Профессор

редакциясымен

Ұсынылған «Федералдық білім беруді  дамыту институты» федералдықмемлекеттік автономиялық мекемесімен  АКБ бағдарламаларын іске асыратын білім беру мекемелерінде оқу үдерісінде оқулық ретінде қолданылуға ұсынылады

12-ші басылым, стереотиптік

КБЖ24.4і73

Бұл кітап Қазақстан Республикасының Білім және ғылым министрлігі және «Кәсіпқор» холдингі» КЕАҚ арасында жасалған шартқа сәйкес «ТКББ жүйесі үшін шетел әдебиетін сатып алуды және аударуды ұйымдастыру бойынша қызметтер» мемлекеттік тапсырмасын орындау аясында қазақ тіліне аударылды. Аталған кітаптың орыс тіліндегі нұсқасы Ресей Федерациясының білім беру үдерісіне қойылатын талаптардың ескерілуімен жасалды. Қазақстан Республикасының техникалық және кәсіптік білім беру жүйесіндегі білім беру ұйымдарының осы жағдайды ескеруі және оқу үдерісінде мазмұнды бөлімді (технология, материалдар және қажетті ақпарат) қолдануы қажет. Аударманы «Delta Consultіng Group» ЖШС жүзеге асырды, заңды мекенжайы: Астана қ., Иманов көш., 19, «Алма-Ата» БО, 809С , телефоны: 8 (7172) 78 79 29, эл. поштасы: іnfo@dcg.kz

Пікір Беруші :

Ю.М.Глубоков, В.А.Головачева  (1 тар,  2.1—2.3, 3.1, 4.7, 6.1—6.3, 6.7 бөлімшелер және 9 тар.); Ю.А.Ефимова ( 3.2 және 6.4 бөлімш.); Н.К.Зайцев (гл. 11); А.А.Ищенко (гл. 8, 11); А.И.Каменев ( 7 тар); В.П.Колотов ( 11 тар.); И.Ю.Ловчиновский (7, 11 тар);

Ресей Федерациясы ғылымының еңбек сіңірген қайраткері, РҒА Геология, кен орындары, петрография, минерология және геохимия РАН институтының химиялық талдау секторының меңгерушісі, Курск мемлекеттік педагогикалық университетінің химия кафедрасының профессоры, хим.ғыл.д-ры

А64 мекемелерінің студ. арналған оқулық / [Ю.М.Глубоков, В.А.Головачева, Ю.А.Ефимова және б.] ; А.А.Ищенко редакциясымен. — 12-ші бас., стер. — М. : «Академия» баспа орталығы, 2017. — 464 б.

Оқулық «Химиялық технологиялар» мамандық топтары бойынша  орта кәсіби білім берудің федералдық мемлекеттік білім беру стандартына сәйкес құрылған. Органикалық емес және органикалық заттарды және нысандарды талдаудың ең көп таралған химиялық, физика-химиялық және физикалық әдістерінің теориялық негіздері және тәжірибе жүзінде қолданылуы сипатталған. Химиялық тепе-теңдіктің барлық түрлері және оны сапалық және сандық химиялық талдауда қолдануы қарастырылған. Иондық қоспаларды талдау сызбалары келтірілді. Атомдық-эмиссиялық, атомдықабсорциялы және молекулалық спектроскопия, потенциометрия, сонымен қатар хроматографиялық әдістер егжей-тегжейлі берілген. Талдаудың биологиялық және биохимиялық әдістерінің орны мен рөліне ерекше көңіл бөлінді.

Орта кәсіби білім беру мекемелерінің студенттеріне арналған.

КБЖ 24.4і73

Бұл оқулық «Химиялық технология» мамандықтар тобы бойынша оқу-әдістемелік жинақтың бөлігі болып табылады.

Оқулық «Аналитикалық химия» жалпы кәсіби пәнді зерделеу үшін арналған. Жаңа ұрпақтың оқу-әдістемелік жинақтамаларына жалпы білім беретін, жалпы кәсіптік және кәсіби модульдерді зерделеуді қамтамасыз етуге мүмкіндік беретін дәстүрлі және инновациялық оқу материалдары кіреді. Әр жинақтама жалпы және кәсіби құзыреттілікті, соның ішінде жұмыс берушінің талаптарын ескере отырып, оқулықтардан, оқу құралдарынан, оқыту және бақылау құралдарынан  тұрады. Оқу басылымдары электрондық білім беру қорларымен толықтырылады. Электрондық қорлар интерактивті жаттығулар және жаттығу құралдарымен, мультимедиялық нысандармен, Интернеттегі қосымша материалдар мен қорларға сілтемелерімен теориялық және тәжірибелік модульдерден тұрады. Оларға оқу үдерісінің негізгі параметрлері жазылатын терминологиялық сөздік пен электрондық журнал кіреді: жұмыс уақыты, бақылау және тәжірибелік тапсырмаларды орындаудың нәтижесі. Электрондық ресурстар оқу үдерісіне оңай енгізіледі және әртүрлі оқу бағдарламаларына бейімделе алады.

Заманауи химия аналитикалық әдістердің арқасында дамыды; оның барлық маңызды нәтижелерінің алдында химиялық талдаудағы жетістіктер болды.

Алғысөз

Бұл оқулықта аналитикалық химияға кіріспе болып табылатын, осы ғылымның негізгі ұғымдарымен және теориялық негізімен, сонымен қатар сапалық және сандық талдаулардың  кейбір кеңінен қолданылатын әдістерімен танысуға мүмкіндік беретін материал берілген. Аналитикалық химияның қолданылатын әдістерінің негізін құрайтын негізгі химиялық және физикалық қағидаларды әзірлеуге едәуір көңіл бөлінеді. Осы материалды білмей, бара-бар әдісті саналы түрде таңдау, талдау нәтижелерін дұрыс түсіну қиындыққа соғады. Осы себепке байланысты химиялық талдаудың метрология негіздерімен таныстыратын аналитикалық химияның арнайы бөлімі енгізілген.

Студенттерге оқулықпен жұмыс істеу бойынша берілетін ұсыныстар:

Оқулық химиялық және химия-технологиялық мамандықтардың колледж және техникум студенттеріне арналған және химияны терең үйренуді қалайтын жоғары сынып оқушыларына, сонымен қатар жоғарғы оқу орындарының студенттеріне де ұсынылуы мүмкін. Авторлар проф., хим. ғылымдарының директоры Н.Н.Басаргинге, РҒА корр. мүшесі, проф. А.Г.Дедовқа, проф.Э.        М. Карташевқа, хим.ғыл.канд.  Е. В. Мироноваға, проф. О.        В. Михайловқа, Мәскеу политехникалық лицейінің директоры Е.А.Мухинаға, ЖХТМУ ЖҒФ деканы, проф. В.Р.Флидқа, ЖХТМУ ректоры  А. К. Фролковаға бағалы пікірлері мен қолжазбаны талқылағандары үшін терең алғысын білдіреді.

1 тарау

АНАЛИТИКАЛЫҚ ХИМИЯНЫҢ ЖАЛПЫ        ЕРЕЖЕЛЕРІ МЕН ҚАҒИДАЛАРЫ

Аналитикалық химия — заттар мен олардың қоспаларының химиялық құрамын анықтау әдістері мен құралдары туралы ғылым (грек.

analysіs

Аналитикалық химияның көптеген әдістерінде жаратылыстану, техникалық ғылымдардың соңғы жетістіктері қолданылады. Сондықтан аналитикалық химияны пән аралық ғылым ретінде қарастыру әбден заңға сәйкес келеді. Аналитикалық химияның әдістері әртүрлі өндірістерді іске асырады. Мысалы мұнай химиясында, металлургияда, қышқылдарды, сілтілерді, соданы, тыңайтқыштарды, органикалық өнімдер мен бояғыштарды, пластикалық массаларды, жасанды және синтетикалық талшықтарды, құрылыс материалдарын, жарылғыш заттарды, беттік белсенді заттарды, дәрілік препараттарды, парфюмерияны алғанда қолданылады. Мұнай химиясы мен металлургияда бастапқы шикізатқа, өндірістің аралық және соңғы өнімдеріне аналитикалық бақылау қажет.

Аса таза заттарды алу, соның ішінде жартылай өткізгіш материалдарды алу 10 -9

% дейінгі деңгейде қоспаларды анықтаусыз мүмкін болмайды.

Химиялық талдау пайдалы қазбаларды іздеу және бағалау барысында қажет. Геохимияның көптеген қорытындылары химиялық талдауға негізделеді. Ауыл шаруашылығы және тағам өндірісінің өнімдерін, әсіресе улы химикаттардың (гербицидтердің, дефолианттардың), ауыр металдардың (сынап, қорғасын, кадмий және с.с.) және канцерогендік заттардың (көпоралымды көмірсутектер, диоксиндер) болуына үнемі талдау жүргізу қажет. Ауыл шаруашылығы өндірісін тиімді жүргізу топырақтарға, жемге, тыңайтқыштарға ұдайы және жүйелі талдауды қажет етеді. Қоршаған ортаның – сулардың, атмосфералық ауаның, топырақтың күйін бақылау да әртүрлі ластануларға аналитикалық анықтау жүргізуді қажет етеді. Химиялық талдаудың биологиялық кезең ғылымдары үшін маңызы зор.  Мысалы, ақуыздың шығу тегін анықтау негізі аналитикалық тапсырма, себебі ақуыздың құрамына қандай амин қышқылдары кіретінін және олар қандай реттілікте байланысқанын анықтау қажет. Медицинада аналитикалық химияның әдістерін түрлі биологиялық талдауларды жүргізу кезінде кеңінен қолданады. Гуманитарлық ғылымдардың өзі аналитикалық химия әдістерін қолданады. Олардың ішінде бірінші орында археология тұр. Көне заттарға химиялық талдаудың нәтижелері заттардың шығу тегі мен олардың жасы жөнінде қорытынды жасауға мүмкіндік беретін маңызды ақпарат көзі болып табылады. Криминалистиканың дамуы да аналитикалық химияның заманауи әдістерісіз мүмкін емес. Археологиядағыдай, онда зерттелетін үлгіні бұзбайтын әдістер өте маңызды: жергілікті талдау, заттарды сәйкестендіру.

