12-mavzu : Suyuqlik bilan qattiq jismning yondoshish chegarasida bo’ladigan hodisalar

Eritmalarning bug‘ bosimi. Raul qonuni.
Eritma bug’ bosimining toza erituvchi bug’i bosimiga qaraganda past bo’lishidan foydalanib bir necha muhum qonunlar topilgan. Eritma bug’ bosimining pasayishi sababli eritmaning muzlash harorati sof erituvchining muzlash haroratidan past bo’ladi, uning qaynash harorati esa erituvchinikidan past bo’ladi. Eritmalarda bo’ladigan osmos hodisasi ham bug’ bosimining pasayishiga aloqador ekanligi ma’lum.Eritmalarda qattiq holdagi moddalar eriganda erituvchining ba’zi bir xossalari o’zgaradi. Bu o’zgarishlar qo’shilgan qattiq xoldagi moddaning zarrachalari soniga bog’liq bo’lib uning tabiatiga esa bog’liq emas. Kimyoviy tuzilishga bog’liq bo’lmay erigan modda miqdiriga bog’liq bo’lgan erituvchi bilan erigan modda orasida tasir (dissosilanish, assosilanish va h.k) bo’lmagan holda sodir bo’lgan xossalar eritmalarning kolligativ xossalari deyiladi. <> bir-biri bilan bog’langan dagan ma’noni anglatadi. Bu hususiyatlarni o’rganish juda katta axamiyatga ega, bularni tajribada bajarish orqali erigan moddaning malekular massasini hisoblash chiqish mumkin. Eritma bug’ining tekshirish natijasida Raul eritma bug’i bosimiga oid muhim qonunlarni tariflanadi.
Raul 1887-yili uchmaydigan moddaning suyultirilgan eritmalarning fizikaviy hossalarini amalda o’lchab noelektrolit moddalarning suyiltirilgan eritmalarida eritmaning bug’ bosimi o’zgarmas haroratda erituvchining konsentratsiyasiga bog’liqligini aniqladi va erigan modda xiliga (tabiatiga ) bog’liq emasligini ko’rsatadi.
Bu Raulning tonometik qonuni bo’lib, uning matematik ifodasi quyidagi tenglamadan iborat:
P=K
Ideal eritmalardagi komponent i ni bug‘ bosimi, eritma haroratida toza komponent bug' bosimini eritma tarkibidagi komponentning mol qismi x, ga ko'paytirilganiga teng:
Eritmani bug‘ bosimini uning molyar qismiga to‘g‘ri proporsionalligi Raul tomonidan aniqlangan. Shuning uchun (IV. 1) formulani Raul qonuninmg matematik ifodasi deyiladi.
Binar eritmalar uchun bu formula quyidagicha yoziladi:
bunda: p, -eritma ustidagi erituvchini parsial bug‘ bosimi;
toza erituvchi ustidagi bug‘ bosimi;
x2 -erigan moddaning mol qismi;
— erituvchini mol qismi (x1+x2=l)
Ko‘pincha Raul qonunini qiymati binar eritmalar ifodalanadi:
Bunda : (IV.4) bunda(IV.3)ga qo’yilsa
kelib chiqadi yoki qilib yozish mumkin.
Bunda: -erigan moddaning mol sonilari ga teng bo’ladi.
Bu formula yordamida eritma va erituvchini bug‘ bosimlari ma’lum bo‘lganida, eritmaning tarkibini, eritmadagi komponentlardan birortasining molekulyar massasini ham aniqlash mumkin.
Ma’lumki , har qanday suyuqlik ustidagi bosim deyilganda uning to’yingan bug’ bosimi tushuniladi. Suyuqlikning to’yingan bug’ bosimi berilgan haroratda o’zgarmas kattalikdir.
Harorat ko’tarilishi bilan har qanday moddaning to’yinganbug’ bosimi ortadi. Bunga sabab,avvalo, harorat ko’tarilishi bilan molekular harakatining o’rtacha kinetic energiyasi ortishi va natijasida suyuqlik molekulalarining o’zaro tortishish kuchi yengib suyuqlikdan ajraladigan va bug’ga o’tadigan molekulalar sonining ko’payishidir.
Ikkinchidan bug’lanish endodermik jarayon, ya’ni issiqlik yutilishi bilan boradi. Shu sababli harorat ko’tarilganda to’yingan bu bosim ortadi.
Bu fikrlar, asosan, sof erituvchilar uchun to’g’ri keladi. Eritma ustidagi bug’bosimi esa harorat bilan bir qatorda shu eritmadagi erigan moddaning miqdoriga ham bog’liq bo’ladi. Erituvchining eritma ustidagi bug’ bosimi toza erituvchining ustidagi bug’ bosimidan doimo kichik bo’ladi. Eritmaning konsentratsiyasi qancha yuqori bo’lsa, uning ustidagi bug’ bosimi shuncha kichik bo’ladi.
Chunki konsentratsiya otrgan sari eritmaning hajm birligida erituvchining miqdori kamaya boradi.
Bunda N1 eritmadagi erituvchining molar qismi. Demak, berilgan eritma uchun bug1 bosimining pasayishi erigan modda bilan erituvchining tabiatiga va haroratga bog'liq bo'lmay, faqat eritmaning konsentratsiyasiga bog'liq.
Bu qonun Raulning tonometrik qonuni deb ataladi. Raul qonuni juda suyultirilgan (va ideal) eritmalar uchungina to'la muvofiq keladi. Eritmaning konsentratsiyasi ortgan sari bu qonundan chetlanish kuzatiladi.
Suyultirilgan eritmalarning muzlash va qaynash haroratlarining konsentratsiyasiga qarab o ‘zgarishi. Ma’lumki, suyuqlikning to'yingan bug1 bosimi atmosfera bosimiga teng bo'lgandagi harorat shu suyuqlikning qaynash harorati deyiladi
Moddaning qattiq holatdagi bug' bosimiga teng bo‘ladigan harorat, ya’ni moddaning kristallana boshlash harorati muzlash harorati deyiladi. Qattiq modda biror erituvchida eritilganda erituvchining bug' bosimi pasayishini yuqorida ko'rib o‘tdik.
Bug‘ bosimi pasayganda eritma toza erituvchiga qaraganda yuqoriroq haroratda qaynaydi, chunki bunda bug‘ bosimini tashqi atmosfera bosimiga yetkazish uchun yuqoriroq haroratgacha qizdirish kerak bo'ladi. Elektrolitik dissotsitsiyalanish sodir bo‘lmaydigan suyultirilgan eritmalarda qaynash haroratining ko‘tarilishi
Erigan moddaning molar konsentratsiyasiga(C) mutanosib bo’ladi:
Bunda har qaysi erituvchi uchun o‘zgarmas bo‘lgan mutanosiblik koeffitsiyenti u erituvchining ebulioskopik konstantasi deyiladi. С ning qiymati, odatda, 100 g erituvchida erigan moddaning mollar soni bilan ifodalanadi. Yuqoridagi tenglamaga С ning qiymatini qo‘ysak,