Ерітіндінің концентрациясы еріген зат шамасының ерітінді шамасына қатынасы
МАЗМҰНЫ
КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..3
1 ОРТА МЕКТЕПТЕ ХИМИЯ КУРСЫНДА ЕРІТІНДІЛЕРДІ ОҚЫТУ ӘДІСТЕМЕСІ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..5
1.1 Ерітінділерге жалпы сипаттама ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... .5
1.2 Ерітінділер мен электролиттік диссоциациялану теориясының негізі ... .
2 ОҚУШЫЛАРДЫҢ ЕРІТІНДІЛЕР ТАҚЫРЫБЫНДАҒЫ БІЛІМДЕРІН ЖЕТІЛДІРУ
1.2 Ерітінділерді оқыту әдістемесі
2.2 Орта мектепте ерітінділерді оқыту әдістемесі ... ... ... ... ... ... 1 8
3 ЭКСПЕРИМЕНТТІК БӨЛІМ ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ..
ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..23
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ ... ... ... ... ... ... ..25
КІРІСПЕ
Тақырыптың өзектілігі. Қазіргі әлемдік білім кеңістігіндегі халықаралық стандарт талаптарына сай оқыту үдерісі білім мазмұны қолжетімділік, ғылымилық және оқушылардың жас ерекшеліктерін ескеру ұстанымдарына басымдық беру арқылы анықталады. Бұл ұстанымдар қажет, бірақ дайын ақпарат беру түріндегі қолжетімділік пен мазмұнды күрделендіретін ғылымилықтан құтылу керек. Өйткені мұндай білім мазмұны - студенттің интерактивті түрдегі білім алуына мүмкіндік бермейді. Мұндай мазмұнмен ақпараттық білімнен құзыреттілікке көшу, студенттердің функционалдық сауаттылығын дамыту және критериалды бағалау жүйесін енгізу тұжырымдамасына негізделген жаңа білім стандартын жасау мүмкін емес. Сондықтан білім мазмұнын анықтайтын ұстанымдар әлемдегі озық тәжірибеге сай қайта жасақталуы тиіс.
Халықаралық стандарт талаптарына сай оқыту үдерісінің орталық тұлғасы білім алушы субъект, ал ол субьектінің алған білімінің түпкі нәтижесі құзіреттіліктер болып белгіленуі білім беру жүйесінде функционалдық сауаттылықты қалыптастыру мәселесін негізге алудың өзектілігін арттырып отыр.
Қазақстан Республикасының президенті Н.Ә.Назарбаевтың 2012 жылғы 27 қаңтардағы Әлеуметтік-экономомикалық жаңғырту - Қазақстан дамуының басты бағыты атты жолдауындағы 7-бөлімінде: Білім беру жүйесін жаңғырту барысында біз үшін келесі іс-шараларды жүзеге асырудың маңызы зор. Біріншіден, оқыту үдерісіне қазіргі заманғы әдістемелер мен технологияларды енгізу. Екіншіден, педагогтар құрамының сапасын арттырудың маңызы зор. Үшіншіден, біліктілікті бекітудің тәуелсіз жүйесін құру қажет, ХХІ ғасырда білім беру ісін дамыта білмеген мемлекет құрдымға кетері хақ. Сондықтан біз болашақта жоғары технологиялық және білікті мамандарының шоғырын қалыптастыруымыз қажет. Бұл орайда, Қазақстандағы жоғары оқу орындарының міндеті - әлемдік стандартқа сай білім беру, ал олардан алынған дипломдар дүние жүзі мойындайтындай болуы қажет.
Біз әрбір Қазақстан азаматтарының дұрыс мүмкіндіктермен жоғары білім алуына кепілдік беруіміз қажет, - деген болатын.
Жоғары мектептегі білім берудің басты мақсаты - алдыңғы қатарлы жастар тәрбиелеу, адамзаттың мәдени және өнегелік деңгейі мен оның ой-өрісін арттыру, жоғары білімді маман иелерін дайындау. Білім саясатының өзекті мәселелері- біліммен қамтамасыз етудің ғылыми-әдістемелік жүйесін түбегейлі жаңарту, оқытудың әдістері мен ұйымдастыру түрлерін өзгерту, педагогикалық ғылымдарды ұйымдастыруды қайта құру, ондағы алдыңғы қатарлы оқу-тәрбие тәжірибелері мен қазіргі қоғамның сұраныстарының алшақтығын жою, білімдегі жаңашылдықты саралау, білімді жетілдіру үрдісіндегі үздіксіздікті қамтамасыз етуде оның ролін арттыру.Кез келген сұйық ерітінді еритін заттан, еріткіштен және солардың әрекеттесуі нәтижесінде пайда болған бөлшектерден тұрады. Ерітінділер- кем дегенде екі құрамдас бөліктерден тұратын құрамы өзгермелі гомогенды (біртекті) әр текті емес жүйелер. Ерітінділер газ тәрізді, сұйық және қатты болуы мүмкін. Олардың ішінде жан-жақты зерттелгені және жиі қолданылатыны сұйық, әсіресе, сулы ерітінділер. Сондықтан тұрмыста ерітінділер деп, көбінесе, сұйық күйдегі молекула-дисперстік жүйелерді айтады. Ерітінділердің құрамы құрамдас бөліктердің конценрацияларымен сипатталады. Ерітінділер қаныққан, қанықпаған және аса қаныққан деп бөлінеді. Берілген температурада жақсы еритін заттардың ерігіштігінің де шегі бар. Еріген заттың концентрациясы белгілі бір мөлшерден асқанда, оның артығы ерімей, ерітіндінің түбіне шөгеді. Бұл кезде ерітінді мен еріген зат тепе-теңдік жағдайда болады. Мұндай ерітінділерді қаныққан ерітінділер, ал концентрациялары қаныққан ерітіндінің концентрациясына дейінгі барлық ерітінділерді қанықпаған ерітінділер деп атайды. Кейбір еріткіштің белгілі бір мөлшерінде еритін заттың ерігіштігіне сәйкес мөлшерінен де артық мөлшерін ерітуге болады. Мұндай ерітінділер аса қаныққан ерітінділер деп аталады. Аса қаныққан ерітінділердің тұрақтылығы нашар болады. Кез келген сыртқы әсерден еріген заттың артық мөлшері ерітіндіден бөлініп, тұнбаға түседі. Сөйтіп аса қаныққан ерітінді жай қаныққан ерітіндіге айналады. Кей заттар ерігенде олардың молекулалары иондарға ыдырайды, яғни диссоцияланады. Электр тогын өткізетін болғандықтан, ондай заттардың ерітінділерін электролит ерітінділері деп атайды. Оған көптеген қышқылдар мен негіздердің, әсіресе, тұздардың ерітінділері жатады. Керісінше, ерігенде молекулалары иондарға ыдырамайтын, сондықтан электр тогын өткізбейтін заттардың ерітінділер бейэлектролиттердің ерітінділері деп аталады. Жай қоспалардағы заттар өзара ешбір байланыссыз-ақ араласса, ерітіндідегі еріткіш пен еритін заттар арасында әлсіз болса да химиялық байланыс болады. Мысалы, бірдей өлшемдегі кұм мен ағаш немесе темір үгіндісін араластырса, қоспа пайда болады және оларды бір-бірінен бөлуге болады. Ал, ас тұзын немесе қантты су да ерітсе, олар оңайлықпен әуелгі жеке заттарға бөлінбейді. Ерітінді жайлы ілім өз алдына жеке бөлім болып, жалпы табиғаттану ғылымынан бөліне бастағаннан оның табиғатына қата-рынан екі көзқарас қалыптаса бастайды. Олардың бірін - ерітінділердін, физикалық, ал екіншісін - химиялық теориясы дейді [1]. Ерітінділердің физикалық теориясы XIX- ғасырдың екінші жартысында қалыптасты. Ол теорияның негізін салушылар С.Аррениус пен Вант-Гофф болды. Бұл теория еру процесі жай физикалық қоспа ретінде, еритін заттардың ұсақ бөлшектері еріткіш көлемінде біркелкі таралған, олардың араларында ешбір әрекет болмайтын орта сияқты ұғымда қарастырылады. Олай болса, бұл теория еритін зат пен еріткіш араларында ешбір химиялық әрекет жүрмейді деген пікірді теріске шығармайды. Жалпы физикалық теория ерітінділердін, қайнау температураларының жоғарылауы, қату температураларының төмендеуі, будың қысымы, осмостық қысым сияқты касиеттеріне сүйенді. Бұл шамалар ерітінділердің концентрациясына тәуелді де, еріген заттың табиғатына тәуелсіз. Сондықтан да бұл теория бойынша ерітінділер еріген заттардың күйі газ күйіндегі ерітінділер секілді болып келетін молекулалардың бірыңғай қоспасы іспеттес [2].