Аналитикалық химиямен шешілетін тапсырмалар әртүрлі. Осыған орай, ол талдаудың көптеген әдістері мен түрлерін қолданады. Оларды бірқатар белгілері бойынша жіктейді:

Талдау түрі анықтауды орындау барысында қандай тәсілді, арнайы амалды немесе белгіні қолданатынын көрсетеді. Егер талдау негізіне талданатын нысанға сынаманы аудару әдісі салынса, онда ылғал

(ерусіз) болып бөлінеді; сынаманың барлық құрауыштарын анықтаудың толымдығы — толық және ішінара; талданатын нысанды немесе беткі сынаманы қолданудың толымдығы —

Нысандардағы қарапайым құрама бөлшектер жиі әртүрлі түрде  — тотығу деңгейінде болады. Мысалы, темір тотығудың 0, +2 және +3 деңгейлерінде болуы мүмкін; оның тіршілік ету түрлері оксидтер, сульфидтер, тұздар болуы мүмкін. Тіршілік ету түрлерін анықтаумен

талдау айналысады. Соңғысы қосылыс талдауларын әртекті нысандарды, мысалы минералдарда жүргізуге мүмкіндік береді.

Талдау әдісі

Өлшенетін қасиеттердің пайда болу табиғатымен себебі бойынша талдаудың химиялық, физика-химиялық, физикалық және биологиялық түрлері бар .

имиялық әдістерде белгіленетін қасиеттің пайда болу, өзгеру немесе жойылу себебі химиялық реакция болып табылады. Сапалық талдауда сыртқы әсерлер – тұнбаның пайда болуы немесе жоғалуы, газдың шығуы, бояудың пайда болуы, өзгеруі және түссізденуі болып табылады. Сандық талдауда өзара әрекеттесетін заттардың бірінің ерітіндісінің көлемі немесе түзілетін өнімнің салмағы болып табылады.

сынамаға энергетикалық әсердің нәтижесінде атом ядросының немесе электрондардың күйінің өзгеруі болып табылады. Сонымен қатар аналитикалық  дыбыс (сигнал) зерттелетін затпен электромагниттік толқындар немесе электрондар, не нейтрондар тәрізді бөлшектер тарағанда туындауы мүмкін. Биологиялық әдістерде бекітілетін қасиет ретінде биохимиялық реакциялардың, тасымалдаушысы тірі ағзалар, олардың органдары және тіндері болып табылатын өмірлік-мінез-құлықтық қызметтерді (өсу, көбею, қызмет ету қабілеттері) өзгеру ретінде қолданылады.

0,1

жартылаймикро-

микро-

0,001

ультрамикро-

субмикро-

Өндірістегі бақылау нысаны мен мақсатына қарай таңбалық, тексеретін (бақылау немесе төрелік), ағымдағы талдауларға бөлінеді. Таңбалық талдаулар кәсіпорындармен тұтынылатын шикізаттың, өндірістің жартылай өнімдері мен дайын өнімнің химиялық құрамын анықтау үшін арналған. Олар талданатын материалдың сұрыпын анықтау үшін қызмет етеді. Бақылау талдауларды сол әдістерді мұқият және дәлірек қолданумен таңбалық талдаулардың нәтижелерін тексеру немесе нақтылау үшін жүргізеді. Төрелік талдаулар сипатына қарай бақылау талдаулар болып табылады. Оларды жүргізу өнімді жеткізуші мен  тұтынушының алған нәтижелеріндегі айырмашылықтармен шартталған.  Ағымдағы талдаулар өндірістік процестерді баықлау, оған мерзімді түзетулер енгізу және өтуінің дұрыс режимін қамтамасыз ету үшін қажет. Мұндай талдауларды, экспресс талдау деп аталатын әдісті жүзеге асырып, тез әрі уақытылы орындайды. Бұл мақсатта автоматтандыруға тез бейімделетін, тік әдістер қолданылады, мысалы, металлургияда — атомдық-эмиссиялық және рентгендік-спектралдық әдістер.

ЗАТТАРДЫҢ АНАЛИТИКАЛЫҚ ҚАСИЕТТЕРІ ЖӘНЕ РЕАКЦИЯЛАРЫ

Қасиеттің қарқындылығы жоғары болған сайын, соған қарай құрауыштың аз мөлшерін талдауға болады, яғни осы қасиеттің негізінде жатқан әдіс соғұрлым сезімтал. Мысалы, қасиет. Мысалы, фотоколориметрияда белгіленетін қасиеттің қарқындылығы мынадай, бұл әдіспен заттың

-7 моль/л дейінгі концентрациясымен ерітінділерді талдауға болады, ал рефрактометрияда тек

-2

моль/л дейінгі концентрациямен; Егер талданатын нысан, затта бастапқыда мұндай қасиеттер болмаса, онда оның химиялық аналитикалық қасиеттерін қолдана отырып, оларды жасанды жолмен  беруге немесе алуға болады. Жиі заттардың қышқыл-негізді, тотығу-тотықсыздану, тұндырулық, комплекс түзгіштік қасиеттері қолданылады. Дәл осы қасиеттер талданатын заттардың химиялық реакцияларға түсу қабілетін анықтайды және жарамды аналитикалық қасиеттерге ие өнім алуға, не қажетті аналитикалық ақпаратты беретін реакцияларды өлшеуге мүмкіндік береді. Соңғысын кейбір жағдайда

реакцияның аналитикалық параметрлері ретінде белгілейді. Бұл сутекті көрсеткіш (рН), электрондық әлеует, реакцияға қатысушылардың концентрациясы, тұнбалардың пайда болуы немесе еруі, жүйенің боялған құрауыштарының түзілуі немесе жойылуы. Қышқыл-негізді реакцияларда рН мәні өлшенеді және индикатор түсінің өзгеруі байқалады; тотығу-тотықсыздану реакцияларында электрондық әлеует өзгереді, реакцияға қатысушылардың бірінің шамадан көп болуы нәтижесінде бояудың пайда болуы (перманганатометрия, титанометрия) немесе жойылуы (иодометрия, цериметрия) байқалады. Көрсетілген әсерлерге қол жеткізілетін реакциялар

аналитикалық деп аталады. Олар қайтарымсыз сипатымен және өтуінің жоғары жылдамдығымен, сонымен қатар стехиометриялығымен ерекшеленеді.  Олар таңдамалы және сезімтал болғандары дұрыс. Көрсетілген әр талаптың орындалу деңгейі көбінесе өткізілетін аналитикалық операциялардың мақсатымен, нысанның табиғатымен, талдау жүргізу шарттарымен анықталады. Иондарды анықтау үшін арналған мұндай аналитикалық реакция  белгілі ортаны, температураны, қажетті заттардың концентрациясын сақтауды қажет етеді. Осылай, ашық-қызыл тиоцианаттық комплекс Fe

+ анықталған кезде, бейтарап немесе әлсіз қышқылды ортада түзіледі. Сілтілі ортада, сондай-ақ фторид- және оксалатты иондар болғанда, ол түзілмейді және оның тікелей салдары ретінде ерітіндінің боялуы байқалмайды.

Қолдану аясы бойынша реактивтер индикаторларға (инд.), микроскопияға арналған бояғыштарға (м.а.б.),  хроматография үшін (хр. үшін), фотосурет үшін (фото), криоскопия үшін (кр.), спектроскопия үшін (спектр.), люминофор үшін (лмф.), фармакопеялық (фарм.) және арнайы (арн.) болып бөлінеді. Биохимияда қолданылатындар жеке беріледі —

биохимиялық препараттар.

Көрсетілген типтің реактивтері өздерінің тазалығы бойынша тек өздерінің саласы үшін ғана арналған, оның құрамында оны қолдануға кедергі болатын заттар, қоспалар жоқ. Бұл басқа салаларда қолдануға кедергі болмайтын қоспалар жоқ дегенді білдірмейді. Реактив қаптамаларының заттаңбаларында әдетте әзірлеуші мекеменің атауы, әзірленген күні немесе реактивті тұтынудың жарамдылық уақыты, химиялық атауы, формуласы, мүмкін қоспалар мен олардың реактивте  рұқсат етілген мөлшерлері көрсетіледі. Әдетте соңғыларын олардың атауларын, формулаларын, сонымен бірге салмақтық үлесімен атап көрсетеді. Алайда кейбір жағдайларда оларды көрсетудің өзге пішіндері де қолданылады. Мысалы, «Кремний а.т. 12 -5

»  мөлшері 1 • 10 -5 % аспайтын 12 қоспасы бар аса таза кремниді білдіреді. Кейбір жағдайларды, атауларды химиялық номенклатураның ережесімен емес, автордың аты бойынша көрсетеді, мысалы, Чугаевтың, Несслердің реактиві, Девардтың қорытпасы және с.с. Тесттік сынақтарға арналған реактивтер арнайы сәйкес реактивпен өңделген тасымалдаушы (қағаз, пластинка және с.с.)  болады. Осы тип реактивінің ең қарапайым мысалы  рН орталарды анықтайтын және кейбір заттарды табатын индикаторлық қағаздар болып табылады.

