Ерітінді концентрациясы

Ерітінді концентрациясы деп ерітіндінің масса не көлем бірлігінде, не еріткіштің масса бірлігінде еріген зат массасымен не зат мөлшерімен анықталатын шаманы айтады.

Ерітіндінің көптеген қасиеттері (Рауль заңдарымен анықталатын ерітінді үстіндегі еріткіш буының парциалды қысымының төмендеуі, ерітіндінің қайнау температурасының жоғарылап, қату температурасының төмендеуі) оның концентрациясына байланысты.

Ерітінді концентрациясын белгілеудің екі тәсілі бар: біріншісі – массалық (ω,χ,С_m(x)), екіншісі – көлемдік (С(х), С(f_э(х)), Т(х)) ал екеуін біріктіретін шама ерітінді тығыздығы (ρ).

1. а) Еріген заттың массалық үлесі (ω) – еріген заттың массасын ерітінді массасына қатынасымен анықталатын өлшемсіз физикалық шама.

(7.3)

Массалық үлесті 0 мен 1 аралығындағы сандармен белгілейді, оны пайызбен де беруге болады, ол үшін массалық үлесті 100%-ға көбейтеді:

(7.4)

Мысалы, судағы күкірт қышқылының массалық үлесі 0,2 не 20% дегеніміз – ерітіндінің 100 грамына 20 г H₂SO₄ және 80 г су болғаны.

ә) Заттың ерітіндідегі молярлық үлесі (χ) – компонент мөлшерінің жалпы ерітіндідегі зат мөлшеріне қатынасымен анықталады:

(7.5)

б) Моляльдылық (С_m(х)) – еріткіштің 1 кг-да еріген зат мөлшерімен анықталады:

(7.6)

2. а) Молярлы концентрация – еріген зат мөлшерінің ерітінді көлеміне қатынасы арқылы беріледі:

(7.7)

ә) Еріген зат эквивалентінің молярлы концентрациясы – заттың эквивалент мөлшерінің ерітінді көлеміне қатынасы арқылы өрнектеледі:

(7.8)

б) Ерітінді титрі деп ерітіндінің бір миллилитріндегі еріген зат массасын көрсететін шаманы айтады:

(7.9)

в) Ерітінді тығыздығы деп ерітіндінің көлем бірлігінің массасын айтады:

(7.10)

 

 

Абсолютті қатенің өлшенетін ақиқат мәнге қатынасын анализдің салыстырмалы қатесі дейді.

Әдетте салыстырмалы қатені пайызбен, кейде бірлік үлесімен де көрсетеді:

Анализденетін компоненттің сынамадағы ақиқат мәні анализ нәтижесінде қатенің болуына байланысты белгісіз болып қалады. Тәжірибеде есептеу барысында ақиқат мэннің орнына шын мәнінде болатын мәнді қолданады, ол бірнеше параллельді анықтаулардың орташа арифметикалық мәніне тең болады.

Өлшеу қатесі көптеген факторларга байланысты болады: қолданылатын құрылғьшардың қандай дәлдік класына жататындыгына, өлшеу әдіетемесіне, байқаушының индивидуальды (жеке) қабілеті мен ерекшеліктеріне және т.б.

Жүйелі қателер

 

Анализдің қайталап өлшегенде тұрақты болып қалатын немесе белгілі бір заңдылыққа сәйкес өзгеретін қатесін систематикалық (жүйелі) қате деп атайды.

Жүйелі қатенің таңбасы бір тәжірибеден екіншіге ауысқанда өзгермейді. Жүйелі қате нәтижені тек қана төмендетеді немесе тек қана жоғарлатады.

Жүйелі қателердің пайда болу себептері мен олардың көздері алуан түрлі болады. Байқалу сипатына байланысты жүйелі қатені бірнеше түрге бөлуге болады - тұрақты, прогрессивті (қарқынды) және басқалары. Жиі кездесетін түрі - тұрақты жүйелі қателер, олардың мәндері ұзақ уақыт бойы сақталады.

Прогрессивті (қарқынды) қателер үздіксіз өседі немесе кемиді. Пайда болу себептеріне байланысты жүйелі қателерді инструментальды қате, әдістің қатесі, субъективті қате және т.б. деп бөледі.

Инструментальды (аспаптық немесе құралдық) қате анализ барысында әртүрлі құралдар мен құрылғышарды қолданумен байланысты болады. Аналитикалық тәжірибеде қолданылатын 4-3/146-11 құралдар мен құрылғылар дәлдіктің белгілі бір класымен сипатталады, көп жағдайда инструментальды қатені дәлдігі жоғары класқа сәйкес келетін құрал не құрылғыны қолданып томендетуге болады. Инструментальды қатенің көзі ретінде дәлденбеген салмағы әртүрлі гирлерді, калибрленбеген өлшем ыдыстарын, спектрофотометрдің призмасының қозғалуын, фотоэлементте қараңғылаушы токтың пайда болуын және т.б. айтуға болады. Көбінесе бұндай қателерді калибрлеу кезінде немесе қүрылғының көрсетулерін басқа дәлдігі жогары қүрылғының нэтижесімен салыстыру арқылы алынган түзету коэффициенттерін енгізіп мейлінше төмендетуге болады.

Құрылғылардың тозуы, ескіруі және істен шығуы әдетте сырт көзге байқалмайды, сондықтан олардың жұмысқа қабілеттігін белгілі деңгейде ұстап тұру үшін оларды тексеруден өткізеді және градуирлейді. Құралдар мен құрылғыларды тексеруден өткізу заңды түрде және метрологиялық қызмет орындарының қатысуымен іске асырылуы тиіс.

Ыдыстің қатесі анализденетін жүйенің қасиетіне, яғни тұндыру немесе жуу кезіндегі тұнбаның ерігіштігіне, қосарланатұнуға, фотометрленетін ерітінділердің уақыт бойынша тұрақсыздыгына, реакцияның толық жүрмеуіне және т.б. байланысты болады.

Сонымен қатар анықталатын компонентке кедергі әсер ететін қоспасы бар реактивті қолдануда жүйелі қатені тудырады. Реактивті алдын ала жақсылап тазарту жүйелі қатені нөлге дейін төмендетуге және жоюға мүмкіндік береді. Әдістемелік қателер көп жағдайда байқалмай қалады. Оперативті жэне жеке, немесе субъективті қателердің маңызы зор, өйткені олар анализ барысында орындалатын опера- циялармен, әсіресе аналитиктің квалификациясымен

 

Бірінші аналитикалық топ катиондары: жалпы сипаттамасы, пайдалануы

Бірінші аналитикалық топты Na⁺, K⁺, NH₄⁺ катиондары құрайды. Бұл топ катиондарының тұздары көбінесе суда жақсы ериді. Сондықтан бұл топ катиондарының топтық реагенті жоқ. Жүйелік талдауда олар зерттелетін ерітіндінің ең соңында қалады.

