Тапсырманы орындау реті:

.1 .Ерітінді бетінде су қысымның төмендеуі. Берілген температура­да сүйықтык, пен оның бетіндегі бу арасында да динамикалық тепе-тендік орнағаңда,сүйықтықтан бу лантан молекулалардың саны қайта конденсацияланатын молекулалар саньша тең болады. егер осы ұшқьші сүйьгқтыңта үшпайтьш заттың шамалы мелшерін ерітетін болсақ, ңріткіш молекуласьшың концентрациясы азаяды, осыған байланысты буланьш шьп-атьш молекулар саны кемиді. Демек, ерітінді бетіндегі бу қысымы төмендейді. Щеал ерітінді бетіндегі қандай да болмасьш компонентінің қаныққан бу қысымьшың шамасын және оның салыстырмалы төмеңдеуін Рауль заңы бойьшша анықтауға болады. Ерітінді бетіндегі еріткіштің қаныкқан бу қысымы Рд оның таза күйіндегі бу қысымьш ерітіндідегі мольдік үлесіне көбейткенге тен:

ліүндағы Пд жене еріткіш пен еріген заттың моль сандары. U08

Бинар ертіндіде:

Бірінші тендеуді еріген заггың мольдік үлесі бойынша шешетін болсак;

мүндағы АР= -Рд ерітінді бетіндегі еріткіштің бу қысымның салыстырмалы төмендеуі.

Эмпирикалық жолмен анықталған бүл теңдеуі түрақты температурада ерітінді бетіндегі еріткіштің бу қысымының салыстырмалы төмендеуі еріген заттың мольдік үлесіне тең (Рауль заңының баскд түрдегі түжырымы) екендігін көрсетеді.

2.Ерітінділердің кдйнау және қату температуралары. Таза сүйықгың бетіндегі кднықкдн бу қьісымы сыртқы қысымға теңескен кездегі температурада қайнайды. Егер қайнау температурасы сүйықгықкд (еріткішке) үпшайтьш ерігіш зат қоссак, ерітінді бетіндегі қысым сыртқы қысыммен теңесу үшін ерітіндіні таза еріткіштщ кэйнау температурасьшан жоғары температурага дейін () қыздыру керек. Егер ерітіндінің концентрациясы Cj-C^ дейін артатын болса, онда ерітіндінің қайнау температурасы дейін артуы кажет. Сонда ғана ерітіндіні бетіндегі қысым сыртқы қысыммен теңеседі, яши ерітінді кдйнайды.

Еріткіш пен концентрациясы ер түрлі ерітінділер үшін кднықкэн бу қысымы мен температура арасындағы қатынас 1-суретте көрсетілген. Ерітіндідегі еріген заттың мөлшері неғүрлым көп болса, согүрлым ербір температурада ерітінді бетіндегі бу қысымы темен, ягни ерітінділер үшін температурамен қысым арасыңдагы байланысты көрсететін қисық (ВС жене DF қисықгары) таза еріткішке қарағанда темен орналасады. Кдйнау температурасьшың артуы ерітшдінің концентрациясы арткдн сайьш арта түседі. демек, қайнау температурасының артуы еріген затгың молярльпс концентрациясьша "С" тура пропорционал болады: электролит еместердің ерітінділері үпіін:

мұндағы Eg — эбулиоскопиялың түрақты немесе қайнау температурасьшың молярлық артуы. Оның шамасы 1000 гр еріткіште 1 моль затты еріткенде альшган ерітндінің кзйнау температурасьшың артуына тең.

3-тендеуді пайдаланып еріген заттың молекулалық салмағын ерітіндінің кдйнау температурасының артуы бойынша анықгауға болады:

мүндағы М-ерітіндідеіі еріген запың молярлық массасы; ш-еріген запың массасы, г; G-еріткіштщ массасы, г; At^^^ - ерітіндінің кдйнау температурасының артуы, Еэ-эбулиоскопиялықтұрақгы.

Егер ерітіндіні салқындаткднда таза еріткіштің кристалдары түзілетін болса, ерітіндінщ кристалдану (кдту) температурасы таза еріткіштің қату температурасынан төмен болады. Еріткіштің кристалдарының түзілу барысында ерітіндідегі еріген заттың концентрациясы арта түседі, ал кдту температурасы төмендей береді (1-сурет). Эвтетикалық қүрамға жеткенде еріткіште те, еріген зат та іфисталданады.