АНАЛИТИКАЛЫҚ ҮДЕРІСТІҢ ЖАЛПЫ          СЫЗБАСЫ МЕН КЕЗЕҢДЕРІ

Химиялық талдау — күрделі көп кезеңді үдеріс. Тікелей талдаудың алдында талдау нысанының табиғаты мен сипаттамалары туралы деректердің, оны жүргізудің ықтимал шарттары, олардың қарауындағы аспаптар, реагенттер, қажет етілетін метрологиялық сипаттамалар, мүмкін үнемділік және с.с. негізінде оны  жүргізудің сызбасын таңдау, не әзірлеу жүргізіледі.  Жалпы талдау келесі негізгі кезеңдерден құралады: сынама таңдау, сынаманы дайындау (сынаманы ашу, кедергі келтіретін құрауыштарды бөлу немесе оларды бүркемелеу, анықталатын құрауышты концентрациялау, оны аналитикалық белсенді пішінге ауыстыру),

, өлшеу нәтижелерін өңдеу және дәлдік көрсетікштерді жедел тексеру. Тәжірибе жүзінде көрсетілген кезеңдердің кейбірі болмауы мүмкін. Кейбір кезде сынаманы ерітудің немесе алдын ала концентрациялаудың немесе бөлуді жүргізудің қажеттілігі болмайды. Бұл кезеңдер айтарлықтай жиі алынып тасталады, мысалы эмиссиялық спектроскопия әдісімен, атомдық абсорбцияның жалынсыз нұсқасымен, ИК-спектрлерін өлшеу кезінде. Аналитикалық үдерістің барлық кезеңдері бірдей. Кезеңдердің кез келгеніндегі қандай да бір қателік,  жалпы талдау нәтижесіне әсер етуі мүмкін.

Ерітіндінің құрамы концентрация немесе әр заттың үлесі түрінде беріледі. Концентрация ретінде анықталатын массадағы немесе ерітінді көлеміндегі заттың салмағы, көлемі немесе саны болып есептеледі. Осыған байланысты

ерітіндінің барлық құрауыштарының жалпы салмағынан, көлемінен  немесе моль сандарынан қызығушылық тудырып отырған құрауыш неше бөлігін құрайтынын көрсетеді. Оны сәйкесінше

Аналитикалық химияда жалпы  химиялық ұғымдармен қатар, оған ғана тән ұғымдарды қолданады және ерітіндінің құрамын сипаттауға көмектеседі. Оларға, ең алдымен  балама, титр, анықталатын зат бойынша титр және с.с. жатады.

Балама

. «Балама» ұғымы қарапайым, сондай ақ күрделі заттар мен химиялық реакциялардың барлық түрлеріне қолданылады. Зат молекуласының қандай бөлшегі баламалы екенін көрсету үшін «баламалылық факторы» ұғымы қолданылады.

Баламалылық факторы

f экв

Қышқыл-негізді реакциялар үшін f экв (Х)  орны басылған сутек атомдарының саны бойынша, ал тотығу-тотықсыздану үшін – жартылай реакцияға қатысатын электрондардың саны бойынша есептейді. Қосарланған реакциялар үшін оны стехиометриялық коэффициенттерге қатысты есетейді. Реакциясы:

xX + tT = X x

t ,

мұнда х, t

экв

экв

зат бөлшегінің бөлігі. z

= 1 кезінде балама жалпы бөлшектің өзіне тең. z

(немесе жай ғана z) санын баламалылық саны деп атайды. Ол орны басылған (қосылған) сутек иондарының  немесе берілген (қабылданған) электрондар санын көрсетеді. Нақты реакция көрсетілмесе,  «балама, баламалылық факторы және саны» ұғымдарының мәні жоқ.

Баламалылық факторы мен саны төменгі ара қатынаспен байланысты f экв

/z x .

Na

+ 2HCl = 2NaCl + H

Na

молекуласы екі протонға баламалы. Демек, протонмен өзара әрекеттесетін оның

бөлігі балама болып табылады. Сондықтан Na

баламалылық саны  2-ге тең, баламалылық факторы 1/

тең, балама —молекуланың жартысына тең:

экв (Na

) = 1/2,        Э(На

СОз ) = 1/2Nа

СОз.

Заттың баламасы баламалылық факторын қолданып f экв

+ 2KMnO

= 5Fe

+ 2MnSO

1М KMnO

5e -

қосады, сондықтан z

KMnO4 = 5

және f

(KMnO

Э(KMnO

) = f экв

(KMnO

)KMnO

= 1/5

KMnO

Моль ұғымы кез келген түрдегі шартты бөлшектерді қолдануға жол беретінін ескере отырып, Х заты баламасының молярлық салмағына келесі анықтаманы беруге болады:

Х заты баламасының молярлық салмағы

экв

(X)X) = f экв

M(X)/z x .

Барлық жазба түрлері бірдей. Мысалы, алдында келтірілген реакцияларда баламаның молярлық салмақтары:

э(Nа

( Nа

СОз) = = =

52,995 г

э( ) =

n

баламасымен әрдайым басқа заттың n

баламасы өзара әрекеттеседі және әр өнімнің n

tT

= pP + qQ реакциясы үшін баламалылық заңын келесідей жазуға болады: п(Э х

) = п(Э т )

= n(Эp) = n

немесе n(f экв

(Х)X) = n(f экв

(T)T) = n( f экв

(P)P) = n(f экв

Төмендегі реакция үшін

+ 2NaOH = Na

бұл жазба келесі түрге ие H

= = f экв (X) = 1/1 жазба кезінде қалдырады, сондықтан келтірілген теңдіктер келесідей жазылады:

2(NaOH)=

Молярлық концентрация

Мысалы, C(H

) = 0,5 моль/л немесе C(H

Баламаның молярлық  концентрациясы

бал

(Х)Х) немесе Cp

C(f экв

экв

(Х)Х) — зат баламаларының саны, моль;

экв

(Х)Х) — сәйкесінше зат баламасының ерітілген және молярлық салмағы, г. Өлшем бірліктерін белгілеген кезде, моль/л немесе М жазады және баламалылық факторы мен химиялық реакцияны көрсетеді. Мысалы, 0,5 Мн. Н

(f экв =

). Көрсетілген белгінің орнына жиі «н» жазады немесе «қалыпты ерітінді» терминін қолданады. Алдында келтірілген мысал үшін 0,5н. H

немесе 0,5-қалыпты ерітінді H

Баламаның молярлық концентрациясы әрқашан ерітіндінің молярлық концентрациясынан үлкен ( f экв

( f экв

Олардың арасындағ f экв

C(f экв

ерітіндісіні 0,1 М бар

Егер f экв

Титр

T(X) = m(X)/V.

Титр молярлық және қалыпты концентрациямен мына теңдеумен байланысты

титрометриялық балама деп атайды .

/NaOH) = 0,0025 г H

ерітіндісінің 1 мл 0,0025 г NaOH әрекеттесетінін көрсетеді.

Анықталатын зат  бойынша титр А титрантының молярлық және қалыпты концентрациясымен келесі қатынаста байланысты:

, г/мл.

Концентрацияны көрсетудің бұл әдісі - титрант бір ғана затты анықтау үшін қолданылса ғана пайдаланылады. Басқа жағдайларда ерітінділердің молярлық концентрацияларын қолданған дұрыс.

Түзету коэффициенті

k= =

Мысал.

O 0,1 М ерітіндісінің 100 мл әзірлеу қажет. Баламалылық факторы f экв

Есептеу 0,6304 г тең навесканы алу қажеттігін көрсетеді. Егер  0,6310 г алсаңыз, онда түзету  коэффициенті k =

0,6310/0,6304 = 1,0010.

Әдетте теориялық есептік концентрацияны жазады, ал жанына түзету коэффициентін көрсетеді. Берілген мысал үшін:

0) = 0,1M(k = 1,0010).

Концентрацияны көрсетудің бұл әдісі сериялық анықтамаларда ыңғайлы. Оны өндірістік бақылауда, цехтік және зауыттық зертханаларда кеңінен қолданады. Концентрацияны көрсетудің ерекше әдістерін өндірісте қолданады. Әдеттегідей, олар сәйкес техникалық өнімнің (қоспалардың) нақты салмағымен әрекетке түскен нақты заттарды көрсетеді. Оларды 100 г техникалық өніммен әрекеттесетін заттың грамм санымен немесе осы өнімнің 1 г әрекеттесетін осы заттың  милиграмм санымен көрсетеді. Бірінші жағдайда, заттың салмағы екінші жағдайда алынған заттың 0,1 салмағын құрайды. Бұл концентрацияны көрсету әдістерін «сәйкес сандар» деп атайды (

1 кесте ).

Агрегаттық күйі бойынша кез келген нысандарға қолданылатын ерітінді құрамының бірлік үлестері немесе пайыздағы көрсетілімі.

Салмақтық үлес

или Ѡ (Х) = Егер т(Х) еріген заттың және m(S) еріткіштің екі еселік ерітіндісінің құрауыштарының салмақтары белгілі болса, онда заттың салмақтық үлесін келесі формула бойынша есептейді

(X) = m (Х)/[m(Х)+m (S)]7 Салмақтық үлес молярлық және нормалық концентрациялармен келесідей тәуелділіктермен байланысты:

біріліктердің үлесі

Егер т(Х) еріген заттың және m(S) еріткіштің екі еселік ерітіндісінің құрауыштарының салмақтары белгілі болса, онда заттың салмақтық үлесін келесі формула бойынша есептейді

Ѡ (X) = m (Х)/[m(Х)+m (S)].

Салмақтық үлес молярлық және нормалық концентрациялармен келесідей тәуелділіктермен байланысты:

мұндағы р — ерітіндінің тығыздығы.