Бірінші аналитикалық топ катиондары аяқталмаған 2 электронды және 8 электронды сыртқы электрондық қабатты иондар. Бұл катиондардың гидроксидтері суда жақсы ериді, олар күшті негіздерге жатады: NaOH, KOH, ал NH₄OH - әлсіз негіз.

Аммоний (NН₄⁺) және калий (К⁺) катиондарының иондық радиустары жақын, сондықтан олардың аналитикалық қасиеттері ұқсас. Олар суда нашар еритін ақ түсті гидротартраттар NH₄HC₄H₄O₆ және КНС₄Н₄О₆ және сары түсті гексанитрокобальтаттар (NH₄)2Na[Co(NО₂)₆] немесе K₂Na[Co(NО₂)₆] түзеді.

Бұл топ катиондарының кейбір физика-химиялық тұрақты шамалары оныншы кестеде келтірілген.

Катиондар	Тотығу дәрежесі	Иондық радиусы
Na+	+1	0,98
К+	+1	1,33
NH4+	+ 1	1,43

 

Na, К - сілтілік металдар, сумен әрексттеседі, реакция нәтижесінде сутекті бөліп шығарады:

2К + 2Н₂О = 2КОН + Н₂↑

Оксидтері суда еріп гидроксидтер түзеді:

 

Na₂О + Н₂О = 2NaOH

 

Гидроксидтері суда жақсы ериді, су ерітінділерінде иондарға толық ыдырайды. Аммоний катионы бұл комплексті ион, су ерітіндісінде мына тепе-тендік орындалады:

NH₃ + Н₂О = NH₄OH = NH₄⁺ + OH

Аммоний гидроксидінің су ерітіндісі әлсіз негіз, күшті қышқылдар тұздары ерітінділерінің рН<7, демек орта қышқылдық. Бұл топ катиондары (NH₄⁺ басқасы) жалынды әр түрлі түске бояйды.

I аналитикалық топ катиондарының тұздары көбінесе түссіз, ерігіштігі жоғары болып келеді. Химиялық реакцияларды орындағанда реакцияның жағдайына (температура, концентрация, ортаның рН-ы; қосылыстардың ерігіштігіне) көп көңіл аудару қажет.

Құрамына I аналитикалық топ катиондары кіретін тұздар медицинада кеңінен пайдаланылады: олар көптеген дәрі-дәрмектердің құрамына кіреді. Сондықтан асқазан шырынын нейтралдау үшін, шаю, ингаляциялау үшін жиі қолданады, натрий сульфат кристаллогидраты Na₂SO₄*10H₂O (глаубер тұзы) іш жүргізетін дәрі ретінде, бензол туындыларымен уланған кезінде, сода, шыны өндірісінде қолданылады. Калий хлориді - аритмияны басатын дәрі, калий немесе натрий бромиді жайландыратын және ұйықтататын дәрі, калий және натрий иодиді - түрлі ауруларды емдеу үшін пайдаланылады.

NH₄OH - 10% су ерітіндісі "мүсәтір спирті" дем және тамыр қимылдатқыш, жүйке орталықтарын қоздырғыш ретінде пайдаланады. Аммоний тұздары белок шіру процесінде түзіледі, сондықтан су көздерінде аммиактың болуы оның таза болмауын көрсетеді.

NaH - органикалық химияда полимерлеуші және конденсирлеуші агент ретінде қолданылады.

Na₂О₂ - сүңгуір қайықтарда және скафандрларда өмірді қамтамасыз ету жүйелерінде қолданылады.

NaOH - сабын, қағаз және жасанды жібек өндірісінде, өсімдік майын тазалауда, бояулар және фармацевтикалық препараттар дайындауда, ағаштан целлюлоза алу және мақтаны мерсерлеу үшін, газдарды (мысалы, сутегі және оттегі) құрғатуда пайдаланылады. Мерсерлеу дегеніміз - мақта-матадан тоқылған материалдарды созғанда талшықтары жазылып тұруы, матаның беті жылтырап, бояуға оңай боялуы үшін NaOH ерітіндісімен өңдейді.

NaF - жасанды криолит алу үшік, ашыту үрдістерінде, балқымаларды өндеу барысында тотығудан қорғау мақсатында флюс ретінде қолданылады.

NaCl - хлор, сутегі, натрий, тұз қышқылын, натрий силикатын, карбонатын және сульфатын алу үшін, сабын және бояу өндірісіңде пайдаланылады. Медицинада 0,08%-тік NaCl ерітіндісі физиологиялық ерітінді деп аталынады, себебі қан сарсуымен изотоникалық ерітінді болып табылады. NaCl - дын үлкен, мөлдір кристалдарынан ультракүлгін және инфрақызыл сәулелер өткізетін призмалар дайындайды. Оларды спектроскоптарда және спекгрографтарда қолданады.

Натрий хлориді тамақ рационында, сол сияқты азық-түліктерді сақтау үшін қолданылады. Адам және жануарлар организміндегі натрий, калий және кальций иондарының концентрациясын тұрақты қатынаста ұстап түру үшін NaCl қажет.

Na₂В₄О₇*10Н₂О (бура) - күрт температуралар өзгерісіне төзімді шынылар және металдық тотықтардың еріткіші ретінде металдарды дәнекерлеу үшін қолданылады.

КОН - калийдің әртүрлі тұздарын алу үшін, сұйық сабын өндірісінде және мақтаны мерсерлеуде пайдаланылады.

K₂SO₄ - шыны өндірісінде, калийдің фосфаттарын, карбонаттарын, ашудаларын және көптеген тұздарын дайындау үшін пайдаланылады.

KNO₃ - оқ-дәрі дайындау үшін және пиротехникада қолданылады. Біраз мөлшерде тамақ өнеркәсібінде етті консервілеу үшін пайдаланылады.

 

 

I аналитикалық топ катиондарының қоспасын талдап анықтау

Анализді мына тәртіппен орындайды:

I. Алғашқы байқау.

а) қоспаның сыртқы түріне (ерітіндінің түсі, тұнбаның болуы, оның түсі т.б.) назар аудару қажет.

б) Ерітіңдінің рН-ын тексеріп, кейбір болжаулар жасауға болады.

