Kationlar almashinib yutilishining asosiy qonuniyatlari. kationlarning almashinmasdan yutilishi.
Reja :
Kationlar.
Amfoterlik.
Oksidlanish- qaytarilish reaktsiyalari.
Qo’shalok va kompleks tuzlar.
Qolloid eritmalar.
Barcha kimyoviy reaktsiyalar muayyan sharoitlarda o’tkazilishi kerak. Undan chetga chiqish noto’g’ri natijalarga olib keladi. Reaktsiya amalga oshadigan muhit reaktsiyaning natijasiga ta‘sir etadigan muhim omillardan biridir.
Masalan: NH4 li muhitda Ag+ ni AgCI holida cho’kmaga tushirib bo’lmaydi. Shuning uchun analitik reaktsiyalarni o’tkazishdan avval muhitning рН ni aniqlash kerak.
Ma‘lum рН qiymatiga ega bo’lgan muhit yaratish maqsadida ishqor yoki qislotalardan foydalanish mumkin.
Analitik reaktsiyalarni amalga oshirishda temperatura ham sezilarli ta‘sir ko’rsatadi. Ba‘zi bir reaktsiyalarni sovuqda ayrimlarini xona temperaturasida, yana boshqalarini yuqori temperatura sharoitda o’tkazishga to’g’ri keladi. Masalan , Na+ va К+ ionlarini cho’ktirish reaktsiyasi sovuqda olib boriladi.
Kontsentratsiya ham reaktsiya tezligiga ta‘sir qiluvchi muhim omillardan biridir. Agar aniqlanayotgan ionning kontsentratsiyasi ushbu reaktiv ta‘sirida topilishi mumkin bo’lgan minimal kontsentratsiyadan kam bo’lsa, u holda reaktsiya ijobiy natija bermaydi.
Qo’shilayotgan reaktiv ta‘sirida hosil bo’ladigan birikma o’ta to’yingan birikma hosil qiladigan miqdorda bo’lishi kerak, ana shundagina cho’kma hosil bo’ladi.
Analitik reaktsiyalar sezgir bo’lishi kerak. Reaktsiyaning sezgirligi qancha yuqori bo’lsa, u shuncha kam miqdordagi moddani aniqlashga imkon beradi.
Reaktsiyaning sezgirligi topilish minimumi va minimal (yoki chegara) kontsentratsiya (va chegara suyultirish) bilan harakterlanadi.
Topilish minimumi. Modda yoki ionning ayni reaktsiya yordamida ma‘lum sharoitda topilishi mumkin bo’lgan eng kichik miqdori uning topilish minimumi deb ataladi. Topilish minimumi grammning milliondan bir o’lushlari, ya‘ni mikrogrammlar (mgr) bilan ifodalanadi. U grekcha (gamma) xarfi bilan belgilanadi. 1 = 10-3mg= 0,000001 г = 1 10-6. Masalan, К+ ionini К2[PtCI6] kompleks tuzi ko’rinishida aniqlash reaktsiyasining topilish minimumi 0,1 .
CHegara suyultirish. V eritma necha marta suyultirilganda analitik reaktsiyaning ijobiy natija berishi saqlanib qolinishini ko’rsatadi.
С=1/ V –moddanig minimal kontsentratsiyasi deb ataladi. К+ ionini К2[PtCI6] holida aniqlashda minimal kontsentratsiya 1:100000 nisbat bilan ifodalanadi. Demak ushbu reaktsiya yordamida kaliy kationini 100000 ml suvda 1 grammdan ko’p miqdorlarda kaliy ioni bo’lgan eritmalarda aniqlash mumkin. Eritmaning ayni modda borligini ochish mumkin bo’lgan minimal hajmi = g v/106
Minimal kontsentratsiya eritmaning minimal hajmi va topilish minimumi orasida quyidagi bog’lanish mavjud.
q =c 106 ёки с=q/ 106
Bu yerda
c- minimal kontsentratsiya
q –topilish minimumi
-analiz uchun olingan minimal kontsentratsiyali eritma hajmi, ml hisobida
Misol, Си2+ ionlarining minimal kontsentratsiyasi 1: 250000 g/ml ga teng. Ammoniy gidroksid ta‘sir ettirib, Си2+ ionining bor-yo’qligini aniqlash uchun minimal kontsentratsiyali eritmadan eng kamida 0, 05 ml ishlatiladi. Bu reaktsiya yordami bilan mis ionining topilish minimumi hisoblab chiqarilsin.
