18. Балқу диаграммаларының барлық түрлерін келтіріңіз.Инвариантты нүктелердегі еркіндік дәреже санын есептеңіз. Таза компоненттің,қоспалардың және эвтектикалық қоспаның суыну қисықтарын сипаттаңыз.

Қатты заттан тұратын жүйенің балқу диаграммасын қарастырамыз. Екі қатты затты түрлі қатынастарда алып, балқытқанда түрлі жағдайлар орын алады: 1-жағдай: компоненттер мүлдем араласпайды; 2-ж: компоненттер бір – бірімен реакцияласуы мүмкін; 3-ж: реакция нәтижесінде бір немесе бірнеше жаңа химиялық қосылыстар пайда болуы мүмкін; 4-ж: түзілген қосылыстар тұрақты немесе тұрақсыз болуы мүмкін; 5-ж: компоненттер бір – бірінде қатты, сұйық күйде де шекті немесе шексіз еруі мүмкін. Осы жағдайлардың барлығы күй диаграммаларында анық көрінеді. Біз балқытқан кезде компоненттері бір – бірімен химиялық әрекетке түспейтін жүйенің балқу диаграммасы қарапайым болады, яғни 1- жағдайды қарастырсақ.Екі заттың қоспасын қыздырып балқытып, оны қайтадан суытқан кезде заттар қоспадан таза күйінде жеке – жеке кристалға түседі. Мұндай заттар балқып сұйық күйінде мүлде ерімейді. А және В компоненттерінен құралған екі компонентті жүйенің балқу диаграммасының қарапайым түрін 1-суретте қарастырамыз.

1-Сурет

Мұнда абцисса осіне жүйенің құрамы, ордината осіне балқу температуралары салынған. және - таза А және В компонеттерінің балқу температуралары, бұл нүктелерде зат екі күйде сұйық және кристалл күйінде болады, яғни сұйыө фаза мен қатты фазаның тепе – теңдігі орнайды. Бұл нүктелерде жүйе инвариантты 0- ге тең, яғни еркіндік дәрежесі Е=1-2+1=0 тең;

Балқу температурасынан жоғары температурада зат тек сұйық күйде, ал төмен температурада тек қатты күйде болатындықтан бұл температураларда жүйе бір фазалы, моновариантты, яғни еркіндік дәрежесі Е=1-1+1=1;

қисығы А және В заттары қоспаларын суытқанда А компонентінің кристалға түсу қисығы,

қисығы қоспалардан В компонентінің кристалға түсу қисығы; Бұл екі қисық жүйенің балқу температурасының жүйе құрамына тәуелділігін бейнелейді, оларды ликвидус қисықтары деп атайды. СД – солидус қисығы (лт.сөзі solid - қатты); Е – ликвидус және солидус қисықтарының қиылысу нүктесі эвтектика нүктесі деп аталады. Т_Е – эвтектикалық температура; Х_Е – эвтектикалық құрам немесе эвтектикалық қоспа; Эвтектикалық қоспа дегеніміз А және в компоненттерінің өте ұсақ кристалдарының механикалық қоспасы. Ликвидус қисықтары мен солидус қисығы балқу диаграммасын төрт бөлікке бөледі:

І бөлікте жүйе тек сұйық күйде, яғни бір фазалы (гомогенді). Гиббстің фазалар ережесі бойынша І бөлікте жүйе дивариантты, Е=2-1+1=2. Температура мен құрамның І бөлікте жататын мәндерінде қоспалар сұйық балқыма түрінде болады;

ІІ бөлікте жүйе екі фазалы: сұйық және А компонентінің кристалы, ІІІ бөлікте де жүйе екі фазалы: В компонентінің кристалы және А+В балқымасы. Бұл ІІ және ІІІ гетерогенді бөліктерде жүйе моновариантты, яғни Е=2-2+1=1;

nl – тепе – теңдіктегі сұйық балқыма мен кристалдың құрамдарын көрсететін екі нүктенің арасын қосатын түзуді нода деп атайды.

19.Күшті электролиттер үшін Дебай-Гюккель шекті заңының қолдануын сипаттаңыз. Әр жуықтаудағы өрнектерін келтіріңіз, олар қандай концентрациялы ерітінділер үшін жарамды екенін көрсетіңіз.

