ПӘННІҢ ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК КЕШЕНІ
Химия
5В073200 Стандарттау,метрология және сертификаттау мамандығы үшін
ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК МАТЕРИАЛДАР
СЕМЕЙ
МАЗМҰНЫ
1.
Дәрістер 3 – 61 бет
2.
Зертханалық сабақтар 61-86 бет
3.
Студенттің өздік жұмысы 84-124 бет
Дәріс 1. Химиялық негізгі түсініктері және заңдары.
Мазмұны:
1. Химиялық негізгі түсініктері және заңдары.
2. Заттардың эквивалент.
1.Қазіргі кезде химияда зат массасы және зат мөлшері деген ұғымдар пайдаланылады. Зат массасының өлшем бірліктері:грамм,килограмм,тонна.
Бұлардың ішінде халықаралық өлшемдер жүйесінде (СИ) масса бірлігі ретінде килограмм қолданылады.Зат мөлшерін бөлшектер:молекула,атом,
ион,электрон санымен көрсетеді.СИ жүйесінде зат мөлшерінің өлшем бірлігі
моль.
Моль дегеніміз массасы 0,012 кг-ға тең көміртегінде (12С) қанша атом
болса,сонша құрылымдық бөлшектері (молекула,атом,ион,электрон т.б.)
бар жүйедегі зат мөлшері.
Көміртегінің келтірілген масассасындағы атомдардың саны 6,02∙1023-ке
тең. Демек,1 моль затта - 6,02∙1023 бөлшектер саны бар. Бұл сан Авогадро
саны деп аталады.Немесе Авогадро тұрақтысы,NA=6,02∙1023 моль-1.
Моль ұғымы анықтамасынан кезкеген құрылымдық бөлшектің саны
Туралы айтуға болады.Мысалы,атом күйіндегі сутегінің 1 молінде 6,02∙1023
сутегі атомдары, 1 моль молекулалық сутегінде 6,02∙1023 сутегі молекула-
лары,сутегі иондарының 1 молінде 6,02∙1023 сутегі иондары бар.
Салыстырмалы атомдық масса (Ar) - көміртектік бірлікпен өлшенеді.
Ол элемент атомының массасы көміртегі атомының массасының 112-нен
неше есе артық екенін көрсетеді.
Заттың салыстырмалы молекулалық массасы (Мr) дегеніміз зат моле-
кула массасының көміртегі атомының массасының 112 бөлігіне қатынасы.
Мольдік масса дегеніміз зат массасының зат мөлшеріне қатынасы М=mn, оның өлшемі гмоль немесе кгмоль, мольдік масса сан жағынан са-
лыстырмалы молекулалық массаға тең. Мольдік массаны мына формуламен есептеуге болады: М=mа ∙ NA.
Мольдік көлем дегеніміз газ көлемінің зат мөлшеріне қатынасы М=Vmn, оның өлшем бірлігі лмоль немесе м3моль. Массасы берілген газдың күйі температурамен,көлеммен және қысыммен анықталады. Егер P=1,01325∙105 Па=101,325 кПа және t0 С=00 С болса,бқһұл жағдайды қалыпты жағдай деп атайды. Бұл жағдайдағы (қ.ж.) көлемді (V0), ал қысымды (Р0) деп белгілейді. Қалыпты жағдайдағы газдар күйін идеал газдар заңы анықтайды.
а Бойль-Мариотт заңы: тұрақты температурада газдың берілген массасының көлемі қысымға кері пропорционал:
V1 V2 = Р2Р1 немесе V1 Р1= V2 Р2 (1 теңдеу)
б Гей-Люссак және Шарль заңы: тұрақты қысымда газдың берілген массасы температура t0 С өзгергенде алғашқы 00 С-дағы көлемінің 1273 бөлігіне өседі.
V= V0(1+1273∙ t0) немесе V= V0 +(273+ t0) 273 (2 теңдеу)
ескере отырып, бұл заңды басқаша өректеуге болады:
Т= t+273; VТ = V0273 (3 теңдеу)
Егер V0273 тұрақты шама екенін ескерсек, VТ=const. Демек ,тұрақты қысымда массасы берілген газдың көлемі абсолютті температураға тура пропорционал. Егер көлем тұрақты болса,қысымның температураға тәуелділігі (2) және (3) теңдеулерге ұқсас теңдеулермен өрнектеледі :
Р=Р0 (1+ t 273) (4 теңдеу)
Р0273= const; РТ = Р0273 немесе Р= const. (5 теңдеу)
в Авогадро заңы: Әртүрлі газдың бірдей көлемдерінде,бірдей темпера-тура мен бірдей қысымда молекула саны да бірдей, сондықтан газ тәріздес заттардың молі бірдей жағдайда бірдей көлем алады. Идеал газдардың (қ.ж.)
мольдік көлемі: Vm=22,414∙103 м3моль=22,414 лмоль
Егер газдың мольдік массасы белгілі болса тығыздығын есептеуге болады.Газдың (қ.ж.) 1 литрінің массасы: r = М22,4 гл (6 теңдеу)
Бойль-Мариотт және Гей-Люссак,Шарль заңдарын біріктіре отырып идеал газдың күйін сипаттайтын теңдеуді табуға болады.Ол үш шама –қысым(Р),көлем(V),температура(Т) кіреді:
V0∙Р0273= Р1V1 = const. (7 теңдеу)
Егер V0∙Р0273 шамасы 1 кг газ үшін алынса, ол әртүрлі болады, ал егер 1 моль етіп алынса,ол барлық газдар үшін тұрақты. Бұл шама универсал газ тұрақтысы деп аталады да R деп белгіленеді.Демек газ мөлшері 1 моль болса,енді оны (7) теңдеуге енгізсек:
РVТ= R немесе РV= RТ (8 теңдеу)
Бұл теңдеу Менделеев-Клапйрон теңдеуі деп аталады. Егер 1 моль газ алынса (8) теңдеудің түрі :
РV= пRТ (9 теңдеу)
n=mМ онда РV=mМ ∙RТ (10 теңдеу)
Бұл (10) теңдеуден кез келген шаманы,мысалы,мольдік массаны (М) есептеуге болады. R-сандық мәні және өлшемі көлем мен қысымның өлшем бірлігіне тәуелді.
Халықаралық СИ жүйесінде қысым (Па),масса(кг),зат мөлшері(Моль),ал көлем(м3) алынса,онда 1 моль газ үшін R-ді есептеуге болады:
R= V0∙Р0273=(1,01325∙105∙22,414∙103)273=8,314 Джмоль ∙К
2.Заттардың эквивалентін анықтау.
Заттардың эквиваленті деп, олардың сутек атомы не ионының 1 моль мөлшерімен әрекеттесетін, не орнын басатын мөлшерін атайды. Мысалы, мына реакцияда:
2 HCl + Ca(OH)2→ CaCl2 + 2H2O
HCl- дың екі сутек атомына бір Са(ОН)2 сәйкес келіп тұр. Сондықтан сутегінің бір атомына 12 Са(ОН)2 молі сәйкес, яғни кальций гидроксидінің эквиваленті 0,5 моль болады. ½ саны эквиваленттік фактор болып саналады, оны былай белгілейді fэкв(В) (В- белгілі бір зат). Келтірілген мысалда fэкв Са(ОН)2 =12. Кей заттардың эквиваленттік факторын формула арқылы табуға болады. Қышқылдар үшін эквиваленттік фактор оның негіздігіне қарама-қарсы негіздік-қышқыл молекуласындағы металл ионына алмасатын сутек ионының саны). Негіздердің эквиваленттік факторы олардың қышқылдығына қарама-қарсы қышқылдың-негіздегі қышқыл қалдығына алмасатын ОН- ионының саны):
fэкв(қышқыл)= 1N(H+)
fэкв(негіз)= 1N(OH-)
N – Н+ не ОН- саны
Эквиваленттік фактор бір зат үшін әр түрлі реакцияларда әр түрлі болады. Мысалы:
H3PO4 + 3 NaОН → Na3РО4 + 3Н2О
N – (Н+)= 3. Сонымен эквиваленттік фактор фосфор қышқылы үшін мынаған тең: (H3PO4) = 1N (Н+)= 13;
H3PO4 + 2 NaОН → Na2НРО4 + 2Н2О
N (Н+)= 2, fэкв(H3PO4)= ½
Тұздар үшін (мысалы орта) эквиваленттік фактор металл атомының санын оның тотығу дәрежесінің көбейтіндісін металл атомдарының санына бөлгенге тең:
fэкв(тұз)= 1N(Ме)∙ Z (Ме)
N(Ме)- металл атомының саны;
Z (Ме)- металдың тотығу дәрежесінің мәні.
Мысалы: алюминий сульфатының эквиваленттік факторы: fэкв(Al2(SO4)3)=16;
Зат эквивалентінің молрлық массасы В (гмоль)- эквиваленттік факторды молярлық массаға көбейткенге тең:
М(fэквВ) = fэкв (В) ∙ М(В) (1)
Бір негізді қышқылдар мен бір қышқылдық негіздердің эквивалентінің молярлық массалары, олардың молярлық массаларына тең.М(fэквВ) = М(В)
Мысалы: NaОН эквивалентінің молярлық массасы:
М(fэкв NaОН) = М(NaОН) = 40 гмоль
Тұздар үшін, мысалы: алюминий сульфатының Al2(SO4)3 эквивалентінің молярлық массасы:
М[fэкв Al2(SO4)3] = fэкв [Al2(SO4)3]∙ М[Al2(SO4)3] = 3426
Зат эквиваленті (моль)- зат массасының эквивалентінің молярлық массасына қатынасы:
n(fэкв B) = m(B) M (fэкв B) (2)
Химиялық реакцияға түсетін заттар өзара бір-бірімен эквиваленттік қатынаста әрекеттеседі, яғни эквиваленттер заңына бағынады:
А + В = С + Д реакциясы үшін, мына қатынас орындалады:
n(fэкв А) = n(fэкв В) = n(fэкв С) = n(fэкв Д)
Сонымен А мен В заттары әрекеттесуі үшін:
n(fэкв А) = n(fэкв В)
(2) теңдеуді қолданып:
m(A) ‗ m(B) немесе m(A) ‗ M (fэкв А)
M (fэкв А) M (fэкв B) m(B) M (fэкв B)
(3) теңдеу эквиваленттер заңының салдары.
Өзін өзі бақылауға арналған сұрақтар:
1.Заттың эквиваленті дегеніміз не?
2.Эквиваленттің молярлық массасы дегеніміз не?
3.Күрделі заттардың (қышқылдар, негіздер, тұздар) және жай заттардың эквиваленттерінің молярлық массасы қалай анықталады?
4.Эквиваленттер заңы қалай оқылады? Математикалық өрнегі қандай?
5.Неше моль және неше грамм болады:
а) 6,02∙102 ацетилен С2Н2 молекулаларын.
б) 2,00∙1023 азот молекулаларын.
Ұсынылған әдебиеттер:
1.Омаров Т.Т.,Танашева М.Р. Бейорганикалық химия (таңдамалы тараулар) Алматы,2008ж,-543 б 2.Шоқыбаев Ж.Ә. Бейорганикалық және аналитикалық химия. Алматы, Білім 2004 ж,-316 б. 3. Ділманов Б.М.,Ділманова З.Б. Жалпы химияның теориялық негіздері. Аматы,2009ж, -194 б. 4. Яшкарова М.Г.,Омарова Н.М., Кабдулкаримова К.К., Мусабаева Б.Х. Бейорганикалық хмиядан зертханалық жұмыстар.Семей,2007,-79б. 5. Шоқыбаев Ж.Ә.,Өнербаева З.О. т.б. Бейорганикалық химия практикумы. Алматы,2004 ж,-164 б.
6. Бишімбаева Г.Қ. Жалпы химия.Студенттердің өздік жұмыстарына арналған оқу-әдістемелік құрал.Алматы,2007 ж, -39 б. 7. Кабдулкаримова К.К., Омарова Н.М. Студенттің өздігінен орындауына арналған әдістемелік құрал.Семей, 2007, -39 б. 8.Д.Шрайвер.,П.Эткинс. Неорганическая химия.1,2 том.МоскваМир 2009г
Дәріс 2. Атом құрылысы және периодтық жүйе. Химиялық байланыс.
Мазмұны:
1. Энергияның кванттануы туралы түсінік
2. Бордың атом моделі
3. Материяның корпускулалы-толқындық екі жақтылығы.
4. Белгісіздік принципі
5. Толқындық функция
6. Квант сандары
7. Паули принципі, Хунд ережесі, ең аз энергия принципі
8. Электрондық формулалар, электрондық структуралық схемалар
9. Атом құрылысы тұрғысынан құрастырылған периодтық заң.
10. Периодтық жүйенің құрылысы.
11. Иондану энергиясы, электрон тартқыштық, электр терістілік.
12. Элементтер қасиетінің периодтылығы, екінші ретті периодтылық.
13. Атомдық және иондық радиустардың өзгеру заңдылықтары.
14. Периодтық заң және периодтық жүйенің маңызы.
15. Химиялық байланыс.
1. Алғаш энергия кванттануы туралы мәлімет 1900 ж Макс Планкпен ұсынылды. Бөлінетін не сіңірілетін квант энергиясы Планк теңдеуімен анықталады: ∆ E = hν, где h – пропорционалдық коэффициенті (Планк тұрақтысы), оның сандық мәні 6, 63·10-34 Дж·с. ν – толқын жиілігі. Толқын үзындығы және сәулелену жиілігі бір-бірімен мына қатынаспен λ·ν = с байланысты, мұнда с-жарықтың жылдамдығы.
2. Атомның тұрақтылығын түсіндіру үшін дания ғалымы Н.Бор үш постулат ұсынды: 1. Электрон ядроны кез келген орбитамен емес, оның энергиясына сай тұрақты орбита бойымен айналады. Стационар орбитада электрон айналып жүрген кезде энергия бөлінбейді не сіңірілмейді. Математикалық түрде Бор постулаты , мұнда n-натуралды саң, m-объект массасы, r-шеңбер радиусы. Осы формулаға сүйеніп Бор сутек атомының құрылысың қарастырды. Электрон орбитасының минималды радиусы, яғни минимальді потенциалды энергиясы бірге тең n мөлшеріне сәйкес келеді. n=2,3,4,..., мөлшерлеріне сәйкес сутегі атомының күйі қозған деп аталады 2. Электрон бір стационар орбитадан екінші стационар орбитаға өткен кезде энергия бөлінеді не сіңіріледі. Квантталған орбиталар радиустерінің мөлшерін, электрон қозғалысының жылдамдығын анықтайтын n саны бас кванттық сан деп аталады. 3. Энергия үздіксіз емес, тек белгілі бір порция – квант түрінде бөлінеді не сіңіріледі. Теорияның кемшіліктері: 1. атомдар спектрлердің кейбір сипаттамаларын толық түсіндірмейді. 2. Өте қарапайым молекулалардағы химиялық байланыстардың саңдық мәнін есептеуге мүмкіндік бермейді.
3. Зерттеулер классикалық механика заңдылықтарына өте ұсақ бөлшектердің бағынбайтының көрсетті. Мұндай өте ұсақ микробөлшектердің қасиеттерін кванттық немесе толқындық механика ғана түсіндіре алады. Кванттық механика бойынша электронның толқындық және бөлшектікіндей қасиеті болады. Яғни толқын сияқты оның толқындық жиілігі болады, ал бөлшек сияқты оның пішіні, массасы болады. Бөлшектік-толқындық дуализм математикалық түрде Луи де Бройль теңдеуімен өрнектеледі: λ = h mv, мұнда m – бөлшек массасы, v - микробөлшек жылдамдығы.
4. Микробөлшектер дуализмін 1927 ж Вернер Гейзенбергпен ашылған белгісіздік принципі түсіндіреді: Бір уақытта микробөлшектердің жылдамдығын және координаторларын дәл анықтауға келмейді. Белгісіздік принципінің математикалық түрі: ∆g·∆v ≥ hm. Атомда электрон ядроны толқын түрінде, ядроғп бірде жақындап, бірде алыстап белгілі бір толқын ұзындық және жиілікпен айналып отырады, яғни ядро айналасында электрондық бұлт түзеді. Оның ядродан белгілі бір қашықтықта тығыздығы жоғары болады. Сонымен электрондық бұлт – атомдағы электрон күйінің кванттық-механикалық моделі. Атом айналасында электрон бұлтының барлық жерде бірдей емес. Қай жерде электрон көбірек болатын болса, сол жерде электрон бұлтының тығыздығы жоғары болады. Атомдық орбиталь-электрондық бұлт орналасқан ядро маңындағы кеністік.
5. Кванттық механикада электрон толқындық функциямен сипатталады Ψ. толқын ядродан тарап, қайтадан ядроға қайтады, яғни тура және кері толқын болады.Екі толқын қосылған кезде (интерференция) тоқтаған толқын түзіледі. Австрия физигі Э.Шредингер 1926 ж тоқтаған толқын формуласындағы толқын ұзындығының орнына оның де бройль теңдеуіндегі мәнін қойып, Шредингердің толқындық теңдеуі деп аталатын тендеу алды:
∂2 Ψ ∂x2 + ∂2 Ψ ∂y2 + ∂2 Ψ ∂z2 = (8π2m h2)· (E-U)·Ψ
Мұнда m-электрон массасы, x, y, z-электрон координаты, Е- электронның толқын энергиясы, U-потенциалды энергия. Толқындық функция оң, теріс және ноль мағыналарды қабылдай алады. Толқындық функциясының квадраты Ψ2 микробөлшектің кеңістіктің белгілі бір жеріндегі болу ықтималдығын сипаттайды.
6. Электронның атомдағы күйін төрт түрлі кванттық сандармен сипаттайды. 1. Бас кванттық сан п. Ол электронның ядродан қашықтығын, яғни энергиясын көрсетеді. Оның мәні тек нақты сан болады 1-ден ∞ дейін өзгереді. Бас кванттық санды цифрмен және әріппен белгілейді: п = 1, 2, 3, 4 немесе К, L, М және т.б.Деңгей саны артқан сайын электронның энергиясы да жоғарлайды. Бас квант сан периодты жүйедегі период номеріне тең. 2. Орбиталь (қосымша) квант сан l. Ол электронның энергиялық күйін және орбитальдарының пішінін көрсетеді. Орбиталь квант саны бас квант санына байланысты, оның мәндері 0-ден n-1 дейін өзгеріп отырады. Мысалы n=3 болса l=0,1,2 болады. Орбиталь квант санын цифрмен немесе әріптермен белгілейді l=0,1,2,3 немесе s-, p-, d-и f- орбитальдар. 3. Магнит квант сан m орбиталь квант санға байланысты болады да орбитальдардың кеңістіктегі орнын көрсетеді. Ол орбиталь квант санының l барлық мәндеріне, 0-ді қоса ие болады, яғни l=1 болса, онда m=-1,0,+1. Әр орбиталь квант санына сәйкес магнит квант санын және орбитальдар (ұя) санын есептеуге болады: s орбитальда орбиталь саны 1, p орбитальда 3, d орбитальда 5, f орбитальда 7 электрондық күй болады. 4. Спинді квант саны s электронның өз осінен айналуын сипаттайды. Электрон өз осі бойымен біріне-бірі қарама-қарсы бағытта айнала алатындықтан онын тек екі мәні болады: + 12 және — ½. Егер екі электронның басқа квант сандары бірдей болса, олардың спиндері әр түрлі болады. ондай электрондарды жұптасқан деп атайды да, қарама-қарсы айналатынын былай ↑↓ белгілейді. Егер ұяда бір электрон болса оны дара деп атап былай белгілейді ↑.
7. көп электронды атомдарда электрондардың орналасу ережелері
Ережелер
Мысалдары
1. Паули принципі. 1925ж. Атомда барлық квант сандары бірдей екі электрон болмайды
7Li – 1s22s1
1s 2s
↑↓ ↑
n=1
n=1
n=2
l=0
l=0
l=0
m=0
m=0
m=0
s=+12
s=-12
s=+12
2. Гунд ережесі. Бір деңгейшеде орналасқан электрондардың спин квант сандарының қосындысы максималь болуы шарт.
14N – 1s22s22p3
3. Энергиясы аз деңгейшеге электрондардың алдымен орналасу принципі.
Клечковский ережесі
А) Электрондардың деңгейшелерге орналасуы бас және қосымша квант сандарының қосындысының (n+l) арту ретімен болады.
Б) Егер бас және қосымша квант сандарының қосындысы бірдей болса, электрондарының деңгейшелерге толуы бас квант санының мәнімен анықталады
n+l=1
n=1
l=0 (1s)
n+l=2
n=2
l=0 (2s)
n+l=3
n=2
l=1 (2p)
n=3
l=0 (3s)
n+l=4
n=3
l=1 (3p)
n=4
l=0 (4s)
E (3p) E (4s)
Өзін өзі бақылауға арналған сұрақтар:
1. Атом ядросы 12 протон және 12 нейтроннан тұрады, элементтің атомдық массасын, реттік номерін, валенттік электрондар санын анықтаңдар.
2. Реттік номері 23 және 35 атомдардың электрондық деңгейлерінің санын анықта.
3. Бас квант саны 3-ке тең электрондық қабатындағы электрондар саны нешеге тең?
4. Қосымша квант саны 2,3-ке тең болғандағы деңгейлердегі магнит квант санының неше мәні болады?
5. 3 бірдей квант саны атомдағы екі электронның спин квант санының мәні қандай?
6. Қосымша квант санының мәні l=0,1,2,3 тең электрондар қалай аталады?
7. Мыс атомының қозбаған жағдайдағы d-электрондарының қосынды санын көрсету керек.
8. Азот атомының электрондарының қосынды спині нешеге тең?
9. Неліктен көптеген элементтер атомдық массалары бөлшек мәндерге ие болады?
10. Жаңа көзқарас бойынша периодтық жүйедегі аргон және кобальт элементтерінің орналасуын қалай түсіндіруге болады?
11. Қандай элементтер ауыспалы деп аталады?
12. Гелий, неон, аргон, ксенон сияқты газдардың химиялық инерттілігі қалай түсіндіріледі?
13. Периодтық жүйедегі орнына байланысты калий, мыс, марганец, бромның қасиеттерін салыстыр.
14. Хлорлысутек, бромдысутек, иодтысутек қышқылдарының қайсысы күштірек, неліктен?
15. Төмендегі қосылыстардағы химиялық байланыстың полюстілігін көрсет: а)су немесе селенді сутек; б)хлорлысутек немесе иодты сутек; в)метан немесе аммиак?
16. Төменде берілген элементтердің ішінен донорлар және акцепторларды көрсетіңдер: В, Сl, S, N (бор, хлор, күкірт, азот).
17. Мына сұйықтардың қайсысы сутектік байланыс нәтижесінде ассоциацияланған: күкірттісутек қышқылы, су, балқытқыш қышқыл, төртхлорлы көміртек? Бұл құбылыс осы сұйықтардың қасиеттеріне қалай әсер етеді?
18. Төртхлорлы көміртек, бор хлориді, бериллий хлориді молекулаларында гибридтенудің қандай түрі болады, осы молекулалардың пішіні қандай?
19. Сутектен 0,8г атомдық сутекті алу үшін 174,4 кДж энергия жұмсау керек, сутек молекуласындағы байланыс энергиясын есепте.
20. Сілтілік металдардың жұмсақтығының және балқу температурасының төмен болу себебі неде? Неліктен магнийдің қаттылығы мен балқу температурасы натрийге қарағанда жоғары?
Ұсынылған әдебиеттер:
1.Омаров Т.Т.,Танашева М.Р. Бейорганикалық химия (таңдамалы тараулар) Алматы,2008ж,-543 б 2.Шоқыбаев Ж.Ә. Бейорганикалық және аналитикалық химия. Алматы, Білім 2004 ж,-316 б. 3. Ділманов Б.М.,Ділманова З.Б. Жалпы химияның теориялық негіздері. Аматы,2009ж, -194 б. 4. Яшкарова М.Г.,Омарова Н.М., Кабдулкаримова К.К., Мусабаева Б.Х. Бейорганикалық хмиядан зертханалық жұмыстар.Семей,2007,-79б. 5. Шоқыбаев Ж.Ә.,Өнербаева З.О. т.б. Бейорганикалық химия практикумы. Алматы,2004 ж,-164 б.
6. Бишімбаева Г.Қ. Жалпы химия.Студенттердің өздік жұмыстарына арналған оқу-әдістемелік құрал.Алматы,2007 ж, -39 б. 7. Кабдулкаримова К.К., Омарова Н.М. Студенттің өздігінен орындауына арналған әдістемелік құрал.Семей, 2007, -39 б. 8.Д.Шрайвер.,П.Эткинс. Неорганическая химия.1,2 том.МоскваМир 2009г
Дәріс 3. Химиялық процестердің энергетикасы.
Мазмұны:
1. Химиялық реакциялардың энергетикалық эффекттері.
2. Термохимиялық заңдар.
3. Энтальпия.
4. Энтропия.
5. Гиббс энергиясы.
1. Химиялық өзгерістер нәтижесінде атомдардың, иондардың, молекулалардың құрылысы өзгертіліп, құрылуымен қатар жылу, жарық, электр энергиясы бөлінеді, яғни химиялық энергия басқа энергия түріне айналады.
Реакцияның энергетикалық эффектісін термохимия зерттейді. Белгілі бір тұрақты қысымда жүретін процесстерді- изобаралы, ал тұрақты көлемді жүретін процесстерді- изохоралы процесстер деп айтады.
Жүйенің ішкі энегиясы (U) - молекуланың, атом ядросының, электрондарының қозғалысының толық энергиясынан, молекулалық әрекеттесу энергиясынан және т.б. энергиялардан тұрады.
Термодинамиканың бірінші заңы- энергия сақталу заңының жеке көрінісі болып есептеледі және оған мынадай анықтама беруге болады.
ӘР ТҮРЛІ ЭНЕРГИЯ БІР-БІРІНЕ ТЕК ҚАНА ЭКВИВАЛЕНТТІ МӨЛШЕРДЕ ЖӘНЕ ӘРҚАШАН БІРДЕЙ ҚАТЫНАСТА АУЫСАДЫ.
Мысалы: берілген жүйе жылу сіңіру нәтижесінде І жағдайдан 2 жағдайға ауысады делік. Сіңірілген жылу жүйенің ішкі энергиясының өзгеруіне және сыртқы күштерге қарсы жұмыс (А) атқару үшін жұмсалады.
Q= ΔU + A
Келтірілген теңдеу термодинамиканың бірінші заңының математикалық өрнегі немесе термодинамикаға қолданылған энергия сақтау заңының көрінісі.
Изобаралы-изотермиялық процесс үшін жұмсалатын жылу мөлшері жүйенің энтальпиясын өзгертуге, ал изохоралы-изотермиялық реакциялар жүрген кезде-жүйенің ішкі энергиясының өзгеруіне ΔU жұмсалады: Qp= ΔH Qv= ΔU.
Химиялық реакциялар жылу шығару не жылу сіңіру арқылы жүреді. Жылу шығара жүретін реакцияларды,экзотермиялық жылу сіңіре жүретін реакцияларды эндотнрмиялықдеп атайды.
Химиялық реакцияларға қатысатын және түзілетін заттармен бірге реакцияның жылу эффектісі көрсетілген теңдеулерді термохимиялық теңдеулер дейді.
Реакциялардың жылу эффектілерін сан жағынан зерттейтін химияның бір бөлімін термохимия деп атайды.
2. Термохимияның негізгі заңын 1840 жылы орыс ғалымы Г.И.Гесс ашты, Гесс заңы былай айтылады: РЕАКЦИЯНЫҢ ЖЫЛУ ЭФФЕКТІСІ - РЕАКЦИЯНЫҢ ҚАНДАЙ ЖОЛМЕН ЖҮРУІНЕ БАЙЛАНЫСТЫ ЕМЕС, ТЕК РЕАКЦИЯҒА ҚАТЫСАТЫН БАСТАПҚЫ ЗАТТАРДЫҢ ЖӘНЕ РЕАКЦИЯ НӘТИЖЕСІНДЕ ТҮЗІЛЕТІН ЗАТТАРДЫҢ ТҮРІНЕ ЖӘНЕ КҮЙІНЕ ҒАНА БАЙЛАНЫСТЫ.
Мысалы: Сграфит + О2 (г) = СО2(г) ΔН1 1-әдіс
Сграфит +12 О2(г) = СО(г) +12 О2(г) = СО2(г) 2-әдіс
ΔН2 ΔН3
Екі әдісте де графит және газ күйіндегі оттегі қосылады, нәтижесінде көміртегі (СО2) оксиді түзіледі, сондықтан:
ΔН1 = ΔН2 + ΔН3
Г.И.Гесс заңынан біршене салдар шығады:
1.ТУРА РЕАКЦИЯНЫҢ ЖЫЛУ ЭФФЕКТІСІ КЕРІ ТАҢБАМЕН АЛЫНҒАН КЕРІ РЕАКЦИЯНЫҢ ЖЫЛУ ЭФФЕКТІСІНЕ ТЕҢ.
2.РЕАКЦИЯНЫҢ ЖЫЛУ ЭФФЕКТІСІ ОНЫҢ НӘТИЖЕСІНДЕ ТҮЗІЛГЕН ЗАТТАРДЫҢ ТҮЗІЛУ ЖЫЛУЛАРЫНЫҢ (энтальпияларының) ҚОСЫНДЫСЫНАН РЕАКЦИЯҒА ҚАТЫСАТЫН ЗАТТАРДЫҢ ТҮЗІЛУ ЖЫЛУЛАРЫНЫҢ ҚОСЫНДЫСЫН АЛЫП ТАСТАҒАНҒА ТЕҢ:
ΔНх.р. = ΣΔН0түз. + ΣΔН0түск.
3. Жай заттардан химиялық қосылыстың 1 моль түзілгенде бөлінетін немесе сіңіретін жылудың мөлшерін сол заттың түзілу энтальпиясы дейді.
Термохимиялық есептеулерге қолайлы болу үшін, барлық химиялық қосылыстардың түзілу энтальпияларын бірдей жағдайға келтіреді. Температура 2980К, қысым 1 атм жағдайда тұрақты болатын химиялық қосылыстардың түзілу энтальпияларын олардың стандартты түзілу энтальпиясы деп аталады және оларды ΔН0298 таңбасымен белгілейді. Стандартты жағдайда тұрақты болатын жай заттардың түзілу энтальпиялары (мысалы: О2 (газ), N2 (газ), Br2(сұйық) т.б.) нольге тең деп қабылданған.
4. Реакция бағытын болжау үшін энтальпиямен қатар энтропия (S) деген ұғым енгізілген.
Молекулалар, атомдар мен иондар әдетте тәртіпсіз қозғалыста болғандықтан жүйе реттік жағдайдан ретсіз жағдайға көшуге бейім болады. Ретсіздіктің сандық мөлшері энтропиямен өлшенеді.
Энтальпия мен ішкі энергия сияқты энтропияның да абсолют мәнін өлшемейді, тек өзгерісін анықтайды (ΔS).
Жүйе ретсіз жағдайдан реттік жағдайға өткенде энтропиясы кішірейді (ΔS0), ал керісінше, ретсіздік жағдайда өткенде энтропия өседі (ΔS0).
Зат сұйық күйден бу күйге өткенде, кристалды зат ерігенде энтропия өседі. Керісінше, конденсациялану және кристалдану процестерінің нәтижесінде энтропия кемиді. Заттың энтропиясының сандық шамасын 250С (2980К) және қысым 1 атм есептейді. Бұл жағдайларда энтропия Джмоль немесе калмоль∙град өлшенеді де ол энтропияның бірлігі (э.б.) деп аталады да S0298 деп белгіленеді стандартты энтропия. Кез келген химиялық процестің энтропиясының өзгеруін Гесс заңы бойынша мына теңдеумен есептейді:
ΔSх.р. = ΣS0түз. + ΣS0түск.
5. Химиялық процестерде бір уақытта екі тенденция қатар жүреді: бөлектердің өзара бірігіп, іріленуге ұмтылуы энтальпияны кемітеді, ал бөлшектердің ыдырауы энтропияны өсіреді. Бұл екі қарама-қарсы жүретін тенденциялардың қосындысының эффектісі Т мен Р жағдайда жүретін процестерде изобаралық-изотермиялық потенциалдардың G өзгеруін көрсетеді.
ΔG = ΔH + TΔS
Изобаралы потенциалдардың өзгеру сипаты бойынша процестердің іс-жүзінде жүретін-жүрмейтіндігін анықтауға болады. Егер теңсіздік ΔG0 орындалса, процесс жүреді, яғни реакция нәтижесінде G кемитін болса, процесс жүруі мүмкін және ол басталса, өздігінен жүреді.
Егер ΔG0 болса, берілген жағдайда процесс жүрмейді. ΔG =0 болса, жүйе тепе-теңдік жағдайда болған. Процесс өздігінен жүру үшін ΔG = ΔH + TΔS теңдеуінде ΔH0 және ΔS0 болулары керек, яғни энтальпияның кемуі, энтропияның өсуі керек.
Өзін өзі бақылауға арналған сұрақтар:
1.Термохимия нені зерттейді?
2.Экзотермиялық және эндотермиялық деп қандай реакцияларды айтады?
3.Гесс заңын және оның салдарын айтып беріңіз.
4.Ішкі энергия деген не?
5.Энтальпия деген не және оның физикалық мәні қандай?
6.Термодинамиканың бірінші заңын айтып беріңіз.
7.Энтропия деген не? Стандартты энтропия деген не? Энтропиялық бірлік деген не?
8.Изобаралы-изотермиялық потенциал деп немесе Гиббс энергиясы деп қандай шаманы айтады? ∆G қандай бірлікпен өлшенеді?
9.Жүйенің энтропиялық және энтальпиялық факторлары деген не?
10.ΔН пен ΔS байланысы қандай теңдеумен өрнектеледі?
Ұсынылған әдебиеттер:
1.Омаров Т.Т.,Танашева М.Р. Бейорганикалық химия (таңдамалы тараулар) Алматы,2008ж,-543 б 2.Шоқыбаев Ж.Ә. Бейорганикалық және аналитикалық химия. Алматы, Білім 2004 ж,-316 б. 3. Ділманов Б.М.,Ділманова З.Б. Жалпы химияның теориялық негіздері. Аматы,2009ж, -194 б. 4. Яшкарова М.Г.,Омарова Н.М., Кабдулкаримова К.К., Мусабаева Б.Х. Бейорганикалық хмиядан зертханалық жұмыстар.Семей,2007,-79б. 5. Шоқыбаев Ж.Ә.,Өнербаева З.О. т.б. Бейорганикалық химия практикумы. Алматы,2004 ж,-164 б.
6. Бишімбаева Г.Қ. Жалпы химия.Студенттердің өздік жұмыстарына арналған оқу-әдістемелік құрал.Алматы,2007 ж, -39 б. 7. Кабдулкаримова К.К., Омарова Н.М. Студенттің өздігінен орындауына арналған әдістемелік құрал.Семей, 2007, -39 б. 8.Д.Шрайвер.,П.Эткинс. Неорганическая химия.1,2 том.МоскваМир 2009г
Дәріс 4 . Химиялық кинетика. Химиялық тепе-теңдік
Мазмұны:
1. Химиялық реакциялар жылдамдығы.
2. Массалар әсерлесу заңы. Температура әсері
3. Гетерогенді және гомогенді жүйелердегі химиялық тепе-теңдік.
4. Ле-Шателье принципі.
1. Химиялық реакцияның жылдамдығы- реакцияға түсетін не алынатын заттардың концентрациясының уақыт бірлігінде белгілі бір көлемде (гомогенді) не қатты заттың бетінде (гетерогенді реакция) өзгеруі. Реакция жылдамдығы әрекеттесетін заттардың табиғатына, концентрациясына, температураға, қатысатын катализаторларға байланысты. Қатты заттар реакцияға түскенде, реакция жылдамдығы қатты заттың бетінің көлеміне, газдар үшін- қысымға байланысты.
V = +- ΔС Δt – гомогенді реакция үшін,
V = +- Δn(S Δt) – гетерогенді реакция үшін.
Егер реакция жылдамдығын реакция негізінде алынған заттардың концентрациясының өзгеруімен есептесе плюс кояды, реакцияға түсетін заттардың концентрациясының өзгеруімен есептесе минус қояды.