Yechish: q = c 106 dan foydalanamiz:
С=1: 250000 g/ml; = 0,05 ml q =?
q = 1 0,05 106 / 250000 = 0,2 m kg
Eritmalarning tarkibini sifat jihatdan aniqlashda analitik reaktsiyalarning topilish minimumi 50 dan yuqori, minimal kontsentratsiyasi 1/5 107 g/ml dan kam bo’lmasligi kerak. Tekshirilayotgan eritma tarkibidagi modda miqdori kam bo’lsa, eritmani bug’latish bilan kontsentratsiyasi oshiriladi. So’ngra reaktiv ta‘sir ettiriladi.
Kimyoviy toza reaktivlarni qo’llash, ayni reaktsiyaga halal beradigan moddalarni ajratish yoki halal bermaydigan birikmalar holida o’tkazish (maskirovka qilish) ekstraktsiyalash, kationit va anionitlar yordamida eritmani kontsentrlash kabi tadbirlar bilan analitik reaktsiyalarni sezgirligini oshirish mumkin.
Analitik kimyoda u yoki bu elementga xos (xususiy) reaktsiyalar alohida ahamiyatga ega. Xususiy reaktsiya ushbu ionni boshqa ionlar ishtirokida ham aniqlash imkonini beradi Masalan: kraxmalning yod ta‘sirida ko’qarishi, ammoniy tuzlariga ishqorlar ta‘sir ettirilganda ammiak gazining ajralib chiqishi reaktsiyalar bunga misol bo’ladi.
Agar ionlar aralashmasiga qo’shilgan reaktiv faqat ba‘zi ionlar bilan reaktsiyaga kirishsa bunday reaktsiyalar selektiv reaktsiyalar deb ataladi.
Masalan: (NH4)2C2O4 tuzi kationlar aralashmasiga qo’shilganida faqat Сa2+, Ba2+,Sr2+ , n2+ kationlar bilan reaktsiyaga kirishadi.
2. Analitik reaktsiyalar –ionli reaktsiyalardir.
Moddalarni analiz qilish protsessi ko’pincha eritma muhitida o’tkaziladi. Tuzlar, asoslar va qislotalar eritmada ionlarga dissotsilangan bo’ladi. Har bir ion xususiy hossalar i bilan boshqa ionlardan farqlanadi. Masalan, gidroksid ionlari ishqorlar eritmalaridan qaysi kation bilan bog’langanligidan kat‘iy nazar fenolftalein rangini qizil tusga kiritadi. Kimyoviy analiz uchun qo’llaniladigan birikmalar erituvchilarda (xususan suvda) yaxshi eriydi, ularning aksariyati kuchli elektrolitlardir. Demak birikmalar suvdagi eritmada ionlarga, to’liq dissotsilangan bo’ladi. Shunday qilib, analiz qilinayotgan eritmaga reagent eritmasidan tomizilganda kimyoviy reaktsiya ionlarga to’liq dissotsilangan bo’ladi. Shunday qilib, analiz qilinayotgan eritmaga reagent eritmasidan tomizilganda kimyoviy reaktsiya ionlar orasida sodir bo’ladi. Reaktsiyani amalga oshirishda ayrim ionlar asosiy rol o’ynaydi, qolgan ionlar esa reaktsiyaga kirishmaydi.
Bunga quyidagi reaktsiyalarni ko’rib chiqish bilan to’liq ishonch hosil qilish mumkin:
Sr(CH3COO)2 + ZnSO4 = ↓SrSO4 + Zn(CH3COO)2
Sr(NO3)2 + (NH4)2SO4 =↓SrSO4 + 2NH4NO3
SrCI2 + H2SO4 = ↓ SrSO4 + 2HCI
Barcha reaktsiyalarda oq rangli cho’kma – SrSO4 tuzi hosil bo’ladi. SHunga ko’ra eritmada Sr2+ kationlari bor yo’qligi aniqlanadi.