Ерітіндінің кристалдану температурасы ретінде одан еріткіш кристалдары түзіле бастаған температураны алады. Қату температурасының төмендеуі деАІ^^^ кзйнаутемпературасьпп>щ At^^ артуы секілді ерітіндінің молярлық концентрациясына "С" пропорционал:

мүндағы К-криоскопиялық түрақты немесе кристалдану температурасының молярлықтемендеуі. Оның шамасы 1 моль затты 1000 гр еріткіште epiiin даярланған ерітіндінің кэту температурасьшың төмеңдеуіне тең. Қриоскопиялық әдісте де пайдаланып, еріген затгың молекулалық салмағьш анықгауға болады:

мүндағы М-еріген заттың (электролит еместің) молярлық массасы,г;

К-криоскопиялық түрақгы; т-еріген заттың массасы, г; G-еріткіштің массасы, г; At^^-қату температурасының төмендеуі. Ескеретш жағдай, эбулиоскопиялық өдісті тек іс жүзінде ұшқьші емес затгардың ерітінділері үшін, ал криоскопиялың әдісті еріткішпен аралас кристалдар түзбейтін (қатар кристалданбайтьш) заттардың ерітінділері үшін қолдануга болады.

Тапсырма 3.

Молярлық массасын қату температурасының төмендеуі бойынша анықтау

Сұйықтықтың қату температурасын анықтауға арналған қүрылғьшы қүрастырьш болған соң калориметрге (1) салқындатқьші қоспа (мүз) (II) сальшған су қүяды. Онан соң стаканға (10) еріткіш (9) HjO немесе С^Н^ қүйып, калориметрге орналастырьш үстағьшшен (6) еппен қақпақгы жабады, оған термометр (2), орналастырғыш орналастырады. Термометр қоспаның температурасьш өлшеу үшін кджет, термометрдің жоғарғы үшын штативтің қыстарғышьша (5) бекітеді. Ал калориметрді орналастырғышкэ (8) бекітеді (2-сурет).

Бұрынғы жұмысқа даяр болған соң пробиркадағы бензолды немесе суды араластырғышпен араластыра отырып салқындатады. СалқЕлндау барысында да, өсіресе еріткіш ретінде суды пайдаланғанда да, аса салқыңдатудың нәтижесінде сұйықгыктың кдту температурасы шын мәнінен төмендеп, кристалдар түзіле бастайды. Кристалдану жылуының бөлінуіне байланысты температура қайтадан қату температурасының шьш меніне дейін көтеріліп, біршама тұрақгалады. Осы температураны дәл жазып алады да пробирканы (бензол не болмаса су) кристалдарын ерітіп, қайта орналастырып, қату температурасының шьш мәнін тағы да аныңгайды. Тәжірибені 3 рет кдйталап, еріткіштщ кдту температурасьшың шьш орта мәнін табады. Таза еріткіштің қату температурасын аі&щтап болтан соң молеіцаіалық массасы (азобензол, 2-нафтол,нафталин, шарап қьшіқылы т.б.) 1-2 гр.өлшеп алады да, шыны түтін (4) арқылы стаканға тұзды салады, араластырғыш арқылы араластырьш ерітінді даярлайды. Ерітіндінің де қату температурасын 2-3 рет анықгап, орта мөнін табады.

Нәтижелерді рәсімдеу:

1... Бос пробирканың салмағы- mj, гр.

2.. Бензол кұйылғаннан кейінгі пробирканың салмағы-т^, гр.

Кесте 1.

Зерттеу объектісінің органолептикалық және физикалық көрсеткіштері

Сынама атауы	Сапа көрсеткіштері
	Сыртқы түрі	Түсі	Дәмі	Иісі	Шығымы г.	Қолданылуы

Ерітіндінің қату температурасының төмендеуі: At^^=t,-tg теңдеуімен, ал еріген затгың молярлық массасы (6) тендеу бойьшша есептеледі. Альшған мөліметгерді төменгі үлгіде жазады:

Бақылау сұрақтары

1. Ерітінді дегеніміз не? Оның қандай түрлері бар?