Диплом жұмысының мақсаты: Оқушының өзін-өзі жетілдіруге, түсінуге, тәрбиелеуге бағытталған белгілі бір танымдық қабілеттерін, танымдық белсенділігін, танымдық іс-әрекетін қалыптастыру. Оқушылардың танымдық іс-әрекетін белсендіруге септігін тигізетін әдіс-тәсілдер мен нысандарды ашып көрсету және қолдану.
Диплом жұмысының міндеттері:
-мектептерде оқушылардың танымдық іс-әрекетін белсендірудің теориялық негіздерін айқындау;
-жұмысымыз барысында ҚХР-ның химияны оқыту әдістерімен танысып, оның тиімді жақтарын тәжірибеде қолдану;
-химия сабақтарында білім алушылардың танымдық іс-әрекетін белсендіру тәсілдерін қолданып, оның тиімділігін тәжірибе жүзінде тексеру.
Диплом жұмысының ғылыми жаңалығы:
1. Оқушылардың танымдық іс-әрекетін белсендірудің теориялық
негіздері айқындалып, оларға берілген сипаттамалар бір жүйеге келтірілді
және негізгі ұғымдардың анықтамасы нақтыланды.
2. Оқушылардың танымдық іс-әрекетін белсендірудің моделі жасалынып, өлшемдері мен көрсеткіштерінің деңгейлері айқындалды.
3. Қазіргі жағдайда оқушылардың танымдық іс-әрекетін белсендіруде қолданатын оқытуды ұйымдастырудың формалары нақтыланды.
4. Оқушылардың танымдық іс-әрекетін белсендіру тәсілдері арнайы ұйымдастырылған тұтас педагогикалық үрдісте қалыптасатыны дәлелденді.
Диплом жұмысының құрылымы:
1 ОРТА МЕКТЕПТЕ ХИМИЯ КУРСЫНДА ЕРІТІНДІЛЕРДІ ОҚЫТУ ӘДІСТЕМЕСІ
0.1 ЕРІТІНДІЛЕРДІҢ ЖАЛПЫ СИПАТЫ
Қазақстан Республикасының Білім туралы заңында оқыту формасын, әдістерін, технологияларын таңдауда көп нұсқалық қағида атап көрсетілген. Бұл білім беру мекемелерінің мұғалімдеріне өзіне оңтайлы нұсқаны қолдануына, педагогикалық үрдісті кез келген үлгімен құра беруіне мүмкіндік береді. Қазіргі уақыттағы оқу-тәрбие үрдісінің ерекшелігі баланың тұлғалық дамуына бағытталған жаңа оқу технологияларын ұтымды қолданысқа алуы.
Білім алу -- адамзат әрекетінің ең маңызды бір түрі. Ол білім мен тәрбиенің негізін қалайды. Білім алуда адамның ішкі мүмкіндігі мен қабілетінің дамуы, қалыптасу үрдісі байқалады. Қабілет, бір жағынан, адамның білім, дағды, іскерлікті қалыптастырудағы саналы әрекетінің нәтижесі болса, екінші жағынан, адамның табиғи-генетикалық ерекшелігімен тікелей байланысты. Осыған орай, қазіргі білім беру парадигмасында білім алушыға тұлғалық-әрекеттік тұрғыдан қарауға үлкен мән беріп отыр. Өйткені, әрекет дегеніміз-саналы мақсатқа тәуелді үрдіс. Демек, мақсатқа жетудің басты жалпы білім беруші мен білім алушының бірлескен іс-әрекеті болып табылады. Осыған орай оқытуды екі жақты әрекетке, субъект-субъектілік, диалогтық қарым-қатынасқа құру мәселесі шешімін табуда.
Қазақстан Республикасы Президенті Н.Ә. Назарбаев ХХІ ғасырда білімді дамыта алмаған елдің тығырыққа тірелері анық. Біздің болашақтың жоғарғы технологиялық және ғылыми қамтылған өндірістері үшін кадрлар қорын жасауымыз қажет. Осы заманғы білім беру жүйесінсіз әрі алысты барлап, кең ауқымды ойлай білетін осы заманғы басқарушыларсыз біз инновациялық экономика құра алмаймыз деп атап көрсетті. Бұл талаптар білім саласы қызметкерлеріне үлкен міндеттер жүктейді. Себебі әрбір мемлекеттің болашағы мектебінде шыңдалады. Білім беру жүйесі -- әр елдің даму болашағын айқындайтын, әлемдік өркениетке жетудің негізгі бағыттарын көрсететін біртұтас құрылым.
Педагогикалық технологиялар - бұл білімнің басымды мақсаттарымен біріктірілген пәндер мен әдістемелердің: оқу - тәрбие процессін ұйымдастырудың өзара ортақ тұжырымдамамен байланысқан міндеттерінің , мазмұнынң, формалары мен әдістерінің күрделі және ашық жүйелері ,мұнда әр позиция басқаларына әсер етіп, ақыр аяғында баланың дамуына жағымды жағдайлар жиынтығын құрайды. Бүгінгі таңда М.Чошановтың проблемалық модульді оқыту технологиясы, П.И.Третьяковтың, К.Вазинаның модульды оқыту технологиясы, В.М.Монаховтың, В.П.Беспальконың және басқа көптеген ғалымдарың технологиялары кеңінен танымал.