ТҰРАҚТЫ ТЕМПЕРАТУРАДАҒЫ ХИМИЯЛЫҚ РЕАКЦИЯНЫҢ ЖЫЛДАМДЫҒЫ СТЕХИОМЕТРИЯЛЫҚ КОЭФФИЦИЕНТТЕРІ ДӘРЕЖЕ КӨРСЕТКІШ ТҮРІНДЕ КӨРСЕТІЛГЕН ӘРЕКЕТТЕСУШІ ЗАТТАРДЫҢ КОНЦЕНТРАЦИЯЛАРЫНЫҢ КӨБЕЙТІНДІСІНЕ ТУРА ПРОПОРЦИОНАЛ БОЛАДЫ (массалар әрекеттесу заңы, оны 1867 жылы К.Гульдберг пен П.Вааге ашқан) Мынадай гомогенді реакция үшін:
4 NH3(г) +5O2(г) = 4NO2(г) +6H2O(г)
Массалар әсерлесу заңы бойынша, бұл реакцияның жылдамдығының математикалық өрнегі мынадай болады.
υ= k[NH3]4∙[O2]5
k- жылдамдық константасы, ол әрекеттесетін заттардың табиғатына байланысты. Гетерогенді жүйеде реакция жылдамдығы қатты заттың концентрациясына байланысты емес.
Мынандай гетерогенді реакция үшін:
CuO(қ) + H2(г) = Cu(қ) + H2O(г)
υ= k[H2] ∙SCuO
Реакция жылдамдығына температураның әсерін Я.Вант-Гофф ережесі анықтайды.
ТЕМПЕРАТУРАНЫ 100-қа ӨСІРГЕНДЕ РЕАКЦИЯЛАР ЖЫЛДАМДЫҒЫ 2-4 ЕСЕ АРТАДЫ. Бұл заттың математикалық өрнегін былай көрсетуге болады.
υ Т2 = υТ1 γ (Т1-Т2)10
γ- температуралық коэффициент
γ- тәжірибе жүзінде анықталады және оның мәні 2-4 аралығында болуы мүмкін.
Химиялық реакциялар жылдамдығының арнаулы заттардың (катализаторлар) әсерінен арту құбылысын катализ деп атайды.
Көптеген катализаторлар реакция жылдамдығын арттырады, тек кейбір катализаторлар реакция жылдамдығын азайтады.
3. Көптеген химиялық реакциялар қайтымды болады да екі бағытта жүреді. Тура реакцияның жылдамдығы кері реакцияның жылдамдығына тең болатын қайтымды реакцияның күйін химиялық тепе-теңдік дейді. Қайтымды реакцияның мысалы ретінде азот пен сутегінің аммиак түзуінің процессін келтірейік:
N2 + 3H2 ↔ 2NH3
Тура және кері реакциялардың жылдамдығын былай жазуға болады:
U = k1 [N2][H2]3 – тура реакция жылдамдығы.
U = k2 [NH3]2 – кері реакция жылдамдығы.
Химиялық тепе-теңдік кезінде тура және кері реакциялардың жылдамдықтары өзара тең болғандықтан, теңдеуді былай жазуға болады:
k1 [N2][H2]3 = k2 [NH3]2 немесе
k1k2 =[NH3]2[N2][H2]3
Тура реакция мен кері реакциялардың жылдамдығының константаларының қатынасы да тұрақты болады:
К = k1k2 =[NH3]2[N2][H2]3
Және оны осы реакцияның тепе-теңдік константасы деп атайды.
Сыртқы жағдай (температура, қысым, концентрация) өзгермесе, химиялық тепе-теңдік ұзақ уақыт сақталады. Сыртқы жағдайлардың өзгеруі тура реакция мен кері реакцияның жылдамдығына түрліше әсер ететіндіктен, тепе-теңдік реакция тура реакцияның немесе кері реакцияның бағытына қарай ығысады. Сыртқы жағдайдың өзгеруіне байланысты химиялық тепе-теңдік белгісі бір бағытқа ығысуын Ле-Шателье принципі анықтайды.
4. ТЕПЕ-ТЕҢДІК КҮЙДЕ ТҰРҒАН ЖҮЙЕНІҢ СЫРТҚЫ ЖАҒДАЙЛАРЫНЫҢ БІРІ ӨЗГЕРСЕ ТЕПЕ-ТЕҢДІК СОЛ ӨЗГЕРІСКЕ ҚАРСЫ ӘСЕР ЕТЕТІН ПРОЦЕСТІҢ БАҒЫТЫНА ҚАРАЙ ЫҒЫСАДЫ.
N2(г) + 3H2(г) ↔ 2NH3 (г) + Q
Тура реакция жылу бөліп шығара жүретін (экзотермиялық), ал кері реакция жылу сіңіре жүретін (эндотермиялық) екені көрсетілген. Сондықтан температураны жоғарылатса, Ле-Шателье принципі бойынша, химиялық тепе-теңдік бұл өзгеріске қарсы әсер ететін бағытта, яғни температураны төмендететін эндотермиялық реакцияның бағытына қарай ығысады. Егер жүйенің температурасын төмендетсе, онда химиялық тепе-теңдік оны төмендететін, яғни жылу шығара жүретін NH3-тің түзілу бағытына қарай ығысады.
Ле-Шателье принципі бойынша, жүйенің қысымын жоғарылатса, химиялық тепе-теңдік осы қысымды азайтатын, яғни газдардың көлемдері немесе моль сандары аз заттар түзілетін реакцияның бағытына қарай ығысады, яғни NH3 түзілу бағытына қарай ығысады.
Ле-Шателье принципі бойынша бір заттың концентрациясының кебеюі химиялық тепе-теңдікті сол заттың концентрациясын азайтатын реакцияның бағытына қарай ығысады.
Ле-Шателье принципіне сәйкес аммиакты алу реакцияны тура бағытта, яғни қайтымсыз етіп жүргізу үшін, оны жоғары қысымда, төмен температурада және N2 мен H2 жеткілікті мөлшерде, ал NH3-ті бөліп алу арқылы азайта отырып, жүргізу керек.
Өзін өзі бақылауға арналған сұрақтар:
1. Қандай реакцияларды гомогенді, гетерогенді деп атайды?
2. Химиялық реакциялардың жылдамдығы дегеніміз не?
3. Гомогенді, гетерогенді реакциялардың жылдамдығы қандай факторларға байланысты?
4. Массалар әсерлесу заңын оқыңдар. Жылдамдық қонстантасының мәнін анықтаңдар.
5. Химиялық реакциялардың жылдамдығы температураға байланысты неге және қалай өзгереді?
6. Активтену энергиясы деген не?
7. Химиялық тепе-теңдік дегеніміз не? Тепе-теңдіктің ығысуына қандай факторлар әсер етеді? Мысал келтіріңдер.
8. Ле-Шателье принципінің маңызы.
Ұсынылған әдебиеттер:
1.Омаров Т.Т.,Танашева М.Р. Бейорганикалық химия (таңдамалы тараулар) Алматы,2008ж,-543 б 2.Шоқыбаев Ж.Ә. Бейорганикалық және аналитикалық химия. Алматы, Білім 2004 ж,-316 б. 3. Ділманов Б.М.,Ділманова З.Б. Жалпы химияның теориялық негіздері. Аматы,2009ж, -194 б. 4. Яшкарова М.Г.,Омарова Н.М., Кабдулкаримова К.К., Мусабаева Б.Х. Бейорганикалық хмиядан зертханалық жұмыстар.Семей,2007,-79б. 5. Шоқыбаев Ж.Ә.,Өнербаева З.О. т.б. Бейорганикалық химия практикумы. Алматы,2004 ж,-164 б.
6. Бишімбаева Г.Қ. Жалпы химия.Студенттердің өздік жұмыстарына арналған оқу-әдістемелік құрал.Алматы,2007 ж, -39 б. 7. Кабдулкаримова К.К., Омарова Н.М. Студенттің өздігінен орындауына арналған әдістемелік құрал.Семей, 2007, -39 б. 8.Д.Шрайвер.,П.Эткинс. Неорганическая химия.1,2 том.МоскваМир 2009г
Дәріс 5. Ерітінділер
Мазмұны:
1. Ерітінділер. Ерітінділер концентрациясы
2. Күшті және әлсіз электролиттер.
3. Сутектік көрсеткіш.
1. Ерітінділер деп екі не одан да көп компонеттерден тұратын гомогенді жүйені атайды. Ерітінділер қатты, сұйық және газ тәріздес болады. Ерітінді еріген заттан және ерітікіштен тұрады. Сұйық ерітінділердің табиғатта, техникада, тұрмыста маңызы зор. Заттың еруі екі процестен тұрады:
1. Зат атомдарының (иондарының) арасындағы химиялық байланыстар үзіледі. Бұл процесс жылу сіңіру арқылы жүреді (ΔН1 0).
2. Еріген заттың бөлшектері (молекулалар, иондар) еріткіштің молекулаларымен әрекеттесіп сольваттар немесе гидраттар түзеді.
Бұл процесс жылу бөле жүреді (ΔН1 0). Еру жылуы осы екі жылудың қосындысынан тұрады. ΔНеру = (-ΔН1 )+(ΔН2)
Осы екі жылудың қатынасына байланысты еру процесі эндо- немес экзотермиялық болады.
Концентрация- ерітінді немесе еріткіштің белгілі мөлшеріндегі еріген заттың мөлшері.
Ерітіндінің массасы тұрақты болғанда оның концентрациясы үлеспен немесе процентпен көрсетіледі.
Массалық үлес (W) - еріген зат массасы (mе.з.) ерітінді массасының (mер) неше үлесі екенін көрсететін сан. W = (mе.з.) (mер)
Массалық үлес өлшемсіз шама, оны процентке айналдырғанда 100-ге көбейту керек: W = ((mе.з.) (mер))∙100%
Моляльдік концентрация 1кг еріткіште еріген заттың моль санымен өлшенеді (молькг). Сm = (mе.з.∙1000) (Ме.з.∙ mер-ш)
mер-ш- еріткіш массасы, г
mе.з- еріген заттың массасы, г
Ме.з.- еріген заттың молярлық массасы.
Молярлық концентрация - 1л ерітіндіде еріген заттың моль санымен өлшенеді. Сm = mе.з.МV
V- ерітінді көлемі, л
Эквиваленттің молярлы концентрациясы (нормальдік концентрация) 1 л ерітіндіде еріген заттың эквивалент санымен өлшенеді.
Сn= mе.з. Mэ V
Мэ- эквиваленттің молярлық массасы;
V- ерітінді көлемі, л.
Титр дегеніміз 1 миллилитр ерітіндідегі еріген заттың грамм саны, гмл.
Т = mе.зV
mе.з- еріген зат массасы, г
V- ерітінді көлемі, мл
2. Электролиттер - негіздер, қышқылдар, тұздар, олардың балқымалары мен ерітінділері электр тоғын өткізеді. Электролиттер молекулаларының иондарға ыдырау процессін электролиттік диссоциация дейді. Оң зарадталған иондар-катиондар, теріс зарядталған иондар-аниондар деп аталады. Диссоциация қайтымды процесс: молекулалардың иондарға ыдырауы тура реакция (диссоциация), ал иондардың қайтадан молекулаларға бірігуі кері реакцияға (ассоциацияға) жатады.
Диссоциациялану дәрежесі. Электролиттік диссоцияция кері процесс болғандықтан, ерітіндіде иондар мен молекулалар бірге болады. Сондықтан электролиттер диссоциациялану дәрежесімен сипатталады (α).
Диссоциациялану дәрежесі - иондарға ыдыраған молекулалар санының (Ng) жалпы ерітілген молекулалар санына (Nε) қатынасы α=NgNε немесе α=NgNε∙100%. Диссоциациялану дәрежесінің сан мәніне қарай электролиттер шартты түрде күшті (α30%) әлсіз (α3%) және орташа (α3-30%) болып үш топқа бөлінеді.
Диссоциациялану константасы. Әлсіз және орташа электролиттер молекулаларының иондарға ыдырауы аз мөлшерде жүретін қайтымды процесс. Сондықтан басқа да қайтымды химиялық процесстер сияқты әлсіз электрлиттер диссоциациясына да массалар әсерлесу заңын қолдануға болады: КА↔К++А-
К= [К+][ А-][КА]
К- диссоциациялану константасы деп аталатын химиялық тепе-теңдік константасы. Электролиттік диссоциация константасының (К) мәні неғұрлым көп болса, электролит молекулалары соғұрлым иондарға көп ыдырайды. Диссоциациялану константасы электролит күшін диссоциация дәрежесінен көбірек сипаттайды.
Диссоциациялану константасы мен дәрежесінің арасында тығыз байланыс бар. КА электролит бір катионға, бір анионға ыдырайтындықтан бұл иондардың концентрациясы өзара тең болады.
[К+]=[ А-]=СМ∙α
СМ- ерітіндісінің молярлық концентрациясы;
α - диссоциациялану дәрежесі;
Иондарға ыдырамаған молекулардың концентрациясын [КА] былай көрсетеді: [КА] = См – См∙α = См(1-α)
К= (См∙α∙См∙α)См(1-α)= (См∙α2)(1-α)
Әлсіз электролиттердің диссоциациялану дәрежесі өте аз болғандықтан 1-α=1 болады. Сондықтан диссоциациялану константасы мынандай болады:
К= См∙α2 немесе α= √КСМ
Бұл теңдеу электролит ерітіндісінің концентрациясының азаюына, яғни сұйылуына байланысты оның диссоциациялану дәрежесінің артатынын көрсетеді (Оствальдтың сұйылту заңы).
Электролиттер ерітіндіде иондарға ыдырайтындықтан, электролиттер арасындағы реакция иондар арасындағы реакция болады.
3.Сутектік көрсеткіш: Химиялық таза су электр тогын өте нашар өткізеді. Судың иондарға диссоциациялануы: Н2О ↔Н+ + ОН-
Массалар әсерлесу заңын қайтымды процеске қолдануға болады:
К= [Н+]∙[ОН-][Н2О] (1)
Мұндағы: К- судың диссоциация тұрақтысы. Оның 220С- дағы мәні 1,8∙10-16 тең, яғни К=1,8∙10-16.
К шамасы өте аз болғандықтан Н+ және ОН- концентрациялары да өте аз, сондықтан су концентрациясын Н2О тұрақты шама деп есептеуге болады, ол 1 л массасын судың молярлық массасына бөлгенге тең:
[Н2О]= 1000:18 = 55,56 моль
Енді жоғарыдағы теңдеуді (1) былай да жазуға болады:
[Н+]∙[ОН-]= К[Н2О]= Кс= 1,8∙10-16∙55,56= 1∙10-14 (220С)
Кс- судың иондық көбейтіндісі деп аталатын тұрақты шама.
Кс= [Н+]∙[ОН-]=10-14
Кс мәні тұрақты температурада ғана тұрақты болады. Кез келген ерітіндіде сутегі мен гидроксид иондарының әрқайсысының концентрациясы нольге тең болмайды. Кез келген ерітіндіде әрі сутегі ионы Н+, әрі гидроксид ионы ОН- болады.
Таза суда [Н+]= [ОН-]= √Кс = √10-14 = 10-7,
бұдан 220С да 1л суда 10-7 моль сутегі иондары, 10-7 моль гидроксид иондары болғандығын көреміз. Егер [Н+]≠[ОН-] онда ерітінді [Н+][ОН-] қышқыл, [Н+][ОН-] сілтілі болады. Көп жағдайда ерітіндінің қышқылдығын немесе сілтілігін анықтау үшін сутегі иондарының концентрациясы қолданылады. Бұл жағдайда нейтрал орта [Н+]= 10-7, сілтілік ортада [Н+]10-7, қышқылдық ортада [Н+]10-7 болады.
Осындай дәреже көрсеткіші теріс болып келетін сандарды қолданып есептер шығару қолайсыз болғандықтан, сутегі иондарының концентрациясы сутектік көрсеткіш (рН) арқылы белгілеу қабылданған.
Сутектік көрсеткіш деп, сутек иондары концентрациясының теріс таңбамен алынған ондық логарифмін атайды:рН=-lg[H+].
Ерітіндінің ортасын индикаторлар көмегімен анықтайды. Индикаторлар – ерітіндіге тамызғанда немесе батырғанда сутегі не гидроксид иондарының әсерінен түсін өзгертетін органикалық заттар.
Өзін өзі бақылауға арналған сұрақтар:
1. Ерітінділер дегеніміз не?
2. Концентрацияның өлшем бірліктері қандай?
3. Электролиттік диссоциация дегеніміз не?
4. Көмір қышқылының диссоциациялану сатылап теңдеулерін жазындар.
Ұсынылған әдебиеттер:
1.Омаров Т.Т.,Танашева М.Р. Бейорганикалық химия (таңдамалы тараулар) Алматы,2008ж,-543 б 2.Шоқыбаев Ж.Ә. Бейорганикалық және аналитикалық химия. Алматы, Білім 2004 ж,-316 б. 3. Ділманов Б.М.,Ділманова З.Б. Жалпы химияның теориялық негіздері. Аматы,2009ж, -194 б. 4. Яшкарова М.Г.,Омарова Н.М., Кабдулкаримова К.К., Мусабаева Б.Х. Бейорганикалық хмиядан зертханалық жұмыстар.Семей,2007,-79б. 5. Шоқыбаев Ж.Ә.,Өнербаева З.О. т.б. Бейорганикалық химия практикумы. Алматы,2004 ж,-164 б.
6. Бишімбаева Г.Қ. Жалпы химия.Студенттердің өздік жұмыстарына арналған оқу-әдістемелік құрал.Алматы,2007 ж, -39 б. 7. Кабдулкаримова К.К., Омарова Н.М. Студенттің өздігінен орындауына арналған әдістемелік құрал.Семей, 2007, -39 б. 8.Д.Шрайвер.,П.Эткинс. Неорганическая химия.1,2 том.МоскваМир 2009г
Дәріс 6. Тұзда гидролизі
Мазмұны:
1. Гидролиз,өндірістік маңызы.
2. Гидролиз түрлері.
3. Гидролиз дәрежесі және константасы.
ГИДРОЛИЗ ДЕГЕНІМІЗ ӘР ТҮРЛІ ЗАТТАРДЫҢ СУДЫҢ ӘСЕРІНЕН ЫДЫРЫАУ РЕАКЦИЯСЫ. Гидролиз процесіне көптеген химия өнеркәсібі негізіделген: сабын алу, глицерин, май қышқылын алу, крахмалдың қанттануы, гидролиз нәтижесінде тау жыныстары бұзылады.Көптеген тұздарды суда еріткенде кей тұздардың ерітіндісі сілтілік орта, кейбірі қышқылдық орта, енді бірі нейтрал орта көрсетеді. Бұл фактілерді тұздар мен су арасындағы әрекеттесуге байланысты түсіндіруге болады. Мысалы натрий ацетатын суда ерітсе, бұл тұз күшті электролит болғандықтан суда толық диссоциацияланады:
СН3СООNa → СН3СОО- + Na+
Аздап су да диссоциацияға түседі: Н2О↔ Н+ + ОН-
Сонымен СН3СООNa ерітіндісінде су молекуласы Н2О және Н+, ОН-, Na+, СН3СОО- иондары болады. Na+ және СН3СОО- иондары Н+ және ОН-, иондарымен әрекеттеседі. Бірақ Na+ ионы өзіне ОН- ионын қосып ала алмайды, себебі NaОН күшті электролит, сондықтан ерітіндіде тек иондар түрінде болады. СН3СОО- ионы Н+ ионын қосып алып сірке қышқылын- әлсіз электролит түзеді, сондықтан судың жаңа молекулалары диссоцоацияға түседі. Сонымен мына екі процесс тепе-теңдік болғанға дейін жүреді:
СН3СОО- + Н+ ↔ СН3СООН
Н2О↔ Н+ + ОН-
Осы екі процестің қосынды теңдеуі былай болады:
СН3СОО- + Н2О↔СН3СООН + ОН-
Бұл теңдеуден әлсіз электролит СН3СООН түзілгендіктен, судың диссоциациялануының иондық тепе-теңдігі ығысып, ОН- ионының артық иондары пайда болады, сондықтан ерітінді сілтілік реакция көрсетеді. Сонымен тұздар гидролизі деп (гидро-су, лизис- айрылу, грек тілінен) тұз иондарымен су иондары әрекеттескенде әлсіз электролит түзіле жүретін реакцияны айтады. Гидролиз жүру үшін нәтижесінде нашар диссоциацияланатын зат, ұшатын зат, не тұнба түзілуі керек. Тұз гидролизі нейтралдау реакциясына кері процесс.
гидролиз
МА + Н2О ↔ МОН + НА
нейтралдау реакциясы
Тұздардың табиғатына байланысты гидролиздің үш жағдайы бар:
а)күшті негіздің катионымен әлсіз қышқылдың анионынан түзілген тұз.
А- + Н+ОН- ↔ НА + ОН- рН7
әлсіз қышқыл
б)әлсіз негіз катионы мен күшті қышқыл анионынан түзілген тұз:
М+ + Н+ОН- ↔ МОН + Н+ рН7
әлсіз негіз
в)әлсіз негіз және әлсіз қышқыл иондарынан түзілген тұз:
М+ + А- + Н+ОН- ↔ МОН + НА
әлсізнегіз әлсіз қышқыл
Реакция ортасы реакция нәтижесінде түзілген негіз бен қышқылдың күшіне байланысты, яғни қайсысы көбірек диссоциацияға түсуіне байланысты. Сонымен гидролизге тек құрамында әлсіз электролит қалдығы бар тұздар түседі. Сондықтан күшті негізбен күшті қышқыл қалдығынан түзілген тұздар гидролизге түспейді.Көп негізді қышқылдар мен көп қышқылды негіздерден түзілген тұздар гидролизге сатылап түседі. Бірінші сатысы көбірек, жүреді. Саты саны катион мен анионнның зарядына байланысты. Гидролизді жазғанда (сатылы гидролиз үшін де) үш теңдеу жазу керек: 1.гидролиздің қысқаша иондық теңдеуі;2.толық иондық теңдеуі;3.молекулалық теңдеуі.
Өте әлсіз қышқыл мен негіздерден тұрған тұздар гидролизі аяғына дейін жүреді: Cr2S3 + 6 HOH ↔ 2 Cr(OH)3↓ + 3H2S↑
2Cr3+ + 3S2-+ 6 HOH ↔ 2Cr(OH)3↓ + 3H2S↑
Тұздар гидролизін гидролиз константасы (Кгидр) және гидролиз дәрежесі (һ) арқылы сипаттауға болады.Гидролиз константасы тұздың гидролиз түзу жағдайын сипаттайды. Кгидр көп болған сайын тұз гидролизі көп жүреді. Кгидр= КсКқышқыл немесе Кгидр = КсКнегіз ;Кгидр = Кс ( Кқышқыл∙ Кнегіз)
Кс- судың иондық көбейтіндісі, Кқышқыл және Кнегіз – қышқылдың және негіздің диссоциациялану дәрежесі.Бұл теңдеуден Кқышқыл Кнегіз аз болған сайын, Кгидр көп болатыны көрініп тұр, яғни қышқыл не негіз неғұрлым әлсіз болса, соғұрлым тұз көбірек гидролизге түседі. Егер тұз сатылап гидролизге түссе, онда әр саты гидролиз константасымен сипатталады. Гидролиздің қаншалықты толық жүретіндігін гидролиз дәрежесі көрсетеді.
ГИДРОЛИЗ ДӘРЕЖЕСІ ДЕП ГИДРОЛИЗГЕ ТҮСКЕН МОЛЕКУЛА САНЫНЫҢ ЕРІГЕН МОЛЕКУЛАЛАРДЫҢ ЖАЛПЫ САНЫНА ҚАТЫНАСЫН АЙТАДЫ.
Һ=√КСКқышқыл∙Стұз Һ=√КСКнегіз∙Стұз Һ= √КСКнегіз∙Кқышқыл
Бұл теңдеулерден:
Кс көп болған сайын, яғни температура үлкен болған сайын (Кс температура өссе, өседі); Кқышқыл, Кнегіз аз болған сайын (неғұрлым әлсіз қышқыл және әлсіз негіз болса);
1. Тұз концентрациясы (Стұз) аз болған сайын не ерітінді көбірек сұйылған сайын, гидролиз дәрежесі көп болады.
Сонымен һ жоғары температурада және сұйытылған ерітіндіде һmax жетеді.
Өзін өзі бақылауға арналған сұрақтар
1. Төмендегі тұздардың гидролиз реакциясының теңдеуін иондық және молекулалық түрде жазыңдар: K2S, Na3PO4, Mg(NO3)2, ZnSO4, AlCl3, CH3COONH4, (NH4)2CO3, Cu(CH3COO)2, Al2S3. Бұл тұздардың ерітіндісіндегі реакция ортасын көрсетіңдер.
2. Гидролиз деген не? Қандай тұздар гидролизге көбірек түседі? Қандай тұздар гидролизге түспейді?
3. Гидролиз дәрежесі деген не және ол неге байланысты?
4. Қайтымсыз гидролиз деген не? Мысал келтір.
Ұсынылған әдебиеттер:
1.Омаров Т.Т.,Танашева М.Р. Бейорганикалық химия (таңдамалы тараулар) Алматы,2008ж,-543 б 2.Шоқыбаев Ж.Ә. Бейорганикалық және аналитикалық химия. Алматы, Білім 2004 ж,-316 б. 3. Ділманов Б.М.,Ділманова З.Б. Жалпы химияның теориялық негіздері. Аматы,2009ж, -194 б. 4. Яшкарова М.Г.,Омарова Н.М., Кабдулкаримова К.К., Мусабаева Б.Х. Бейорганикалық хмиядан зертханалық жұмыстар.Семей,2007,-79б. 5. Шоқыбаев Ж.Ә.,Өнербаева З.О. т.б. Бейорганикалық химия практикумы. Алматы,2004 ж,-164 б.
6. Бишімбаева Г.Қ. Жалпы химия.Студенттердің өздік жұмыстарына арналған оқу-әдістемелік құрал.Алматы,2007 ж, -39 б. 7. Кабдулкаримова К.К., Омарова Н.М. Студенттің өздігінен орындауына арналған әдістемелік құрал.Семей, 2007, -39 б. 8.Д.Шрайвер.,П.Эткинс. Неорганическая химия.1,2 том.МоскваМир 2009г
Дәріс 7. Тотығу-тотықсыздану реакциялары
Мазмұны:
1. Тотығу тотықсыздану реакциялар. Классификациясы.
2. Электронды баланс әдісімен химиялық реакциялар теңдеулерін құру.
3. ТТР жүруіне факторлар әсері
1. Тотығу-тотықсыздану реакцияларына (ТТР) заттардың құрамындағы элементтердің тотығу дәрежелері өзгеру арқылы жүретін химиялық процестер жатады.
Бұл қосылыстағы кальцийдің тотығу дәрежесі +2, оттегінікі -2. Осы мәліметтерді пайдаланып, теңдеу құрамыз да фосфордың тотығу дәрежесін табамыз.
(+2)∙3 + 2х + (-2)∙8=0 2х=+10 х=+5
Фосфордың кальций фосфатындағы тотығу дәрежесі +5.
Тотығу-тотықсыздану реакциялары жүруінің басты шарты оған міндетті түрде тотықзыздандырғыш пен тотықтырғыш қатысуы қажет.
Реакция кезінде электрондарын беретін бөлшектерді (атомдарды, ионды немесе молекуланы) тотықсыздандырғыш дейді, ал электронды қосып алатын бөлшекті тотықтырғыш деп атайды. ТТР кезінде тотықсыздандырғыш тотығады, ал тотықтырғыш тотықсызданады. ТТР молекулааралық, молекула ішінде жүретін, диспропорцияланатын болып үш топқа бөлінеді:
1. Молекулааралық ТТР әр түрлі молекулалардағы элементтердің тотығу дәрежелері өзгеру арқылы жүреді. Мысалы:
Mn4+O2 + 4HCl ↔ Mn2+Cl2 + Cl20 + 2H2O
2. Молекула ішіндегі ТТР бір молекула ішіндегі әр түрлі элементтердің тотығу дәрежелері өзгеру арқылы жүреді. Мысалы:
2KCl5+O32- ↔ 2 KCl- + 3O02
3. Диспропорциялану ТТР бір элементтің тотығу дәрежесі әрі жоғарылау, әрі төмендеу арқылы жүреді. Мысалы:
4KCl5+O3 ↔ 3 KCl7+О4 + KCl-
2.Электрондық баланс әдісі. Тотықсыздандырғыштың берген электрондарының жалпы саны тотықтырғыштың қосып алған электрондарының жалпы санына тең. Теңдеуді құру бірнеше сатыда жүреді:
1.Реакция теңдеуін коэффициентсіз жазады:
Br2 + H2S + H2O → HBr + H2SO4
2.Тотықтырғыш пен тотықсыздандырғыштың тотығу дәрежелерін көрсетеді:
Br20 + H2S2- + H2O → HBr- + H2S6+O4
3.Электрондық теңдеу құрады, яғни тотығу және тотықсыздану процестерін көрсетеді:
Br20 +2ē → 2Br- - тотықсыздану процесі, Br2- тотықтырғыш.
S2- - 8 ē → S6+ - тотығу процесі, S2- - тотықсыздандырғыш.
4.Тотықсыздандырғыш берген электрон саны тотықтырғыштың қосып алған электрон санына тең болу керек.
4 Br20 +2ē → 2Br-
1 S2- - 8 ē → S6+
Осылай тотықтырғыш пен тотықсыздандырғыш үшін коэффициенттерді анықтайды.
5.Реакцияға қатысқан басқа қосылыстар үшін коэффициенттерін іздейді:
4Br2 + H2S + 4H2O ↔ 8HBr + H2SO4
Тотықсыздандырғыш пен тотықтырғыш бір-бірімен өздерінің тотығу-тотықсыздану эквиваленттері қатысында әрекеттеседі. Тотықтырғыш пен тотықсыздандырғыштың эквивалентінің молярлық массасы былай есептеледі: тотықтырғыштың не тотықсыздандырғыштың молярлық массасын (М(В) эквиваленттік факторға (fэкв(В)) көбейтеді:
М(fэквВ)= fэкв(В)∙М (В)
fэкв(В) эквиваленттік фактор, ол тотықсыздандырғыштан тотықтырғышқа ауысқан электрон санының кері мәніне тең. Мысалы:
М(fэкв KMnO4)= 15 ∙158 = 31,8
3. ТТР жүруіне көптеген факторлар әсер етеді:
Тотықтырғыш пен тотықсыздандырғыштың химиялық табиғаты, олардың активтіктері, рН, температура т.б.
ТТР жүру-жүрмеуін изобаралық-изотермиялық потенциалды (ΔG) есептеу арқылы анықтайды. ΔG=ΔH- TΔS немесе ΔG= -RT lnK.
ΔH, ΔS- энтальпия мен энтропия өзгеруі,
К – қайтымды реакцияның тепе-теңдік константасы,
R – универсалды газ тұрақтысы, 8,31 л∙кПа (моль∙К)
T – абсолютті температура, К
Өзін өзі бақылауға арналған сұрақтар:
1. Тотығу дәрежесі деген не? Оны қалай анықтайды?
2. Реакция кезінде тотықтырғыштың және тотықсыздандырғыштың тотығу дәрежесі қалай өзгереді?
3. Периодтық жүйедегі қай топта және қай топшаларда тотықтырғыш пен тотықсыздандырғыш орналасқан?
4. Элементтердің тотығу-тотықсыздану қасиеттері:
а)период бойынша (солдан оңға қарай)
б)негізгі топшаларда (жоғарыдан төмен қарай) қалай өзгереді?
5. Эквиваленттің молярлық массасын тотықтырғыш және тотықсыздандырғыш үшін қалай есептейді?
Ұсынылған әдебиеттер:
1.Омаров Т.Т.,Танашева М.Р. Бейорганикалық химия (таңдамалы тараулар) Алматы,2008ж,-543 б 2.Шоқыбаев Ж.Ә. Бейорганикалық және аналитикалық химия. Алматы, Білім 2004 ж,-316 б. 3. Ділманов Б.М.,Ділманова З.Б. Жалпы химияның теориялық негіздері. Аматы,2009ж, -194 б. 4. Яшкарова М.Г.,Омарова Н.М., Кабдулкаримова К.К., Мусабаева Б.Х. Бейорганикалық хмиядан зертханалық жұмыстар.Семей,2007,-79б. 5. Шоқыбаев Ж.Ә.,Өнербаева З.О. т.б. Бейорганикалық химия практикумы. Алматы,2004 ж,-164 б.
6. Бишімбаева Г.Қ. Жалпы химия.Студенттердің өздік жұмыстарына арналған оқу-әдістемелік құрал.Алматы,2007 ж, -39 б. 7. Кабдулкаримова К.К., Омарова Н.М. Студенттің өздігінен орындауына арналған әдістемелік құрал.Семей, 2007, -39 б. 8.Д.Шрайвер.,П.Эткинс. Неорганическая химия.1,2 том.МоскваМир 2009г
Дәріс 8. Электрохимиялық процесстер
Мазмұны:
1. Электродты потенциалдар туралы түсінік.
2. Электр қозғаушы күш және оның өлшем бірлігі.
1. Электрохимия – ТТР нәтижесінде электр тогы пайда болуын (гальвани элементтері) және электр тоғы әсерінен ТТР-ларының (электролиз) жүру заңдылығын зерттейтін химияның бір бөлімі.
Металдар тотықсыздандырғыштар, бірақ әр металдың электрон бергіштігі әр түрлі. Металдардың тотықсыздандырғыш қабілетін Н.Н.Бекетов зерттеп, олардың бұл қабілетінің азаюына байланысты орналастырып, металдардың кернеулік қатарын құрған.
Металды суға батырғанда полюсті су молекулалары әсерінен металдардың беті ептеп ериді. Осынын нәтижесінде электрондар металл пластинкасының бетінде қалып, ал катиондар ерітіндіге көшеді. Бірақ металдардың еру процесі көпке бармайды, аздан кейін тепе-теңдік күй орнайды, яғни белгілі бір уақыт ішінде қанша катион ерітіндіге көшсе, сонша катион қайтадан металл пластинкасына ауысады:
Ме + mH2O ↔ Men+ ∙ nH2O + nē
Металдардың бетінде қалған электрондардың есебінен металл пластинкасы теріс зарядталады, ал ерітіндіге көшкен металл катиондары оны оң зарядтайды. Судың орнына металдардың өз тұздарын да алуға болады. Бұл жағдайда активті металдар тұздар ерітінділеріне батырғанда еріп, теріс зарядталады, ал активтігі кем металдар тұздар ерітінділеріне батырғанда, металл ерімейді, керісінше, ерітінділердегі катиондар металдың бетіне көшеді де оны оң зарядтайды, ал қалған аниондар оң пластинкаға тартылып, ерітіндіні теріс зарядтайды. Сонымен, металл мен ерітіндінің жанасқан бетінде потенциалдар айырмасы пайда болады, оны металдардың электродтық потенциалы (Е0) деп атайды. Е0 мәні аз болған сайын, металдың тотықсыздандырғыш қабілеті көбірек болады. Е0 сандық мәні металдардың табиғатына (активтігіне), ерітіндідегі иондардың концентрациясына, температураға байланысты болады.
Е0 абсолюттік мәндерін тікелей өлшеу осы уақытқа дейін мүмкін болмай отыр, тек салыстырмалы потенциалдарын өлшейді. Салыстырмалы электрод ретінде стандартты сутектік электрод қолданылады да оның потенциалы нольге тең деп алынады.
Электродтық потенциал мына Нернст теңдеуі арқылы табылады:
Е= Е0 + (0,059n) lgCMen+
CMen+ - металл иондарының молярлы концентрациясы
n- металл иондарының заряды.
Гальвани элементтері - химиялық электр энергиясының көзі, электр тогы ТТР нәтижесінде пайда болады. Гальваникалық элементтерде тотығу процессі бір электродта (анодта), тотықсыздану процесі екінші электродта (катодта) жүреді. Мұның өзі электродтарда әр түрлі потенциалдар айырмасы болып тұруын қамтамасыз етеді.