2. Еріткіш пен ерітіңпі қасиетгерінде қандай ұқсастық жөне қандай айырмашылық бар?

3. Рауль заңын айтыңдар. Ол қандай ерітінділер үшін қолданылады?

4. Неліктен таза еріткішке қарағанда ерітіндінің бетіндегі қаныққан бу қысымы төмен, қайнау температурасы артық жөне қату температурасы темен болады?

5. Сұйықтықтың бетіндегі бу қысымы мен температура арасында қандай байланыс бар?

6. Қандай жатдайда сүйықтық қайнайды немесе қатады? Қайнау жене қату дегеніміз не?

7. Молекулалық салмақш анықгаудың кщадай өдістерін білесіздер?

8. Криоскопия өдісіменмолекулалықсалмақгықалайанықгауға болады?

9. Бекман термометрінің қүрылысьш, жүмыс істеу ретін сипатган-дар, оның көдімгі термометрден айырмашыльиъі қандай?

10. Криоскопия өдісін қщдай шамаларды аныңату үшін қолдануға болады?

№4 лабраториялық жұмыс: Еріткіштің және еритін затгың кайнау температурасын, заттың молекулалық салмағын эбулиоскопия әдісімен анықтау

Сабақтың мақсаты Еріткіштің және еритін затгың кайнау температурасын, заттың молекулалық салмағын эбулиоскопия әдісімен анықтау

Тапсырмалар 1. Су мен түзды ерітінділердің химиялық потенциалын және активтілігін анықтау. 2. Ерітіндінің парциальдық молярлы жылуын жөне еру энтропиясын анықтау

Құрал-саймандар, ыдыс-аяқ, инструменттер:

Тапсырманы орындау реті:

Жүмыстың максаты:

1. Еріткіштің жене ершін затгың кайнау температурасын анықгау және еритін заттың молекулалық салмағьш есептеу. Жүмыскр кажетті заттар: Сүйықтардың қайнау температурасын анықтауға арналған қүрылғы. Бекман термометрі. Хлороформ-нафталин; ССІ^-СНС1 СООН; Нр-лимон қышқылы, Hp-MgCL,.

Жүмыстың орындалу барысы: Ерітіндінің қайнау температура­сының жоғарылауьш анықгау үшін алдымен таза еріткіштің, онан соң ерітіндінің қайнау температурасын аныктайды. Әдетте еріткіш пен ерітіндінің кдйнау температурасьшың абсолюттік мәні емес, олардың кдйнау температураларының айырымьш білу кджет. Оны елшеу үшін әрбір бөлігі OjOPC тең. 5-6°С шкаладан түратьш Бекман термометрі крлданылады. Ерітіндінің кдйнау температурасьш анықгау үшін керсетіген эбулиоскоп қүрылғысьш қолдану кэжет (1-сурет).

Органикалың заттардың молекулалық салмагьш анықгау үшін еріткіш ретінде ССІ^, CHCl,, Н2О қолданамыз. Олардың эбулиоскоптықтүрақгы мөндері. Аддымен кең пробирканы (биіктігі 20 CM, диаметрі 4 см) аламыз да оган тьиъш арқылы шыңы түтігін

жене термометрді (1) орналастырамыз. Бұл жерде шьшы түтігі кері суытудың мақсатын орындау үшін қолданылады. Пробиркага

20 мл еріткіштің біреуін құямыз жөне біркелкі қайнау үшін үнтақгалған фарфорды пробиркага саламыз. Алынган пробиркамызды (3) үлкен көлемі 600 мл суы бар стаканға салып, штативке орналастырамыз.

Суды еріткіштің кдйнау температурасьшан 4-5"С жоғары көтереді. Алғашқыда термометрдегі сынап тез көтеріледі, сонан соң біртіндеп температураның көтерілуі темендеп, ақырында температурасы басылады. Еріткіштің қайнау температурасын микроскоп арқылы жазып аламыз. t„ температурасын үтп рет кдйталап оның орташа мәнін аныңтап аламыз. Зертгелетін заттың молекулалық салмағын анықгау үшін, алдымен таза кепкен пробиркаға пипеткамен 20 мл ССІ^ құямыз, соңан соң мұғалімнің тапсырмасымен берген еритін заттың салмағын аналитикалық таразыда тартып алып қосамыз. Сондағы ерітіндінің қайнау температурасын 2-3 рет анықгап барьш орташа мөнін жазьш аламыз.

