Презентация на тему: Электролиттік диссоциация. Сутектік көрсеткіш рН - ағза ортасының негізгі

Электролиттік диссоциация. Сутектік көрсеткіш рН - ағза ортасының негізгі
Ерітінділердің теориялары
II. Электролиттік диссоциация теориясы(ЭДТ )
III. Физико – химиялық теориясы
Электролиттік диссоциацияға немесе иондануға әсер ететін факторлар:
2. Еріткіштің табиғаты.
3. Еріткіштің диссоциациялану немесе иондану қабілетінің сандық өлшемі - диэлектрлік өткізгіштік ε.
Сулы ерітінділердегі иондардың күйі
Электролиттік диссоциация. Сутектік көрсеткіш рН - ағза ортасының негізгі
Диссоциация дәрежесі мен иондану константасы. Әлсіз және күшті электролиттер.
Диссоциациялану дәрежесіне әсер ететін факторлар:
Электролиттік диссоциация. Сутектік көрсеткіш рН - ағза ортасының негізгі
Электролиттік диссоциация. Сутектік көрсеткіш рН - ағза ортасының негізгі
Оствальдтың сұйылту заңының тұжырымдамасы:
Күшті электролиттер теориясы
Негізгі қағидалары:
Электролиттік диссоциация. Сутектік көрсеткіш рН - ағза ортасының негізгі
Активтілік. Активтілік коэффициенті.
Электролиттік диссоциация. Сутектік көрсеткіш рН - ағза ортасының негізгі
Ерітіндінің иондық күші
Дебай – Хюккель теңдеуі
Иондық күші биологиялық жүйелерде
Қышқылдар мен негіздердің протолиттік теориясы.
Электролиттік диссоциация. Сутектік көрсеткіш рН - ағза ортасының негізгі
Протолиттік теория:
Электролиттік диссоциация. Сутектік көрсеткіш рН - ағза ортасының негізгі
Электролиттік диссоциация. Сутектік көрсеткіш рН - ағза ортасының негізгі
1/27
Средняя оценка: 4.7/5 (всего оценок: 29)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (297 Кб)
1

Первый слайд презентации

Электролиттік диссоциация. Сутектік көрсеткіш рН - ағза ортасының негізгі сипаттамасы ретінде. Қышқылдар мен негіздердің протолиттік теориясы.

Изображение слайда
2

Слайд 2: Ерітінділердің теориялары

I. Менделеевтің химиялық теориясы. 1887 ж. Д.И.Менделеев ұсынған ерітінділердің химиялық теориясын мағынасы: еріген затпен еріткіштің арасында сольваттар түзіледі, ал егер еріткіш су болса гидраттар тұзіледі. Сольваттар түзілу күштері: 1) Д онорлы – акцепторлық байланыс; 2) Иондық – дипольдік әрекеттесу; 3) Сутектік байланыс; 4) Дисперсиялық әрек е ттесу ( егер заттар ұқсас болса, мысалы: бензол – толуол ); Сольваттардың түзілуінің дәлелдейтін құбылыстар: 1) Әрекеттесу заттар арасындағы жылу эффектілері; 2) Көлемдерінің кемуі ( контракция ) ; 3) Кристаллогидраттардың түзілуі; Кемшілігі: Сольваттарды жекелеуге болмайды

Изображение слайда
3

Слайд 3: II. Электролиттік диссоциация теориясы(ЭДТ )

