ఎలక్ట్రోలైట్స్ అనేది ద్రావణంలో అయాన్లుగా విడదీసే (విచ్ఛిన్నమయ్యే) పదార్థాలు. ఎలక్ట్రోలైట్ పరిష్కారాలు విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని నిర్వహించగలవు. విద్యుద్విశ్లేషణ డిస్సోసియేషన్‌ను పరిమాణాత్మకంగా వర్గీకరించడానికి, డిస్సోసియేషన్ డిగ్రీ యొక్క భావన ప్రవేశపెట్టబడింది.
డిసోసియేషన్ డిగ్రీ అనేది అయాన్లుగా విభజించబడిన అణువుల సంఖ్య మరియు ద్రావణం యొక్క మొత్తం అణువుల సంఖ్యకు నిష్పత్తి.
డిస్సోసియేషన్ డిగ్రీ ప్రకారం, అన్ని ఎలక్ట్రోలైట్లు బలమైన మరియు బలహీనమైన ఎలక్ట్రోలైట్లుగా విభజించబడ్డాయి. బలమైన విద్యుద్విశ్లేష్యాలు సమ్మేళనాలను కలిగి ఉంటాయి, దీని విచ్ఛేదనం యొక్క డిగ్రీ ఏకత్వానికి సమానంగా ఉంటుంది, ఇవి కరిగే లవణాలు, క్షారాలు ( NaOH, KOH, లిఓహెచ్, Ca(ఓహ్) 2 ), కొన్ని ఆమ్లాలు ( HI, హెచ్ 2 SO 4 , HCl, HBr, HNO 3 ) బలహీనమైన ఎలక్ట్రోలైట్లలో నీరు, కరగని మరియు కొద్దిగా కరిగే లవణాలు, కరగని స్థావరాలు వంటి ఏకత్వం కంటే డిస్సోసియేషన్ స్థాయి గణనీయంగా తక్కువగా ఉండే పదార్థాలు ఉంటాయి. ఎన్.హెచ్. 4 ఓహ్, ఆమ్లాల శ్రేణి ( CH 3 COOH, హెచ్ 2 SO 3 , HNO 2 , హెచ్ 2 ఎస్, HCN, హెచ్ 3 పి.ఓ. 4 , హెచ్ 2 CO 3 , హెచ్ 2 SiO 3 , HF).
బలహీనమైన ఎలక్ట్రోలైట్ల పరిష్కారాలలో, డిస్సోసియేషన్ ప్రక్రియ రివర్సిబుల్, కాబట్టి దానికి సామూహిక చర్య యొక్క చట్టం వర్తించబడుతుంది. కాబట్టి ఎసిటిక్ ఆమ్లం యొక్క ద్రావణంలో విచ్ఛేదనం ప్రక్రియ తిరిగి మార్చబడుతుంది:
CH 3 COOH CH 3 COO + H
సమతౌల్య స్థిరాంకం దీనికి సమానంగా ఉంటుంది:
డిస్సోసియేషన్ ప్రక్రియ కోసం సమతౌల్య స్థిరాంకాన్ని డిస్సోసియేషన్ స్థిరాంకం, ఆమ్లత్వ స్థిరాంకం, ప్రాథమిక స్థిరాంకం, ఆమ్ల అయనీకరణ స్థిరాంకం మొదలైనవి అంటారు.
పాలీబాసిక్ ఆమ్లాలు దశలవారీగా విచ్ఛేదనం చెందుతాయి మరియు ప్రతి దశ దాని స్వంత విచ్ఛేద స్థిరాంకం ద్వారా వర్గీకరించబడుతుంది:
H 2 CO 3 H + + HCO 3 -
HCO 3 - H + + CO 3 -
నీరు కూడా బలహీనమైన ఎలక్ట్రోలైట్:
H 2 O H + + OH -
టేబుల్ 1 అనేక ఆమ్లాల విచ్ఛేదన స్థిరాంకాలను చూపుతుంది; పాలీబాసిక్ ఆమ్లాల కోసం, డిస్సోసియేషన్ స్థిరాంకాలు దశల్లో ప్రదర్శించబడతాయి.
టేబుల్ 1.
|
పేరు |
సూత్రం |
కె డి |
pK = -logK డి |
|
నత్రజని |
HNO2 |
6,9∙10 −4 |
3,16 |
|
బోర్నాయ |
H3BO3 |
7.1∙10 −10 (K 1) |
9,15 |
|
ఫ్లింట్ |
H2SiO3 |
1,3∙10 −10 |
9,9 |
|
సల్ఫరస్ |
H2SO3 |
1,4∙10 −2 |
1,85 |
|
హైడ్రోజన్ సల్ఫైడ్ |
H2S |
1,0∙10 −7 |
6,99 |
|
బొగ్గు |
H2CO3 |
4,5∙10 −7 |
6,35 |
|
ఆర్థోఫాస్ఫోరిక్ |
H3PO4 |
7,1∙10 −3 5,0∙10 −13
|
2,15 12,0 |
|
హైడ్రోజన్ సైనైడ్ |
HCN |
5,0∙10 −10 |
9,3 |
అయాన్ మార్పిడి ప్రతిచర్యల కోసం సమీకరణాలను గీయడం.
ఎలక్ట్రోలైట్ ద్రావణాలలో, ప్రతిచర్యల దిశ క్రింది నియమం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది: అయానిక్ ప్రతిచర్యలు పేలవంగా కరిగే పదార్థాలు, వాయువులు, బలహీనమైన ఎలక్ట్రోలైట్లు మరియు సంక్లిష్ట అయాన్లు ఏర్పడటానికి కొనసాగుతాయి; ప్రతిచర్యలు ఆచరణాత్మకంగా కోలుకోలేనివి. ఈ నియమం సులభంగా వివరించబడింది, ఎందుకంటే ఈ ప్రతిచర్యల ఫలితంగా, ప్రతిచర్య గోళం నుండి ఒకటి లేదా అంతకంటే ఎక్కువ అయాన్లు తొలగించబడతాయి, ఇది లా చాటెలియర్ సూత్రానికి అనుగుణంగా, మరింత పూర్తి రసాయన ప్రతిచర్యకు దారితీస్తుంది.
అటువంటి సందర్భాలలో, ప్రతిచర్య సమీకరణాలను పరమాణు-అయానిక్ రూపంలో (మాలిక్యులర్ ఈక్వేషన్, సంక్షిప్త అయానిక్ సమీకరణం) వ్రాయమని సిఫార్సు చేయబడింది, ఇది ప్రక్రియ యొక్క సారాంశాన్ని బాగా అర్థం చేసుకోవడానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది. పరమాణు అయానిక్ సమీకరణాలలో, కరిగే, బలమైన ఎలక్ట్రోలైట్లు అయాన్ల రూపంలో వ్రాయబడతాయి మరియు బలహీనమైన ఎలక్ట్రోలైట్లు మరియు కొద్దిగా కరిగే పదార్థాలు అణువుల రూపంలో వ్రాయబడతాయి.
అవక్షేపం ఏర్పడటంతో బలమైన ఎలక్ట్రోలైట్ల పరస్పర చర్య:
Ba 2+ + 2Cl +2H + + SO 4 2 = BaSO 4 + 2H + + 2Cl (పూర్తి అయానిక్ సమీకరణం)
Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4 (సంక్షిప్త అయానిక్ సమీకరణం)
2) బలహీనమైన ఎలక్ట్రోలైట్‌ను ఏర్పరచడానికి రెండు బలమైన ఎలక్ట్రోలైట్ల పరస్పర చర్య.
KCN + HCl = KCl + HCN
K + + CN + H + + Cl = K + + Cl + HCN
CN + H + = HCN
3) బలమైన దానితో బలహీనమైన ఎలక్ట్రోలైట్ యొక్క పరస్పర చర్య:
H 2 S + Pb(NO 3) 2 = PbS + 2HNO 3
H 2 S + Pb 2+ + 2NO 3 = PbS + 2H + + 2NO 3
H 2 S + Pb 2+ = PbS + 2H +
ఆమ్లంతో అవక్షేపం యొక్క పరస్పర చర్య:
CaCO 3 + 2H + + 2Cl = Ca 2+ + 2Cl + H 2 O + CO 2
CaCO 3 + 2H + = Ca 2+ + H 2 O + CO 2
ప్రయోగాత్మక భాగం.
ప్రయోగం 1. అవపాతం ఏర్పడటంతో అయాన్ మార్పిడి ప్రతిచర్యలు.
మూడు టెస్ట్ ట్యూబ్‌లలో 5-6 చుక్కల సోడియం ఫాస్ఫేట్ పోసి మొదటి టెస్ట్ ట్యూబ్‌లో 5-6 చుక్కల కోబాల్ట్ నైట్రేట్, 5-6 చుక్కల నికెల్ సల్ఫేట్ రెండో టెస్ట్ ట్యూబ్, 5-6 చుక్కల కాపర్ సల్ఫేట్ మూడో టెస్ట్ ట్యూబ్‌లో కలపండి. పరీక్ష ట్యూబ్. ప్రతిచర్య సమీకరణాలను పరమాణు మరియు అయానిక్ రూపంలో వ్రాయండి.
రెండు టెస్ట్ ట్యూబ్‌లలో 5-6 చుక్కల పొటాషియం డైక్రోమేట్‌ను పోయండి, మొదటి దానిలో 5-6 చుక్కల బేరియం క్లోరైడ్ మరియు 5-6 చుక్కల బిస్మత్ నైట్రేట్‌ను జోడించండి. ప్రతిచర్య సమీకరణాలను పరమాణు మరియు అయానిక్ రూపంలో వ్రాయండి.
అయానిక్ సమీకరణం ఆధారంగా, పరమాణు సమీకరణాన్ని సృష్టించండి మరియు ప్రయోగాన్ని నిర్వహించండి:
Pb 2+ + 2I ─ = PbI 2
3Ca 2+ + 2PO 4 3– = Ca 3 (PO 4) 2
అందుబాటులో ఉన్న కారకాల ఆధారంగా, రాగి, కోబాల్ట్ మరియు నికెల్ హైడ్రాక్సైడ్ల అవక్షేపాలను పొందండి. ప్రతిచర్య సమీకరణాలను పరమాణు మరియు అయానిక్ రూపంలో వ్రాయండి.
ప్రయోగం 2. బలహీనమైన ఎలక్ట్రోలైట్ ఏర్పడటంతో అయానిక్ మార్పిడి ప్రతిచర్యలు.
ఒక టెస్ట్ ట్యూబ్‌లో కొన్ని సోడియం అసిటేట్ స్ఫటికాలను ఉంచండి మరియు పలుచన సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లాన్ని జోడించండి. మాలిక్యులర్ మరియు అయాన్లలో ప్రతిచర్య సమీకరణాలను వ్రాయండి
పరీక్ష ట్యూబ్‌లో కొన్ని చుక్కల అమ్మోనియం క్లోరైడ్‌ను పోసి, పొటాషియం హైడ్రాక్సైడ్‌ని జోడించండి, వాసన ద్వారా విడుదలయ్యే వాయువును గుర్తించండి (వాసన లేకుంటే, టెస్ట్ ట్యూబ్ కొద్దిగా వేడెక్కుతుంది). ప్రతిచర్య సమీకరణాన్ని పరమాణు మరియు అయానిక్ రూపంలో వ్రాయండి.
