Kuchli elektrolitlar, kuchsiz elektrolitlar va elektrolit bo'lmaganlar haqida misol savollar
Elektrolitlar kimyoda, ayniqsa eritmalar ishtirokidagi reaksiyalarni o'rganishda juda muhim bo'lgan asosiy tushunchadir. Elektrolitlar suvda eriganida, eritmaning elektr tokini o'tkazishini ta'minlaydigan ionlarni hosil qiladigan birikmalardir. Ionlarga ajralish qobiliyatiga qarab, elektrolitlar uch toifaga bo'linadi: kuchli elektrolitlar, kuchsiz elektrolitlar va elektrolit bo'lmaganlar. Ushbu maqolada ushbu uch turdagi elektrolitlarga oid turli xil misol muammolari, shuningdek, tushunish oson bo'lgan tushuntirishlar muhokama qilinadi.
Kuchli elektrolit
Kuchli elektrolitlar suvda to'liq ionlashadigan birikmalardir. Bu shuni anglatadiki, kuchli elektrolit suvda eriganida, uning deyarli barcha molekulalari ionlarga ajraladi. Kuchli elektrolitlarning keng tarqalgan misollari natriy xlorid (NaCl) kabi tuzlar, xlorid kislota (HCl) kabi kuchli kislotalar va natriy gidroksid (NaOH) kabi kuchli asoslarni o'z ichiga oladi.
1-savol:
0,1 M HCl eritmasida ionlarning molyarligini qanday hisoblash mumkin?
Munozara:
HCl quyidagi tenglamaga muvofiq suvda to'liq dissotsiatsiyalanadigan kuchli kislotadir:
\[ \text{HCl} \rightarrow \text{H}^+ + \text{Cl}^- \]
HCl kuchli elektrolit bo'lgani uchun, HCl ning boshlang'ich konsentratsiyasini (0,1 M) hosil bo'lgan H+ va Cl- ionlarining konsentratsiyasi sifatida olishimiz mumkin. Shunday qilib, 0,1 M HCl eritmasida:
[\(\text{H}^+\)] = 0,1 M
[\(\text{Cl}^-\)] = 0,1 M
Kuchsiz elektrolit
Kuchsiz elektrolitlar eritmada faqat qisman ionlashadi. Bu shuni anglatadiki, kuchsiz elektrolit molekulalarining ozgina qismi suvda eriganida ionlar hosil qiladi. Kuchsiz elektrolitlarga misollar sirka kislotasi (CH3COOH) kabi kuchsiz kislotalar va ammiak (NH3) kabi kuchsiz asoslarni o'z ichiga oladi.
2-savol:
0,1 M CH3COOH tarkibidagi ionlanish darajasi va ion konsentratsiyasini aniqlang. CH3COOH uchun kislota dissotsiatsiya konstantasi (\(K_a\)) 1,8 × 10^-5 ga teng.
Munozara:
Suvdagi CH3COOH dissotsiatsiya reaksiyasini quyidagicha yozish mumkin:
\[ \text{CH}_3\text{COOH} \rightleftharpoons \text{CH}_3\text{COO}^- + \text{H}^+ \]
Dissotsiatsiya darajasi (\(\alfa\)) kislotaning ionlarga dissotsiatsiyalanadigan ulushi sifatida aniqlanadi. \(K_a\) qiymatidan foydalanib, 0,1 M CH3COOH eritmasi uchun quyidagi bog'liqlikni yozishimiz mumkin:
\[ K_a = [\text{CH}_3\text{COO}^-][\text{H}^+] / [\text{CH}_3\text{COOH}] \]
CH3COOH ning ionlanishi qisman bo'lgani uchun, hosil bo'lgan ionlarning konsentratsiyasi cα ga teng, bu yerda c CH3COOH ning boshlang'ich konsentratsiyasi (0,1 M). Keyin tenglama quyidagicha bo'ladi:
\[ 1,8 \times 10^{-5} = \frac{(0,1\alpha)(0,1\alpha)}{0,1(1-\alpha)} \]
Soddalashtiring:
\[ 1,8 \times 10^{-5} = \frac{0,01\alpha^2}{0,1 – 0,1\alpha} \]
α ni maxrajda α ni e'tiborsiz qoldiradigan darajada kichik deb faraz qilaylik:
\[ 1,8 \marta 10^{-5} \taxminan 0,01\alfa^2 / 0,1 \]
\[ 1,8 \marta 10^{-5} \approx \alpha^2 \]
\[ \alfa \approx \sqrt{1,8 \times 10^{-5}} \]
\[ \alfa \taxminan 4,24 \marta 10^{-3} \]
Demak, ionlanish darajasi 4,24 × 10^-3 yoki 0,424% ni tashkil qiladi.
Eritmadagi H+ va CH3COO- ionlarining konsentratsiyasi quyidagicha:
\[ [\text{H}^+] = 0,1 \times 4,24 \times 10^{-3} \taxminan 4,24 \times 10^{-4} \]
\[ [\text{CH}_3\text{COO}^-] = 0,1 \times 4,24 \times 10^{-3} \approx 4,24 \times 10^{-4} \]
Elektrolitlar bo'lmaganlar
Elektrolitlar bo'lmaganlar suvli eritmada ionlashmaydigan birikmalardir. Bu shuni anglatadiki, elektrolit bo'lmagan eritmalar ionlarni hosil qilmaydi va shuning uchun elektr tokini o'tkaza olmaydi. Elektrolitlar bo'lmaganlarga misollar shakar (saxaroza), karbamid va spirtdir.
3-savol:
Nima uchun 0,1 M etanol (C2H5OH) eritmasi elektr tokini o'tkazmaydi?
Munozara:
Etanol eritmasi elektrolit emas. Etanol suvda eriganida ionlarga ajralmaydi. Etanolning molekulyar tuzilishi suvli eritmada saqlanib qoladi. Eritmada ionlar yo'qligi sababli, etanol elektr tokini o'tkaza olmaydi. Shuning uchun, etanol suvda oson eriydi, chunki ionlar hosil bo'lmaydi, etanol eritmalari hatto 0,1 M ni ham o'z ichiga olgan har qanday konsentratsiyada ham elektr tokini o'tkaza olmaydi.
Xulosa
Kuchli elektrolitlar, kuchsiz elektrolitlar va elektrolit bo'lmaganlarning xususiyatlarini tushunish eritma kimyosining muhim asosidir. Kuchli elektrolitlar suvda to'liq ionlashadi va shuning uchun elektr tokini yaxshi o'tkazadi, kuchsiz elektrolitlar esa faqat qisman ionlashadi, bu esa elektr o'tkazuvchanligining pastligini ko'rsatadi. Boshqa tomondan, elektrolit bo'lmaganlar umuman ionlashmaydi va shuning uchun elektr tokini o'tkaza olmaydi. Ushbu kontseptsiyani tushunish talabalarga birikmalarni eritmadagi xatti-harakatlariga qarab aniqlashga va tegishli savollarga to'g'ri javob berishga yordam beradi.