1887 ж. Швед ғалымы Сванте Аррениус ұсынған. Электролит – сулы ерітінділер мен балқыған күйлерінде иондарға ыдырайтын, сондықтан электр тоғын өткізетін заттар. Мысалы: NaCl, KBr, KI т.б. Бейэлектролит – сулы ерітінділер мен балқыған күйлерінде иондарға ыдырамайтын, сондықтан электр тоғын өткізбейтін заттар. Мысалы: қант, глюкоза т.б. Электролиттік диссоциация – суда ерігенде электролиттің иондарға ыдырауы. Э ДТ негізгі қағидалары: 1) электролиттер суда ер і генде оң және теріс иондарға ыдырайды. 2) электр тоғының әсерінен иондар бағытталған қозғалысқа ие болады. Оң зарядталған иондар катодқа, ал теріс зарядталған иондар анодқа қарай қозғалады. Сондықтан біріншілерді катиондар, ал екіншілерін аниондар деп атайды. 3) Диссоциация қайтымды процесс: молекулалардың иондарға ыдырауымен қатар иондардың қосылу процесі жүреді. Диссоциацияға қарсы процесс ассоциация деп аталады. Кемшілігі: Еріген затпен еріткіштің әсерлесуі есептелмеген, еруді тек қана физикалық процесс деп санаған.

Изображение слайда
4

Слайд 4: III. Физико – химиялық теориясы

Негізін қалаған орыс ғалымдары Ч.А.Каблуков пен В.А.Кистяковский. 1, 2, 3 - ші пунктары Сванте Аррениус теориясына ұқсас. 4) Ер іген молекула мен ерітінді арасында сольваттанған жүйелер пайда болады ( Менделеевтің теориясына ұқсайды ). Оларды сольвожүйелер деп атайды 5) Иондар еріткішпен әрекеттесіп сольваттанған немесе гидраттанған иондар түзеді. Диссоциация = иондану Ассоциация = молизация Иондар еріткішпен әрекеттесіп сольваттанған немесе гидраттанған иондар пайда болады: NaCl + aq Na + *aq + Cl-* aq Полюсті молекулаларда химиялық байланыс 2 түрде ыдырайды: А · / · В гомолиттік үзіліс А | : В гетеролиттік үзіліс Су ертіндісінде полюсті молекула тек гетеролиттік үзілісіне ұшырайды: Н | : С l + H2O H3O + + Cl - гидроксоний ионы

Изображение слайда
5

Слайд 5: Электролиттік диссоциацияға немесе иондануға әсер ететін факторлар:

1. Ер іген заттың табиғаты. ЕЗ құрылысы ЕЗ К t – А n байланысының беріктігі ( Kt – катион, An - анион ) Мысалы: HF HCl HBr HI иондану өседі байланыс беріктігі артады

Изображение слайда
6

Слайд 6: 2. Еріткіштің табиғаты

Еріткіштің полярлығына байланысы H+ H+ O - H+ N- H+ диполь H+ диполь Мысалы: әр түрлі еріткіштерде: H 2 O CH 3 COOH C 2 H 5 OH C 6 H 6 полюстігі артады иондануы заттадың артады еріген зат пен еріткіштің әрекеттесу қабілеті артады + - + -

Изображение слайда
7

Слайд 7: 3. Еріткіштің диссоциациялану немесе иондану қабілетінің сандық өлшемі - диэлектрлік өткізгіштік ε

ε – еріткіштегі екі заряд арасындағы бір – бірімен тартлу күші бос кеңістікпен салыстырғанда қанша есе кем екенің көрсетеді: ε = F (ваккум)/ F (ЕК) Мұнда: F (вакуум) – бос кеңістікте (вакуум ) екі зарядтың тартылыс күші; F (ЕК) – берілген еріткіштегі тартылыс күші. Тартылыс күші есептеледі: F = e 1· e 2 /4p ε ·r² Мұнда: F – зарядтардың бір- біріне тартылу күші; ε – диэлектрлік өткізгіштік; e 1, e 2 - әр аттас зарядтар шамасы; r – зарядтардың арақашықтығы. 1. Егер ε →, F (ЕК) ←, байланыс беріктігі ←, a → 2. Егер ε ←, F (ЕК) →, б.б. →, a ← Өседі →, кемиді ←