ప్రయోగం 3. అయానిక్ సమతుల్యత యొక్క మార్పు.
రెండు టెస్ట్ ట్యూబ్‌లలో 6-8 చుక్కల అమ్మోనియం హైడ్రాక్సైడ్ పోయాలి, 2 చుక్కల ఫినాల్ఫ్తలీన్ జోడించండి. అప్పుడు పరీక్ష ట్యూబ్‌లలో ఒకదానికి 1 గరిటెలాంటి అమ్మోనియం క్లోరైడ్ జోడించండి మరియు రంగు తీవ్రతలో మార్పును గమనించండి. అమ్మోనియం క్లోరైడ్ జోడించబడినప్పుడు ద్రావణంలోని సమతౌల్యం ఎలా మారుతుందో వివరించండి.
రెండు టెస్ట్ ట్యూబ్‌లలో 6-8 చుక్కల ఎసిటిక్ యాసిడ్ పోయండి, 2 చుక్కల మిథైల్ ఆరెంజ్ జోడించండి, టెస్ట్ ట్యూబ్‌లలో ఒకదానిలో 1 గరిటె సోడియం అసిటేట్ జోడించండి. పరీక్ష గొట్టాలలో రంగు తీవ్రతను సరిపోల్చండి. ఉప్పు కలిపినప్పుడు ద్రావణంలోని సమతౌల్యం ఎలా మారుతుందో గమనించండి.
ప్రయోగం 4. వాటి ద్రావణీయత ఉత్పత్తిపై ఆధారపడి పేలవంగా కరిగే పదార్ధాల వరుస అవక్షేపణపై ఆధారపడటం.
ఒక టెస్ట్ ట్యూబ్‌లో మీరు లెడ్ సల్ఫేట్ అవక్షేపణను పొందుతారు, రెండవది సీసం డైక్రోమేట్ అవక్షేపం. ఏర్పడిన అవక్షేపాల రంగును గమనించండి. మూడవ టెస్ట్ ట్యూబ్‌లో కొన్ని చుక్కల పొటాషియం డైక్రోమేట్ మరియు సోడియం సల్ఫేట్ వేసి, ద్రావణాన్ని కలపండి మరియు 2 చుక్కల లెడ్ నైట్రేట్ జోడించండి. ఏ పదార్ధం ముందుగా అవక్షేపించబడుతుందో నిర్ణయించండి. ఈ లవణాల ద్రావణీయత యొక్క ఉత్పత్తి ఆధారంగా, వాటి అవపాతం యొక్క క్రమాన్ని వివరించండి.
ఎలక్ట్రోలైట్స్ మరియు నాన్-ఎలక్ట్రోలైట్స్
భౌతిక శాస్త్ర పాఠాల నుండి కొన్ని పదార్ధాల పరిష్కారాలు విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని నిర్వహించగలవు, మరికొన్ని కాదు.
పరిష్కారాలు విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని నిర్వహించే పదార్థాలను అంటారు ఎలక్ట్రోలైట్స్.
పరిష్కారాలు విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని నిర్వహించని పదార్థాలను అంటారు కాని ఎలక్ట్రోలైట్స్. ఉదాహరణకు, చక్కెర, ఆల్కహాల్, గ్లూకోజ్ మరియు కొన్ని ఇతర పదార్ధాల పరిష్కారాలు విద్యుత్తును నిర్వహించవు.
ఎలెక్ట్రోలైటిక్ డిస్సోసియేషన్ మరియు అసోసియేషన్
ఎలక్ట్రోలైట్ పరిష్కారాలు విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని ఎందుకు నిర్వహిస్తాయి?
స్వీడిష్ శాస్త్రవేత్త S. అర్హేనియస్, వివిధ పదార్ధాల విద్యుత్ వాహకతను అధ్యయనం చేస్తూ, 1877లో విద్యుత్ వాహకతకు కారణం ద్రావణంలో ఉండటమేనని నిర్ధారణకు వచ్చారు. అయాన్లు, ఇవి నీటిలో ఎలక్ట్రోలైట్ కరిగినప్పుడు ఏర్పడతాయి.
ఎలక్ట్రోలైట్ అయాన్లుగా విడిపోయే ప్రక్రియ అంటారు విద్యుద్విశ్లేషణ విచ్ఛేదనం.
పరిష్కారాల భౌతిక సిద్ధాంతానికి కట్టుబడి ఉన్న S. అర్హేనియస్, నీటితో ఎలక్ట్రోలైట్ యొక్క పరస్పర చర్యను పరిగణనలోకి తీసుకోలేదు మరియు పరిష్కారాలలో ఉచిత అయాన్లు ఉన్నాయని నమ్మాడు. దీనికి విరుద్ధంగా, రష్యన్ రసాయన శాస్త్రవేత్తలు I.A. కబ్లుకోవ్ మరియు V.A. కిస్టియాకోవ్స్కీలు విద్యుద్విశ్లేషణ విచ్ఛేదనను వివరించడానికి D.I. మెండలీవ్ యొక్క రసాయన సిద్ధాంతాన్ని వర్తింపజేసారు మరియు ఒక ఎలక్ట్రోలైట్ కరిగిపోయినప్పుడు, నీటిలో కరిగిన పదార్ధం యొక్క రసాయన సంకర్షణ ఏర్పడుతుందని నిరూపించారు, ఇది హైడ్రేట్లు ఏర్పడటానికి దారితీస్తుంది, ఆపై అవి అయాన్లుగా విడిపోతాయి. సొల్యూషన్స్‌లో ఉచితంగా ఉండవని, "నగ్న" అయాన్లు ఉండవని, కానీ హైడ్రేటెడ్, అంటే నీటి అణువుల "కోటు ధరించి" ఉంటాయని వారు నమ్మారు.
నీటి అణువులు ఉంటాయి ద్విధ్రువాలు(రెండు ధ్రువాలు), హైడ్రోజన్ పరమాణువులు 104.5° కోణంలో ఉంటాయి, దీని కారణంగా అణువు కోణీయ ఆకారాన్ని కలిగి ఉంటుంది. నీటి అణువు క్రింద క్రమపద్ధతిలో చూపబడింది.
నియమం ప్రకారం, పదార్థాలు చాలా సులభంగా విడదీయబడతాయి అయానిక్ బంధంమరియు, తదనుగుణంగా, అయానిక్ క్రిస్టల్ లాటిస్‌తో, అవి ఇప్పటికే రెడీమేడ్ అయాన్లను కలిగి ఉంటాయి. అవి కరిగిపోయినప్పుడు, నీటి ద్విధ్రువాలు ఎలక్ట్రోలైట్ యొక్క సానుకూల మరియు ప్రతికూల అయాన్ల చుట్టూ వ్యతిరేక చార్జ్ చివరలతో ఉంటాయి.
ఎలక్ట్రోలైట్ అయాన్లు మరియు నీటి ద్విధ్రువాల మధ్య పరస్పర ఆకర్షణీయ శక్తులు ఉత్పన్నమవుతాయి. ఫలితంగా, అయాన్ల మధ్య బంధం బలహీనపడుతుంది మరియు అయాన్లు క్రిస్టల్ నుండి ద్రావణానికి కదులుతాయి. అయానిక్ బంధాలతో (లవణాలు మరియు క్షారాలు) పదార్థాల విచ్ఛేదనం సమయంలో సంభవించే ప్రక్రియల క్రమం క్రింది విధంగా ఉంటుందని స్పష్టంగా తెలుస్తుంది:
1) స్ఫటిక అయాన్ల దగ్గర నీటి అణువుల (డైపోల్స్) విన్యాసాన్ని;
2) క్రిస్టల్ యొక్క ఉపరితల పొర యొక్క అయాన్లతో నీటి అణువుల ఆర్ద్రీకరణ (పరస్పర చర్య);
3) హైడ్రేటెడ్ అయాన్లుగా ఎలక్ట్రోలైట్ క్రిస్టల్ యొక్క డిస్సోసియేషన్ (క్షయం).
కింది సమీకరణాన్ని ఉపయోగించి సరళీకృత ప్రక్రియలను ప్రతిబింబించవచ్చు:
అణువులు సమయోజనీయ బంధాన్ని కలిగి ఉన్న ఎలక్ట్రోలైట్లు (ఉదాహరణకు, హైడ్రోజన్ క్లోరైడ్ HCl యొక్క అణువులు, క్రింద చూడండి) అదేవిధంగా విడదీయబడతాయి; ఈ సందర్భంలో మాత్రమే, నీటి ద్విధ్రువాల ప్రభావంతో, సమయోజనీయ ధ్రువ బంధాన్ని అయానిక్‌గా మార్చడం జరుగుతుంది; ఈ సందర్భంలో సంభవించే ప్రక్రియల క్రమం క్రింది విధంగా ఉంటుంది:
1) ఎలక్ట్రోలైట్ అణువుల ధ్రువాల చుట్టూ నీటి అణువుల విన్యాసాన్ని;
2) ఎలక్ట్రోలైట్ అణువులతో నీటి అణువుల ఆర్ద్రీకరణ (పరస్పర చర్య);
3) ఎలక్ట్రోలైట్ అణువుల అయనీకరణం (సమయోజనీయ ధ్రువ బంధాన్ని అయానిక్‌గా మార్చడం);
4) హైడ్రేటెడ్ అయాన్లుగా ఎలక్ట్రోలైట్ అణువుల విచ్ఛేదనం (క్షయం).
సరళీకృత మార్గంలో, హైడ్రోక్లోరిక్ ఆమ్లం యొక్క విచ్ఛేదనం ప్రక్రియ క్రింది సమీకరణాన్ని ఉపయోగించి ప్రతిబింబిస్తుంది:
ఎలక్ట్రోలైట్ ద్రావణాలలో, అస్తవ్యస్తంగా కదిలే హైడ్రేటెడ్ అయాన్లు ఒకదానికొకటి ఢీకొంటాయని మరియు తిరిగి కలపవచ్చని పరిగణనలోకి తీసుకోవాలి. ఈ రివర్స్ ప్రక్రియను అసోసియేషన్ అంటారు. పరిష్కారాలలో అనుబంధం డిస్సోసియేషన్‌తో సమాంతరంగా జరుగుతుంది, కాబట్టి రివర్సిబిలిటీ సంకేతం ప్రతిచర్య సమీకరణాలలో ఉంచబడుతుంది.
హైడ్రేటెడ్ అయాన్ల లక్షణాలు నాన్-హైడ్రేటెడ్ అయాన్ల నుండి భిన్నంగా ఉంటాయి. ఉదాహరణకు, హైడ్రేటెడ్ కాపర్ అయాన్ Cu 2+ రాగి (II) సల్ఫేట్ యొక్క అన్‌హైడ్రస్ స్ఫటికాలలో తెల్లగా ఉంటుంది మరియు హైడ్రేట్ అయినప్పుడు నీలం రంగును కలిగి ఉంటుంది, అనగా, నీటి అణువులు Cu 2+ nH 2 O. హైడ్రేటెడ్ అయాన్లు స్థిరమైన మరియు వేరియబుల్ సంఖ్యను కలిగి ఉంటాయి. నీటి అణువుల.