Қазақстанда Ж.А.Караевтің, Ә.Жүнісбектің және т.б.ғалымдардың оқыту технологиялары белсенді түрде қолданылуда. Модуль дегеніміз - қандайда бір жүйенің,ұйымның нықталатын, біршама дербес бөлігі. Оқу модулі қайта жаңғыртушы оқу циклі ретінде үш құрылымды бөліктен тұрады: кіріспеден , сөйлесу бөлімінен және қорытынды бөлімнен тұрады. Кіріспе бөлімінде тәрбиеші балалармен оқу модулінің жалпы құрылымымен, оның мақсат-міндеттерімен таныстырады. Сонан соң мұғалім осы модулінің барлық уақытында есептелген оқу материалын қысқаша (10-20 минут ішінде ), сызба, кесте және т.б. белгілік үлгілерге сүйене отырып түсіндіреді. Тақырып мазмұнына (тұтас тақырып немесе тарау бойынша) өсу бағытымен - қарапайымнан күрделіге, репродуктивтік тапсырмалардан шығармашылық сипаттағы тапсырмаларға, зерттеушілік қызмет элементтеріне қарай бірнеше мәрте қайта оралып отыру әр балаға оқу материалымен жұмыс істей отырып, өз қабілеттерін, жадын, ынтасын, ойлауын, тілін дамытады. Осы модуль бойынша ерітінділерді қарастырдым.
Ерітінді - деп екі немесе бірнеше компоненттен тұратын гомогенді системаларды айтады. Әдетте ерітінділердің тығыздығы, қайнау және қатутемпературасы, тұткырлығы сияқты касиеттері өзгеріп отырады. Ерітінділерді жай механикалық қоспа деп те, химиялық косылыс деп те қарастыруға болады.Ерітіндінің механикалық қоспадан басты айырмашылығы ондағы әрбір микроскопиялық (өте кіші, ұсақ) бөлшектерді химиялық кұрамы мен физи-калық қасиеттерінің көлемде бірдей болуында. Ал химиялық қосылыстардан негізгі өзгешелігі оның құрамында еритін зат көп еріткіштік мөлшеріне тәуелділігінде және еселік катынас заңына бағынбауында. Мысалы, ас тұзы суда тек белгілі мөлшерде ғана ериді. Айталық, 20°С (293Қ)-та алынған 100 мл суда ас тұзыньщ 36,8 грамы ғана ериді де, одан әрі оның мөлшерін қанша көбейтсек те ол ерімейді. Бұл қалыпты жағдайда кездесетін құбылыс.
Ерітіндінің химиялық қосылыстан тағы бір өзгешелігі - химиялық байланыс табиғатында. Егер химиялық қосылыстар негізінен ионды, ковалентті байланыстармен сипатталса, ерітіндідегі байланыс, газдарда кездесетін аса әлсіз вандерваальстік, ал кейбір жағдайларда косымша сутектік байланыстармен түсіндіріледі.Жай қоспалардағы заттар өзара ешбір байланыссыз-ақ араласса, ерітіндідегі еріткіш пен еритін заттар арасында әлсіз болса да химиялық байланыс болады. Мысалы, бірдей өлшемдегі кұм мен ағаш немесе темір үгіндісін араластырса, қоспа пайда болады және оларды бір-бірінен бөлуге болады. Ал, ас тұзын немесе қантты су да ерітсе, олар оңайлықпен әуелгі жеке заттарға бөлінбейді.Көбінесе, екі зат, бір-бірінде ерігенде, олардьщ арасында өзінін, агрегаттык күйін өзгертпейтін немесе ерітінді кұрамындағы мөлшері басым болатын бөлікті еріткіш дейді. Демек, "еріткіш", "еритін зат" ұғымдары салыстырмалы екенін ескеру керек. Мысалы, спирт пен судың тең бөлігін бір-бірінде ерітсе, олардың қайсысының еритін зат, қайсысының еріткіш екенін ажыратуқиын, өйткені екеуі де сұйық және бір-бірінде ерігіштіктері бірдей. Мұндайда ерітінді кұрамындағы компоненттер туралы айткан дұрыс. Сондықтан компоненттердің агрегаттык болады.
Газдың газдардағы ерітіндісі (газ кос-пасы); сұйық ерітінділер; қатты ерітшділер. Газ ерітінділеріне ауа, ал қатты ерітінділерге түрлі металдардың қорытпалары мысал болады. Ал, сұйық ерітінділер газдардың сұйықтағы ерітінділері, сұйықтың сұйықтағы ерітінділері, қатты заттардың сұйықтағы ерітділері болып бөлінеді. Еріткіші су болатын ерітінділер табиғатта кең тараған. Жер қыртысындағы, өсімдіктер мен тірі организмдердегі процестер сусыз ерімейді.
Осыдан ерітінді дегеніміз жай ғана құбылыс емес, ол өте күрделі физикалық және химиялық касиеттері бар күрделі құбылыс екенін көреміз. Еру процестері кейде жылу бөліну арқылы жүрсе, енді бірде жылу сіңіру арқылы да жүреді, яғни зат қыздырганда ғана ериді. Сондай-ақ, кей заттарды еріткенде ерітіндінің көлемі кемуі немесе артуы мүмкін. Мысалы, күкірт қышкылын не натрий гидроксидін суда еріткенде едәуір жылу бөлінеді. Бұл еріген зат пен еріткіш арасында химиялық реакцияның жүргендігін көрсетеді. Бұл процесті сольватация, ал пайда болған қосылысты сольват дейді.
Зат суда еритін болса, процесс, гидратация, қосылыс гидрат делінеді. Ерітінді жайлы ілім өз алдына жеке бөлім болып, жалпы табиғаттану ғылымынан бөліне бастағаннан оның табиғатына қатарынан екі көзқарас қалыптаса бастайды. Олардың бірін ерітінділердің, физикалық, ал екіншісін - химиялық теориясы дейді. Ерітінділердің физикалық теориясы XIX- ғасырдың екінші жартысында қалыптасты. Ол теорияның негізін салушылар С.Аррениус пен Вант-Гофф болды. Бұл теория еру процесі жай физикалық қоспа ретінде, еритін заттардың ұсақ бөлшектері еріткіш көлемінде біркелкі таралған, олардың араларында ешбір әрекет болмайтын орта сияқты ұғымда қарастырылады. Олай болса, бұл теория еритін зат пен еріткіш араларында ешбір химиялық әрекет жүрмейді деген пікірді теріске шығармайды.
Жалпы физикалық теория ерітінділердін, қайнау температураларының жоғарылауы, қату температураларының төмендеуі, будың қысымы, космостық қысым сияқты қасиеттеріне сүйенді. Бұл шамалар ерітінділердің концентрациясына тәуелді де, еріген заттың табиғатына тәуелсіз. Сондықтан да бұл теория бойынша ерітінділер еріген заттардың күйі газ күйіндегі ерітінділер секілді болып келетін молекулалардың бірыңғай қоспасы іспеттес. Ерітінділердің химиялық теориясының негізін калаушы Д.И.Менделеев болды. Бертін келе, бұл теорияға И.А.Каблуков, Н.С.Курнаков сияқты әйгілі совет ғалымдары елеулі үлес қосып, оны жаңа деңгейге көтерді. Бұл теорияны бірінші тұжырымдаған Д.И.Менделеев күкірт кышқылының, этил спиртінің және басқа да қосылыстардың судағы ерітінділерін нақты, жан-жақты зерттеді. Мұның нәтижесінде ол, ерітіндідегі компоненттер арасында, яғни еріген зат пен еріткіш арасында химиялық әрекеттер жүреді деген қорытынды шығарды. Мысалы, Менделеев күкірт қышқылының ерітінділерінде бірнеше гидраттардың түзілетінін анықтады. Ол сондай-ақ, еріткіш пен еритін зат молекулаларының арасындағы байланыс негізінен сутектік байланыс арқылы немесе ондағы қосылыстар құрамына енетін полюсті молекулалар араларындағы өзара электростатистикалық әрекеттесу салдарынан болатынын анықтады.
