NKPI

Maraqlı Məlumatlar

KİMYA DƏRSİ MƏSƏLƏLƏRLƏ - Məhlullar mövzusuna aid

MƏHLULLAR MÖVZUSUNA AİD MƏSƏLƏ HƏLLİ ÜSULLARI

Bir və ya bir neçə maddə hissəciklərinin başqa maddə hissəcikləri arasında yayılması prosesinə həllolma deyilir.

Bir və ya bir neçə maddənin digər maddədə paylanmasından alınan qarışıqlar dispers sistemlər adlanır.

Hissəcikləri yayılan maddə həllolan maddə (dispers faza), onalrın yayıldığı mühit isə həlledici (dispers mühit) adlandırılır.

Həllolma təkcə fiziki proses olmayıb həm də kimyəvi prosesdir. Yəni maddələrin bir-birində həll olması zamanı, sadəcə bir maddənin xırdalanaraq başqasının içərisində yayılması (diffuziya) getmir, bu fiziki proseslə yanaşı, həllolan maddələrin hissəcikləri ilə həlledici hissəcikləri arasında kimyəvi qarşılıqlı təsir baş verir. Bəzi maddələrin (H2SO4, NaOH və s.) suda həll olması zamanı istiliyin ayrılması bunu sübut edir.

Həllolan maddələrlə həlledicidən ibarət olan bircinsli sistemə məhlul deyilir. Məhlul maye, qaz və bərk halda ola bilər. Məsələn, çaylar, göllər və  dənizlər – maye, azot, oksigen və başqa qazlardan ibarət olan hava-qaz, metalların bir-birində həll olmasından alınan çuqun və polad isə bərk məhlullardır.

Praktikada sulu məhlullardan - maddələrin suda həll olmasından alınan məhlullardan daha çox istifadə olunduğundan burada onlardan bəhs ediləcəkdir.

Həllolmaya aid məsələ həlli üsulları

Maddələrin suda həllolma qabiliyyəti müxtəlif olur. Eyi miqdar suda eyni şəraitdə bəzi maddələr çox, bəziləri az, bəziləri lap az həll olurlar. Məsələn şəkər, xörək duzu, əhəng, təbii gips, gümüş (I) xlord AgCl) və barium-sulfatın (BaSO4) otaq temperaturunda (20oC-də 1000 q (və ya 1000 ml) suda həllolma qabiliyətini (q/l ilə) müqayisə edək.

Bəzi maddələrin həllolma qabiliyyəti (q/l ilə)

NaCl

C12H22O11 şəkər

Ca(OH)sönmüş əhəng

CaSO4·2H2O təbii gips

AgCl

BaSO4

359

2040

1,6

2,06

0,002

0,003

 

Burda şəkər və xörək duzu yaxşı həll olan, sönmüş əhəng və təbii gips az həll olan, AgCl və BaSO4 praktiki həll olmayan maddələr adlanır.

Ümumiyyətlə götürüldükdə: 1000 ml (1 l) suda 10 q-dan çox həll olanlara yaxşı həll olan, 10÷0,01 q həll olanlara az həll olan,  0,01 q-dan az həll olanlara praktik həll olmayan maddələr deyilir.

Məhlulun müəyyən həcmində otaq temperaturunda həll olan maddənin miqdarı az olduqda ona duru məhlul, çox olduqda isə qatı məhlul deyilir. Məsələn, 1 stəkan (170 q) suda 1-2 qənd parçasının (10-20 q) həll edilməsindən alınan məhlula duru, 4-5 qənd parçasının (40-50 q) və ondan çox miqdarda həll edilməsindən alınan məhlula qatı məhlul demək olar.

Müəyyən temperaturda həll olan maddənin daha həll ola bilmədiyi məhlula doymuş məhlul deyilir.

Müəyyən temperaturda həll olan maddənin əlavə miqdarının həll ola bildiyi məhlul isə doymamış məhlul adlanır.

Doymuş məhlulu qızdırmaqla tədricən həll olan maddə əlavə edib, sonra alınan məhlulu başlanğıc məhluldakı temperaturadək soyutduqda ifrat doymuş məhlul alınır.