Күшті электролиттердің Дебай-Гюккель теориясында электролит ерітіндісінде әсер ететін электростататикалық күштер ғана қарастырылады;иондардың еріткіштің молекуласымен әрекеттесуі (сольваттану,гидраттану,т.б) мүлде ескерілмейді. Сондықтан да бұл теория күшті электролиттердің электростатикалық теориясы деп аталады. Теория ионның зарядынан басқа қасиеттерін (құрылысы,табиғаты,пояризациясы,т.б) есепке алмайды. Ерітіндідегі химиялық күштерді мүлде қарастырмайтындықтан Дебай-Гюккель теориясы физикалық және шектелген теория болып саналады. Бұл теория күшті электролиттердің сұйылтылған ерітінділеріне жақсы қолданылады.Концентрация жоғарылаған сайын бөлшектер арасында химиялық күштердің әсері артатындықтан жғоғары концентрациялы ерітінділерді электростатикалық теория сипаттай алмайды. lg -A (1)_,мұнда А=1.823*10⁶*(1/v)* _i*z_i²(DT)^-3/2(2). Валенттіліктері z₊ және z_- екі ионға ыдырайтын бинарлы электролиттер үшін (1)-теңдеу былай жазылады:

lgγ±=-1.823*10⁶* z₊*z_-│(DT)^-3/2 ,(3).Ал 1-1 зарядты бинарлы электролиттер үшін:

lgγ±=-1.823*10⁶*-│(DT)^-3/2 (4). Егер ерітіндінің температурасы 298К,ал диэлектрлік тұрақтысы судың диэлектрлік тұрақтысына тең(D_H2O=78.3) болса,1-1 зарядты бинарлы электролиттер үшін (4)-теңдеу мына түрге келеді: lgγ±=-0.51 (5). Алынған теңдеулер Дебай-Гюккель теориясының бірінші жуықтауы д.а. Бұл теңдеулер орташа иондық активтік коэффициеттің логарифмі мен иондық күштің түбір астындағы мәні арасында сызықты байланыс болатынын және иондық күш өссе активтік коэффициент азаятынын көрсетеді.Осы теңдеулер бойынша есептелген орташа иондық активтік коэф.мәні оның тәжірбиеден анықталған мәні оның тәжірбиеден анықталған мәніне өте сұйытылған ерітінділер (І 10^-2) үшін ғана тең болады.Ал концентрациялары жоғары ерітінділер үшін теориалық жолмен есептелген активтік коэф.тің мәні тәжірбиеден анықталған мәніне сәйкес келмейді. Теорияны концентрациясы жоғарылау ерітінділерге қолдану мақсатымен Дебай-Гюккель екінші жуықтаудың теңдеуін ұсынды. Теорияның екінші жуықтауының теңдеуін қорытуда иондардың размерлері ескерілді,сол арқылы иондық күштермен қатар басқа да күштердің әсері қамтылды. Иондық активтік коэф. екінші жуықтауда былай жазылады: _i=(e²z_i²/2DRT)*[ /(1/a )],(6), мұндағы а-ион диаметрі. Дебай-Гюккель теориясының екінші жуықтауы:

lg γ ±=-А /(1+аВ )(7), мұнда В-температураға аздап тәуелді шама. Дебай-Гюккель теориясының екінші

жуықтауы концентрациясы аздап қана жоғары (мысалы,иондық күші 0,1-ге дейін)ерітінділерге қолданылады. Теорияның қолданылу шегін кеңейту мақсатымен Гюккель үшінші жуықтаудың теңдеуін ұсынды:lg γ ±=-А /(1+аВ )+С*І(8). Мұндағы А,В,С-тұрақты шамалар. Дебай-Гюккель теориясының бірінші және екінші жуықтаулары орташа иондық коэф.тің концентрацияға (немесе иондық күшке) байланысты төмендеуін сипаттайтын болса,үшінші жуықтауы оның жоғарылауымен түсіндіреді(1,2-сурет).

20.Ерітіндінің иондық күші дегеніміз не? 0,01 моль/л калий сульфаты, 0,001 моль/л калий хлориды және 0,002 моль/л калий фосфаты электролиттері қоспасының иондық күшін есептеңіздер.

Иондардың электролит ерітінділерінде өзара әсерлесулерін сипаттайтын ұғым- ерітіндінің иондық күші (J). Ерітіндінің иондық күші электролиттің табиғатымен және концентрациясымен анықталады, яғни

J= не

J= Σ

Ерітіндінің иондық күші шартты түрде өлшемсіз шама деп есептелінеді. Ерітіндінің иондық күші арқылы ерітіндідегі илндардың активтік коэфиценттерін есептеуге болады.