Ерітінділер туралы алғашқы ұғым қоспалар мен ерітінділердің қасиеттерін салыстыратын тәжірибе арқылы қалыптастырылады. Оқушылар өздеріне үлестіріліп берілген немесе көрнекі қорсетілген дисперстік жүйелерді зерттеп, кесте түрінде жазады. Тәжірибе нәтижесінде оқушылар әр текті қоспалар біраз тұрғанда жеке құрамдас бөліктерге жіктеледі, ерітінділер біртекті және тұрақты деген қорытындыға келеді. Бір тектілігі мен тұрақтылыгы - нағыз ерітінділердің аса маңызды қасиеттері. Ерітінділер иеліктен бір текті болады? Бұл мәселе молекула - кинетикалық теорияның тұрғысынан түсіндіріледі.
Еритін зат ѳзін құрайтын ұсақ бѳлшектерге дейін ыдырап, еріткіштің (судың) ішінде біркелкі таралады, яғни еру құбылысы жүзеге асады. Бұдан еру құбылысы оқушыларға бұрыннан таныс физикалық және химиялық құбылыстардың қайсысына жатады деген мәселе туады. Мұны шешу үшін үш тәжірибе кѳрсетіледі: қатты күйіндегі натрий сілтісінің суда еруі, күкірт қышқылының суда еруі, қатты күйіндегі аммоний нитратының суда еруі. Тәжірибе жасалған ыдыстарға, термометр немесе термоскоп батырылады. Алғашқы екі тәжірибеде жылу бѳлінгенін, соңғы тәжірибеде жылу сіңірілгеніне термоскоп арқылы көз жеткізеді.
Жылудың бѳлінуі немесе сіңірілуі - химиялық құбылыстың белгісі. Тәжірибелерді талқылау барысында мұғалім еритін заттың бѳлшектерге ыдырауы физикалық құбылыс екеніне,оған энергия жұмсалатынына, босап шыққан бѳлшектердің су молекуласымен әрекеттесуі - химиялық құбылыс, одан жылу белінетініне оқушылардың назарын аударады. Ерудің жалпы жылу эффектісі осы екеуінің ара қатынасына тәуелді. Талқылау нәтижесінде еру - физикалық-химиялық құбылыс екені жөнінде қорытынды жасалып, ерітінді ұғымына анықтама беріледі. Ұғымның анықтамаға кіретін негізгі белгілері: а) ерітінді біртекті жүйе; ә) ерітінді еріткіш молекулаларынан және еріген зат бѳлшектерінен тұрады; б) еріткіш молекулалар мен еріген зат бѳлшектері ѳзара физикалық және химиялық әрекеттеседі. Еру құбылысымен байланысты негізгі ұғымдардың бірі - ерігіштік. Сапалық жағынан түсіндіргенде ерігіштік дегеніміз -еритін заттың еріткіште біркелкі таралуы. Осы қасиетіне байланысты заттар жақсы еритін, нашар еритін, іс жүзінде ерімейтін деп жіктеледі.
Сан жағынан алғанда ери алатын заттардың еру қабілеті ерігіштік коэффициенті арқылы белгіленеді. Ерігіштік коэффициентін анықтау үшін температура, еріткіштің кѳлемі (100(R) мл), осы кѳлемде ери алатын заттың ең кѳп массасы ескеріледі кѳрсетіледі. Мысалы, 20(R)С температурада 1 л суда 2000 г қант, 2 г ғаныш, 0,0015 г күміс хлориді ериді. Оқушылардың түсінігін нақтылау үшін осы заттарды суда ерітіп кѳрсетеді. 20"С-де 100 г суда 20 г қант ериді, қант одан артық алынса ерімейді, тұнбаға түседі. Ғаныш жэне тэжірибеғе алынған басқа заттар ерігіштік коэффициентіне сәйкес ериді. Бақылаулар нәтижесінде қанық, қанықпаған, сұйық және аса қанық ерітінділер жѳнінде түсінік беріледі. Қанық ерітінді ұғымының негізгі белгілері; осы температурада, еріткіштің осы мѳлшерінде зат одан әрі ерімейді. Осыған керісінше,қанықпаған ерітіндіде зат еруі жалғаса береді. Қаныққан және аса қанық ерітінділердің айырмасына кѳңіл аударылады. Қаныққан ерітінділердің бәрін аса қанық ерітінділерге жатқызуға болмайды.
Заттардың ерігіштігі нашар болғандықтан, ғаныш пен қүміс хлоридінің қанық ерітінділері сұйық ерітінділер болып есептеледі. Қанық ерітінді түсінігі ерігіштіктің анықтамасына кіреді. Ерігіштіктің температурага тәуелділігі 20-60С аралығында калий нитратын еріту тәжірибесі арқылы дәлелденеді. Тәжірибе 20(R)С 31,6 г KNO3, 30°С-де 45 г, 40°С-де 60 г, 50°С-де 80 г, 60°С-де 106 г KNO3 еритінін кѳрсетеді. Кѳпшілік заттардың ерігіштігі температураны кѳтергенде артады, ол ерігіштік қисық сызығы арқылы ѳрнектеледі. Бұл тақырыпта еріген заттың ерітіндідегі массалық үлесі және мольмен белгіленетін концентрациялар туралы түсінік беріледі. Ол үшін еріген заттың массалық үлесін табу формуласы бірнеше мысалдармен нақтыланады.
1-мысал. 291 г суда 9 г ас тұзы ерітілді. Ерітіндідегі еріген заттың массалық үлесін пайызбен табыңыздар.
Ш е ш у і. 1. Еріген заттың массалық үлесі (со) ерігенеріген зат (е.з.) массасының ерітіндінің жалпы массасына қатынасы бойынша анықталады, пайызбен кѳрсету үшін бұл қатынасты 100-ге кѳбейтеді:rt)% = -- 100%m (ерітінді) Ерітіндінің жалпы массасы m = 291 г НгО + 9 г тұз =300 г.co%(NaCl)=-? T_ .100%=3% ЗООг
Ж а у а б ы. Берілген ерітіндідегі ас тұзының массалық үлесі 3%. Бұдан соң жалпы массасы және массалық үлесі берілген ерітіндіні дайындау үшін қажетті еритін заттың жэне еріткіштің массасын табуға есептеулер жүргізіп, ерітінді әзірлеп кѳрсетіледі. Массалық үлесі кѳрсетілген ерітінді әзірлеуге сарамандық жұмыс ѳткізіледі. Химия зертханаларында мольдік концентрациясы кѳрсетілген ерітінділер пайдаланылады.