విద్యుద్విశ్లేషణ డిస్సోసియేషన్ డిగ్రీ
ఎలక్ట్రోలైట్ ద్రావణాలలో, అయాన్లతో పాటు, అణువులు కూడా ఉన్నాయి. అందువల్ల, ఎలక్ట్రోలైట్ పరిష్కారాలు వర్గీకరించబడతాయి డిస్సోసియేషన్ డిగ్రీ, ఇది గ్రీకు అక్షరం a ("ఆల్ఫా") ద్వారా సూచించబడుతుంది.
ఇది అయాన్లుగా విభజించబడిన కణాల సంఖ్యకు (N g) మొత్తం కరిగిన కణాల సంఖ్యకు (N p) నిష్పత్తి.
ఎలక్ట్రోలైట్ డిస్సోసియేషన్ డిగ్రీ ప్రయోగాత్మకంగా నిర్ణయించబడుతుంది మరియు భిన్నాలు లేదా శాతాలలో వ్యక్తీకరించబడుతుంది. a = 0 అయితే, అప్పుడు డిస్సోసియేషన్ ఉండదు, మరియు a = 1 లేదా 100% అయితే, ఎలక్ట్రోలైట్ పూర్తిగా అయాన్లుగా విచ్చిన్నం అవుతుంది. వేర్వేరు విద్యుద్విశ్లేష్యాలు వేర్వేరు స్థాయిల విచ్ఛేదనాన్ని కలిగి ఉంటాయి, అనగా డిస్సోసియేషన్ యొక్క డిగ్రీ ఎలక్ట్రోలైట్ యొక్క స్వభావంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఇది ఏకాగ్రతపై కూడా ఆధారపడి ఉంటుంది: పరిష్కారం పలుచన చేయబడినప్పుడు, డిస్సోసియేషన్ యొక్క డిగ్రీ పెరుగుతుంది.
విద్యుద్విశ్లేషణ డిస్సోసియేషన్ యొక్క డిగ్రీ ప్రకారం, ఎలక్ట్రోలైట్లు బలమైన మరియు బలహీనంగా విభజించబడ్డాయి.
బలమైన ఎలక్ట్రోలైట్స్- ఇవి ఎలక్ట్రోలైట్లు, నీటిలో కరిగినప్పుడు, దాదాపు పూర్తిగా అయాన్లుగా విడిపోతాయి. అటువంటి ఎలెక్ట్రోలైట్స్ కోసం, డిస్సోసియేషన్ యొక్క డిగ్రీ ఐక్యతను కలిగి ఉంటుంది.
బలమైన ఎలక్ట్రోలైట్లు:
1) అన్ని కరిగే లవణాలు;
2) బలమైన ఆమ్లాలు, ఉదాహరణకు: H 2 SO 4, HCl, HNO 3;
3) ఆల్కాలిస్, ఉదాహరణకు: NaOH, KOH.
బలహీనమైన ఎలక్ట్రోలైట్స్- ఇవి ఎలక్ట్రోలైట్లు, ఇవి నీటిలో కరిగినప్పుడు, దాదాపుగా అయాన్లుగా విడదీయవు. అటువంటి ఎలక్ట్రోలైట్ల కోసం, డిస్సోసియేషన్ డిగ్రీ సున్నాకి ఉంటుంది.
బలహీనమైన ఎలక్ట్రోలైట్లు ఉన్నాయి:
1) బలహీన ఆమ్లాలు - H 2 S, H 2 CO 3, HNO 2;
2) అమ్మోనియా NH 3 H 2 O యొక్క సజల ద్రావణం;
4) కొన్ని లవణాలు.
డిసోసియేషన్ స్థిరాంకం
బలహీనమైన ఎలక్ట్రోలైట్ల పరిష్కారాలలో, వాటి అసంపూర్ణ విచ్ఛేదనం కారణంగా, విడదీయబడని అణువులు మరియు అయాన్ల మధ్య డైనమిక్ సమతుల్యత. ఉదాహరణకు, ఎసిటిక్ యాసిడ్ కోసం:
మీరు ఈ సమతౌల్యానికి ద్రవ్యరాశి చర్య యొక్క చట్టాన్ని వర్తింపజేయవచ్చు మరియు సమతౌల్య స్థిరాంకం కోసం వ్యక్తీకరణను వ్రాయవచ్చు:
బలహీనమైన ఎలక్ట్రోలైట్ యొక్క విచ్ఛేదనం ప్రక్రియను వర్ణించే సమతౌల్య స్థిరాంకం అంటారు విచ్ఛేదనం స్థిరంగా.
డిస్సోసియేషన్ స్థిరాంకం ఎలక్ట్రోలైట్ (యాసిడ్, బేస్, వాటర్) యొక్క సామర్థ్యాన్ని వర్ణిస్తుంది. అయాన్లుగా విడదీయండి. పెద్ద స్థిరాంకం, సులభంగా ఎలక్ట్రోలైట్ అయాన్లుగా విచ్ఛిన్నమవుతుంది, కాబట్టి, అది బలంగా ఉంటుంది. బలహీనమైన ఎలక్ట్రోలైట్ల కోసం డిస్సోసియేషన్ స్థిరాంకాల విలువలు సూచన పుస్తకాలలో ఇవ్వబడ్డాయి.
విద్యుద్విశ్లేషణ విచ్ఛేదం యొక్క సిద్ధాంతం యొక్క ప్రాథమిక సూత్రాలు
1. నీటిలో కరిగినప్పుడు, ఎలక్ట్రోలైట్లు సానుకూల మరియు ప్రతికూల అయాన్లుగా విడిపోతాయి (విచ్ఛిన్నం).
అయాన్లురసాయన మూలకం యొక్క ఉనికి యొక్క రూపాలలో ఒకటి. ఉదాహరణకు, సోడియం లోహ పరమాణువులు Na 0 శక్తితో నీటితో సంకర్షణ చెందుతాయి, క్షార (NaOH) మరియు హైడ్రోజన్ H 2 ఏర్పడతాయి, అయితే సోడియం అయాన్లు Na + అటువంటి ఉత్పత్తులను ఏర్పరచవు. క్లోరిన్ Cl 2 పసుపు-ఆకుపచ్చ రంగు మరియు ఘాటైన వాసన కలిగి ఉంటుంది మరియు విషపూరితమైనది, అయితే క్లోరిన్ అయాన్లు Cl రంగులేనివి, విషపూరితం కానివి మరియు వాసన లేనివి.
అయాన్లు- ఇవి సానుకూలంగా లేదా ప్రతికూలంగా చార్జ్ చేయబడిన కణాలు, వీటిలో ఒకటి లేదా అంతకంటే ఎక్కువ రసాయన మూలకాల యొక్క పరమాణువులు లేదా సమూహాలు ఎలక్ట్రాన్ల దానం లేదా చేరిక ఫలితంగా రూపాంతరం చెందుతాయి.
ద్రావణాలలో, అయాన్లు వేర్వేరు దిశల్లో యాదృచ్ఛికంగా కదులుతాయి.
వాటి కూర్పు ప్రకారం, అయాన్లు విభజించబడ్డాయి సాధారణ- Cl - , Na + మరియు క్లిష్టమైన- NH 4 + , SO 2 - .
2. సజల ద్రావణాలలో ఎలక్ట్రోలైట్ యొక్క విచ్ఛేదనానికి కారణం దాని ఆర్ద్రీకరణ, అనగా, నీటి అణువులతో ఎలక్ట్రోలైట్ యొక్క పరస్పర చర్య మరియు దానిలోని రసాయన బంధాన్ని విచ్ఛిన్నం చేయడం.
ఈ పరస్పర చర్య ఫలితంగా, హైడ్రేటెడ్ అయాన్లు ఏర్పడతాయి, అనగా నీటి అణువులతో సంబంధం కలిగి ఉంటాయి. పర్యవసానంగా, నీటి షెల్ ఉనికిని బట్టి, అయాన్లు విభజించబడ్డాయి హైడ్రేటెడ్(పరిష్కారాలు మరియు స్ఫటికాకార హైడ్రేట్లలో) మరియు నీరులేని(జలరహిత లవణాలలో).
3. ఎలెక్ట్రిక్ కరెంట్ ప్రభావంతో, ధనాత్మకంగా చార్జ్ చేయబడిన అయాన్లు ప్రస్తుత మూలం యొక్క ప్రతికూల ధ్రువానికి కదులుతాయి - కాథోడ్ కాబట్టి వాటిని కాటయాన్స్ అని పిలుస్తారు మరియు ప్రతికూలంగా చార్జ్ చేయబడిన అయాన్లు ప్రస్తుత మూలం - యానోడ్ యొక్క ధన ధ్రువానికి కదులుతాయి మరియు అందువల్ల వాటిని అయాన్లు అంటారు. .
పర్యవసానంగా, అయాన్ల యొక్క మరొక వర్గీకరణ ఉంది - వారి ఛార్జ్ యొక్క సంకేతం ప్రకారం.
కాటయాన్స్ ఛార్జీల మొత్తం (H +, Na +, NH 4 +, Cu 2+) అయాన్ల ఛార్జీల మొత్తానికి సమానం (Cl -, OH -, SO 4 2-), దీని ఫలితంగా ఎలక్ట్రోలైట్ సొల్యూషన్స్ (HCl, (NH 4) 2 SO 4, NaOH, CuSO 4) విద్యుత్ తటస్థంగా ఉంటాయి.
4. ఎలక్ట్రోలైటిక్ డిస్సోసియేషన్ అనేది బలహీనమైన ఎలక్ట్రోలైట్ల కోసం రివర్సిబుల్ ప్రక్రియ.
డిస్సోసియేషన్ ప్రక్రియతో పాటు (ఎలక్ట్రోలైట్ అయాన్లుగా కుళ్ళిపోవడం), రివర్స్ ప్రక్రియ కూడా జరుగుతుంది - సంఘం(అయాన్ల కలయిక). అందువల్ల, విద్యుద్విశ్లేషణ విచ్ఛేదం యొక్క సమీకరణాలలో, సమాన గుర్తుకు బదులుగా, రివర్సిబిలిటీ గుర్తు ఉపయోగించబడుతుంది, ఉదాహరణకు:
5. అన్ని ఎలక్ట్రోలైట్లు ఒకే మేరకు అయాన్లుగా విడదీయవు.
ఎలక్ట్రోలైట్ యొక్క స్వభావం మరియు దాని ఏకాగ్రతపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఎలక్ట్రోలైట్ ద్రావణాల యొక్క రసాయన లక్షణాలు అవి విచ్ఛేదనం సమయంలో ఏర్పడే అయాన్ల లక్షణాల ద్వారా నిర్ణయించబడతాయి.
బలహీనమైన ఎలక్ట్రోలైట్ సొల్యూషన్స్ యొక్క లక్షణాలు డిస్సోసియేషన్ ప్రక్రియలో ఏర్పడిన అణువులు మరియు అయాన్ల ద్వారా నిర్ణయించబడతాయి, ఇవి ఒకదానితో ఒకటి డైనమిక్ సమతుల్యతలో ఉంటాయి.