Yuqorida keltirilgan uchala reaktsiya tenglamalarini umumlashtirib, quyidagi ionli tenglama bilan ifodalash ham mumkin:
Sr2+ + SO2-4 = SrSO4
Demak Sr2+ kationi yordmida SO2-4 anionini va aksincha SO2-4 anioni bilan Sr2+ kationini aniqlash mumkin. Analitik reaktsiyalar ionlar orasida sodir bo’luvchi reaktsiyalar bo’lib, analiz natijasida biz kimyoviy modda erituvchida erishidan hosil bo’lgan kation va anionlarning eritmada mavjudligini aniqlaymiz.
Agar eritmada Ag+ kationi hamda NO-2 anioni borligi bilib olinsa, eritilgan modda AgNO3 formulaga to’g’ri keladi deb hulosa chiqarish mumkin.
3. Analitik reaktsiyalarni yunalganligi.
Sifat analizida asosan almashinish reaktsiyasiga duch kelinadi. Ularning amalga oshishi bir qancha omillarga bog’liq. Reaktsiyani amalga oshiruvchi omillardan biri reaktsiya natijasida hosil bo’layotgan mahsulotlardan birining kam eruvchan bo’lishidir, masalan:
AgNO3 + NaCI = AgCI + NaNO3
Yoki
Ag+ + CI- = ↓ AgCI
Hosil bo’lgan AgCI tuzi juda kam eruvchan bo’lganligi uchun cho’kmaga tushadi.
Agar eritmada kontsentratsiyasi hamda valentliklari bir xil bo’lgan bir qancha ionlar bo’lsa, ular bir reaktiv bilan chuqtirilganda dastlab eruvchanligi kam birikma cho’kmaga tushadi. Masalan bir xil kontsentratsiyali - va CI- ionlari aralashmasidan iborat eritmaga AgNO3 tuzi eritmasidan asta sekin qo’shilganida birinchi bo’lib, Ag tuzining eruvchanligi AgCI ning eruvchanlikdan kam. Shuning uchun eritmadan ionlari batamom cho’kib bo’lganidan so’ng eritmadan ortiqcha Ag+ ionlari mavjud bo’lsa, CI- ionlari AgCI holida cho’kmaga tusha boshlaydi.
Reaktsiyani vujudga keltiruvchi omillardan yana biri reaktsiya maxsulotlaridan birining gazsimon bo’lishidir. Masalan, CO2-3 anionining bor-yo’qligini aniqlash uchun o’tkaziladigan sifat reaktsiyalaridan biri qarbonat qislota tuzlarining kuchli qislota Н CI bilan reaktsiyaga kirishidir:
K2CO3 + 2HCI = 2KCI + H2O + CO2 yoki
CO2-3 + 2H+ = H2O + CO2
Almashinish reaktsiyasi maxsulotlaridan birining kam dissotsialanuvchan bo’lishini ayni reaktsiyani amalga oshiruvchi omillardan uchinchisi deb qarash mumkin.
Bunga misol qilib neytrallanish reaktsiyani ko’rsatish mumkin:
2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O ёки
OH-+H+=H2O
Demak, ОН- ва Н+ ionlarining o’zaro birikishi tufayli kam dissotsilanadigan H2O molekulasi hosil bo’ladi.
Reaktsiya maxsulotlarida birining o’ziga hos rangga ega bo’lishi ham analitik ahamiyatga, masalan Fe3+ kationini kaliy rodanid KCNS bilan aniqlashda qo’llaniladigan reaktsiya qizil-qo’ng’ir tusli temir rodanid hosil bo’lishi bilan amalga oshadi.
4. Eritmalarni bo’lib-bo’lib yoki sistemali analiz qilish.
Xususiy reaktsiyalar yordamida ionlarini topishda ularni gruppalarga ajratib o’tirmay, tekshirilaetgan eritmalarning bir qismida topish (eki bo’lib-bo’lib analiz qilish) usuli qo’llaniladi.
Bo’lib-bo’lib analiz qilish usuli istalgan ketma-ketlik bilan o’tkazilishi mumkin. N.A.Tananaev taklif etgan bu usul eritmani analiz qilishda bir qadar qulayliklar yaratdi. Undan zavodlarda agrokimeviy laboratoriyalarda keng foydalaniladi.