Сондықтан соңғы бағдарламада мольдік ерітінділермен таныстыру кѳзделген. Мольдік концентрация (С) ерітіндінің бір литрінде еріген моль (v) санымен кѳрсетіледі:С = -Е=мольл.Осы формула бойынша оқушылар еритін заттың массасын есептеп шығарады, мысалы: калий хлоридінің концентрациясы 0,25 моль 500 мл ерітіндісін әзірленеді.
Ш е ш у і. а) калий хлоридінің мольдік массасын табамыз:
М(КС1) =39 + 35,5 = 74,5 гмоль
ә) т(КС1) =M-v=74,5 гмоль-0,25 моль =18,6
б) 1 л 18,6 г, 0,5 л - д е екі есе аз 18,6:2=9,3
Жауабы. 0,25 моль 500 мл ерітінді әзірлеу үшін 9,3 калий хлоридін алу керек.
Ерітінді ұғымы - зат және химиялық реакция ұғымдарынан кейінгі ең маңызды ұғым. Заттардың кѳпшілігі ерітінді күйінде реакцияға түседі. Ѳнеркәсіпте, табиғатта және күнделікті тұрмыста ерітінділердің маңызы орасан зор. Ерітінділерді білу кѳптеген заттардың (сілтілер, қышқылдар, оксидтер, тұздар) қасиеттерін терең түсінуге, алмасу және тотығу-тотықсыздану реакцияларының мәнін айқындауға, химиялық реакциялардың қайтымдылығы және химиялық тепе-теңдік жонінде білімді дамытуға жәрдемдеседі. Сондықтан деректі және теориялық материалдардан оқушылардың әзірлігі жеткілікті деңгейге кѳтерілген соң электролиттік диссоциациялану тақырыбы ѳтіледі.Ерітінділер - кем дегенде құрамдас бөліктерден тұратын құрамы өзгермелі түрде өте қатты жақсы гомогенді (біртекті) жүйелер.
Ерітінділер газ тәрізді, сұйық және қатты болуы мүмкін. Олардың ішінде жан-жақты зерттелгені және жиі қолданылатыны сұйық, әсіресе, сулы ерітінділер. Сондықтан тұрмыста ерітінділер деп, көбінесе, сұйық күйдегі молекула-дисперстік жүйелерді айтады.
Ерітінділердің құрамы құрамдас бөліктердің конценрацияларымен сипатталады. Ерітінділер қаныққан, қанықпаған және аса қаныққан деп бөлінеді. Берілген температурада жақсы еритін заттардың ерігіштігінің де шегі бар. Еріген заттың концентрациясы белгілі бір мөлшерден асқанда, оның артығы ерімей, ерітіндінің түбіне шөгеді. Бұл кезде ерітінді мен еріген зат тепе-теңдік жағдайда болады. Мұндай ерітінділерді қаныққан ерітінділер, ал концентрациялары қаныққан ерітіндінің концентрациясына дейінгі барлық ерітінділерді қанықпаған ерітінділер деп атайды. Кейбір еріткіштің белгілі бір мөлшерінде еритін заттың ерігіштігіне сәйкес мөлшерінен де артық мөлшерін ерітуге болады. Мұндай ерітінділер аса қаныққан ерітінділер деп аталады. Аса қаныққан ерітінділердің тұрақтылығы нашар болады. Кез келген сыртқы әсерден еріген заттың артық мөлшері ерітіндіден бөлініп, тұнбағатүседі. Сөйтіп аса қаныққан ерітінді жай қаныққан ерітіндіге айналады. Кей заттар ерігенде олардың молекулалары мен атомдарға иондарға және протондарғаыдырайды, яғни диссоциацияланады. Электр тогын өткізетін болғандықтан, ондай заттардың ерітінділерін электролит ерітінділері деп атайды. Оған көптеген қышқылдар мен негіздердің, әсіресе, тұздардың ерітінділері жатады. Керісінше, ерігенде молекулалары иондарға ыдырамайтын, сондықтан электр тогын өткізбейтін заттардың ерітінділері бейметал электролиттердің ерітінділері (электролиз) деп аталады. Полимерлердің ерітінділері ерітінділердің үлкен тобын құрайды.
Ерітінділердің бетіндегі бу қысымы және оның қату температурасы таза еріткіштікке қарағанда төмендеу, ал қайнау температурасы жоғарылау болады. Сонымен оларда(қайнау, қату, булану, еру, ерімтал температурасы) қатар ерітінділерде осмос қысымы байқалады. Ерітінділердің бұл (бірден бір жүйел- лер)қасиеттерінің барлығы тек еріген заттың молекулалар санына ғана тәуелді. Олардың өзгерістері Вант-Гофф және Рауль заңдарымен сипатталады. Мысалы, ацетонның, бензолдың, кез келген эфирдің немесе спирттің судағы концентрациялары бірдей ерітінділерінің осмос және бу қысымдарының салыстырмалы төмендеулері, қату температураларының төмендеуі, ал қайнау температураларының жоғарылауы бірдей болады.
Бұдан кейбір ғалымдар ерітінді түзілгенде еріткіш пен еріген зат арасында ешқандай әрекеттесулер болмайды, олар тек араласады деген қорытындыға келген. Сондықтан бұл қасиеттер ерітінділердің физикалық теориясына тәжірибелік негіз болған. Идеал газдар сияқты молекулаларының арасында ешқандай әсерлесулер болмайтын, дәлірек айтқанда, мейлінше аз болатын ерітінділер идеал ерітінділер, ал қалғандарын реал ерітінділер деп атайды. Күшті электролиттердің ерітінділерінің кейбір қасиеттері сұйылтылған ерітінділердің қасиеттерін сипаттайтын заңдылықтарға бағынбайды. Олардың біраз қасиеттері Дебай мен Гюккельдің "күшті электролиттер теориясымен" сипатталады. Сонымен қатар ерітінділер түзілгенде жылу бөлінуі, жүйе түсінің құрамдас ебөліктер түсінен өзгешелігі және ерітінділер көлемінің құрамдас бөліктер көлемінің қосындысына қарағанда кемуі еріген зат пен еріткіш арасында химиялық әрекеттесулер болатынын көрсетеді. Кейде олардың арасындағы байланыстың беріктігі соншалық, ерітінділерді суытқанда еріткіштің біраз мөлшері еріген затпен бірге кристалданады.
Бұл қасиеттер ерітінділердің химиялық теориясына тәжірибелік негіз болды. Ерітіндінің концентрациясы еріген зат шамасының ерітінді шамасына қатынасы. Еріген зат шамасына қарай ерітінділер концентрациялы және сұйытылған болып бөлінеді. Ерітіндідегі еріген заттаң массалық үлесі деп еріген зат массасының ерітінді массасына қатынасын айтады. Массалық үлес әр түрлі есептеулерде кеңінен қолданылады.
1.2 Ерітінділер мен электролиттік диссоциациялану теориясының негізі
Заттарды суда еріткенде немесе балқытқанда иондарға ыдырауын диссоциация дейміз. Диссоциацияланатын заттар электролиттер, ал диссоциацияға ұшырамайтын заттар- бейэлектролиттер (қант, глюкоза, спирт және газдардың судағы ерітінділері жатады). Бұл теорияның негізін 1887 жылы швед ғалымы С.Аррениус салған. Ол еруді тек физикалық құбылыс деп қарастырды, диссоциациялпну нәтижесінде бөлінген иондар еріткіш молекулуларына біртіндеп таралады деп санап, еріткіш әсерін ескермеді.