2. Элементтің электр қозғаушы күші (э.қ.к.)-де сол потенциалдар айырмасына байланысты болады. Анод ретінде электродтардың потенциал мәні төменірек металды алады: Еа Ек.
Мысалы: мыс-мырыш элементінде немесе Даниель-Якоби элементтерінде
(-)ZnZn2+ ║Cu2+Cu (+)
Cu- оң электрод, катод. Элементте мына процесс жүреді:
(A) Zn -2ē → Zn2+- тотығу процесі
(K) Cu +2ē → Cu0- тотықсыздану процесі
Zn- анод, электрондар көзі.
Э.Қ.К. табу үшін мәні үлкен электродтық потенциалдан (оң электродтың потенциалы) мәні кіші терісірек потенциал алынады:
Э.Қ.К. = ΔЕ= Ек - Еа
ΔЕ=Е0Cu2+Cu – E0Zn2+Zn
Δ= 0,34 – (-0,76) =1,10 В
Сонымен мыс-мырыш гальвани элементі 1,10 В электр тогын береді. Екі бірдей электрод концентрациясы әр түрлі ерітінділерге салынған болса, концентрациялы гальвани элементін құрайды. Мысалы, мыс электродының концентрациясы әр түрлі (С1Cu2+ СІІCu2+) мыс сульфаты ерітіндісіне батырса, схеманы былай жазуға болады:
(-)CuCu2+С1 ║ Cu2+СІІ Cu (+)
Осылай гальвани элементін алуға болады. Мұндай гальвани элементінде анод концентрациясы төмен ерітіндідегі электрод болады. Гальвани элементі жұмыс істегенде:
(А) Cu0 -2ē → Cu2+ (K) Cu2+ +2ē → Cu0
Концентрациялық гальвани элементінің электролит иондарының концентрациясының қатынасына байланысты:
ΔЕ= (0,059n) lgCІІСІ
Химиялық тоқ көзі ретінде гальвани элементі техникада көп қолданылады. Бірақ гальвани элементтері өте аз уақыт жұмыс істейді, себебі электродтардың потенциалдары өзгереді, поляризациаланады. Мысалы, мырыш пен мыс пластиналары күкірт қышқылына батырылып жасалған Вольт элементтеріндегі мыс электроды потенциалының азаюы оның бетінде сутегінің адсорбцияланып, сутегі электроды сияқты жұмыс істеуіне байланысты, ал мырыш электроды потенциалының оңға қарай ауысуы, оның ерітіндідегі иондарының көбейіп, мырыштың еруінің азаюына байланысты. Электродтардың поляризациясын жою үшін оған әр түрлі заттар - деполяризаторлар қосады.
Өзін өзі бақылауға арналған сұрақтар:
1. Гальвани элементі мен стандартты сутек электрод схемаларын көрсетіп, қалай жұмыс істейтінін түсіндіріңдер.
2. Гальвани элементі жұмыс істеу үшін қандай реакциялар қолданылады?
3. Металл электродтарының потенциалына қандай факторлар әсер етеді?
4. Гальвани элементтерінің э.қ.к. қалай өлшенеді?
5. Концентрациялық гальвани элементі қалай жасалады?
Ұсынылған әдебиеттер:
1.Омаров Т.Т.,Танашева М.Р. Бейорганикалық химия (таңдамалы тараулар) Алматы,2008ж,-543 б 2.Шоқыбаев Ж.Ә. Бейорганикалық және аналитикалық химия. Алматы, Білім 2004 ж,-316 б. 3. Ділманов Б.М.,Ділманова З.Б. Жалпы химияның теориялық негіздері. Аматы,2009ж, -194 б. 4. Яшкарова М.Г.,Омарова Н.М., Кабдулкаримова К.К., Мусабаева Б.Х. Бейорганикалық хмиядан зертханалық жұмыстар.Семей,2007,-79б. 5. Шоқыбаев Ж.Ә.,Өнербаева З.О. т.б. Бейорганикалық химия практикумы. Алматы,2004 ж,-164 б.
6. Бишімбаева Г.Қ. Жалпы химия.Студенттердің өздік жұмыстарына арналған оқу-әдістемелік құрал.Алматы,2007 ж, -39 б. 7. Кабдулкаримова К.К., Омарова Н.М. Студенттің өздігінен орындауына арналған әдістемелік құрал.Семей, 2007, -39 б. 8.Д.Шрайвер.,П.Эткинс. Неорганическая химия.1,2 том.МоскваМир 2009г
Дәріс 9. Электролиз.Электролиз заңдары.
Мазмұны:
1.Электролиз.Катодтық және анодтық процестер.
2. Фарадей заңы.
3. Балқымалардың және ерітінділердің электролизі.
Электролиттің балқымасы немесе электролиттің ерітіндісі арқылы тұрақты электр тоғы өткенде жеке электродтарда жүретін тотығу-тотықсыздану реакцияларын ЭЛЕКТРОЛИЗ дейді. Катодта (теріс электрод) тотықсыздану процесі, анодта (оң электрод) тотығу процесі жүреді.Электролиз жүргізуге көбінесе металл электродтары және металл емес электродтар да (мысалы графит) қолданылады. Металдан жасалған анодтар еритін (мысалы, мыстан, никельден жасалған) және ерімейтін (платинадан жасалған) болып бөлінеді.Сұйытылған су ерітінділерінің электролизі кезінде КАТОДТЫҚ ПРОЦЕСС катионның электродтық потенциалымен анықталады.Оны судан тотықсызданатын сутегі ионының потенциалымен (-0,41 В) салыстырады:
1.Потенциалдары бұл саннан кем болса, металл ионы тотықсызданбайды. Катодта сутегі судан бөлінеді.2 Н2О + 2 ē = Н2 + 2 ОН-
2.Потенциалдары бұл саннан көп болса, катодта металдар ионы тотықсызданады: Меn+ + nē → Me0
3.Металл потенциалы (-0,41 В) жақын болса, катодта сутегі де металл да тотықсызданады.
Анодтық процесс: Анод ерімейтін болса, онда анодта оттегісі жоқ қышқыл қалдығы (I-, Cl-, Br-, S2-, CN-) тотығады. Егер ерітіндіде оттегісі бар қышқыл қалдығы болса (SO42-, SO32-, NO3-, CO32-) онда анодта су молекуласы тотығады. 2 Н2О + 4 ē = О2 + 4 Н+
Егер анод еритін болса, онда анодтың өзі тотығады: Cu - 2ē= Cu2+. Электродта бөлініп шығатын заттардың массасын (m) Фарадей заңы бойынша, мына формуламен есептейді: m= (I∙τ∙M (fэкв.B)) F
I- тоқ күші, А; τ- электролит арқылы өткен тоқтың уақыты, с; M(fэкв.B)- затының эквивалентінің молярлық массасы, гмоль; F- Фарадей тұрақтысы, 96500 Клмоль;
Электролиз кезінде электродта түзілген заттың мөлшері әр уақытта Фарадей заңдары бойынша алынуға тиісті теориялық мөлшерінен аз болады. Оның себебі электродтық ТТР қатар қосымша процестер де жүреді. Сондықтан электролиз кезінде негізгі өнімді алуға кеткен тоқ мөлшерін анықтау үшін тоқ бойынша шығым (Тш) деген түсінік қолданылады. Ол электролиз жағдайында алынған зат массасын (m1) Фарадей заңы бойынша алынуға тиісті массаға (m) қатынасына тең: Тш =m1m∙100
Осы формула бойынша тоқтың неше проценті негізгі затты алуға.
Өзін өзі бақылауға арналған сұрақтар:
1.Электролиз деген не?
2.Анод және катодта жүретін процестерді түсіндіріңдер.
3.Металды рафинадтау деген не? Ол қалай жүреді?
4.Электролиз заңдары?
Ұсынылған әдебиеттер:
1.Омаров Т.Т.,Танашева М.Р. Бейорганикалық химия (таңдамалы тараулар) Алматы,2008ж,-543 б 2.Шоқыбаев Ж.Ә. Бейорганикалық және аналитикалық химия. Алматы, Білім 2004 ж,-316 б. 3. Ділманов Б.М.,Ділманова З.Б. Жалпы химияның теориялық негіздері. Аматы,2009ж, -194 б. 4. Яшкарова М.Г.,Омарова Н.М., Кабдулкаримова К.К., Мусабаева Б.Х. Бейорганикалық хмиядан зертханалық жұмыстар.Семей,2007,-79б. 5. Шоқыбаев Ж.Ә.,Өнербаева З.О. т.б. Бейорганикалық химия практикумы. Алматы,2004 ж,-164 б.
6. Бишімбаева Г.Қ. Жалпы химия.Студенттердің өздік жұмыстарына арналған оқу-әдістемелік құрал.Алматы,2007 ж, -39 б. 7. Кабдулкаримова К.К., Омарова Н.М. Студенттің өздігінен орындауына арналған әдістемелік құрал.Семей, 2007, -39 б. 8.Д.Шрайвер.,П.Эткинс. Неорганическая химия.1,2 том.МоскваМир 2009г
Дәріс 10. Коррозия және металдарды қорғау
Мазмұны:
1. Коррозияның негізгі түрлері.
2. Коррозия активаторлары және ингибиторлары.
1. Коррозия деп металдардың және олардың құймаларының өзін қоршаған ортамен химиялық немесе электрохимиялық жолмен әрекеттесуі нәтижесінде бүлінуін айтады.
Коррозия процесінің механизмі химиялық және электрохимиялық болып екі топқа бөлінеді.
Жүйеде электр тоғы түзілмей металдардың бүлінуін химиялық коррозия дейді. Химиялық коррозия кезінде металдар өзін қоршаған әр түрлі газдармен, электролит емес заттармен әрекеттесіп, бүлінеді. Электрохимиялық коррозия металдар сумен, электролиттер ерітіндісімен не дымқыл ауамен жанасқанда жүреді. Техникада қолданылатын металдарда әр уақытта қоспалар болады. Сондықтан мұндай металдар электролитпен жанасқанда көптеген микрогальвани элементтер жұмыс істеп, активті металл электрондарын беріп, бүлінеді. Активті металл-анод, қоспа-катод болса, анодта тотығу процессі Ме- nē → Men+, катодта сутегінің не оттегінің тотықсыздануы жүреді: 2 Н++ 2ē → 2 Н0 – Н2, егер рН7
О2+ 4ē +2 Н2О →4 ОН-, егер рН7
Металдың бұзылу жылдамдығы электродтық потенциалдар айырмасы неғұрлым көп болған сайын және ауа дымқылдығы көп болған сайын тез жүреді. Металдар өте таза болса (метеориттік темір) коррозияға ұшырамайды.
2. Стимулятор мен активаторлар деп аталатын кей заттар (хлоридтер, фторидтер, сульфидтер, нитраттар, бромидтер, иодидтер) коррозияны тездетеді. Мысалы, теңіз суында хлорид болғандықтан өзен суы мен көл суынан көп есе коррозия тез жүреді.
Ингибиторлар керісінше коррозияны тежейді. Халық шаруашылығына металл коррозиясы өте көп зиян келтіреді. Коррозияны толық болдырмауға болмайды, бірақ оның жылдамдығын көпке азайтуға болады. Ол үшін мынандай әдістер қолданылады: ортаның құрамын өзгерту, түрлі затпен металдарды қаптау (металл мен металл емеспен), электрохимиялық қорғау, металдарға басқа металдар қосу.
Өзін өзі бақылауға арналған сұрақтар:
1. Металдар коррозиясы деген не?
2. Коррозияның қандай түрлерін білесіңдер?
3. Электрохимиялық коррозияның химиялық коррозиядан айырмашылығы неде?
4. Коррозиялық микрогальвани элементтері неге пайда болады?
5. Қандай факторлар коррозия жылдамдығына әсер етеді?
6. Металдарды коррозиядан қорғау әдістері.Қысқаша әр әдісті сипатта.
7. Қандай заттарды ингибиторлар деп атайды?
Ұсынылған әдебиеттер:
1.Омаров Т.Т.,Танашева М.Р. Бейорганикалық химия (таңдамалы тараулар) Алматы,2008ж,-543 б 2.Шоқыбаев Ж.Ә. Бейорганикалық және аналитикалық химия. Алматы, Білім 2004 ж,-316 б. 3. Ділманов Б.М.,Ділманова З.Б. Жалпы химияның теориялық негіздері. Аматы,2009ж, -194 б. 4. Яшкарова М.Г.,Омарова Н.М., Кабдулкаримова К.К., Мусабаева Б.Х. Бейорганикалық хмиядан зертханалық жұмыстар.Семей,2007,-79б. 5. Шоқыбаев Ж.Ә.,Өнербаева З.О. т.б. Бейорганикалық химия практикумы. Алматы,2004 ж,-164 б.
6. Бишімбаева Г.Қ. Жалпы химия.Студенттердің өздік жұмыстарына арналған оқу-әдістемелік құрал.Алматы,2007 ж, -39 б. 7. Кабдулкаримова К.К., Омарова Н.М. Студенттің өздігінен орындауына арналған әдістемелік құрал.Семей, 2007, -39 б. 8.Д.Шрайвер.,П.Эткинс. Неорганическая химия.1,2 том.МоскваМир 2009г
Дәріс 11 . Металдардың жалпы қасиеттері.
Мазмұны:
1.Металлдардың жалпы қасиеттері.
2.Сілтілік металдар,олардың қосылыстары,биологиялық ролі.
3.Сілтілік жер металдар, олардың қосылыстары,биологиялық ролі.
1. Бейорганикалық химияны оқығанда элементтердің периодтық жүйедегі сипаттамаларын,жай қосылыстарының құрылысын,олардың алыну жолдарын,элементтер қосылыстарының қышқылдық-негіздік және тотығу-тотықсыздану қасиеттерін оқумен қатар,элементтердің табиғатта таралу түрлері,қолданылуы,биологиялық ролі қарастырылады.
Металдар периодтық жүйенің 80%-ін құрайды,яғни 85 металл бар.Олар ІА,ІІА,ІІІА және В топшалардың төменгі жағында орналасқан. f-элементтердің барлығы металл.
Физикалық қасиеттері:
а Нg -сұйық
ә сілтілік және сілтілік жер металдар жұмысақ,пышақпен кесуге болады
б қалғандары қатты,УІ-В топта хром өте қатты
в металдық жылтыры болады
г электр өткізгіш Аg,Cu –жақсы өткізеді,Рв,Нg–нашар өткізеді.Температура артса электрөткізгіштік кемиді,төмендесе артады.
ғ жылуы өткізгіш
е пластикалық қасиет,тіпті созуға болады,мысалы 1г алтыннан 3км жіңішке жіп созуға болады.
Металдар тығыздығына байланысты жеңіл (p=5гсм),одан артса ауыр болады.Жеңіл металдың балқу температурасы төмен,ауырдыкі жоғары болады. Мысалы: цезий жеңіл,балқу тем.28 Со, ал вольфрам ауыр, балқу тем. 3380 Со.
Кейбір металдарға полиморфизм құбылысы тән,ол металдың қатты күйде әртүрлі кристалдық пішінде болу қасиеті.
Магниттік қасиеті бойынша:
а димагнитті,яғни мұндай металдар магнит өрісінде тербеледі Аg,Cu,Au, Нg,Zr,Zn
ә парамагнитті,яғни магнит өрісіне тартылады Sd ,Ti, W , Y, Mo ,Mn т.б.
б ферромагнитті- магниттелу қасиеті өте жоғары Fe,Co ,Ni.
Техникада:
а қара металл – темір,оның құймалары
ә бағалы металл – алтын,күміс,платина,цирконий
б сирек металл – титан,германий, берилий,ванадий т.б.
в түсті металл – мырыш,магний,алюминий т.б.
Ең басты қасиеті – сәуле,электромагниттік толқынның әсерінен электрон бөлуі.Оны фотоэлектрлік эффекті деп атайды. Мұндай қасиет ІА-топша элементтеріне тән.Өйткені сыртқы валенттік электрондары ядроға әлсіз байланысқандықтан сәуле әсерінен бөлініп кетеді.
Химиялық қасиеттері:
а тотығу – электронды оңай беріп,оң ионға тез айналады – тотықсыздандырғыш
ә иондану энергиялары төмен
б металл ешқашан электрон қосып алмайды,тотықтырғыш болмайды
в металдар оттегімен әрекеттесіп оксидтер түзеді, т.д. тұрақты металл оксидтері- негіздік оксид,т.д.әртүрлі болатын металдардың төменгі оксидтері – негіздік, ортаңғылары – екідайлы,жоғарғылары – қышқылдық оксид болады.
Мысалы:
CrO - негіздік,Cr2O3 - екідайлы, CrO3 - қышқылдық
В топша металдары жоғары тотығу дәрежесін көрсететін оксид түзгенде оларға сәйкес гидроксидтері қышқыл болады.Мысалы: CrOз (УІ) оксидіне Н2CrO4 хром қышқылы сәй кес келеді.
Металдар тотықсыздандырғыш, сондықтан тотықтырғыштар-мен,бейметалдармен,қышқылдармен,тұздармен әрекеттеседі. Қышқылдармен әрекеттесуі металдардың стандартты электродтық потенциалдар қатарындағы орнына,қышқылдардың табиғатына және концентрациясына тәуелді.
Металдарды кеңнен өндіреді.Активтілігі төмен металдар табиғатта бос күйінде кездеседі. Мысалы: алтын, күміс,платина т.б. Актив металдар кең құрамында әртүрлі қосылыстар түрінде болады. Жеңіл металдар тұздар түрінде,ал ауыр металдар оксид,сульфид,сульфиттер т.б. болады.
Металдар өндірісін металлургия деп атайды,химиялық процестерге сәйкес бірнеше топқа жіктеледі:
а пирометаллургия – жоғарғы температурада қыздырып бөлу
ә гидрометалургия – еріткіштер әсерімен бөлу
б электрометалургия – электр тогы әсерімен бөлу электролиз
в металлотермия – басқа металмен жоғарғы температурада әсер етіп бөлу
Металдар құймалар түрінде қолданылады.8000 астам құймалар белгілі.
Темір құйма – шойын,болат, мысты құйма – қола,аса жеңіл құйма –дюралюминий,бағалы құйма – құрамында алтын,күміс,платина болатын құймалар.
ІІ. Адам ағзасында преиодтық жүйенің 70-ке жуық элементі табылған.Мына алты элемент: C, O, H ,N, P, S ағза массасының 97,4%-ін құрайды.Тірі заттағы элементтердің мөлшеріне байланысты оларды макро- және микроэлементтер деп бөлуге болады.
Макроэлементтерге C, O, H ,N жатады. Бұлардың үлесіне тірі зат массасының 96% және I, CI, Fe, N, Mo, Cu, Co, Zn (1% массасының) жатады.
Биологиялық неғұрлым керек металдарға ( биометалдарға) мына элемент жатады:
K,Na,Ca,Mg,Fe,Cu,Co,Mn,Zn,Mo; металл еместерден O, H, S, C, N, P, CI, I жатады,сондықтан осы элементтердің қасиеттерін зертханалық сабақта оқимыз.Көміртегі мен сутегі органикалық қосылыстардың негізі болғандықтан ,ол элементтерді органикалық химия пәнінде тереңірек оқытылады.
Калий осмостық,биохимиялық процесте,көптеген физиологиялық функцияларға қатысады,сілтілік-қышқылдық теңдікті ұстауға көмектеседі. Калий алмасуы ағзадағы натриймен тығыз калий,натрий,кальций иондарының белгілі ара қатынасы жүрек жұмысының қалыпты сақталуына әсер етеді.
Натрий ағзада осмостық қысымды реттеуге,су,минерал,азот және май алмасуына қатысады.Плазма мен жасуша аралық сұйықтардың барлық катиондарының 90%-тен астамы натрийден тұрады.
Кальций иондары сүт қышқылының түзілуіне,сүттің ұюына,бұлшық еттің және нерв қызметінің жұмысына қатысады.Фосфаттармен және фторидтермен қосылып,кальций сүйек ұлпасы мен тістердің минералдық негізін құрайды.Тамақта кальцийдің жетіспеуі көптеген ауруларға рахит,остеопароз,остеомоляция т.с.с.) себеп болады.
Сүт – кальцийдің ең жақсы көзі.Күніне үлкен адам 1г кальций қабылдау керек.
Магний тұздары органикалық қосылыстардың фосфорға айналуына қатысатын ферменттердің қызметін күшейтеді.Тамақта магний тұздарының жетіспеуі жүйке жүйесінің қалыпты қызметін,бұлшық еттердің жиырылуын бұзады.
Мырыш ағзада бұлшық еттің 65% -ін, сүйектің 20% -ін құрайды.Қан плазмасы,бауыр,эритроцит құрамына,эфирлер және ақуыздың гидролизі кезінде катализатор болатын 40-тан астам метелл-ферменттердің, 260 аминқышқылы қалдығынан тұратын карбоангидраза ферментінің құрамына кіреді. Қандағы қантты реттуге қатысады.
Алюминий қанның сары суында,өкпе,бауыр,сүйек,бүйрек,тырнақ,шаш құрамына және адам миының жүйке қабығының негізгі құрамына кіреді. Адам тәулігіне 47 мг алюминий қабылдауы керек. Алюминий эпителий және байланыстырғыш қабаттардың дамуына,сүйектің қалыптасуына,фосфорың алмасуына әсер етеді. Сонымен бірге ферментативті процестерге,қанның түзілуіне,трансаминирлеу реакциясына катализатор ретінде қатысады.
Өзін өзі бақылауға арналған сұрақтар:
1. Калий мен натрий атомдарының құрылысының электрондық схемасын жазыңдар. Бұл элементтердің қайсысының тотықсыздандырғыштық күші артық, неге?
2. І топтың s-элементтерінің +І тотығу дәрежесі не себептен өте тұрақты?
3. К2О, К, К2О2 қалай сумен әрекеттеседі, химиялық реакциялар теңдеуін жазыңдар.
4. Калий хлоридінен металл күйінде калийді және калий гидроксидін алу үшін жүретін процестерінің схемаларын жазыңдар.
5. Натрий сульфатынан көмір мен әктасты жоғарғы температурада балқыту арқылы соды алу реакциясының теңдеуін жазыңдар. Көмір мен әктас қандай функция атқарады?
6. Ас содасы, каустикалық сода, кристалдық сода, кальцинирленген сода деп техникада қандай заттарды айтады?
7. Мына өзгерістерді іске асыратын реакциялар теңдеулерін жазыңдар: NaCl→Na→NaOH→Na2CO3 →NaHCO3 →NaCl→Na→Na2O2→Na2O→NaOH→ NaHSO4→ Na2SO4 → Na
8. Мына қатарда LiOH –CsOH негіздік қасиеттері қалай және неге олай өзгереді?
Периодтық жүйедегі І және ІІ топтың негізгі топшасының элементтерінің тұздарының қасиеттерін салыстырыңдар: галогенидтердің, сульфаттардың, сульфидтердің, карбонаттардың. Олардың суда ерігіштіктерінің өзгеруін, топ бойынша және І топтан ІІ топқа өткенде термиялық беріктіктерінің өзгеруін көрсетіңдер
Ұсынылған әдебиеттер:
1.Омаров Т.Т.,Танашева М.Р. Бейорганикалық химия (таңдамалы тараулар) Алматы,2008ж,-543 б 2.Шоқыбаев Ж.Ә. Бейорганикалық және аналитикалық химия. Алматы, Білім 2004 ж,-316 б. 3. Ділманов Б.М.,Ділманова З.Б. Жалпы химияның теориялық негіздері. Аматы,2009ж, -194 б. 4. Яшкарова М.Г.,Омарова Н.М., Кабдулкаримова К.К., Мусабаева Б.Х. Бейорганикалық хмиядан зертханалық жұмыстар.Семей,2007,-79б. 5. Шоқыбаев Ж.Ә.,Өнербаева З.О. т.б. Бейорганикалық химия практикумы. Алматы,2004 ж,-164 б. 6. Бишімбаева Г.Қ. Жалпы химия.Студенттердің өздік жұмыстарына арналған оқу-әдістемелік құрал.Алматы,2007 ж, -39 б. 7. Кабдулкаримова К.К., Омарова Н.М. Студенттің өздігінен орындауына арналған әдістемелік құрал.Семей, 2007, -39 б. 8.Д.Шрайвер.,П.Эткинс. Неорганическая химия.1,2 том.МоскваМир 2009г 9. Р.А.Лидин.,В.А.Молочко.,Л.Л.Андреева. Химические свойства неорганических веществ. Москва,2000 г.-479 с.
Дәріс 12. Комплексті қосылыстар
Мазмұны:
1. Комплексті қосылыстардың құрлысы
2. Комплексті қосылыстардың жіктелуі және номенклатурасы
3. Комплексті қосылыстардың диссоциациясы
1. Коваленттік не иондық байланыс арқылы атомдардан молекулалық қосылыс түзілсе, олар бірінші ретті деп аталады. Бірінші ретті қосылыстардың электронейтрал молекулаларының өзара әрекеттесуінен түзілген көптеген қосылыстар болады. Оларды жоғары ретті молекулалар немесе комплексті қосылыстар деп атайды: NH3 + HCl → NH3•HCl → NH4Cl
Комплекс қосылыстағы химиялық байланыстың түзілу механизмін қарастырып, комплекс қосылысқа анықтама беруге болады. Мысалы: NH4Cl молекуласы қалай түзіледі
Барлық комплекс қосылыстарда донорлы-акцепторлы (д.-а.) байланыс болады. Комплексті қосылыстар дегеніміз донорлы-акцепторлы байланыс арқылы түзілетін жоғарғы ретті қосылыстар.
Комплексті қосылыстарда:
1. Комплекс түзуші, олар көбінесе оң зарядталған металл иондары болады, көбінесе d-элементтері жатады.
2. Комплекс түзушінің маңайында лигандтар орналасады, олар теріс зарядталған аниондар немесе электронейтрал молекулалар.
3. Лигандтар саны координациялық сан деп аталады.
4. Комплекс түзуші мен лигандтар комплексті қосылыстарының ішкі сферасын түзеді, ол квадрат жақшаға алынады.
5. Ішкі сфераға кірмеген иондар сыртқы сфераны құрайды.
2. Катионды комплексті қосылысты атағанда, алдымен катионның, одан соң анионның атын атайды. Ішкі сферада лигандалар түрінде электронейтрал молекулалар болса, олардың аттарын өзгеріссіз атайды. Мысалы: С6Н6- бензол, С2Н4- этилен, N2Н4- гидразин, Н2О- аква, NН3-аммин. Саны бірнешеу болса, олардың санын грек тілінде көрсетеді: 2-ди, 3-три, 4-тетра, 5-пента, 6гекса, 7-гепта, 8-окта. Ішкі сфераға кіретін анион- лигандтарының аттары атау үшін олардың әрқайсысының аттарына О жұрнағы қосылып ай-тылады. Мысалы, бромо-Br-, О2—оксо, N3—нитридо, ОН—гидроксо, СN—циано,СО32—карбонато, РО43—фосфато, S2O32--тиосульфато,С2О42—оксалато т.б.
Осыдан кейін комплекс түзушінің атын ілік септігінде атап, оның атынан кейін рим сандарымен жақша ішінде комплекс түзушінің зарядын көрсетеді. Ең соңында сыртқы сфераның анионның атына ы деген жалғау қосып айтылады.
[Ag(NH3)2]Cl- диаммин күміс (І) хлориді;
[Cu(H2O)4]SO4∙H2O- тетрааква мыс (ІІ) сульфат гидраты;
[Pt(H2O)(NH3)2OH]NO3- гидроксодиамминаква платина (ІҮ) нитраты;
[Ru(SO2)(NH3)4Cl]Cl- хлоротетраммин күкірт диоксид рутений (ІІ) хлориді.
Құрамында комплексті анионы болатын қосылысты былай атайды: алдымен сыртқы сферасының катионының атын ілік септікте айтады. Бұдан соң жоғарғы айтылған ретімен лигандтардың атын атайды. Комплекс түзушінің латын атына аты деген жұрнақ қосады.
K[Ag(CN)2]- калий дицианоаргентаты (ІІ);
Na3[Co(NO2)6]- натрий гексанитрокобальтаты (ІІ);
K3[Ni(NO)2(S2O3)2]- калий дитиосульфатодинитрозилникеляты (ІІ).
Сыртқы сферасы жоқ нейтрал комплекстерінің аттарын атау үшін алдымен лигандтардың аты, онан кейін атау септігіндегі комплекс түзушінің қазақша аты келтіріледі де, оның тотығу дәрежесі көрсетілмейді.
[Co(NH3)3Cl]- трихлоротриаммин кобальт;
[Ru(H2O)(NH3)4SO3]- сульфиттетраамминаква рутений.
3. Комплексті қосылыстардың диссоциациясы. Комплексті қосылыстардың сыртқы және ішкі сфераларының арасындағы байланыстар иондық болғандықтан, суда еріткенде, олар комплексті ион мен қарапайым сыртқы сфераның иондарына ыдырайды:
[Ag(NH3)2]Cl→ [Ag(NH3)2]+ + Cl-
K[Ag(CN)2] → K+ + [Ag(CN)2]-
Түзілген комплексті иондар өте аз мөлшерде өздерінің құрамына кіретін бөлшектерге (иондарға, молекулаларға) ыдырайды.
[Ag(NH3)2]+ ↔ Ag+ + 2NH3
[Ag(CN)2]- ↔ Ag+ + 2CN-
Комплексті иондардың диссоциациясы аз мөлшерде жүретін қайтымды процесс болғандықтан оларға массалар әсерлесу заңын қолдануға болады және процестер сан жағынан диссоциация константасы арқылы анықталады:
Кт.з.= ([Ag+]∙[NH3]2)[Ag(NH3)2]+ =6,8∙10-8
Кт.з. = ([Ag+]∙[CN-]2)[Ag(CN)2]- =1,0∙10-21
Келтірілген комплекс иондарының диссоциациялану константаларын тұрақсыздық константасы Кт.з. деп атайды. Тұрақсыздық константаларының сандық мәндері комплексті иондардың тұрақтылығын немесе беріктігін көрсетеді. Кт.з. пайдаланып, комплексті қосылыстың арасындағы реакция қай бағытта жүретінін анықтауға болады..
Өзін өзі бақылауға арналған сұрақтар:
1. Комплекс түзуші заттың тотығу дәрежесі мен координациялық санын көрсетіңдер. Комплекс қосылыстарды атаңдар: K[AuBr4], K2[Cd(CN)4], [Pt(NH3)2Cl2], K[Cr(SO4)2], Na3[Ag(S2O3)2]. Комплекс қосылыстың диссоциацияларын жазыңдар.
2. Комплекс қосылыстар жазып, оларды атаңдар: PtCl4∙6NH3, PtCl4∙5NH3, PtCl4∙4NH3, Co(NO3)3∙6NH3, Co(NO2)3∙KNO2∙2NH3.
3. Қай негіз күштірек: [Cu(NH3)4](OH)2 не Cu(OH)2 ме?
4. Қай комплекс ион тұрақтырақ: [Zn(NH3)4]2+ не [Cd(NH3)4]2+?
[Co(NH3)4]2+ не [Co(NH3)4]3+?
Ұсынылған әдебиеттер:
1.Омаров Т.Т.,Танашева М.Р. Бейорганикалық химия (таңдамалы тараулар) Алматы,2008ж,-543 б 2.Шоқыбаев Ж.Ә. Бейорганикалық және аналитикалық химия. Алматы, Білім 2004 ж,-316 б. 3. Ділманов Б.М.,Ділманова З.Б. Жалпы химияның теориялық негіздері. Аматы,2009ж, -194 б. 4. Яшкарова М.Г.,Омарова Н.М., Кабдулкаримова К.К., Мусабаева Б.Х. Бейорганикалық хмиядан зертханалық жұмыстар.Семей,2007,-79б. 5. Шоқыбаев Ж.Ә.,Өнербаева З.О. т.б. Бейорганикалық химия практикумы. Алматы,2004 ж,-164 б. 6. Бишімбаева Г.Қ. Жалпы химия.Студенттердің өздік жұмыстарына арналған оқу-әдістемелік құрал.Алматы,2007 ж, -39 б. 7. Кабдулкаримова К.К., Омарова Н.М. Студенттің өздігінен орындауына арналған әдістемелік құрал.Семей, 2007, -39 б. 8.Д.Шрайвер.,П.Эткинс. Неорганическая химия.1,2 том.МоскваМир 2009г 9. Р.А.Лидин.,В.А.Молочко.,Л.Л.Андреева. Химические свойства неорганических веществ. Москва,2000 г.-479 с.
Дәріс 13. Бейметалдар химиясы. ІҮ топтың р-элементтері.
Мазмұны:
1.Периодтық жүйенің ІҮ топтың р-элементтері.Жартылай өткізгіштер.
2.Физикалық қасиеттері, қосылыстары,қолданылуы.
3.Химиялық қасиеттері.
1. ІУ-топтың р-элементтері. Жартылай өткізгіштер химиясы.
+6 С +14 Si +32 Ge +50 Sn +82 Pb
2s22p2 3s23p2 4s24p2 5s25p2 6s26p2
_____электр өткізгіштігі артады _________ ___________________________________________________________
│ │ │ │
диэлектрик жартылай өткізгіш өткізгіш
Германий жартылай өткізгіш ретінде техникада пайдаланылады.Одан фотоэлементтер,диодтар,детекторлар т.б. жасалады.
Периодтық жүйенің ІҮ топтың р-элементтері (көміртегі, қалайы, қорғасын) С, Sn, Pb- микроэлементтер, олардың ағзадағы мөлшері 0,002- 1∙10-5мг. Тамақ өнеркәсібінде Sn-дан консервілік банкалар, қақпақтар жасайды. Қорғасын улы зат, ол шынының, қағаз және полиэтилен қапшықтардың құрамына кіреді.
Тірі ағзада 6 элемент (көміртегі, сутегі, оттегі, азот, фосфор, күкірт) ағза массасының 97,4% алады. Оларды органогендер деп атайды. Органоген №1 көміртегі. Себебі көміртегі майдың, көмірсулардың, витаминдердің, органикалық қышқылдардың құрамына кіреді. Бірақ бос көміртегі және оның монооксиді адам үшін өте улы. Натрий гидрокарбонаты, ағзада өтте майдың гидролизіне әсер етеді.
SiO2- кремнезем,оның кристалды түрі – кварц,алты қырлы кварц кристалын тау хрусталі деп атайды,оптикалық аспаптар жасуда,радиотехникада пайдаланылады.
Кристалды кремнеземның балқу температурасы -17550С суытқанда кварц шынысы түзіледі.Ол берік, қыздыру мен суытуға төзім-ді,ультра күлгін сәулені жақсы өткізеді.Одан химиялық ыдыстар,аспап-тар,кварц шамы жасалады.Кварц кристалы электр өрісінде деформация-ланады.Осы қасиетіне байланысты дыбыс жазу ісінде қолданылады.
Аморфты кремний –трепел кеуекті,қуысты,сондықтан катализаторды жақсы ұстайды. Оған нитроглицеринді сіңіріп жарылғыш зат – динамит жасайды. Кремний қосылыстарыныың көпшілігі улы: SiH4 – cилан өздігінен жанатын,улы зат, SiF4 – түссіз ұнамсыз.улы газ.Гексафторкремний қышқылының тұздары-кремнефторидтер өте улы заттар: Na SiF6 - натрийкремнефториді, Ва SiF6 - барийкремнефториді – интектицидтер. H2SiO3 – кремний қышқылы,тұздары силикаттар – жай.күделі,жасанды болып жіктеледі.
Алюмосиликаттар - шпаттар: K2О∙ AI2O3∙6SiO2 немесе К2AI2Si6O16 - ортоглаз
Na2О∙ AI2O3∙6SiO2 немесе Na2AI2Si6O16 - альбит CaO∙AI2O3∙2SiO2 немесе CaAI2Si2O3 - анортит 2Э2О∙ 2Н2О∙3AI2O3∙6SiO2 Э= Na,К - слюда 4Э2О∙4AI2O3∙ 9 SiO2 - нефелин AI2O3∙2SiO2 ∙ 2Н2О немесе Н4AI2Si2O9 - каолин, ақ түсті саз,фарфор жасауда колданады.
Жасанды силикаттарға шыны өндірісі өнімдері – шыны,керамика, фарфор,фаянс жатады.
