Білім алушыларды химия туралы жалпы түсінікті қалыптастыру және қазіргі химияның маңызды бөлімдерін оқып, үйрету

Фазалардың (сұйықтық-газ) бүлiну шекарасында екi құбылыс пайда болды - булану-концентрациялану (қайтадан сұйықтыққа айналу). Ерiткiш молекулалары буланып газ күйiне өтедi де ерітiндi бетiнде белгiлi мөлшерде су буынының қысымын туғызады. Бу сұйықтыққа конденсацияланып қысымды төмендейдi. Ең соңында белгiлi температурада (25^О С немесе 298^О К) булану-конденсациялану, тепе-теңдiгi орнайды да су буының қысымы (яғни ерiткiш-тің) тұрақты болды. Оны Р_О деп белгiлеймiз. Егер сол температурада бiр буға айналмайтын (мысалы, қант) электролит емес заттың ерiтсе, онда қанттың гидратталған молекулалары ері-тiндiнiң барлық көлемiнде және беткейiнде жайылып булану беткейiн жабады да судың булану алаңы кемидi. Сонымен дәл сол уақыт мөлшерiнде және дәл сол температурада ерітiндiнiң беткейiнен судың аз молекуласы буланады да будың қысымы кемидi. Сондықтан ертiндiнiң бу қысымы барлық уақытта таза ерткiш қысымынан аз болады. Ерітiндiнiң бу қысымын Р-деп белгiлеймiз. Таза ерткiш қысымына Р_О салыстырылып алынған қысымдар “Р_О-Р” айырмашылығы ерітiндiнiң бу қысымының салыстырмалы төмендеуi деп аталады, яғни Р_О-Р. Ол ерiген зат концентрациясына байланысты, ол неғұрлым көп болса төмендеуi де көп болады.

Раульдiң I-заңы: сұйытылған элекролит емес ерітiндiлер үшiн ертiндi буының қысымның салыстырмалы төмендеуi буланбайтын ерiген заттың мольдық үлесiне тең болады, Р_О-Р/Р=М₂.

Электролит емес ерітiндiлердiң қату төмендеуi және t^О қайнау жоғарылайды. Раульдiң II заңы.

Кез келген таза ерiткiш секiлдi судың қату және қайнау температурасы бар. Егер қысым қалыпты болса, яғни 101325Па-тең болса, су t^О=100^О С қайнайды, t^О=0^О С қатады. Су күйiнiң диаграммасында ол ОА қисығы арқылы көрсетiлген. Ол қалай жүрдi? Су буының қысымы атмосфералық қысымға тең болған кезде фазалардың сұйықтық-газ шекарасы жоғалады да су

О

0⁰ 100⁰ С

молекулалары сұйық күйден газ күйге және керiсiнше оңай өтедi, сол кезде су қайнайды. Егер су суыса конденсациялану процесi өседi де газ күйiндегi су мөлшерi азаяды және су буының да қысымы азаяды. Су буының қысымы өте аз болған кезде және мұз кесегi (кубик) үстiндегi қысыммен теңескен кезде су кристализацияланады. Бұл 0⁰С және қысым 4,6 мм. сынап бағанасына тең болған кезде болады. Егер суда буға айналмайтын электролиттi ерiтсе, мысалы қантты, Раульдың I заңы бойынша ерітiндi буының қысымы төмендейдi. Ендi атмосфералық қысымға жету үшiн ерітiндiнi қосымша қыздыру керек, сонда температура көтерiледi, О¹ А¹ қисығы. Ерiген зат концентрациясы неғұрлым көп болса, соғұрлым ерітiндi буының қысымы көпке төмендейдi де ерітiндiнiң қайнау температурасы жоғары болады. Бұл байланыс Раульдың II заңымен көрсетiледi және көрiнiсi мынадай

t⁰_қайнау =Е*m

t⁰_қату=к*m,

мұндағы t - температураның жоғарлауы немесе төмендеуi, Е=эбулиоскопиялық (қайнау) констатасы; К - криоскопиялық (қату) константасы; m-ерiген заттың моляльдық концентрациясы:

m=m₁*1000/M*m₂

мұндағы m₁,m₂ - ерiген зат пен ерiткiштiң массасы; М - ерiген заттың молярлық массасы 1000г. - су массасы.

Ерітiндiлердiң қайнау температурасының өсуi (қату температурасының төмендеуi) ерiген заттың моляльдық концентрациясына тура пропорционал болады. Раульдiң II заңы бойынша белгiсiз заттардың молекулалық массасын табуға болады.

Электролиттік диссоциация теориясы

Швед ғалымы С. Аррениус электролит ерітінділерінің электр тогын өткізуі және Рауль мен Вант-Гофф заңдарынан ауытқуы олардың ерітінділерінде бөлшектердің көбеюіне, яғни еріген заттың немесе электролиттың молекулаларының иондарға ыдырауына байланысты деген түжырым жасады. Шынында да, бейэлектролит ерітінділердің қасиеттерінің сандық мәндері Рауль мен Вант-Гофф заңдары бойынша еріген заттардың концентрациялары-на тәуелді болғандықтан электролит ерітінділерінде бүл қасиеттердің сандық, мәндерінің жоғарырақ болуын еріген молекулалардың диссоциациялануы нәтижесінде бөлшектердін (иондардың) көбеюінен бола­ды деп түсіндіру ақылға қонымды жорамал еді.