Ал қазіргі кезде диссоциациялануды күрделі физикалық-химиялық үрдіс деп қарастырады. Электролиттер 30%-дан артық болып екі негізгі топқа бөлінеді. Әлсіз Электролит диссоциацияланған ерітінділерде иондарға жартылай ыдырайды. Әлсіз көптеген органикалық қышқылдар, негіздер, сондай-ақ кейбір бейорганик. қышқылдар мен негіздер (мысалы., H2S, H2SO3, HCN, NH4OH) жатады. Күшті Электролиттик ерітінділерде түгелдей ионға ыдырайды. Барлық тұздар, көптеген органик. және бейорганик. қышқылдар мен негіздер күшті Э-ге (HCl, HBr, HІ, HNO3, H2SO4, LіOH, NaOH, KOH) жатады. Ғылым мен техникада Элертролиттердин маңызы зор. Тірі организмдер денесіндегі барлық сұйықтар электролиттер. болып саналады.3%-ға дейін) және күшті () қарай электролит әлсіз (( грек. lysіs - еру, ыдырау) - еріген немесе балқыған күйде электр тогын өткізетін заттар.Электролиттерге қышқыл, негіз, тұздың судағы ерітінділері жатады; бұларда электр тогы иондар арқылы тасымалданады. Ерітінділерінен ток өткенде электродтарда тотығу-тотықсыздану процестері - электролиз жүзеге асады. Электролиз Фарадей заңдарына сәйкес жүреді, ол таза металдар, хлор, күшті сілтілер алуда кеңінен қолданылады[8].
Электролиттер және бейэлектролиттер - кейбір заттардың ерітіндіде тоқ өткізетіні ал, кейбір заттардың сол жағдайларда тоқ өткізбейтіні бәріне белгілі. Оны анықтайтын көптеген эксперименттер бізге мәлім. Ертіндіде тоқ өткізетін заттар - электролиттер деп аталады. Ертіндіде тоқ өткізбейтін заттар - бейэлектролиттер деп аталады.
Электролиттерге негіздер, қышқылдар және тұздардың көпшілігі, ал, бейэлектролиттерге көптеген бейорганеикалық және органиқалық заттар жатады. Ерітіндіде электролиттер иондарға ыдырайды осының арқасында олар тоқ өткізеді. Ерітіндіде неғұрлым ион көп болса соғұрлым тоқ жақсырақ өтеді. Электролиттердің ерітіндіде иондарға ыдырауы электролиттік диссоциация деп аталады. Мысалы, NaCl ерітіндіде түгелдей Na+ және Cl- иондарына ыдырайды. Өткен тақырыптар бойынша қосылыстар ионды және ковалентті байланысты болатыны сендерге белгілі. Ал ковалентті байланыстың өзі екі түрге бөлінеді: полюсті және полюссіз. Заттардың кристалдык торларының типтері қосылыстардағы байланыс түрлеріне төуелді. Ал заттардың физикалық жөне химиялық қасиеттері тор типтеріне байланысты болады.Ионды және ковалентті байланысты қосылыстардың ерекшеліктері олардың судағы ерітінділерінің қасиеттерінде де байқалады. Осы ерекшеліктерді бақылау үшін электрөткізгіштікті зерттейтін құралды пайдалануға болады.
1. Ыдысқа құрғақ қант пен ас тұзын кезекпен салып, оны электр желісіне қоссақ, электр шамы жанбайды, олай болса қатты күйіндегі заттарда ток тасымалдаушы бөлшектердің болмағаны.
Құрғақ қант пен ас тұзының орнына дистилденген су құйсақ та электр шамының жанбайтынын көреміз.
2. Келесі жолы қант пен ас тұзына су құйып, олардың ерітіндісін аламыз. Жүйені электр желісіне қосқанда ас тұзының ерітіндісі құйылған жағдайда электр шамының жанғандығы, ал қант ерітіндісі құйылғанда, шамның жанбағандығы байқалады.
Әрі қарай зертханада бар сілті, бейорганикалық қышқыл ерітінділерімен осы тәжірибені қайталағанда электр шамының жарқырап жануын, ал органикалық сірке қышқылының ерітіндісінде шамның нашар жануын байқаймыз. Олай болса, шамның жануы заттардың ерітінділерінде токты тасымалдаушы бөлшектердің иондардың болуына байланысты.Заттарды суда еріткенде немесе балқыткандаиондарғаыдырауын диссоциация дейміз. Диссоциацияланатын заттар электролиттер, ал диссоциацияға ұшырамайтын заттар - бейэлектролиттпер (қант, глюкоза, спирт жөне кейбір жай газдардың (Н2,02, N2) судағы ерітінділері жатады).
Бұл теорияның негізін 1887 жылы швед ғалымы С.Аррениус салған (Нобель сыйлығының лауреаты, 1903 жылы) Ол еруді тек физикалық құбылыс деп карастырды, диссоциациялану нәтижесінде бөлінген иондар еріткіш молекулаларына біртіндеп таралады деп санап, еріткіштің әсерін ескермеді. Осындай көзқарасты калыптастырып дамытқан әрі С. Аррениус теориясын толықтырған ғалымдар - И.А.Каблуков, В.А.Кистяковский, Д.И. Менделеев. Ал қазіргі кезде диссоциациялануды күрделі физика-химиялық үдеріс деп қарастырады [9].
Аррениус теориясының негізгі қағидалары:
-Тұздар, қышқылдар, негіздер ерігенде және балқығанда иондарға ыдырайды.
-Ерітінділер иен балқымалардың ток өткізгіштігі осы иондардың концентрациясына тәуелді болады, олардың оң зарядталғаны катодқа тартылғандықтан каттондар деп, ал анодқа тартылғандары аниондар деп аталады. Ионды және ко валентті полюсті байланысты молекулалар суда еріген иондарға толығымен ыдырайды:
-NaCL = Na++ CL- HCL = H+ + CL -
Ас тұзы ерітіндісіндегі иондардың гидраттану механизмін қарастырайық. Зат суда ерігенден кезде оның молекуласы иондарға ажырап қана қоймайды, осы иондар су молекулаларымен әрекеттесіп гидраттар түзеді. Полюсті су молекуласын былай белгілейміз + -, ол дипол деп аталады. Құрамында ионды байланыстары бар қосылыстарда катиондардың гидратациясы донорлы - акцепторлы жолмен жүреді, донор - су молекуласындағы электртерістігі басымырақ оттегі атомы, ал акцептор Na+ ионы өзінің бос орбиталіне электрон жұбын қабылдайды.
Ал аниондарының гидратталуы - анион мен судың дипольді молекуласының оң заряды бар сутегіт атомдарының арасында сутектік байланыстардың түзілуімен түсіндіріледі.
Электролиттік диссоциация теориясының қазіргі заманғы қағидалары:
-Заттар суда ерігенде оң және теріс иондарға ыдырайды.
-Диссоциацияның себебі - заттардың гидраттануы.