Шыны құрамы: CaСO3+ SiO2 = CaSiO3+ СO2 Na2СО3+ SiO2 = CaSiO3+ СO2 Терезе шынысы: Na2О∙ CaO∙6SiO2 Балқыған шыныны фильяраның көзінен өткізіп өте жіңішке диаметрі 2-10 микрон талшық жіп алады,оны шыны талшық деп атайды. Одан жасалған мата электр тогын,жылуды өткізбейді, дыбысты нашар өткізеді,химиялық турақты, техникада және электротехникада қолданылады.
Шыны талшық пен түрлі шайырларды араластырып,конструкциялық материал – шыны пластик жасалады.Ол болаттан 3-4 есе жеңіл,бірақ өте берік, сондықтан машина жасау өндірісінде,құрылыста қолданылады.
Қалайы Sn күміс түсті ақ,жұмысақ металл,төменгі температурада сұр ұнтақ түрінде болады., тұтқыр, сумен және аммиак ерітіндісімен әрекеттеспейді. Қалайы- баббит- баспахана құймасын,подшипниктер жасауға қолданылады,таттанбайды,сумен әрекеттеспейді.
Қорғасын Рв сұр,көгілдір түсті,жұмысақ,пластикалық металл, баспахана құймасын және аккумулятор жасауда қолданылады, радиоактивті және гамма-сәулелерін жақсы сіңіреді,сондықтан радиоактивті сәулелерден қорғану үшін қолданылады.
3. Химиялық қасиеттері.
Өзін өзі бақылауға арналған сұрақтар:
1. Көміртегі,қорғасынның және қалайының электрондық конфигурациясын жазыңдар. Қай электрондар мен орбитальдар валенттілікті көрсетеді?
2. Қалайы мен қорғасын құймаларының қолданылуы.
3. Мына қатардағы элементтердің Ge – Sn – Pb металдық қаситетінің күшейетінін көрсететін реакция теңдеулерін жазыңдар.
4. Қалайы және қорғасын тұз қышқылы, азот және күкірт қышқылдарымен (сұйытылған және концентрлі) қалай әрекеттеседі? Реакциялар теңдеулерін жазыңдар. Қай қышқылда қорғасын толық ериді.
5. Мына қатардағы иондардың Sn2+, Pb2+ тотықсыздандырғыш қасиеті мына қатардағы иондардың Sn4+, Pb2+ тотықтырғыш қасиеттері қалай өзгереді? Әлсіз тотықсыздандырғыш пен күшті тотықтырғышты көрсетіңдер. Тотығу-тотықсыздану реакциялар теңдеулерін жазыңдар.
6. Германий топшасының элементтерінің а)негіздік қасиеттері жоғары; б)қышқылдық қасиеттері жоғары гидроксидтерін жазыңдар.
7. Суда ерімейтін PbCl2 және Pb(OH)2 не себептен концентрлі тұз қышқылы мен сілті ерітіндісінің артық мөлшерінде ериді?
Ұсынылған әдебиеттер:
1.Омаров Т.Т.,Танашева М.Р. Бейорганикалық химия (таңдамалы тараулар) Алматы,2008ж,-543 б 2.Шоқыбаев Ж.Ә. Бейорганикалық және аналитикалық химия. Алматы, Білім 2004 ж,-316 б. 3. Ділманов Б.М.,Ділманова З.Б. Жалпы химияның теориялық негіздері. Аматы,2009ж, -194 б. 4. Яшкарова М.Г.,Омарова Н.М., Кабдулкаримова К.К., Мусабаева Б.Х. Бейорганикалық хмиядан зертханалық жұмыстар.Семей,2007,-79б. 5. Шоқыбаев Ж.Ә.,Өнербаева З.О. т.б. Бейорганикалық химия практикумы. Алматы,2004 ж,-164 б. 6. Бишімбаева Г.Қ. Жалпы химия.Студенттердің өздік жұмыстарына арналған оқу-әдістемелік құрал.Алматы,2007 ж, -39 б. 7. Кабдулкаримова К.К., Омарова Н.М. Студенттің өздігінен орындауына арналған әдістемелік құрал.Семей, 2007, -39 б. 8.Д.Шрайвер.,П.Эткинс. Неорганическая химия.1,2 том.МоскваМир 2009г 9. Р.А.Лидин.,В.А.Молочко.,Л.Л.Андреева. Химические свойства неорганических веществ. Москва,2000 г.-479 с.
Дәріс 14. Органикалық химия. Қаныққан көмірсутектер
Мазмұны:
1. Органикалық химия пәні,құрылыс теориясы.
2. Органикалық заттар,жіктелуі,номенклатурасы.
3. Органикалық химиядағы реакциялар.
4. Қаныққан көмірсутектер.
1.Органикалық химия көміртегі қосылыстарын зерттейді.Органикалық химия өнеркәсіптің әр түрлі салаларындағы технологиялық процестердің негізгі болып табылады. Атап айтқанда: отын өндірісі, бояғыш заттар өнеркәсібі, витаминдер, химиялық талшықтар, пластмасса, дәрі-дәрмек, қопарылғыш заттар және т.б. Ауыл шаруашылығында органикалық тыңайтқыштар: арам шөпке қарсы заттар (гербицидтер), саңырауқұлақтар мен зиянкестерге қарсы заттар (инсектофугицидтер) және т.б. Органикалық химияның дамуына үлкен үлес қосқан орыс ғалымы А.М.Бутлеров болды. Ол 1861 жылы химиялық құрылыс теориясын ашты. Теорияның негізгі қағидалары: 1.Органикалық қосылыстардың молекуласын құрайтын атомдар белгілі бір реттілікпен байланысады, бір-бірімен байланысуға бір немесе бірнеше валенттілік жұмсалады. 2.Органикалық заттардың қасиеттері молекуласының құрылысына, яғни атомдардың қосылу реттілігіне және байланыс сипатына тәуелді болады. Сонымен органикалық заттардың қасиетін зерттеу арқылы оның молекула құрылысын анықтап және белгілі формуламен көрсетуге болады.3.Атомның немесе атомдар топтарының химиялық қасиетіне молекуладағы басқа атомдар мен топтар әсер етеді, әсіресе өзара байланысқан атомдардың әсері үлкен болады.
Химиялық құрылыс теориясы изомерия құбылысын түсіндіруге мүмкіншілік береді. Изомерлер деп құрамы және молекулалық массалары бірдей, бірақ құрылысы мен қасиеттері әр түрлі заттарды айтады. Органикалық қосылыстардың негізгі етіп көмірсутекті алады да, қалған қосылыстарды, олардың туындылары ретінде қарайды. Көміртек тізбегінің құрылысына қарай органикалық қосылыстар ашық тізбекті (алифаттық) және циклді (тұйық) қосылыстарға бөлінеді.
Ашық тізбекті қосылыстар екіге бөлінеді: қаныққан көмірсутектер (формуласы СnH2n+2) және қанықпаған көмірсутектер (формуласы СnH2n бұлардың құрамында қос үш байланыс та болады).Тұйық тізбекті қосылыс-тар екіге бөлінеді: карбоциклді және гетероциклді. Карбоциклді қосылыс-тардың тұйық тізбегі тек көміртегі атомынан тұрады және өз алында али-циклді және ароматты болып екіге бөлінедіГетероциклді қосылыстардың тұйық тізбекті көміртегі мен сутегі атомдарымен қоса басқа да атомдардан құралады. Гетероциклді қосылыстар түзуге көбінесе азот, күкірт, оттегі атомдары қатысады.
2.Органикалық қосылыстардың реакциялары. Химиялық байланыстар-дың түрлері. Химиялық табиғаты бойынша бойынша бөлінеді.Молекулалар арасындағы байланыстар электроваленттік және коваленттік болып екіге бөлінеді. Электрваленттік байланыс қарама- қарсы зарядталған бөлшек-тердің арасында пайда болады. Мұнда үш түрлі әрекеттесу болады: иондық байланыс, ион мен диполь, диполь мен диполь арасындағы байланыс. Иондық байланыс деп катион мен анион арасындағы тартылу күшінің әсерінен пайда болатын байланысты атайды. Иондық қосылыстардың балқу температурасы жоғары және олар қатты заттар болып келеді. Коваленттік байланыс. Екі не одан да көп атомдардың арасында жұп электрондар болса, байланыс пайда болады. Демек, екі атом орбитальдар-ының бүркесуі арқылы түзілетін байланысты коваленттік байланыс деп атайды. Сутектік байланыс коваленттік байланысқан сутек атомымен екінші молекуланың бос электроны арқылы түзіледі. Бұл байланыстың энергиясы аз, 3- 10 ккал моль, сондықтан мұндай байланыстар тез үзіледі, бірақ заттың физикалық қасиеттеріне әсері болады. Органикалық қосылыстардың реакциялары төрт топқа бөлінеді:
1.Орын басу реакциялары. Мұнда атом немесе атомдар топтарының орнын басқа атомдар басады.
Мысалы: С2Н5СI + OH- → C2H5OH + CI-
хлорэтан гидроксид ионы этанол хлорид ионы
2.Қосылу реакциялары. Екі молекула қосылып, бір молекула түзеді.
Мысалы: СН2 = СН2 + Вг2 → ВгСН2СН2Вг
Этилен бром 1,2- дибромэтан
3.Бөліну (элимирлену) реакциясы. Молекула екі немесе одан да көп басқа
молекула түзеді. Мысалы: С2Н5ОН → СН2 = СН2 + Н2О
Этанол этилен су
4.Қайта топтасу. Бір молекула екінші молекулаға айналады.
Мысалы: СН3- СН- СН = СН2 → СН3- СН = СН- СН2СI
│
CI
3- хлорбутен-1 1- хлорбутен – 2
Көптеген органикалық реакциялар екі молекуланың арасында, молекула мен ионның арасында немесе молекула мен радикалдың арасында жүреді. Қандай бөлшектің арасында жүретіндігіне байланысты оларды иондық, радикалдық механизм деп атайды, оны R- деп белгілейді. Ионның қатынасында жүрген реакцияны иондық механизм деп атайды. Шабуыл жасайтын реагенттің табиғатына байланысты иондық реакция электрофильді және нуклеофильді болып бөлінеді. Реакцияға қатысатын реагент өзінің электрон жұбын байланыс түзеуге басқа молекулаға берсе, онда нуклеофильді (электродонорлы) реагент деп атайды. Нуклеофильдің қатысында жүретін реакцияларды нуклеофильдік реакциялар деп атайды. Nu деп белгілейді. Мысалы: Rδ+ → Хδ- + : Nu → R - Nu + : Х- нуклеофильдік орын басу реакциясы. Нуклеофильдер: Н- : ; NH-2 ; : ОН- ; : ОR
Егер молекула басқа молекуланың жұп электронын қосып алса, оны электро-фильді (электронакцепторлы) реагент деп атайды. Электрофильдің қатысында жүретін реакцияларды электрофильдік реакциялар деп атайды, Е деп белгілейді.Мысалы: R – У – Е+ → R – Е + У+ электрофильдік орын басу реакциясы. Электрофильдер: Н+ ; Н3О+; NO2+; NO.
Қаныққан көмірсутектер (алкандар). Көміртегі мен сутегіден тұратын және өзара жай байланыспен қосылған қосылыстарды қаныққан көмірсутектер деп атайды. Жалпы формуласы- СnH2n+2. Ең қарапайым өкілі- СН4- метан. Барлық көмірсутектердің метанмен ұқсас екенін көрсету үшін, олардың барлығының аттарына ан деген жалғау жалғанады. Қаныққан көмірсутектердің бір сутегісін алғанда, қалған қалдықты радикалдар деп атайды. Радикалдарды атау үшін, көмірсутектердің ан жалғауын ил жалғауына өзгертеді. Мысалы:
СН4 – метан- СН3- метил
С2Н6- этан- С2Н5-этил
С3Н8- пропан- С3Н7- пропил т.б.
Көмірсутектерді жүйелік (ИЮПАК) номенклатура бойынша атау үшін, алдымен ең ұзын тізбекті тауып алады да, тізбекке ең жақын тармақ (радикал) тұрған шетінен бастап нөмірлейді.. Затты атағанда алдымен санмен радикалдар тұрған жерін көрсетеді де аттарын атап, содан кейін ең ұзын тізбек атын атайды. Қаныққан көмірсутектердегі С- С және С- Н байланыстары σ- байланыс болып табылады. Мұндай байланыстар берік және аз поляризацияланған, сондықтан қаныққан көмірсутектердің реакцияласу қабілеттілігі төмен. Олар қосылу реакциясына қатыспайды, тек қана орын басу реакциясына түседі
а) нитрлеу реакциясы СН4 + НОNO2 → H2O + CH3NO2 – нитрометан
ә) галогендеу СН4 + СI2 → HCI + CH3CI – хлорлы метил
CH3CI + CI2 → HCI + CH2CI2 – хлорлы метилен
СН2CI2 + CI2 → HCI + CHCI3 - хлороформ
CHCI3 + CI2 → HCI + CCI4 – төртхлорлы көміртек
Қаныққан көмірсутектер катализатор қатысында жоғары температурада және қысымда тотығу реакциясына қатысып альдегидтер, спирттер, кетондар, карбон қышқылдарын түзеді.
[o] CH3- (СН2)n - СН2ОН
Мысалы: СН3 – (СН2)n – CH3 →
катализатор СН3- (СН2)n – СООН
Қаныққан көмірсутектерді өндірісте қанықпаған көмірсутектерінен немесе қаныққан көмірсутектің галоген туындыларын катализатор (платина, палладий) қатынасында тотықсыздандыру арқылы, А. Вюрц реакциясы бойынша (галоген туындыларын металл натриймен әрекеттестіру) немесе жоғары молекулалы қаныққан көмірсутектерді жоғары температурада, қысымда крекингілеу (ыдырау) арқылы алады:
2R – Вr – 2Na → R – R + 2NaВr
3R – Вr + 3R – Вr + 6Na → R – R + R – R + R – R + 6NaВr
Мұндағы: R мен R - әр түрлі алкилдік радикалдар.
Зертханада көбінесе қаныққан көмірсутектеріне сәйкес келетін карбон қышқылдарының тұздарына күдіргіш сілті (натронды ізбес) қосып, қыздыру арқылы алады: СН3СООNa + NaOH → Na2CO3 + CH4 ↑
Өзін-өзі бақылауға арналған сұрақтар:
Органикалық заттардың шығу көздері қандай?
1. А.М.Бутлеровтың химиялық құрылыс теориясының негізгі қағидаларын атаңыздар.
4. Изомерлер дегеніміз не? 5.Органикалық қосылыстар қалай жіктеледі? 6.Құрамы: а) С6Н8 ә) С6Н14 болып келетін қосылыстардың барлық изомерлерінің структуралық формуласын жазыңыздар?
7. Құрамы С3Н8 болып. келетін заттардың структуралық формуласын жазыңыздар.Метандағы көміртегі мен сутегінің массалық үлесін анықтаңыздар
8. Химиялық байланыстың қандай түрлері бар?
9.Коваленттік байланыс дегеніміз не?
10.Иондық байланыс дегеніміз не?
11.Органикалық қосылыстарға тән реакцияларды атаңыздар.
12.Нуклеофильдік, электрофильдік реагенттер дегеніміз не?
13.СН3СI + CI2 → CH2CI2 + HCI. Реакциясының барлық сатыларының теңдеуін жаз.
14.Бромсутек молекуласын мысалға алып, коваленттік байланысты түсіндіріңіздер.
15.Электрофильді механизммен әрекеттесетін органикалық қосылыстарға мысал .
16. Алкандардың жалпы формуласы.
17. Алкандарға тән реакциялар.
Ұсынылған әдебиеттер
1.В.Ф.Травель. Органическая химия. М.: ИКЦ Академкнига,1,2 книга МоскваМир 2008
2. В.Л.Белобородов, С.Э.Зурабян, А.П.Лузин, Н.А.Тюкавкина. Органическая химия. М.: Дрофа, 2008. Кн.1: Основной курс.-638 с.
3. В.Л.Белобородов, С.Э.Зурабян, А.П.Лузин, Н.А.Тюкавкина. Органическая химия. М.: Дрофа, 2009. Кн.2: Специальный курс.-592 с. Мир2009 г
4. Е. М. Шайхүтдінов. Органикалық химия; Алматы Химия; 2001. 5. Сейтқалиев Қ. Органикалық химия. Алматы,-208 б.
6. Смолина Т.А., Васильева Н.В., Куплетская Н.Б. Практические работы по органической химии. М.: Просвещение, 1976, 304 с.
Дәріс 15. Қанықпаған көмірсутектер. Диендер.Полимер материалдар.
Мазмұны:
1.Алкендер,құрылысы,номенклатурасы,изомериясы,химиялық,қасиеттері.
2.Алкадиендер, құрылысы, номенклатурасы, химиялық қасиеттері . 3.Полимерлер ,құрылысы, жіктелуі, қоланылуы.
Алкендер деп, молекуласында көміртектің атомдар саны қаныққан көмірсутектермен бірдей, бірақ сутегі атомдарының саны аз, σ – байланысынан басқа бір π- байланысы бар қосылыстарды атайды. Жалпы формуласы - СnH2n. Ең қарапайым өкілі- этилен (этен) С2Н4. Этилен молекуласындағы көміртек атомдары қос байланыспен байланысқан. Қос көмір С - С байланысы алкендердің құрылысының ерекше белгісі болып саналады. Жүйелік номенклатура бойынша алкендерді атау үшін сәйкес қаныққан көмірсутек атауындағы ан жұрнағын ен жұрнағына алмастырады. Қос байланыстың орнын көмірсутек атауының алдында, қос байланыс басталған көміртегі атомының нөмірімен көрсетеді. Мысалы: СН2 = СН – СН2 – СН3
Қанықпаған көмірсутектерінің изомериясы көміртегі тізбектерінің құрылысына ғана емес, онымен қатар қос байланыстың орнына да байланысты. Бұдан басқа, қанықпаған көмірсутектер қатарында кеңістік (геометриялық) изомериясы, яғни цис- және транс- изомерлері бар,ол қос (=) болғандықтан.
Химиялық қасиеттері. Метанмен салыстырғанда, алкен қатарындағы көмірсутектер өте активті қосылыстар. Олар тотығу және қосылу реакцияларына өте жеңіл түседі. Себебі этиленнің қос байланысының орнына қосылу, тотығу, полимерлену реакциялары жеңіл жүреді.
1. Галогенді қосып алу.Галогендер алкендерге радикалдық немесе иондық механизм бойынша қосылады.
С = С + Х2 – С – С – Х Мұндағы: Х = СI, Вг
2. Галогенсутекті қосып алу (Марковников ережесі).Алкендер күші қышқылдарымен: НСI, НВг, Н2SO4 әрекеттеседі. Қосылу реакциясы қос байланыс бойынша жүреді.
С = С + Н – Х → С – Х Мұндағы: Х = СI, I- , Вг-, ОSO3H-
H H
Симметриялы емес алкендер жағдайында қышқылды қосып алудың екі бағыты болуы мүмкін. Мысалы тұз қышқылымен пропен әрекеттескенде, екі түрлі өнім түзілуі мүмкін.
CH3 – CH – CH3 2- хлорпропан
│
СН3 – СН = СН2 + НСI → CI
CH3 – CH2 – CH2CI 1-хлорпропан
Қышқылдар симметриялы емес алкендерге қосылғанда қышқылдың сутегі атомы сутек атомдарының саны ең көп көміртекке қосылады. Бұл заңдылықты ашқан В.В. Марковников болғандықтан, ол Марковников ережесі деп аталады. 2.Суды қосып алу.Алкендер катализатор қатынасында сумен әрекеттесіп, спирттер түзіледі. СН2 = СН2 + Н2О → СН3 – СН2ОН
3.Тотығу реакциясы. Алкендер оңай тотығады. Тотықтырғыштың табиғатына және реакция жағдайларына байланысты π- байланыстың немесе π- мен σ- байланысының үзілуі нәтижесінде түрлі өнімдердің түзілуі мүмкін: екі атомды спирттер (гликольдер), эпоксидтер, альдегидтер, кетондар, карбон қышқылдары.
3СН2 = СН2 + 2КМnO4 + 4H2O → 3CH2 – CH2 + 2MnO2 + 2KOH
│ │
ОН ОН
Бұл реакцияны Е.Е. Вагнер (1888 ж) реакция деп атайды.
4.Полимерлену реакциясы.Қазіргі заман техникасы үшін қанықпаған көмірсутектер реакцияларының ішіндегі ең маңыздылығының бірі- полимерлену реакциясы. Алкендер бір- бірімен өзара қосылып, ұзын тізбек, яғни полимерлер түзуге қабілетті. Мысалы:
СН2 = СН2 + СН2 = СН2 → - (- СН2 – СН2-)n
Диен көмірсутектері. Молекуласында екі қос байланысы бар көмірсутектерді диен көмірсутектері дейді. Жалпы формуласы СnH2n-2 Диен көмірсутектерді жүйелік номенклатура бойынша атау үшін диен деген жалғау қосып, қос байланыстың орны көрсетіледі.
Мысалы: СН2 = СН – СН = СН2 бутадиен- 1,3
Диендер қос байланыстың орналасуына қарай үшке бөлінеді.
1. Егер екі байланыс бір көміртегі атомында орналасса, кумулирленген диен немесе аллендер деп аталады. Мысалы: СН2 = СН = СН2 пропадиен
2.Егер екі қос байланыс бір жай байланыспен бөлінсе, онда қосарланған диендер деп аталады.
Мысалы: СН2 = СН – СН = СН2 бутадиен- 1,3
3.Егер екі қос байланыс бір жай байланыспен бөлінсе, онда олар оқшауланған диендер деп аталады.
Мысалы: СН2 = СН – СН2 – СН = СН2 пентадиен- 1,4
Диендердің ішіндегі аса маңыздысы қосарланған түрі, олар өте тез полимерленеді, сондықтан синтетикалық каучук алуға пайдаланады.
Химиялық қасиеттері. Диендердің химиялық қасиеттері қос байланыстардың орналасуына байланысты.Оқшауланған қос байланыстардың бір-біріне әсері аз болады, яғни әрқайсысы молекуладағы жалғыз қос байланыс тәрізді әрекеттеседі. Сол себепті қосарланбаған диендердің химиялық қасиеттері қарапайым алкендердің химиялық қасиеттерімен бірдей. Диен көмірсутектеріне қосылу, тотығу, полимерлену реакциялары тән.
1. Қосылу реакциясы:
СН2= СН- СН = СН2 + Вr2 → СН2 – СН = СН – СН2
│ │
Вr Вr
2. Полимерлену реакциясы:
│ │
n C = C – C = C → (- С – С = С – С-)n
│ │
Жоғарғы молекулалы қосылыстар немесе полимерлер деп молекулалары жүздеген немесе мыңдаған көміртегі атомдарынан, соған сәйкес молекулалық массалары мыңдаған, тіпті миллиондаған массаның атомдық бірлігіне тең болатын және өзіне тән бірқатар қасиеттері бар қосылыстарды атайды. Полимерлердің атомдары бір- бірімен химиялық байланыс арқылы қосылады. Полимерлер табиғи және синтетикалық болып бөлінеді. Полимерлер табиғатта кеңінен таралған. Өсімдік және жануарлар ағзаларының құрамына жоғары молекулалы қосылыстар: целлюлоза, ақуыз, крахмал, нуклеин қышқылдары кіреді. Синтетикалық полимерлерге мономерлерден жасанды жолмен алынатын полиаминдер, полиэтилен, полистирол, синтетикалық талшықтар және т.б. жатады.
Ең қарапайым органикалық полимер- полиэтилен, ол этиленнің полимерлену нәтижесінде түзіледі.
Н2С= СН2 + Н2С= СН2 → СН3- СН2- СН =СН2
этилен бутилен
Бастапқы зат этилен - мономер деп, ал түзілген бутилен - димер деп аталады. Егер мономердің n молекуласы қосылса, полимер түзіледі (поли- көп деген сөз).
nН2С = СН2 → [-CH2- CH2-]n
Мономерлердің негізгі бөлігінен тұратын топтар буындар деп, ал буындардан құралған үлкен молекула- макромолекула деп аталады. Макромолекуланың құрамына кіретін буындар саны жоғары молекулалық қосылыстардың полимерлену дәрежесін көрсетеді, оны Р әріпімен белгілейді.Полимерлену дәрежесі (Р) жоғары молекулалық қосылыстың молекулалық массасымен (Мn) мынандай қатынаста: Р= Мn m болады. Мұнда, m – буынның молекулалық массасы.
Химиялық табиғатына байланысты полимерлер органикалық, бейорганикалық және элемент органикалық болып бөлінеді. Органикалық полимерге мысалы:полиэтилен, полипропилен,полиизобутилен,полистерол т.б. жатады.
Полиэтилен пСН2= СН2 ... → ( - СН2 – С Н2 – СН2 – СН2 – ... ) п
Этилен полиэтилен
Пропилен пСН2 = СН ...→( - СН2 – СН – СН2 – СН – СН2 – СН - ... )
СН3 СН3 СН3 СН3
Пропилен полипропилен
Пропилен температураға,майлылыққа тұрақты материал.
Полиизобутилен – изобутиленді полимерлеп алады.
СН3 СН3 СН3 СН3 СН3
СН2= С + СН2=С +... → ( - СН2 – С – СН2 – С – СН2 – С - ... ) п
СН3 СН3 СН3 СН3 СН3
Төменгі молекулалы массалы изобутилен ( 3000-5000 ) тұтқыр,май тәрізді сұйықтық, суыққа төзімді майлағыштарға (смазка ) қосу үшін қосу үшін қолданылады.Жоғары молекулалы полиизобутилен каучукты алмастырғыш ретінде қолданылады.
Полистерол – стеролдың полимерленуінен түзіледі.
С6Н5 С6Н5 С6Н5 С6Н5
стирол полистерол
Полистеролдың екі түрі бар: техникалық полистерол,молекулалық массасы 70000 – 200000, тығыздығы 1,05 -1,07 гсм3. Бензол,толуолда ериді.Су,қышқыл,сілті, спирт ерітінділеріне тұрақты. Изотактылы полистерол – тұрақты құрылысты,тығыздығы 1,1 гсм3, шыны тәрізді материал
пСН2= СН ... → ( - СН2 – С – СН2 – С – СН2 – С - ... ) п қосылыстар қолданылады.
Полимеризация процесі кезінде мономерлерде қос байланыстар үзіліп немесе циклдер ашылып, топтар арасында химиялық байланыстардың пайда болуынан макромолекулалар түзіледі. Өндірілетін барлық полимердің ¾ бөлігі полимеризация әдісі арқылы алынады.
Поликонденсация деп қосымша заттар бөле жүретін төмен молекулалы
қосылыстардан жоғары молекулалы қосылыстардың түзілу реакциясын айтады. Поликонденсация әдісі бойынша полимер алу үшін әртүрлі химиялық реакциялар қолданылады. Олар: этерификациялау, аминдеу, ароматикалық орынбасу және т.б.Поликонденсация екі функционалдық топтардың әрекеттесуінен жүреді. Жалпы түрдегі теңдеуі:
n(a- A- a) + n(b- B –b) → a- [-AB-]n – b + (2n-1) ab
Мұндағы: а- А- а, b- B –b бастапқы мономерлер, а және b ункционалдық топтар, аb-бөлінетін қосымша зат.Поликонденсация реакциясына балқымада, ерітіндіде немесе екі фазаның бөліну шекарасында жүргізіледі. Барлық шығарылатын полимердің ─ бөлігі поликонденсация әдісімен алынады. Поликонденсация реакциясында тізбек біртіндеп өседі: алғашында бастапқы мономерлер бір- бірімен, содан кейін түзілген қосылыстар жеке- жеке сол мономерлердің молекулаларымен әрекеттесіп, нәтижесінде жоғары молекулалы қосылыс түзіледі.Мысалы: фенол- формальдегид шайларының негізінде алынатын пластмассалар, сатылы поликонденсация реакциясы арқылы синтезделінеді.
Элемент органикалық полимерлерге мысалы кремний органикалық полимерлер жатады: полисиланды қосылыстар – негізгі тізбек тек кремний атомынан тұратын қосылыстар.
R R R R
... Si – Si – Si – Si - ...
R R R R
Полисилоксанды қосылыстар,негізгі тізбегі:
R R R R
... Si – О - Si – О - Si – О - Si - ...
R R R R
Поликарбосиланды, тізбекте әрбір кремний атомының арасында көмітрек тізбегі орналасады:
... Si – ( - С - )п - Si –( - С - )п - Si –( - С - )п Si - ...
Поликарбосилоксанды, негізгі тізбек силоксанды топтар,олар өзара көміртек атоммен бөлінген:
... Si – О - ( - С - )п – О - Si – О - ( - С - )п – О - Si – ...
Полимерлердің төмен молекулалық қосылыстармен салыстырғанда бірқатар ерекше қасиеттері бар. Атап айтқанда, полимерлер ұшқыш зат емес, ерудің алдында ісінеді, макромолекула ерітінділерінің тұтқырлығы өте жоғары, полимерлер иілгіш күйде бола алады. Макромолекула тізбектерінің құры-лымына байланысты полимерлер: сызықты, тармақталған, торланған (үш өлшемді) болады. Егер әрбір элементер буынды А деп белгілесек, онда сызықты құрылымды макромолекуланың түрі мыңандай: ... А- А-А- А ... болады. Бұл жағдайда элементар буын тек екі көрші буынмен байла-нысады. Егер макромолекуланың негізгі тізбегінде қосалқы тізбек болса, онда мұндай құрылымды полимерлер тармақталған болады. Тармақталған полимерлерде кейбір буындар үш көрші буындармен байланысқан.
Торланған құрылымды полимерлерде ұзын тізбекті макромолекулалар бір- бірімен көлденең байланыстар арқылы қосылып, торлар түзеді. Мысалы:
... А- А- А- А- А-...
│ │
А А
│ │
... –А-А- А-А- А-...
Полимерлерді алу әдістері. Полимерлерді әдетте полимеризация және поликонденсация реакцияларының негізінде алады.
Полимеризация деп төмен молекулалы заттардың (мономерлердің) қосылып, жоғары молекулалы қосылыстарды түзу реакциясын атайды. Полимеризация реакциясы жалпы түрде былай жазылады: nM → (-M-)n
Реакция нәтижесінде қосалқы заттар бөлінбейді, ал алынған полимердің құрамы мономерге сәйкес келеді. Полимеризация реакциясына мономер ретінде қос немесе үш байланысты қосылыстар
С = С , - С ≡ С-, - С ≡ N- , C = O, C = N – немесе циклді тобы бар
Өзін-өзі бақылауға арналған сұрақтар:
1.Изомерия түрлері, мысалдар.
2.Алу тәсілдері.
3.Структуралық формуласын жау керек: транс-2-гексен, цис-2,3- дихлоро-2-бутен.
4.Егер 3,6г су алкенге қосылып 12г спирт түзілсе, алкен формуласы қандай болады?
5.18,4г этил спиртінен неше литр ( қ.ж.) этилен түзіледі?
6.Диен көмірсуларының химиялық қасиеттері.
7.9,2г этил спиртінен алынған этиленді тотықтыруға 40%- ті KMnO4 ерітіндісі жұмсалаған, тотықтырғыш массасы есептеу керек . Жауабы: 52,5г.
Ұсынылған әдебиеттер
1.В.Ф.Травель. Органическая химия. М.: ИКЦ Академкнига,1,2 книга МоскваМир 2008
2. В.Л.Белобородов, С.Э.Зурабян, А.П.Лузин, Н.А.Тюкавкина. Органическая химия. М.: Дрофа, 2008. Кн.1: Основной курс.-638 с.
3. В.Л.Белобородов, С.Э.Зурабян, А.П.Лузин, Н.А.Тюкавкина. Органическая химия. М.: Дрофа, 2009. Кн.2: Специальный курс.-592 с. Мир2009 г
4. Е. М. Шайхүтдінов. Органикалық химия; Алматы Химия; 2001. 5. Сейтқалиев Қ. Органикалық химия. Алматы,-208 б.
6. Смолина Т.А., Васильева Н.В., Куплетская Н.Б. Практические работы по органической химии. М.: Просвещение, 1976, 304 с.
Зертханалық сабақтар
Химиялық зертханада жұмыс істеу және қауіпсіздік ережелері
1. Студенттердің негізгі зертханалық жұмыс істейтін орны – зертханалық стол. Тәжірибе жасаған кезде стол таза болу керек.
2. Аспаптар мен реактивтер қойылған штатив студенттің алдында тұру керек. Штативтің оң жағына лабораториялық журнал және оқулық құралын қою керек.
3. Журналға студент әр тәжірибе нәтижесін бірден жазып отыру керек, себебі мәліметтер жоғалып қалуы мүмкін.
4. Жұмысқа таза реактивтерді, таза химиялық ыдысты қолдану керек.
5. Көрші штативтен реактивтер, аспаптар алуға болмайды, себебі келесі студенттің жұмысына кедергі келеді және реактивтер бір-бірімен ауысып кетеді. Егер штативте керекті реактив болмаса, лаборанттан сұрап алыңдар.
6. Студенттердің бәрі қолданатын үлкен ыдыстар тұрған реактивтер тек белгілі бір орында тұруы керек. Оларды жұмыс столына алуға болмайды.
7. Қымбат және улы реактивтерді жұмыстың аяғында раковинаға құймаңдар. Оларды жеке арнайы ыдыстарға құйып қойыңдар.
8. Ыстық ыдысты тек асбест үстіне қойыңдар.
9. Улы және жағымсыз иісі бар заттармен жұмысты тек тяганың астында жасаңдар.
10. Егер лабораториялық тәжірибе кезінде қышқылдың немесе күйдіргіш сілтінің көп мөлшерін төгіп алсаңдар бірден лаборантқа айтыңдар. Ол заттарды тез столдан тазалау керек.
11. Зертханада тамақ ішуге болмайды.
№ 1 Зертханалық сабақ
Бейорганикалық қосылыстар класы.
Жұмыстың мақсаты: Бейорганикалық заттардың жіктелуін, қасиетін оқып-үйрену, олардың арасындағы генетикалық байланысты көрсету.
№1 Тәжрибе. Кальций оксиді мен гидроксидін және мыс гидроксидін алу.Бордың СаСО3 аз мөлшерін муфель пешінде қатты қыздырыңдар (900-10000С) сосын суытыңдар. Алынған заттарды фарфор ыдысына салып, су тамызыңдар, 2-3 тамшы фенолфталеин тамызып, ерітіндінің ортасын (қышқылдық па, негіздік пе екенін) анықтаңдар.Борды қыздырғандағы алынған заттардың сумен әрекеттескендегі реакция теңдеулерін жазыңдар. Соңғы заттың электролиттік диссоциациясын жазыңдар. Алынған заттарды атаңдар.Мына сұрақтарға жауап беріңдер:
1. Барлық негіздік оксидтер сумен әрекеттеседі ме? Егер барлық негіздік оксидтер сумен әрекеттеспесе, сумен әрекеттесетін оксидтерді атаңдар.
2. Мыстың гидроксидін мыс оксидін сумен әрекеттестіріп алуға бола ма?
Мыс сульфатынан мыс гидроксидін алыңдар және оның амфотерлі гидроксид емес екендігін дәлелдеңдер. Реакция теңдеуін жазыңдар.
№2 Тәжрибе. Амфотерлі гидроксидтерді алу және олардың қасиеттері.Бір пробиркаға 3-5 мл мырыш сульфатын, екінші пробиркаға алюминий сульфатын құйыңдар. Әр пробиркаға бір тамшыдан натрий гидроксидін тұнба түзілетіндей құйыңдар. Реакция теңдеулерін жазыңдар.Мырыш пен алюминий гидроксидінің амфотерлі екендігін дәлелдейтін тәжірибелер жасаңдар. Реакция теңдеулерін жазыңдар. Алынған заттарды атаңдар.