Қатты сұйытылған ерітінділердегі концентрациялар сәйкес құрауыш санының матрица бөліктерінің санына қатынасымен көрсетіледі. Мысалы, матрицаның бір миллион бөлшектерінде құрауыштың бір бөлігі —миллионның бір бөлігі (миллиондық үлес) — млн Мұндай ерітінділердің концентрациясын өлшеу бірілігі, сонымен қатар белгілеулері 2.2. кестеде берілген. Концентрацияны көрсетудің берілген әдісімен қатар,  негізінде «салмақ/салмақ» (мкг/г, мг/кг), «көлем/көлем» немесе

1/…

Өлшем бірлігі2 млн -1

(ppm)

-1

(ppb)

-1

(ppt)

-1

(ppq)

(квадриллион)

ppm — part per (біреу) mіllіon, ppb — ... bіllіon, ppt — ... trіllіon, ppq — ... quadrіllіon.

мкг — микрограмм (10 -6

г), нг — нанограмм (10 -9

г), пг — пикограмм (10 -12

г), фг — фемтограмм (10 -15

г), аг — аттограмм (10 -18 г).

«салмақ/көлем» (мкг/л, мг/л) типті белгілеу жатқан басқа әдіс те қолданылады. Көрсетудің қарастырылған түрі негізі салмақтық үлес болып табылады. Себебі ерітіндідегі заттың концентрациясы өте аз, сондықтан матрица салмағы ерітіндінің салмағына тең деп есептеуге болады. Жалпы қолданылатын әдіске қарағанда, бұл әдіс ұсыну пішініне (белгілеулер және бірліктер) ғана негізделген.

Мысал.

Ерітіндіде токсинді заттың мөлшері 20 мкг/л. Оның мөлшерін салмақтық үлесте және ppb

бірліктерімен көрсету .

Сонымен бірге ерітінді өте қатты сұйытылған, оның тығыздығын 1 г/см

тең деп есептейді. Онда ерітіндідегі заттың салмақтық үлесі:

= 2∙

Немесе

2∙ ∙

Көлемдік үлес

φ ( )=

или φ ( ) =

Молярлық үлес

α ( )=

или α ( ) =

Мысал. 50,00 мл суға 5,61 г ерітумен алынған, ерітіндідегі калий гидроксидінің салмақтық және молярлық үлесін есептеу.

= 10,09 %

α

= 0,0348 немесе  3,48 %

Еріткіш молекулаларының әрекетінен заттың молекулаларының иондарға ыдырау үдерісін электролиттік диссоциация деп атайды. Зат және ерітінді  молекулаларының өзара әрекеттесуінің нәтижесінде ерітіндіде гидратталған оң және теріс зарядталған иондар түзіледі (2.1 сур.). Бұған судың жоғары диэлектрлік өткізгіштігі ықпал етеді (е _ 81). Диссоциация үдерісін келесі теңдеумен көрсетуге болады:

n)H

[Kt(H

m

]+ + [An(H

n ] ,

мұндағы  Kt және An —сәйкесінше +1

Әдетте заттың диссоциациясының теңдеуін су молекулаларын қалдырып, жеңілдетілген түрде жазады:

KtAn ⇄

Kt+ + An .

Еріген кезде иондар түзіп, солайша ерітіндіге электр тоғын өткізу қабілетін беретін заттар

2.1. сур. Тұздың иондық кристалды тормен еру сызбасы Оң және теріс иондардың бірдей сандарымен ыдырайтын электролиттерді симметриялы (KtAn), әртүрлісін — асимметриялы (Kt n An m ) деп атайды. Егер электролиттің ерітіндісіне тұрақты тоқ көзіне қосылған электродтарды түсірсе, онда оң зарядталған  иондар (катиондар) - теріс зарядталған электродқа (катод) қарай, ал теріс зарядталғандары (аниондар) -  оң зарядталған электродқа (анодқа) қарай алмасады. Диссоциация — қайтарымды үдеріс. Кері зарядталған иондар кездесіп, бірі біріне тартылып, молекула түзеді. Ерітіндідегі әр зат үшін  иондар мен диссоциацияланбаған молекулалар арасында тепе-теңдіктің нақты күйі орнайды. Бір заттар үшін бұл тепе-теңдік иондардың түзілуіне қарай ығыстырылған (мұндай заттарды

күшті электролиттер деп атайды), басқалары үшін көрсетілген тепе-теңдік олардың молекулалары шағын ион бөлшектеріне диссоциацияланған кезде орын алады (мұндай түрдегі затарды

Еріткіш молекулаларының әсерінен заттардың молекулаларға ыдырау қабілеті электролиттік диссоциация деңгейінің шамасымен немесе диссоциацияның тұрақты шамасымен сипатталады.

Электролиттік диссоциацияның деңгейі

Бұл диссоциациядағы деңгей шамасы еріген заттың табиғаты мен концентрациясына және температураға байланысты. Барлық электролиттердің қатты сұйытылған ерітінділерінде ол 1–ге жақын. Диссоциация деңгейінің концентрацияға тәуелділігі, оған электролиттің диссоциациялану қабілетінің бір мәнді емес сипатын береді. Бұл жағдайдан шығудың кейбір жолы химиктардың арасындағы диссоциация деңгейінің шамасын және сәйкесінше  электролит ерітіндісінің 0,1 н. қолданып, диссоциациялау қабілетін бағалау жүргізу бойынша уағдаластығы болып табылады. Осы уағдаластыққа сәйкес электролитті шартты түрде

әлсіз, егер а < 3 %  күші бойынша орташа, егер 3 < а < 30 %. Күшті электролиттерге кристалды ион түріндегі торлы  және ерітіндіде иондық жұп түзбейтін заттар тиесілі. Мұндай заттардың мысалдары гидроксидтер мен сілтілі және сілті-жер элементтерінің тұздары, сонымен қатар хлорлы сутекті, азот, күкірт, хлор қышқылдары болып табылады. Әлсіз электролиттер ерітіндіде диссоциацияланбаған молекулалардың немесе иондық жұптардың болуымен сипатталады. Көптеген көп негізді органикалық және минералдық қышқылдар, органикалық негіздер (пиридин, анилин, уротропин), аммоний гидроксиді, кейбір тұздар (HgCl

, Hg(CN)

) және с.с. бұл типті электролиттердің мысалдары болып табылады. Орта күшті электролиттер көрсетілген екі топтың арасында аралық орынға ие.Оларға күкіртті, еріткіш, ортафосфорлы, қымыздықты, шарапты, шайыртас, лимон, с.с. қышқылдары, магний гидроксиді және б. жатады.

Әрекет етуші күш заңын 1864 жылы норвегиялық ғалымдар К.Гульдберг (1836—1902) пен П.Вааге (1833—1900) ашты. Бұл химияның іргелі заңы. Ол талдаудың көптеген әдістерінің теориялық негізі болып табылады, себебі қайтарымды химиялық реакцияға қатысатын заттардың жылдамдығы мен молярлық концентрациясы арасында (ескірген терминологияда «әрекет етуші күштер») байланыс орнатады. Ол келесі түрде қалыптастырылады: химиялық реакцияның жылдамдығы әрекет етуші заттың концентрациясының түзілуіне тепе-тең.

Өзара әрекеттесетін А және В заттары бар жүйені қарастырайық.

Бұл реакцияның жылдамдығы әрекет етуші заттардың концентрациясының түзілуіне тікелей тепе-тең:

мұндағы k

k

Кері реакцияның нәтижесінде бастапқы заттар түзіледі:

Бұл кері реакцияның жылдамдығы тік химиялық реакция барысында түзілген заттардың концентрациясының көбейтіндісіне тікелей пропорционалды, яғни C және D: =

мұндағы k

А, B, C және D  заттарының нақты концентрацияларына жеткенде, тік және кері реакцияның жылдамдықтары теңестіріледі —

Тік және кері реакциялар тоқтамайды. Алайда осы реакциялрдың тепе-теңдігі нәтижесінде  заттардың концентрациясы  тұрақты болып қалады. Мұндай кері реакцияның теңдеуін келесі түрде көрсетуге болады:

v j = v

t

[A][B] = k

[C][D]. Заттардың реакциясына қатысатын k j

және k

өзгермейтін температурада — тұрақты шамалар болғандықтан, онда олардың қатынасы да тұрақты шама болады.

Әдетте бұл шаманы

2.2 сур. Тік vj және кері v

химиялық реакцияның өзгеруі. Химиялық тепе-теңдік күйін орнату: v p

t p

mA

+ nB ⇄

Тепе-теңдік константалары үшін теңдеу құрастырғанда, кертартпа көлемде тұрған заттар ғана (атомдар, иондар, молекулалар, радикалдар) ескеріледі. Егер әрекет етуші немесе түзілетін заттар кертартпа көлемнен кететін болса (тұнбаға түседі, газ түрінде шығарылады), онда олар К-ға әсерлі кіруін білдіріп, тепе-теңдік константаларының теңдеуін ескермейді. Мысалы,  баяу езілгіш кальций карбонатының түзілу реакциясы үшін тепе-теңдік константасы Ca 2+

2-

мына түрге ие:

→ К = К* [СаСО] =

Еріткіш реакциясына түскен кезде осындай болады.

Еріген заттың концентрациясы ерігіш концентрациясынан айтарлықтай аз болуын болжап, реакция үдерісі кезінде еріткіш концентрациясының өзгеруін ескермеуге болады.

Сонда оның концентрациясын тұрақты деп есептейді және тепе-теңдік константасы мәніне қосады. Мысалы, су ерітіндісінде натрий ацетаты гидролизінің реакциясы кезінде:

COONa + H

COOH + NaOH

Кейбір жағдайда ыңғайлылық үшін

әсер етуші заттардың концентрациясына тәуелді емес және тұрақты температура кезінде тұрақты болып қалады, температура өзгерсе оның мәні де өзгереді. Бастапқы заттардың концентрациясының артуы реакция өнімдері көбейтіндісінің артуына, түзілуіне қарай, яғни оңға қарай  тепе-теңдіктің жылжуына әкеледі. Бұл ретте жүйе тепе-теңдігінің қозғалуы нәтижесінде

шамасы  тұрақты болып қалады.

