2.2 Eritmaning koligativ hossalariga doir masalalar yechish usulalari
Eritmalarning kolligativ xossalari - bu eritmaning bir-biri bilan bog'liq bo'lgan va umumiy sabablar bilan belgilanadigan xossalari bo'lib, ulardan asosiysi eritmadagi erigan zarrachalar sonidir. Eriydigan moddaning erituvchiga qo'shilishi nafaqat erigan moddaning, balki erituvchining ham fizik-kimyoviy xususiyatlarining o'zgarishiga ta'sir qiladi. Erituvchi moddalar xossalarining o'zgarishi solvatlarning hosil bo'lishi bilan bog'liq. Bu rang, hajm va boshqalarning o'zgarishi bilan ifodalanadi.Erituvchining xossalari o'zgarishining asosiy sababi uning erkin molekulalari konsentratsiyasining pasayishi hisoblanadi. Avvalo, erituvchining to'yingan bug' bosimi, eritmaning muzlash va qaynash nuqtalari, shuningdek osmotik bosim o'zgarishi kabi xususiyatlar. Ro'yxatda keltirilgan xususiyatlar eritmalarning kolligativ xususiyatlariga ishora qiladi.
I Raul qonuni
Eritma ustidagi erituvchining to'yingan bug' bosimining nisbiy pasayishi eriydigan moddaning mol ulushiga teng.
Raul qonunining matematik ifodasi bu tenglama:
(Po – P)/Po = N2,
bu erda N2 - erigan moddaning mol ulushi;
Eritma ustidagi erituvchining to'yingan bug' bosimi har doim toza erituvchidan (P0>P) past bo'ladi. Eritma ustidagi to'yingan bug' bosimining pasayishi hodisasi Le Shatelier printsipidan kelib chiqadi. Keling, suyuqlik, masalan, suv va uning bug'i o'rtasidagi muvozanatni tasavvur qilaylik. Ma'lum bir to'yingan bug' bosimiga mos keladigan bu muvozanat tenglama bilan ifodalanishi mumkin.
(H2O) suyuqlik ó (H2O) bug'i
Agar siz hozir suvda biron bir moddaning ma'lum miqdorini eritib yuborsangiz, suvdagi suv molekulalarining konsentratsiyasi pasayadi va uni oshiradigan jarayon boshlanadi - bug 'kondensatsiyasi. Pastroq to'yingan bug' bosimida yangi muvozanat o'rnatiladi.
Keling, ushbu bayonotdan kelib chiqadigan oqibatlarni ko'rib chiqaylik. Bir komponentli sistemaning fazaviy diagrammasida eritma ustidagi erituvchining bug bosimiga qarab O*B* chizigʻi sof erituvchi uchun oʻxshash OB egri chizigʻidan pastda joylashgan boʻladi (5.2-rasm).
Bu erituvchining to'yingan bug' bosimini eritma ustidagi pasaytirishning birinchi natijasiga olib keladi:
Eritma har doim sof erituvchining qaynash nuqtasidan yuqori haroratda qaynaydi.
Suyuqlik uning ustidagi to'yingan bug' bosimi tashqi bosimga teng bo'lganda qaynaydi. Rasmdan. 5.2 dan ko'rinib turibdiki, eritmaning qaynash nuqtasi sof erituvchining qaynash nuqtasidan yuqori, chunki erituvchining to'yingan bug' bosimi yuqori haroratda tashqi bosimga etadi.
Guruch. 5.2. Eritma va sof erituvchi ustidagi erituvchining to`yingan bug` bosimining bog`liqligi.
Suyuq kristallanishning boshlanishi qattiq va suyuq fazalar ustidagi to'yingan bug 'bosimlari solishtirilganda boshlanadi. Shaklda. 5.2. ko'rinib turibdiki, bu toza erituvchiga qaraganda pastroq haroratdagi eritma uchun sodir bo'ladi. Demak:
Eritma sof erituvchiga nisbatan pastroq haroratda muzlay boshlaydi.
Eritmalarning bu xususiyati qishda yo'laklarni muzdan tozalash uchun ko'cha tozalagichlari tomonidan keng qo'llaniladi. Agar siz muzga tuz qo'shsangiz, muzlash nuqtasi atrof-muhit haroratidan past bo'lgan eritma hosil bo'ladi va muz eriydi.
Eritma konsentratsiyasi qanchalik yuqori bo'lsa, uning ustidagi erituvchining to'yingan bug' bosimi shunchalik past bo'ladi va eritma yuqori haroratda qaynatiladi va past haroratlarda muzlaydi. Bu yerdan:
Raulning II qonuni
Eritmaning qaynash haroratining oshishi yoki kristallanish haroratining pasayishi erigan moddaning molyar konsentratsiyasiga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir.