№3 Тәжрибе. Орта тұздарды нейтралдау реакциялары арқылы және өзара әрекеттесу арқылы алу.а) Пробиркаға 10 тамшы натрий гидроксидін құйыңдар. Фенолфталеин тамызыңдар. Ерітінді түсін қараңдар. Ақырындап тамшылап тұз қышқылын, ерітінді түсін өзгерткенге дейін құйыңдар. Индикатор түсін не өзгертеді? Реакция теңдеуін молекулалық және иондық түрде жазып, жауаптарыңды дәлелдеңдер.б) Үш пробиркада: күміс нитратына, барий хлоридіне, алюминий сульфатына мына ерітінділердің темір хлоридінің (ІІІ), натрий сульфатының, калий нитратының әсерін байқаңдар. Реакция теңдеулерін молекулалық және иондық түрде жазыңдар. Қандай жағдайда тұздар өз-ара әрекеттесетіндігі туралы қорытынды жасаңыздар.
№4 Тәжрибе. Қышқыл тұздар алу және олардың қасиеттері.а) пробиркаға кальций гидроксидін және оған көміртегі қос оксидін Кипп аппаратынан жіберіңдер. Орта тұз түзілген кездегі тұнбаның пайда болғанын және қышқыл тұз түзілуінің әсерінен оның ерігендігін байқаңдар. Орта тұз түзілуінің реакциясының теңдеуін жазыңдар, сосын орта тұздың көмір қышқылының артық мөлшерімен әрекеттесуінің теңдеуін жазыңдар. Алынған ерітіндіні сақтаңыздар.б) алдындағы тәжірибеде алынған кальций гидрокарбонатына кальций гидроксидінің ерітіндісін қосыңдар. Қышқыл тұздың орта тұзға айналуы реакция теңдеуін жазыңдар.в) пробиркаға 5 мл кальций гидроксиді ерітіндісін құйыңдар, оған тамшылатып сұйытылған фосфор қышқылының ерітіндісін құйыңдар. Түзілген орта тұздардың тұнбасын алыңдар. Бұл тұнбаға фосфор қышқылының артық мөлшерін құйыңдар, шыны таяқшамен араластырып, тұнбаны ерітіңдер. Тұнба неге ериді? Орта тұз түзілу реакциясы теңдеуі мен оның қышқыл тұзға айналу реакция теңдеуін жазыңдар (Са(Н2РО4)2).
№5 Тәжрибе. Негіздік тұздар алу және олардың қасиеттері. а) Кобальт сульфаты (ІІ) ерітіндісіне натрий гидроксидін тамшылап құйып көк түсті тұнба алыңдар. Орта тұз түзілу реакция теңдеуін жазыңдар. Тұнбаны сақтаңдар.б) Тұнбаны екіге бөліңдер. Біреуіне натрий гидроксидін тұнбаның түсі өзгергенше қосыңдар, екіншісіне- күкірт қышқылын тұнба ерігенге дейін қосыңдар. Алынған тұнба мен ерітінді түрін атаңдар. Негізгі тұздың негізге айналған және орта тұзға айналған реакциялар теңдеуін жазыңдар.
Өзін өзі бақылауға және зертханалық жұмыстарды қорғауға арналған сұрақтар:
1.а)Оксидтерге(негіздік,қышқылдық,амфотерлі). б)қышқылдарға (олардың негізгі, әлсіз және күшті электролиттер)
в) гидроксидтерге (сілтілер, негіздер, амфотерлі гидроксидтер)
г)тұздарға(орта,қышқыл,негіздік)анықтама беріңдер,олардың қасиеттерін көрсетіңдер.
2.Қышқылдардың, тұздардың, гидроксидтердің диссоциациялану теңдеулерін жазыңдар.
3.Барлық кластардың номенклатурасын біліңдер.
4.Мына тұздарды атаңдар: FeCl3, FeOHNO3, Zn(HSO4)2, NaHS, CrCl3, Fe(HS)2, K2SO3, AlOHCl2, CrOHSO4, Al(H2PO4)3.
5.Әрекеттесуші заттар қатынасын өзгертіп, Са(ОН)2 + H3PO4 ↔ қышқылдық, негіздік және орта тұздар алыңдар.
№ 2 Зертханалық сабақ
Заттардың эквивалентін анықтау
Жұмыстың мақсаты: Металл эквивалентінің молярлық массасы М қосылыстан бөлінген сутегі көлемі арқылы анықтау әдісін үйрету.
Жұмысты жүргізу:
1.№1 суретте көрсетілген құралды жинап, оның газ өткізбейтіндігін тексеру керек. Ол үшін пробиркалардан тығынын алып, екінші бюретка арқылы пробиркамен қосылған бюреткадағы судың деңгейін белгілі бір деңгейге қою керек, сосын пробирканы тығындап, екінші бюретканы 10-15см төмен түсіру керек.Егер судың деңгейі пробиркамен қосылған бюреткада өзгермесе, бұл құрал газ шығармайды.
2.Аналитикалық таразыда 0,2г жуық металл (Ғе, Zn, Mg, Al) өлшеп алу керек.
3.Пробиркаға 10 мл тұз қышқылын құйыңдар. Пробирканы еңкейтіп ұстап, өлшенген металды пробирканың жоғары жағында сақтаңдар. Пробирканы тығындаған кезде металл қышқылға түсіп кетпеуін қадағалаңдар.
4.Судың деңгейі бірдей деңгейде тұратындай етіп екі бюретканы орналастырыңдар. Бастапқы деңгейді зертханалық дәптерге жазыңдар (V1). Металды қышқылға түсіріңдер. Металл мен қышқыл арасында реакция жүре бастайды, сутегі бөлініп, су ығыса бастайды.
5.Металл еріп болған соң және пробирка суыған соң, сутегінің көлемі анықталады. Бөлінген сутегінің көлемі V пробирка қосылған бюреткада көрсетілген соңғы судың деңгейінен (V2) бастапқы деңгейді алу арқылы анықталады.
6.Атмосфера қысымы Ратм,кПа, тәжірибе температурасы- tтәжірибе 0С, тәжірибе температурасына сәйкес келетін су буының қысымы (№1 кестеге қара)- РН2О, кПа және сутегінің қысымы РН2, кПа (РН2О, кПа= Ратм –РН2О) өлшеңдер.
Бөлінген сутегі көлемін қалыпты жағдайға келтіріңдер:
№1 сурет .Металл эквивалентінің молярлық массасын анықтауға арналған құрал.
Барлық өлшемді №2 таблицаға жазыңдар.
№1 кесте Қаныққан су буының сумен тепе-теңдігі қысымы.
Температура 0С
Будың қысым Па∙103 (мм сынап бағанасы)
0
0,61 (4,58)
5
0,87 (6,54)
10
1,23 (9,20)
15
1,70 (12,79)
16
1,82 (13,63)
19
2,20 (16,48)
20
2,37 (17,53)
21
2,48 (18,65)
22
2,64 (19,82)
23
2,80 (21,09)
№2 кесте Қорытынды кесте
m, г
tтәжірибе 0С
Р, кПа
РН2О, кПа
Vтәж
V0, мл
M (fэкв Ме)
Өзін өзі бақылауға және зертханалық жұмыстарды қорғауға арналған сұрақтар:
1.Заттың-эквиваленті-дегеніміз-не? 2.Эквиваленттің молярлық массасы дегеніміз не? 3.Күрделі заттардың (қышқылдар, негіздер, тұздар) және жай заттардың эквиваленттерінің молярлық массасы қалай анықталады? 4.Эквиваленттер заңы қалай оқылады? Математикалық өрнегі қандай? 5.Неше моль және неше грамм болады:
а) 6,02∙102 ацетилен С2Н2 молекулаларын.
б) 2,00∙1023 азот молекулаларын.
№ 3 Зертханалық сабақ
Химиялық заттардың энергетикасы
Жұмыстың мақсаты: Химиялық реакция энергетикасын калориметрия өлшеп және термодинамикалық есептеу арқылы анықтау.
Жұмысты жүргізу:
Химиялық реакцияның энтальпиясын калориметр деген құрал арқылы өлшейді. 1- сыртқы стакан, 2- реакция жүретін стакан, 3- қақпақ, 4- воронка, 5- ерітінді араластыратын құрал, 6-термометр.
Күшті қышқылды күшті негізбен нейтралдау реакциясының энтальпиясы және реакцияның Гиббс энергиясын есептеу. Электролиттік диссоциация теориясы бойынша күшті қышқыл мен күшті негіз арасында мынадай реакция жүреді:
NaOH + HCl = NaCl + H2O
NaOH + HNO3 = NaNO3 + H2O
№4 сурет Калориметр
Нейтралдау реакциясының термохимиялық теңдеуін былай жазуға болады:
Н+ + ОН- =Н2О: ΔН=-57 кДж
Нейтралдау реакциясы үшін бірдей көлемдер алу керек, мысалы: 100 мл қышқыл, 100 мл негіз.
Реакция жүретін стаканға (2) негіздің белгілі көлемін (20 мл концентрациясы 1 М) құйыңдар да температурасын 0,10К дәлдікке дейін өлшеңдер (Т1), оны зертханалық дәптерге жазыңдар. (Қышқылдыңда температурасын осындай дәлдікпен өлшеңдер, екі температура тең болуы керек). Сондай көлем (20 мл) қышқылды кұйып (1М) араластырып, ең жоғары температураны өлшеңдер (Т2). Тәжірибе нәтижесін кестеге жазыңдар:
Жүйе
Стакандағы жалпы көлем, V мл
Т1, К
Т1, К
Т = Т2- Т1
NaOH
HCl
NaOH
HNO3
Тәжірибе нәтижесінен мыналарды анықтаңдар:
1.Температуралар айырмашылығын ΔТ = Т2- Т1
2.Стакандағы ерітіндінің массасын (m) (ерітінді тығыздығын бірге тең деп алыңдар).
3.Реакция нәтижесінде бөлінген жылуды (q): q= C∙m∙ΔT
C- ерітіндінің жылу көлемі 4,18 кДж (кг∙К) m- ерітінді массасы
Тәжірибе нәтижесінде табылған жылу мөлшері 0,1 моль сілтіні нейтралдағандағы жылу мөлшері болып табылады.
4.1 моль үшін нейтралдау энтальпиясы (кДжмоль);
ΔНнейтралдау = -q0,1 кДжмоль
5.Теория бойынша нейтралдау энтальпиясы ΔНнейтралдау = -57 кДжмоль болса, салыстырмалы қате %қате = ((ΔНтеор. – ΔНтәж.) ΔНтеор.)∙100
6.Энтропия мәндерін кестеден тауып, нейтралдау реакциясының энтропиясының өзгеруін табыңдар
7.Нейтралдау реакциясының Гиббс энергиясын есептеңдер.
ΔG = ΔH + TΔS
Күшті қышқыл мен күшті негіз әрекеттескенде неге энтропия азаяды, соны түсіндіріңдер.
Табылған ΔН, ΔS, ΔG мәндеріне сүйеніп, нейтралдау реакциясы өздігінен жүретіндігі туралы қорытынды жасаңдар.
Өзін өзі бақылауға және зертханалық жұмыстарды қорғауға арналған сұрақтар:
1.Термохимия нені зерттейді?
2.Экзотермиялық және эндотермиялық деп қандай реакцияларды айтады?
3.Гесс заңын және оның салдарын айтып беріңіз.
4.Ішкі энергия деген не?
5.Энтальпия деген не және оның физикалық мәні қандай?
6.Термодинамиканың бірінші заңын айтып беріңіз.
Энтропия деген не? Стандартты энтропия деген не? Энтропиялық бірлік деген не?
7.Изобаралы-изотермиялық потенциал деп немесе Гиббс энергиясы деп қандай шаманы айтады? ∆G қандай бірлікпен өлшенеді?
8.Жүйенің энтропиялық және энтальпиялық факторлары деген не?
9.ΔН пен ΔS байланысы қандай теңдеумен өрнектеледі?
№ 4 Зертханалық сабақ
Химиялық кинетика.Химиялық тепе-теңдік.
Жұмыстың мақсаты: Химиялық реакцияның жылдамдығына әртүрлі факторлардың әсерін тексеру.
№1 Тәжрибе. Әрекеттесуші заттардың концентрациясының реакция жылдамдығына әсері.
Әрекеттесетін заттардың концентрациясының реакция жылдамдығына әсерін мына реакция арқылы, яғни натрий тиосульфатының концентрациясын өзгерту арқылы қарауға болады.
Na2S2O3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2 + H2O + S↓
Реакцияның жүргендігін ерітіндінің күкірт бөлінуі нәтижесінде тұнбалануы арқылы анықтайды.Үш пробиркада натрий тиосульфатының әр түрлі концентрациялы ерітіндісін дайындаңдар. Бірінші пробиркаға 9 мл натрий тиосульфатын, екінші пробиркаға 6 мл Na2S2O3 және 3 мл су, үшінші пробиркаға 3 мл натрий тиосульфатын және 6 мл дистильденген су құйыңдар.
Көлем, мл
Na2S2O3 салыстырмалы концентрациясы
Реакцияның жүру уақыты, Δt
Реакцияның салыстырмалы жылдамдығы, IΔt
Na2S2O3
Н2О
Н2SO4
9
-
3
6
3
3
3
6
3
Төртінші пробиркаға 3 мл концентрлі күкірт қышқылын өлшеп алып бірінші пробиркаға тез қосыңдар, пробиркадағы ерітінділерді араластырыңдар, қышқылды құйысымен секундомерді қосыңдар. Тұнба байқалысымен уақытты жазыңдар. Қалған екі пробиркағада осындай қышқыл құйып уақытты жазыңдар. Тәжірибе нәтижесінен график сызыңдар. Абцисса осіне Na2S2O3 концентрациясын, ординатаға υ=IΔt қойыңдар.
Натрий тиосульфаты концентрациясының реакция жылдамдығына әсерін қорытындылаңдар.
№2 Тәжрибе. Реакция жылдамдығына температураның әсері.
Үш пробиркаға 5 мл-ден натрий тиосульфатын, үш пробиркаға 5 мл-ден күкірт қышқылын құйыңдар. Пробиркаларды қышқыл-тиосульфат етіп үш жұпқа бөліңдер.
Бірінші жұпты су құйылған стаканға қойыңдар, стаканға термометр салыңдар. 3-5 минут өткен соң, яғни пробиркадағы ерітінділер температурасы теңескен соң, температураны анықтаңдар. Екі ерітіндіні біріктіріп, араластырыңдар. Екі ерітіндіні бір-біріне құйғаннан соң, секундомерді қосыңдар. Тұнба байқалысымен уақытты жазыңыздар Стакандағы суды 100С-қа көтеріп (ыстық су қую арқылы), екінші пробиркалардың жұбын орналастырыңдар да алдынғы тәжірибе сияқты тәжірибе жасаңдар. Осылай үшінші пробирканың жұбымен стакандағы суды 100С-қа көтеріп, тәжірибе жасаңдар.
№
Температура, 0С
Тұнба пайда болғандағы уақыт, Δt
Реакцияның салыстырмалы жылдамдығы υ=IΔt
Температураны 100С көтергендегі реакция жылдамдығының өзгеруі γ= υТ1υТ2
Реакция жылдамдығына тигізген температураның әсері туралы қорытынды жасаңдар.
№3 Тәжрибе. Химиялық реакцияның жылдамдығына катализатордың әсері.
Пробиркаға 6 мл күкірт қышқылын (1:3) құйыңдар, оған 5-6 тамшы калий перманганатын тамызыңдар. Ерітіндіні араластырып, бірдей етіп 5 пробиркаға бөліңдер. Бір пробиркадағы ерітіндіні салыстыруға қалдырыңдар. Екінші пробиркаға аз мөлшерде мырыш ұнтағын салып, араластырып, ерітіндіні түссізденгенше уақытты секундомер арқылы анықтаңдар. Үшінші пробиркағада сонша мырыш салып 1 тамшы КNO3 ерітіндісін тамызыңыз. Ерітіндіні араластырып тағы уақытты анықтаңдар. Төртінші пробиркаға 2 тамшы, бесінші пробиркаға 3 тамшы КNO3 құйып тәжірибені қайталаңдар.
№
Тамшы саны КNO3
Ерітінді түссізденгенге дейінгі уақыт, Δt
Салыстырмалы реакция жылдамдығы υ=IΔt
Тәжірибе нәтижесінен график сызыңыздар. Абсцисса осіне КNO3 тамшысының санын, ордината осіне салыстырмалы жылдамдықты қойыңдар.
№4 Тәжрибе. Гетерогендік процестің реакция жылдамдығы.
0,2 граммнан бор (СаСО3) өлшеңдер (2 рет). Біреуін сол қалыпта пробиркаға салыңдар, екінші өлшеген борды ұнтақтап екінші пробиркаға салыңдар. Екі пробиркаға да 0,5 мл-ден тұз қышқылын құйыңдар. Секундомерді қосып, бордың екі пробиркадағы толық ерігеніне дейінгі уақытты анықтаңдар. Реакция теңдеуін және әрекеттесуші массалар заңының математикалық өрнегін жазыңдар. Әрекеттесетін заттардың бетінің көлемінің реакция жылдамдығына әсері туралы қорытынды жасаңдар.
№5 Тәжрибе. Химиялық тепе-теңдіктің ығысуына зат концентрациясының әсер.
Пробиркаға өте сүйытылған ҒеСl3 және NH4CNS ерітінділерін төрт тамшыдан құйыңдар. Сонда мынандай теңдеумен реакция жүретіндігін көрсетуге болады:
ҒеСl3 + 3NH4CNS ↔ Ғе (CNS)3 + 3NH4Сl
Алынған ерітіндіні сумен тағы сұйылтыңдар (1:2), оны бірдей етіп 5 пробиркаға бөліңдер. Біреуіне 2 тамшы ҒеСl3 ерітіндісін екіншісіне 2 тамшы NH4CNS ерітіндісін, үшінші пробиркаға 2 тамшы NH4Сl ерітіндісін, төртінші пробиркаға 2 тамшы алғашқы ерітінді (NH4CNS + ҒеСl3) қоспасын қосыңдар. Алғашқы үш пробиркадағы ерітінді түсінің өзгеруін төртінші пробиркадағы ерітінді түсімен салыстырыңдар:
№
Не қосылды
Ерітінді түсінің өзгеруі
Тепе-теңдіктің ығысу бағыты (оңға, солға)
1
2
Темір хлориді мен аммоний роданиді арасында жүретін қайтымды реакция үшін тепе-теңдік константасын жазыңдар. Байқаған құбылыстарды Ле-Шателье принципі тұрғысынан түсіндіріңдер.
Өзін өзі бақылауға және зертханалық жұмыстарды қорғауға арналған сұрақтар:
1.Қандай реакцияларды гомогенді, гетерогенді деп атайды?
2.Химиялық реакциялардың жылдамдығы дегеніміз не?
3.Гомогенді, гетерогенді реакциялардың жылдамдығы қандай факторларға байланысты?
4.Массалар әсерлесу заңын оқыңдар. Жылдамдық қонстантасының мәнін анықтаңдар.
5.Химиялық реакциялардың жылдамдығы температураға байланысты неге және қалай өзгереді?
6.Активтену энергиясы деген не?
7.Химиялық тепе-теңдік дегеніміз не? Тепе-теңдіктің ығысуына қандай факторлар әсер етеді? Мысал келтіріңдер.
9.Ле-Шателье принципінің маңызы.
№ 5 Зертханалық сабақ
Ерітінділер. Ерітіндлер концетрациясы.Электролиттер.
Жұмыстың мақсаты: Белгілі концентрациялы ерітінділер дайындап үйрену. Титрлер әдісі бойынша ерітінділер концентрациясын анықтау.
№1 Тәжрибе. Ерітінді концентрациясын оның тығыздығы арқылыанықтау.Коценнтрациясын-анықтайтын ерітінділерді ~ 100 мл цилиндрге құйыңдар, оның температурасын анықтаңдар. Егер ерітінді температурасы 200С-қа тең болмаса, цилиндрді не жылы суға салып, не суық суға салып, ерітіндіні шыны таяқшамен араластырып, 200С жеткізіңдер. Ерітінді тығыздығын ареометр арқылы анықтаңдар. Таза, құрғақ сүртілген ареометрді ақырындап цилиндрдегі ерітіндіге түсіріңдер. Ареометр цилиндр қабырғаларына тимеу керек. Ерітінді ернеуіне сәйкес келген ареометр шкаласы ерітіндісінің тығыздығын көрсетеді. Тығыздықты анықтауды тағы да екі рет қайталаңдар.
№5 сурет
Ерітінді тығыздығын анықтайтын ареометр.
Ол үшін ареометерді 1-2см көтеріп, қайта ерітіндіге түсіріп, ареометрдің шкаласын жазыңдар. Үш рет өлшеген соң ареометриялық орта санын жазыңдар. №4 таблицадан [3] бұл тығыздыққа сәйкес келетін заттың ерітіндідегі массалық үлесін (%) анықтаңдар. Егер анықталған тығыздық таблицада екі тығыздық ортасына сәйкес келсе, массалық үлесті мына формула бойынша интерполяциялау арқылы табады:
Сх = С1 + (С2 –С1)∙ ((ρх -ρ1)(ρ2 -ρ1))
ρх- өлшеген тығыздық
ρ1 және ρ2- таблицадағы өлшенген тығыздыққа жақын тығыздықтар;
Сх, С1, С2- оларға сәйкес концентрациялар.
№2 Тәжрибе. Массалық үлесі (%) белгілі тұздың ерітіндісін дайындау.
Мұғалімнен тапсырма алыңдар. Қанша тұз және су керек екенін есептеңдер.
Таразыда есептелген тұзыдың мөлшерін өлшеңдер де 300 мл колбаға салып ерітіңдер. Судың мөлшерін цилиндрмен өлшеңдер. Ерітінді жасау үшін суды аздап құйыңдар, ерітіндіні араластыра отырып тұзды ерітіңдер. Дайындалған ерітіндіні колбадан цилиндрге құйып, ареометр арқылы оның тығыздығын анықтаңдар. Дайындалған ерітіндінің молярлы, нормальды концентрацияларын және титрін анықтаңдар.
Тәжірибе нәтижесін мына кестеге жазыңдар:
Масса
Ерітіндінің тығыздығы
Дайындалған ерітіндінің концентрациясы
тұз
су
молярлы
нормальды
Т, гмл
№3 Тәжрибе. Электролиттердің электр өткізгіштігін тексеру.
Көмір электродтарды стаканға салып, оны электр шамымен қосып, тоққа қосу керек.
1. Стаканға 20-30 мл дистильденген су құйыңдар. Шам жана ма?
2. Стаканға 2-4грамм қант салып дистильденген суда ерітіңдер. Шам жана ма?
3. Электродтарды жақсылап жуып құрғатыңдар да стакандағы құрғақ ас тұзына (NaCl) тигізіңдер. Шам жана ма? Енді 20-30 мл дистильденген су құйып тұзды ерітіңдер. Шам жана ма? Жеке дистильденген су және құрғақ тұз электр тоғын өткізбейді, ал ас тұзының ерітіндісі тоқ өткізеді. Неге?
4. Төрт стаканға 20-30 мл 0,1 н мына ерітінділерді құйыңдар: бірінші стаканға- тұз қышқылын, екіншіге- натрий гидроксидін, үшіншіге- сірке қышқылын, төртіншіге- аммиак ерітіндісін. Осы ерітінділердің электр өткізгіштігін тексеріңдер. Электродтарды ерітіндіге салған сайын алдын-ала жеке стаканда тұрған дистильденген сумен жақсылап жуып отыру керек. Тәжірибе кезінде шамның жарықтығына қарап, қышқылдар мен негіздердің күші туралы айтыңдар.
5. Соңғы екі стакандағы ерітінділерді (сірке қышқылы мен аммиакты) бір-біріне құйып, шамның жарықтығын салыстырыңдар. Неге шамның жарықтығы әр түрлі?
Өзін өзі бақылауға және зертханалық жұмыстарды қорғауға арналған сұрақтар:
1. Ерітінділер дегеніміз не?
2. Концентрацияның өлшем бірліктері қандай?
3. Электролиттік диссоциация дегеніміз не?
4. Көмір қышқылының диссоциациялану сатылап теңдеулерін жазындар.
№ 6 Зертханалық сабақ
Тұздар гидролизі.
Жұмыстың мақсаты: Гидролиз реакциясының жүру заңдарын оқып үйрену. Ерітінді ортасын анықтауды үйрену.
№1 Тәжрибе. Ерітіндінің рН-ын универсиал индикатор қағазымен анықтау.Натрий карбонаты және гидрокарбонаты ерітіндісінің, қорғасын нитраты ерітіндісінің рН-ын анықтаңдар. Ол үшін 3 пробиркаға 2-3 мл осы ерітінділерден құйыңдар, универсал индикатор қағазын бір-екі секундтай осы ерітіндіде ұстаңдар. Қағазды алып, индикатор шкаласымен салыстырыңдар. Тексеріп отырған ерітіндінің рН-ын анықтап, реакция ортасын жазыңдар және сутегі ионының концентрациясын есептеңдер.
№2 Тәжрибе. Тұздар ерітіндісінің ортасын анықтау.4 пробиркаға 5-6 мл дистильденген су құйып, 2-6 кристалдан мына тұздарды салыңдар да, ерітіңдер: 1-ге натрий ацетатын, 2-ге натрий силикатын, 3-ге күміс нитратын, 4-ге алюминий сульфатын. Бірінші және үшінші пробиркадағы ерітінділердің рН-ын универсал индикатор қағазымен, екінші пробирканы фенолфталеинмен, төртінші пробирканы метилоранжбен тексеріңдер. Сосын бірінші пробиркаға 1-2 тамшы фенолфталеин, ал үшінші пробиркаға 1-2 тамшы метилоранж тамызыңдар. Бірінші және үшінші пробиркаларда ерітінділер түсі өзгереді ме? Көрген құбылыстарыңды жазып түсіндіріңдер. Алынған тұздардың гидролиз реакцияларының теңдеуін молекулалық және иондық түрде жазыңдар.
№3 Тәжрибе. Қышқыл тұздар гидролизі.2 пробиркаға 2-3 мл-ден мына тұздардың ерітіндісін құйыңдар: біреуіне натрий карбонатын, біреуіне- натрий гидрокарбонатын Екі пробиркаға да 1-2 тамшыдан фенолфталеин тамызыңдар. 2-ерітіндінің түсі көбірек өзгереді. Қай тұз көбірек гидролизге түсті, яғни қай ерітінді де ОН- ионы көбірек, неге? Гидролиз теңдеуін жазыңдар.
№4 Тәжрибе. Ақырына дейін жүретін гидролиз.Алюминий сульфаты ерітіндісіне натрий карбонаты ерітіндісін құйыңдар. Түзілген алюминий карбонаты алюминий гидроксидінің тұнбасын және көмір қышқыл газын түзе гидролизге түседі. Реакция теңдеуін жазыңдар. Алюминий карбонаты тұнба құрамына кірмейтіндігін дәлелдеңдер. Ол үшін тұнбаны судан бөліп алып, жуып, тұнбаға тұз қышқылын құйыңыздар. Егер көмірқышқыл газы бөлінбесе, тұнбада Al2(CO3)3 жоқ.
№5 Тәжрибе. Ерітіндіні сұйылтқанда гидролиз тепе-теңдігінің ығысуы. Концентрлі қорғасын нитратының түссіз екенін бірінші көріп алыңдар.Пробиркаға 10-15 мл краннан су ағызыңдар да, оған 1-2 тамшы концентрлі қорғасын нитратының ерітіндісін (Pb(NO3)2) тамызыңдар. Тұнба пайда болғанын байқаңдар. Гидролиз теңдеуін жазыңдар, неге концентрлі Pb(NO3)2 ерітіндісі түссіз, тұнбасыз екенін түсіндіріңіздер. Метилоранж арқылы ортасын анықтаңыздар. Гидролиз реакциясына ерітіндісінің сұйылту әсері туралы қорытынды жасаңыздар.
№6 Тәжрибе. Температураны өзгерту нәтижесінде гидролиз тепе-теңдігін ығыстыру.Пробиркаға 5-6 тамшы фенолфталеин тамызыңдар, түсін байқаңдар. Пробирканы ерітінді қайнағанға дейін қыздырыңыздар. Ерітінді түрі қалай өзгереді? Фенолфталеин түсінің өзгеруі арқылы ОН- ионының концентрациясының өзгеруі туралы қорытынды жасаңдар. Гидролиз теңдеуі қай жаққа ығысады? Температура өзгеруіне байланысты неге гидролиз дәрежесі өзгереді?
Өзін өзі бақылауға және зертханалық жұмыстарды қорғауға арналған сұрақтар:1.Төмендегі тұздардың гидролиз реакциясының теңдеуін иондық және молекулалық түрде жазыңдар: K2S, Na3PO4, Mg(NO3)2, ZnSO4, AlCl3, CH3COONH4, (NH4)2CO3, Cu(CH3COO)2, Al2S3. Бұл тұздардың ерітіндісіндегі реакция ортасын көрсетіңдер.
2.Гидролиз деген не? Қандай тұздар гидролизге көбірек түседі? Қандай тұздар гидролизге түспейді?
3.Гидролиз дәрежесі деген не және ол неге байланысты?
4.Қайтымсыз гидролиз деген не? Мысал келтір.
№ 7 Зертханалық сабақ
Тотығу-тотықсыздану реакциялары
Жұмыстың мақсаты: Қосылыстардың тотығу-тотықсыздану қасиеттерін оқу және тотығу-тотықсыздану реакцияларының теңдеулерінің құрып үйрену.
№1 Тәжрибе. Әр түрлі ортадағы калий перманганатының тотығуы.
Үш пробиркаға 3 мл калий перманганаты ерітіндісін құйыңдар. Бірінші пробиркаға 2 мл күкірт қышқылын, екіншіге 2 мл калий гидроксидін құйыңдар, үшіншісіне 2 мл су. Әр пробиркаға 3 мл натрий сульфитін құйыңдар.Калий перманганатының түрінің қалай өзгеретіндігін байқаңдар. ТТР-ның теңдеуін жазыңдар.
MnO4- -қызыл көк, Mn2+- түссіз, MnO42—жасыл, MnO2 қоңыр тұнба.
№2 Тәжрибе. Тотығу-тотықсыздану реакцияларындағы күкірт (ІҮ) қосылыстары.Бір пробиркаға калий дихромат K2Cr2O7 ерітіндісін, екінші пробиркаға натрий сульфиді ерітіндісін Na2S құйыңдар. Екі пробиркаға да 3 мл күкірт қышқылын және 3 мл натрий сульфиті Na2SО3 ерітіндісін құйыңдар. Бірінші пробиркадағы ерітінді түрі қалай өзгереді? Екінші пробиркадағы ерітінді түрі неге бұлыңғырланды? Екі ТТР-ның да теңдеуін жазыңдар.
№3 Тәжрибе. Темір (ІІІ) хлоридінің калий иодидымен тотығуы. Пробиркаға 5 мл темір хлоридінің және 3 мл калий иодиды ерітінділерін құйыңдар. Ашық сары түске боялғанша бұл ерітіндіні сумен сұйылтыңдар да 2-3 тамшы жаңадан жасалған крахмал ерітіндісін тамызыңдар. ТТР теңдеуін жазып, тәжірибе нәтижесін түсіндіріңдер.
№4 Тәжрибе. Диспропорциалану реакциясы.Екі пробиркаға 2-3 тамшы натрий сульфиті кристалдарын салыңдар. Бір пробирканы салыстыруға қалтырыңдар. Екінші проибрканы 5-6 минут қыздырыңдар. Пробирканы суытыңдар. Екі пробиркаға да 5-6 тамшы дистильденген су құйыңдар да тұздарды ерітіңдер. Әр пробиркаға 2-3 тамшы мыс (ІІ) сульфаты құйыңдар. Екі пробиркадағы да тұнбаның түсін салыстырыңдар. Екінші пробиркада пайда болған қара тұнба мыс сульфиді.
Натрий сульфитін қыздырғанда екінші шыққан зат натрий сульфаты. Натрий сульфитін қызыдрғанда жүрген ТТР теңдеуін жазыңдар.
№5 Тәжрибе. Молекулааралық ТТР.Пробиркаға бірнеше мыс нитраты Cu(NO3)2∙3H2O кристалдарын салыңдар. Пробирканы ақырындап. Кристалл түрі өзгереді және одан газ бөлініп шығады. Мыс нитратының ыдырауы нәтижесіндегі ТТР-ның теңдеуін жазыңдар.Cu(NO3)2- ақ; Cu(NO2)2- болмайды; CuO- қара; Cu- қызыл; N2, NO, O2- түссіз; NO2- буырыл. Мыс нитраты молекуласындағы тотықтырғыш пен тотықсыздандырғышты көрсетіңдер.
Өзін өзі бақылауға және зертханалық жұмыстарды қорғауға арналған сұрақтар:
1.Тотығу дәрежесі деген не? Оны қалай анықтайды?
2.Реакция кезінде тотықтырғыштың және тотықсыздандырғыштың тотығу дәрежесі қалай өзгереді?
3.Периодтық жүйедегі қай топта және қай топшаларда тотықтырғыш пен тотықсыздандырғыш орналасқан?
4.Элементтердің тотығу-тотықсыздану қасиеттері:
а)период бойынша (солдан оңға қарай)
б)негізгі топшаларда (жоғарыдан төмен қарай) қалай өзгереді?
№ 8 Зертханалық сабақ
Электрохимиялық процестер
Жұмыстың мақсаты: Металдардың электродтық потенциалдарын өлшеп үйрену және есептеу. Нернст теңдеуін пайдаланып гальваникалық элементтің э.қ.к. есептеу.
№1 Тәжрибе. Мыс-мырыш гальваникалық элементтің э.қ.к. өлшеу. Суретте көрсетілгендей етіп, мыс пен мырыштың электродынан тұратын гальваникалық электрод жинаңдар. Бұл металдардың тұздарының концентрациясын мұғалім айтады.
1-мыс электроды, 2- мырыш электроды, 3- мыс сульфаты ерітіндісі, 4- мырыш сульфатының ерітіндісі, 5- электролиттік кілт, 6- өткізгіш сым.
Өткізгіш сым потенциометр клемасымен жалғасады. Мырыш-теріс, мыс-электродын оң полюске қосып, элементтің э.қ.к. есептеңдер.
№7 сурет.
Гальваникалық элемент.
ΔЕтеор. = Е Cu2+Cu - E0Zn2+Zn
Салыстырмалы қатені табыңдар: % қате= ((ΔЕтеор.-ΔЕтәж.)ΔЕтеор.)∙100%
№2 Тәжрибе. Концетрациялы гальваникалық элементтің э.қ.к. есептеу.
Мыс электродынан немесе мырыш электродынан тұратын гальваникалық элементтің схемасын жинақтаңдар. Электродтарды концентрациясы әр түрлі өз тұздарының ерітіндісіне батырыңдар. Ерітінділер концентрациясын мұғалім көрсетеді.
Тәжірибе жүзінде ΔЕтәж. өлшеңдер және теориялық ΔЕтеор. мына формула бойынша есептеңдер:
ΔЕтеор. = (0,059n) lgCІІСІ, CІІСІ
Салыстырмалы қатені табыңдар.
Өзін өзі бақылауға және зертханалық жұмысты қорғауға арналған сұрақтар:
1.Гальвани элементі мен стандартты сутек электрод схемаларын көрсетіп, қалай жұмыс істейтінін түсіндіріңдер.
2.Гальвани элементі жұмыс істеу үшін қандай реакциялар қолданылады?
3.Металл электродтарының потенциалына қандай факторлар әсер етеді?
4.Гальвани элементтерінің э.қ.к. қалай өлшенеді?
5.Концентрациялық гальвани элементі қалай жасалады?
№ 9 Зертханалық сабақ
Электролиз.
Жұмыстың мақсаты: Электролиз процесінің жүруін көру және оның әр түрлі жағдайының схемасын құру.
№1 Тәжрибе.Тұрақты тоқ көзінің теріс полюсін анықтау. Зертханада электролизер ретінде U тәріздес шыны ыдыстан тұрақты екі электрод салынған прибор қолданылады. 1-тұрақты тоқ көзі; 2- U тәріздес шыны ыдыс; 3- электродтар; 4- электролит ерітіндісі. U- тәріздес шыны ыдысқа натрий сульфатының ерітіндісін құйып, 1-2 тамшы фенолфталеин тамызыңдар. Мыс электродтары тоқ көзімен қосыңдар. 30-40 секундтан кейін теріс полюс қосылғанэлектродтың жанында ерітінді қызыл түске боялады. Электрлиз схемасын жазыңдар.