Бұл қозғалу жүйесіндегі заттардың концентрациясы К шамасына сәйкес болғанға дейін жалғасады . Реакция өнімдері концентрациясының артуы да осындай, мысалы  оларды жүйеге енгізу арқылы, тепе-теңдіктің бастапқы заттарға қарай, яғни солға жылжуын болдырады. Қайтарымды химиялық реакцияға қатысушылардың әр өзгерісінен кейін жүйе тепе-теңдіктің жаңа күйін алады. Температура өзгерунің тепе-теңдік константасына ықпал ету сипаты химиялық реакцияның жылулық әсерімен анықталады. Егер ол жылудың шығарылуымен өтсе, температураның көтерілуі оның төмендеуіне әкеледі және жылуды сіңірумен оның артуына әкеледі. Температуралық тәуелділік экстремумға ие болуы мүмкін. Мысалы, алдымен өседі, содан кейін, біршама температурамен азаяды. Температураға тәуелділіктің мұндай сипаты,  сірке қышқылының диссоциациясы үшін тән, оның диссоциациясы  22,5 °С кезінде болады. Егер реакцияға газдар қатысса, онда

(А.Ле Шателье, 1850—1936) атымен белгілі қағидаға бағынышты болады. Осы қағидаға сәйкес жүйе  химиялық тепе-теңдік күйінде болғанда шарттың бірінің өзгеруі (концентрацияның, температураның, қысымның), өндірілген әсердің нәтижесі азаятын, тепе-теңдіктің жылжуын болдырады. Мысалы, тұнбаға түсетін затты жүйеден шығару, оның түзілуіне ықпал етеді; әсер етуші заттардың бірін қосу,  осы зат қатысатын реакцияның өтуіне ықпал етеді. Бұл қағида динамикалық тепе-теңдік күйіндегі кез келген жүйелерге қолданылады.

Химиялық реакцияның тепе-теңдік константасын білу:

2.3 .

деп аталады. Бұл жүйелерге газдық қоспалар, бір сұйықтықтың екіншісінде толығымен немесе ішінара еритін қоспалар, сұйық кристалдар. Мұндай жүйелердің барлық нүктелерінде физикалық және химиялық қасиеттер бірдей. Реакциялар онда толық көлемде өтеді.

Ерітінділер. Су ерітінді түрінде, оның автопротолизі Салыстырмалы көлемдері кең шеңберде өзгеруі мүмкін екі немесе бірнеше құрауыштардан тұратын (дербес заттардан)

гомогендік жүйені ерітінді деп атайды. Еріген зат немесе еріткіш кез келген ерітіндінің құрауыштары болып табылады. Ерітінді құрауыштарының қайсысы қандай да бір рөл атқаратынын шешу айтарлықтай қиын болады.  Ерітінді екі араласатын сұйықтықтан түзілгенде, көп көлемде болатын суды еріткіш деп есептейді. Алайда, бұл электролиттердің еріткіштеріне қолданылмайды. Мысалы, күкірт қышқылы суда концентрациясына тәуелсіз еріген зат болып есептеледі. Қатты немесе газ түріндегі затты еріту арқылы ерітінді түзілгенде, агрегаттық күйі өзгермейтін және оны гомогендікті бұзбай кез келген мөлшерде ерітіндіге қосуға болатын затты әдетте еріткіш деп есептейді. «Еріткіш» және «еріген зат» ұғымдарын, олардағы құрауыштар қандай қатынаста болғанына тәуелсіз қатты ерітінділерге және газ қоспаларына қатысты қолданбайды. Кейбір ерекшеліктер ерітінділер үшін тән. Түзілуі құрауыштарының өзара әрекеттесуімен және еритін зат пен еріткіштердің сипаттамаларының қарапайым сомасының ауытқуымен қоса берілмейтін ерітінділер (қосылғыштық)

мүлтіксіз деп аталады.  Еріткіш молекулалары еріген заттың молекулаларымен мүлдем өзара әрекеттеспейтін, не еріген заттың концентрациясы өте аз болатын еріткіштер мүлтіксіз ерітінділерге жақынырақ. Олардың көптеген сипаттамалары, мысалы көлем, тығыздық, тұтқырлық, жылу сыйымдылығы еріткіш пен еріген зат үшін сәйкес шамалардың қарапайым жиынтығы болып табылмайды, яғни аддитивті емес. Бірақ олар механикалық қоспалар тәрізді құрамның тұрақтылық заңына және еселік қатынастар заңына бағынбайды. Алайда көптеген жағдайларда ерітілетін зат пен еріткіш шектеулі түрде араластырылады, яғни қанығу күйі бар. Көрсетілген қиындықтар мен қарама қайшылықтарды ескере отырып, ерітінділерді, еріткіштен, еріген заттан және қатынасы белгілі шекте өзгере алатын, олардың өзара әрекеттесу өнімдерінен  тұратын гомогендік жүйелер ретінде қарастырған жөн. Негізі ерітінділер – ауыспалы құрамның көп құрауышты бір фазалы жүйелері. Еріген зат және еріткіштің өзара әрекеттесуі өнімінің табиғаты едәуір мөлшерде бастапқы құрауыштардың табиғатымен, сонымен қатар сыртқы жағдайлармен анықталады. Ақырында бұл қосылу (сольватация), иондану және диссоциация, ассоциация және алмасу  тәрізді әрекеттесу реакцияларының өтуі нәтижесінде түзілетін бөлшектер болуы мүмкін. Қосылған иондар, иондық жұптар, молекулалар, ассоциаттар қосылу өнімдері болуы мүмкін;

Алмасулық өзара әрекет – сольволиз өнімдері. Мысалы, суда ерігенде өзара әрекеттесу өнімдері FeCl

: иондр Fe(H

, [Fe(H

2+

, [Fe(H

, Cl -

∙ nH

O, ал сірке қышқылының: H

∙ nH

COOH- лН

. Өзара әрекеттесетін бөлшектер және олардың өзара әрекеттесу өнімдері арасында динамикалық тепе-теңдік бар. Заттың ерігіште еру үдерісі күрделі және көп сатылы. Шартты түрде оны келесі сызба түрінде көруге болады. Алдымен затты құрайтын бөлшектер арасында (атомдар, иондар, молекулалар) байланыс ажырайды және оның бастапқы құрылымының, мысалы кристалды тордың бұзылуы болады. Бұған энергия жұмсалады, жылуды сіңіру болады (эндотермиялық үдеріс). Түзілген бөлшектер диффузия есебінен бүкіл көлем бойынша таралады. Бөлшектер  сольваттардың түзілуімен еріткіш молекулаларымен өзара әрекеттеседі. Мұндай әрекеттесу жылудың бөлінуімен қоса жүреді (экзотермиялық үдеріс). Еру үдерісінің жылулық әсерінің жалпы сипаты жылулық әсерлердің алгебралық сомасы ретінде анықталады. Бастапқы құрылымның бұзылу сатысында шығындалған энергияның көлемі түзілген бөлшектердің еріткіш молекулаларымен өзара әрекеттесу сатысында бөлінген көлемнен көп болса, онда ерудің сомалық әсері теріс болады, яғни жылуды жұтумен қоса жүреді. Ондай болмаған жағдайда, сомалық әсер оң болады, яғни жылуды бөлумен қоса жүреді. Ле Шателье қағидасына сәйкес ерітудің эндотермиялық үдерісінде жылыту заттардың ерігіштігінің артуына, ал экзотермиялық үдерісте азаюына әкеледі. Аналитикалық химияда істес болатын жүйелердің үлкен бөлшегі су ерітінділері болып табылады. Сондықтан судың қасиетін еріткіш ретінде және ондағы заттардың әрекетін қарастырайық. Су молекуласының химиялық құрамы өте қарапайым. Алайда бұл ең алдымен оның молекуласының айтарлықтай үлкен дипольдік сәтімен, су молекуласында  донорлық-акцепторлық  байланыстың түзілуіне, сонымен қатар сутекті байланыстардың түзілуіне қатысатын қозғалмалы сутек атомдарының түзілуіне қатысуға қабілетті, бір уақытта қолжетімді бос электрондық жұптардың болуымен байланысты.

Көрсетілген факторлар су молекулалары түрлі өзара әрекеттестіктерге аса қабілеттілігімен ерекшеленеді, соның ішінде күшті электрлік-теріс атомдарға (F, O, N, Cl) ие сутекті байланыстардың диполь-дипольдік, ион-дипольдік және донорлық-акцепторлық түзілулерімен ерекшеленеді. Нәтижесінде су жеке молекулалар түрінде мүлдем болмайды. Сұйық күйінде әр молекула дұрыс тетраэдр түзе отырып, шамамен төрт көршілес молекулаланың айналасында болады (2.3 сур.). Бұл ретте молекулалар арасындағы байланыстар бір атомнан басқа оттектің атомына О — Н сызығы бойынша бағытталаған. Мұндай бірнеше «ассоциаттан» кристалды құрылымның нақты типіне сәйкес келетін су молекулаларының едәуір ретті орналасуымен агрегаттар түзіледі. Мұндай агрегаттар тұрақтылықпен ерекшеленбейді, олар бір жерлерде ыдырап, екінші жерлерде түзіледі, бірақ үнемі болады. Олардың табиғатына байланысты бір көзқарас жоқ. Кейбір зерттеушілер жылтылдақ шоғырлар (кластерлер) деп есептейді, басқалары – мұз тәрізді құрылымдар немесе   мұз және кварц құрылымды агрегат қоспасы деп есептейді. Қатты денеге қарағанда, суда байқалған реттілік қарастырылатын молекула қашықтығының артуына қарай жойылады. Жалпы  басқа бірқатар сұйықтықтар тәрізді су үшін де қашықтықта болмайтын, жақын арадағы реттілік тән. Бір нәрсе анық: суда молекула аралық сутекті байланыстар оның едәуір құрылымдық реттелуіне әкеледі. Су біршама электр өткізгіштікке ие. Электр өткізгіштікті болдыратын иондардың пайда болуы, судың жеке молекулаларының иондануының салдары болып табылады. Реттелген құрылымдардың  ішіндегі жылу қозғалысы О —Н байланыстарының бірінің әлсізденуіне және үзлуіне әкеледі. Үзілгеннен кейін  алдында болған сутекті байланыстың донорлық-акцепторлыққа айналуы және сәйкес гидратталған оксоний иондарының H

O+ және ион гидроксидінің H

х

х (H

) түзілуінен протон мен гидроксид тобының су молекуласына қосылуы болады.

