2.2. Әлсіз электролиттердің диссоциациясына біртектес иондардың әсері.

Әлсіз электролиттер диссоциациясы әрекеттесуші массалар заңына бағынатындықтан, химиялық тепе-теңдікті әрекеттесуші заттардың біреуінің концентрациясын өзгерту арқылы ығыстыруға болады. Мысалы, сірке қышқылының СН₃СООН СН₃СОО^- +Н⁺ерітіндісіне оның тұзын қосса, тепе-теңдік бұзылады, себебі СН₃СООNa СН₃СОО^- +Na ⁺

Көп мөлшерде СН₃СОО^- иондары пайда болады. Сонда СН₃СОО^- иондары мен Н⁺ иондары иондалмаған СН₃СООН молекуласын түзіп, қайта тепе-теңдік орнына келеді. Демек, әлсіз электролиттің ерітіндісіне біртектес ионы бар күшті электролит ерітіндісін құйса, әлсіз электролиттің диссоциациялану дәрежесі төмендейді, яғни әлсіз электролит одан әрі әлсізденеді. Бұл жағдай анализ жасағанда кең көлемде қолданылады.

Күшті электролиттер ерітіндіде толық диссоциациаланатындықтан, олар әрекеттесуші массалар заңына бағынбайды, сондықтан олардың диссоциациялану константасы жоқ.

Судың диссоциациясы. Сутектік және гидроксидтік көрсеткіштер.

Анализге қолданылатын көптеген реакциялар суда жүреді. Су әлсіз электролит, аздап диссоциацияға түседі: Н₂О H⁺ +ОН^- 25 ⁰С 1 л суда 10^-7 моль/л [H⁺]=[ОH^-]=10^-7 моль/л болады.

К=[H⁺][ОH^-]/[H₂О]=1,810^-16 не К[H₂О]= [H⁺][ОH^-]

К[H₂О]= К_w - судың иондық көбейтіндісі

К_су =10^-14 ; [H⁺][ОH^-] =10^-14 ; 10^-7 10^-7 =10^-14

1л суда 1000/18=55,56 моль су бар [H⁺][ОH^-] =1,810^-18 55,56=10^-14 , бұл мән температураға байланысты өзгереді.

[H⁺][ОH^-] көбейтіндісі тұрақты шама болғандықтан, кез келген ерітіндіде сутегі мен гидроксид иондарының әрқайсысының концентрациясы нөлге тең болмайды.

[H⁺]= [ОH^-]=10^-14 =10^-7, бұл теңдеуден ( 22 ⁰С –да) 1 л суда 10^-7 моль сутегі иондары, 10^-7 моль гидроксид иондары болатындығын көру қиын емес.

Осындай дәреже көрсеткіші теріс болып келетін сандарды қолданып есептер шығару қолайсыз болғандықтан, сутегі иондарының концентрациясын сутектік көрсеткіш (рН) арқылы белгілеу қабылданған.

Сутектік көрсеткіш деп сутек иондары концентрациясының теріс таңбамен алынған ондық логарифмін айтады рН = -lg[H⁺].

Мысалы, ерітіндідегі сутегі иондарының концентрациясы [H⁺]=10^-6 моль/л болса, сутектік көрсеткіш 6-ға тең болады: рН = -lg10^-6= 6. Сонымен , нейтрал ортада рН=7, қышқылдық ортада рН7, сілтілік ортада рН7

Сутектік көрсеткішпен қатар гидроксидтік көрсеткіш те рОН қолданылады. рОН = -lg[ОH^-]. рН+рОН=14; рН=14-рОН; рОН=14-рН .

рН0 не рН14 те бола алатын ерітінділер болады, бірақ бұл жағдайда ерітінді ортасын 1 л ерітіндідегі қышқыл не негіздің концентрациясын моль арқылы көрсетеді.

Әлсіз қышқыл мен әлсіз негіздің ерітінділерінің рН есептеу.

Әлсіз қышқылдардың диссоциациясын мына теңдеу арқылы көрсетуге болады:

НАn Н⁺+Аn^- К _НАn =[ Н⁺][ Аn^-]/[ НАn] (4)

5% [ Н⁺]= [ Аn^-] Әлсіз қышқыл аз мөлшерде ғана диссоциацияға ұшырайтындықтан [НАn] ерітіндідегі қышқылдың жалпы концентрациясына тең болады.

[НАn] =С _қышқыл = С _НАn ; К _НАn[НАn] =[ Н⁺][ Аn^-] олай болса,

[Н⁺]= К _НАn  С _НАn (5) Бұл теңдеуді логарифмдеп және белгілерді кері өзгертіп, мына теңдеуді аламыз

-lg[ Н⁺]=-1/2 lg К _НАn -1/2 lg С _НАn ,

рН=1/2р К _НАn -1/2 lg С _НАn (6)

рОН=14-рН =14-1/2р К _НАn +1/2 lg С _НАn (7)

Әлсіз негіз ерітіндісінің рН-ы да осылай есептелінеді

КtОН Кt ⁺ + OH^- К_КtОН = [Кt ⁺][ OH^- ]/[ КtОН]

[Кt ⁺]=[ OH^- ] = К_КtОН[ КtОН]. Әлсіз негіз ерітіндіcі де аз диссоциацияланатындықтан [КtОН] = С _КtОН . Олай болса,

[OH^- ]= К _КtОН  С _КtОН (7а) -lg[ОН]= -1/2 lg К _КtОН -1/2 lg С _КtОН

рОН=1/2р К _КtОН -1/2 lg С _КtОН (8)

рН=14-рОН =14-1/2р К _КtОН +1/2 lg С _КtОН (9)

Өзін өзі тексеру сұрақтары:

1. Тепе-теңдік константасы деген не және оның физикалық мәні.

2.Диссоциация константасы және дәрежесі нені көрсетеді және олардың мәндері туралы не айтуға болады?

3.Сутектік және гидроксидтік көрсеткіш деген не және олардың физикалық мәні.