№2 Тәжрибе. Калий иодиді ерітіндісінің электролизі. Электролизерге калий иодиді ерітіндісін құйыңдар, графит электродтарын батырыңдар да оларды тұрақты тоқ көзіне қосыңдар. 3 минуттай электролиз жүргізіңдер, катодта газ тәріздес сутегі бөлінеді, ал анодта бос иод бөлінеді. Электролиз схемасын жазыңдар. Тәжірбие біткен соң электродтар мен электролизерді жақсылап кранның астына жуыңыздар.
№3Тәжрибе. Мыс (ІІ) сульфатының ерітіндісінің электролизі.Электролизерге мыс сульфаты ерітіндісін құйыңдар, оған графит электродтарын батырыңдар, тұрақты тоқ көзімен қосыңдар. 3-5 минут электролиз жүргізіңіздер. Анодта оттегінің бөлінгенін байқаңдар. Тәжірибе біткен соң катодта мыс бөлінгенін байқаңдар.Енді тоқ көзінің полюсін ауыстырыңдар. Нені байқайсыңдар? Электролиздің схемасын жазып, байқаған құбылыстарыңды түсіндіріңдер.
Өзін өзі бақылауға және зертханалық жұмысты қорғауға арналған сұрақтар:
1.Электролиз деген не?
2.Анод және катодта жүретін процестерді түсіндіріңдер.
3.Металды рафинадтау деген не? Ол қалай жүреді?
4.Электролиз заңдары?
№ 10 Зертханалық сабақ
Металдар коррозиясы
Жұмыстың мақсаты: Электрохимиялық коррозия жылдамдығына әр түрлі факторлар әсерін көру.
№1 Тәжрибе. Хлор-ионының коррозияны жылдамдатуы
Екі пробиркаға 6 мл мыс сульфатын, 2 мл күкірт қышқылын құйыңдар. Бір пробиркаға 5 мл натрий хлоридін құйыңдар. Екі пробиркаға да алюминий сымын батырыңдар. Қай пробиркада газ интенсивті бөлінеді?
Анодтық, катодтық және жалпы процестердің теңдеулерін жазыңдар. Реакция жылдамдығына хлор-ионының әсерін түсіндіріңдер.
№2 Тәжрибе. Оттегінің концентарциясына байланысты коррозия.
Болат пластинканы наждак қағазымен тазалаңдар. Кранның астына қойып жуыңдар. Фильтр қағазымен сүртіп кептіріңдер. Содан кейін таза пластинканың бетіне мынандай ерітінділер: натрий хлориді, калий гексацианоферрат (ІІІ) және фенолфталеин қоспасынан тұратын ерітіндіні тамызыңдар. 3-5 минут уақыттан соң тамшының ортасында көк түсті, ал шетінде қызыл түсті ерітінділер пайда болады. Тамшының арасында гальваникалық элемент түзіледі. Тамшының ортасында оттегі аз болғандықтан анодтық, шетінде оттегі көп болғандықтан катодтық зона пайда болады. Тамшының ортасында темір екі валентті ионға тотығады, сондықтан турнбулевая синь (көк түсті) пайда болады. Тамшының шетінде судың әсерімен оттегі тотықсызданып, гидроксид-ион түзеді, сондықтан фенолфталеин қызылға боялады. Катодтық және анодтық процесстердің теңдеуін жазыңдар: Ғе2+ және ОН- иондарын анықтау реакцияларының және темірдің тат басу (ржавчина) реакциясының теңдеуін жазыңдар.
№3 Тәжрибе. Металдарды коррозиядан протектор әдісімен қорғау.
Пробиркаға сүйытылған сірке қышқылын құйыңдар. Оған бірнеше тамшы калий иодиді ерітіндісін тамызыңдар, бір-бірімен контактқа келтіріп мырыш және қорғасын пластинкаларын батырыңдар.І- ионы Pb2+ ионына индикатор болып саналады. PbІ2 сары түсті тұнба. Салыстыру үшін басқа пробиркаға осы ерітінділерді құйып, тек қорғасынды салыңдар. Қай пробиркада қорғасын иодиді тез түзіледі? Pb – Zn гальваникалық элементтің схемасын жазыңдар. Қай металл протектор болып саналады?
№4 Тәжрибе. Коррозия жылдамдығына ингибитор әсері.
Екі пробиркаға 5-6 мл күкірт қышқылын құйыңдар. Әр пробиркаға жұқа темір пластинкасын салыңдар. Бір пробиркаға уротропин не басқа ингибитор қосыңдар. Ингибитордың коррозия жылдамдығына әсерін қорытындылаңдар.
Өзін өзі бақылауға және зертханалық жұмысты қорғауға арналған сұрақтар:1.Металдар коррозиясы деген не?
2.Коррозияның қандай түрлерін білесіңдер?
3.Электрохимиялық коррозияның химиялықтан айырмашылығы неде?
4.Коррозиялық микрогальвани элементтері неге пайда болады?
5.Қандай факторлар коррозия жылдамдығына әсер етеді?
6.Металдарды коррозиядан қорғау әдістері.Қысқаша әр әдісті сипатта.
7.Қандай заттарды ингибиторлар деп атайды?
№ 11 Зертханалық сабақ
Металдардың жалпы қасиеттері. ІА,ІІА топ элементтері
№1 Тәжрибе. Натрий мен калийдің ауада тотығуы.Пинцетпен керосиннің астындағы металдың (калий немесе натрий) аз мөлшерін банкадан алып, фильтр қағазына қойып, пышақпен кесіңдер (металдарды қолдарыңмен ұстамаңдар). Металдың кесілген жері неліктен тез жылтырынан айрылды? Теңдеу жазыңдар.
№2 Тәжрибе. Натрий карбонаты мен гидрокарбонатының гидролизі.Үш пробиркаға 6-7 см3 дистильденген су құйыңдар. Әрқайсысына 1-2 тамшыдан лакмус ерітіндісін құйыңдар. Бір пробиркаға бірнеше натрий карбонатының кристалдарын, екіншісіне осынша натрий гидрокарбонатын салыңдар. Үшінші пробирканы салыстыруға қалдырыңдар. Пробиркалардағы ерітінділерді араластырғаннан кейін үшінші пробиркадағы ерітінді түсімен салыстырыңдар. Реакция теңдеулерін иондық және молекулалық түрде жазыңдар. Неге пробиркалардағы (№1 және №2) ерітінділер түсі әртүрлі?
№3 Тәжрибе. Натрий хлориді ерітіндісінен электролиз арқылы натрий гидроксидін алу.Натрий хлориді ерітіндісін электролиздеңдер. Анодта қандай газ бөлінеді? Катодтың жанындағы ерітінді ортасы қандай екенін тәжірибе арқылы анықтаңдар. Электролизпроцессінің теңдеуін жазыңдар.
№4 Тәжрибе. Кальцийдің сумен әрекеттесуі. Пробирканың 13 дейін су құйып, пинцетпен кальций металының аз мөлшерін салыңдар. Қандай газ бөлінеді? Су неге тұнбаланады? Суға фенолфталеин тамшылатып, ерітіндіде ОН- -ионы пайда болғанын дәлелдеңдер. Фенолфталеин түсі қалай өзгереді? Кальцийдің сумен әрекеттескен реакция теңдеуін жазыңдар. Тотықтырғыш пен тотықсыздандырғышты айтыңдар.
№5 Тәжрибе. Аз еритін магний тұздарын алу.Пробиркаға 2-3 мл магний тұзының ерітіндісін құйып, оған магний гидроксокарбонатының тұнбасы түзілгенге дейін сода ерітіндісін құйыңдар. Газ бөлінгенін байқаңдар. Бұл түзілген негіздік тұздың хлорлы сутек қышқылымен әрекеттесуінің теңдеуін жазыңдар.Магний гидроксокарбонатының түзілуінің теңдеуін жазыңдар.
Өзін өзі бақылауға және зертханалық жұмысты қорғауға арналған сұрақтар:
1. Кальций мен магнийдің қандай қосылыстары суды кермектендіреді? Су кермектігін қалай жоюға болады?
2. Бірдей жағдайда мына тұздардың Ве(NO3)2, Mg(NO3)2 қайсысы гидролизге көбірек ұшырайды? Тұздардың гидролиздерінің иондық теңдеулерін жазыңдар
3. Be – Mg – Ca – Sr – Ba қатарындағы элементтердің химиялық активтігі оттегіне, фторға және азотқа қалай өзгереді? Теңдеулерін жазыңдар.
4. Кальций мен магнийді оксидтерінен тотықсыздандыру арқылы алу үшін қандай жағдайлар керек?
5. Өндірісте кальций мен магнийді қалай алады?
6. Кальцийді оның оксидінен алюминий арқылы тотықсыздандырып алуға бола ма? Реакцияны Гиббс энергиясын есептеу арқылы дәлелдеңдер.
7. Магний ауада жанғанда қандай заттар пайда болады? Бұл заттардың сумен әрекеттесу реакциясының теңдеулерін жазыңдар.
8. Магнийдің көміртегі диоксидінде жануының ∆G298 есептеңдер. Реакция өздігінен жүре ала ма?
9. ІІ топтың негізгі топшасының элементтерінің валенттілігі І не ІІ көп болатын қосылыс түзе ала ма?
10. Са, Sr, Ba элементтері неге сілтілік жер металдары деп аталады?
1.1. 500кг СаО өшіргенде қанша жылу бөлінеді? СаО гидратациялану энтальпиясы ∆Н= -66,6 Джмоль. Жауабы: 594,6∙103 кДж
№ 12 Зертханалық сабақ
Комплексті қосылыстар
№1 Тәжрибе. Тетраамин мыс (ІІ) сульфаты комплекс қосылысын алу және оны зерттеу.Екі пробиркаға 5 мл 1 н мыс сульфатын құйыңдар. Бір пробиркаға 2 тамшы барий хлоридін құйыңдар, екінші пробиркаға гранулды қалайы (Sn) салыңдар. Бірінші пробиркада тұнба пайда болғанын, екінші пробиркада қалайының бетінде мыс бөлінгенін байқайсыңдар. Реакция теңдеуін жазыңдар.Үшінші пробиркаға 5-7 мл мыс сульфатын құйып, біртіндеп 25% -аммиак ерітіндісін құйыңдар. Басында ақ тұнба (негіздік мыс сульфаты) пайда болады, ол біртіндеп ериді. Ерітінді түсі көкке боялады, яғни мыс (ІІ) тетраамин сульфаты комплексі пайда болады. Теңдеулерін жазыңдар. Бұл комплекс қосылысты екіге бөліп, біреуіне барий хлоридін тамызыңдар, екіншісіне қалайы тастаңдар. Тұнба түзіледі ме? Мыс бөлінеді ме? Неге?
№2 Тәжрибе. Аниондық комплекс қосылыс.
Пробиркаға 3-4 мл висмут нитраты ерітіндісін құйыңдар. Тамшылап калий иодиді ерітіндісін бурыл тұнба болғанша құйыңдар. Содан кейін бұл тұнба ерігенше (висмут иодиді) калий иодиді ерітіндісін құйыңдар. Реакция теңдеулерін жазыңдар. Алынған қосылыстың формуласы: ВіІ3∙КІ.Оны комплекс қосылыс ретінде жазыңдар, оның диссоциациясын көрсетіңдер.
№3 Тәжрибе. Катиондық комплекс қосылыс.Пробиркаға 3-4 тамшы никель сульфаты ерітіндісін құйып, оған күйдіргіш натр ерітіндісін тамызып, никель гидроксиді тұнбасын алыңдар. Тұнбаның үстіндегі сұйық ерітіндіні төгіп, тұнбаға 25%-аммиак құйып, ерітіңдер. Реакциялар теңдеуін жазыңдар. (Комплекс қосылыста никельдің координаталық саны 6-ға тең) комплекс қосылыстың диссоциациясын жазыңдар.
Өзін өзі бақылауға және зертханалық жұмысты қорғауға арналған сұрақтар:
1. Комплекс түзуші заттың тотығу дәрежесі мен координациялық санын көрсетіңдер. Комплекс қосылыстарды атаңдар: K[AuBr4], K2[Cd(CN)4], [Pt(NH3)2Cl2], K[Cr(SO4)2], Na3[Ag(S2O3)2]. Комплекс қосылыстың диссоциацияларын жазыңдар.
2. Комплекс қосылыстар жазып, оларды атаңдар: PtCl4∙6NH3, PtCl4∙5NH3, PtCl4∙4NH3, Co(NO3)3∙6NH3, Co(NO2)3∙KNO2∙2NH3.
3. Қай негіз күштірек: [Cu(NH3)4](OH)2 не Cu(OH)2 ме?
Қай комплекс ион тұрақтырақ: [Zn(NH3)4]2+ не [Cd(NH3)4]2+?o(NH3)4]2+ не [Co(NH3)4]3+?
№ 13 Зертханалық сабақ
Көміртегі,қалайы,қорғасын қосылыстары
№1 Тәжрибе. Металдардың гидрокарбонаттарының түзілуі.Магний, кобальт және кадмий тұздарына (2-3 мл) 2-3 мл-ден натрий карбонатын құйыңдар. Тәжірибені үш пробиркада жасау керек. Бұл металдардың гидроксокар-бонаттарының тұнбасы түзіледі, газ бөлінеді. Реакциялар теңдеулерін жазыңдар. Реакциялар теңдеулерін молекулалық, иондық түрде жазыңдар. Реакция теңдеуінде суды көрсету керек.
№2 Тәжрибе. СО32- ионының кей тұздардың гидролизіне әсері.
Темір (ІІІ) және қалайы (ІІ) тұздарының ерітінділеріне (3-4 тамшыдан) 3-5 тамшы натрий карбонатын тамызыңдар.Газдың бөлінгенін және темір мен қалайының гидроксидтерінің тұнбаға түскенін көріңдер. СО32- қосылғанда гидролиз неге аяғына дейін жүреді. Бұл реакциялар теңдеулерін жазыңдар.
№3 Тәжрибе. Ерітіндідегі бояғыш заттарды соруы.Пробиркаға 4-5 тамшы лакмус ерітіндісін құйып, оған активтелген көмір салыңдар. Пробирканы саусақпен жауып 2-3 минут жақсылап шайқаңдар. Ерітіндіні біраз уақытқа қойыңдар, аздан соң ерітіндінің түсі түссізденеді.
№4 Тәжрибе. Қалайының қышқылдармен әрекеттесуі.Алты пробиркаға қалайының кішкене бөлшектерін салыңдар. Үш пробиркаға 4-5 см3 2н тұз қышқылын, азот және күкірт қышқылдарының ерітіндісін құйыңдар, ал үш пробиркаға 4-5 см3 концентрлі тұз қышқылының, азот және күкірт қышқылдарының ерітінділерін құйыңдар. Реакциялар суық күйінде қалай жүреді? Пробиркаларды су моншасында қыздырыңдар. Қыздырған кезде реакциялар қалай жүреді?
№ 5 Тәжрибе. Қалайы мен қорғасынның гидроксидтері және олардың қасиеттері.Екі пробиркаға 2-4 см3 қалайы (ІІ) хлоридінің ерітінділерін, екі пробиркаға азот қышқыл қорғасын тұзын құйыңдар. Бұл пробиркаға тұнбалар түзілгенге дейін 2н натрий гидроксиді ерітіндісін тамшылатыңдар. Алынған гидроксидтердің қасиеттерін зерттеңдер: қалайы гидроксиді мен қорғасын гидроксиді тұнбаларына 2н натрий гидроксидін құйып, тұнбаны ерітіңдер. Келесі екі пробиркаға, яғни қорғасын гидроксидіне сұйытылған азот қышқылын құйыңдар неге тұз қышқылы не күкірт қышқылын құюға болмайды қалайы гидроксидіне сұйытылған тұз қышқылын құйыңдар. Тұнбаларды ерітіңдер. Тәжірибелер нәтижесінен бұл гидроксидтердің қасиеттері туралы қорытынды жасаңдар. Гидроксидтер диссоциациясын жазыңдар, олардың сілтіде, қышқылдарда еру реакцияларының теңдеулерін жазыңдар. Сілтілік ортада [Sn(OH)4]2- және [Pb(OH)6]4- комплекс иондар түзіледі.
№ 6 Тәжрибе. Қорғасының (ІІ) тұздарының гидролизі.
Пробиркаға 2-3 кристалл қорғасын нитратын салып, 4-5 см3 су құйыңдар. Кристалдарды толық ерітіп, лакмус ерітіндісін тамшылатыңдар. Нені байқадыңдар? Қорғасын нитраты ерітіндісінің реакция ортасы қандай? Ерітіндіні аздап қыздырып, оған натрий карбонаты ерітіндісін 4-5 см3 қосыңдар да, тағы қыздырыңдар. Мынандай қосылысқа сәйкес келетін 2PbCO3∙Pb(OH)2 тұнба түзіледі. Алынған тұзды қандай қышқылда ерітуге болады? Қорғасын нитраты гидролизінің бірінші сатысын жазыңдар. Натрий карбонаты бұл процеске қалай әсер етеді?
Өзін өзі бақылауға және зертханалық жұмысты қорғауға арналған сұрақтар:
1.Көміртегінің,қорғасынның және қалайының электрондық конфигурациясын жазыңдар. Қай электрондар мен орбитальдар валенттілікті көрсетеді?
2.Қалайы мен қорғасын құймаларының қолданылуы.
3.Мына қатардағы элементтердің Ge – Sn – Pb металдық қаситетінің күшейетінін көрсететін реакция теңдеулерін жазыңдар.
4. Қалайы және қорғасын тұз қышқылы, азот және күкірт қышқылдарымен (сұйытылған және концентрлі) қалай әрекеттеседі? Реакциялар теңдеулерін жазыңдар. Қай қышқылда қорғасын толық ериді.
5.Мына қатардағы иондардың Sn2+, Pb2+ тотықсыздандырғыш қасиеті мына қатардағы иондардың Sn4+, Pb2+ тотықтырғыш қасиеттері қалай өзгереді? Әлсіз тотықсыздандырғыш пен күшті тотықтырғышты көрсетіңдер. Тотығу-тотықсыздану реакциялар теңдеулерін жазыңдар.
6.Көміртегіде неге көп аллотропиялық түр өзгерістер бар?
7.Көміртегі қосылысының тек тотықтырғыш не тек тотықсыздандырғыш болатын қосылыстарын атаңдар.
8.Көміртегі (ІІ) оксидінің ағзаға тигізетін физиологиялық әсерін түсіндіріңдер.
9.Сілтілік-жер металдарының, қорғасынның карботнаттары суды көмір қышқыл газымен қанықтырса, суда жақсы ериді. Неге? Бұл жағдайдың табиғатқа қандай мәні бар?
10.Көміртегі (ІІ) оксидін алу жолының реакциялар теңдеулерін жазыңдар.
№ 14 Зертханалық сабақ
Органикалық қосылыстардың сапалық анализі
Органикалық химия зертханасындада жұмыс жасау ережелері:
1.Алдымен студент оқулықтан зертханалық жұмысқа қажетті тарауларды, дәріс конспектісін оқып және зертханалық жұмыстың мазмұнымен танысады.
2.Тәжірибеге қажетті ыдыстардың, реактивтердің, құрал- жабдықтардың тазалығын тексермей жұмыс бастамайды.
3.Тәжірибені жасағанда оқулықта көрсетілген жұмыс ретін сақтап, жұмысқа қажетті заттардың дәл мөлшерін алуы тиіс.
4.Тәжірибе кезінде зертханада орынсыз қозғалыс жасап, сыртқы киіммен тұруға болмайды.
5.Жанғыш және қауіпті заттармен жұмыс жасағанда сақтық шараларын мұқият орындауы қажет.
6.Тәжірибе кезінде байқалатын құбылыстарды зер салып бақылап, өзгерістерді арнаулы дәптерге жазып отыруы керек.
7.Зертханада тамақ жеуге, темекі тартуға болмайды.
8.Зертханалық жұмыс біткеннен кейін әрбір студент жұмыс орнын, қолданған ыдыстарды жуып, тазалауы қажет.
9.Тез тұтанатын заттарды құйғанда немесе өлшегенде оларды оттан алыс ұстау;
10.Металл натриймен, калиймен жұмыс кезінде көзге қорғағыш көзілдірік кию қажет.
11.Металл натрий, калийді қолмен ұстауға, сулы орынға немесе қалдық заттар салынатын ыдысқа тастауға болмайды.
12.Күкірт қышқылын сұйылту үшін суға күкірт қышқылын құяды. Қышқыл немесе сілті қосылған қоспаның аузын қолмен басып тұрып немесе ашып қойып, қатты шайқауға болмайды.
Органикалық заттардың сапалық құрамы оның молекуласындағы қандай заттар бар сонымен сипатталады. Органикалық қосылыстарда көміртегіден басқа сутегі, оттегі, күкірт, галогендер, фосфор болады. Органикалық қосылыстардың құрамына енетін заттар бейорганикалық және аналитикалық химия әдістерімен анықталады.
Жұмыстың мақсаты: органикалық заттарды және олардың негізгі элементтерін ашу әдістерімен танысу Реактивтер мен жабдықтар: сахароза, Ва(ОН)2 ерітіндісі, СuO, штатив, пробиркалар, газ жүретін түтікшелі тығын, спирт шамы.Жұмыс барысы: Пробиркаға 0,1г зерттелетін затты және мыс оксидін салып, газ жүретін түтікшелі тығынмен жабамыз және оның ұшын көлемінің 13 бөлігіне барий гидроксидінің ерітіндісі құйылған екінші пробиркаға түсіреміз. Спирт, шамының жалынына қыздырғанда, зерттелген зат ыдырайды, көміртегі атомдары көмір қышқыл газының молекуласына ауысады. Көмір қышқыл газын барий карбонатының тұнбасы түзілуінен байқауға болады. Зертелетін қосылыстағы сутегі атомдары су молекуласына айналады. Су пробирканың жоғары жағына және газ жүретін түтікшеде түзіледі. Реакция теңдеуі: С12Н22О11 + 24СuO → 12CO2 + 11H2O + 24Cu
2- тәжірибе. Азотты анықтау. Реактивтер мен жабдықтар: натрий гидроксиді, органикалық зат (мочевина,жұмыртқанның ақуызы), шпатель, спирт шамы, мақта, пробиркалар, лакмус қағазы, хлороформ, төртхлорлы көміртегі, мыс сымы.
Жұмыс барысы: Құрғақ пробиркаға натрий гидроксидін және аз мөлшерде зерттелетін затты (шпатель ұшыңда) саламыз. Пробирканы мақтамен жауып, үстіне ылғалды лакмус қағазын қоямыз.Алдымен пробирканы спирт шамымен әлсіз, содан кейін қатты қыздырамыз.Лакумус қағазының көк түске бояулы, азоттың барын көрсетеді. Тәжірибе шартында азот аммиакқа айналады.
3- тәжірибе. Галогендерді ашу. Бейльштейн реакциясы. Хлор, бром, йод Бельштейн сынамасымен оңай анықталады. Бұл реакция галогентуынды-ларды мыспен қыздырғанда, ұшқыш мыс галогенидтері түзіліп, жалынды жасыл түске бояуына негізделген. Жұмыс барысы: мыс сымын иілген күйде мыс оксиді түзілгенше қыздырамыз. Суығаннан кейін сымның ұшын зерттелегн затқа (хлороформ, төртхлорлы көміртегі) батырып, жалынға ұстаймыз. Мыс оксидінің түзілу және оның төртхлорлы көміртегімен әрекеттесу реакцияның теңдеулерін жазыңыздар. Түйін жазыңыздар.
Бақылау сұрақтары:
1.Органикалық затты бейорганикалық заттан ажыратудың қарапайым тәсілін атаңыздар.
2.Органикалық қосылыстардағы элементерді сапалық қалай анықтайды?
3.Барий гидроксидінде қандай реакция жүреді?
4.Органикалық заттарда көміртегі мен сутегінің болуы неге негізделген, түйін жасаңыздар.
5.Бейльштейн сынамасының мәні неде?
6.Органикалық қосылыстардағы азотты ашудың басқа тәсілдерінатаңыздар.
№ 15- зертханалық жұмыс
Көмірсутектерді алу және химиялық қасиеттер.
Жұмыстың мақсаты: Көмірсутектерді зертханалық тәсілмен алуды игеру және олардың химиялық қасиеттерін зерттеу.
Реактивтер мен жабдықтар: Натрий ацетаты (СН3СООNa), натронды ізбес (NaОН + Са(ОН)2) калий перманганаты (КмnO4), штатив, пробиркалар, спирт шамы, газ жүретін түтікшелі тығын, фарфор тостаған.
1- тәжірибе. Метан алу және оның қасиеттері.
Жұмыс барысы: Бір бөлек сусыз натрий ацетаты мен екі бөлік натронды ізбестін қоспасын фарфор тостағанда араластырып құрғақ пробиркаға салып, аузын газ түтігі бар тығынмен бекітеді де, штативке көлбеу орнатады. Алдымен пробирканы баяу, ал қоспа салынған жерін қатты қыздырады. Бөлінген метанды су астында жинайды. Метанды екі пробиркаға жинандар. Метан жақсы жанады. Оны байқау үшін метаны бар пробирканың су астында бармақпен аузын басып тұрып, судан шығарады да спирт шамының жалынына немесе аузын тұтатады, метан көкшіл түсті күйесіз жалын шығарып жанады. Метан толық жану үшін пробиркаға шетінен аз- аздап су құю керек, сол кезде пробирка түбіндегі газ біртіндеп жоғары көтеріледі де, жану толық жүреді. Қоспаны қыздыра отырып, газ жүретін түтікшенің ұшын 1 мл калий перманганаты құйылған пробиркаға батырады.Қандай өзгеріс болады?
№ 2. Тәжірибе Этилен алу және оның қасиеттері. Жұмыстың мақсаты: Этиленді зертханалық тәсілмен алуды игеру және оның қасиеттерін зерттеу, метанның қасиеттерімен салыстыру. Реактивтер мен жабықтар: этил спирті (С2Н5ОН), күкірт қышқылы (Н2SO4 концентрлі), калий перманганатының (КмnO4) ерітіндісі, штатив, пробиркалар, газ жүретін түтікшелі тығын, пемза үгінділері, спирт шамы. Жұмыс барысы: Пробиркаға 0,5 мл этил спиртін құйындар және оған абайлап 2 мл концентрлі күкірт қышқылын қосындар. Үстіне қыздырған кезде қоспа біркелкі қайнау үшін пемза түйірлерін салыңдар. Пробирканы баяу және ептілікпен қыздырындар.Қыздырғанда пробиркадағы қоспа қарая бастайды, одан этилен газы бөлінеді. Түтіктен шығып жатқан этиленді екінші пробиркадағы 1 мл калий перманганатының ерітіндісіне жіберіңдер. Не байқалады? Бөлініп жатқан этиленді су астында жинап алып немесе газ түтігінің ұшында жағындар. Жалынның түсің байқандар. Қыздыруды тоқтатып, құралды суытыңдар.
№3. Тәжірибе. Ацетилен алу және оның қасиеттері. Жұмыстың мақсаты: ацетиленді тәжірибелік жолмен алу және ацетиленнің химиялық қасиеттерін зерттеу. Реактивтер мен жабдықтар: кальций карбиді калий перманганаты ерітіндісі, бром суы, фенолфталеинің 1%-тік спирт ерітіндісі, шыны пробиркалар, газ жүретін түтікшелі тығын. Жұмыс барысы: Газ жүретін түтікшемен жабдықталған пробиркаға бір кесек кальций карбидін (СаС2) салып, 3-4 тамшы су құйыңдар. Пробирка ішіндегі кальций карбиді сумен әрекеттесіп, ацетилен түзіледі.
С
│││ Са + 2Н2О → Са(ОН)2 + НС ≡ СН
С
Газ түтігінен шығып жатқан ацетиленді түтік ұшында тұтатыңыздар, сонда ашық қызғылт түсті күйелі жалынмен жанады. Содан кейін газ жүретін түтікшенің ұшын калий перманганатының ерітіндісі құйылған пробиркаға батырыңдар. Дәл осындай тәжірибені бром суы ерітіндісімен жүргізіңдер. Ацетиленнің бөлінуі аяқталған соң пробиркаға 1 тамшы фенолфталеиннің спирттегі ерітіндісін қосыңдар.
Бақылау сұрақтары:
1. Метан суда ери ме?
2. Метанның жану реакциясының теңдеуін жазыңыздар.
3. Метанның түзілу реакциясын жазыңыздар.
4. KMnO4 ерітіндісі арқылы метан өткізгенде қандай өзгеріс болады? Неліктен?
5. Зертханада этиленді алу реакциясының теңдеуін жазыңыздар.
6. Неліктен тәжірибеде қолданылған күкірт қышқылы концентрлі болуы керек?
7. Неліктен калий перманганатының ертіндісін түссіздендіреді?
8. Этилен жалынымен метан жалынының айырмашылығы неде?
9. Этиленнің жану реакциясының теңдеуін жазыңыздар.
10. Ацетиленнің жану реакциясының теңдеуін жазыңыздар.
12. Ацетиленді калий перманганаты ерітіндісі арқылы өткізгенде, қандай өзгеріс болады? Реакция теңдеуін жазыңдар.
13. Ацетиленді бром суы арқылы өткізгенде, қандай өзгеріс байқалады? Реакция теңдеуін жазыңдар.
14.Бастапқы пробиркаға фенолфталеин ерітіндісін қосқанда, ерітінді түсінің өзгеруін түсіндіріңіздер.
Студенттердің өздік жұмыстарына арналған тапсырмалар.
Оқытушы қатысындағы студенттің өздік жұмысына берілген сұрақтар (ОСӨЖ )
1.Көрсетілген гидроксидтердің қайсысы негіздік тұздар түзе алады:
А) Cu(OH)2; B)Ca(OH)2; C)LiOH; D)Al(OH)3; E)KOH?
2. P2O5 қай қышқылдың ангидриді:
А) фосфорлылау; B)қос фосфорлы; C)ортофосфор?
3. C2O7 оксидін қай қышқылдың ангидриді деп санауға болады:
А)хлор; В)хлорлы; С)хлорлылау; D)хлорлау
4. Келтірілген қосылыстардың қайсысы пероксидтерге жатады.
А)NO2; В)K2O2; С)BaO2; D)Mn
5. Калий гидроксидін ортокүшән қышқылымен нейтралдау реакциясында соңғысының эквивалентті молярлық массасы 142 гмоль тең. Нәтижесінде қандай тұз түзілді?
А) калий ортоарсенаты; B)калий гидроортоарсенаты; C)калийдің дигидроортоарсенаты.
6. Қай формула марганецті қышқылға сәйкес келеді:
А) HMnO4; B)H4MnO4; C)H2MnO4
7. Қай формула барий хлоратына сәйкес келеді:
А)BaCl2; В)Ba(OCl)2; С)Ba(ClO3)2; D) Ba(ClO4)2
8. Cu (OH) 2CO3 тұзына қандай атау сәйкес келеді:
А)мыс гидрокарбонаты; В)гидроксомыс(11) карбонаты;
С)дигидроксомыс (11) карбонаты.
9. Гидроксомагний хлоридінен орта тұз алуға қандай әрекеттесу әкеледі?
А)MgOHCl+NaOH; С) MgOHClO3+HCl;
В) MgOHClO3+NaOH; D) MgOHCl+HCl
10. Негіздермен әрекеттесетін заттардың ретін анықтап, реакциялар теңдеулерін келтіріңіз:
А) Сl2O7, CO2, Sr(OH)2, HCl
B) Nb2O5, HNO3, ZnO, Fe (OH) 3
C) A2O3, H2SeO4, Sr O, HNO2
D)H3PO4, Mg(OH)2, KNO3, SO3
11. Қышқылдармен әрекеттесетін заттар ретін анықтап, реакциялар теңдеулерін келтіріңіз:
А) CuO, HNO3, NaOH, CuCI2;
B) MoO3, Na2O, A12O3, N2O5;
C) MgO, Zn (OH) 2, KOH, A12O3;
D) As2O5, H3PO4, Na2O, Cr2O3.
12. Алюминий гидроксиді түзілетін реакцияны анықтаңыз:
A) A1+H2O → B) A12O 3+H2O
C) A1C13+KOH (артық мөлшерде)
D) A1C13+KOH (аз мөлшерде)
Студенттің өзбетімен орындауға арналған жаттығулар мен есептер (СӨЖ )
1. Берілген қышқылдардың ангидридтерінің формуласын жазыныз: H2SO4; H3BO3; H4P2O7; HOCl; HMnO4. Заттардың структуралық формуласын келтіріңіз.
2. CuSO4; AgNO3; K3PO4; BaCl2 тұздарынан қандай тұздарды алуға болады? Реакция тендеулерін жазып, алынған тұздарды атаңыз.
3. Келесі қосылыстарды атаңыз: K2O2; MnO2; BaO2; MnO; CrO3; V2O5. Заттардың структуралық формуласын келтіріңіз.
4. Келесі қосылыстарды атаңыз: KHSO3; NaMnO4; Re2O7; Fe2O3; SO3; Al(OH)3. Заттардың структуралық формуласын келтіріңіз.
5. Төменде көрсетілген реакциялар ерітіндіде болуы мүмкін бе? Дәлелді жауап беріңіздер.
K2SO4 + CuCl2 → BeO + H2O→
Fe2S3 + KOH → ZnS + HCl→
NaCl + PbNO3 → Fe(OH)3 + KOH →
6. Көрсетілген қышқылдың қайсысы қышқыл тұздар түзеді: HI, H2Se, H2SeO3, H2C2O4, CH3COOH? Реакция теңделерін жазып, аттарын атаңыз. Заттардың структуралық формуласын келтіріңіз.
7. Төменде көрсетілген заттардың қайсысы натрий гидроксидімен әрекеттеседі: HNO3, CaO, CO2, CuSO4, Cd(OH)2, P2O5, Cr(OH)3? Реакция тендеулерін құрастырыныз.
8. FeO, Cs2O, HgO, Bi2O3 структуралық формуласын келтіріп, негіздік қасиеттерін дәлелдейтін реакция тендеулерін жазыныз.
9. SeO2, SO3 , Mn2O7 , P2O5, CrO3 стуктуралық формуласын келтіріп, қышқылдық қасиеттерін көрсететін реакция тендеулерін жазыңыздар.
10. Тұздар алу жолдарына негізделіп магний хлоридінің алыну реакцияларының тендеуін құрыныз.
11. NaNO3, NaHSO4, Na2HPO4, K2S, Fe2(SO4)3 тұздарының түзілуіне әкелетін қышқыл мен негіздердің реакцияласу тендеулерін құрыныз.
12. Қышқылдың тұзбен әрекеттесуі нәтижесінде қандай заттар алынуы мүмкін? Қышқылдың негізбен ше ? Тұздың тұзбен ше? Мысалдар келтіріңіз.
14. Калий мен кальцийдің а) көмір қышқылынан; б)фосфорлы қышқылынан алынған орта және қышқыл тұздарының формулаларын жазып, аттарын атаңыз және структуралық формуласын құрастырыз.
15. Мына тұздарды атаңыз:
SbONO3; [Fe(OH)2]2CrO4; (AlOH)SO4; Cd(HS)2; Ca(H2PO4)2.
16. Mg2P2O7; Ca(PO4)2; Mg(ClO4)2; Ba(NO3)2 мына затардың:
а) негіздік және қышқылдық оксидтердің; б) негіз бен қышқылдық оксид; в) негіздік оксид пен қышқыл; г) негіз бен қышқылдың әрекеттесуі нәтижесінде түзілуінің реакция теңдеулерін жазыныз:
17. Лабораторияда келесі заттарды қандай реакция тендеулерінің көмегімен алуға болады: а) хлорлы сутек; б) қорғасын сульфиді; в) барий сульфаты; г) күміс ортофосфаты; д) темір (11) гидроксиді; е)мыс (11) нитраты.
18. Мына өзгерістерді қалай іске асыруға болады? Заттардың аттарын атаңыз.