∆tboil = KE·sm; ∆tkrist = KK·sm, (5.1)
bu erda sm - eritmaning molal konsentratsiyasi; EC – ebullioskopik erituvchi konstantasi; CC - erituvchining kriyoskopik doimiysi.
Raulning ikkinchi qonunining matematik ifodasi bo'lgan tenglamalardagi molal konsentratsiya konsentratsiyalarni ifodalashning barcha boshqa usullarida erituvchining miqdori erigan moddaning miqdoriga bog'liqligi va molal konsentratsiyada erituvchining miqdori qat'iy bo'lganligi sababli ishlatiladi ( 1000 gramm). Shunday qilib, eritmaning erish va qaynash nuqtalarining o'zgarishi faqat eritma zarralari soniga bog'liq bo'ladi.
1-misol. Noelektrolit bo'lgan moddaning nisbiy molekulyar og'irligini aniqlash uchun uning massasi 1,764 g bo'lgan namunasi suvda eritilib, eritmaning hajmi 100 ml ga keltirildi. Eritmaning o'lchangan osmotik bosimi 20°C da 2,38∙10 Pa bo'lib chiqdi. Belgilangan moddaning molyar massasini hisoblang.
Yechim. Hajmi 1 m3 bo'lgan eritmada moddaning massasi 17640 g ni tashkil qiladi, Van't Hoff tenglamasidan eksperimental ma'lumotlarni ushbu ifodaga almashtirib, biz quyidagilarni olamiz:
M 180 g/mol
Misol 2. Og'irligi 12,42 g bo'lgan moddaning namunasi 500 ml hajmli suvda eritiladi. Olingan eritmaning 25 0C da bug 'bosimi 3297,8 Pa ni tashkil qiladi. Ushbu ma'lumotlardan erigan moddaning molyar massasini qanday topish mumkin?
Yechim. M1 erigan moddaning molyar massasini aniqlash uchun Raul qonunidan foydalangan holda erigan moddaning n1 mol sonini hisoblash kerak:
bu erda: P - eritma ustidagi bug 'bosimi;
P - toza suv ustidagi bug 'bosimi, uning qiymati25 C
3306 Pa ga teng;
V2 27,78 mol
DemakV1=V2= 0,069 mol
М1 = = =180 g/mol
n2 = mol, Raul qonuniga almashtirilgandan keyin biz quyidagilarni olamiz:
; demak, n1 = n(moddalar) = 0,069 mol;
M1 = g/mol
Xulosa.
Men “Ebuloskpiya vakrioskopiyaga oid masalalar yechish metodikasi” mavzusidagi kurs ishimda ebulaskopiya va krioskopiya usullari oid ma’lumotlar to’pladim va fizik kimyoga oid bo’lgan bilimlarimni yanada oshirdim. Shu o’rinda Ebulioskopik oʻlchash murakkabligi tufayli krioskopiya usuliga qaraganda kamroq qoʻllanilishi va shu mavzuga oid masalalar haqida bilib oldim. Ushbu mavzuga oid masalalar yechish metodikasini ishlab chiqdim.
Kurs ishida kimyo fani bilan bog’liq ravishda fizikaga oid bo’lgan bilimlarga tayanish zarurligini, fanlar integratsiyasidan kelib chiqqan holda turli usullarni ishlab chiqish o’quvchilarning bilimlarini yanada oshirishga xizmat qiladi deb o’ylayman.
Foydalanilgan adabiyotlar.
1.O‘zbekiston Respublikasi Prezidenti Sh. MIRZIYOYEV Toshkent sh., 2020-yil 12-avgust, PQ-4805-son
2. T.Xoldarova, J.Haydar FIZIKAVIY VA KOLLOID KIMYODAN MASALALAR TOSHKENT «TAFAKKUR BO‘ STONI» 2015
3. H. Akbarov, В. Sagdullayev, A. Xoliqov FIZIKAVIY KIMYO Toshkent
“Donishmand ziyosi”2020
4. MUXAMADIEV N.Q., XALILOV Q.F., FAZLIEVA N.T. FIZIKAVIY KIMYODAN AMALIY MASHG‘ULOTLAR(O‘quv-uslubiy qo‘llanma) Samarqand – 2014
5.О. M. Yoriyev, D. A. Karimova FIZIKAVIY KIMYO «TAFAKKUR BO:STONI» TOSHKENT-2013
| 