II. Кейбір катиондарды бөлшектеп талдау тәсілімен анықтау.

a) NH₄⁺ - катионын анықтау:

Зерттелетін ерітіндінің 1-2 тамшысына сілтілік ортада 1-2 тамшы Несслер реактивін қосу қажет. NH₄⁺ катиоидарының қатысында қызыл-қоңыр тұнба түзіледі:

NH₄⁺ + 2 [HgJ₄]^2- + 4ОН = [OHg₂NH₂]J↓ + 7J^-+ 3H₂О

III. Жүйелік талдау. Аммоний катионы натрий және калийдің анықталуына кедергі жасайды, сондықтан оларды бөлуге тура келеді.

1. Аммоний катиондарын қыздырып ұшыру. Зерттелетін ерітіндіні (құрамында NH₄⁺, K⁺, Na⁺ иондары бар) тигельге құйып, құрғақ қалдық түзілгенше қыздырады. Құрғақ қалдықты ақ "түтіннің" бөлінуі тоқталғанша қыздырады. Тигельді суытып, құрғақ қалдықты дистилденген судық 8-10 тамшысында ерітеді. Содан соң Несслер реактивімен NH₄⁺ катиондарының толық жойылғанын анықтайды. Аммоний иондары толық жойылған соң (Несслер реактивімен қызыл-қоңыр тұнба түзілмейді) ерітіндіден Na⁺ және К⁺ иондарын анықтауға болады.

2. Na⁺ катионын анықтау. Зерттеуде ерітіндінің 5-6 тамшысын пайдаланады. Анықтаушы реагент ретінде калийдің гексагидроксостибатын немесе цинкуранилацетатын пайдаланады (алдында көрсетілген арнайы реакцияларды қарау қажет).

3. К⁺ катионын анықтау. Ерітіндінің қалған бөлігінен К⁺ иондарын арнайы реакциялармен анықтайды. Анықтаушы реагент ретінде натрийдің гексанитро (III) кобальтатын Na₃[Co(NО₂)₆] немесе гексанитрокупрат натрий қорғасынын Na₂Pb[Cu(NО₂)₆] пайдалануға болады.

I аналитикалық топ катиондарын талдау сызбанұскасы

Ерітінді: NH₄⁺, K⁺, Na⁺

Бөлшектеп талдау тәсілімен NH₄⁺ анықтау

Жүйелік талдау тәсілі: 1. NH4⁺ қыздыру арқылы ұшыру

t°

NH₄⁺ → NH₃ + Н⁺

2. Ерітінді: К⁺, Na⁺

a) Na⁺ анықтау

б) К⁺ анықтау

 

I аналитикалық топ катиондарының реакциялары

Реагенттер	Иондар
	Na+	К+	NH4+
1. Zn(UО2)3*(CH3COO)8	сары тұнба NaZn(UO2)3 (СН3СОО)9-9Н2О	тұнба түзілмейді	тұнба түзілмейді
2. K[Sb(OH)6]	ақ кристалдық тұнба Na[Sb(OH)6]	тұнба түзілмейді	ақ тұнба
3. Na3 [Co(NО2)6]	тұнба түзілмейді	сары крист. тұнба	сары крист. тұнба
4. Na2Pb[Cu(NО2)6]	тұнба түзілмейді	қара крист. тұнба K2Pb[Cu(NО2)6]	қара крист. тұнба (NH4)2 Pb[Cu(NО2)6]
5. NaOH, KOH	-	-	қыздырғанда NH3 бөлінеді.
6. K2[HgJ4] + KOH			қызыл-қоңыр тұнба
7. K2[FeJО6]	ақ тұнба KNa[FeJО6]
8. Жалынды бояуы	сары	күлгін
9. Жоғары температураның әсері	ұшқыштығы өте төмен	ұшқыштығы өте төмен	ұшқыш

 

Екінші аналитикалық топ катиондары

Жалпы сипаттамасы

Бұл топты Ag⁺, Pb²⁺ катиондары құрайды, Сl^- иондарымен суда нашар еритін қосылыстар түзеді, сондықтан жүйелік талдауда 2 н. HC1 ерітіндісін топтық реагенті ретінде пайдаланады.

4, 5 - кестелерде иондардың және кейбір қосылыстарының физика-химиялық шамалары келтірілтен.

Катион	Тотығу дәрежесі	Иондық радиусы
Ag+	+1	2,2
Рb2+	+1	1,8

 

Хлоридтер мен гидроксидтердің ерігіштік константасы мен ерігіштігі.

Т=293К.

Қосылыс	EK	E, моль/л
AgCl	1,6*10-10	1*10-5
РbС12	2*10-5	2*10-2
AgBr	3*10-13;	6*10-7
Ag2О (Ag+, OH-)	2*10-8	1*10-4
Pb(OH)2	3*10-16	1*10-4
AgJ	9*10-17	1*10-9

 

Toп реагентінің әсерінен бұл топ катиондары ақ түсті тұнбалар түзеді:

 

AgNО₃ + HC1 = AgCl ↓ + HNО₃

Pb(NО₃)₂+ 2HC1 = РbСl₂↓ + 2HNО₃

 

Концеінтрлі тұз қышқылы ерітіндісін пайдаланбаған жөн, себебі AgCl және РbС1₂ суда еритін комплексті қосылыстар түзуі мүмкін.

 

AgCl + 2 HC1 = H₂[AgCl₃]

PbCl₂ + HC1 = Н[РbСl₃]

 

Хлоридтердің химиялық қасиеттерінің ерекшсліктеріне сүйеніп, оларды жүйелік анализде бір-бірінен бөліп алуға болады. Хлоридтердің ерігіштігі, әсіресе химиялық қасиеттері әр түрлі болып келеді.

Қорғасын хлоридінің ерігіштігі басқа хлоридтерге қарағанда (14-кесте) жоғары және температура өскен сайьш ерігіштігі артады (t=20°C - 0,99 г/100 г Н₂О, t=100 °С - 3,34 г/100 г Н₂О). Сондықтан оның ыстық судағы ерігіштігі AgCl ерігіштігінен әлдеқайда жоғары болғандықтан, оларды бір-бірінен бөліп алуға мүмкіншілік береді. Бір ескеретін жағдай РbС1₂ ерігіштігі жоғары болғандықтан тұнбаға толық түспейді.

Күміс хлориді суда нашар ериді, бірақ күн сәулесінің әсерінен қараяды:

 

2 AgCl = 2 Ag + Сl₂

 

Минералды қышқылдарда HNO₃, H₂SО₄ ерімейді, бірақ аммоний гидроксидінде, (HN₄)₂СО₃ ерітіндісінде жақсы ериді.