ఎసిటిక్ యాసిడ్ వాసన CH 3 COOH అణువుల ఉనికి కారణంగా ఉంటుంది, పుల్లని రుచి మరియు సూచికల రంగు మార్పు ద్రావణంలో H + అయాన్ల ఉనికితో సంబంధం కలిగి ఉంటుంది.
బలమైన ఎలక్ట్రోలైట్స్ యొక్క పరిష్కారాల లక్షణాలు వాటి విచ్ఛేదనం సమయంలో ఏర్పడిన అయాన్ల లక్షణాల ద్వారా నిర్ణయించబడతాయి.
ఉదాహరణకు, ఆమ్లాల యొక్క సాధారణ లక్షణాలు, పుల్లని రుచి, సూచికల రంగులో మార్పులు మొదలైనవి, వాటి ద్రావణాలలో హైడ్రోజన్ కాటయాన్స్ (మరింత ఖచ్చితంగా, ఆక్సోనియం అయాన్లు H 3 O +) ఉనికి కారణంగా ఉంటాయి. క్షారాల యొక్క సాధారణ లక్షణాలు, స్పర్శకు సబ్బు, సూచికల రంగులో మార్పులు మొదలైనవి, హైడ్రాక్సైడ్ అయాన్లు OH ఉనికితో సంబంధం కలిగి ఉంటాయి - వాటి ద్రావణాలలో, మరియు లవణాల లక్షణాలు వాటి ద్రావణంలో కుళ్ళిపోవడంతో సంబంధం కలిగి ఉంటాయి. లోహ (లేదా అమ్మోనియం) కాటయాన్స్ మరియు ఆమ్ల అవశేషాల అయాన్లు.
విద్యుద్విశ్లేషణ డిస్సోసియేషన్ సిద్ధాంతం ప్రకారం ఎలక్ట్రోలైట్స్ యొక్క సజల ద్రావణాలలో అన్ని ప్రతిచర్యలు అయాన్ల మధ్య ప్రతిచర్యలు. ఇది ఎలక్ట్రోలైట్ ద్రావణాలలో అనేక రసాయన ప్రతిచర్యల యొక్క అధిక వేగానికి కారణమవుతుంది.
అయాన్ల మధ్య సంభవించే ప్రతిచర్యలు అంటారు అయానిక్ ప్రతిచర్యలు, మరియు ఈ ప్రతిచర్యల సమీకరణాలు అయానిక్ సమీకరణాలు.
సజల ద్రావణాలలో అయాన్ మార్పిడి ప్రతిచర్యలు సంభవించవచ్చు:
1. తిరుగులేని, ముగింపు వరకు.
2. రివర్సబుల్, అంటే, రెండు వ్యతిరేక దిశలలో ఏకకాలంలో ప్రవహించడం. అయాన్లు ఒకదానితో ఒకటి కలిసి పదార్ధాలను ఏర్పరచినప్పుడు ద్రావణాలలో బలమైన ఎలక్ట్రోలైట్ల మధ్య మార్పిడి ప్రతిచర్యలు పూర్తవుతాయి లేదా ఆచరణాత్మకంగా తిరిగి పొందలేవు:
ఎ) కరగని;
బి) తక్కువ డిస్సోసియేటింగ్ (బలహీనమైన ఎలక్ట్రోలైట్స్);
సి) వాయువు.
పరమాణు మరియు సంక్షిప్త అయానిక్ సమీకరణాల యొక్క కొన్ని ఉదాహరణలు ఇక్కడ ఉన్నాయి:
ప్రతిచర్య తిరుగులేనిది, ఎందుకంటే దాని ఉత్పత్తులలో ఒకటి కరగని పదార్థం.
తటస్థీకరణ ప్రతిచర్య కోలుకోలేనిది, తక్కువ-విచ్ఛేద పదార్ధం ఏర్పడినందున - నీరు.
ప్రతిచర్య తిరుగులేనిది, ఎందుకంటే CO 2 వాయువు మరియు తక్కువ-విచ్ఛేద పదార్ధం - నీరు - ఏర్పడతాయి.
ప్రారంభ పదార్ధాలలో మరియు ప్రతిచర్య ఉత్పత్తులలో బలహీనమైన ఎలక్ట్రోలైట్లు లేదా పేలవంగా కరిగే పదార్థాలు ఉంటే, అటువంటి ప్రతిచర్యలు రివర్సిబుల్, అనగా అవి పూర్తికావు.
రివర్సిబుల్ ప్రతిచర్యలలో, సమతౌల్యం కనీసం కరిగే లేదా తక్కువ విడదీయబడిన పదార్ధాల నిర్మాణం వైపు మారుతుంది.
ఉదాహరణకి:
సమతౌల్యత బలహీనమైన ఎలక్ట్రోలైట్ ఏర్పడే దిశగా మారుతుంది - H 2 O. అయినప్పటికీ, అటువంటి ప్రతిచర్య పూర్తికాదు: ఎసిటిక్ ఆమ్లం మరియు హైడ్రాక్సైడ్ అయాన్ల యొక్క విడదీయబడని అణువులు ద్రావణంలో ఉంటాయి.
ప్రారంభ పదార్ధాలు బలమైన ఎలక్ట్రోలైట్స్ అయితే, పరస్పర చర్యపై కరగని లేదా కొద్దిగా విడదీసే పదార్థాలు లేదా వాయువులను ఏర్పరచకపోతే, అటువంటి ప్రతిచర్యలు జరగవు: పరిష్కారాలు కలిపినప్పుడు, అయాన్ల మిశ్రమం ఏర్పడుతుంది.
పరీక్ష కోసం రిఫరెన్స్ మెటీరియల్:
మెండలీవ్ టేబుల్
ద్రావణీయత పట్టిక
పని యొక్క లక్ష్యం. ఎలక్ట్రోలైట్ ద్రావణాలలో సంభవించే ప్రతిచర్యల కోసం పరమాణు మరియు అయానిక్ సమీకరణాలను రూపొందించడంలో నైపుణ్యాలను పొందండి. అయానిక్ ప్రతిచర్యల దిశను నిర్ణయించడం నేర్చుకోండి.
కొన్ని పదార్ధాలు నీటిలో (లేదా ఇతర ధ్రువ ద్రావకాలు) కరిగిపోయినప్పుడు, ద్రావణి అణువుల ప్రభావంతో, పదార్ధం యొక్క అణువులు అయాన్లుగా విడిపోతాయి. ఈ ప్రక్రియ ఫలితంగా, ద్రావణంలో ద్రావకం మరియు ద్రావణ అణువులు మాత్రమే కాకుండా, ఫలిత అయాన్లు కూడా ఉంటాయి. నీటిలో లేదా ఇతర ధ్రువ ద్రావకాలలో కరిగిపోయినప్పుడు, అయాన్లుగా విడదీసే పదార్థాల పరిష్కారాలను ఎలక్ట్రోలైట్స్ అంటారు.
ధ్రువ ద్రావకం అణువుల ప్రభావంతో కరిగిన పదార్ధం (ఎలక్ట్రోలైట్) యొక్క అణువులను అయాన్లుగా విడదీసే ప్రక్రియను ఎలక్ట్రోలైటిక్ డిస్సోసియేషన్ అంటారు.
ఎలక్ట్రోలైట్ సొల్యూషన్స్ అయానిక్ ఎలక్ట్రికల్ కండక్టివిటీని కలిగి ఉంటాయి (అయాన్లు విద్యుత్ ఛార్జీల బదిలీలో పాల్గొంటాయి) మరియు రెండవ రకమైన కండక్టర్లు.
అయాన్లలోకి కరిగిన పదార్ధం యొక్క కుళ్ళిపోయే ప్రక్రియ యొక్క పరిమాణాత్మక లక్షణం విద్యుద్విశ్లేషణ విచ్ఛేదనం యొక్క డిగ్రీ - α. డిస్సోసియేషన్ డిగ్రీ అనేది ఒక ద్రావణంలో (n) అయాన్లుగా విభజించబడిన కరిగిన పదార్ధం యొక్క అణువుల సంఖ్య యొక్క మొత్తం కరిగిన అణువుల సంఖ్యకు (N) నిష్పత్తి:
విద్యుద్విశ్లేషణ డిస్సోసియేషన్ యొక్క డిగ్రీ ప్రయోగాత్మకంగా నిర్ణయించబడుతుంది మరియు యూనిట్ యొక్క భిన్నాలలో లేదా శాతంగా వ్యక్తీకరించబడుతుంది. ఎలక్ట్రోలైట్ డిస్సోసియేషన్ యొక్క డిగ్రీ ఎలక్ట్రోలైట్, ఏకాగ్రత మరియు ఉష్ణోగ్రత యొక్క స్వభావంపై ఆధారపడి ఉంటుంది.
మోలార్ కాన్-తో ఒక ద్రావణంలో ఎలక్ట్రోలైట్ యొక్క డిస్సోసియేషన్ డిగ్రీ ప్రకారం
0.1 mol/l (0.1 N)కి సమానమైన గాఢత, పరిష్కారాలు షరతులతో కూడినవి
అవి మూడు సమూహాలుగా విభజించబడ్డాయి: బలమైన, బలహీనమైన మరియు మధ్యస్థ ఎలక్ట్రోలైట్స్. లోపల ఉంటే
0.1 n. ఎలక్ట్రోలైట్ ద్రావణంలో α > 0.3 (30 \%) ఎలక్ట్రోలైట్ బలమైన ఎలక్ట్రోలైట్‌గా పరిగణించబడుతుంది, α ≤ 0.03 (3 \%) బలహీనమైన ఎలక్ట్రోలైట్‌గా పరిగణించబడుతుంది. డిస్సోసియేషన్ డిగ్రీ యొక్క ఇంటర్మీడియట్ విలువలతో ఎలక్ట్రోలైట్లు సగటుగా పరిగణించబడతాయి.
ద్రావకం నీరు అయితే బలమైన ఎలక్ట్రోలైట్లు
- ఆమ్లాలు: HNO3, H2SO4, HCNS, HCl, HClO3, HClO4, HBr, HBrO3, HBrO4, HI, HIO3 HMnO4, H2SeO4, HReO4, HTcO4; అలాగే యాసిడ్లు Н2СrO4, H4P2O7, H2S2O6, ఇది డిస్సోసియేషన్ యొక్క మొదటి దశలో బలంగా ఉంటుంది, అనగా, మొదటి H+ అయాన్ తొలగించబడినప్పుడు;
– స్థావరాలు: క్షార హైడ్రాక్సైడ్లు (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr) మరియు ఆల్కలీన్ ఎర్త్ లోహాలు (Ca, Sr, Ba, Ra): LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH, FrOH, Ca(OH)2 , Ba(OH)2, Sr(OH)2; రా(OH)2; అలాగే TlOH;
- చాలా లవణాలు. మినహాయింపు: Fe(SCN)3, Mg(CN)2, HgCl2, Hg(CN)2.
బలహీనమైన ఎలక్ట్రోలైట్లు ఉన్నాయి:
– ఆమ్లాలు: H2CO3, HClO, H2S, H3BO3, HCN, H2SO3, H2SiO3, CH3COOH, HCOOH, H2C2O4, మొదలైనవి (అనుబంధం, టేబుల్ 2);
– స్థావరాలు (p- మరియు d-మూలకాలు): Be(OH)2, Mg(OH)2, Fe(OH)2, Zn(OH)2; అమ్మోనియం హైడ్రాక్సైడ్ NH4OH, అలాగే సేంద్రీయ స్థావరాలు - అమిన్స్ (CH3NH2) మరియు ఆంఫోలైట్స్ (H3N+CH2COOˉ).