İfrat doymuş məhlullarda həll olan maddənin miqdarı doymuş məhluldakından çox olur. Lakin ifrat doymuş məhlullar çox davamsız olur. Xarici təsirdən dərhal dağılaraq doymuş məhlula çevrilir.

Əgər bir stəkan suda otaq temperaturunda (20oC-də) 1; 2 və ya 3 qənd parçası həll edilirsə və daha bir neçəsini də həll etmək mümkün olursa, deməli, bu məhlul doymamış məhluldur. Qənd parçalarının sayını artırmaqla onları qarışdırıb, həll etməni davam etdiririk. Nəhayət, qarışdırmaqla da stəkandakı məhlulun dibində həll olmayan şəkər qalırsa, alınan məhlul doymuş məhlul adlanır.

“Doymuş məhlul”la “qatı məhlul” anlayışlarını bir-biri ilə qarışdırmaq olmaz. Az həll olan maddələrin çox az miqdarının olduğu duru məhlula da doymuş məhlul demək olar. Suda az həll olan maddələrin (çöküntülərin) doymuş məhlulu duru, suda yaxşı həll olan maddələrin doymuş məhlulu isə qatı məhlul adlanır.

Su ilə reaksiyaya girib, yeni birləşmə əmələ gətirən maddələrin və çöküntülərin məhlulunu hazırlamaq mümkün deyil. Lakin suda yaxşı həll olan maddələrin məhlulunu hazırlamaq mümkündür.

Suda məhlulun hazırlanması mümkün olmayan maddələr

Suda məhlulun hazırlanması mümkün olan maddələr

 Fe2, Cl2, Br2, J2, Li2O, Na2O, K2O, CaO, BaO,  SrO, NaH, KH, CaH2, BaH2, CACO3, MgCO3,  AgCl, PbCl2, CaSO4, BaSO4, Ag2SO4, PbSO4,  SO2, SO3, CO2, Me(OH)n,

 Me → Mg, Al, Zn, Fe, NO2, P2O5, Cr, Pb, Mn,  Cu, Hg,

 HF, HCl, HBr, HJ, H-CHO, CH3NH2, CH3OH,  C2H5OH, HNO3, H2SO4, H3PO4, Me(OH)n,

 Me → Li, Na, K, Rb, Cs, Ca, Sr, Ba

 Suda həll olan bütün duzlar

 

 

Həllolma əmsalı

Maddələrin həll olma qabiliyyətini həllolma əmasalı ilə ifadə edirlər.

Müəyyən temperaturda 1000 ml (1 l) həlledicidə maddənin həll ola bilən qramlarla miqdarına həllolma əmsalı deyilir.

Həllolma əmsalı Kh ilə işarə edilir, onun vahidi q/l-dir. Əgər 1 l suda otaq temperaturunda (20oC-də) 359 q NaCl, 1,6q Ca(OH)2, 2·10-3q AgCl həll olursa, onda yazırıq:

Kh(NaCl)=359 q/l; Kh[Ca(OH)2]=1,6 q/l  Kh(AgCl)= 2·10-3q/l və ya 0,002 q/l

Həllolma əmsalını doymuş məhlulda aşağıdakı düsturla hesablamaq olar:

ρ(H2O)=1q/ml olduğundan m(su)= V(su) olur. 

Maddələrin həllolma əmsalı temperaturdan asılı olaraq dəyişir. Temperatur yüksəldikcə əksər bərk maddələrin (suda həll olan duzların, şəkərin və s) həllolma əmsalı da artır, qazların həllolması isə əksinə azalır. Qazların suda həll olması təzyiqlə düz mütənasibdir. Yüksək təzyiqdə qazlar suda daha çox həll olur. Bunu təzyiq altında çoxlu karbon qazı həll edilmiş mineral su butulkalarının ağzı açıldıqda dərhal müşahidə edirik. Bu halda böyük təzyiqlə artıq miqdarda həll edilmiş qaz məhluldan ayırılıb çıxır.