 

AgCl + 2 NH₄OH = [Ag(NH₃)₂]Cl + 2 Н₂О

 

AgCl + (NH₄)₂CО₃ = [Ag(NH₃)₂]Cl + Н₂О + CО₂↑

 

Сілтілермен бұл топ катиоңдары ерігіштігі төмен (14-кесте) гидроксидтер түзеді, бірақ күміс гидроксиді тұрақсыз:

 

Pb(NО₃)₂ + 2NaOH = Pb(OH)₂ + 2NaNО₃ 2 AgNО₃ + 2 NaOH =

= Ag₂О + 2 NaNО₃ + H₂О

 

Қорғасын гидроксиді амфотерлі:

 

2 H⁺+ РbО₂^2- = 2 Н⁺+ [Pb(OH)₄]^2- = H₂[Pb(OH)₂] = Pb(OH)₂= 2 OH + Pb²⁺

 

Күміс тек тотықтырғыш қышқылдарда ериді:

 

3 Ag + 4 HNО₃ = 3 AgNО₃ + NO↑ + 2 H₂О

 

Қорғасын кернеу қатарында сутекке дейін тұрса да сұйытылған тұз, күкірт қышқылдарында ерімейді, себебі металл бетінде суда ерімейтін хлорид және сульфат тұздары түзіледі дс, металды әрі қарай еруден сақтап қалады.

Пайдаланылуы

 

Металдық қорғасын және оның тұздары өте улы. Радиохимияда және рентген техникасында сәулеленуді сіңіру мақсатында металдық қорғасыннан экрандаушы қондырғылар, сонымен бірге радиоактивті заттарды тасымалдайтын және сақтайтын контейнерлер жасайды. Корғасыннан телефон және электр кабельдерінің қорғағыш қабықшаларын дайындайды. Қорғасын оксидінің ондірісіне жұмсайды. Қорғасын оксиді шынылардың, эмальдердің, пигменттердің (майлы бояулар үшін) құрамына кіреді. Қоргасынның тұздары орталық нерв жүйесіне әсер етеді, гемоглобиннің алмасу процесін бұзады, асқазан ауруының пайда болуына әкеліп соғады. Уға қарсы дәрі ретінде жұмыртқа белогы, аскорбин қышқылы пайдаланылады. Қорғасын ацетаты ерітіндісіне шүберекті малып, терінің ісіп қызарған жеріне тартады. Рb(СН₃СОО)₂ - ні тоқыма өнеркәсібінде басытқы ретінде қолданады.

РbСrО₄ және РbСrО₄Рb(ОН)₂ қосылыстарын майлы бояулар өндірісінде пигмент ретінде қолданады.

РbO₂ - сіріңке өндірісінде пайдаланады. Рb₃О₄ - сурикті хрусталь, эмаль, жылтырақ (глазурь), линолиум өндірісінде, қызғылт-сары пигмент түрінде майлы бояуларда пайдаланады.

Күміс өндірісінің көп бөлігі тиын жасауда қолданылады. Химия өнеркәсібінде күмісті зертханалық ыдыстар (таза сілтілер немесе сілтілік металдардың тұздарын балқытатын тигельдер), зертханалық құрал-жабдықтар (шпатель, қысқыштар және т.б.) жасауда пайдаланады.

Тамақ өнеркәсібінде әр түрлі сусындар дайындайтын күміс аппараттарын қолданады.

Металдық күмісті термиялық буландыру жолымен айналар, тұздар алу үшін, әр түрлі әшекейлер, тұрмыс заттарын жасауда пайдаланады.

Күміс балқымалары - тіс пломбаларын, көпіршелері мен протездерін, ас-үй ыдыстарын жасауда, тоңазытқыш өнеркәсібінде кеңінен қолданылады.

Күміс (I) иондарының бактерицидті қасиеті санитарлық техникада және медицинада кеңінен пайдаланылады. Күмістің коллоидты ерітіндісімен өнделген бинттер мен мақталар тері ауруларын емдеуде қолданылады. Күміс нитратын әр түрлі күміс қосылыстарын алуда, айна өндірісінде, жарыққа сезгіш эмульсиялар алуда, шашты және матаны бояуда, сонымен бірге аналитикалық реактив ретінде және күмісті электролитикалық тұндыруда пайдаланады. Қатты күміс нитратының қарындаштары (Ляпис) 1 бөлік AgNО₃ пен 1бөлік KNО₃-тен тұрады, оны медицинада күйдіру үшін қолданады. Күміс хлоридінен инфрақызыл сәулелену аймақтарында жұмыс істейтін приборлар үшін линзалар жасайды. AgCl - дың көп бөлігінен фотопленка дайындайды, бактерицидті қасиетіне байланысты, AgCl негізінде көздің шырышты қабығын өңдеуде қолданатын препараттар дайындайды, сол сияқты күміс хлориді азық-түлікті консервілеу және стерилдеу үшін қолданады.

 

Ag⁺ катионынын реакциялары

I. HC1, NaCl әсері

Тұз қышқылы және натрий хлориді күміс иондарымен ақ түсті тұнба түзеді:

AgNO₃ + NaCl = AgCl↓ + NaNО₃

Ag⁺ + С1^- = AgCl↓

Ерітіндінің рН<7 болуы қажет, жоғары температурада да, тұнба толық түседі. Күміс хлориді минералды (HNO₃, H₂SO₄) қышкылдарда ерімейді, ал концентрлі НСl-мен комплекс түзеді:

AgCl + 2 HC1 = H₂[AgCl₃]

AgCl + 3 HC1 = H₃[AgCl₄)

 

Бірақ бұл комплекстер тұрақсыз. Күміс хлориді көптеген қосылыстарда ериді, реакция нәтижесінде комплексті қосылыстар түзіледі:

 

AgCl + 2NH₄OH = [Ag(NH₃)₂]Cl + 2Н₂О

AgCl + (NH₄)СО₃ = [Ag(NH₃)₂]Cl + Н₂О + CО₂↑

AgCl + 2 Na₂S₂О₃ = Na₃[Ag(S₂О₃)₂] + NaCl

AgCl + 2 KCN = K[Ag(CN)₂] + KC1

 

Қышқылдар әсерінен аммиакаттар бұзылады:

 

[Ag(NH₃)₂]Cl + 2 HNО₃ = AgCl↓+ 2 NH₄NO₃

 

[Ag(NH₃)₂]⁺ + 2 H⁺ + Сl^- = AgCl↓ + 2 NH₄⁺

 

немесе

[Ag(NH₃)2]Cl + KJ + 2H₂О = AgJ↓ + KC1 + 2 NH₄OН

 

 

2. NaOH, KOH әсері.

Сілтілер әссрінен қара-қоңыр түсті күміс оксиді түзіледі:

2 AgNО₃ + 2 KOH = Ag₂О+ 2 KNO₃ + H₂О

Сұйытылған қышқылдарда және аммиак ерітіндісінде ериді:

Ag₂О + 2 HNО₃ = 2 AgNO₃ + H₂О Ag₂О + 2Н⁺ = 2Ag⁺ + Н₂О

Ag₂О + 4 NH₄OH =2 [Ag(NH₃)₂ОH + 3 Н₂0

3. NH₄OH әcepi.

Аммиак ерітіндісін ақырын қосқанда қара түсті оксид түзіледі:

2 AgNО₃ + 2 NH₄OH = Ag₂О + 2 NH₄NO₃ + H₂О

бірақ аммиактың артық мөлшерінде ериді.

