Электролит ерітінділерінің электр өткізгіштігі

Бізге белгілі кө птеген заттар электр тогын ө ткізуге бейім келеді. Сондьпстан да электр тогьш ө ткізетін ерітінділердің кедергісіне кері шама электр еткізгіштік делінеді.

Жалпы электр тогьш еткізетін затгар болмаса ерітінділер т.б. бірінші текті жене екніші текті больга белінеді. Бірінші текті еткізгіштерге: металдар, гарфит, кейбір қ иын балқ итьш оксидтер, сульфидтер, металдардың карбидтері жене т.б. металдар жатады.

Екінші текті ө ткізгіштерге қ ьшіқ ылдар, тү здар, негіздер, кейбір тұ здардың хлориді жене балқ ымалары, су плазма жә не т.б. заттар жатады.

Бірінші текті еткізгіштерде электрондар қ атысады да, ал екінші текті ө ткізгіштерде электр тогын тасымалдауда иондар қ атысады. Сонымен екінші текті ө ткізгіштерге электролит ерітінділері мысал. Ал екінші текті ток ө ткізгіштерге иондардың ауысуымен жә не химиялық қ ұ былыспен тікелей байланысты. екінші текті ө ткізгішке ток бірінші текті ө ткізгіш арқ ылы жеткізілетінін айта кетуіміз керек, ө йткені олардың тү йіскен жерлерінде токтың ауысу механизмі ө згеріп, электролит иондары ө з зарядьш берсе, бейтарап атомдар зарядгалады. Кө бінесе бұ ндай қ ұ былыстарды электродты процестер дейді. Бұ л қ ұ былысты ө з алдына ерекше талдап тү сіндіруге ерекше мен береміз. Сонымен электролит ерітің дінің электр ө ткізгіштік қ абілеті электр еткізгіштікпен немесе оғ ан кері шама кедергімен сипатталатыньш білдік. Электр ө ткізгіштікті мына тең деумен ө рнектейді:

Мұ ндағ ы L — электр ө ткізгіштігі, Ом" ', R — электролит кедергісі, Ом, l — екі электродтың ара қ ашық тығ ы, см, S — электродтардың ауданы, см², р — меншіктікедергі, омсм. Меншікті кедергі " р" -ұ зындығ ы болмаса электродтардың ара қ ашық тығ ы 1 см жә не электродтардың ә р ауданы 1 см^, электролитгің кө лемі Ісм² болса 1 мл дейтін болсақ, оң да оның кері шамасы меншікті электр ө ткізгіштік деп айтуғ а болады.

Мұ ң дағ ы " х" -меншікті электр ө ткізгіштік,

Сонымен мынадай қ орытындығ а келеміз:

Электролит ерітінділері ү шін меншікті электр ө ткізгіштік деп ара қ ашық тығ ы 1 см, беттерінің ауданы 1 см² екі электрод аралығ ындағ ы 1 мл электролит ерітіндісінің электр ө ткізгішттн айтады. Кейбір жағ дайларда меншікті электр ө ткізгіштік " х" орынына эквивалентгі электр ө ткізгіштік " X" пайдалану тиімді.

Эквивалентті электр ө ткізгіштік деп 1 гр.экв. еріген заты бар ерітінді кө лемі сиятын ара қ ашық гығ ы 1 см электродтардың аралығ ына орналаскдн ерітіндінің электр ө ткізгіштін айтады.

Мұ ндағ ы \-берілген кө лемдегі (сү йылтудағ ы ерітіндінің эквивалентгі электр ө ткізгіштігі, см'см²-экв" '; С-ерітінділердің концентрациясы, 2р-экв/литр).

Кез-келген электр ерітіндісінің эквивалентгі электр ө ткізгіштігі оның концентрациясын кеміткенде артады. Себебі ерітіндіні сү йылтқ анда электролиттің иондарғ а ыдырау дә режесі артады.

Берілген келемдегі иондар саны артып, олардың қ озғ алу жыддамдығ ы еркін болады. Демек, ерітіндінщ берілген кө лемде иоң дар саны неғ ұ рлым мол болса жө не олар еркін қ озғ алатын болса, онда электролит ерітіндінсінің электр ө ткізгіштігі де жоғ ары болады. Электролит ерітіндісін сұ йылту барысьшда сү йылту белгілі бір шекке жеткенде эквивалентті электр ө ткізгіштік езінщ максимальды дә режесіне жетеді. Ол шаманы " λ " -деп белгілейді де, шексіз сұ йылткан кө здегі электролит ерітіндісінің эквивалентті электр ө ткігіштігі деп атайды. Бізге белгілі кү шті элекгролиттердің ыдырау дә режесі жоғ ары болғ андық ган, шексіз сү йылту кезіндегі эквивалентгі электр ө ткізгіитк максимал мө ніне тез жетеді, ал ә лсіз электролиттер ү шін сұ йылту барысында ү немі артьш отырады, себебі а-»1. Жалпы кү шті электролитгердің ә лсіздерден негізгі айырмашылығ ы олар тә жірибе негізінде тұ жырамдалғ ан Кольрауш заң ьша бағ ынатындығ ы:

Мұ ндағ ы жә не λ _ν берілген концентрация (С) мен шексіз сұ йытылғ ан концентрацияд^ы ерітнділердің эквивалентті электр ө ткізгіштігі, А-берілген температурадағ ы константа.