Əksər duzların suda həll olması endotermik proses olduğundan temperatur artdıqca duzların həll olması artır. Qazların və qələvilərin suda həll olması adətən ekzotermik proses olduğundan temperatur artdıqca onların həllolması azalır. Duzların və maye halındakı maddələrin həllolmasına təzyiq təsir etmir. Həllolmanın temperaturdan asıllığı həllolma əyriləri ilə göstərilir.

Həllolma əyrilərinin köməyi ilə müxtəlif temperaturlarda maddələrin həlloma əmsallarını təyin etmək mümükündür. Bərk maddərləri suda həll etdikdə sistemin həcmi nəzərə çarpacaq dərəcədə dəyişmir. Lakin qazların suda həllolması sistemin həcminin azalması ilə baş verir. Ona görə də təzyiqin artırılması qazların həllolmasını artırır.

 

Bəzi maddələri (neft və onun fraksiyaları (benzin, kerosin, qazoyl), bitki yağı, gil, təbaşir tozu və s.) su ilə qarışdırdıqda adi (və ya həqiqi) məhlul deyil, asılqanlar adlanan, qarışıq alınır.

Asılqanlarda su içərisində yayılan maddə hissəcikləri adi gözlə də seçilir, çünki onların ölüçüsü (100nm-dən) böyükdür. Həqiqi məhullarda isə həll olan maddənin hissəcikləri molekullardan və ya ionlardan ibarət olduğu üçün mikroskopla da görünmür(ölçüsü 1nm-dən kiçikdir).

Asılqanlar iki növdür: suspenziyalar və emulsiyalar.

Bərk maddə hissəciklərinin suda bərabər paylandığı asılqanlara suspenziya deyilir. Gilin, əhəngin, təbaşirin su ilə qarışığı suspensiya əmələ gətirir.

Maye hissəciklərinin suda paylandığı asılqanlar emulsiya adlanır. Yağların, neft və onun fraksiyalarının (benzin, kerosin, qazoyl, mazut) su ilə qarışığı emulsiyalara misal ola bilər.

Suspenziya, bərk maddənin mayedə müxtəlif cinsli qarışığıdır. Bu qarışıqlar süzmə (filtirləmə), çökdürmə, durultma üsulu ilə ayrılır.

Emulsiya mayenin–mayedə müxtəlif cinsli qarışığıdır, ayırıcı qıfla ayrılır. Həll olan maddənin hissəciklərinin ölçüsü 1-100 nm arasında olan sistemlərə kolloid məhlul deyilir. Kolloid məhlullara yapışqanı, nişastanın qaynar suda məhlulunu, silikat yapışqanını misal göstərmək olar.

Həllolan maddənin kütlə payının (faizlə qatılığının) hesablanamsına aid məsələlərin həlli üsulları

Məhlulun müəyyən həcmində (və ya kütləsində) həll olmuş maddənin kütləsi və ya miqdarı onun qatılığı adlanır.

Həll olmuş maddənin kütlə payı. Həll olmuş maddənin kütləsinin məhlulun kütləsinə olan nisbətinə həll olmuş maddənin kütlə payı deyilir. Onu ω (omeqa) hərfi ilə işarə edirlər. Həll olan maddənin kütləsini mx, məhlulun kütləsini isə mM ilə işarə etsək, kütlə payını aşağıdakı düsturla hesablamaq olar:

Məhlulun 100 qramında həll olan maddənin qramlarla miqdarına məhlulun faizlə qatılığı deyilir. Məsələn 30%-li məhlul o deməkdir ki, məhlulun 100 qramında 30 qram həll olan maddə, 100-30=70q həlledici var. Məhlulun faizlə qatılığı isə 0-100% arasında qiymət alır. Bu düsturlardan istifadə etməklə bir sıra məsələlərin həlli üsullarına baxaq.

Hər hansı maddə məhluluna su əlavə etdikdə məhlulun qatılığı azalır. Məhlulun həcmi, kütləsi artır, həll olan maddənin kütləsi, mol miqdarı dəyişmir.

Alınan məhlulun qatılığı aşağıdakı düsturla hesablanır: 

Hər hansı məhludan su buxarlandıqda alınan məhlulun qatılığı artır, məhlulun həcmi, kütləsi azalır, həll olan maddənin kütləsi dəyişmir.