Изображение слайда
8

Слайд 8: Сулы ерітінділердегі иондардың күйі

ГАК – гидраттанған аква комплекс – суда ер ігенде Kt - мен, An – д ың еріткішпен( ЕК) әрекеттесіп, түзілетін қоспалар. Сондықтан олар катиондық және аниондық болады. Катиондық ГАК – су молекулаларының еріген затпен(ЕЗ) донорлы- акцепторлы әрекеттесуінен түзіледі: Н H – O – H n+ Kt + 4 : O – H  H – O Kt O – H H H – O H [Kt(H 2 O) 4 ]n+ H Катиондық ГАК донорлы –акцепторлық байланыспен түзіледі ( координациялық комплекс ). Мысалы: С u² + 4H 2 O = [Cu(H 2 O) 4 ] түссіз көкшіл түсті : 2 + [ ]

Изображение слайда
9

Слайд 9

Аниондық ГАК – су молекуласымен сутектік байланыс арқылы тұзіледі. H n+ H H – O : An + 4 H – O O – H... An... H – O Н : H – O H H [An(H 2 O) 4 ] n- аниондық ГАК (…- сутектік байланыс ) [ ] n -

Изображение слайда
10

Слайд 10: Диссоциация дәрежесі мен иондану константасы. Әлсіз және күшті электролиттер

Диссоциация(иондану) дәрежес і α – иондарға ыдыраған молекулалар саның жалпы молекулалар санына қатынысы: α = n/N ·100% мұнда α – дис социялану дәрежесі; n – ионданған молекула саны; N – жалпы ерітіндідегі молекулалар саны;

Изображение слайда
11

Слайд 11: Диссоциациялану дәрежесіне әсер ететін факторлар:

1) Электролиттің табиғаты. А ) егер α > 30% асса, мұндай электролиттер күшті электролиттер. Суда ерігенде бұл электролиттер толық диссоциацияланады оларға иондық, полярлық ковалентті байланысы бар заттар жатады. Олар: 1) суда жа қсы еритін тұздар; 2) минералды қышқылдар; 3) сілтілік және сілтілік жер металдардың негіздері; Б ) егер диссоциациялану дәрежесі 3% кем ( α <3%), бұндай электролиттер әлсіз электролиттер. Оларға коваленттік байланысы бар заттар жатады. Олар: 1)суда ерит ін органикалық қышқылдары ( сірке қышқылы, құмырсқа қ ыш қ ылы) ; 2) минералды қышқылдардың кейбіреуі ( H 2 CO 3, H 2 S ) 3) аммоний гидроксиді және металдардың негіздерінің көпшілігі; В) Орта күшті электролиттер 3 %< α <30% : H 3 PO 4, H 2 SO 3, HF.

Изображение слайда
12

Слайд 12

2) Электролитт ің концентрациясы. Концентрация азайған сайын диссоциациялану дәрежесі артады: С α, С α 3 ) Т емператураның әсері. Температура жоғарлаған сайын диссоциациялану дәрежесі артады: Т α, Т α Иондану константасы ( К u )әрбір электролиттің ерітіндідегі молекулаларының беріктігін көрсететін шама. Иондану константасына әсер ететін факторлар : 1) Электролитт ің табиғаты. Әрбір электролиттің жеке К u болады: t=25 °C KCH3COOH = 1,75 ·10(-5) KHNO3 = 43,6 KNaOH = 5,9 2) Электролиттің концентрациясы. Әлсіз электролиттің концентрациясы К u әсер етпейді. Күшті электролиттерде концентрациясы ұлғайған сайын иондардың бір - бірімен электростатикалық тартылысы артады. Иондар бір - бірінің қозғалысына кедергі жасайды. Сондықтан К u шың мәнін табу қиын.

