Күчтүү электролиттерди, алсыз электролиттерди жана электролит эместерди талкуулоо боюнча үлгү суроолор
Электролиттер химияда, айрыкча эритмелер менен болгон реакцияларды изилдөөдө абдан маанилүү болгон фундаменталдык түшүнүк. Электролиттер – бул сууда эригенде, эритменин электр тогун өткөрүүсүнө мүмкүндүк берүүчү иондорду пайда кылган кошулмалар. Иондорго диссоциациялануу жөндөмүнө жараша электролиттер үч категорияга бөлүнөт: күчтүү электролиттер, алсыз электролиттер жана электролит эместер. Бул макалада электролиттердин ушул үч түрүнө байланыштуу ар кандай мисал маселелери жана түшүнүктүү түшүндүрмөлөр талкууланат.
Күчтүү электролит
Күчтүү электролиттер – бул сууда толугу менен иондошкон кошулмалар. Бул күчтүү электролит сууда эригенде, анын дээрлик бардык молекулалары иондорго диссоциацияланат дегенди билдирет. Күчтүү электролиттердин кеңири таралган мисалдарына натрий хлориди (NaCl) сыяктуу туздар, туз кислотасы (HCl) сыяктуу күчтүү кислоталар жана натрий гидроксиди (NaOH) сыяктуу күчтүү негиздер кирет.
1-суроо:
0,1 М HCl эритмесиндеги иондордун молярдуулугун кантип эсептөө керек?
Талкуу:
HCl – күчтүү кислота, ал сууда толугу менен диссоциацияланат:
\[ \text{HCl} \rightarrow \text{H}^+ + \text{Cl}^- \]
HCl күчтүү электролит болгондуктан, HCl баштапкы концентрациясын (0,1 М) пайда болгон H+ жана Cl- иондорунун концентрациясы катары кабыл алсак болот. Ошентип, 0,1 М HCl эритмесинде:
[\(\text{H}^+\)] = 0,1 M
[\(\text{Cl}^-\)] = 0,1 M
Алсыз электролит
Алсыз электролиттер эритмеде жарым-жартылай гана иондошот. Бул алсыз электролиттин молекулаларынын аз гана бөлүгү сууда эригенде иондорду пайда кылаарын билдирет. Алсыз электролиттердин мисалдарына уксус кислотасы (CH3COOH) сыяктуу алсыз кислоталар жана аммиак (NH3) сыяктуу алсыз негиздер кирет.
2-суроо:
0,1 М CH3COOH курамындагы иондоштуруу даражасын жана ион концентрациясын аныктагыла. CH3COOH үчүн кислота диссоциация константасы (\(K_a\)) 1,8 × 10^-5 түзөт.
Талкуу:
Сууда CH3COOH диссоциациялануу реакциясын төмөнкүдөй жазууга болот:
\[ \text{CH}_3\text{COOH} \rightleftharpoons \text{CH}_3\text{COO}^- + \text{H}^+ \]
Диссоциация даражасы (\(\альфа\)) кислотанын иондорго диссоциацияланган бөлүгү катары аныкталат. \(K_a\) маанисин колдонуп, 0,1 М CH3COOH эритмеси үчүн төмөнкү байланышты жаза алабыз:
\[ K_a = [\text{CH}_3\text{COO}^-][\text{H}^+] / [\text{CH}_3\text{COOH}] \]
CH3COOH иондоштурулушу жарым-жартылай болгондуктан, пайда болгон иондордун концентрациясы cα, мында c - CH3COOH баштапкы концентрациясы (0,1 М). Анда теңдеме төмөнкүдөй болот:
\[ 1,8 \times 10^{-5} = \frac{(0,1\alpha)(0,1\alpha)}{0,1(1-\alpha)} \]
Жөнөкөйлөтүп айтканда:
\[ 1,8 \times 10^{-5} = \frac{0,01\alpha^2}{0,1 – 0,1\alpha} \]
α бөлүүчүсүндө αны эске албай тургандай кичинекей деп эсептейли:
\[ 1,8 \убакыт 10^{-5} \болжол менен 0,01\альфа^2 / 0,1 \]
\[ 1,8 \убакыт 10^{-5} \болжол менен \альфа^2 \]
\[ \alpha \approx \sqrt{1,8 \times 10^{-5}} \]
\[ \альфа \болжол менен 4,24 \убакыт 10^{-3} \]
Демек, иондоштуруу даражасы 4,24 × 10^-3 же 0,424% түзөт.
Эритмедеги H+ жана CH3COO- иондорунун концентрациясы:
\[ [\text{H}^+] = 0,1 \times 4,24 \times 10^{-3} \pprox 4,24 \times 10^{-4} \]
\[ [\text{CH}_3\text{COO}^-] = 0,1 \times 4,24 \times 10^{-3} \pprox 4,24 \times 10^{-4} \]
Электролит эместер
Электролит эместер – суу эритмесинде иондошпогон кошулмалар. Бул электролит эмес эритмелер иондорду пайда кылбайт жана ошондуктан электр тогун өткөрө албайт дегенди билдирет. Электролит эместердин мисалдарына кант (сахароза), мочевина жана спирт кирет.
3-суроо:
Эмне үчүн 0,1 М этанол (C2H5OH) эритмеси электр тогун өткөрбөйт?
Талкуу:
Этанол эритмеси электролит эмес. Этанол сууда эригенде иондорго диссоциацияланбайт. Этанолдун молекулярдык түзүлүшү суу эритмесинде өзгөрүүсүз калат. Эритмеде иондордун жоктугунан улам, этанол электр тогун өткөрө албайт. Ошондуктан, этанол сууда оңой эрисе да, эч кандай иондор пайда болбогондуктан, этанол эритмелери 0,1 М концентрациясын кошкондо, каалаган концентрацияда да электр тогун өткөрө албайт.
Корутунду
Күчтүү электролиттердин, алсыз электролиттердин жана электролит эместердин касиеттерин түшүнүү эритме химиясынын маанилүү негизи болуп саналат. Күчтүү электролиттер сууда толук иондошот жана ошондуктан электр тогун жакшы өткөрөт, ал эми алсыз электролиттер жарым-жартылай гана иондошот, бул электр өткөрүмдүүлүгүнүн төмөндүгүн көрсөтөт. Ал эми электролит эместер такыр иондошпойт жана ошондуктан электр тогун өткөрө алышпайт. Бул түшүнүктү түшүнүү студенттерге кошулмаларды эритмедеги жүрүм-турумуна жараша аныктоого жана тиешелүү суроолорго туура жооп берүүгө жардам берет.