Su buxarlandıqdan sonra alınan məhlulun qatılığı aşağıdakı düsturla hesblanır. 

Duzların, qələvilərin, H2SO4-nin, H3PO4-nin məhlulunu qızdırdıqda məhluldan su ayrılır. Qazların məhlulunu qızdırdıqda məhluldan həll olan qaz, spirtlərin (CH3OH, C2H5OH və s) məhlulunu qızdırdıqda məhluldan sprit ayrılır.

Hər hansı maddə məhluluna həmin maddədən əlavə etdikdə, məhlulun qatılığı, kütləsi, sıxlığı artır (həcmin artması bərk maddə əlavə etdikcə çox cüzi olduğundan nəzərə alınmır). Həlledicinin kütləsi dəyişmir. Alınan son məhlulun qatılığını hesablamaq üçün aşağıdakı düsturdan istifadə edilir.

Doymuş məhlulun həllolma əmsalı məlum olduqda onun faizlə qatılığı aşağıdakı düsturla hesablanır.

Qarışdırılan məhlulların kütlə nisbətini paket (çarpaz) üsulu ilə də müəyyən etmək olar.

Həll olma əmsalına görə məhlulun növünün təyin olunması qaydası. Verilmiş temperaturda məsələyə əsasən hesablanmış həll olma əmsalı, şərtdə verilən həllolma əmsalı ilə üst-üstə düşürsə, məhlul doymuş, ondan azdırsa doymamış, çoxdursa ifrat doymuş məhlul olur.

Məhlulların molyar qatılığının hesablanmasına aid məsələ həlli üsulları

Məhlulun qatılığının ifadə formalarından biri də məhlulun molyar qatılığıdır.

Kimyəvi reaksiyalarda maddələrin kütlələri arasında deyil, hissəcikləri arasında qarşılıqlı təsir baş verdiyini bilirik. Həm də praktikada daha çox məhlulların kütləsini yox, həcmini ölçürlər. Eyni həcmə malik olan məhlullarda nə qədər maddə həll olduğunu bilməklə, onalrın qatılığının müqayisə edilməsi daha anlaşıqlı olur. Buna görə də məhlulun müəyyən həcmində həll olmuş maddənin mol miqdarı ilə qatılığın ifadə edilməsi daha əlverişlidir.

Həll olmuş maddənin maddə miqdarının (mol miqdarının) məhlulun litrlə həcminə olan nisbətinə molyar qatılıq deyilir.

νmaddə - həll olmuş maddənin mol miqdarı,  V- məhlulun həcmi (həmişə litrlə ifadə olunur),    

M- həll olan maddənin molyar kütləsi,     CM- molyar qatılıqdır.

Molyar qatılıq məhlulun 1 litrində (və ya 1000 ml-də) neçə mol həll olan maddə həll olduğunu göstərir. Molyar qatılığın vahidi mol/l-dir. Çox vaxt molyar qatılığın vahidi əvəzinə M hərfi yazılır. Əgər məhlulun qatılığı 1 mol/l-dirsə onun əvəzinə 1 M yazılır. Onda sadəcə molyar məhlul, 0,1 mol/l-dirsə ( və ya 0,1M) ona desimolyar məhlul deyilir.

Məhlula su əlavə etdikdə alınan məhlulun molyar qatılığı C1·V1= C2·(V1+Vsu) düturu ilə hesablanır. Burada məhlulun həcmini litrə çevirməyə ehtiyac yoxdur. Məhulula su əlavə etdikdə məhlulun molyar qatılığı azalır, həmişə C1>C2 olur. Su əlavə etdikdə həll olan maddənin mol miqdarı dəyişmir, məhlulun həcmi isə artır.

Tərtib edən: Mütəllim Məhərrəm oğlu Abbasov - pedaqoji elmləri doktoru, Y.H.Məmmədəliyev adına Neft-Kimya Prosesləri İnstitutunun baş elmi işçisi, Azərbaycan Respublikasının əməkdar müəllimi

2017-04-07   29019