а) MgO→MgCl2→ Mg (OH)2 → MgSO4
б) N2O5 →HNO3→ CaOHNO3→Ca( NO3)2→NaNO3
в) CaCO3 →CaO → Ca(OH)2 → Ca(HCO3)2 → CaCO3
19. Реакцияларды аяқтаңыз:
Zn (OH) 2 + Li OH → H3PO4+CaCl2 →
CrO3 + Na OH → Cu (OH) NO3+HNO3 →
Ca (HCO3)2 + Ca (OH) 2 → Sb2O5+K2O→
20. Төменде көрсетілген реакциялар ерітіндіде болуы мүмкін бе? Дәлелді жауап беріңіздер.
CaO+V2O5 → CsOH+CuSO4→
Li2O+CaO → Cr2O3+NaOH→
Sr(OH)2+TeO3 → Ca(OH)2 +KCl→
21. Берілген заттардың арасынан қышқылдық әрі тұз қышқылымен, әрі калий гидроксидімен әрекеттесетін заттарды анықтап, реакция теңдеулерін жазыныз: Al(OH)3, MgO, N2O5, ZnO, FeSO4, CaCO3, CuS, Be(OH)2, Pb(NO3)2, NiWO4, NaNO3.
22. Берілген заттардың әрекеттесуінен орта, негіздік және қышқыл тұздар түзілуі мүмкін болатын реакцияларын жазып, заттардың аттарын атаңыз:
Fe (OH) 3 + HNO 3 → H2SO4+ Ca (OH) 2 →
H2CO3 + Ca (OH) 2 → HCl+Ca (OH) 2 →
NaOH+H3PO4 → HNO3+LiOH→
23. Көрсетілген қышқылдардың сәйкес ангидридтерінің формуласын жазыныз: H2SO4; HMnO4 және HOCl.
24. Ерітіндіде төменде келтірілген реакциялардың қайсыларын іске асыруға болады:
А) CuSO4+BaCl2=BaSO4+CuCl2;
B) Fe S+K2SO4=FeSO4+K2S;
C) AgNO3 +KCl=AgCl+KNO3;
D) 2KNO3+ZnCl2=2KCl+Zn (NO3)2
25. CuSO4, K3PO4 және BaCl2 тұздары берілген делік. Осы тұздары пайдаланып, реакцияны ерітіндіде жүргізе отырып қандай тұздарды алуға болады? Реакциялардың тендеулерін жазып, алынған тұздарды атаңыз.
26. Көрсетілген қышқылдардың қайсысы қышқыл тұздар түзе алады: HI; H2Se; H2SeO3; H2C2O4 және CH3COOH? Қышқыл тұздардың формулаларын жазыныз, аттарын атаңыз.
27. Төменде келтірілген оксидтерді сумен әрекеттестіргенде қандай қышқылдар түзіледі: P2O5; CO2; N2O5; NO2 және SO2? Қышқылдардың формулаларын жазыңыз, аттарын атаңыз және структуралық формуларын келтіріңіз.
28. ZnO; Al2O3 және Sn(OH)2 қосылыстарының амфотерлік қасиеттерін қалай дәлелдеуге болады?
29. Төменде көрсетілген негіздердің қайсылары негіздік тұздар түзе алады:
А) Cu(OH)2; B) Ca(OH)2; C)LiOH; D) Al(OH)3; E) KOH?
Негіздік тұздардың формулаларын жазыңыз.
30. Нәтижесінде KNO3; NaHSO4; Na2HPO4; K2S және Fe2(SO4)3 түзілетін қышқылдар мен негіздердің арасындағы реациялардың тендеулерін жазыңыз.
31. Цинк гидроксидінің 1 моль мөлшері ортофосфор қышқылының 2 моль мөлшерімен әрекеттескенде қандай тұз түзіледі?
32. Қандай реакциялардың нәтижесінде орта тұз түзіледі:
А) CuOH+ NaOH; C) Ca(HCO3)2+Na2CO3
B) KHSO3+KOH; D) MgOHCl + HCl?
Оқытушы қатысындағы студенттің өздік жұмысына берілген сұрақтар (ОСӨЖ )
1. Химиялық элементтің эквиваленті неге тәуелді болады?
А) элемент валентігіне; В) әрқашан тұрақты шама болып табылады.
2. Қай формула эквиваленттер заңын сипаттайды:
А) v=mM B) m1. Mэ (2) = m2. Mэ (1)
C) Mэ=MB D) m1 m2 = Mэ (2) M (1)
3. Фосфор құрамы бойынша екі түрлі хлорид түзеді. Осы қосылыстарда қай элементтің эквивалентілігі тұрақты болады?
А) хлордікі; В) фосфордік
4. Қалыпты жағдайдағы оттек пен сутектің эквиваленттері көлемдерінің дұрыс мәндері қандай?
А) 11, 2л О2 және 22, 4л Н2;
B) 11, 2л О2 және 5, 6л Н2;
С) 5, 6л және 11, 2л Н2.
5. Металдың эквивалентінің молярлық массасы 12 гмоль. Оның оксидінің эквивалентінің молярлық массасы неге тең?
А) 24 гмоль; B) анықтауға болмайды; С) 20 гмоль
6. Металдың эквивалентінің молярлық массасы оттегінің эквивалентінің молярлық массасынан 2есе артық. Оксидтің массасы металдың массасынан неше есе артық:
А) 1, 5 есе B) 2 есе С) 3 есе
7. Күкірт S2Cl2 және SCl2 хлоридтерін түзеді. SCl2 қосылысындағы күкірттің эквивалентінің молярлық массасы 16 гмоль. S2Cl2 қосылысындағы күкірттің эквивалентінің молярлық қанша?
А) 8 гмоль; B) 16 гмоль; С) 32 гмоль
8. CrCl3 және Cr2(SO4)3 қосылыстарындағы хромның эквиваленттіктері бірдей ма?
А) иә; В) жоқ
9. FeCl2 және FeCl3 қосылыстарындағы темірдің эквивалентінің молярлық массалары бірдей бола ма?
А) иә; В) жоқ
Студенттің өзбетімен орындауға арналған жаттығулар мен есептер (СӨЖ )
1. 5г металл жанғанда 9, 44г металл оксиді түзілді. Металдың эквиваленттік массасын анықтаңыз.
2. Металдың бірдей мөлшері 0, 200г оттегімен немесе 3, 17г галогенмен әрекеттеседі. Галогеннің эквиваленттік массасын анықтаңыз.
3. 1л оттегінің массасы 1,4 ға тең. Магнийдің 21г массасын жағу үшін қанша литр оттек газы қажет, егерде магнийдің эквиваленті 0,5 мольге тең болса?
4. 80г металл оксидін тотықсыздану үшін 883 мл (қ.ж. өлшенген) сутек газы қажет. Оксид пен металдың эквиваленттік массаларын есептеңіз.
5. 16,8г металды еріту үшін 14,7г күкірт қышқылы жұмсалды. Металдың эквиваленттік массасын және бөленген сутек газының көлемін (қ.ж. өлшенген) анықтаңыз.
6. Белгісіз металдың 1,00г массасы 8,89г броммен немесе 1,78г күкіртпен әрекеттесе алады. Күкірттің эквиваленттік массасы 16,00 гмоль екендігін ескере отырып, бром мен металдың эквиваленттік массаларын анықтаңыз.
7. Қышқылдың 2,45г массасын нейтралдау үшін 2,00г натрий гидроксиді жұмсалды. Қышқылдың эквиваленттік массасын анықтаңыз.
8. Алюминий 0,376г массасы қышқылмен әрекеттесіп, нәтижесінде 0, 468л (қ.ж. өлшенген) сутек газы бөлінді. Алюминийдің эквиваленттік массасы 8, 99 гмоль екендігін ескеріп, сутек газының эквиваленттік массасын есптеңіз.
9. Хлордың эквивалентінің молярлық массасы 35,5гмоль, мыстың молярлық массасы 63,5 гмоль, ал мыс хлоридінің эквивалентінің молярлық масасы 99,5 гмоль. Мыс хлоридінің формуласын анықтаңыз.
10. Металдың эквивалентінің молярлық массасы 27,9 гмоль. Қалпты жағдайда ол қышқылдан 700 мл сутегін ығыстырады. Металдың массасын анықтаңыз.
11. Массасы 5,95г заттың 2,75г хлорсутектің өзара әрекеттесуінен 4, 40г тұз түзіледі. Түзілген зат пен тұздың эквивалентінің молярлық массасын есептеңіз.
12. Массалары 1,60г кальций және 2,61г мырыш қышқылдан бірдей мөлшерде сутегін ығыстырады. Егер кальцийдің эквивалентінің молярлық массасы 20,0 гмоль болса, мырыштың эквивалентінің молярлық массасы қандай болғаны?
13. Мыс екі оксид түзеді. Мыстың белгілі бір мөлшерінен түзілген бірінші оксидке, екінші оксидке қарағанда екі есе артық оттегі жұмсалады. Мыстың бірінші оксидтегі валентілігінің екінші оксидтегі валенттілігіне қатынасы қандай?
14. Ортофосфор қышқылы мен сілтінің өзара әрекеттесуінің нәтижесінде Na2HPO4 тұзы түзіледі. Осы жағдайдағы ортофосфор қышқылының эквивалентінің молярлық массасының мәні қандай?
Оқытушы қатысындағы студенттің өздік жұмысына берілген сұрақтар (ОСӨЖ )
1. Берілген газдың массасын арттырғанда оның көлемінің артуы үшін қандай жағдай туғызуға болады?
А) температураны төмендету.
В) қысымды арттыру.
С) жағдайды тандауға болмайды.
2. Газдар үшін қалыпты жағдайдағы тмпература мен қысымның сәйкес мәндері:
А) t=250C; P=760 мм сын.бағ. В) t=00C; P=1, 013.105Па.
3. Ыдыс іші оттек және азот қоспасымен толтырылған. Газдардың массалары парциалдық қысымының қандай сәйкестіктерінде бірдей болады?
A) PO2 =PN2 B)PO2 = 0,875.PN2; C) PO2=1,14.PN2
4. Ауадағы оттектің парциалдық қысымы 22кПа. Көлем бойынша оттектің проценттік құрамы неге тең?
А) 42% ; В) 21% ; С) 10, 5 %
5. Бірдей жағдайда тең көлемді N2 мен O2 алынды. Газдардың массаларының қатынасы қандай?
А) mO2mN2 ; B) mN2 mO2 ; C) mO2 = mN2
6.Бірдей көлемде H2 мен Cl2 араластырылды. Қоспа көлемі реакция өткеннен кейін қалай өзгереді?
А) өзгермейді; В) екі есе өседі; С) екі есе азаяды?
7. 1 моль HCl мен 1моль Cl2 (Tмен P бірдей) алатын көлемінің қатынасы қандай?
А) V HCl VCl2 ; B) V HCl = VCl2 ; C) V HCl VCl2 ;
8. HBr қыздырғанда толығымен айрылады. Сонда газ көлемі өзгермейді. Айырылу реакциясының өнімі қандай?
А) Н және Br атомдары; В) Н2 және Br2 молекулалары; С) Н2 молекуласы және Br атомы?
9. Ауа бойыша хлордың тығыздығы нешеге тең?
А) 2,44; В) 3, 0 С) тек тәжірибелік жолмен анықтауға болады.
10. Газ тәрізді оксид 30, 4% азоттан тұрады. Оксид молекуласына бір атом кіреді. Оттек бойынша газ тығыздығы нешеге тең?
А) 0,94; В) 1,44 С)1,50
12. 2,24г газдың (қалыпты жағдайда) массасы 2,8г. Газдың молекулалық массасы қандай (гмоль)?
А) 14; В)28 С)42
13. Сутегі арқылы салыстырмалы тығыздығы 8,5 тең болатын газ.
A) O2 B) H2S C)NH3 D) CO2 E)N
14. Көміртек пен азоттан тұратын қосылыста азоттың үлесі 53,8 масс.% . Ауа арқылы салыстырмалы тығыздығы 1,79 тең болса, заттың молекулалық формуласы:
A)CN B)C2N C)CN2 D) C2N3 E)C2N2
Студенттің өзбетімен орындауға арналған жаттығулар мен есептер (СӨЖ )
1. 27 0 C және 720мм сынап бағанасында газдың берілген бір мөлшері 5л көлем алады. Осындай газдың мөлшері температура 39 0C, ал қысым 104кПа болғанда қандай көлем алатынын анықтаңыз.
2. 12, 5мПа қысымда болат баллонның ішіндегі азоттың температурасы 17 0С. Балонның шектеулік қысымы -20, 3 мПа. Қандай температурада азоттың қысымы шектік мәніне жетеді?
3. 98,7 кПа қысымда және 91 0 C температурада газдың көлемі 680 мл көлем алады. Газдың қалыпты жағдайда алтын көлемі қандай?
4. 21 0 C температурада және 104,5 кПа (784мм сын бағ.) қысымда 1,28г металл сумен әрекеттескенде 380 мл сутегі бөлініп шығады. Металдың эквивалентінің молярлық массасын есептеңіз.
5. Сыйымдылығы 0,6м3 жабық ыдыста, 0 0C температурада 0,2кг CO2 0,4кг O2 және 0,15кг CH4 газдар қоспасы бар. Осы жүйедегі: а) қоспаның жалпы қысымын; б) газдардың әрқайсысының парциалдық қысымын; в) көлем бойынша қоспаның проценттік құрамын есептеңіз.
6. 200 C және 104,3кПа қысымда 0,350г металл қышқылдан 209 мл сутек су астында ығыстырылды. Осы температурада қаныққан су буының қысымы 2,3 кПа. Металдың эквивалентінің молярлық массасын есептеңіз.
7. Судың астында 26 0C температурада және 98,7 кПа қысымда 250 мл сутегі жиналған. 26 0C тағы су буының қаныққан қысымы 3,4 кПа. Қалыты жағдайда сутегінің көлемін және массасын.
8.Бірдей жағдайда оттек, сутек және метанның тең массалары алынды делік. Газдардың көлемдерінің қатынасын табыңыз.
9. Қалыпты жағдайда 1г ауа 773мл көлемді алады. Ауаның дәл сондай массасы 00C температура мен 93,3кПа (700мм.сын.бағ.) қысымда қандай көлемді алады?
10. Қалыпты жағдайда сутек газының 1,00 мл көлемінде қанша молекула болады?
11. Газдың 27.10 21 молекуласы қалыпты жағдайда қандай көлемді алады?
12. 21 0C температура мен 142кПа (1065мм.сын.бағ.) қысымда N2 газының 0,07кг массасы қандай көлемді алады?
13. Қалыпты жағдайда 200 мл ацетиленнің массасы 0,232г. Ацетиленнің мольдік массасын анықтаңз.
14. Көлемі 20л газометр газбен толтырылған. Осы газдың ауамен салыстырғанда тығыздығы 0,40. Газдың қысымы 103,3 кПа (774,8 мм.сын. бағ.), ал температурасы 170C. Газдың массасын есептеңіз.
15. Сынап буының ауамен салыстырғанда тығыздығы 6,92. Сынап буындағы молекуланың құрамына қанша атом кіретіндігін есептеңіз.
16. Белгілі бір температурада күкірт буының азотпен салыстырғандағы тығыздығы 9,14. Осы температурада күкірттің молекуласы қанша атомнан тұрады?
17. 170C температура мен 83,2кПа (624мм.сын. бағ.) қысымдығы ауаның 1м3 көлемінің массасын есептеңіз.
18. Берілген газдардың массаларын есептеңіз:а) 150C температурадағы және 100,7кПа (775мм.сын. бағ.) 2л Н2 ; б) 100C температура және 102,9 кПа (772мм.сын. бағ.) қысымдығы 1м3 N2 ;в) 200 С температурада және 99,9 кПа (749,3мм.сын. бағ.) қысымдағы 0,5м 3 Cl2 .
19. Қалыпты жағдайда кез келген газдың 1м3 көлемінің зат мөлшері қандай ?
20. 68, 2 бутан жанғанда қандай көлем CO2 түзіледі? Екі газдың да көлемі бірдей жағдайда өлшенген.
21. Жабық ыдыста 1200 С температура және 600кПа қысымда қоспа бар. Қоспа үш көлем O2 және CH4 ның бір көлемінен тұрады. Егер қоспаны жарып және ыдыстың ішіндегісін бастапқы температураға әкелсек, ыдыстағы қысым қандай болады?
22. Көлемі бірдей SO2 және O2 қоспасы контакт аппарат арқылы өткенде SO2 нің 90% SO3ке айналады. Контакт аппаратынан шығатын газ қоспасының құрамын (процент бойынша көлемдік үлесі) анықтаңыз.
23. Үш көлем Cl2 және бір көлем H2 тұратын қоспа, тұрақты температурада жабық ыдыста, жарық астында қалдырған. Біраз уақыттан кейін қоспадағы Cl2нің үлесі 20% ке азайды. Ыдыстағы қысым өзгерді ме? Қоспаның көлемдік үлесі қандай болды?
24. NH3 және Cl2 әрекеттескенде хлорсутек және азот түзіледі, NH3 пен Cl2 қандай көлемдік қатынастарда әрекеттеседі, ал алынған газдар ше?
25. 1,5кг мырышты тұз қышқылында еріткенде қанша көлем (17 0C және 102,4кПа қысымда ) сутек бөлінеді?
26. Белгісіз зат құрамына (массасы бойынша) 26,53% калий, 35,37% хром және 38,10% оттектен тұрады. Осы заттың ең қарапайым формуласын табыңыз.
27. Құрамында (массасы бойынша) 54,4% көміртек, 36,4% оттек және 9,1% сутектен тұратын май қышқылының буының сутек бойынша тығыздығы 44 екенін біле отырып, оның молекулалық формуласын табыңыз.
28. Құрамында (массасы бойынша) 93,75% көміртек және 6,25% сутектен тұратын затың ауа бойынша тығыздығы 4,41 екенің біле отырып, белгісіз заттың молекулалық формуласын табыңыз.
29. 4,3 көмірсутек жанғанда 13,2г CO2 түзілді. Көмірсутек бұының сутек бойынша тығыздығы 43. Заттың молекулалық формуласын табыңыз.
30. Массасы 1,88г құрамында бром болатын органикалық заттың толық жанғанда 0,88г CO2 және 0,3г H2O алынды.Өлшенді құрамындағы барлық бром күміс бромидіне айналғанда 3,76г AgBr алынды. Зат буының сутек бойынша тығыздығы 94 . Белгісіз заттың
молекулалық формуласын анықтаңыз.
31.Бір көлем белгісіз газбен екі көлем оттектен тұратын қоспа қопарылғанда екі көлем CO2 және бір көлем N2 түзіледі. Газдың молекулалық формуласын есептеңіз.
32. Көлемі 10см 3 дәнекерленген ампуладағы массасы 0,01г газ тәрізді хлорды 0-ден 273 0C-қа дейін қыздырған. Хлордың бастапқы 00C және 273 0C температураларда қысымын анықтаңыз.
33. 15 0C және 790мм сын.бағ. қысымда 10г көміртек (11) оксиді алатын көлемін табыңыз.
34. 18.10 23 сутек молекулаларының (қ.ж.) көлемі?
35. Сутек бойынша салыстырмалы тығыздығы 32 тең күкірт оксидінің молярлық массасын анықтаңыз.
36. 2 атм. қысымда және 100 0C температурада 68г аммиактың көлемі.
37. Көлемі 2,6л колбаға қысымы 2,3 атм және 260C температурада оттегі толтырылған. Колбадағы оттегінің моль санын анықтаңыз.
38. Гелий газдың біраз мөлшері 78 0C мен 45,6 атм қысымда 16,5л көлем алады. Осы газдың қалыпты жағдайда көлемі және моль саны қандай?
39. Бір газдың 0,70г массасы қалыпты жағдайда 560 мл көлем алады. Осы газдың салыстырмалы молекулалық масасын есептеңіз.
40. Қалыпты жағдайда азот (IV) оксиді 6,02 .10 22 молекулалары, көміртек (II) оксиді 6,02.10 23 молекулалары, көмірсутек 0, 602.10 23 молекулалары қанша моль болады және көлем алады.
41. 170C да, 780мм с.б. қысымда 106 мл газдың массасы 0,26г. Осы газдың молекулалық масасын есептеп шығарыңыз.
Оқытушы қатысындағы студенттің өздік жұмысына берілген сұрақтар (ОСӨЖ )
1. Атомдық орбиталь дегеніміз:
А) валенттік электрон орналасқан атомның кеңістік бөлігі;
В) электронның атомдағы болу мүмкіндігі максималды болатын кеңістік бөлігі;
С) атомның электрондық тығыздығы;
D) ядро маңайында электронның таралуы;
Е) атомдағы электронның қозғалу траекториясы.
2.Қысқаша электродық конфигурациясы ...4s23d1 болатын затты анықтаңыз:
А) скандий В) мыс С) неон D)күміс Е) аргон
3.Элементтің химиялық қасиеттері оның қандай сипаттамасына байланысты?
А) топтың номеріне В) периодтың номеріне
С) атомдық массасына D) ядро
4. Төртінші энергетикалық деңгейдегі орбиталдар және электрондар саны:
А) 14 және 28 В) 4және 8 С) 9 және18 D) 16 және 32
5.Кеңістіктегі атомдық орбитальдың пішінің белгілейтін квант саны:
А) бас В)орбиталь С)магнит D)спин
6. Бесінші топқа жататын элементтердің электрондық конфигурациясы:
А)4d35s2 В)4s24p3 С)3d54s1 D)5s25p4 E)5s25p5
7. Элемент атомының сыртқы қабатшаларының электрондық құрылымы 5s24d1 болса оның периодтық кестеде орналасатын пеиоды мен тобын анықтаңыз:
A) VI период , 2 топ B) VI период, 3 топ C) V период, 3 топ
D) IV период, 5 топ E) V период, 4 топ
8. Элетрондық формуласы 6s25d106p3 аяқталатын элементтің периоды мен топтың нөмірін анықтаңыз:
A) VI және 2 B) VI және 3 C) V және 3 D) VI және 5
9. Радиусы ең үлкен болатын атомның электрондық формуласын анықтаңыз:
A) 2s2 B) 2s22p1 C)2s22p2 D)2s22p3 E)2s22p4
10. Электрондық формуласы 3s23p3 аяқталатын атомның жоғарғы валенттілігін анықтаңыз:
A) II B)III C)IV D) V E)VI
11. Құрамында электрондардың саны протондардың санынан көп болатын бөлшекті анықтаңыз:
A) Cl B) Ba+2 C) Al +3 D) S-2 E) F
12. F –ионының электрондық формуласы:
A) 1s2 B) 1s22s2p4 C) 1s22s22p5 D) 1s22s22p6 E)2s2
13.Электротерістігі ең жоғары болатын атомды белгілеңіз:
A) Na B) Mg C) P D) O E) N
14. Иондану энергиялары кему арқылы орналасқан элементер реті:
A) Sr, Ba, Ca, Mg B) Al, Si, P, S C) Li, K, Rb, Cs
Студенттің өзбетімен орындауға арналған жаттығулар мен есептер (СӨЖ )
1. Электрондық құрылымы 1s22s22p63s23p63d74s2 болатын элементті атандар.
2. Ядроларының зарядтары 3,8,23, 31 болатын элементтердің электрондық формулалары мен конфигурацияларын келтіріндер.
3.Мыс атомының электрондық формуласы мен электрондық конфигурациясын келтіріндер. Электрондарға толған және толмаған деңгейлерді көрсетіңдер.
4. Титан (Ti) мен ванадий (V) атомдарында қанша бос d-деңгейше бар? Осы d-деңгейшелердің конфигурацияларын келтіру.
5. V период элементтерінің рет нөмерлері 37, 43, 48, 52 және 54-ке тең электрондық формулаларын жазып, элементтердің ұқсас топтардың қайсысына жататынын анықтандар. 72..
6. IV период кальций (Ca), скандий (Sc), селен(Se) және марганец (Mn) элементтерінің электрондық формулаларын жазып, элементтердің ұқсас топтардың қайсысына жататынын анықтандар.
7. II және III период элементтерінің электрондық формулалары мен электрондық конфигурацияларын келтіріп, s- және p- элементтерді атандар.
8. IV, V және VI период элементтерінің ішінен d-орбитальдары электрондарға толған элементтерді атандар. Солардың электрондық формулаларын жазып, перидтық кестеде алатын орнын (период, топ, топша) көрсетіндер.
9.Қай период элементтерінің конфигурациялары мынадай болып келеді: a)6p3; б)4f9; в) 7d3; г) 5f5 ?
10. Периодты кестедегі 83 элемент атомының электрондық формуласын жазып, қай тип элементтеріне жататының, қалыпты және қозған күйлеріндегі валенттілігін анықтаңыз.
11. Хлор атомының электрондық формуласын жазып, қалыпты және қозған күйлеріндегі валенттіліктерін, және сәйкес келетін қосылыстарын келтіріңіз.
12. Бор атомының электрондық формуласын жазып, элементің қандай түріне (s-, p-, d-, f-) жатандығын, қалыпты жағдайда жұптаспаған электрондар санын анықтаңыз.
13. Периодты кестегі 51элемент атомының электрондық формуласын, қалыпты жіне қозған күйлеріндегі валенттіліктерін және сәйкес келетін қосылыстарын жазыңыз.
14. Атомының электрондық формуласы былай аяқталатын ... 3d64s2 элементтің периодтық кестеде орналасқан орнын, қалыпты және қозған күйлеріндегі валенттіліктерін анықтаңыз.
15. Атомының электрондық формуласы былай аяқталатын ... 4d105p1 элементтің периодтық кестеде орналасқан орнын, қалыпты және қозған күйлеріндегі валенттіліктерін анықтаңыз.
16. Берілген иондардың Bi+3, Sn+2 электрондық формуласын жазып, соңғы электрондық қабатқа төрт квант саны бойынша сипаттама беріңіз.
17.VII периодта орналасқан элементтердің электрондық конфигурациясы 5f36d1. Ол қай элемент? Соңғы электрондық қабатқа төрт квант саны бойынша сипаттама беріңіз.
18. 152 63 Eu изотопы ядросының құрамындағы протон мен нейтрон саңдарын есептеңіз.
19. Берілген иондарының Ta+5, N+4 электрондық формуласын жазып, соңғы электрондық қабатқа төрт квант саны бойынша сипаттама беріңіз.
20. Берілген иондарының Fe+3, Cl-1 электрондық формуласын жазып, соңғы электрондық қабатқа төрт квант саны бойынша сипаттама беріңіз.
21. Берілген иондарының N-3, Mn+2 электрондық формуласын жазып, соңғы электрондық қабатқа төрт квант саны бойынша сипаттама беріңіз.
22. Германий Ge атомының электрондық формуласын жазып, қалыпты және қозған күйлеріндегі валенттіліктерін , және сәйкес келетін қосылыстарын келтіріңіз.
23. Азот атомының электрондық формуласын жазып, қалыпты және қозған күйлеріндегі валенттіліктерін , және сәйкес келетін қосылыстарын келтіріңіз.
24.Реттік номірі 61, 62 элементтер атомдарында бос f-орбитальдарының саны қанша? Хунд ережесі негізінде осы элементтер атомдарының электрондық құрылымын жазыңыз.
25. Sc, Ti, V элементтер атомдарында бос d -орбитальдарының саны қанша? Осы элементтер атомдарының электрондық құрылымын жазыңыз.
26. Реттік номірі 91,92 элементтер атомдарында бос f-орбитальдарының саны қанша? Хунд ережесі негізінде осы элементтер атомдарының электрондық құрылымын жазыңыз.
27. Fe, Zr, Ta элементтер атомдарында бос d -орбитальдарының саны қанша? Осы элементтер атомдарының электрондық құрылымын жазыңыз.
28. Электрондық құрылысы мыналарға сәйкес келетін: а) s2p4; б)d3s2; в)p6s1;г) s2p3;е) p6d2s2 элементтердің топтары мен топшаларын атаңдар. Бұлардың қайсысы металдарға, қайсысы бейметалдарға жатады?
29. Сыртқы және сырттан ішкі қабаттардың электрондық құрылысы мыналарға сәйкес келетін: 3s23p63d54s2; 4s24p64d55s2; 5s25p65d56s2 элементтерді және қандай типке (s-, p-, d-, f-) жататын анықтаңыз. Осы элементтердің жоғары тотығу дәрежедегі оксидтерінің қасиеттері қалай өзгереді?
30. Иондану потенциалдарының мәндеріне қарай Be, Mg, Ca, Sr, Ba элементтердің қайсысы нағыз металдық қасиеттер көрсетеді?
31. Электротерістіктер мәндері негізінде O, S,Se, Te элементтер ретінде электрон қосып алу қабілеттерінің өзгеруің түсіндіріңіз.
32. Элементтердің периодтық кестесінің Iтобының элементтерінің біріншілей иондану потенциалдарының мәні (B) сәйкесінше: Li-5,4; Cs-3,9; Cu-7,7; Au-9,2 а) I топтың элементтерінің қай топшасындағы элементтердің металдық қасиеттері мейлінше айқын байқалады? б) топшалардағы иондану потенциалдарының мәндерінің өзгеру жолдарының әртүрлілігін немен түсіндіруге болады?
33.Асыл газдардың атомдарының иондану энергиясы (эВ): He-24,6; Ne-21,6; Ar-15,8; Kr-14,0; Xe-12,1; Rn-10,8 құрайды. Осы топшадағы иондану энергиясының өзгеру жолын түсіндіріндер.
34.a) Sn2+; б) Sn4+; в) Mn2+;г)Cu2+;д) Cr3+;е) P3- иондарының электрондық формуласын жазындар.
35. Периодтық жүйенің VI топ элементтерінің ішінен электрондық аналогтарды атандар. Осы элементтер атомдарының валенттік электрондық деңгейшелерінің электрондық формулаларын жалпы түрде жазындар.
36.Не себептен хром мен кіүкірт, фосфор мен ванадий периодтық жүйеде бір топта орналасқан? Неліктен оларды әртүрлі топшаға орналастырады?
37. Ядро зарядтары a) 8; б)13;в)18;г) 23;д) 53;е) 63;ж)83 болатын элемент атомдарының электрондық формулаларын жазыңдар.
Оқытушы қатысындағы студенттің өздік жұмысына берілген сұрақтар (ОСӨЖ )
1. CO молекуласында көміртек атомының коваленттігі нешеге тең: а) екіге; б) үшке; в) төртке.
Себебі: 1) қозбаған көміртек атомында 2 жұптаспаған электрон бар; 2) көміртек атомы жұптасқан электрондарға акцептор бола алады; 3)көміртек атомында төрт валентті электрон бар.
2. HF және SiF4 арасында реакция жүруі мүмкін бе? а) мүмкін; б) мүмкін емес.
Себебі: 1) HF молекуласы полюсті, SiF4 полюссіз.
2) екі молекулада жұптаспаған электрон жоқ;
3) кремнийдің валенттік орбиталінің саны төрттен көп және оның жартысы валентті электронмен толмаған; 4) кремнийдің валенттік электрон саны 4-ке тең; 5) HF молекуласы жұп электрон арқылы донор бола алады.
3. O2 молекуласына қандай магниттік қасиеттер тәң:
a) диамагнитті;б) парамагнитті.
Себебі: 1)O2 молекуласында электрондардың саны жұп болады;
2)O2 молекуласының спинінің қосындысы нольден айрықша.
4.NO молекуласында байланыс еселігі нешеге тең?
А)2; B)2,5; C)3.
Себебі: 1)π -орбиталінде байланыстырушы электрондардың саны 4; 2) байланыстырушы орбитальдарда босаңдатушы орбитальдарға қарағанда 5 электрон артық орналасқан ; 3) азот атомында 3жұптасқан электрон бар.
5. Мына бөлшектердің қайсысы парамагнитті:
A) N2; B) O2; C) NO; D) CO; E) CN?
6. Мына бөлшектердің қайсысы МО теориясы бойынша тұрақты күйінде бола алмайды?
A) H2+; B) H2; C) H2 - ; D)He2; E) He?
7. Байланыстардың барлығы σ-типке жататын молекулалар тобың анықтаңыз?
A) NH3, HCl, H2O D) NO2,O2, CH4
B) CO, SO2, N2 E) SO2, Cl2, HF
C) SO2, C2H2, AlH3
8.Құрамында σ- және π –байланысы бар молекуланы анықтаңыз:
A) AICI3 B) NH3 C)O2 D)H2O E)Cl2
9.Құрамында полюстi ковалентті байланысы бар полюссіз молекуланы анықтаңыз:
A) N2 B) H2S C) NaF D) H2O E) BeCl2
10.Атомдық орбиталдардың sp2- гибридтелуіне түзілетін байланыстар арасындағы бұрыш:
A)120 0 B)60 0 C)109 028 , D)104 0 5, E)180 0C
11. SiCl4 қосылыстағы атомдық орбитальдардың гибридтелу түрін анықтаңыз:
A) sp2 B)sp3 C)sp3d D)sp E)sp3d2
12. O2 –молекулалық ионның түзілу мүмкіндігін және байланыс еселігін анықтаңыз
A)1 B)2 C)0,5 D)1,5 E)2,5
13. МО әдісі бойынша Cl2 молекуланың магниттік қасиеттері қандай?
А) диамагнитті В) парамагнитті
Студенттің өзбетімен орындауға арналған жаттығулар мен есептер (СӨЖ )
1. H2,Cl2 және HCl молекулаларындағы химиялық байланыстардың түрлерін көрсетіңіз.
2. Элементтердің электртерістіктерінің мәндерін пайдала отырып K-Cl, Ca-Cl, Fe-Clжәне Ge-Cl байланыстары үшін электртерістіктердің айырымын есептеңіз. Қандай байланыста иондық табиғаты басымдау келеді?
3. Валенттік байланыстар теориясы тұрғысынан BF3молекуласы мен BF4 – ионының электрондық құрылысын жазыңыз.
4. CH4,NH3 молекулаларындағы және NH4 ионындағы коваленттік байланыстардың түзілу әдңстерін көрсетіңіз.
5. NCl3, CS2 және ICl5 молекулаларындағы байланыстардың табиғатын түсіндіріңіз. Әр қосылыс үшін электрон жұбының ығысу бағытын көрсетіңіз.
6. NF3, OF2, ClF және CO2 молекулаларындағы байланыстардың табиғатын түсіндіріңіз. Әр қосылыс үшін электрон жұбының ығысу бағытын көрсетіңіз.
7. Хлороформ CHCl3 молекуласының валенттік схемасын көрсетіп, атомдар арасындағы қандай байланыстың полюстігі жоғары екендігін және осы байланыста электрон жұбы қандай атомға қарай ығысқанын көрсетіңіз.
8. HCN молекуласының диполь моменті μ =9,66.10-30 Кл.м, ал электрон зарядының абсолюттік мәні q =1,60.10-19 Кл. Дипольдің ұзындығын есептеңіз.
9.Неліктен CS2 молекуласының диполь моменті нольге тең болатындығын молекуланың структуралық формуласын жазып түсіндіріңіз.
10. Байланыстырушы электрон жұптарын көрсету арқылы H2, O2, Cl2, N2 және CH4 молекулаларының құрылысын келтіріндер. Азот молекуласының аса беріктігін немен түсіндіруге болады?
11. Бірдей атомдардан түзілген молекулалардың диполь моменті мен диполь ұзындығы неге тең?
12.Келтірілген полюсті байланыстардың оң және теріс полюстерін көрсетіндер: a) H-F; б) C-H;в) H-S;г)C-I;д)C=O;е)C-F;ж)S=0.
13. HCl молекуласындағы диполь ұзындығы 0,22 Ao-ге тең. Молекуланың диполь моментін есептеңдер.
14. Келтірілген қосылыстардағы атомдар арасындағы байланыс түрін анықтаңдар: KHF2, H2O, HNO3, KHSO4
15. Мына қатардағы қосылыстардың беріктігі қалай өзгереді: HF, HCl, HBr, HI?
16. Элементтердің электртерістігін пайдаланып, мына байланыстарда элекрон жұбы қай атомға қарай ығысатығын табыңдар: S-K, S-H, S-Br, S-C.
17. H-N байланысының диполь моменті 4,342.10-30 Кл.м-ге тең, H-N байланыс ұзындығы 0,101 нм. Сутегі мен азоттың эффектілі зарядын H+δ, N- δ табыңдар.
18. C-N байланысында көміртегі мен азоттың эффектілі заряды электронның абсолют зарядының 0,071 бөлігіне тең. C-N байланысының диполь моменті 1,67.10-30 Кл.м. Диполь ұзындығын есептендер.