4. KJ, КВг әсері.

Қышқылдарда ерімейтін сарғыш AgBr және ашық жасыл түсті AgJ түзіледі:

AgNО₃ + КВг = AgBr↓ + KNО₃

Ag⁺ + Br⁺ = AgBr↓

AgNО₃ + KJ = AgJ↓+ KNО₃

Ag⁺ + J^- = AgJ↓

 

Күміс бромиді концентрлі NH₄OH, KCN, Na₂S₂О₃ ерітінділерінде комплексті қосылыстар түзілу нәтижесінде ериді:

 

↓АgBr + 2 NH₄OH = [Ag(NH₃)₂]Br + 2 Н₂О

 

Күміс иодиді тек KCN мен Na₂S₂О₃ ерітінділерінде ериді:

 

↓AgJ + 2 Na₂S₂О₃ = Na₃[Ag(S₂О₃)₂] + NaJ

 

Бірақ NH₄OH - пен әрекеттеспейді. Бүл галогенидтердің ерігіштігімен түсіндіріледі (14-кесте).

5. Na₂HP0₄ әсері.

Гидрофосфаттармен сары түсті тұнба түзеді:

 

3 AgNО₃ + Na₂HPО₄ = Ag₃PО₄↓ + 2 NaNО₃ + HNO₃

 

3 Ag⁺ + HPО₄² = Ag₃PО₄↓ + H⁺

 

Күміс фосфаты NH₄OH, минералды және сірке қышқылында ериді:

 

↓Ag₃PО₄ + 6NH₄OH = [Ag(NH₃)₂]₃PО₄ + 6 K₂О

↓Ag₃PО₄ + 3 HNO₃ = 3 AgNО₃ + Н₃РО₄

 

↓Ag₃PО₄ + 3 H⁺ = 3 Ag⁺ + Н₃РО₄

6. К₂СrО₄ әсері.

Калий хроматы Ag⁺- иондарымен қызыл-қыш түсті тұнба түзеді:

 

2 AgNО₃ + К₂СrО₄ = Ag₂CrО₄↓ + 2 KNО₃

2 Ag⁺ + СгО₄^2- =Ag₂CrО₄↓

 

Тұнба азот қышқылында және аммиак ерітіндісінде ериді, бірақ сірке қышқылында ерімейді. Реакцияны бейтарап ортада (рН=7) орындаған жөн.

 

Ag₂CrО₄↓ + 2 HNО₃ = 2 AgNО₃ + Н₂СrО₄

Ag₂CrО₄r↓+ 2 H⁺ = 2 Ag⁺ + Н₂СrО₄

 

Pb²⁺, Ba²⁺ т.б. калий хроматымен түсті тұнбалар түзеді, сондықтан Ag⁺ осы реакциямен анықтауда кедергі жасайды. Бұл реакциямен Ag⁺ катионын анықтауға тотықсыздандырғыштар да кедергі болады.

7. СН₂О (формальдегид) + NH₄OH әсері.

Күміс тұздарының аммиак ерітіндісіне формальдегид қосып, қыздырады. Пробирканың қабырғасында күміс айнасы пайда болады.

2 [Ag(NH₃)₂]NО₃ + СН₂О + 2 Н₂О = 2Ag↓ + HCOONH₄ + NH₄OH + 2 NH₄NО₃

 

(Бұл реакция тотығу-тотықсыздану реакцияларына жатады).

Реакция өте сезгіш, талғағыш. Күшті тотықтырғыштар кедергі жасайды.

8. Мn²⁺ иоидарымен тотыксыздандыру

2 AgCl + Mn(NО₃)₂ + 4 NH₄OH =

=2 Ag↓ + 2 NH₄C1 + MnO(OH)₂ + H₂О +2 NH₄NО₃

 

2 AgCl + Mn²⁺ + 4 OH^- = 2 Ag↓ + 2 Сl^- + MnO(OH)₂ + H₂О

 

реакцияны тамшылық тәсілмен орындауға болады.

9. Дербес металдардың әсері.

Күміс кернеу катарында сутектен кейін орналасқан, оның Е⁰= + 0,90В, сондықтан Ғе (Е° = -0,47 В), Zn (Е° = -0,70 В) оны ерітінділерден бос күйінде бөліп шығарады:

 

2 AgNО₃ + Fe → Fe(NО₃)₂ + 2 Ag

2 AgNО₃ + Zn → Zn(NО₃)₂ + 2 Ag

4. Рb²⁺ катионының реакциялары

 

1. HC1 әсері.

Тұз қышқылының әсерінен қорғасьш (II) хлориді тұнбаға түседі, бірақ қорғасын толық тұнбаға түспейді, өйткені оның ерігіштігі жоғары (14-кесте):

 

Pb(NО₃)₂ + 2 HC1 = РbС1₂ ↓+ 2 HNО₃

Pb²⁺ + 2 Cl^- = РbС1₂↓

 

Концентрлі НСl-дың артық мөлшерінде комплексті қышқыл түзіледі:

 

РbС1₂ + 2 HC1 = H₂[PbCl₄]

 

РbС1₂ - ыстық суда жақсы ериді, бұл қасиетті Рb²⁺ катионын осы топ катиондарынан бөлу үшін пайдаланады.

2. H₂SО₄ әсері.

Күкірт қышқылымен қорғасын (II) ионы ақ түсті тұнба түзеді:

 

Pb(NО₃)₂ + H₂SО₄ = PbSО₄ + 2 HNO₃

Pb²⁺ + SO₄^2- = PbSО₄↓

Қорғасын (II) сулъфатының концентрлі күкірт қышқылында калий, натрий гидроксидтерінде және 30% - аммоний ацетатында еру қасиеті, оны басқа суда нашар еритін сульфаттардан (BaSО₄, CaSО₄) бөліп алуға мүмкіндік береді.