Берілген температурадағ ы ерітінді ү шін, электролит молекулалары ыдырағ анда иондардың заряды кебейген сайын, бұ л константасының мә ні де жоғ арылайды. Сү йылту дә режесі ө з шегіне жеткенде, яғ ни ерітіндіні шексіз сұ йылткднда, эквивалентті электр ө ткізгіштік катиондар мен аниондардың қ озғ алғ ыштық гарьшың қ осындысьша тең болады. Кольрауш заң ы;

Мұ ндағ ы λ -шексіз сұ йық ерітіндінің эквивалентті элекгроө ткізгіштігі; -катионның жә не -анионның қ озғ алыстары. егер электролит ерітіндісінің берілген кө лемдегі эквивалентті электр ө ткізгіштігін " Х^" жә не шексіз сұ йылткдндағ ы эквивалентті электр ө ткізгіштігін " J" анық тай алатын болсақ, одан ә лсіз электролиттердің сұ йылту кезіндегі (диссоциациялану) ыдырау дә режесін " а" аньшхауғ а болады.

Кұ шті электролиттер ү шін

мү ндағ ы f-электр еткізгіштік коэффициент. Оствальдтың сү йылту заң ы бойьшша ә лсіз электролиттердің электролиттік ыдырау константасы " К_t" мьша формуламен аның галады:

Егерде " х" мә нін (9) қ оятьш болсақ, онда (11) формуланы былай жазуга болады:

Демек, электролиттің ыдырау константасьш ерітіндінің электр ө ткізгшггігін ө лшеу арқ ылы да есептеуге болады екен. Ерітіндінің электрө ткізштігін ө лшеу нә тижесінде нашар еритін тү здардың ерігіппігін есептеуге болады. Осығ ан байланысты (6) тендеуді былай ернектеп жазуғ а болады:

Мұ ндағ ы Е-заттың ерігіштігі, г-экв/л.

Ерітіндінің меншікті электр еткізгіштігі ө те аз шама болғ андық ган, судың меншікті электр ө ткізгіштігін ескеріп алсақ, онда (13) формуланы былайша жазады:

Мұ ндағ ы Херт — ерітіндінің меншікті элекгр ө ткізгіштігі, Хн-а — судың меншікті электр ө ткізгіштігі, А— шамасын (8) формуламен анық гау керек. жә не мә ндерін (справочниктен) анық тамалық тан табу керек. Ә лсіз электролиттердің ыдырау константасын (12) жә не нашар еритін тұ здардың ерігіштігін (14) анық тағ анда ерітінділердің электр ө ткіззгіштігін тікелей ө лшеу ө те қ иін. Сондық тан да лабораториялық практикада ә уелі ерітінділердің кедергісін ө лшеуден бастайды. Сонан соң есептеу жү ргізіп " К²" жә не " Е" шамаларды (12), (14) тендеулер арқ ылы анық гайды.

Тапсырманы орындау реті:

Тапсырма N1 - Ә лсіз электролиттердің ыдырау константасын анық тау

Жұ мыстың мақ саты:

1. Элекгролиттердің электр еткізгіштігін анық гау ә дісімен танысу.

2. Ыдыс тұ рақ гысын анық тау.

3. Берілген ә лсіз электролиттердің электр кедергісін анық тау.

4.Альштан эксперименталдық мә ліметгер бойьшша электролит ерітіндісінің меншікті жә не эквивалентгі электр ө ткізгіштігін, ыдырау дә режесін жә не ыдырау константасын есептеу.

Жұ мысың керекті заттар: 1.Реохорд кө пірі р-38. 2.Ерітіндінің электр ө ткізгіштігін ө лшеуге арналғ ан ыдыс. Айнымалы токтың генераторы. З.Қ ысқ ыш сымдар мен клеммалар. 4.Стакандар, пипеткалар, 0, 1N КС1 жә не ә лсіз электролит CHjCOOH О, IN.

Жұ мыстың барысы:

1-тә жірибе. Ыдыс тұ рақ гысын анық гау.

Ыдыс тұ рақ тысын анық тау ү шін электр ө ткізгіштікгі ө лшеуге арналғ ан ыдысты алдьш ала дистилденген сумен бірнеше рет жуып О, IN KCl ерітіндісімен шайкап, толғ анша (V=50 мл) KCl ерітіндісін қ ұ яды. Сонан соң оны р-38 реохорд кө пірінің " R²" клеммаларына жалғ астырып, ерітінді кедергісін ө лшейді (1-сурет).