Analiz davomida ishlatiladigan analitik reaktsiyalar xususiy bo’lmasa, chet ionlarning halal beradigan ta‘sirini yo’qotish mumkin bo’lmasa, ionlar aralashmasa sistemali usulda analiz qilinadi. Analiz qat‘iy ketma-ketlikka muvofiq amalga oshiriladi. Ionlar aralashmasi alohida gruppalarga bo’linadi, reagentlar qo’llab ayrim chet ionlar eritmadan ajratiladi. So’ngra ayni ion halal beruvchi omillar bo’lmagan sharoitlarda sifat reaktsiyasi yordamida aniqlanadi. Masalan: Са2+ kationi uchun qo’llaniladigan xususiy reagent mavjud emas. Са2+ kationini aniqlashda (NH4)C2O4 tuzidan foydalaniladi. Ammo u Ва2+ kationi bilan ham oq rangli cho’kma hosil qiladi. Shuning uchun Са2+ kationi
Са2+ + С2О2-4 =↓ СаС2О4
Reaktsiyasi yordamida cho’ktirilishi uchun eritmada Ва2+ kationi bor yo’qligini tekshirib ko’rish kerak. Buning uchun eritmaning bir qismidan foydalanib, Ва2+ kationiga xos sifat reaktsiya o’tkaziladi. Bu maqsadda К2СrO4 reagentidan foydalanish mumkin.
Ва2++ СrO2-4=↓Ва СrO4
Reaktsiya natijasida sariq tusli cho’kma hosil bo’ladi Са СrO4 tuzi esa suvda yaxshi eriydi. Cho’kma ajratilib, eritmadan (NH4)2C2O4 yordamida Са2+ kationini aniqlash mumkin.
Agar Ва2+ kationi eritmada yo’q bo’lsa, to’g’ridan-to’g’ri Са2+ kationi yuqorida aytilgan reaktsiya yordamida topilishi kerak.
Sistemali va bo’lib-bo’lib analiz qilish usullarini bir-biriga qarama-qarshi qo’yish mumkin emas.
Ko’pgina analizlarda har ikkalasidan ham birgalikda foydalaniladi. Murakkab tarkibli aralashmalar sistemali usul bilan analiz qilinayotgan ionlar gruppasini ajratishga yordam beruvchi gruppaviy reaktsiyalardan foydalaniladi. Bunday reaktsiyalarni yuzaga keltiradigan moddalar esa gruppaviy reaktivlar deb ataladi. Masalan Ag+,Hg2+,Pb2+, Cи2+ , ва Вr3+ suyultirilgan miniral qislotali muhitda Н2S ta‘sirida sulfidlar ko’rinishida cho’ktiriladi. Demak H2S kationlarining mazko’r gruppasi uchun umumiy reaktivdir. Organik birikmalarning analitik kimyoda reaktiv sifatida qo’llanilishi olimlardan M.A.Ilinskiy, L.A.CHugaev, I.I.CHernyaev, A.K.Babqolar nomi bilan bog’liq.
FeCI3 + 3KCNS = Fe(CNS)3 + 3KCI
Sariq qizil qo’ng’ir
yoki
Fe3+ + 3CNS- = Fe(CNS)3
Hosil bo’lgan Fe(CNS)3 tuzi suvda yaxshi eriydi.
Kam eriydigan gaz holida ajralib chiqadigan kam dissotsilanuvchan moddalar hosil qilish yo’li bilan ayrim ionlar eritma muhitidan chetlantirilsa, almashinish reaktsiyalari ko’tmagan natija beradi.
Reaktsiya natijasida yuqorida eslatilgan harakterdagi moddalardan birortasi hosil bo’lmasa, reaktiv va analiz qilinayotgan eritma tarkibidagi ionlar orasidagi kimyoviy reaktsiya amalga oshmaydi,
Masalan,
Ва(NO3)2 +2NaCI = BaCI2 + 2NaNO3
Yoki
Ва2+ + 2NO-3 + 2Na+ + 2CI- =Ba2+ + 2CI- +2Na+ + 2NO-3
Ionli tenglamasining chap va o’ng tomonida barcha ionlar eritmada o’zgarmay qolaveradi. Almashinish reaktsiyalarining yo’nalishini o’rganishdan kelib chiqadigan qonuniyatlar analiz o’tkazish protsesslarida muhim ahamiyatga ega. Ba‘zan analiz qilinayotgan eritmaga kuchli qislotaning ta‘sirini yo’qotish maqsadida eritmaga kuchsiz qislotaning tuzi qushiladi. Bu tadbirni amalga oshirish quyidagi almashinish reaktsiyasiga asoslangan, masalan
H2SO4 + 2CH3COOK = 2CH3 COOH + 2K2SO4
Yoki
H+ + CH3 COO- = CH3COOH
Sulfat qislota o’rniga kuchsiz sirka qislota hosil bo’ladi.
