7.2 Гетерогендік тепе-теңдіктер. Ерігіштік көбейтіндісі

Егер аз еритін затты суға салса, қатты фаза мен заттың қанық ерітіндісінің арасында тепе-теңдік орнайды

AgCl ( Ag⁺ + Cl^-

қатты иондар иондар

фаза

Осы тепе-теңдікке әсер етуші массалар заңын қолдансақ:

[Ag⁺][ Cl^-]

K =

[AgCl]

Бұл теңдеуден:

K[AgCl] = [Ag⁺][ Cl^-]

AgCl аз еритін болғандықтан, [AgCl] тұрақты шама деп алынады, сондықтан K[AgCl] – тұрақты шама. Осы тұрақты шама ерігіштік көбейтіндісі (EК)деп аталады.

ЕК (AgCl) = K[AgCl] = [Ag⁺][ Cl^-]

Ерігіштік көбейтіндісі деп тұрақты температурада алынған аз еритін заттың қанық ерітіндісіндегі иондарының концентрацияларының көбейтіндісін айтады.

Температура өскен сайын ЕК өседі. Ерігіштік көбейтіндісін заттың еру мөлшерін білу үшін қолданады. ЕК- ны білсе иондардың концентрациясын табуға болады.

Мысалы: ЕК (AgCl) = [Ag⁺][ Cl^-] = 1,8 ^.10^-10

cонда [Ag⁺] = (1,8 ^.10^-10 = 1,33 ^.10^-5 моль/л - бұл күміс иондарының ерігіштігі.

Ерігіштік көбейтіндісін есептеуде барлық нашар еритін тұздарды сипаттау үшін мынадай формуланы қолданамыз:

ЕK (Кt_aAn_b) = [Kt ]^a [An]^b = const

Мысал үшін: Ca₃(PO₄)₂

ЕKCa₃(PO₄)₂ = [ Са²⁺]³ [PO₄^3-]²

ЕК-ны білсе, заттың ерітіндісінен тұнба түзілу мүмкіндігін білуге болады. Егер ерітіндідегі иондардың концентрацияларының көбейтіндісі ЕК- дан кіші болса, тұнба түзілмейді. Ал ол көбейтінді ЕК-ға тең немесе үлкен болса, тұнба түзіледі.

Егер нашар еритін тұздың бір ионы комплекс түзуші болса, осы тұзға комплекс түзуге қабҢлеті бар қосылыстың ерітіндісін құйса, тұнба ериді.

Мысалы

AgCl + 2NH₄OH ([Ag(NH₃)₂]Cl + H₂O

тұнба ерітінді

ЕК белгілі болса, химиялық реакциялардағы тепе-теңдіктің қай жаққа ығысатынын алдын ала болжауға мүмкіндік туады. Мысалы,

CaCO₃+ Na₂SO₄ CaSO₄( + Na₂CO₃

EК(CaCO₃) = 5 ^.10^-9 ; EК(CaSO₄) = 1,3 ^.10^-4

EК(CaSO₄) > EК(CaCO₃)

сондықтан тепе-теңдік солға қарай ығысады.

Әр түрлі химиялық элементтердің аз еритін заттар түзу қабілеті, оларды еріту заңдылықтары тірі аƒзалардаƒы гетерогендік тепе-теңдіктердің қалыптасуының негізін қалайды. Мысалы: Са, Sr, Be көптеген тұнбалар түзеді. Сүйектің құрамына кіретін негізгі аз еритін қосылыс - кальций тұзы - гидроксилапатит [3Ca₃(PO₄)₂ ^. 2Ca(OH)₂] . Оның беті өте майда кристалдардан құралған, сондықтан ол айналасын қоршаған ортамен –ерітінділермен ион алмасып тұрады. Сүйек қату процесі сілтілік фосфатазаның әсерімен жүреді. Кальцийдің сүйек құрамында қалыптасуын немесе одан шығуын қамтамасыз ететін қосылыстар Д витамині және паратгормон. Скелет үшін және тістер үшін кальций теңдесі жоқ компонент және ол нерв тканьдерінің қалыпты қызмет жасауына, бұлшық еттердің қызметін, жүректегі және скелеттегі процестерді жақсарту үшін өте қажет. Кальций иондары ми қабыршағының тітіркенуін баяулатады. Ал егер адам аƒзасына атомдық жарылыстардың нәтижесінде стронций - 90 өтіп кететін болса, ол сүйектегі кальцийдің 10%-ын ауыстырады және ауыр науқастарға (лейкомия - қандағы рак ауруларына, сүйектің рак ауруына) әкеледі. Бірақ аƒзада кальций иондары жеткілікті болса, басқаша айтқанда, кальций - иондарының гетерогендік тепе-теңдігі сақталып тұрса, стронций-иондарының өтуі оңай болмайды. Демек, адам аƒзасы ауруларға шалдықпау үшін кальцийге бай болуы қажет.

Сүйек қату процесіне бірден-бір зиян келтіретін элементтердің бірі - бериллий. Бериллийдің фосфаты жақсы ериді, сондықтан оның иондары аƒзаƒа өтсе, гетерогенді тепе-теңдік бұзылады, кальций фосфаты ериді, демек сүйек жұмсаруы мүмкін:

Ca₃(PO₄)₂ + Ве²⁺ ( Ве₃(PO₄)₂ + Са²⁺

Бұл ауру “бериллий рахиті” деп аталады. Бериллийдің көптеген қосылыстары улы, олардың әсерінен терінің қабыну аурулары пайда болады (дем алу процесі қиындау, өпке ісіну). МҒндай жағдайда бериллийді тұнбаға түсіретін препараттар қолданылады.

Қорыта айтқанда, адам аƒзасындаƒы гетерогендік тепе-теңдіктердің қалыптасуы өте күрделі процесс. Ол көптеген элементтердің концентрацияларымен тығыз байланысты, осы концентрациялардың өзгеруі көптеген ауруларға әкелуі мүмкін. Неғұрлым организмдегі тепе-теңдіктер, оның ішінде гетерогендік тепе-теңдіктер дұрыс қалыптасса және олардың негізін қалайтын химиялық элементтердің концентрациялары өзгермей тұрса, соƒұрлым бұл аƒза сыртқы әсерлерге, стресс факторларына қарсы тұра алады.