 

4PbSО₄ + H₂SО₄ = Pb(HSО₄)₂

↓PbSО₄ + 4 NaOH = Na₂PbО₂ + Na₂SО₄ + 2 H₂О

2 PbSО₄↓ + 2 CH₃COONH₄ = [Pb(CH₃COO)₂ PbSО₄] + (NH₄)₂SО₄

3. NaOH, KOH әсері.

Сілтілермен әрекеттесу нәтижесінде ақ түсті гидроксид түзіледі:

 

Pb(NО₃)₂ + 2 NaOH = Pb(OH)₂↓ + 2 NaNО₃

Pb²⁺ + 2 OH^- = Pb(OH)₂↓

 

Қорғасын (II) гидроксид амфотерлі, яғни қышқылдар мен сілтілердің артық мөлшерінде ериді:

 

Рb(ОН)₂↓ + 2 HNO₃ = Pb(NО₃)₂ + 2 Н₂О

Pb(OH)₂↓+ 2 Н⁺ = Pb²⁺ + 2 Н₂О

Pb(OH)₂↓ + 2 NaOH = Na₂[Pb(OH)₄]

Pb(OH)₂↓+ 2 OH^- = [Pb(OH)₄]^2-

Үшінші аналитикалық топ катиондары

Жалпы сипаттамасы

III аналитикалық топты құрайтын катиондар Ва²⁺, Са²⁺ демек, сілтілік жер металдар катиондары.

Осы топты құрайтын катиондардың аяқталған 8 электронды сыртқы қабаты бар, бұл S - элементтер.

Иондық радиустарының және иондық потенциалдарының мәндері

7 -кестеде көрсетілген.

7- кесте

Ион	Тотығу дәрежесі	Иондық радиусы
Са2+	+2	1,06
Ва2+	+2	1,43

 

Сілтілік металдарға ұқсас, суда жақсы еритін гидроксидтер түзеді. Иондық радиусы артқан сайын гидроксидтердің ерігіштігі артады (8-кесте).

Бұл топ катиондарының ерекшелігі, олар суда нашар еритін сулъфаттар түзеді. Сульфаттардың ерігіштігі иондық радиустары артқан сайын төмендейді, сол себепті олардың топ реагенті - H₂SO₄ ерітіндісі.

8-кесте

Кейбір қосылыстардың ерігіштік константасы

Аниондар	Са2+	Ва2+
СО32-	4,8*10-9	5,1*10-9
С2О42-	2,3*10-9	1,1*10-7
SО42-	2,4*10-5	1,1*10-10
РО43-	2,0*10-29	6,0*10-39
СrО42-	7,1*10-4	1,2*10-10
ОН-	5,5*10-6	5,0*10-3

 

Toп реагентінің әсерінен сульфаттар түзіледі:

 

ВаС1₂ + H₂SO₄ = BaS0₄↓ + 2 HC1 Ва²⁺ + SО₄^2- = BaSО₄ ↓

 

Кестеде келтірілген шамалардан CaSО₄ ерігіштігі Ва²⁺ сульфатына қарағаңда жоғары екені байқалады, сол себепті ол су ерітіндісінен сандық жағынан толық тұнбағ түспейді. Бірақ этил спирті немесе басқа органикалық еріткіштер қатысында оның ерігіштігі кілт өзгереді, сондықтан 95% - тік этил спиртінің екі еселенген көлемін қосса CaSО₄ барий сульфатымен қатар толық тұнбаға түседі. Этил спирті BaSО₄ ерігіштігін де төмендетеді.

Сульфаттар күшті қышқыл мен күшті гидроксидтен түзілген тұздар болғандықтан басқа минералды қышқылдарда ерімейді. Сондықтан сульфаттардан тұратын тұнбаны талдау үшін оны карбонаттарға айналдырады, бұл операцияны карбонизация деп атайды. Сульфаттарды карбонаттарға айналдыру үшін оны соданың қанық ерітіндісімен бірнеше рет қайнатады, бұл кезде мына тепе-теңдік

BaSО₄ + Na₂CО₃ = ВаСО₃ + Na₂SО₄

 

оңға қарай ығысады да, талдауға жеңіл, минералды және сірке қышқылында еритін карбонаттар түзіледі.

Бұл топ катиондары көбіне түссіз. Талдауда маңызды роль атқаратын, суда нашар еритін қосылыстары - фосфаттар, оксалаттар, карбонаттар да түссіз. Ал хлоридтері, нитраттары, ацетаттары суда жақсы ериді.

Бұл топ металдары сумен әрекеттеседі:

 

Са + 2 Н₂О = Са(ОН)₂ + H₂↑

 

Оксидтері суда жақсы ериді және гидроксидтер түзеді, олардың ерігіштігі жоғары

 

ВаО + Н₂О = Ва(ОН)₂

Пайдаланылуы

 

Кальцийдің түрлі қосылыстары адам және жануарлар организмінде кездеседі: мысалы, кальций фосфаты мен карбонаттар сүйектің, кальций иондарының құрамына кіреді. Организмде кальцийдің мөлшернің төмендеуі нерв ауруларына ұшыратады. Кальций хлоридін аллергия ауруын емдеуге пайдаланады, калъций түрлі витаминдердің құрамына кіреді. Кальций сульфатын хирургияда гипспен сынықты емдеуге қолданады.

CaO - кальций гидроксиді (сөндірілген әк тас), синтетикалық гипс және кальций карбиді - CaС₂ өндірісінде, өнеркәсіпте - синтетикалық каучук, шыны, ауыл шаруашылық тыңайтқыштарын алу үшін, зертханалық және өнеркәсіптік қондырғыларда көміртегі (IV) оксидін байлау мақсатында, медицинада, металлургияда - негізгі флюс ретінде қолданылады.

СаСl₂ - сүт және латекстің коагуляциясын жылдамдатады, силикондарды полимеризациялау үшін, кейбір синтетикалык, шайырлардың қату үрдісінде катализатор ретінде қолданылады.

СаОСl₂ - целлюлоза, қағаз және тоқыма өнеркәсібінде ағартушы, сол сияқты дезинфицирлеуші зат ретінде пайдаланады.

Ca(NО₃)₂ - ауыл шаруашылығында арпа, сұлыға минералды тықайтқыш ретінде қолданады.

CaSО₄*2H₂O - гипс сылайтын зат ретінде, қағаз өнеркәсібінде, хирургияда, архитектуралық әшекейлер және кұйма түрлерін жасау үшін пайдаланылады.

Барий иондары өте улы, бірақ BaSО₄ рентген сәулесінде мөлдір болмағандықтан, оның қозғалысы бойынша асқазанның ішектің жай-күйін зерттейді, Барий сульфаты майлы бояуларда ақ пигмент ретінде, фото- және жазуға арналған қағаздар, линолеум өндірісінде пайдаланылады. Барий және мырыш сульфатгарының қоспасы литопон деп аталады.

ВаО - эмаль, шыны және термокатализаторлар дайындауда қолданылады. Цемент құрамындағы СаО - кальций оксиді ВаО - нің орнын басатын болса, құрамында SO₄^2- - ионы бар, неғұрлым суға төзімді цемент алуға болады.