Электр тогының әсерінен иондар катод пен анодқа бағытталады.
-Диссоциация қайтымды үрдіс:
Диссоциация = ассоциация
( Ыдырау ) (бірігу)
-Электролиттер әр түрлі шамада диссоциацияланады.
-Электролит ерітінділерінің химиялық қасиеттері ондағы иондардың табиғатымен анықталады.
-Элемент атомы мен оның ионының қасиеттері әр түрлі болады.
Иондар ерітінділерде гидратталған күйде болғанымен, заттардың диссоциациялану теңдеуін жазғандан кезде гидраттық қоршауын еске алмай, жалаң иондар күйінде жазылады, бұл - жазу үрдісін оңайлату үшін алынған. Электролит ерітінділерінде электр тогын тасымалдаушы иондар болады. Ондай электролиттерді екінші ретті өткізгіштер деп атайды.
Оқушыларды электролиттік диссоциациялану теориясымен таныстырудың іс жүзінде қалыптасқан екі әдістемелік тәсілі бар. Бірінші тәсіл - ерітінділердің электр ѳткізгіштігін сынаудан бастап диссоциациялаудың механизмін түсіндіру, екінші тәсіл - алмасу реакцияларының ерекшелігін қарастырғаннан кейін ерітінділердің электрѳткізгіштігін сынау. Бірінші әдістемелік тәсілді пайдаланғанда химиялық байланыстардың тинтері және бейорганикалық қосылыстардың маңызды кластары жѳніндегі оқушылардың білімі еске түсіріледі.
"Химиялық байланыстар типі әр түрлі заттар ерітінділерінің қасиеттері бірдей бола ма?"- деген мәселе қойылады. Мәселені шешу үшін белгілі бір негізге сүйеніп, таңдап алынған бейорганикалық және органикалық заттардың электрѳткізгіштігі сыналады. Электрѳткізгіштікті сынайтын құралдың құрылысы, сақтық ережелері түсіндіріліп, сынау нэтижесі кесте түрінде жазылады. Тәжірибе бойынша оқушылар қорытынды жасайды; 1) жеке күйіндегі қатты (қант, тұз, қышқыл, сілті) және сұйық заттар электр тогын ѳткізбейді; 2) органикалық заттардың (қант) ерітінділері электр тогын ѳткізбейді; 3) ас тұзының, натрий сілтісінің және тұз қышқылының ерітінділері электр тогын ѳткізеді; 4) ерітінділері немесе балқыған күйінде электр тогын ѳткізетін заттар -электролиттер, ѳткізбейтін заттар бейэлектролиттер деп аталады; Иондық немесе полюсті қовалентті байланысы бар бұл заттардың электр тогын ѳткізу себебін түсіндіру үшін иондарға ыдырау механизмі түсіндіріледі.
Электрѳткізгішті сынаудан басталатын бұл әдістемелік тәсілді қолданғанда кейбір оқушыларда электролиттердің иондарға ыдырауы электр тогының әсерінен жүзеге асады деген пікір туады. Бұл қателікті болдырмау үшін екінші әдістемелік тәсілді пайдаланады. Химиялық байланыстар және заттардың құрылысы туралы тірек білім еске түсірілгеннен кейін мынадай мәселе қойылады: заттар ерітілмеген күйінде химиялық реакцияларға кірісе ме? Оқушылардың болжамын дәлелдеу үшін бірнеше тәжірибелер жасалады.
1-тәжірибе. Сынауықта 3 - 4 мл концентрлі күкірт қышқылына мырыштың 2 - 3 түйірін салады. Реакция жүргені байқалмайды. Қышқылды суда ерітіп, 2 - 3 түйір мырыш салады. Газ кѳпіршіктері бѳлінеді, реакция қуатты жүреді.
2-тәжірибе. Концентрлі сірке қышқылын ацетонда ерітіп, метилоранж қосады. Ештеңе байқалмайды. Сірке қышқылын суда ерітіп, метилоранж ерітіндісін тамызады. Ерітінді қызыл түске боялады.
3-тәжірибе. Қатты күйіндегі кальций гидроксидімен фенолфталеинді араластырады. Ѳзгеріс байқалмайды. Кальций гидроксидін суда ерітіп, үстіндегі мѳлдір ерітіндісін бѳліп алады да. фенолфталеин тамызады. Ерітіндіде таңқурай жемісінің (малина) түсі пайда болады.
4-тәжірибе. Қатты күйіндегі натрий сульфаты мен барий хлоридін араластырады, ештеңе байқалмайды. Тұздарды суда ерітеді және ерітінділерін араластырады, ақ тұнба түзіледі. Бұл тәжірибелерден оқушылар қатты қүйіндегі заттар бір- бірімен әрекеттеспейді, еріген заттар арасында ғана алмасу реакциялары жүзеге асады деген қорытындыға келеді. Содан кейін ғана әр түрлі заттар ерітінділерінің электрѳткізгіштігі сыналады.
Электролиттер және бейэлектролиттер жөнінде түсінік беріледі.Мұндағы бірінші және екінші процестерде электролиттер ерітінділері (балқыма) мен көбіне металл пластинкасынан (жолақша) жасалған электродтардан тұрады. Әдетте, ерітінділедің немесе ерітінді мен электрод-тардық шекаралары белгілі бір себептермен электрлік зарядталған болып келеді. Сондықтан да электрохимияға австралия ғалымы Дж. Бокрис берген "электрохимия зарядталған беттер мен электролиттердің қасиеттерін зерттейді" деген ғылыми анықтаманы еске түсірген артық болмас.
Электрохимияның пайда болуы Л.Гальвани және А.Вольта сияқты ғалымдардың есімдерімен тығыз байланысты. Бақа бұлшық етінің қозғалысын зерттеу кезінде, Гальвани күтпеген жерден металл пластинкасы мен баканын, табанынан тұратын электр тізбегін алады. Ол өз тәжірибесіне сүйеніп, электр тогының пайда болуын тек тірі организммен байланыстырады. Ал, 1799 жылы ғылым тарихында бірінші болып Вольта гальваникалық злементтердің батареясын жасайды. Мұны сол кезде вольттық электрлік бағана дейтін. Әрине, бұл құбылыс Гальванидің "жаны бар электр ток" атты болжамын жоққа шығарып, бұл салада жаңа ұғым, тың бағыт тудырды. Ол кездегі бірінші гальваникалық элементтер аралары электролит ерітінділеріне малынған матамен бөлінген мыс және мырыш пластинкаларынан тұратын.
1834 жылы М.Фарадей электролиздің негізгі екі заңын ашып, ұжырымдады. Бұл электрохимия саласындағы аса үлкен заңдылык болды. Фарадейдің электролиз заңына сүйеніп, электрлік құбылыс пен материя арасындағы тығыз байланысты тура көрсетті және Стоней ең кішкене элементар электрлік зарядтың өлшемі ретінде 1891 жылы "электрон" деген терминді енгізді.