19. PCl3, BF3, CS2, CCl4, Cl2O молекулаларда электрон жұптары қай элементке қарай ығысады?
20. ВБ теориясы бойынша NH3 молекуланың кеңістіктегі құрылысын, полюстігін, байланыстардың табиғатын (σ , π байланыс, гибридті, полюсті, полюссіз ковалентті, ионды) анықтаңыз.
21. H2O, H2S, H2Se, H2Te молекулалардың құрылысын қарастырып (полюстілігін, байланыстар табиғатын σ , π ), байланыстар арасындағы бұрыштар қалай өзгереді? Неге?
22. H2, H2O, PH3, BH3, KBr молекулалардың полюстілігін анықтап, полюсті ковалентті байланысы бар полюссіз молекуланы анықтаңыз (жауапты түсіндіріңіз).
23. CCl4 және CH3Cl молекулалардың құрылысын және полюстілігін валентілік байланыс әдісі бойынша талдаңыз.
24. HF, HCl, HBr, HI, KI молекулалардың құрылысын қарастырып (полюстілігін, байланыстар табиғатын σ , π), дипольдік моменттері қалай өзгеретіндігін талдаңыз?
25. SiCl4 молекулаланың кеңістіктегі құрылысын, полюстілігін валенттік байланыс әдісі бойынша байланыстардың табиғатын (σ , π байланыс, гибридті, полюсті, полюссіз ковалентті, ионды) анықтаңыз.
26. Азот молекуласындағы (N2) атомдар арасындағы байланыстардың түрлері мен түзілу табиғатын валенттік байланыстар әдісі бойынша анықтаңыз.
27. O2 молекуланың және O2-, O2+ молекулалық иондардың молекулалық орбитальдар әдісі бойынша энергетикалық диаграммаларын құрастырып түзілу мүмкіншілігін, байланыс еселегін және магнитті қасиеттерін анықтаңыз.
28. NO молекуланың молекулалық орбитальдар әдісі бойынша энергетикалық диаграммасын құрастырып байланыс еселегін және магнитті қасиетін анықтаңыз.
Оқытушы қатысындағы студенттің өздік жұмысына берілген сұрақтар (ОСӨЖ )
1. [Pt(NH3)4Cl2]Cl2 қосылыстағы комплекстүзгіштің координациялық саны мен тотығу дәрежесі
A) 6 және 4+ B) 4және 4+ C)4 және 2+
D) 2 және 0 E)6 және 2+
2. Калий хлоропентагидроксоплатинаты (IV) деп аталатын қосылыстың формуласы:
A) K2[Pt(OH)5Cl] C) K2[Pt(OH)6Cl2] E)K[Pt(H2O)7Cl2]
B) K[Pt(H2O)5Cl] D) K[Pt(H2O)5Cl2]
3.Комплексті ионның [Ni2 (NO) 2(CN) 6]4- атын атаңыз:
А) никель нитроцианид анионы
В) никель цианонитрит ионы
С) гексанитратоцианоникелет (III) анионы
Д) гексацианодинитроникелат (II) анионы
Е) гексанитродицианоникелат (III) ионы
4. Кешен ионының заряды бойынша кешен катионға жататын кешен қосылысын анықтаңыз.
A) [Co (NH3)2(NO2)3] B) K3 [AIF6] C) Na 2 [Zn (OH)4]
D) [Cr (NH3)5C1] SO4 E) K2 [PtC14]
5. Ацидокомплекске жататын кешен қосылысы:
A) [Cu(NH3)4]SO4 В)Na2[Pb(OH)4] C) K3[Al(OH)6]
D) [Cu (H2O) 4] SO4 E) K 2[Co (SO3)2]
6. Тұрақтылығы ең жоғары болаты кешен ионы:
A) [HgCl4]2- KТ-З=8,5.10-18
В) [HgBr4]2- KТ-З=1,0.10-21
C) [HgI4]2- KТ-З=1,5.10-30
D) [Hg(CNS)4]2- KТ-З=1,0.10-22
E) [Zn(CN)4]2- KТ-З=1,3.10-17
7. Құрамындағы комплекстүзгіш пен лигандаларға оңай ыдырайтын кешен ионын анықтаңыз.
A) [Ag(S2O3)2]3- KТЗ=1,0.10-13
В) [Ag(CN)2]- KТЗ=1,0.10-21
C) [Ag(SCN)2]- KТЗ=2,0.10-11
D) [Ag(NH3)2]+ KТЗ=5,9.10-8
E) [Ag(NO2)2]- KТЗ=1,3.10-3
8. Қандай қосылыстың ерітіндісінде Cu2+ иондардың концентрациясы ең аз болады?
A) CuSO4 C) Cu (NO3)2
B) CuCl2 D) [Cu (NH3)4] SO4 E) CuSO4.5H2O
9. Нитропентаамминкобальт (III) хлориді кешен қосылыстың формуласы:
A) [Co (NH3)3(NO2)2Cl]; D) [Co (NH3)5NO2] Cl;
B) [Co (NH3)5(NO2) Cl2]; E) [Co (NH3)5 Cl] (NO2)2;
C) [Co (NH3)3(NO2) Cl] Cl
Студенттің өзбетімен орындауға арналған жаттығулар мен есептер (СӨЖ )
1. [Cu(NH3)4]SO4 , K2[PtC16], K[Ag(CN)2] комплексті қосылыстардың атын атап комплекстүзгіштің тотығу дәрежесін және координациялық санын анықтаңыз.
2. [Cr(H2O)4Cl2]OH, K2[HgBr4], Na4[Fe(CN)6] комплексті қосылыстардың атын атап комплекстүзгіштің тотығу дәржесін және координациялық санын анықтаңыз.
3. Кобальт (III) координациялық саны =6 болса,CoCl3∙6NH3, CoCl3∙5NH3, CoCl3∙4NH3 комплексті қосылыстардың координациялық формулаларын жазып, аттарын атаңыз.
4. Кешен иондардың Ag(CN)2]- (KТ-З=1,0∙10-21 ), [Ag(NH3)2]+ ( KТ-З=6,8∙10-8 ) [Ag(SCN)2]- (KТ-З=2,0∙10-11) жақшадағы тұрақсыздық константаларKТ-З шамаларын пайдаланып, ерітінділердің мольдік концентрациялары бірдей жағдайда, Ag + иондарының концентрациясы жоғары болатын ерітіндіні анықтаңыз.
5. Комплекстүзгіштері Cr3+,Pd2+,Ni2+ болатын кешен ионардың [Cr(NH3)5NO3]x, [Pd(NH3)Cl3]x, [Ni(CN)4]x зарядын анықтап, комплексті қосылыстарын құрастырып, аттарын атаңыз.
6.Кешен иондардың[Co(CN)4]2-,[Hg(CN)4]2-, [Cd(CN)4]2- тұрақсыздық константаларының мәндері сәйкес 8∙10-20, 4∙10-41, 1,4∙10-17 . Ерітіндінің молярлы концентрациялары бірдей болса, CN – иондардың концентрациясы үлкен болатын кешен ионың анықтаңыз.
7. Rb2[PbBr6]; K2[PbCl4], Na[Sb(SO4)2] қосылыстардағы комплекстүзгіштің тотығу дәрежесін, координациялық санын кешен ионның зарядың және KТ-З көрінісін жазыныз.
8. [Ag(NH3)2]+, [Fe(CN)6]4-, [PtCl6]2- кешен иондардың аттарың атап, тұрақсыздық константаларының көрінісің жазыңыз. Комплекстүзгіштің тотығу дәрежесін мен координациялық санын анықтаңыз.
9. [Zn(NH3)4]+, [Fe(CN)6]3-, [PtCl4]2- комплексті иондардың аттарын атап, тұрақсыздық константаларының көрінісің жазыңыз. Комплекстүзгіштің тотығу дәрежесін мен координациялық санын анықтаңыз.
10. Платина (II) комплекстүзгіштің координациялық саны 4 тең болса, PtC12∙3NH3; PtC12∙NH3.KCl; PtC12∙2NH3 кешен қосылыстардың координациялық формулаларын жазып, аттарын атаңыз.
11. Fe 3+, NH3, Cl-, K+ бөлшектердің тіркесімі бойынша жеті кешен қосылысты құрастыруға болады. Осы қосылыстардың формулаларын жазыңыз.
12. [Cr(CN)6]3- кешен ионның түзілу механизмің қарастырып, кеңістіктегі құрылысын анықтаңыз.
13.[AuCN2]- кешен ионы комплекстүзгіштің AO гибридтелу түрін анықтаңыз.
14. Құрамы CuCl2.4H2O және 4KCN.CoCN2 болатын қосылыстардың координациялық құрылысын қарастырып олардың координациялық формаларын жазып, атын атаңыз.
15. Кешен қосылыстардың формулаларын құрастырыңыз:
a) аммоний гексахлоропаллааты (IV) цезий дихлороаргенаты (I)
б) дихлоротетраамминкобальта (III) сульфаты
хлоротетраминотемір (III) хлориді
в) аммоний гидроксотрихлороаураты (III) индий (I) тетраиодоиндат(III)
д) бромотетраамминкобальт (III) нитраты
енатрий бис (тиосульфато) аргенаты (I)
16.Кешендер аталымдарында қателерін анықтап, дұрыс жауабын келтіріңіз.
a) [Fe(CO)5] – темір карбонилы
б) [Os(NH3)6] – осмий гексаамины
в) [Al(H2O)6]3+ - гексагидроксоалюминий
г) [Cr(H2O)4Cl2] – тетрааквадихлорохром (II)
17. Кешендер аталымдарында қателерін анықтап, дұрыс жауабын келтіріңіз.
a) [TiF6]2- - гексафтортитанат ионы
б) [Ag(CN)2]- - дицианидокүміс (I) ионы
в) [PbCl6]2- - гексахлороплюмбат (II) ионы
г) [Cr(NH3)2(H2O)4]- - .
18. Координациялық саны 6-ға тең, комплекстүзгіштің Co III қатысуымен түзілген кешен қосылыстардың координациялық формулаларын қателерін анықтап, дұрысын келтіріңіз.
a) [Co (NO2)4(NH3)2]-, [Co (NH3)3(NO2)3]+
б) [Co(H2O)3(NH3)3], [Co(NH3)4Cl2]+
в) [Co(H2O)4(NH3)3], Na3[Co(NH3)6]
Оқытушы қатысындағы студенттің өздік жұмысына берілген сұрақтар (ОСӨЖ)
1. Есептеу жүргізбей ақ, мына процестердің қайсысы үшін энтропияның өзгерісі оң болатынын көрсетініз.
A) MgO (к) + H2 (г) = Mg (к) +H2O(c)
B) C (графит) + CO2 (г) = 2CO (г)
C) CH3COOH (сулы) = CH3COO-(сулы) + H + (сулы)
D) 4HCl (г) +O2 (г) =2Cl2(г) + 2H2O (г)
E) NH4NO3 (к) = N2O (г) + 2H2O (г)
2. Кез келген температурада мына жағдайлардың қайсысы мүмкін болады:
A) ΔH0, ΔS0 B) ΔH0, ΔS0 C) ΔH 0, ΔS0
3. Кез келген температурада мына жағдайлардың қайсысы жүзеге аспайды:
A) ΔH0, ΔS0 B) ΔH0, ΔS0 C) ΔH 0, ΔS0
4. P=cont болған кезде реакция өзбетінше мына жағдайда жүреді:
A) ΔG0; B) ΔG=0; C) ΔG0; D) ΔS0; E) ΔH0
5. 4CO+2SO2=S2+4CO2 реакцияға қатысатын затардың стандарты жағдайдағы түзілу энтальпиялары (ΔH 0f) белгілі болса химиялық реакцияның жылу эффектісін ΔH 0 298 қалай есептеуге болады:
A) ΔH 0 298 = ΔH 0f (CO)+ ΔH 0f (SO2) - ΔH 0f (S2)- ΔH 0f (CO2);
B) ΔH 0 298 = ΔH 0f (S2) + ΔH 0f (CO2) - ΔH 0f (CO) - ΔH 0f (SO2);
C) ΔH 0 298 = 4ΔH 0f (CO)+ 2ΔH 0f (SO2) +2 ΔH 0f (S2)+4 ΔH 0f (CO2);
D) ΔH 0 298 = 4ΔH 0f (CO)+ 2ΔH 0f (SO2) - ΔH 0f (S2)-4 ΔH 0f (CO2);
E) ΔH 0 298 = ΔH 0f (S2) + 4ΔH 0f (CO2) -4 ΔH 0f (CO) -2 ΔH 0f (SO2);
6. PtCl2 (к) + Cl2 (г) =PtCl4 (к) реакцияның жылу эффектісін (кДжмоль) және реакция түрін анықтаңыз, егер стандартты жағдайда заттардың түзілу энтальпиялары ΔH 0 298 (кДжмоль):
PtCl2 (к) = -118,0; PtCl4(к) = -226,0 тең болса.
A) -344, экзотермиялық D) 344, эндотермиялық
B) -108, эндотермиялық E) -266, эндотермиялық
C) -108, экзотермиялық
7. Энтропияның өзгеруі ΔS (ретсіздік) кему ретімен жүретін процесті анықтаңыз:
A) H2O (c) → H2O (г) D) 4HCl (г) + O2 (г) →2H2O (г) +2Cl2(г)
B) H2 (г) + Cl2 (г) →2HCl (г) E) 2NH3 (г) →N2 (г) +3H2 (г)
C) N2O4 (г) →2NO2 (г)
8. Азот диоксидінің стандартты түзілу жылуы: ΔH 0 298(NO2) =-33,5 кДжмоль. Келтірілген реакциялардың ішінен жылу эффектісі осы санға тең реакцияны белгілеңіз (T=298K).
A) N2+2O2 =2NO2; D) NO + 12 O2 =NO2;
B) 2NO +O2 =2NO2; E) 4NH3 +7O2=4NO2+6H2O
C) 12 N2 +O2=NO2;
9. Энтропияның өзгеруі ΔS өсу ретімен жүретін процесті анықтаңыз.
A) CaO (к) +H2O (с) = Ca (OH) 2 (к) D) C (графит) → C (алмаз)
B) NH3 (г) +HCl (г) = NH4Cl (г) E) 4Fe (к) + 3O2 (г) = 2Fe2O3 (к)
C) N2O4(г)→2NO2(г)
10. (NH4)2CrO4(кр) аммоний хроматының түзілу Гиббс энергиясы мына реакцияның Гиббс энергиясының өзгеруіне тең:
A) 2NH3 (г) +H2CrO4 (c) = (NH4)2CrO4 (к)
B) 2NH3 (г) +CrO3 (к) +H2O (с) = (NH4)2CrO4 (қ)
C) N2 (г) +4H2 (г) +Cr (қ) + 4O2 (г) = (NH4)2CrO4 (қ)
D) 2N(г)+8H(г)+Cr(г)+4O(г)=(NH4)2CrO4(қ)
E) (NH4)2CrO4 (ққ) =2NH3 (г) +CrO3 (қ) +H2O (с)
11. 2PH3(г) + 4O2(г) = P2O5(к) +3H2O(с) реакция теңдеуінен стандартты жағдайда фосфиннің түзілу энтальпиясын ΔH 0 298 PH3 (кДжмоль) анықтаңыз. ΔHх.р. = -2360 кДж, ΔH 0 298P2O5 (қ) =-1492 кДжмоль және ΔH 0 298 H2O (с) = -285, 8 кДжмоль.
A) -21,2 B) -10,6 C)-5,3 D)5,3 E)30,6
12. CaO(қ) +CO 2(г) ↔CaCO3(қ) тура бағытта өзбетінше жүре алады ма? Жауапты реакцияның Гиббс энергиясын есептеу арқылы дәлелдеңіз. ΔG 0 298 (кДжмоль):
CaO (қ) =-604,2; CO2(г)=-394,64; CaCO3(қ)=-1128,7.
A) -998,84 кДжмоль, ия; D) -2124,6 кДжмоль, ия;
B) -129,9 кДжмоль, жоқ; E) -129,9 кДжмоль, ия
C) +998,84 кДжмоль, жоқ;
13. Есептеу жүргезбей ақ, мына процестердің арасынан ΔS0 кему ретімен жүретін реакцияларды анықтаңыз :
A) 2NH3 (г) = N2 (г) +3H2 (г)
B) CO 2(к) = CO 2 (г)
C) 2NO (г) + O2 (г) =2NO2 (г)
D) 2H2S (г) +3O2 (г) = 2H2O (с) +2SO2 (г)
E) 2CH3OH (г) +3O2 (г) = 4H2O (г) + CO2 (г)
Студенттің өзбетімен орындауға арналған жаттығулар мен есептер (СӨЖ )
1. Термохимиялық теңдеулер бойынша реакциялардың экзо- немесе эндотермиялық екенің анықтаңыз:
C (г) + H2O (г) =CO (г) + H2 (г) ΔH0= +132кДж
CuO (к) + C (г) = C (к) +CO (г) ΔH0= +46 кДж
FeO (к) + CO (г) = Fe (к) +CO2 (г) ΔH0= - 12 кДж
MgO (г) + Al2O3 (г) = (MgAl2) O 4 (г) ΔH0= -39 кДж
2. Реакцияларды теңестіріп стандартты энтальпиясын есептеңіз.
A) ZnS (г) +O2 (г) = ZnO (г) + SO2 (г)
B) Al2 (SO4) 3(г) = Al2O3 (г) +SO3 (г)
C) AgNO3 (г) = Ag ( г) + NO2(г) +SO3(г)
D) SO2 (г) +H2S (г) = S (г) + H2O (ж)
3. ΔH 0 тұз. MgO(к)= -602 кДж моль ; ΔH0 тұз. CO2(г)= -395,4 кДжмоль мәндерін және магний карбонатының MgO(к) мен CO2(г) заттарға ыдырау реакцияның жылуын (энтальпиясын) 115,6 кДжмоль пайдаланып MgCO 3(к) үшін стандартты түзілу жылуын есептеңіз.
4. Берілген термохимиялық тендеулер бойынша мышьяк (V) оксидінің жай заттардан стандартты түзілу энтальпиясын есептеніз.
4As(г) + 3O2(г) = 2As2O 3(к); ΔH0= - 1328 кДж
As2O 3(к) + O2(г) =As2O 5(г) ; ΔH0= - 261 кДж
5. Реакция тендеуі бойынша темір (III) оксидінің стандартты энтропиясын есептеңіз.
4FeO(к) + O2(г) = 2Fe2O3(к) : ΔS o х.р. = -259 ДжК
6. Темір (III) оксидінің жай заттардаң стандартты түзілу энтропиясын:
4Fe(к) +3O2(г) = 2Fe2O3(к) берілгендер бойынша есептеңіз:
2Fe(к) +O2(г) = 2Fe2O(к) ; ΔS o (I)= -145 ДжК
4FeO(к) + O2(г) = 2Fe2O3(к); ΔS o (II)= -259 ДжК
7. T=1230 K температурада 2SO2 (г) + O2 (г) =2SO2 (г) реакцияның Гиббс энергиясын есептеңіз, егер реакцияның ΔH0= - 198 кДж және ΔS o =-187ДжК болса. Осы жағдайда жабық жүйеде бұл реакция өздігінен жүре ме?
8. Төмендегі реакцияларды пайдаланып этиленнің C2H4 түзілу жылуын (ΔH0 тұз,298) есептеңіз:
C2H4(г) +3O2(г) =2CO2 (г) +2H2O(г) ; ΔH0 298=-1323 кДж
C (графит) + O2 (г) = CO2 (г) ; ΔH0 298=-393,5кДж
H2 (г) + 0,5 O2 (г) = H2O(г) ; ΔH0 298=-241,8 кДж
9. Төмендегі реакцияларды пайдаланып MgCO3 (к) –ң түзілу жылуын (ΔH0 тұз,298) есептеңіз:
2Mg (к) + O2 (г) = 2MgO (к) ; ΔH0 298=-1203,6 кДж
C (графит) + O2 (г) = CO2 (г) ; ΔH0 298=-393,5 кДж
MgO (к) + CO 2 (г) = MgCO3(к) ΔH0 298=-117,7 кДж
10. Төменде келтірілген реакциялардың ΔG0298 –ң мәндерін талдай отырып, қорғасын мен қалайыға қандай тотығу дәрежелері біршама тән екендігін анықтаңыз:
PbO2(к) + Pb(г) = 2PbO(к) ; ΔG0298 0
SnO2 (к) + Sn(г) =2SnO(к) ; ΔG0298 0
11. Есептеулер жүргізбей ақ төменде көрсетілген реакциялар жүру барысында жүйенің энтропиясы қалай өзгеретіндігін (таңбасын) анықтаңыз:
A) 2NH3 (г) = N2 (г) + 3H2(г) ;
B) 2CH3OH (г) + 3O2 (г) = 4H2O(г) +2CO2(г) ;
C) 2H2S (г) + 3O2 (г) = 2H2O(с) + 2SO2(г) ;
D) 2NO (г) + O2 (г) = 2NO2 (г)
12. Мына оксидтердің қайсысы 298 K температурада алюминиймен тотықсыздану мүмкін: CaO, FeO, CuO, PbO, Fe2O3, Cr2O3? Жауабыңызды есептеулермен дәлелдеңіз.
13. Төменде көрсетілген реакцияның ΔG0298 мәнің есептеп стандартты жағдай мен 298 K температурада реакция бай бағытта өз еркімен жүретіндігін анықтаңыз:
N2(г) + 0,5 O2(г) = N2O(г) .
14. Төменде көрсетілген реакцияның ΔG0298 мәнің есептеп стандартты жағдай мен 298 K температурада реакция бай бағытта өз еркімен жүретіндігін анықтаңыз:
Fe2O3 (к) +3CO (г) = 2 Fe (к) +3CO2(г)
15. Төменде көрсетілген реакцияның ΔG0298 мәнің есептеп стандартты жағдай мен 298 K температурада реакция бай бағытта өз еркімен жүретіндігін анықтаңыз:
Cu (к) + ZnO (к) = CuO (к) + Zn (к)
16. Жүйенің: 4HCl(г) + O2(г) ↔2H2O(г) + 2Cl2(г) , стандарты жағдайдағы ΔH o х.р. = -114,42кДжмоль , ΔS o х.р. =-128,4Джмоль тең болса, тепе теңдік қандай температурада түзіледі?
17. Энтропи өсу ретімен жүретін реакцияларды анықтаңыз
A) CaO(к) +H2O(ж) = Ca(OH)2(к) ; B) 4Fe(к) +3O2(г) = 2Fe2O3(к) ;
C) 2NH3(г) + HCl(г) = NH4Cl(к) ; D) N2O4(г) →2NO2(г) ;
E) S(к) + O2(г) = SO2(г)
18. Берілген термохимиялық теңдеулерінен кальций гидроксидінің стандартты түзілу энтальпиясын ΔH0298 (Ca(OH)2) есептеңіз:
Ca(к) +12 O2(г) = CaO(к) ; ΔH0 298(1)=-635,6 кДж (1)
H2(г) +12 O2(г) = H2O(c) ΔH0 298(2)=-285,84 кДж (2)
CaO(к) +H2O(с) = Ca(OH)2(к) ; ΔH0 298(3)=-66,06 кДж (3)
19. Берілген термохимиялық теңдеулерінен газ тәрізді фосфор пентахлоридінің стандартты түзілу энтальпиясын ΔH0 298 (PCl5(г)) есептеңіз:
2P(к) +3Cl(г) → 2PCl3(г) ; ΔH0 298=-560 кДж
PCl3 (г) + Cl2 (г) → PCl5(г) ; ΔH0 298=-86,9 кДж
20. 1кг натрий карбонатын ыдырату үшін
Na2CO3(к) = Na2O(к) + CO2(г), берілген термохимиялық теңдеулерінің қажетті жылу мөлшерін есептеңіз:
Na2CO3(к) + SiO2(к) = Na2SiO3(к) + CO2(г); ΔH0 298(1)=81,04 кДж
Na2O(к) + SiO2(к) = Na2SiO3(к) ; ΔH0 298(2)=-243,17 кДж
Оқытушы қатысындағы студенттің өздік жұмысына берілген сұрақтар (ОСӨЖ)
1. Егер реакциялық 2NO + O2 →2NO2 ыдыстың көлемін 2 есе ұлғайтса реакцияның жылдамдығы қалай өзгереді:
A) 4 есе азаяды; B)8 есе азаяды; C)4 есе өседі; D) 8 есе өседі
2. Жүйеге катализатор қосқанда реакция жылдамдығының өсуі немен түсіндіріледі:
А) активтендіру энергиясының азаюымен;
В) молекулалардың орташа кинетикалық энергиясының өсуімен;
С) соқтығысу санының өсуімен;
D) активті молекула санының өсуімен.
3. 20 0 C температурада белгілі бір реакцияның жылдамдық константасы 10-4 мин -1 , ал 50 0 C температурада 8∙10-4 мин -1ге тең. Реакция жылдамдығының температуралық коэффициенті нешеге тең:
A) 2; B)3; C)4; D)5
4. Келтірілген реакция үшін:
S(к) + O2(г) = SO2(г)
Әрекеттесу массалар заңының көрінісі:
A) υ=k.C(S).C(O2) В) υ=k.C(O2) С) υ=k.C(S)
D) υ=k.C(S O2). Е) υ=k.C(S).C(O2) . C(S O2).
5. 2NH3(г) + HCl(г) →NH4 Cl(к) реакцияда аммиактың концентрациясын 2 есе арттырса реакция жылдамдығы қалай өзгереді?
A) өзгермейді B)2есе артады C)2есе кемиді
D)4 есе артады E) 4есе кемиді
6. Әрекеттескен заттардың концентрациясын 2 есе артырса реакция:
2N2O5=2N2O4 +O2 жылдамдығы қалай өзгреді?
A) 10 есе артады; B) 4есе кемиді; C)өзгермейді;
D)2 есе артады ; E) 4есе артады.
7. Температуралық коэффициент γ=3 болса, реакция жылдамдығын 81 есе кеміту үшін температураны неше градусқа төмендету керек?
A)40; B) 30; C)20; D)10; E)9
8. Тепе-теңдікті: 2CO2(г) + O2(г) ↔2CO2(г) +Q бастапқы заттарға (солға) қарай ығыстыру үшін:
А) СО концентрациясын арттыру керек
В) температураны кеміту керек
С) қысымды арттыру керек
D) CO2 концентрациясын кеміту керек
Е) температураны арттыру керек
9. 2NH3(г) +5NO2(г) = 7NO(г) + 3H2O(г) реакциядағы аммиактың концентрациясын 4 есе артырса, реакция жылдамдығы неше есе өседі?
A) 2 B) 16 C) 32 D) 128 E) 512
10.Температураны 70 0C- ден 40 0C-қа дейін төмендетсе, реакция жылдамдығы қалай өзгереді ( γ=3)?
A) 3есе кемиді B) 9 есе артады C) 27 есе артады
D) 27есе кемиді E) 30есе артады
11. Тепе-теңдікті солға қарай ығыстыру үшін реакция жағдайын қалай өзгерту керек: H2(г) +Cl2(г) ↔2HCl(г)
А) жүйенің қысымын кеміту керек
В) жүйенің қысымын арттыру керек
С) хлордың концентрациясын арттыру керек
D) хлорсутектің концентрациясн арттыру керек
Е) сутектің концентрациясын арттыру керек
12. 4HCl(г) +O2(г) ↔2H2O(г) +2Cl2(г) , ΔH0, жүйенің тепе-теңдігін оңға (хлор түзілу бағытқа) қарай ығыстыру үшін:
А) қысымды кемітеді
В) HCl концентрациясын кемітеді
С) Cl2 концентрациясын арттырады
D) температураны арттырады
Е) қысымды арттырады
13. Fe3O4(қ) + 4CO(г) ↔3Fe(қ) + 4CO2 (г) – Q реакция тепе-теңдігін солға қарай ығыстыру үшін:
А) қысымды арттыру керек
В) CO концентрациясын арттыру керек
С) температураны төмендету керек
D) қысымды кеміту керек
Е) температураны арттыру керек
14. Мына әсер етулердің қайсысы химиялық реакцияның тепе-теңдік константасының мәнінің өзгеруіне әкеледі:
А) қысымның өзгеруі;
В) температураның өзгеруі;
С) катализаторды ауыстыру;
D) әрекеттесуші заттардың концентрациясын өзгерту?
Студенттің өзбетімен орындауға арналған жаттығулар мен есептер (СӨЖ )
1.A және В заттарының арасындағы реакция А+2В→С теңдеуімен өрнектеледі. Бастапқы концентрациялар [A]0 = 0,03мольл, [B]0=0,05мольл құрайды. Реакция жылдамдығының константасы 0,4. А затының концентрациясы 0,01 мольл ге азайғандағы біраз уақыт өткеннен кейінгі жылдамдығын және реакцияның бастапқы жылдамдығын табыңдар.
2. Егер a)жүйедегі қысымды 3 есе арттырса ;б) жүйенің көлемін 3 есе азайтса ; в) NO концентрациясын 3есе арттырса, 2NO(2) +O2(г) →2NO2(г) реакциясының жылдамдығы қалай өзгереді?
3. Егер температураны 30 0C-қа көтергенде, реакция жылдамдығы 15,6 есе өссе, реакция жылдамдығының температуралық коэффициенті нешеге тең?
4. Реакцияның жылу эффектісі оның активтендіру энергиясына тәуелді ме? Жауаптарыңды дәлелдеңдер.
5. Егер тура реакция жылу бөле жүрсе, онда қандай бағыттағы тура немесе кері реакцияға үшін активтендіру энергиясы үлкен болады?
6. Егер 280 K-ге қарағанда реакция жылдамдығы 300K-та 10 есе көп болса, реакцияның активтендіру энергиясының мәні неге тең?
7. O3 (г) +NO(г) →O2(г) + NO2(г) реакциясының активтендіру энергиясы 10 кДжмоль-ге тең. Температураны 27 oC- ден 37 0C-ге дейін көтергенде реакция жылдамдығы неше есе өзгереді?
8. Реакция жылдамдығының температуралық коэффициенті активтендіру энергиясының мәніне байланысты ма? Жауаптарыңды дәлелдеңдер.
9. 2SO2 + O2 =2SO3 теңдеу бойынша:
а)оттегінің концентрациясын 2 есе өсіргенде ;б) SO2 нің концентрациясын 3 есе өсіргенде жылдамдығы қалай өзгереді?
10. Реакцияның жылдамдығын 9 есе арттыру үшін берілген реакциядағы 2H2S+SO2=3S+2H2O күкіртсутек пен күкірт (IV) оксидінің концентрацияларын неше есе өсіру керек?
11. 2Fe(қ) + 3Cl2(г) = 2FeCl3(қ) реакцияның жылдамдығы қысымды 3 есе арттырғанда қалай өзгереді?
12. Газдар қоспасының температурасын 140 0C-ден 110 0C-ге дейін төмендетсе температуралық жылдамдық коэффициенті 3-ке тең реакцияның жылдамдығы қалай өзгереді?
13. Температура 45 0C-ге төмендегенде 25 есе баяулайтын реакция жылдамдығының температуралық жылдамдық коэффициентін табындар.
14. Жабық ыдыста тепе-теңдік орнаған:
CO2 (г) + H 2 →CO(г) + H2O(г) ; тепе-теңдік константасы бірге тең.
a) Егер берілген температурада 1 моль CO2 және 5моль H2 араластырса, CO2 нің қанша проценті CO-ға айналады;
б) егер тепе тендік орнағанда реакцияға сутектің бастапқы мөлшерінің 90% реакцияға түссе, CO2 мен H2 қандай көлемдік қатынаста араластырылған?
15. N2(г) + 3H2(г) →2NH3(г) ΔH 0 =-92,4кДж жүйесінде тепе-тендік кезінде қатысатын заттардың концентрациялары тең : [N2]=3 мольл ; [H2]=9 мольл ; [NH3]=4мольл.
a) H2 және N2 бастапқы концентрацияларын;
б) температураның өсуімен тепе-тендік қалай қарай ығысатын;
в) реакциялық ыдыстың көлемін кішірейтсе тепе-тендік қай бағытқа ығысатынын анықтандар.
16.Белгілі бір температурада 2NO2→2NO+O2 жүйесіндегі тепе -тендік келесі концентрацияларда орнады : [NO2]=0,006мольл ; [NO]=0,024мольл ; [O2]=0,012 мольл. Реакцияның тепе-тендік константасын және NO2-ның бастапқы концентрацияларын табыңдар.
17.A(г) + B(г) →C(г) +D(г) жүйесіндегі A және B газдарын араластырған соң мынадай концентрацияларда тепе –тендік орнайды: [B]=0,05 мольл; [C]=0,02 мольл. Реакцияның тепе –тендік константасы 4∙10-2 тең. A және B заттарының бастапқы концентрацияларын табыңдар.
18.Егер N2O4 бастапқы концентрациясы 0,08 мольл, ал тепе –тендік орнаған сәтте 50% N2O4 диссоциацияланған болса, онда N2O4→2NO2 реакциясының тепе –тендік константасын табындар.
19.C (графит) +CO2(г) →2CO2(г) ; ΔH 0 =172,5 кДж жүйесі тепе тендік жағдайда болады:
а) қалыпты қысымда температура жоғарлағанда тепе тендік қоспада CO2 мөлшері қалай өзгеретінің;
б) температура өзгеріссіз болса, жалпы қысымды жоғарлатқанда, температураны жоғарлатқанда, жүйеге катализатор қосқанда тепе тендік константасы өзгере ме?
20. Қайтымды реакцияларының:
2CO(г) + O2(г) →2CO(г); ΔH 0 =-566 кДж
N2 (г) + O2 (г) → 2NO (г) ; ΔH 0 =160кДж
а) температура төмендегенде; б) қысым жоғарлағанда тепе тендік қай бағытқа ығысады?
21. Мына реакциялардың:
2H2(г) +O2(г) → 2H2O(г) ΔH 0 =- 483,6 кДж
CaCO3(қ)→ CaO(қ) + CO2(г) ΔH 0 =179 кДж
а) қысымның өсуі; б) температураның өсуі тепе тендігіне қалай әсер етеді?
22. Жабық ыдыста AB(г) →A(г) + B(г) реакциясы жүрді. Реакцияның тепе тендік константасы 0,04, ал В затының тепе тендік концентрациясы 0,02 мольл құрайды. АВ затының бастапқы концентрациясын табындар. Қанша процент АВ зат ыдырады?
23. Егер қысымды екі есе өсіріп, сонымен қатар температураны 10 0C-қа көтерсе А2(г) + B2(г) →2АВ(г) реакциясының тепе тендігі қай бағытқа ығысады? Тура және кері реакцияның температуралық коэффициенті сәйкесінше 2 және 3-тең. Осы реакцияның ΔH 0 белгісі қандай?
24. Реакцияның активтендіру энергиясы EA=191кДжмоль. Температураны 330- ден 400 K дейін арттырса реакцияның жылдамдық константасы қалай өзгереді kT1kT2 ?
25. Реакция температурасын 500-ден 1000 K дейін арттырса жылдамдық константасы kT2kT1 100 есе артады. Осы реакцияның активтендіру энергиясын EA анықтаңыз.
26. Реакцияның активтендіру энергиясы EA=95,5 кДжмоль. Температураны 500-ден 1000 K дейін арттырса реакцияның жылдамдық константасы қалай өзгереді kT1kT2 ?
27. 4NH3(г) + 5O2(г) =4NO(г) + 6H2O(г) реакциядағы: а) аммиактың концентрациясын 2 есе арттырып, ал оттектің концентрациясын 2 есе кемітсе; б) жүйенің қысымын 2 есе арттырса, реакция жылдамдығы қалай өзереді?
28. 4NO(г) + 6H2O(г) = 4NH3(г) +5O2 (г) реакция жылдамдығы қалай өзгереді, егер: а) жүйенің қысымын 2 есе арттырса; б) жүйенің көлемін 2 есе арттырса; в) NO концентрациясын 3 есе арттырса?
29. H2 + I2 = 2HI реакцияның белгілі температурада жылдамдық константасы k=0,16. [H2] бастапқы = 0,04мольл , [HI] бастапқы = 0,05 мольл. Реакцияның бастапқы жылдамдығын, және [H2]=0,03 мольл болған кездегі жылдамдығын анықтаңыз.