ВаСl₂ - металдық барий алуда пайдаланылады. Физиологиялық тұрғыдан алып қарасақ, бұл жүрекке өте күшті у болып табылады.

ВаН₂ - гидрогендеу реакцияларында катализатор ретінде пайдаланылады. Ва(ОН)₂ - көміртегінің (IV) оксидіне сезгіш химиялық реактив ретінде қолданылады.

3. Ва²⁺ катионының реакциялары

 

1. H₂SO₄ әсері.

Барий катионы сульфат ионымен әрекеттесіп, минералды қышқылда ерімейтін ақ түсті тұнба түзеді:

 

ВаСl₂ + H₂SО₄ = BaSО₄↓+ 2 HC1

Ва²⁺ + SО₄^2- = BaSО₄↓

2. К₂Сr₂О₇ әсері.

Барий катионы калий дихроматымен әрекеттескенде барий хроматы түзіледі. Оның себебі, калий дихроматы ерітіндісінде Сr₂О₇^2- иондарымен қатар СrО₄^2- иондары да болады.

 

Сr₂О₇^2- + Н₂О = 2 НСrО₄ = 2 Н⁺ + 2 СrО₄^2-

 

Барий хроматы мен барий дихроматының ерігіштік көбейтінділерін салыстырса, онда ЕК (ВаСr₂О₇) > ЕК (ВаСrО₄) яғни ВаСrО₄ ерігіштігі төмен, сондықтан ерітіндіде [Ва²⁺][СгО₄^2-] > ЕК (ВаСrО₄), ал [Ва²⁺ ][Сг₂О₇^2-] < ЕК (ВаСr₂О₇) осының нәтижесінде тұнбаға ВаСrО₄ түседі. Барий катиоңының дихроматпен әрекеттесуінің толық химиялық реакциясын мына тендеу арқылы көрсетуге болады.

 

К₂Сr₂О₇ + 2 ВаСl₂ + Н₂О = 2BaCrО₄↓ + 2KCl + 2HCl

 

ВаCrО₄ - сары түсті тұнба, минералды қышқылдарда ериді, бірақ СН₃СООН ерімейді. Реакция тендеуінен реакция өнімінін, бірі HC1 екенін көруге болады. Осының әсерінен реакция толық жүрмеуі де мүмкін. BaCrО₄ толық тұнбаға түсіру үшін реакцияны натрий ацетаты ортасында жүргізеді, ерітіндінің рН=5, ол үшін ерітіндіге СН₃СООNа қосады. Натрий ацетатының әсерінен ерітіндідегі сутек-иондарының концентрациясы мына реакция нәтижесінде төмендейді:

 

CH₃COONa + Н⁺ = СН₃СООН + Na⁺

 

Ерітіндіде әлсіз сірке қышқылы түзіледі, бұл қышқылда ВаСгО₄ ерімейді. Сонымен, реакцияны аяғына дейін жүргізу үшін СН₃СОONa қосып, ерітіндінің РН=5 жеткізеді.

Бұл Ва²⁺ катионының анықтау реакциясы, Ag⁺,Pb²⁺,CО²⁺ және т.б. Катиондар кедергі жасайды. СrО₄^2- иондарын тотықсыздандыратын иондардың болмағаны жөн.

3. (NH₄)₂C₂О₄ әсері.

Ва²⁺ ионы аммоний оксалатымен минералды қышқылдарда (HC1, HNО₃) еритін ақ түсті тұнба түзеді:

 

ВаС1₂ + (NH₄)₂C₂О₄ = ВаС₂О₄↓ + 2NH₄Cl

 

Ва²⁺ + С₂О₄^2- = ВаС₂О₄↓

 

ВаС₂О₄↓ + 2 HCl = ВаСl₂ + Н₂С₂О₄

 

ВаС₂О₄↓ + 2 Н⁺ = Ва²⁺ + Н₂С₂О₄

 

Сұйытылған СН₃СООН ерімейді, бірақ жоғары температурада коңцентрлі сірке қышқылында ериді.

4. (NH₄)₂CО₃₎ Na₂CО₃, К₂СО₃ әсері.

Сілтілік металдар және аммоний карбонаттары барий катионымен бейтарап ортада минералды қышқылдарда және сірке қышқылында еритін ақ түсті тұнба түзеді:

 

ВаС1₂ + (NH₄)₂CО₃ = ВаСО₃↓ + 2 NH₄C1

 

Ва²⁺ + СО₃^2- = ВаСО₃↓

 

ВаСО₃↓ + 2 HC1 = ВаС1₂ + CО₂↑ + Н₂О

 

ВаСО₃ + 2 Н⁺ = Ва²⁺ + CО₂↑ + Н₂О

5. Na₂HPО₄ әсері.

Натрий гидрофосфаты барий (II) катионымен HC1, HNО0₃, CH₃COOH еритін ақ түсті гидрофосфат түзеді:

 

ВаС1₂ + Na₂HPО₄ = ВаНРО₄↓ + 2 NaCl

Ва²⁺ + НРО₄^2-= ВаНРО₄↓

 

Ал сілтілік ортада (NaOH, KOH, NH₄OH қатысында) ақ түсті аморфты тұнба түзіледі:

 

3ВаСl₂ + 2Na₂HPО₄ + 2NH₄OH *

Ва₃(РО₄)₂↓ + 2NH₄C1 + 4NaCl + 2Н₂О

 

3Ва²⁺ + 2НРО₄^2- + 2NH₄OH = Ва₃(РО₄)₂↓+ 2NH₄⁺ + 2Н₂О

Ва₃(РО₄)₂ ^– минералды және сірке қышқылында ериді:

 

Ва₃(РО₄)₂↓ + 6HC1 = ЗВаС1₂ + 2Н₃РО₄

Ва₃(РО₄)₂↓ + 6Н⁺ = ЗВа²⁺ + 2Н₃РО₄

6. K₄[Fe(CN)₆] әсері.

Калийдің гексацианоферраты (II) барий тұздарының концентрлі ерітіндісінен NH₄C1 қатысында ақ түсті тұнба түзеді.

ВаС1₂ + K₄[Fe(CN)₆] + 2NH₄C1 = Ba(NH₄)₂[Fe(CN)₆] ↓ + 4KC1

Ва²⁺ + [Fe(CN)₆]^4- + 2NH₄⁺ = Ba(NH₄)₂[Fe(CN)₆]↓

 

Минералды және сірке қышқылдарында ериді.

7. Натрий родизонатының (Na₂С₆О₆) әсері. Натрий родизонаты Ва²⁺ иондарымен қызыл-қоңыр түсті тұнба түзеді.