Нәтижелерді рәсімдеу: 1. Еригін заттың молекулалың салмағьн анықтайу:

Еригін заттың молекулалың салмағьш мьша тендеумен аныңтаймыз:

мұндЕиы: g^-epiTKinniH салмағы, гр;

gg-еритін затгың салмағы, гр.

мүнд^ы 1,-еритін заггың кдйнау температурасы, Ід-еріткіштің қайнау температурасы, Е-еріткіштің эбулиоскоптық түрақгылызЕЫ. Альшган мелімеггерді мына кестеге толтырады да, қорытьшды-сында қандай қателік кеткенін керсетеді.

Кесте 1

Кдйнау температурасы, °С		м	Кдтесі, %
еріткіш ерітівді

Шексіз араласатын сүйықтар

Бізге белгілі, көгггеген сұйықтар бір-бірімен кез-келген қатынаста араласьш, біртекті жүйе түзеді (гомогенді). Мысалы алатын болсақ;этил спирті-су:

гексан-гептан;

Дибромэтан-дихлорэтан айтуға болады. Екі компоненттен түратьш бүл типтегі жүйелердің қаныққан бу қысымы олардың қүрамьша тәуелді болады. Сол себептен судың құрамында екі компонент те болады. Бұл жүйелер үшін Гиббсгің фазалар ережесінің математикалың өрнегін былай жазуға болады: СФК-Ф.

Бумен тендікте түрған ерітінді үшін (Ф=2) еркіндік дәреже саны С=1.

Ерітіндінің (сүйың қоспаның) қүрамы мен үстіндегі бу қысымы арасьшдағы төуелділікті графикпен кескіндеуге болады.

Тұрақты температурада идеал ерітінділер үшін жалпы жөне парциалдық қысьащардың оның қүрамьша тәуелділігі Р-сурегге көрсетілген. Абсцисса oci бойымен ерітіңці қүрамы, ал ордината oci бойымен бу қысымы алынган. Нүктесі таза "А" компонентінің

қаныққан бу қысымына сөйкес келеіін нүктелер. Ал нүктесі таза "В" компонешінің қаныққан бу қысымына сөйкес келегін нүкте.

Су мен түзды ерітінділердің химиялық потенциалын және активтілігін анықтау

Тапсырма 1. Су мен түзды ерітінділердің химиялық потенциалын және активтілігін анықтау

Жұмыстың орындалу барысы: Алдымен термостатты 40''С температураға жеткізіп аламыз да, тұздың с мен ерітіндісін дайындаймыз.

NaCl-l;2;3;4;5 моль/1000 гр концентрацияларын. Бұрынғы жүмыстағыңай таза судыц қанькікан бу қысымьш өлшеп, дайындаг ан кіші концентрациядан басгап, ерітінділердің қаныққан бу қысьемының мәндерін аламыз.

Нәтижелерді рәсімдеу:

1. Көрсетілген ерітінділердегі судыц активтілігін есептейміз

2. Судыц активтік коэффициентін жөне молярлық үлесін есептейді

3. Есептелген мәндерді төмендегі кестеге толтыру.

Сонан соң а) көрсетілген ерітінділердегі судыц активтілігін есептейміз:

және - графигін тұрғызамыз.

б) Судыц активтік коэффициентін жөне молярлық үлесін есептейді. Ерітіндідегі

графигін тұрғызады және тұздың активтік коэффициентін анықгайды. (берілген концентрациясы бойынша).

г) Судың және тұздың ерітіндідегі потенциальш салыстырмалы стандарттық жүйедегі (шексіз сұйытылған ерітінділерге).

д) Максимальды (ең жоғарғы) пайдалы жұмысты 1 моль ерітіндідегі концентрацияның AG мэнін Гиббс-Дюгем теңдеуі бойьшша аньпсхайды:

AG-Гиббс энергиясының өзгеру мөні. Есептелген мәндерді төмендегі кестеге толтырады.

№	N	N	p * H20	"шо	Al20	Igf