Изображение слайда
13

Слайд 13

3) Температураның әсері. Температура - өскен сайын К u өседі, сондықтан әр температураға сәйкес К u болады. К u анықтағанда, температураны көрсетеді. Оствальдтың сұйылту заңы. 1888 жылы неміс ғалымы Вильгельм Оствальд К u мен α арасындағы байланысты анықтады: К u = c · α ² / ( 1 – α ) Мұнда: С – ерітіндінің концентрациясы (С э, С m ) ; α – иондану дәрежесі; К u – иондану константасы; Әлсіз электролиттерге a<<1, онда К u = c · α ² (1 – α ) мәні өте аз болғандықтан. Бұл теңдеуден α табуға болады: α = √ К u /c Егер С э = n э /V; n э = 1 моль болса, онда С э = 1 /V, ал V = 1 / С э c ұйылту деп атайды. Оствальдтың c ұйылту заңы: К u = α ² / V, ал α = √ К u * V

Изображение слайда
14

Слайд 14: Оствальдтың сұйылту заңының тұжырымдамасы:

Әлсіз электролиттің диссоциациялану дәрежесі концентрацияның квадрат түбіріне кері пропорционал немесе сұйылтудың квадрат түбіріне тура пропорционал. Диссоциациялану дәрежесін анықтау әдістері: 1. Эл ектролиттің электроөткізгіштігін өлшеу арқылы: α = λ V / λ ∞ 2. Қату және қайнау температурасын анықтап, оны Рауль заңы бойынша анықтайды: i = ∆ t қату эл / ∆t қату бейэл α = i – 1/n - 1

Изображение слайда
15

Слайд 15: Күшті электролиттер теориясы

Аррениус теориясының кемшіліктері: 1 ) Иондарға диссоциацияланбай жүретін өзара әрекеттесулерде қолданылмайды. 2) Органикалық қосылыстарының қышқылдық және негіздік қасиеттерін түсіндірмейді. 3) Сусыз еріткіштерде заттың қайсысы негіз, қайсысы қышқыл деп санау керек екенін түсіндірмейді. 4) Күшті электролиттер үшін α = 1 болғанда К -мәні нің мағынасы жойылуы ( Оствальд теңдеуінде ) 5) Иондардың өзара әсерлесуі және еріткішпен еріген зат бөлшектерінің әрекеттесуі қарастырылмайды. Электролиттік диссоциациялану теориясы түсіндіре алмаған ерітінді бойындағы кейбір мәселелер 1923 жылы ғалымдар П.Дебай мен Г.Хюккель ұсынған күшті электролиттер ілімінде шешімін тапты.

Изображение слайда
16

Слайд 16: Негізгі қағидалары:

1) Ерітінділердегі иондардың өзара әсерлесіп, әрбір ион, таңбасы қарама – қарсы иондар атмосфера түзілуі мен байланыстырады. 2) Бұл ілімде еріген зат толық иондарға ыдыраған деп қабылданады. 3) Түзілген иондық атмосферада тек электростатикалық ( кулон күші ) әсерлесу күші ғана ескеріледі. 4) Еріткіш пен ерітіндінің диэлектрикалық өткізгіштігі шамалас деп есептелінеді. 5) Иондық атмосфера біртұтас жүйе ретінде қабылданып, бұларда иондардың таралуы статистикалық заңдылыққа бағынады. 6) Сыртқы өрісте иондық атмосфера бір полюске, ал орталық атом қарама – қарсы полюстерге қозғалуға кедергі жасайтын ИАБ ( ионаралық байланыс ) және сольваттық қабаты( СҚ ).Бұл күштер электролиттердің қасиеттеріне әсер етеді:

Изображение слайда
17

Слайд 17

1) коллигативтік қасиеттері ( шын концентрациясын кемітеді ); 2) иондану дәрежесін төмендетеді концентрациясы өскен сайын; 3) К u өседі концентрациясы өскен сайын; Күшті электролиттердің қасиеттерін активтілік түсіндіреді.