Kuchli ishqorni kuchsiz asos bilan almashtirish ham almashinish reaktsiyasiga asoslangan , masalan
NaOH + NH4NO3 +NH4OH
Yoki
OH- + NH4+ =NH4OH
Reaktsiya maxsulotlaridan biri NH4OH kuchsiz asosdir.
Ko’pgina analitik reaktsiyalarni o’tkazishda eritmada NО-3 anionining mavjudligi analiz natijasiga salbiy ta‘sir ko’rsatadi. Chunki nitrat ioni oksidlovchi xossasini nomoyon qiladi. Nitrat ionlarini yo’qotish uchun eritmaga sulfat qislota ko’shib, eritma quruq qoldiq hosil bo’lguncha bug’latiladi:
Са(NO3)2 + H2SO4 = CaSO4 + 2HNO
Reaktsiya natijasida hosil bo’lgan nitrat qislota bug’lari uchib ketadi.
5. Sifat analizida qo’llaniladigan reaktivlar.
Analitik kimyoda reaktiv sifatida ko’p ishlatiladigan ba‘zi bir organik reaktivlar ustida to’xtalib o’tamiz.
-nitroza -naftol С10Н6(NO)(OH) –Ilinskiy reaktivi deb ham ataladi. Undan kobalt ionini aniqlashda foydalaniladi. Bu reaktivning sirka qislotali eritmasi neytral kobalt tuzi eritmasidan СО3+ kationi bilan СО[С10Н6(NO)O]3 tarkibli qizil –kungir rang kompleks birikma hosil qiladi va bu birikma cho’kmaga tushadi.
- Dimetilglioksim С4Н8N2O2 yoki Chugaev reaktivi Ni2+ kationi bilan ammiakli muhitda lola rang qizil cho’kma [(CH3)2C2NOHNO]2Ni hosil qiladi. Dimetilglioksimning struktura formulasi:
Н3С –С –С –СН3
″ ″
НО- N N - OH
Difeniltioqarbazon (ditizon) С6Н5N = N-CS-NHNHC6H5 ko’kimtir-qora kristall modda , uchinchi analitik gruppa kationlari uchun juda sezgir reaktivlardan biri hisoblanadi.
Dipikrilamin C6H2(NO2)3]2NH sariq rang kristall modda, portlovchi, zaharli, kaliy kationi bilan qizg’ish-to’q sariq rangli mayda kristallardan iborat cho’kma hosil qiladi.
Oksixinolin С9Н6NOH ammiakli muhitda Mg2+ kationi bilan sarg’ish yashil rangli cho’kma (С9Н6NO)2 Mg hosil qiladi.
Alizarin С14Н6О2(ОН)2 alyuminiy gidroksid bilan kam eruvchan och qizil rangli birikma hosil qiladi.
Difenilamin (С6Н5)2NH ok kristall, havoda qorayadi, sulfat qislotali muhitda NO2- anionlari bilan zangori tusli birikmalar hosil qiladi.
Oksidlovchilar (К2Сr2O7KmnO4 va xokazo) ishtirokida ham oksidlanib, zangori tusli birikmalar hosil qiladi.
Reaktiv sifatida organik modda ishlatiladigan analitik reaktsiya o’zining o’ta sezgirligi bilan ajralib turadi, ular yordamida juda oz miqdordagi moddalarni ham aniqlash mumkin.
Kupgina organik reaktivlvr ayrim ionlar uchun xususiy reaktivlar yordamida analiz uchun berilgan eritmaning bir qismi bilan to’g’ridan to’g’ri analitik reaktsiya o’tkazish mumkin. Shuning uchun ham kishlok xujaligi praktikasida tuprok usimlik va hayvon organizmidagi (mis, rux, kobalt, marganets, nikel va boshka) mikroelementlar miqdorini aniqlashda organik reagentlardan foydalaniladi.