 

 

Барий родизонаты 2н.НС1 ерімейді, ол барий гидрородизонатына Ва(НС₆О₆)₂ айналып, ашық қызыл түске боялады. Бұл реакция Ва²⁺ бөлшектеп талдау тәсілімен анықтау үшін пайдаланады.

8. От жалынын бояу.

Барий тұздары от жалынын жасыл-сары түске бояйды. (Орындалуы натрий тұздары сияқты).

4. Са²⁺ катионының реакциялары

 

1. H₂SO₄ әсері.

Күкірт қышқылы өте концентрлі кальций тұздары ерітіндісімен ақ кристалдық тұнба түзеді:

 

СаСl₂ + H₂SО₄ = CaSО₄ ↓+ 2HC1

Са²⁺ + SО₄^2- = CaSО₄↓

 

Кальций сулъфаты (NH₄)₂SО₄ ерітіндісінде комплексті қосылыс (NH₄)₂[Ca(SО₄)₂] түзе ериді:

 

CaSО₄ + (NH₄)₂SО₄ = (NH₄)₂[Ca(SО₄)₂]

 

CaSО₄ ерігіштігін төмендету үшін реакцияны этил спирті ортасында жүргізеді, бұл жағдайда кальций иондары толық тұнбаға түседі.

2. (NH₄)₂C₂О₄ әсері.

Аммоний оксалаты бейтарап ортада рН=6-6,5 кальций катиондарымен ақ кристалдық тұнба түзеді:

 

СаС1₂ + (NH₄)₂C₂О₄ = СаС₂О₄↓ + 2NH₄C1

Са²⁺ + С₂О₄^2- = СаС₂О₄↓

 

Тұнба минералды қышқылдарда ериді:

 

СаС₂О₄↓ + 2 HC1 = СаС1₂ + Н₂С₂О₄

СаС₂О₄↓ + 2 H⁺ = Са²⁺ + Н₂С₂О₄

 

Ал 2н.СН₃СООН ерімейді. Жоғары температура кристалдардын түзілу жылдамдығын арттырады.

Бұл реакция Са²⁺ катионының анықтау реакциясы, Mg²⁺ иондары және тотықтырғыш иондар кедергі жасайды.

3. K4[Fe(CN)₆] әсері.

Кальцийдің гексацианоферраты (II) аммоний хлориді ерітіндісінің қатысында кальций иондарымен ақ түсті тұнба түзеді:

СаС1₂ + K₄[Fe(CN)₆] + 2NH₄C1 = Ca(NH₄)₂[Fe(CN)₆]↓ + 4KC1

Са²⁺ + [Fe(CN)₆]^4- + 2NH₄⁺ = Ca(NH₄)₂[Fe(CN)₆]↓

 

Сірке кышқылында ерімейді. Ва²⁺ иондары концентрлі ерітінділерінен ұқсас ақ түсті тұнба береді, сондықтан бұл иондардың қатысында реакцияны орындамаған жөн.

4. (NH₄)₂CО₃₎ K₂CO₃, Na₂CО₃ әсері.

Карбонат иондары кальций иондарымен минералды және сірке қышқылдарында еритін ақ тұнба түзеді:

 

СаС1₂ + (NH₄)₂CО₃ = СаСО₃↓ + 2NH₄C1

 

Са²⁺ + СО₃^2- = СаСО₃↓

 

СаСО₃ + 2Н⁺ = Са²⁺ + Н₂О + СО₂↑

 

МАССАЛАР ӘРЕКЕТТЕСУ ЗАҢЫ - АНАЛИТИКАЛЫҚ ХИМИЯНЫҢ ТЕОРИЯЛЫҚ НЕГІЗІ

 

Массалар әрекеттесу заңының қайтымды реакцияларға қолданылуы

 

Аналитикалық реакциялардың көбісі қайтымды болады.

Реакцияларды қайтымды және қайтымсыз деп бөледі. Қайтымды реакциялар екі бағытта жүрсе, қайтымсыздары – тек бір бағытта жүреді. (Бертолле ережесі бойынша).

Д-затының түзілуі (1) тура бағытта (оң), ал А, В заттары түзілетін бағыт (2) – кері бағыт (сол).

Егер осы екі реакцияның жүру жылдамдықтары теңессе, осындай күйді химиялық тепе-теңдік деп атайды, бұл жағдайда υ_тура = υ_кері болады.

(1)

 

(2)

(3)

Тепе-теңдік константасындағы заттар концентрациясы үшін осы тепе-теңдік орнаған кездегісі алынады, ол әрине заттардың бастапқы концентрацияларынан не соңғысынан өзгеше болады, сондықтан тепе-теңдік константасының математикалық өрнегін көпшілік жағдайда былай жазады:

(4)

мұндағы: [D], [A], [B] – осы көрсетілген заттардың тепе-теңдік орнаған кездегі концентрациялары.

[A] = C_o(A) – ∆C(A), [B] = C_o(B) – ∆C(B).

Ал, С_о – заттардың бастапқы концентрациялары болса, ∆С(А,В) – осы тепе-теңдік орнағанға дейін жұмсалған концентрациясы болып табылады.

Гиббс энергиясының реакциясының тепе-теңдік константасы мен байланыс формуласы:

(5)

Бұл формуланы түрлендірсек: болады. Егер болса, , онда ; болса , ал болса, онда .

Қайтымды реакцияның энергетикалық диаграммасы төмендегі суретте берілген:

 

Реакция координатасы

Реакция өнімі

Активті кешен

Реакция координатасы

Бастапқы заттар

Реакция өнімі

Активті кешен

а ә

 

Әрине, қайтымды реакциялар заттар синтезі үшін өте тиімсіз, сондықтан реакцияны қалауымызша ығыстыра білгеніміз жөн болады. Тепе-теңдіктің ығысуына үш фактор: концентрация, қысым (газдар үшін) және температура әсер етеді. Ал, жылдамдыққа әсер ететін катализатор тепе-теңдіктің ығысуына әсері болмайды, ол тек тепе-теңдіктің орнау жылдамдығын өзгертуі мүмкін. Осы көрсетілген үш фактор әсерінен заттардың тепе-теңдік орнаған кездегі концентрациясына енуін тепе-теңдік ығысуы деп атайды.

Енді, осы аталған факторлардың тепе-теңдіктің ығысуына әсерін қарастырайық.

а) Температура әсері

Реакция – эндотермиялық (тура бағыт). Егер де, реакция теңдігін осы бағытта ығыстырғымыз келсе, реакцияның эндотермиялық екендігін білгендіктен известь тасын күйдіріп, температураны арттыруымызға тура келеді.

Олай болса, тепе-теңдікте тұрған жүйені эндотермиялық реакция бағытына қарай ығыстыру үшін температураны жоғарылату қажеттігін білсек, экзотермиялық бағытына (кері) ығыстыру