Изображение слайда
18

Слайд 18: Активтілік. Активтілік коэффициенті

Күшті электролиттердің қасиеттерін толық түсіндіру үшін Дебай мен Хюккель концентрация орнына активтілік деген ұғымын енгізді. Активтілік – ертіндідегі еріген заттың сандық мөлшерімен бірге олардың сол жүйе бойында әсерлесуін ескеретін шама. Активтілік және концентрация арасындағы айырмашылыққа түзету коэффициенті активтілік коэффициенті деп аталады: а = f · С М ұндағы а – активтілік; С – концентрация; f -активтілік коэффициенті;

Изображение слайда
19

Слайд 19

Активтілік коэффициент f Концентрацияның белгісіне қарай f төменгі әдістермен белгіленеді: 1) а с = f с · С м, f с = а с / С м (С м – молярлы конц. моль/л) 2) а b = f b · b, f с = а с /b ( b – моляльдік конц. моль/кг ) 3) а х = f х · С х, f с = а с / С х (С х н/е w n – мольдік үлес ) f мәні концентрацияға тәуелді: а ) f<1; a<C бұл орта концентрлы ерітінділер, ерітіндіде ИАБ бар және әрбір ионның СҚ бар; б) f=1; a=C бұл өте сұйық ерітіндіде болады, бұл ерітіндіде ИАБ жоқ, СҚ бар. в ) f>1; a>C бұл өте концентрлі ерітіндіде болады, ИАБ бар, ал СҚ жоқ.

Изображение слайда
20

Слайд 20: Ерітіндінің иондық күші

Ұсынған Льюис және Рендалл. Льюис – Рендалл формуласымен есептелінеді: I = 0,5 Σ C i Z i ² Мұндағы I – иондық күш; C i - молярлық концентрация; Z i – ион заряды; Иондық күш – барлық иондардың зарядтарының квадратына олардың концентрациясына көбейткеннен шыққан сандардың қосылыстарының жартысына тең болатын сан. Мысалы: 0,9% NaCl немесе 0,15М NaCl I = 0,5(0,15 · 1 · 1 + 0,15 · 1 · 1) = 0,3/2= 0,15

Изображение слайда
21

Слайд 21: Дебай – Хюккель теңдеуі

Активтілік коэффициентін анықтау үшін Дебай – Хюккель мына теңдеуді ұсынды: lg f = -0,5 Z² √ I Мұнда f - активтілік коэффициенті; Z – ион заряды; I – ерітіндінің иондық күші;

Изображение слайда
22

Слайд 22: Иондық күші биологиялық жүйелерде

Биологиялық зерттеулерде ерітіндінің иондық күшін білу керек. Мысалы: тамырға ерітінді құйғанда оның иондық күші қанның иондық күшімен бірдей болу керек (0,15М NaCl ). Электролит ертіндісі осмостық қысымды өсіреді. Ең күшті әсер ететін организмге Н және OH иондары ( физиологиялық активті иондар! ). Ал егер иондар жетіспесе, мысалы Na ионы, онда жүйке жүйесінің жұмысы бұзылады. Ал егер таза NaCl тамырға құйса онда организм уланады. Артық мөлшерде CaCl 2 құйылса ол организмді уландырады. Егер Na пен Ca араластырылса, олар бір – бірінің ұлығын басады ( иондар антогонизмі ). Иондар антогонизмі – иондардың бір – бірінің ұлы әсерін төмендетуі. + 2+ + + -

Изображение слайда
23

Слайд 23: Қышқылдар мен негіздердің протолиттік теориясы

1923 жылы бір-біріне қатысыз Дания ғалымы Джон Бренстед пен ағылшын химигі Том Лоури қышқылдар мен негіздердің протолиттік теориясын ұсынған. Бұл теория Бренстед - Лоури теориясы деп аталады. Бұл теория бойынша: Қышқылдар мен негіздерді протолиттер деп, ал олардың бір-бірімен әрекеттесуін протолиттік тепе-теңдік дейді. Протолиттік теория бойынша: Қышқылдар – реакция нәтижесінде молекулалары немесе иондары протон бөліп шығаратын заттар. Негіздер – молекулалары немесе иондары протон қосып алатын заттар.