నీరు చాలా బలహీనమైన ఎలక్ట్రోలైట్ (H2O) α = 2·10-9, అనగా.
నీటి అణువులు ఒకదానితో ఒకటి అణువుల పరస్పర చర్య కారణంగా అయాన్లుగా కూడా విచ్ఛిన్నమవుతాయి.
బలమైన ఎలెక్ట్రోలైట్స్ అనేది నీటిలో కరిగిపోయినప్పుడు, పూర్తిగా అయాన్లుగా విడదీయబడిన పదార్థాలు, అంటే దాదాపు పూర్తిగా విడదీయబడతాయి. ఎలక్ట్రోలైట్ అణువులోని అయాన్ల మధ్య బంధం నీటి అణువుల చర్యలో విచ్ఛిన్నమైన తర్వాత, ఫలితంగా అయాన్లు నీటి అణువులతో తమను తాము చుట్టుముట్టాయి మరియు అందువల్ల ద్రావణంలో హైడ్రేటెడ్ స్థితిలో ఉంటాయి. అయాన్ల ఆర్ద్రీకరణను పరిగణనలోకి తీసుకుని, విద్యుద్విశ్లేషణ డిస్సోసియేషన్ సమీకరణాన్ని ఈ క్రింది విధంగా వ్రాయవచ్చు:
|
|
బలమైన ఎలక్ట్రోలైట్ కోసం డిస్సోసియేషన్ సమీకరణం సరళీకృత పద్ధతిలో వ్రాయబడింది,
ఉదాహరణకి:
NaCl → Na+ + Clˉ;
HNO3 → H+ + NO3ˉ;
Ba(OH)2 → Ba2+ + 2OHˉ
బలహీనమైన ఎలక్ట్రోలైట్లు నీటిలో కరిగినప్పుడు, పాక్షికంగా అయాన్లుగా విడిపోయే పదార్థాలను కలిగి ఉంటాయి. అయాన్ల మధ్య సమతౌల్యం ఏర్పడుతుంది, దీని ద్రావణంలో ఏకాగ్రత తక్కువగా ఉంటుంది మరియు వాస్తవానికి ఇప్పటికే ఉన్న అనుబంధించబడని అణువులు:
CH3COOH ⇄ CH3COOˉ + H+; H2O ⇄ H+ + OHˉ.
ఈ సంజ్ఞామానం అంటే పరిష్కారంలో రెండు విషయాలు ఏకకాలంలో జరుగుతాయి.
ప్రక్రియ: అయాన్లుగా అణువుల విచ్ఛిన్నం మరియు అయాన్ల నుండి అణువులు ఏర్పడటం. బలహీనమైన ఎలక్ట్రోలైట్ల ద్రావణాలలో సమతౌల్యం ప్రారంభ ఉత్పత్తుల వైపుకు మార్చబడుతుంది, కాబట్టి ద్రావణంలో బలహీనమైన ఎలక్ట్రోలైట్లు ప్రధానంగా అణువుల రూపంలో ఉంటాయి.
ఎలక్ట్రోలైట్ ద్రావణాల యొక్క రసాయన లక్షణాలు ద్రావణంలో ఉన్న అయాన్లు మరియు అణువుల లక్షణాలపై ఆధారపడి ఉంటాయి. ఎలక్ట్రోలైట్ ద్రావణాలలో అయాన్లు మరియు అణువుల మధ్య ప్రతిచర్యల దిశ పేలవంగా కరిగే పదార్థాలు లేదా బలహీనమైన ఎలక్ట్రోలైట్స్ ఏర్పడే అవకాశం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. ప్రతిచర్య పేలవంగా కరిగే పదార్ధం లేదా బలహీనమైన ఎలక్ట్రోలైట్ ఏర్పడటానికి దారితీయకపోతే, అటువంటి ప్రతిచర్య కొనసాగదు. ఉదాహరణకు, సోడియం నైట్రేట్ మరియు పొటాషియం క్లోరైడ్ ద్రావణాలను విలీనం చేసినప్పుడు, ప్రతిచర్య జరగదు, ఎందుకంటే మార్పిడి ప్రతిచర్య ద్రావణంలోని అయాన్ల నుండి పేలవంగా కరిగే పదార్ధం లేదా బలహీనమైన ఎలక్ట్రోలైట్‌ను ఏర్పరచదు. ఈ లవణాలు బలమైన ఎలెక్ట్రోలైట్స్ మరియు నీటిలో బాగా కరుగుతాయి, కాబట్టి పరిష్కారం కలిగి ఉంటుంది
ఈ అయాన్ల మిశ్రమం:
Na+ + NO3ˉ + K+ + Clˉ,
వీటిలో అసలు పదార్థాలు ఉంటాయి. అందువల్ల, ఈ సందర్భంలో మార్పిడి ప్రతిచర్య యొక్క పరమాణు సమీకరణాన్ని వ్రాయడం అసాధ్యం
NaNO3 + KCl ≠ KNO3 + NaCl.
ద్రావణంలో సంభవించే ప్రతిచర్యను ఇలా సూచించవచ్చు:
పరమాణు ప్రతిచర్య సమీకరణం;
అయాన్-మాలిక్యులర్ సమీకరణం (పూర్తి లేదా సంక్షిప్త).
విడదీయబడని పదార్ధాల సూత్రాలను మాత్రమే కలిగి ఉన్న ప్రతిచర్య సమీకరణాన్ని పరమాణు సమీకరణం అంటారు. సమీకరణం యొక్క పరమాణు రూపం ప్రతిచర్యలో ఏ పదార్థాలు మరియు ఏ పరిమాణంలో పాల్గొంటున్నాయో చూపిస్తుంది. ఈ ప్రతిచర్యకు సంబంధించిన అవసరమైన గణనలను చేయడానికి ఇది మిమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది. విడదీయబడని బలహీనమైన ఎలక్ట్రోలైట్లు మరియు బలమైన ఎలక్ట్రోలైట్ల అయాన్ల సూత్రాలను కలిగి ఉన్న సమీకరణాన్ని పూర్తి అయానిక్ లేదా అయాన్-మాలిక్యులర్ రియాక్షన్ సమీకరణం అంటారు.
అయానిక్-మాలిక్యులర్ రియాక్షన్ సమీకరణం యొక్క ఎడమ మరియు కుడి వైపులా ఒకే ఉత్పత్తులను తగ్గించడం ద్వారా, మేము సంక్షిప్త లేదా సంక్షిప్త అయానిక్ ప్రతిచర్య సమీకరణాన్ని పొందుతాము. ప్రతిచర్య యొక్క ఎడమ మరియు కుడి వైపులా ఒకే విధమైన పదార్ధాలు (అయాన్లు లేదా అణువులు) లేని అయానిక్ సమీకరణాన్ని ప్రతిచర్య యొక్క సంక్షిప్త లేదా చిన్న అయానిక్ సమీకరణం అంటారు. ఈ సమీకరణం జరుగుతున్న ప్రతిచర్య యొక్క సారాన్ని ప్రతిబింబిస్తుంది.
అయానిక్ ప్రతిచర్య సమీకరణాలను వ్రాసేటప్పుడు, మీరు గుర్తుంచుకోవాలి:
1) బలమైన ఎలక్ట్రోలైట్లను ప్రత్యేక భాగాల రూపంలో వ్రాయాలి
వాటి అయాన్లు;
2) బలహీనమైన ఎలక్ట్రోలైట్లు మరియు పేలవంగా కరిగే పదార్థాలు వ్రాయబడాలి
అణువుల రూపంలో పోయాలి.
ఉదాహరణగా, ఆమ్లంతో సోడా యొక్క పరస్పర చర్యను పరిగణించండి. ప్రతిచర్య యొక్క పరమాణు సమీకరణంలో, ప్రారంభ పదార్థాలు మరియు ప్రతిచర్య ఉత్పత్తులు అణువుల రూపంలో వ్రాయబడతాయి:
Na2CO3 + H2SO4 = Na2SO4 + CO2 + H2O.
ఒక సజల ద్రావణంలో, ఎలక్ట్రోలైట్ అణువులను పరిగణనలోకి తీసుకుంటే
com అయాన్లుగా కుళ్ళిపోతుంది, ఈ ప్రతిచర్య యొక్క పూర్తి అయానిక్ సమీకరణం రూపాన్ని కలిగి ఉంటుంది
CO2-అయానిక్ సమీకరణంలో, బలహీనమైన ఎలక్ట్రోలైట్లు, వాయువులు మరియు పేలవంగా కరిగే పదార్థాలు అణువులుగా వ్రాయబడ్డాయి. పదార్ధం యొక్క సూత్రం వద్ద ↓ గుర్తు అంటే ఈ పదార్ధం రూపంలో ప్రతిచర్య గోళం నుండి తీసివేయబడుతుంది
అవక్షేపం, మరియు సంకేతం పదార్ధం ప్రతిచర్య గోళం నుండి వాయువు రూపంలో తొలగించబడిందని సూచిస్తుంది.
అణువులు పూర్తిగా అయాన్లుగా (బలమైన ఎలక్ట్రోలైట్లు) విడదీసే పదార్థాలు అయాన్లుగా వ్రాయబడతాయి. సమీకరణం యొక్క ఎడమ వైపున ఉన్న విద్యుత్ ఛార్జీల మొత్తం తప్పనిసరిగా కుడి వైపున ఉన్న విద్యుత్ ఛార్జీల మొత్తానికి సమానంగా ఉండాలి.
అయానిక్ సమీకరణాలను వ్రాసేటప్పుడు, నీటిలో ఆమ్లాలు, స్థావరాలు మరియు లవణాల ద్రావణీయత పట్టిక ద్వారా మార్గనిర్దేశం చేయబడాలి, అనగా, కారకాలు మరియు ఉత్పత్తుల యొక్క ద్రావణీయతను తనిఖీ చేయండి, సమీకరణాలలో దీనిని గమనించండి, అలాగే విచ్ఛేదనం స్థిరాంకాల పట్టిక. బలహీనమైన ఎలక్ట్రోలైట్స్ (అనుబంధం, పట్టిక. 1 మరియు 2). కొన్ని అయాన్-మాలిక్యులర్ సమీకరణాలను వ్రాసే ఉదాహరణలను చూద్దాం.
ఉదాహరణ 1. పేలవంగా మరియు పేలవంగా కరిగే సమ్మేళనాల నిర్మాణం (అవక్షేపం).
a) బేరియం సల్ఫేట్ ఏర్పడటం
ప్రతిచర్య యొక్క పరమాణు సమీకరణం:
BaCl2 + Na2SO4 = BaSO4↓ + 2NaCl.
పూర్తి అయానిక్ (అయానిక్-మాలిక్యులర్) ప్రతిచర్య సమీకరణం:
Ba2+ + 2Clˉ + 2Na+ + SO4 ˉ = BaSO4↓ + 2Na
CO2-CO2 + H2O (సంక్షిప్త అయానిక్ సమీకరణం).
