар.
Ішкі комплексті қосылыстардың /хелаттардың/ экстракциясы
Ішкі комплексті қосылыстардың көбі
Экстракция реакциясын мына теңдеу
М +n (M +n
К =
Кэкс, бұл шама экстракцияны
Д = , сонықтан К
Бұл теңдеумен мынандай қорытынды
Экстракция процесінде рН–тың әсері:
Жиі пайдаланылатын регенттердің бірі
Алдында көрсетілгендей экстракциялау дәрежесі
Экстагент
0-3
Хлороформ Al ,Bi
ерітіндісін– Cu ,Fe
гі оксихино– In ,Ni
лин және
оның туын–
дылары
Әр элементті түрлі әдістермен
Кез– келген металдың экстракциялану дәрежесін
11.1 сурет.
11.2 суретте екі хелатты ионның
Бұл суреттен мынаны көруге
§4. VI аналитикалық топ катиондарын
Ерітіндіде: Ni ,Co ,Cu ,Hg
Ораникалық фазада
мыс ацетаты, /көк – жасыл түсті/
экстракцияны бірнеше рет
қайталайды.
дитизон қосады.
Су фазасы Ni ,Co ,Cd
тұрады, оған NH OH+NH Cl
қосып ерітіндісінің
рН=10+дитизон(CCl )
ораникалық фаза қызыл
түсті кадмий дитизонаты
теу әдісімен анықтауға болады.
12 – тарау
§1. Жүйелік және бөлшектеу тәілдерімен
Зерттелетін ерітіндіде көбінесе бірнеше ион
Бұдан катиондарды кез–келген кезекте
Жүйелік анализді орындаған кезде
Иондарды топқа бөлу үшін түрлі
нашар еритін қосылыстар күйінде
ионарды металдармен тотықсыздандыру;
талғағыш адсорбция тағы да
Бөлшектеп анализдеу тәсілін дпмытуда
Бұл тәсіл ионды арнайы
§2.Сапалық анализде катиондарды жіктеу түрлері
Қышқылды негіздік жіктеу
Қышқыды негіздік жіктеу бойынша
Бірінші аналитикалық топты Na ,K
Екінші аналитикалық топқа Ag ,Hg
Үшінші аналитикалық топты Сa ,Ba
Төртінші аналитикалық топты Al ,Cr
Бесінші аналитикалық топты Mg ,Mn
Mg(OH) , Bi(OH) ,
Жүелік анализде сутек пероксиді
Алтыншы анаитикалық топты Cu
(Ni(NH ) ( , (Co(NH
Сульфиттік жіктеу
Бұл жіктелу бойынша катиондар
Бірінші аналитикалық топқа Ag ,Hg
1) AgCl тұнбасы сұйылтылған қышқылдырда
AgCl + 2 NH Cl ( (Ag(NH
Бұл ерітіндіден Ag катионын
(Ag(NH ) ( +I
2) Hg Cl – ақ
Hg Cl + 2 NH
(NH Hg (Cl сынаптың комплексті
(NH Hg (Cl (NH Hg
3) PbCl ақ түсті
10 грамм/л тең. Сондықтан тұз
Екінші аналитикалық топқа Cu ,Cd
CuS,CdS, Bi S – сульфидтер
3CuS + 2 NO + 8H
CdS – концентрлі тұз қышқылы
3HgS + 2 HNO +12HCl (3H
Мышьяк топшасы сульфидтерінің ерекшелігі,
SnS + (NH ) S
SnS +(NH ) S
Мышьяк сульфидінің ерекшелігі ол
ҮшіншіаналитикалықтоптыFe ,Fe ,Co ,Al
дары құрайды. Топтық реагенті
CoS пен NiS
3 CoS + 8H +2NO (
Ал Al және Cr
Төртінші аналитикалық топқа Сa ,Ba
Бесінші аналитикалық топты Na ,K
Аммиак – фосфатты жіктеу
Амиак – фосфатты жіктеу бойынша
Бірінші аналитикалық топқа Na
Екінші аналитикалық топты Li ,
Ba (PO ) , Cr
Екінші аналитикалық топ катиондарының фосфаттары
Үшінші аналитикалық топты Co , Zn
Төртінші аналитикалық топты As(III,V),Sb(III,V), Sn(II,IV) катиондары
Бесінші аналитикалық топқа Pb
+
+
+
+
+
+
Zn2+ +
+
+
+
- -
- -
- e-
- -
-
-
-
ZnSO4
- - - -
- -
- - - -
- -
- -
- -- -
-
-
-
- SO42-
- -
-
SO42- -
- -
- -
CuSO4
- -
-
- -
-
-
-
-
-
+ + + + +
+ + -
-
-
-
R%
100
50
3
6
9
100
50
2
4
6
pH
pH
R%