Изображение слайда
24

Слайд 24

Протонды бөліп шығару реакциясы мына теңдеумен өрнектеледі: Қышқыл 1 ↔ Негіз 1 + H+ ( протон) Мұндай процестердің қышқылы мен негізін сабақтастар деп атайды. H3O+ ↔ H2O + H+ HCl ↔ H+ + Cl− Cl− бұл HCl қышқылына сабақтас негіз. Қазіргі таңда еріткіш молекуласымен қосылған H+ «лионий» ионы, ал протоны бөлініп кеткен еріткіш анионы «лиат» ионы. CH3COOH ↔ CH3COO− + H+ NH4CI ↔ NH4 + + CI- Қышқыл мен негіз арасындағы теория бойынша әрекеттесу мына теңдеумен көрсетіледі: Қышқыл 1 + Негіз 2 ↔ Негіз 1+ Қышқыл 2 Мысалы: H2O + H2O ↔ H3O+ + OH− CH3COOH + NH3 ↔ CH3COO− + NH4+ HF + HNO3 ↔ F− + [H2NO3] +

Изображение слайда
25

Слайд 25: Протолиттік теория:

Жүру барысында протондармен алмасу болатын қышқылды - негізді реакциялар протолиттік реакциялар деп аталады. Қышқыл мен негізден жаңа сабақтас қышқыл мен негіз алынады. Қышқыл неғұрлым күшті болса, онымен сабақтас қосақталған негіз соғұрлым әлсіз болады. NH 3 + H 2 O ↔ NH 4 + + OH− Амфолиттер - әрекеттесуші заттың табиғатына байланысты бір мезгілде әрі қышқыл, әрі негіз ретінде әрекеттесе алатын қабілеті бар заттар. H 2 O + CH 3 COOH ↔ H 3 O+ + CH 3 COO− H 2 O + NH 3 ↔ NH 4 + + OH− Мұнда H 2 O – амфолит.

Изображение слайда
26

Слайд 26

Қышқылдар мен негіздердің әлсіздігі не күштілігі, протонды беру не қабылдау қасиетіне тәуелді. Қышқылдар мен негіздердің күшті не әлсіз екендігінің сандық шамасын диссоциациялану реакциясының тепе-теңдігінің константасы арқылы анықтауға болады. ( Ка – қышқылдар константасы, Кв – негіздер константасы). Әрекеттесуші массалар заңы бойынша реакция: CH3COOH + H2O ↔ CH3COO− + H3O+ Бұл реакцияға тепе-теңдік константасы: К = [CH3COO−] · [ H3O+ ] / [CH3COO H ] · [H2O] [CH3COO−], [ H3O+ ], [CH3COO H ] – реакцияға қатысқан және реакция нәтижесінде түзілген заттардың тепе - теңдік кезіндегі концентрациялары: [H2O] – const Сондықтан: К * [H2O] – const, яғни қышқылдың константасы Ка басқаша жазғанда: Ка = [CH3COO−] · [ H3O+] / [CH3COOH]

Изображение слайда
27

Последний слайд презентации: Электролиттік диссоциация. Сутектік көрсеткіш рН - ағза ортасының негізгі

Сандық шамасы неғұрлым көп болса, соғұрлым қышқыл күшті. Ка CH3COO H = 1,75 · 10 − 5 Ка 1 H2CO3 = 4,5 · 10 − 7 Ка 2 H2CO3 = 4,5 · 10 − 11 Көбінесе, Ка сандық шамасы теріс таңбасымен алынған логарифммен анықталады. − lg Ka = pKa H2CO3 pKa1 = −lg4, 5 · 10 − 7 = 6, 35 pKa2 =−lg4, 5 · 10 − 11 = 10, 33 CH3COO H pKa = −lg1,75 · 10 − 5 = 4,75 pKa сандық шамасы неғұрлым аз болса, соғұрлым қышқыл күшті қышқылдар қатарына жатады. CH3COO H C6H5OH H2O C2H5OH pKa 4,7 9,9 15,7 18 Төменнен жоғары қарай қышқылдық қасиеті артады.Негіздер үшін, қышқылдар сияқты тепе-теңдік константасын табады (Кв) және бұл тепе-теңдік константасының ондық логарифмінің теріс таңбасы: pK в = − lg K в болып табылады.

Изображение слайда