6. Kationlarning analitik gruppalarga bo’linish printsiplari.
Kationlarning analitik gruppalarga bo’linishining bir necha usuli mavjud. Ulardan eng kulay va kuprok qo’llaniladigan sulfid usuli hisoblanadi. Kationlarni vodorod sulfidga bo’lgan munosabati bo’yicha analitik gruppalarga ajratishni 1871 yilda N.A. Menshutkin taklif etgan. Kationlarning analitik gruppalarga bo’linishi D.I.Mendeleevning elementlar davriy sistemasi bilan chambarchas bog’liq bo’lib, elementlarning atom va ionlarining tuzilishidan kelib chikadi. Bu bog’lanish davriy sistemaning o’zun davrli variantida yaqqol namoyon bo’ladi.
Kationlarning analitik gruppalari bir-biridan vodorod sulfid yordamida quyidagicha ajratiladi.
1. Berilgan eritmaga dastlab 2н HCI eritmasidan qo’shib suvda erimaydigan xloridlar AgCI Hg2CI2 va PbCI2 hosil qiladigan kationlar cho’ktiriladi. Ag+, Hg2+2, Pb2+ kationlari suvda va qislotalarda erimaydigan sulfidlar ham hosil qiladi. Lekin ularni xloridlar holida cho’ktirib, cho’kmani alohida tekshirish kerak.
2. PbCI2 suvda yaxshi eriydi, shuning uchun Pb2+ ning bir qismi eritmada qoladi, umumiy reagent Н2S ta‘sir ettirilganda PbS cho’kmaga tushadi. Ag+ , Hg2+2, Pb2+, kationlari turtinchi gruppa, kumush gruppachasini tashkil etadi.
3. Xloridlar cho’kma holida ajratib olingandan so’ng, xlorid qislotali eritmani ma‘lum qislotali muhitga keltirib unga Н2S ta‘sir ettirilsa sulfidlari suyultirilgan qislotalarda erimaydigan kationlarning hammasi cho’kmaga tushadi. Bo’lar jumlasiga Cd2+, Cu2+ , Bi3+, Hg2+, Pb2+(turtinchi analitik gruppa) As3+, As5+, Sb3+, Sb5+, Sn2+ va Sn4+(beshinchi analitik gruppa) katiolari kiradi.
4. Sulfidlar cho’kmasini eritmadan ajratib olib, eritmaga ammiakli muhitda (NH4)2S (guruh reagenti) qo’shilsa, Fe2+, Fe3+, n2+, Mn2+, Ni2+ Со2+ kationlari sulfidlar holida, Cr3+, AI3+, Ti4+ kationlari esa gidroksidlar holida cho’kmaga tushadi. (chunki bu uch kationning sulfidlari gidroksidlariga qaraganda yaxshirok eriydi). Ammiak ishtirokida (NН4)2S ta‘sirida cho’kadigan kationlar uchinchi analitik gruppani tashkil etadi.
5. Uchinchi analitik guruh kationlarining birikmalaridan iborat cho’kmani ajratib olingandan so’ng ammiakli muhitdagi eritmaga (NH4)2CO3 ta‘sir ettirib ВаСО3, SrCO3 va СаСО3 lardan iborat cho’kma hosil qilinadi. Ва2+ , Sr2+, Ca2+ katiolari ikkinchi analitik guruhni tashkil etadi.
Ikkinchi guruh qarbonatlaridan holi etilgan eritmadan MgCO3, Na2CO3, K2CO3 va (NH4)2CO3 tuzlari mavjud bo’ladi. MgCO3 tuzi toza holda suvda erimaydi. Ammo ammoniyli tuzlar ishtirokida uning eruvchanligi ortadi. Demak K+, Na+ , NH+4 va Mg2+ kationlari birinchi analitik guruhni tashkil etadi. (NH+4) kationi analiz boshlamasdan ilgari eritmaning bir qismidan foydalanib aniklanishi kerak, aks holda (NH4)2CO3 ва (NH4)2S lar guruh reagentlari bo’lgani uchun eritmaga ammoniy ioni kirib qoladi. Bu guruhga kiruvchilar uchun guruh reagenti mavjud emas.
Ko’p tuzlar suvdagi eritmalarda gidrolizga uchraydi. Gidroliz – tuz erishidan hosil bo’lgan ionlarning Н+ va ОН- ionlari bilan o’zaro ta‘siridan iborat; gidroliz natijasida kupincha eritma muhitning рН si o’zgaradi. Eritmada kuchsiz asos, kuchsiz Kislota, gidro va gidrokso-tuzlar, kam eriydigan birikmalar, ba‘zan komplekslar hosil bo’ladi.