ఉదాహరణ 3. బలహీనమైన ఎలక్ట్రోలైట్ ఏర్పడటం.
2Na+ + 2OH– +2H+ + SO 2–(పూర్తి అయానిక్ సమీకరణం)
2OH– + 2H+ = 2H2O (సంక్షిప్త అయానిక్ సమీకరణం).
బలమైన ఆధారంతో బలమైన ఆమ్లం యొక్క తటస్థీకరణ యొక్క ప్రతిచర్య హైడ్రాక్సైడ్ అయాన్లతో హైడ్రోజన్ అయాన్ల పరస్పర చర్యకు తగ్గించబడుతుంది;
బి) బలహీన ఆమ్లం:
2NaNO2 + H2SO4 = 2HNO2 + Na2SO4 (పరమాణు సమీకరణం)
NH+(పూర్తి అయానిక్ సమీకరణం)
NH4OH (చిన్న అయానిక్ సమీకరణం).
బలమైన స్థావరాలు వాటి లవణాల నుండి బలహీనమైన స్థావరాలను స్థానభ్రంశం చేస్తాయి.
ఉదాహరణ 4. ప్రారంభ సమ్మేళనాలు మరియు ప్రతిచర్య ఉత్పత్తులలో బలహీనమైన ఎలక్ట్రోలైట్ లేదా పేలవంగా కరిగే పదార్ధం ఉన్నప్పుడు, అప్పుడు సమీకరణం ఉపయోగిస్తుంది -
బ్యాలెన్స్ గుర్తు "⇄" ఉంది. ప్రతిచర్యలో సమతౌల్యం బలహీనమైన ఎలక్ట్రోలైట్ లేదా కొద్దిగా కరిగే పదార్ధం వైపు మారుతుంది, ఇది సూచించబడుతుంది
చిహ్నం (↷)..
a) CH3COOH + NaOH ⇄ CH3COONa + H2O
CH3COOH + OHˉ ⇄ CH3COOˉ + H2O (↷).
ప్రతిచర్య ఫలితంగా, బలహీనమైన ఎలక్ట్రోలైట్ ఏర్పడుతుంది - నీరు. సమానం-
ఇది ప్రత్యక్ష ప్రతిచర్య వైపు మళ్లుతుంది.
బి) CaSO4↓ + Na2CO3 ⇄ CaCO3↓ + Na2SO4;
|
|
⇄ CaCO3↓ + 2 Na+
ప్రతిచర్య ఫలితంగా, తక్కువ కరిగే ఉప్పు ఏర్పడుతుంది - కాల్షియం కార్బోనేట్.
tion సమతౌల్యం ఫార్వర్డ్ రియాక్షన్ వైపు మారుతుంది.
ఉదాహరణ 5. ప్రతిచర్యకు సాధ్యమయ్యే మూడు పరమాణు సమీకరణాలను వ్రాయండి,
సంక్షిప్త అయానిక్ సమీకరణానికి అనుగుణంగా: CH3COO– + H+ = CH3COOH.
పరిష్కారం. అయానిక్ సమీకరణం యొక్క ఎడమ వైపు ఉచిత అయాన్లు CH3COO– మరియు H+ చూపిస్తుంది. ఏదైనా కరిగే బలమైన ఎలక్ట్రోలైట్ల విచ్ఛేదనం సమయంలో ఈ అయాన్లు ఏర్పడతాయి. CH3COO– అయాన్లు విచ్ఛేదనం సమయంలో ఏర్పడతాయి, ఉదాహరణకు, లవణాలు KCH3COO, NaCH3COO, Mg (CH3COO)2; దాతలు
కొత్త H+ ఏదైనా బలమైన ఆమ్లం కావచ్చు. పరమాణు ప్రతిచర్య సమీకరణాలు,
ఈ పరమాణు-అయానిక్ సమీకరణం దీనికి అనుగుణంగా ఉంటుంది:
1. KCH3COO + HCl = CH3COOH + KCl;
2. NaCH3COO + HNO3 = CH3COOH + NaNO3;
3. Mg(CH3COO)2 + H2SO4 = 2 CH3COOH + MgSO4.
ముందస్తు భద్రతా చర్యలు
1. ఆమ్లాలు మరియు ఆల్కాలిస్ యొక్క పరిష్కారాలతో పనిచేసేటప్పుడు ప్రత్యేక శ్రద్ధ వహించండి, వాటిని చర్మం మరియు దుస్తులతో పరిచయం చేయడానికి అనుమతించవద్దు.
2. ప్రయోగం సమయంలో విషపూరిత వాయు ఉత్పత్తిని విడుదల చేస్తే, వెంటిలేషన్ నడుస్తున్న ఫ్యూమ్ హుడ్‌లో ప్రయోగాన్ని నిర్వహించాలని నిర్ధారించుకోండి.
3. విష లవణాలు మరియు వాటి పరిష్కారాలతో (బేరియం లవణాలు, క్రోమియం, రాగి మొదలైనవి) పని చేస్తున్నప్పుడు జాగ్రత్తగా ఉండండి.
విద్యుద్విశ్లేషణ విచ్ఛేదనం ధ్రువ ద్రావకం అణువుల ప్రభావంతో ఎలక్ట్రోలైట్ అణువులను అయాన్లుగా కుళ్ళిపోయే ప్రక్రియ.
ఎలక్ట్రోలైట్స్- ఇవి కరుగుతున్న లేదా సజల ద్రావణాలు విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని నిర్వహించే పదార్థాలు. వీటిలో ఆమ్లాలు, కరుగుతుంది మరియు క్షారాలు మరియు లవణాల పరిష్కారాలు ఉన్నాయి. నాన్-ఎలక్ట్రోలైట్స్- ఇవి విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని నిర్వహించని పదార్థాలు. వీటిలో అనేక సేంద్రీయ పదార్థాలు ఉన్నాయి.
దాదాపు పూర్తిగా అయాన్లుగా విడిపోయే ఎలక్ట్రోలైట్స్ అంటారు బలమైన;అయాన్లుగా పాక్షికంగా విడదీసే ఎలక్ట్రోలైట్లను అంటారు బలహీనమైన.డిస్సోసియేషన్ యొక్క సంపూర్ణతను లెక్కించడానికి, డిస్సోసియేషన్ డిగ్రీ యొక్క భావన పరిచయం చేయబడింది. డిస్సోసియేషన్ డిగ్రీఎలక్ట్రోలైట్ అనేది ద్రావణంలోని మొత్తం అణువుల సంఖ్యకు అయాన్లుగా విభజించబడిన అణువుల సంఖ్య యొక్క నిష్పత్తి.
సాధారణంగా డిస్సోసియేషన్ డిగ్రీ ( α ) యూనిట్ లేదా % యొక్క భిన్నాలలో వ్యక్తీకరించబడతాయి:
ఎక్కడ n- విద్యుద్విశ్లేషణ డిస్సోసియేషన్కు గురైన కణాల సంఖ్య;
n 0 - ద్రావణంలోని మొత్తం కణాల సంఖ్య.
బలమైన ఎలక్ట్రోలైట్స్ - దాదాపు అన్ని లవణాలు, కరిగే స్థావరాలు ( NaOH, KOH, బా(ఓహ్) 2 మొదలైనవి), అకర్బన ఆమ్లాలు ( హెచ్ 2 SO 4 , HCl, HNO 3 , HBr, HI మరియు మొదలైనవి) .
బలహీనమైన ఎలక్ట్రోలైట్స్- కరగని స్థావరాలు మరియు ఎన్.హెచ్. 4 ఓహ్, అకర్బన ఆమ్లాలు ( హెచ్ 2 CO 3, , హెచ్ 2 ఎస్, HNO 2, హెచ్ 3 పి.ఓ. 4 మొదలైనవి), సేంద్రీయ ఆమ్లాలు మరియు నీరు హెచ్ 2 ఓ.
బలమైన ఎలక్ట్రోలైట్లు దాదాపు పూర్తిగా అయాన్లుగా విడదీయబడతాయి (అనగా, విచ్ఛేదనం ప్రక్రియ తిరిగి పొందలేనిది) మరియు ఒక దశలో:
HCl = H + + Cl – హెచ్ 2 SO 4 = 2H + + SO 4 2–
బలహీనమైన ఎలక్ట్రోలైట్లు పాక్షికంగా విడదీయబడతాయి (అనగా డిస్సోసియేషన్ ప్రక్రియ రివర్సబుల్) మరియు దశలవారీగా . ఉదాహరణకు, పాలీబాసిక్ ఆమ్లాల కోసం, ప్రతి దశలో ఒక హైడ్రోజన్ అయాన్ సంగ్రహించబడుతుంది:
1. హెచ్ 2 SO 3 ⇄ హెచ్ + +HSO 3 - 2. HSO 3 - ⇄ హెచ్ + + SO 3 2-
అందువల్ల, పాలియాసిడ్ ఆమ్లాల దశల సంఖ్య యాసిడ్ యొక్క ప్రాథమికత (హైడ్రోజన్ అయాన్ల సంఖ్య) ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది మరియు పాలియాసిడ్ స్థావరాల దశల సంఖ్య బేస్ యొక్క ఆమ్లత్వం (లేదా హైడ్రాక్సిల్ సమూహాల సంఖ్య) ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. : ఎన్.హెచ్. 4
ఓహ్
⇄
ఎన్.హెచ్. 4
+
+
ఓహ్ –
.
విద్యుద్విశ్లేషణ విచ్ఛేదనం ప్రక్రియ వ్యవస్థలో రసాయన సమతౌల్య స్థితిని స్థాపించడంతో ముగుస్తుంది, ఇది సమతౌల్య స్థిరాంకం ద్వారా వర్గీకరించబడుతుంది: 
విద్యుద్విశ్లేషణ డిస్సోసియేషన్ ప్రక్రియ యొక్క సమతౌల్య స్థిరాంకాన్ని డిస్సోసియేషన్ స్థిరాంకం అంటారు - TO డి. డిస్సోసియేషన్ స్థిరాంకం ఎలక్ట్రోలైట్ యొక్క స్వభావం, ద్రావకం యొక్క స్వభావం మరియు ఉష్ణోగ్రతపై ఆధారపడి ఉంటుంది, కానీ ఎలక్ట్రోలైట్ యొక్క ఏకాగ్రతపై ఆధారపడి ఉండదు.
మధ్య TO డిమరియు α పరిమాణాత్మక సంబంధం ఉంది:
(13)
సంబంధాన్ని (13) ఓస్ట్వాల్డ్ డైల్యూషన్ లా అంటారు: ద్రావణం యొక్క పలుచనతో బలహీనమైన ఎలక్ట్రోలైట్ యొక్క డిస్సోసియేషన్ స్థాయి పెరుగుతుంది.
బలహీనమైన ఎలక్ట్రోలైట్ల కోసం, ఎప్పుడు α 1, TO డి = α 2 తో.