Оксоний ионы жағдайында олардың ішінде едәуір тұрақтысы H

және  H

Судың электролиттік диссоциациясын келесі теңдеумен көрсетеді

немесе  2H

Еріткіш молекулаларының қатысуымен ғана протонды жылжыту есебінен иондардың түзілу үдерістері

автопротолизі деп аталады. Оларды, кез келген теп-теңдіктер тәрізді әрекеттесуші күш заңына сәйкес мына константамен сипаттайды.

=1,86∙ , t =

және [H

-16

• 55,346 = 1,03 • 10 -14 ,

мұнда =

== 55,346 моль/л.

Судың иондық көбейтіндісі мәнінің тұрақтылығы, гидроксон немесе гидроксид иондарының концентрациясының кез келген өзгерісінде олардың көбейтіндісі әрбір берілген температурада  өзгеріссіз қалатынын білдіреді. Бұл болуы мүмкін, бірақ тек қана олардың бірінің концентрациясының артуы екіншісінің концентрациясының сәйкесінше азаюын болдырса ғана болуы

мүмкін. Мысалы, суға 0,01М дейін концентрациялы күшті бір негізді қышқылды қосу гидроксид-иондарының концентрациясы 25 °С (298 К) кезінде

моль/л дейін азаюына әкеледі. ] = = =

моль/л.

Автопротолиз теңдеуінен гидроксоний және гидроксид иондары әртүрлі көлемде түзілетіні көрінеді. Демек, суда бөгде заттар болмағанда, олардың концентрациясы: [ ]= ]= = Автопротолиз константасы ыңғайлылық үшін автопротолиздің р-қызметі түрінде көрсетіледі, яғни оның теріс ондық логарифмі: pK = l g

=l g

= 14 моль/л.

Гидроксид иондары мен протондарының концентрациясы да олардың р-қызметі түрінде беріледі. Сәйкесінше,

сутекті көрсеткіш: рН = -

рОН = -

lg^H].

Судағы сутекті және гидроксидтік көрсеткіштердің сомасы тұрақты және автопролизат константасының көрсеткішіне тең. 298 К кезінде: pK =

pH + pOH = 14.

Температураның жоғарылауымен  диссоциацияның деңгейі мен константасының мәні жоғарылайды.

«ЕРІТІНДІ-ТҰНБА » ЖҮЙЕСІНДЕГІ       ГЕТЕРОГЕНДІК ТЕПЕ-ТЕҢДІКТЕР

Баяу ерігіш қосылыстардың тұнбалану және олардың еру реакцияларын аналитикалық химияда иондар мен олардың бөлінуін анықтау үшін кеңінен қолданады. Бұдан басқа, оларды грави- және титриметрияда сандық анықтау үшін қолданады. Бұл реакцияларда суда аз еритін күшті электролиттің кристалдары мен ерітіндідегі оның иондарының арасында тепе-теңдік орнатылады. Қаныққан ерітінді мен тұнбадан тұратын жүйе гетерогендік (біртекті емес) жүйе деп аталады. Мұндай жүйелерде тепе-теңдік толығырақ қарастырылады.

Суда аз еритін күшті электролиттің  қаныққан сулы ерітіндісінде қатты заттардың кристалдары мен (тұнба) ерітіндіде болатын оның иондары арасында тепе-теңдік орнайды. Мысалы,

AgCl (тв.) ⇄ + Бұл жағдайда, екі қарама-қарсы үдеріс болады. Күміс хлоридінің кристалдары құрылған күміс иондары мен хлорид иондары су дипольдарымен тұнбаның бетінен ажырап, ерітіндіге тұнбаның бетімен соқтығысып, онда қалатын, гидратталған иондар түрінде  өтеді.

Келтірілген тепе-теңдікті көрсететін өрнек келесі түрге ие: [ ][ =

ерігіштік көбейтіндісі  - берілген температурадағы аз еритін күшті электролиттің оның қаныққан ерітіндісіндегі катиондары мен аниондарының молярлық концентрациясының көбейтіндісі .

Жақша ішіне қосылыс формуласын көрсетіп, оны K

таңбасымен белгілейді. Әрбір аз еритін қосылыс үшін K

шамасы тұрақты температура кезінде тұрақты болады және ионның концентрациясына тәуелсіз болады. Ерігіштік көбейтіндісі үшін өрнекті жазу барысында, әр ионның концентрациясы, оған молекуладағы осы иондардың санына тең деңгейде кіретіндігін ескеру қажет. Мысалы,

s (Ag

2];

s

(PbF

) = [Pb

s

(Agl) = [ ][ ];

s (Ca

)2

) = [Ca

g

h

формуласымен аз еритін электролит үшін:

s (

h ) = [ [ Ерігіштік көбейтіндісін қолдану аналитикалық үдеріс үшін маңызды қорытындылар жасап, қажетті есептеулерді жүргізуге мүмкіндік береді. Аз еритін қосылыстың қаныққан ерітіндісінде ион концентрациясының көбейтіндісі ерігіштік көбейтіндісіне тең. Мысалы, МА қосылысы үшін: [ ] [ ] =

s

Осы қосылыс үшін, егер ерітіндідегі оның иондарының көбейтіндісі ерігіштік көбейтіндісінен аз болса, яғни [ ] [ ]

<

s

ерітінді қанықпаған. Бұл жағдайда тұнба түзілмейді.

Егер ерітіндіде иондардың концентрациясының көбейтіндісі ерігіштік көбейтіндісінен көп болса, яғни [ ] [ ]

>

s

ерітіндіден тұнба шығады. Бұл ретте иондардың бірінің концентрациясы басқа ионның концентрациясынан көп болуы мүмкін. Сонымен, қаныққан ерітіндінің ион концентрациясының көбейтіндісін сәйкес деңгейде тұрақты сақтау қасиеті ерігіштік көбейтіндісінің ережесі деп аталады. Ерігіштік көбейтінділерін ерітіндіде, концентрациясы 0,01 моль/л аспайтын электролиттерді қосу үшін қолдануға болатынын айта кеткіміз келеді. Ерігіштік көбейтіндісінің ережесі тұнба тұруының шартын негіздеуге, олардың ерігіштігін есептеуге және с.с. мүмкіндік береді.

) мен барий хлоридтерінің бірдей көлемдерін 0,002М араластырғанда, барий хлоридінің (BaCl

Ba 2+ + -

= BaSO

↓ Ba 2+

және SO4 ион концентрацияларының күшті электролиттерінің ерітінділерін араластырған соң:

[Ba

моль/л

моль/л

-3

-3

= 1 ∙ 10 -6

, ал K

(BaSO

) = 1,1 ∙ 10 -10

.  1 ∙10 -6

> K

(BaSO

) болғанда, барий сульфаты тұнбаға түседі.

Аз еритін электролиттердің ерігіштігі туралы тәжірибелі мәліметтер бойынша олардың ерігіштік көбейтінділерін есептейді. Кері есеп — ерігіштікті ерігіштік көбейтінділері туралы кестелік деректердің негізінде есептейді. Бұл ретте заттардың ерігіштігі әртүрлі бірлікте болуы мүмкін екенін есте ұстау керек (моль/л; мг/мл; мг/л), ал K

-та моль/л-де ион концентрациясына кіреді.

Тұнбалардың түзілуі және еруімен байланысты есептеулерді келесі сызба бойынша орындайды:

шамасы бойынша судағы ерігіштікті есептеп шығару Аз еритін қосылыстың ерігіштігін S деп белгілейік. Мысал ретінде AgCl тұнбасын алайық.

мольді AgCl 1 л қаныққан ерітінді түзумен суда ерітейік. AgCl тұнбасы мен ерітінді арасындағы тепе-теңдікті көрсететін реакция теңдеуін жазып алайық:

АgС1(тв.) ⇄ +

Берілген теңдеуден Ag+ және Cl молярлық концентрациялары сандық жағынан AgCl ерігіштігіне тең екені көрінеді: [

] = S және [

Ag +

дағы (AgCl) тепе-тең концентрациясының мәндерін қойып, төмендегіні аламыз:

s

(AgCl ) = 5

Осылайша, аз еритін тұздың таза судағы ерігіштігі ерігіштік көбейтіндісіне тәуелді. Бұл K

бойынша түрлі қосылыстардың ерігіштіктерін салыстыруға мүмкіндік береді, егер тұз симметриялы электролиттермен түзілсе, мысалы, BaSO

, ZnS, AgІ және с.с.