Gidroliz tufayli suvning dissotsilanish muvozanati :
2Н2О ↔ Н3О+ + ОН ёки Н2О ↔ Н+ + ОН-
Agar suvning Н+ ionlari to’z ionlari bilan biriksa, eritmada ortiqcha ОН- ionlar hosil bo’ladi, bunda muhit ishqoriy bo’lib qoladi (рНŚ>7). Agar tuz ionlari o’ziga ОН- ionlarini biriktirib olsa, eritmada Н+ ionlar ortiq bo’lib qoladi. Eritma Kislotali muhit namoyon qiladi (рН
7).
Tuzlarning gidrolizi uch tipdan iborat: a) kation bo’yicha gidroliz, b)anion bo’yicha gidroliz, v)ham kation, ham anion bo’yicha (ya‘ni kombinirlangan) gidroliz.
Kuchsiz asos va kuchli qistadan hosil bo’lgan tuzlar (masalan, NH4CI, CuSO4, ZnCI2) kation bo’yicha gidrolizlanadi, ya‘ni erigan to’z kationi o’ziga suvdan gidroksil ionlarini biriktirib oladi, natijada eritmada vodorod ionlari kontsentratsiyasi ortib ketadi.
Masalan ;
NH4CI + H2O ↔ NH4OH + HCI (molekulyar tenglama)
NH+4 + H2O ↔ NH4OH + H+ (ionli tenglama)
Agar tuz kuchli asos va kuchli Kislotadan hosil bo’lgan bo’lsa, kam dissotsilanadigan birikmalar hosil bo’lmaydi, binobarin, gidroliz ham sodir bo’lmaydi. aksincha , to’z kancha kuchsiz Kislota va kancha kuchsiz asosdan hosil qilingan bo’lsa, uning gidrolizlanish darajasi shuncha kuchli namoyon bo’ladi. Tuzlarni hosil qilgan asos va Kislotaning tabiatiga qarab, ularning gidroliz turlari va eritma muhiti 8 – jadvalda berilgan. Gidroliz qaytar protsesslar jumlasiga kiradi. Xar bir to’zning gidrolizlanishi xar xil bo’lib, uni xarakterlashda gidroliz konstantasi Кг va gidroliz darajasi h dan foydalaniladi. Gidroliz darajasi gidrolizlangan tuz kontsentratsiyasining (Сг) tuzning umumiy kontsentratsiyasi (Сум) ga bo’lgan nisbati bilan aniklanadi :
Cг
h = ------
Су
NH+4 + H2O ↔ NH4OH + H+ uchun gidroliz konstantasi :
Analitik reaktsiyalarni o’tkazishda kupincha tuzlarning gidrolizi sodir bo’ladi. Aksariyat hollarda gidrolizlanish bajarilayotgan analiz protsessiga salbiy ta‘sir ko’rsatadi, shuning uchun gidrolizni vujudga keltirmaslik choralari ko’riladi. Masalan, ikkinchi gruppa reagenti bilan cho’ktirishda aralashmada NH4OH bo’lishi kerak, chunki u
(NH4)2СО3 + НОН ↔ NH4НСО3 + NH4OH
muvozanatini chapga siljitadi. Gidroliz mxsuloti NH4НСО3 ikkinchi gruppa kationlarini cho’ktirish uchun yaroksiz, chunki gidroqarbonatlar suvda yaxshi eriydi.
Yuqoridagi singari uchinchi gruppa kationlarini gruppa reagenti (NH4)S ammoniy sulfid bilan cho’ktirishda ham eritmada
NH4ОН qo’shib gidrolizni oldini olish, ya‘ni
(NH4)2S + НОН ↔NH4НS + NH4OH
muvozanatni chapga siljitish kerak.
Ma‘lumki, uchinchi gruppa kationlari (Fe2+, Fe3+, Cr3+, AI3+, Ni2+, Co va xokazo) ning gidroksidlari kuchsiz asoslar bo’lib, ularning xar qanday tuzlari gidrolizga uchraydi.