నీరు బలహీనమైన ఎలక్ట్రోలైట్, కాబట్టి ఇది రివర్స్‌గా విడదీస్తుంది:
హెచ్ 2 ఓ ⇄ హెచ్ + + ఓహ్ – ∆ హెచ్= +56.5 kJ/mol
నీటి విచ్ఛేదన స్థిరాంకం: 
నీటి డిస్సోసియేషన్ డిగ్రీ చాలా చిన్నది (ఇది చాలా బలహీనమైన ఎలక్ట్రోలైట్). నీరు ఎక్కువగా ఉన్నందున, దాని ఏకాగ్రత స్థిరంగా పరిగణించబడుతుంది మరియు ఉంటుంది 
, అప్పుడు
TO డి [ హెచ్ 2 ఓ] = [ హెచ్ + ]∙[ ఓహ్ - ] = 55,6∙1,8∙10 -16 = 10 -14
[ హెచ్ + ]∙[ ఓహ్ - ] = 10 -14 = కె W- నీటి అయానిక్ ఉత్పత్తి
నీటిలో హైడ్రోజన్ కాటయాన్స్ మరియు హైడ్రాక్సైడ్ అయాన్ల సాంద్రతలు సమానంగా ఉంటాయి కాబట్టి: [
హెచ్ +
]
= [
ఓహ్ -
]
=
.
నీటిలో ఇతర పదార్ధాలను (యాసిడ్లు, క్షారాలు, లవణాలు) కరిగించడం అయాన్ల గాఢతను మారుస్తుంది ఎన్ + లేదా అతను – , మరియు వాటి ఉత్పత్తి ఎల్లప్పుడూ స్థిరంగా ఉంటుంది మరియు T = 25 0 C వద్ద 10 -14కి సమానంగా ఉంటుంది. అయాన్ గాఢత ఎన్ + ద్రావణం యొక్క ఆమ్లత్వం లేదా క్షారత యొక్క కొలతగా ఉపయోగపడుతుంది. సాధారణంగా, హైడ్రోజన్ సూచిక ఈ ప్రయోజనం కోసం ఉపయోగించబడుతుంది: pH = - lg[ హెచ్ + ]. ఈ విధంగా, pH విలువహైడ్రోజన్ అయాన్ల సాంద్రత యొక్క దశాంశ సంవర్గమానం, వ్యతిరేక సంకేతంతో తీసుకోబడుతుంది.
హైడ్రోజన్ అయాన్ల సాంద్రతపై ఆధారపడి, మూడు వాతావరణాలు వేరు చేయబడతాయి.
IN తటస్థపర్యావరణం [ హెచ్ + ] = [ ఓహ్ - ]= 10 -7 mol/l, pH= –lg 10 -7 = 7 . ఈ వాతావరణం స్వచ్ఛమైన నీరు మరియు తటస్థ పరిష్కారాలు రెండింటికీ విలక్షణమైనది. IN పులుపుపరిష్కారాలు [ హెచ్ + ] > 10 -7 mol/l, pH< 7 . ఆమ్ల వాతావరణంలో pHలోపల మారుతూ ఉంటుంది 0 < рН < 7 . IN ఆల్కలీన్పరిసరాలు [ హెచ్ + ] < [ОН – ] మరియు [ హెచ్ + ] < 10 -7 mol/l, అందుకే, pH > 7. pH మార్పు పరిమితులు: 7 < рН < 14 .
అయాన్ మార్పిడి ప్రతిచర్యలు (RIO)- ఇవి ఎలక్ట్రోలైట్స్ యొక్క సజల ద్రావణాలలో సంభవించే అయాన్ల మధ్య ప్రతిచర్యలు. మార్పిడి ప్రతిచర్యల యొక్క విలక్షణమైన లక్షణం: ప్రతిచర్య పదార్ధాలను తయారు చేసే మూలకాలు వాటి ఆక్సీకరణ స్థితిని మార్చవు. అయాన్ మార్పిడి ప్రతిచర్యలు కోలుకోలేని ప్రతిచర్యలు మరియు సంభవిస్తాయి అని ఇచ్చారు: 1) కొద్దిగా కరిగే పదార్ధం ఏర్పడటం, 2) వాయు పదార్ధం విడుదల, 3) బలహీనమైన ఎలక్ట్రోలైట్ ఏర్పడటం.
RIO సమయంలో, వ్యతిరేక చార్జ్ చేయబడిన అయాన్లు బంధించబడతాయి మరియు ప్రతిచర్య గోళం నుండి తీసివేయబడతాయి. అయాన్ మార్పిడి ప్రతిచర్యల యొక్క సారాంశం అయానిక్ సమీకరణాలను ఉపయోగించి వ్యక్తీకరించబడుతుంది, ఇది పరమాణు వాటిలా కాకుండా, ప్రతిచర్యలో నిజమైన పాల్గొనేవారిని చూపుతుంది. అయానిక్ సమీకరణాలను కంపోజ్ చేస్తున్నప్పుడు, కొద్దిగా విడదీసే, కొద్దిగా కరిగే (అవక్షేపించే) మరియు వాయు పదార్థాలు పరమాణు రూపంలో వ్రాయబడిందనే వాస్తవం ద్వారా మార్గనిర్దేశం చేయాలి. బలమైన కరిగే ఎలక్ట్రోలైట్లు అయాన్లుగా వ్రాయబడ్డాయి. అందువల్ల, అయానిక్ సమీకరణాలను వ్రాసేటప్పుడు, నీటిలో లవణాలు మరియు స్థావరాల యొక్క ద్రావణీయత పట్టికను ఉపయోగించడం అవసరం.
జలవిశ్లేషణ- ఇది నీటి అణువులతో ఉప్పు అయాన్ల పరస్పర చర్య, ఇది తక్కువ-విచ్ఛేద సమ్మేళనాలు ఏర్పడటానికి దారితీస్తుంది; అయాన్ మార్పిడి ప్రతిచర్యల యొక్క ప్రత్యేక సందర్భం. దీని ద్వారా ఏర్పడిన లవణాలు:
బలహీన ఆమ్లం మరియు బలమైన బేస్ ( NaCH 3 COO, నా 2 CO 3 , నా 2 ఎస్, );
బలహీనమైన బేస్ మరియు బలమైన ఆమ్లం ( ఎన్.హెచ్. 4 Cl, FeCl 3 , AlCl 3 ,);
బలహీనమైన బేస్ మరియు బలహీన ఆమ్లం ( ఎన్.హెచ్. 4 CN, ఎన్.హెచ్. 4 CH 3 COO).
బలమైన ఆమ్లం మరియు బలమైన బేస్ ద్వారా ఏర్పడిన లవణాలు జలవిశ్లేషణకు గురికావు: నా 2 SO 4 , BaCl 2 , NaCl, NaJమొదలైనవి
లవణాల జలవిశ్లేషణ అయాన్ సాంద్రతలను పెంచుతుంది ఎన్ + లేదా అతను – . ఇది నీటి యొక్క అయానిక్ సమతుల్యతలో మార్పుకు దారితీస్తుంది మరియు ఉప్పు యొక్క స్వభావాన్ని బట్టి, ద్రావణానికి ఆమ్ల లేదా ఆల్కలీన్ వాతావరణాన్ని అందిస్తుంది (సమస్య పరిష్కారానికి ఉదాహరణలు చూడండి).
పాఠం 9 10వ తరగతి(అధ్యయనం మొదటి సంవత్సరం)
విద్యుద్విశ్లేషణ డిస్సోసియేషన్ సిద్ధాంతం. అయాన్ మార్పిడి ప్రతిచర్యల ప్రణాళిక
1. ఎలక్ట్రోలైట్స్ మరియు నాన్-ఎలక్ట్రోలైట్స్.
2. ఎలెక్ట్రోలైటిక్ డిస్సోసియేషన్ (ED) సిద్ధాంతం S.A. అర్హేనియస్ ద్వారా.
3. అయానిక్ మరియు సమయోజనీయ ధ్రువ బంధాలతో ఎలెక్ట్రోలైట్స్ యొక్క విద్యుద్విశ్లేషణ విచ్ఛేదనం యొక్క యంత్రాంగం.
4. డిస్సోసియేషన్ డిగ్రీ.
5. TED దృక్కోణం నుండి ఆమ్లాలు, స్థావరాలు, ఆంఫోటెరిక్ హైడ్రాక్సైడ్లు, లవణాలు.
6. జీవులకు ఎలక్ట్రోలైట్స్ యొక్క ప్రాముఖ్యత.
7. నీటి డిస్సోసియేషన్. నీటి అయానిక్ ఉత్పత్తి. హైడ్రోజన్ సూచిక. ఎలక్ట్రోలైట్స్ యొక్క సజల ద్రావణాల మీడియా. సూచికలు.
8. అయాన్ మార్పిడి ప్రతిచర్యలు మరియు వాటి సంభవించిన పరిస్థితులు.
సజల ద్రావణంలో విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని నిర్వహించడం లేదా కరిగే సామర్థ్యం ఆధారంగా, అన్ని పదార్ధాలను ఎలక్ట్రోలైట్లు మరియు నాన్-ఎలక్ట్రోలైట్లుగా విభజించవచ్చు.
ఎలక్ట్రోలైట్స్- ఇవి ద్రావణాలు లేదా కరిగి విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని నిర్వహించే పదార్థాలు; ఎలెక్ట్రోలైట్స్ (ఆమ్లాలు, లవణాలు, ఆల్కాలిస్) అయానిక్ లేదా ధ్రువ సమయోజనీయ బంధాలను కలిగి ఉంటాయి.
నాన్-ఎలక్ట్రోలైట్స్- ఇవి ద్రావణాలు లేదా కరుగు విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని నిర్వహించని పదార్థాలు; నాన్-ఎలక్ట్రోలైట్స్ (సేంద్రీయ పదార్థాలు, వాయువులు, నీరు) అణువులలో బంధాలు సమయోజనీయ నాన్-పోలార్ లేదా తక్కువ-పోలార్.
ఎలక్ట్రోలైట్ల ద్రావణాలు మరియు కరుగుతున్న విద్యుత్ వాహకతను వివరించడానికి, అర్హేనియస్ 1887లో సృష్టించబడింది విద్యుద్విశ్లేషణ విచ్ఛేదం యొక్క సిద్ధాంతం, వీటిలో ప్రధాన నిబంధనలు క్రింది విధంగా ఉన్నాయి.
1. ద్రావణంలో లేదా కరిగిన ఎలక్ట్రోలైట్ అణువులు విచ్ఛేదనం (అయాన్లుగా విడిపోతాయి). ఎలక్ట్రోలైట్ అణువులను ద్రావణంలో అయాన్లుగా విభజించడం లేదా కరిగిపోయే ప్రక్రియను ఎలక్ట్రోలైటిక్ డిస్సోసియేషన్ అంటారు. అయాన్లు- ఇవి ఛార్జ్ కలిగి ఉండే కణాలు. ధనాత్మకంగా ఛార్జ్ చేయబడిన అయాన్లు - కాటయాన్స్, ప్రతికూలంగా ఛార్జ్ చేయబడింది - అయాన్లు. అయాన్ల లక్షణాలు సంబంధిత తటస్థ అణువుల లక్షణాల నుండి భిన్నంగా ఉంటాయి, ఈ కణాల యొక్క వివిధ ఎలక్ట్రానిక్ నిర్మాణం ద్వారా ఇది వివరించబడింది.