Егер ион зарядтарының абсолюттік шамалары бірдей болмаса, онда ерігіштік ерігіштік көбейтіндісіне де тәуелді болады. Алайда, ерігіштікті есептеу үшін арналған теңдеу бұл жағдайда қиындай түседі. Мысалы, күміс хроматы үшін Ag

CrO

Ag

CrO

тұнбасы мен ерітінді арасындағы тепе-теңдік реакциясының теңдеуін жазайық: Ag

CrO

(тв) ⇄

+ Ag

CrO

ерігіштігін S, моль/л белгілеп: [

SAg

CrO 4 =

Жалпы аз еритін электролиттің M m

n

ерігіштігі, моль/л,

Мысал 1. Егер 20 °С температура кезінде K

(AgCl) = 1,78'10 -

болатыны белгілі болса, осы температурада таза судың литріндегі күміс хлоридінің ерігіштігін мольде және миллиграмда есептеп шығару.

AgCl = =

AgCl ерігіштігін литрде миллиграммын есептеп шығарайық: = n

; m

-5

' 143,3 = 1,91 ∙ 10 -3

-5

2. 25 °С кезінде CaF

ерігіштігінің көбейтіндісі 4,0 ∙10 -11

CaF

[Ca

]= 2S; онда

s

(CaF

және

CaF

ерігіштігі, мг/л: =

M(CaF

) = 78,08 г/моль, m CaF

= 2,15 • 10 -4

• 78,08 = 1,68 • 10 -2

Аз еритін қосылыстың ерігіштігі бойынша  K

есептеп шығару

қаныққан ерітіндінің 1 л болса, MgCO

(тв.) ⇄ +

Ерігіштік көбейтіндісі

Ks(MgCO

) = [Mg

= 6,32∙10 -3

+ және CO 2[Mg

2-

] = S. Онда

(MgCO

) = [Mg

= (6,32 • 10 -3 )

= 3,99 • 10 -5 .

Аз еритін ионның қаныққан ерітінідісінде осы қосылыстың құрамына кіретін иондардың бірінің концентрациясын көбейту тұнба түсуіне әкеледі. Мұны келесі тәжірибеде көрсетуге болады. 100 мл ыстық суда 5 — 7 г CaSO

ерітеді. Алынған ерітіндіні бөлме температурасына дейін салқындатқан соң, одан тұздың артық мөлшері шығады. Ерітіндіні тұнбадан сүзу арқылы бөледі. Содан кейін мөлдір ерітіндінің бірдей мөлшерін үш стақанға салады. 5 мл-ден 0,1М ерітінді қосады: біріншісіне — CaCl

, екіншісіне — Na

, үшіншісіне — NaNO

. Біршама уақыттан соң бірінші және екінші стақандардағы ерітінділер лайланады, бұл ерімеген заттың түзілуін білдіреді. Үшіншісінде ерітінді мөлдір болып қалады. Байқалған құбылысты қалай атауға болады? Стақанның әрқайсысына CaSO

қаныққан ерітіндісі және Ca

+ және SO| -

иондарының концентрациялары салынып, CaSO

ерігіштігіне тең болғанын айта кетейік. Бірінші және екінші стақандарға бір текті ионммен электролиттер қосылды.  Бұл бірінші жағдайда Ca

+ иондарының концентрациясының артуына және екінші жағдайда SOf -

иондарының артуына әкелді. Демек, Ca

+ и SO| иондары ерігіштік көбейтнділерін жету үшін қажеттісінен көп мөлшерде болуына байланысты тұнба түседі, яғни [Ca

] > K

(CaSO

Үшінші стақанға бір текті ионнан тұрмайтын ерітінді қосылды, сұйықтық мөлдір болып қалды. Осылайша, еріген заттан тұратын бір текті ортақ иондардан тұратын электролиттерді қосу, осы заттың ерігіштігінің азаюына әкеледі.

Бір текті ионның қатысуымен аз еритін электролиттің ерігіштігін есептеу

Аз еритін қосылыстардың ерігіштігі бір тектін ионнан тұратын электрон болғанда азаятындығын көрсетейік.

қатысуымен кальций оксалатының ерігіштігін бағалап көрейік. Осы тұздың (NH

ерітіндіде 0,1М ерігіштікпен таза суда ерігіштігін салыстырып көрейік. СаС

ерігіштігінің көбейтіндісі 2,3 ■ 10 -9

СаC

таза судағы ерігіштігін анықтайық:

CaC

⇄ Ca 2+

Ks(CaC

) = [Ca 2+

], [Ca 2+

0,1М ерітіндісінде  СаC

ерігіштігін есептейік .

СаC

+] = S. Ерітіндідегі С

концентрациясы СаC

және (NH

диссоциациясы кезінде түзілетін осы иондардың концентрациясының сомасы болып табылады және

+0,1 тең. Осылай СаC

ерігіштігі тым болмашы (4,8-10 -5

моль/л), онда бұл шаманы ескермеуге және [С

2+

0,1;

моль/л

Демек, (NH

0,1М ерітіндісінде  СаC

)/(2,3 ∙10 -8

) қарағанда  = 2 100 есе аз.

Бір текті ионнан тұрмайтын жақсы еритін электролиттің қатысуымен аз еритін электролиттің ерігіштігінің артуы

Бөгде иондар тұнба иондарының өзара әрекеттесуіне әсер етеді, бұл оның еруіне ықпал етеді. Мысалы, егер AgCl тұнбасының бетіндегі ерітіндіге бөгде Na

электролитті енгізсе, онда Ag+ және Cl -

иондары сәйкесінше SO 2және Na+ иондарының қабықшаларымен қоршалады, бұл олардың өзара әрекеттесуін босаңсытады, өз кезегінде бұл AgCl тұнбасының еруіне әкеледі.

Қандай да бір қышқылдың күшті қышқылдардың аз еритін тұздарына (мысалы BaSO

, AgCl) әсері, бір текті иондары жоқ күшті электролиттердің әсеріне, яғни тұздану әсеріне ұқсас және тұздің ерігіштігінің артуына әкеледі. Әлсіз қышқылдардың аз еритін тұздары күштірек қышқылдарының қатысуы кезінде ериді. Әлсіз қышқыл анионының күшті қышқылдың сүтек иондарымен әрекеттесуі кезінде аз диссоциацияланған әлсіз қышқыл пайда болады. Мысалы,  BaCO

тұнбасына күшті қышқыл әсер еткенде, тұнба мен иондар арасындағы тепе-теңдік:

BaCO

⇄ Ba 2+ +

көмір қышқылының C

тұнбасы ериді.

Қышқылдың тұнба әсері аз еритін қосылыстың көбейтіндісіне және әлсіз қышқылдың қышқылдық константасына

а

) байланысты .

Аз еритін қосылыс K

көп және

а

аз болған сайын, соғұрлым тұнбаға қосылған қышқылдың еріткіштік әсері күштірек болады. Мысалы, барлық карбонаттар әлсіз қышқылдарда ериді, фосфаттардың көбісі күшті қышқылдарда ериді.

Тұнбалардың еруі жиі тотығу-тотықсыздану үдерістерінің барысымен байланысты. CoS, CuS, NіS тәрізді сульфидтер және хлорлы сутекті  немесе күкірт  қышқылдарында ерімейтін басқалары азот қышқылында жылыту кезінде тез ериді. Мысалы, , CuS — теңдеуге сәйкес:

3CuS↓ + 2N +

H+ = 3Cu 2+

Еру үдерісінің мәні ерітіндіге берілетін S 2-

-иондар S

С дейін қалпына келеді, нәтижесінде ерітіндідегі  S^-иондарының концентрациясы азаяды, ал Cu

+ өсіп, CuS тұнбасы ериді.

Тұнбаны еріту үшін жиі тұнбаның құрамына кіретін қандай да бір элементті қалпына келііреді. Мысалы, MnO(OH )

марганец гидроксидінің тұнбасы (ГУ) күкірт қышқылында ерімейді. Mn(ІV) –тің  Mn(ІІ) дейін қалпына келу есебінен NO^-иондарының MnO(OH )

+ 2H+ = Mn 2+

Тәжірибе жүзінде әдетте ерітудің құрама әдістерін қолданады. Мысалы, азот қышқылы бір уақтты күшті қышқыл және күшті тотықтырғыш ретінде әсер ете алады. Органикалық емес талдауда 3:1 ара қатынасында хлорлы сутек және азот қышқылының қойылтылған қоспасы – «азот пен тұз қышқылының қоспасы» қолданылады . Бұл қышқылдардың қоспасы  хлорид иондарының арқасында күшті тотықтырғыш және  комплекс құрағыш ретінде әсер етеді.

Кейбір жағдайларда бір текті ионмен электролитті қосқан кезде, тұнбаның ерігіштігі азайып қана қоймай, ал керісінше  комплекс құрағыштық әсерінің нәтижесінде ұлғая түседі. Төмендегі теңдеу бойынша KCN ерітіндісінде AgCN тұнбасының еруі мысал бола алады:

AgCN + CN ⇄

[Ag (CN)

Аз еритін қосылыстар жиі аз еритін қосылыстың иондарымен комплексді қосылыс түзе алатын ион және молекулалардан тұратын реактивтерде ери алады.

[Ag(NH

[Ag(NH

O ↔ [Ag(NH

Комплекс құру үдерістері күміс хлоридінің аз еритін қосылыссының қаныққан ерітіндісінде күміс иондарының тепе-тең концентрациясын азайтады. Жүйедегі тепе-теңдік ерітінді — тұнба

AgCl ⇄

+ Cl оңға ығысып, тұнбаның еруіне әкеледі. Егер еріткіштің қажетті мөлшерін қосса (бұл жағдайда аммиактың), онда бүкіл тұнба ериді.

Тұрақты қысым мен температура кезінде заттың ерігіштігі заттың қасиеттерімен, сонымен қатар еріткіштің қасиеттері және табиғатымен анықталады. Суда жақсы еритін көптеген заттар, бірқатар органикалық еріткіштерде нашар ериді және керісінше.