Ол ү шін: І.Приборды р-38 айнымалы токтың генераторьша қ осады (Переключатель). Қ оректендіруді ауыстырьш қ осқ ьпиьш (1) " оо" жағ дайьша қ ояды: сигналдық лампа (2) жанады.

2. Прибордың (р-38) клеммаларьша электр ө ткізгіштік ө лшеуге арналғ ан ыдыстың электродтарьш қ осады.

Салыстыру иінінщ (4) қ осқ ьппьш ауыстырьш " установка нуля" жағ дайьша корректорды (9) бұ рап гальванометр стрелкасьш нольге екеледі.

'Тальванометрді" ауыстырьш қ осқ ышьш (7) " грубо" жағ дайьша қ ойьш, салыстыру иіні (4) жө не реохорд (5) тұ тқ аларын бұ рап дэл тең естіреді. Гальванометр стрелкасы дэл нө лде тұ руы керек.

З.Белгісіз кедергінщ шамасьш R^=mRj, есептейді, мұ ндағ ы " ш" -реохорд шкаласының (5) кө рсетуі, R^, -caлыcтыpy иінінің (4) кедергісінің мэні.

б.Ө лшеу біткеннен кейін қ оректендіруді ауыстырып қ осқ ыштін (1) нейтрал жағ дайда, ал гальванометрді ауыстырып қ осқ ышын (7) " КЗ" жағ дайына қ ояды. Алынғ ан мә лімет тиянақ гы болу ү шін кедергінің ү ш рет ө лшенген орта мә нін анық гайды.

Нә тижелерді рә сімдеу: Ыдыс тұ рақ тысын есептейді.

Егерде l, =/2=50 см, онда Қ, j^^^=R^=300 см; К=0, 0128-300=3, 84 см²

тұ рақ тысы — К. Алынғ ан мә ліметтерді жазу ү лгісі:

2. Тә жірибе. Сірке қ ышқ ылының ерітінділерінің кедергісін ө лшеу.

1% СН3СООН ерітіндісін сұ йылту арқ ылы концентрациясы эр тү рлі (оқ ытушының нұ сқ ауымен) ерітінді даярлайды. Электр ө ткізгіштікті анық гауғ а арналғ ан ыдысты жә не ондағ ы элекгродтарды дистилденген сумен бірнеше рет шайып жуады да, зерттелмек ерітінділердің концентрациясы ең азымен шайьш тө гіп тастағ ан соң, сол ерітіндімен толтырьш, р-38 реохорд кө пірінің " R^^" клеммасын жалғ астьфьш, кедергісін ө лшейді.

Онан соң концентрациясы есу бағ ытына кдрай біртіндеп, басқ а ерітінділердің кедергілерін ө лшейді. Ерітіндіден ерітіндіге кө шкен сайьш ыдысты зерттелетін ерітіндімен 1-2 рет шаю керек. Ә р ө лшеуді ү ш ретген кэйталап, орта мө нін алғ ан жө н. Зерттелінген ерітінділердщ меншікгі электр ө ткізгіштігін мына формуламен есептейді:

Мұ ндағ ы Rk—зерттелінген электролит ерітіндісінің кедергісі, ом;

Х₂—зерттелінген ерітіндінің меншікті электр ө ткізгіштігі

К — ыдыс тұ рақ тысы, см². Алынғ ан мә ліметтерге сү йеніп, зерттелінген ерітінділер ү шін " К" (6) формула, ал (8) формула, " а" (9) бойынша есептейді. Алынғ ан мә ліметтерді жазу ү лгісі 2-кестеде.

Нә тижелерді рә сімдеу:

Кесте 2

№ 11 Лабораториялық жұ мыс: Гомогенді катализ. Қ ышқ ыл-негізді катализ Электрофильді (нуклеофильді) катализ

Сабақ тың мақ саты Реакцияның жылдамдың константасын анынта 50, 90, 99% ацетонды иодтау уақ ытын есепте.

Екі температурада реакция жылдамдыгының константасьш аның га. Активтілік энергиясын есепте жә не графигін тұ рғ ызу

Тапсырмалар: 1. Реакцияның жылдамдың константасын анынта

2. 50, 90, 99% ацетонды иодтау уақ ытын есепте.

3. Екі температурада реакция жылдамдыгының константасьш анық га

4. Активтілік энергиясын есепте жә не графигін тұ рғ ызу

Қ ұ рал-саймандар, ыдыс-аяқ, инструменттер: Ө лшеуіш колбага (кө лемі 250 см²) 25см² 0, 1 НС1 ерітіндісі, 4% KJ оғ ан 25 см²; 1, 0 м НС1, дистилденген су, термостат, аналитикалың таразы, пробкалар, конус колба, градуирленген пипетка. 1, 5 г ацетонды (р=0, 7298 г/см^), (25 см'-тен) 0, 1Н, 25 см' NaHCO₄ ерітінді, 0, 01 Н Na₂S₄O₄ ерітіндісі, крахмал, бюретка.