2. ద్రావణంలో లేదా కరుగులో, అయాన్లు అస్తవ్యస్తంగా కదులుతాయి. అయితే, ఒక ఎలెక్ట్రిక్ కరెంట్ ఒక ద్రావణం గుండా లేదా కరిగినప్పుడు, అయాన్ల కదలిక క్రమం అవుతుంది: కాటయాన్స్ క్యాథోడ్ (ప్రతికూలంగా ఛార్జ్ చేయబడిన ఎలక్ట్రోడ్) వైపు కదులుతాయి మరియు అయాన్లు యానోడ్ (పాజిటివ్ చార్జ్డ్ ఎలక్ట్రోడ్) వైపు కదులుతాయి.
3. డిస్సోసియేషన్ అనేది రివర్సిబుల్ ప్రక్రియ. ఏకకాలంలో డిస్సోసియేషన్ వస్తుంది సంఘం- అయాన్ల నుండి అణువులు ఏర్పడే ప్రక్రియ.
4. ద్రావణంలో లేదా కరుగులో ఉన్న కాటయాన్‌ల మొత్తం ఛార్జీల మొత్తం అయాన్ల మొత్తం ఛార్జీల మొత్తానికి సమానం మరియు సంకేతంలో వ్యతిరేకం; పరిష్కారం మొత్తంగా విద్యుత్ తటస్థంగా ఉంటుంది.
ధ్రువ ద్రావకంతో ద్రావణాలలో విచ్ఛేదానికి ప్రధాన కారణం అయాన్ల పరిష్కారం (సజల ద్రావణాల విషయంలో, ఆర్ద్రీకరణ). సజల ద్రావణంలో అయానిక్ సమ్మేళనాల విచ్ఛేదనం పూర్తిగా జరుగుతుంది (KCl, LiNO 3, Ba(OH) 2, మొదలైనవి). ధ్రువ సమయోజనీయ బంధాలు కలిగిన ఎలక్ట్రోలైట్లు బంధం యొక్క ధ్రువణత (H 2 SO 4, HNO 3, HI, మొదలైనవి)పై ఆధారపడి పాక్షికంగా లేదా పూర్తిగా విడదీయవచ్చు. హైడ్రేటెడ్ అయాన్లు సజల ద్రావణంలో ఏర్పడతాయి, అయితే రాయడం సౌలభ్యం కోసం, సమీకరణాలు నీటి అణువులు లేని అయాన్లను వర్ణిస్తాయి:
కొన్ని ఎలక్ట్రోలైట్లు పూర్తిగా విడిపోతాయి, మరికొన్ని - పాక్షికంగా. డిస్సోసియేషన్‌ను వర్గీకరించడానికి, భావన పరిచయం చేయబడింది విద్యుద్విశ్లేషణ డిస్సోసియేషన్ డిగ్రీ. విలువ వేరు చేయబడిన అణువుల సంఖ్య యొక్క నిష్పత్తిని చూపుతుంది nకరిగిన అణువుల సంఖ్యకు ఎన్ద్రావణంలో ఎలక్ట్రోలైట్:
= n/ఎన్.
ద్రావణాన్ని పలుచన చేయడం మరియు ద్రావణం యొక్క ఉష్ణోగ్రత పెరగడం వలన డిస్సోసియేషన్ డిగ్రీ పెరుగుతుంది. డిస్సోసియేషన్ యొక్క డిగ్రీని బట్టి, ఎలక్ట్రోలైట్లు బలమైన, మధ్యస్థ మరియు బలహీనంగా విభజించబడ్డాయి. బలమైన ఎలక్ట్రోలైట్లు దాదాపు పూర్తిగా ద్రావణంలో విడిపోతాయి, వాటి డిస్సోసియేషన్ డిగ్రీ 30% కంటే ఎక్కువ మరియు 100% వరకు ఉంటుంది. మధ్యస్థ ఎలక్ట్రోలైట్లలో ఎలక్ట్రోలైట్లు ఉంటాయి, వీటి డిసోసియేషన్ డిగ్రీ 3% నుండి 30% వరకు ఉంటుంది. బలహీనమైన ఎలక్ట్రోలైట్ల డిస్సోసియేషన్ డిగ్రీ 3% కంటే తక్కువగా ఉంటుంది. బలమైన ఎలక్ట్రోలైట్లలో లవణాలు, బలమైన ఆమ్లాలు మరియు క్షారాలు ఉంటాయి. బలహీనమైన వాటిలో బలహీనమైన ఆమ్లాలు, కరగని స్థావరాలు, అమ్మోనియం హైడ్రాక్సైడ్, నీరు ఉన్నాయి.
విద్యుద్విశ్లేషణ విచ్ఛేదనం యొక్క సిద్ధాంతం యొక్క దృక్కోణం నుండి, వివిధ తరగతుల పదార్ధాలను నిర్వచించడం సాధ్యపడుతుంది.
ఆమ్లాలు- ఇవి ఎలక్ట్రోలైట్లు, ఇవి డిస్సోసియేషన్‌లో హైడ్రోజన్ కాటయాన్‌లు మరియు యాసిడ్ అవశేషాల అయాన్లను ఏర్పరుస్తాయి. డిస్సోసియేషన్ దశల సంఖ్య యాసిడ్ యొక్క ప్రాథమికతపై ఆధారపడి ఉంటుంది, ఉదాహరణకు:
HCl H + + Cl – ,
H 2 CO 3 H + + HCO 3 – 2H + + CO 3 2– .
మైదానాలు- ఇవి లోహ కాటయాన్‌లు మరియు హైడ్రాక్సీ గ్రూప్ అయాన్లుగా విడిపోయే ఎలక్ట్రోలైట్లు. డిస్సోసియేషన్ దశల సంఖ్య బేస్ యొక్క ఆమ్లత్వంపై ఆధారపడి ఉంటుంది, ఉదాహరణకు:
NaOH Na + + 2OH – ,
Ca(OH) 2 CaOH + + OH – Ca 2+ + 2OH – .
యాంఫోటెరిక్ హైడ్రాక్సైడ్లు- ఇవి బలహీనమైన ఎలక్ట్రోలైట్లు, అవి విచ్ఛేదనంపై, హైడ్రోజన్ కాటయాన్‌లు మరియు హైడ్రాక్సీ గ్రూప్ అయాన్లు రెండింటినీ ఏర్పరుస్తాయి, ఉదాహరణకు:
Zn(OH) 2 ZnOH + + OH – Zn 2+ + 2OH – ,
H 2 ZnO 2 H + + HZnO 2 – 2H + + ZnO 2 2– .
మధ్యస్థ లవణాలు- ఇవి లోహ కాటయాన్‌లు మరియు యాసిడ్ అవశేషాల అయాన్లుగా విడిపోయే ఎలక్ట్రోలైట్లు, ఉదాహరణకు:
Na 2 SO 4 2Na + + SO 4 2– .
యాసిడ్ లవణాలు- ఇవి లోహ కాటయాన్‌లు మరియు సంక్లిష్ట అయాన్లుగా విడిపోయే ఎలక్ట్రోలైట్లు, వీటిలో హైడ్రోజన్ అణువులు మరియు యాసిడ్ అవశేషాలు ఉంటాయి, ఉదాహరణకు:
NaНСО 3 Na + + НСО 3 – .
ప్రాథమిక లవణాలు- ఇవి యాసిడ్ అవశేషాలు మరియు లోహ పరమాణువులు మరియు హైడ్రాక్సీ సమూహాలతో కూడిన సంక్లిష్ట కాటయాన్‌ల అయాన్లుగా విడిపోయే ఎలక్ట్రోలైట్లు, ఉదాహరణకు:
Cu(OH)Cl CuOH + + Cl – .
సంక్లిష్ట లవణాలు- ఇవి విద్యుద్విశ్లేష్యాలు, ఇవి విచ్ఛేదనంపై సంక్లిష్ట సంక్లిష్ట అయాన్లను ఏర్పరుస్తాయి, ఇవి సజల ద్రావణాలలో చాలా స్థిరంగా ఉంటాయి, ఉదాహరణకు:
K 3 3K + + 3– .
ఎలెక్ట్రోలైట్స్ అనేది జీవుల యొక్క ద్రవాలు మరియు కణజాలాలలో అంతర్భాగం. శారీరక మరియు జీవరసాయన ప్రక్రియల సాధారణ కోర్సు కోసం, సోడియం, పొటాషియం, కాల్షియం, మెగ్నీషియం, హైడ్రోజన్, క్లోరిన్ అయాన్లు, సల్ఫేట్ అయాన్లు, బైకార్బోనేట్ అయాన్లు, హైడ్రాక్సైడ్ అయాన్లు మొదలైన వాటి యొక్క కాటయాన్స్ అవసరం, మానవ శరీరంలో ఈ అయాన్ల సాంద్రతలు భిన్నంగా ఉంటాయి. . ఉదాహరణకు, సోడియం మరియు క్లోరిన్ అయాన్ల సాంద్రతలు చాలా ముఖ్యమైనవి మరియు ప్రతిరోజూ భర్తీ చేయబడతాయి. హైడ్రోజన్ మరియు హైడ్రాక్సైడ్ అయాన్ల సాంద్రతలు చాలా చిన్నవి, కానీ జీవిత ప్రక్రియలలో పెద్ద పాత్ర పోషిస్తాయి, ఎంజైమ్‌లు, జీవక్రియ, ఆహార జీర్ణక్రియ మొదలైన వాటి సాధారణ పనితీరుకు దోహదం చేస్తాయి.
నీటి డిస్సోసియేషన్.
pH విలువ
నీరు బలహీనమైన యాంఫోటెరిక్ ఎలక్ట్రోలైట్. నీటి డిస్సోసియేషన్ సమీకరణం రూపాన్ని కలిగి ఉంది:
H 2 O H + + OH –
2H 2 O H 3 O + + OH – .
నీటిలో ప్రోటాన్లు మరియు హైడ్రాక్సైడ్ అయాన్ల సాంద్రత ఒకే విధంగా ఉంటుంది మరియు 25 °C వద్ద 10 –7 mol/l ఉంటుంది.
హైడ్రోజన్ అయాన్లు మరియు హైడ్రాక్సైడ్ అయాన్ల సాంద్రతల ఉత్పత్తిని అంటారు నీటి అయానిక్ ఉత్పత్తిమరియు 25 °C వద్ద ఇది 10-14.
ఏదైనా సజల ద్రావణం యొక్క పర్యావరణం H + లేదా OH - అయాన్ల ఏకాగ్రత ద్వారా వర్గీకరించబడుతుంది. తటస్థ, ఆమ్ల మరియు ఆల్కలీన్ పరిష్కారాలు ఉన్నాయి.
తటస్థ పరిష్కార వాతావరణంలో:
10-7 mol/l,
ఒక ఆమ్ల ద్రావణంలో:
> , అనగా. > 10 -7 mol/l,
ఆల్కలీన్ ద్రావణంలో:
> , అనగా. > 10 -7 mol/l.
పరిష్కార వాతావరణాన్ని వర్గీకరించడానికి, pH సూచికను ఉపయోగించడం సౌకర్యంగా ఉంటుంది (టేబుల్ 1, p. 14 చూడండి). pH విలువహైడ్రోజన్ అయాన్ గాఢత యొక్క ప్రతికూల దశాంశ సంవర్గమానం:
pH = -లాగ్.