Еріткіштер қасиеттері және еріту қабілеті бойынша едәуір ерекшеленеді. Әдеттегідей, полярлық заттар полярлық еріткіштерде ериді, ал полярлы еместер – полярлы емес еріткіштерде ериді. Органикалық емес қышқылдардың көптеген тұздары полярлық еріткіштерде (суда, төменгі спирттерде және с.с.) жақсы ериді және полярлы еместерде – бензолда, көміртек тетрахлоридінде және с.с. аз ериді. Органикалық аниондармен қосылыстар суға қарағанда, полярлы емес еріткіштерде жақсырақ ериді. Қатаң шектеулер жоқ, себебі заттар әрдайым полярлы немесе полярлы емес бола бермейді. Сулы ерітіндіге сулы емес  еріткішті қосу органикалық емес қосылыстардың ерігіштігін әдетте азайтады.  Бұл  ерітінділерді қосылыстарының ерігіштігін азайту үшін және сандық бөліндісі үшін қолданылады. Мысалы, 100 мл суда  20 °С  температура

кезінде  2,7 г КС10

ериді, ал 97%-дық  этил спиртінің 100 мл-де — 0,0094 г. Сондықтан тұнбаны бөлу үшін зерттелетін су ерітіндісіне этил спиртін қосады.

Егер заттың суда еру үдерісі жылуды сіңірумен қоса жүрсе, онда температураның жоғарылауымен оның ерігіштігі артады. Аналитикалық химияда кездесетін тұнбалардың көбісі осы типке жатады, яғни, олардың ерігіштігі суық еріткіштерге қарағанда, ыстық еріткіштерде көбрек болады. Осылай, қорғасын хлоридінің бөлме температурасындағы ерігіштігі 10,9 г/л және 100 °С кезінде 33,4 г/л. Тұнбаның ерігіштігі температураның өсуімен болмашы мөлшерде арта түскеннің өзінде, мысалы, барий сульфатындағыдай: 25 °С кезінде 0,003 г/л ден 100 °С кезінде 0,004 г/л дейін, тұнбаны салқындатылған ерітінділерден шығару қажет.

Аналитикалық химияға сәйкес реакциның әсері кезінде бір аз еритін қосылыс басқа аз еритін қосылысға түрленетін реакциялар жиі қолданылады. Мысалы, Ag

Cl -

тұнбасы үстіндегі ерітінді  NaCl қосқанда, СТ иондарымен әрекеттесетін  Ag +

-иондарынан тұрады. Осылай AgCl Ag

қарағанда аз ерігіш, ерітіндідегі Ag +

-иондарының концентрациясы K

(AgCl) аса түседі және күміс хлориді тұнбаға түседі. Ерітіндіден күміс иондары жою нәтижесінде ол Ag

қатысты қанықпаған болады және бұл тұнба еріп кетеді. Босатылған Ag + -иондары СТ-иондарымен әрекеттеседі және с.с. барлық үдерістерді мына сызба түрінде беруге болады: Ag

↓ ⇄ 2Ag +

2KCl →2 Cl + 2 ↓

в AgCl толық түрленуі болады, бұған тәжірибе жүзінде көз жеткізу оңай. AgNO

және K

CrO

ерітінділері өзара әрекеттескенде қызыл-кірпіш түсті Ag

CrO

BaSO

тұнбасын BaCO

ауыстыру мүмкіндігін қарастырып көрейік. K

(BaSO

) = 1,1 ∙ 10 -10

(BaCO

) = 5,1 ∙ 10 -9 , сондықтан мұндай түрленуді жүзеге асыру мүмкін емес тәрізді болады. Алайда, BaCO

тұнбасы K

(BaCO

) артық болса  түзіледі, яғни [Ba +

) / Барий иондарының концентрациясы бұл жағдайда барий сульфатының ерігіштігімен анықталады: [Ba

Барий сульфатының барий карбонатына түрленуі келесі жағдайда болуы тиіс:

немесе =

Демек, барий сульфатының барий карбонатына түрленуін жүзеге асыру үшін, COf -

концентрациясы SOf -

концентрациясынан 50 есе асуы тиіс. Себебі [SO| -

] ерітіндіде аз (~

-5

BaS ↓ + → ↓ +

теңдеуінен реакция өткен сайын, CO

2-

концентрациясы азаятынын, ал көбейетіні анық көрінеді. Олардың ара қатынасы 50 тең болғанда, тепе-теңдік орнайды және BaSO

түрленуі тоқтайды. Егер тұнбадан сұйықтықты төгіп тастап, оған -

иондарының жаңа порциясымен әсер етсе, BaSO

Ba

түрлендіруге болады .

Негізі K

шамалары екі есе шамасында бөлінсе (біздің мысалда 50 есе), аз еритін қосылысты ерігіштігі жоғарылауына түрлендіруге болады. Мұндай түрленудің болуы қиынға соғады және қамаушы реагентпен бірнеше рет өңдеген кезде ғана, аяғына дейін жетеді.

Егер екі қосылыстың K

әртүрлі болса, онда бір қосылысты екіншісіне ауыстыру мүмкін емес.Мысалы,

(AgCl) = 1,78 ∙10 -10

>> K

(AgІ) = 8,3 ∙ 10 -17

→AgCl ↓ + І реакциясы KCl ерітіндісімен AgІ тұнбасын бірнеше рет өңдеген кезде де жүрмейді. Бір аз еритін қосылыстардың екіншілеріне ауысу үдерісін  иондарды бөлгенде, әсіресе оларды бөлшектеп анықтағанда сапалық талдауда қолданады.

Аналитикалық тәжірибеде реагент ерітіндідегі бірнеше иондармен аз еритін қосылыстарды түзетін жағдайлар жиі кездеседі. Топтық реагенттер осылай әрекет етеді. Ерігіштік көбейтіндісінің ережесі негізінде, мұндай жағдайларда тұндыру қалай болатынын анықтауға болады.

= AgCl ↓

+ Cr -

= Ag

CrO

Ең алдымен K

бірінші жеткен аз еритін қосылыс үшін аз еритін қосылыстар тұнбаланады (яғни,

аз концентрациясы кезінде). AgCl пен Ag

CrO

моль/л.

CrO

қарағанда K

CrO

тұнбасы қашан түсетінін есептеуге болады. Тұндыру үдерісінде [Ag+][Cl -

] концентрациясының көбейтіндісі K

(AgCl) тең тұрақты болып қалады.

Cl -

тұнбалануына қарай ерітіндідегі Ag+ концентрациясы өседі және Ag

CrO

ерігіштігінің көбейтіндісіне жеткен сәт басталады және екі тұзда түсе бастайды. Бұл AgCl тұнбалануы үшін қажетті Ag +

иондарының концентрациясы =

(AgCl)/[ ] Ag

CrO

тұнбасының түзілуі үшін қажетті Ag+ концентрациясына тең болғанда болады: = / [Cr ]

] = )/ [Cr ]

Бұл мәнді түрлендіріп, келесіні аламыз

= 5,89∙10

Ерітіндегі CrO^-иондарының концентрациясы шарт бойынша 0,1 моль/л тең болғандықтан, Ag

CrO

тұнбалануының басталуы үшін : =

= 5,89∙10

бұдан [Cl -

] = 0,32/(5,89 ∙10

) = 5,4 ∙10 -5

иондары толық ерітіндіден жойылғанда, яғни күміс хлоридінің тұнбасы түскенде басталады. Бұдан, қоспадан иондардың тұнбалануы, осы реагенттің әрекеті кезінде түзілетін аз еритін қосылыстардың ерігіштігінің көбейтіндісіне қол жеткізілген реттілікте болатыны айқын көрінеді. Мұндай тұнбалану

Мұнда ең алдымен реакция кезінде түзілетін ең аз еритін қосылыс тұнбаланады, содан кейін ерігіштігі бойынша келесісі тұнбаланады және с.с.

Бөлшектеп тұнбалану қағидасы сапалық талдауда, тұнбалық хроматографияда кеңінен қолданылады.

а) Kn

ерітіндісінің 0,1М; б) KBr ерітіндісінің 0,1М?

3 тарау

ПАЙДАЛАНЫЛАТЫН ХИМИЯЛЫҚ РЕАКЦИЯЛАРДЫҢ НЕГІЗГІ

Бұл — қышқыл-негіздік әрекеттесу, тотығу-тотықсыздану, комплекс құрағыш және тұнбалану реакциялары. Аналитикалық химияда қолданылатын реакциялардың бірыңғай базасы жоқ. Әдетте оларды тәжірибелік мәні бойынша қарастырады. Мұндай реакциялардан протонды донордан акцепторға тасымалдаумен байланысты қышқыл-негізді реакциялар барлығынан оңай сипатталады. Заттардың көптеген қышқыл-негізді қасиеттері мен олардың қатысуымен су ерітінділерінде өтетін реакциялар Й.Бренстед (1879—1947) және Т.Лоуридің (1874—1936) 1928-1929 жылдары ұсынылған протолиттік теориясы негізінде қанағаттанарлықтай түсіндіріледі, оған сәйкес

қышқылдар –протондарды жаруға қабілетті заттар (донорлар), ал негіздер

(акцепторлар).

Протонды беріп, қышқыл негіз болып табылатын бөлшекті (молекуланы, ионды) түзеді. Қышқылды және осылай түзілген негізді түйіндескен деп атайды.

Ап + Н э

н

о +

түйіндескен    ↓ НАn ⇄ Аn -

Протонды қосып, негіз қышқыл қасиетін көрсететін бөлшекті түзеді. Негіз бен одан түзілген қышқыл да түйіндес болып табылады.

«:» белгісі протон қосылатын анықталмаған электрондық жұпты көрсетеді. Бейтарап молекулалар, сондай-ақ иондар – катиондар мен аниондарда қышқылдар және негіздер бола алады. Ерітіндіде қышқыл және негіз тәрізді әрекет ететін заттарды амфотерлі (греч.

amphoteros