Bu kationlarning kuchli Kislotalar (НСI, НNО3, Н2SО4) bilan hosil qilgan tuzlari ko’p tarqalgan bo’lib, ularning suvdagi eritmalari Kislotali muhitga ega. Shuning uchun ham uchinchi gruppa kationlarini cho’ktirishdan oldin eritmani ishqor yordamida neytrallash zarur. Kuchsiz Kislotalarning (Н2SО3, Н3РО4 , Н2S) uchinchi gruppa kationlari bilan hosil qilgan tuzlari suvdagi eritmalarda deyarli mavjud emas.
Uchinchi gruppa kationlari ikki gruppachaga ajraladi. (NH4)2S ta‘sirida : a) sulfidlar holida cho’kadigan kationlar; b) gidroksidlar ko’rinishida cho’kmaga tushadigan kationlar (AI3+, Cr3+,). CHunki (NH4)S ning gidrolizlanishi natijasida hosil bo’ladigan ОН- ionlari kontsentratsiyasi
[AI3+] [ ОН-]3> EKАI(OH)3
[Cr3+] [ ОН-]3> EKCr(OH)3 bo’lishi uchun yetarli. Ana shuning uchun AI(OH)3 va Cr(OH)3 cho’kmalari hosil bo’ladi. Qolgan kationlarning gidroksidlari esa sulfidlariga nisbatan yaxshi eruvchan suvli eritmadagi AI3+ ionining (NH4)2S ta‘sirida AI(OH)3 hosil qilib cho’kishi protsessini quyidagi tenglamalar bilan ifodalash mumkin :
(NH4)2S + 2НОН ↔ Н2S + 2 NH4ОН
AIСI3 + 3 NH4ОН ↔ AI(OH)3 + 6 NH4СI + 3 Н2S
yoki
2 AIСI3 + 3(NH4)2S + 6НОН = AI(OH)3 + 6 NH4СI + 3 Н2S
Gidroliz natijasida hosil bo’ladigan moddalardan birini qo’shish bilan gidrolizning oldi olinadi yoki bir kadar to’xtatiladi, aksincha gidroliz maxsulotlaridan birining kam dissotsilanuvchi moddalarga aylantirilishi gidrolizni kuchaytiradi.
Analitik gruppaning boshka kationlarini analiz qilishda ham gidroliz sodir bo’ladi. Masalan, birinchi gruppa kationlari aralashmasini analiz qilishda NH+4 ionini yo’qotish maqsadida eritma bug’latiladi. Hosil bo’lgan ko’ruk qoldiq tarkibida magniy tuzlarining gidrolizlanishi natijasida Мg(OH)CI tuzi olinadi.
МgCI2 + НОН ↔ Мg(OH)CI + НCI
Ba‘zan AI3+ ёки Fe3+ ionlarini cho’ktirish maqsadida СН3СООNа tuzi eritmasi ishlatiladi. Bunda ham gidroliz tufayli urta tuzlar emas, balki asosli tuzlar hosil bo’ladi :
8 – jadval
Gidrolizning tuz tabiatiga bog’liqligi.
-
To’z hosil qiluvchi
|
Tuzlar
|
Gidroliz turi
|
Eritmaning muhiti
|
Kislota
|
ass
|
Kuchli
|
Kuchsiz
|
ZnCI2; AICI3; NH4NO3; (NH4)2SO4; FeSO4;
|
Kation bo’yicha gidroliz
|
Kislotali (рН 7)
|
Kuchsiz
|
Kuchli
|
CH3COOK, K3PO4, Na2CO3, NaCN
|
Anion bo’yicha vujudga keladi.
|
Ishqoriy (рН>7)
|
Kuchsiz
|
Kuchsiz
|
(NH4)2S , (NH4)2CO3, NH4CNS
|
Kombinirlangan gidroliz, kuchli darajada vujudga keladi
|
Neytral (рН =7)
|
Kuchli
|
Kuchli
|
NaNO3, KCI, K2SO4, CaCI2, KNO3
|
Gidroliz sodir bo’lmaydi.
|
Neytral (рН- 7)
|
Fe(CH3COO)3 + H2O ↔ Fe(OH)(CH3COO)2 + CH3COOH
Fe(OH)(CH3COO)2 + H2O ↔ Fe(OH)2 (CH3COO) + CH3COOH
Tuzlarning gidrolizlanish xususiyatidan sifat analizida foydalaniladi. Aksincha, ba‘zan gidroliz analizga xalal beradi, bunday hollarda unga yul quymaslik kerak.
|
