Güclü, Zəif və Qeyri-elektrolitləri müzakirə edən nümunə suallar
Elektrolitlər kimyada, xüsusən də məhlulların iştirak etdiyi reaksiyaların öyrənilməsində çox vacib olan fundamental bir anlayışdır. Elektrolitlər suda həll edildikdə məhlulun elektrik keçirməsinə imkan verən ionlar əmələ gətirən birləşmələrdir. İonlara parçalanma qabiliyyətinə əsasən elektrolitlər üç kateqoriyaya bölünür: güclü elektrolitlər, zəif elektrolitlər və qeyri-elektrolitlər. Bu məqalədə asan başa düşülən izahlarla yanaşı, bu üç növ elektrolitlə əlaqəli müxtəlif nümunə məsələlər müzakirə olunacaq.
Güclü Elektrolit
Güclü elektrolitlər suda tamamilə ionlaşan birləşmələrdir. Bu o deməkdir ki, güclü elektrolit suda həll edildikdə, onun demək olar ki, bütün molekulları ionlara parçalanır. Güclü elektrolitlərin ümumi nümunələrinə natrium xlorid (NaCl) kimi duzlar, xlorid turşusu (HCl) kimi güclü turşular və natrium hidroksid (NaOH) kimi güclü əsaslar daxildir.
Sual 1:
0,1 M HCl məhlulunda ionların molarlığını necə hesablamaq olar?
Müzakirə:
HCl, tənliyə görə suda tamamilə dissosiasiya olunan güclü bir turşudur:
\[ \text{HCl} \rightarrow \text{H}^+ + \text{Cl}^- \]
HCl güclü bir elektrolit olduğundan, HCl-nin ilkin konsentrasiyasını (0,1 M) əmələ gələn H+ və Cl- ionlarının konsentrasiyası kimi qəbul edə bilərik. Beləliklə, 0,1 M HCl məhlulunda:
[\(\text{H}^+\)] = 0,1 M
[\(\text{Cl}^-\)] = 0,1 M
Zəif Elektrolit
Zəif elektrolitlər məhlulda yalnız qismən ionlaşır. Bu o deməkdir ki, zəif elektrolitin molekullarının yalnız kiçik bir hissəsi suda həll olduqda ionlar əmələ gətirir. Zəif elektrolitlərə misal olaraq sirkə turşusu (CH3COOH) kimi zəif turşuları və ammonyak (NH3) kimi zəif əsasları göstərmək olar.
Sual 2:
0,1 M CH3COOH-da ionlaşma dərəcəsini və ion konsentrasiyasını təyin edin. CH3COOH üçün turşu dissosiasiya sabiti (\(K_a\)) 1,8 × 10^-5-dir.
Müzakirə:
Suda CH3COOH-un dissosiasiya reaksiyası aşağıdakı kimi yazıla bilər:
\[ \text{CH}_3\text{COOH} \rightleftharpoons \text{CH}_3\text{COO}^- + \text{H}^+ \]
Dissosiasiya dərəcəsi (\(\alfa\)) turşunun ionlara dissosiasiya olunan hissəsi kimi müəyyən edilir. \(K_a\) dəyərindən istifadə edərək, 0,1 M CH3COOH məhlulu üçün aşağıdakı əlaqəni yaza bilərik:
\[ K_a = [\text{CH}_3\text{COO}^-][\text{H}^+] / [\text{CH}_3\text{COOH}] \]
CH3COOH-un ionlaşması qismən olduğundan, əmələ gələn ionların konsentrasiyası cα-dır, burada c CH3COOH-un ilkin konsentrasiyasıdır (0,1 M). Onda tənlik aşağıdakı kimi olur:
\[ 1,8 \times 10^{-5} = \frac{(0,1\alpha)(0,1\alpha)}{0,1(1-\alpha)} \]
Sadələşdirin:
\[ 1,8 \times 10^{-5} = \frac{0,01\alpha^2}{0,1 – 0,1\alpha} \]
Fərz edək ki, α məxrəcdə α-nı nəzərə almaya biləcəyimiz qədər kiçikdir:
\[ 1,8 \times 10^{-5} \təqribən 0,01\alfa^2 / 0,1 \]
\[ 1,8 \times 10^{-5} \approx \alpha^2 \]
\[ \alpha \approx \sqrt{1,8 \times 10^{-5}} \]
\[ \alfa \təxminən 4,24 \times 10^{-3} \]
Beləliklə, ionlaşma dərəcəsi 4,24 × 10^-3 və ya 0,424%-dir.
Məhluldakı H+ və CH3COO- ionlarının konsentrasiyası:
\[ [\text{H}^+] = 0,1 \times 4,24 \times 10^{-3} \təxminən 4,24 \times 10^{-4} \]
\[ [\text{CH}_3\text{COO}^-] = 0,1 \times 4,24 \times 10^{-3} \approx 4,24 \times 10^{-4} \]
Qeyri-elektrolitlər
Qeyri-elektrolitlər sulu məhlullarda ionlaşmayan birləşmələrdir. Bu o deməkdir ki, qeyri-elektrolit məhlulları ion əmələ gətirmir və buna görə də elektrik cərəyanını keçirə bilmir. Qeyri-elektrolitlərə şəkər (saxaroza), karbamid və spirt daxildir.
Sual 3:
Niyə 0,1 M etanol (C2H5OH) məhlulu elektrik cərəyanını keçirmir?
Müzakirə:
Etanol məhlulu elektrolit deyil. Etanol suda həll olduqda ionlara parçalanmır. Etanolun molekulyar quruluşu sulu məhlulda qalıb qalır. Məhlulda ionların olmaması səbəbindən etanol elektrik cərəyanını keçirə bilmir. Buna görə də, etanol suda asanlıqla həll olsa da, heç bir ion əmələ gəlmədiyi üçün etanol məhlulları 0,1 M də daxil olmaqla istənilən konsentrasiyada belə elektrik cərəyanını keçirə bilmir.
Nəticə
Güclü elektrolitlərin, zəif elektrolitlərin və qeyri-elektrolitlərin xüsusiyyətlərini anlamaq məhlul kimyasının vacib təməlidir. Güclü elektrolitlər suda tam ionlaşır və buna görə də elektrik cərəyanını yaxşı keçirir, zəif elektrolitlər isə yalnız qismən ionlaşır ki, bu da daha aşağı elektrik keçiriciliyini göstərir. Digər tərəfdən, qeyri-elektrolitlər ümumiyyətlə ionlaşmır və buna görə də elektrik keçirə bilmirlər. Bu konsepsiyanı anlamaq tələbələrə birləşmələri məhluldakı davranışlarına əsasən müəyyən etməyə və əlaqəli sualları düzgün cavablandırmağa kömək edir.