Электролиттік диссоциациялану туралы білімнің дамуы
Электрохимия С.Аррениус, Ф.Кольрауш, В.Оствальд және басқа да көптеген ғалымдардың түбегейлі еңбектерінің негізінде, тек XIX ғасырдың соңында ғана физикалық химияның бір саласына айналды.Электролит ерітінділері. Еріген кезде еріткішпен әрекеттесш, ионда арға диссоциацияланып, ерітіндіге ток өткізгіштік кабілет беретін заттарды электролиттер дейді. Кейде электролиттер ионогенді және ионоферлі болып екіге бөлінеді. Ионогенді электролиттер таза күйінде диссоциацияланбаған молекулалардан тұрады. Бұл тектес электролиттерге сірке қышқылы, тұз қышқылы және тағы басқалар мысал болады. Ал, ионоферлі электролиттерге ешбір еріткіште ерімесе де, таза қалпында-ақ өз құрамында диссо-циацияланған иондары бар қосылыстар жатады. Көптеген косылыстарды еріткенде олардың молекулалары түгелдей диссоциацияланбайды, яғни иондарға ыдырамайды. Оларға органикалык қышқылдардың басым көпшілігін, фенолды, аммиакты және аминдерді орай шартты екі топқа бөлінеді: әлсіз және күшті электролиттер. Бұдан берілген концентрациядағы диссоциациялану дәрежесі жоғарылаған сайын, диссоциация константасынын, артатыны анық көрінеді.
Демек, электролиттің күшін диссоциация константасы арқылы оңтайлы өлшеуге болады. Кез келген теңдік константасы сияқты диссоциация константасы да температураға тәуелді шама. Олай болса, электролит күші температураға сәйкес өзгереді. Осы жоғарыда алынған өрнек бойынша, берілген концентрациядағы электролиттің диссоциациялану дәрежесінің шамасын пайдаланып, диссоциация константасын анықтайды. Сол сияқты берілген концентрациядағы диссоциация константасын пайдаланып, кез келген концентрациядағы диссоциациялану дәрежесін есептеп шығарады. Өрнек тек бинарлы электролиттер үшін екенін ескеріп, басқа күрделі электролиттер үшін біршама түрлендіріп, өрнекті концентрация мен диссоциациялану дәрежесі сияқты айнымалы шамалар арқылы сипаттау керек екенін айтқан.
Көптеген заттар ерігенде молекуласының басым көпшілігі иондарға ыдырайды, яғни диссоциацияланады. Олардың қатарына күшті қышкылдар мен күшті негіздер және біраз тұздар жатады. Күшті электролиттердің ерітінділерінде Оствальдтың сұйылту заңынан едәуір ауытқушылық байқалады. Әуелде бұл құбылыс аномальді деп есептелді. Әйтсе де, мұны нақтылы тәжірибелер арқылы зерттеу, күшті электролиттердің толық диссоциацияланатынын көрсетті. Аса жоғары емес, шамамен орташа не одан да төменгі концентрациядағы электролит ерітінділерде тек ион түрінде болады. Демек, күшті электролит ерітіндідегі иондар концентрациясы осындай әлсіз электролитпен салыстырғанда біраз жоғары болады және дәл осының салдарынан иондардың ара қашықтығы жақындай түседі де иондардың өзара әрекет электролит ерітінділердің ток өткізгіштігі. Жалпы ток өткізгіштері бірінші текті және екінші текті болып бөлінеді. Біріншітекті өткізгіштерден ток өткенде иондар ауысуы байқалмайды. Бұған металдар мен жартылай өткізгіштер мысал болады. Ал, екінші тектегі ток өткізгіштерге электролит ерітінділері. Олардағы токтың өткізілуі иондар ауысуымен және химиялық құбылыспен тікелей байланысты. Екінші тектегі өткізгішке ток бірінші тектегі өткізгіш арқылы жеткізіледі. Мұнда олардың түйіскен жерлерінде токтың ауысу механизмі өзгеріп, электролит иондары өз зарядын берсе, бейтарап атомдар зарядталады.
Бұл құбылыстарды электродты процестер дейді. Ал электродты процестер М.Фарадейдің заңдарына (1834) бағынады: 1)электролиз кезінде турленген (ауысқан) заттық мөлшері ток диамасына пропорционалды; 2) бір мөлшердегі электр тогы өткенде түрленген (ауысқан) заттың шамасы химиялық эквиваленттілікке пропорционалды. Электролиттердің электр тогын өткізгіштік қабілеті иондардың қозғалғыштығына да байланысты. Мұндағы (электролиз) көптеген жайларға электролиттердің ток өткізгіштігін талдау кезінде қайта ораламыз.
Бұл құбылысты зерттеу электролит ерітінділердің қасиеті жайлы көптеген мәліметтерді анықтауға мүмкіндік береді. Мысалы, оның көмегімен әлсіз электролиттердің диссоциациялану дәрежесі мен диссоциация константасының шамасы және күшті электролиттердід активтілігі мен активтілік коэффициенті жайлы деректерді анықтап, изотоникалық коэффициентті есептеуге болады. Әр түрлі процестердің жүруін бақылау үшін иондар қозғалысындағы айырмашылық пайда-ланылады. Ерітіндіде тасымалданатын электр саны иондардың саны және оның жылдамдығы мен заряды сияқты шамаларға күрделі функционалды тәуелділікте болады. Ал, ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..3
1 ОРТА МЕКТЕПТЕ ХИМИЯ КУРСЫНДА ЕРІТІНДІЛЕРДІ ОҚЫТУ ӘДІСТЕМЕСІ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..5
1.1 Ерітінділерге жалпы сипаттама ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... .5
1.2 Ерітінділер мен электролиттік диссоциациялану теориясының негізі ... .
2 ОҚУШЫЛАРДЫҢ ЕРІТІНДІЛЕР ТАҚЫРЫБЫНДАҒЫ БІЛІМДЕРІН ЖЕТІЛДІРУ
1.2 Ерітінділерді оқыту әдістемесі
2.2 Орта мектепте ерітінділерді оқыту әдістемесі ... ... ... ... ... ... 1 8
3 ЭКСПЕРИМЕНТТІК БӨЛІМ ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ..
ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..23
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ ... ... ... ... ... ... ..25
КІРІСПЕ
Тақырыптың өзектілігі. Қазіргі әлемдік білім кеңістігіндегі халықаралық стандарт талаптарына сай оқыту үдерісі білім мазмұны қолжетімділік, ғылымилық және оқушылардың жас ерекшеліктерін ескеру ұстанымдарына басымдық беру арқылы анықталады. Бұл ұстанымдар қажет, бірақ дайын ақпарат беру түріндегі қолжетімділік пен мазмұнды күрделендіретін ғылымилықтан құтылу керек. Өйткені мұндай білім мазмұны - студенттің интерактивті түрдегі білім алуына мүмкіндік бермейді. Мұндай мазмұнмен ақпараттық білімнен құзыреттілікке көшу, студенттердің функционалдық сауаттылығын дамыту және критериалды бағалау жүйесін енгізу тұжырымдамасына негізделген жаңа білім стандартын жасау мүмкін емес. Сондықтан білім мазмұнын анықтайтын ұстанымдар әлемдегі озық тәжірибеге сай қайта жасақталуы тиіс.
Халықаралық стандарт талаптарына сай оқыту үдерісінің орталық тұлғасы білім алушы субъект, ал ол субьектінің алған білімінің түпкі нәтижесі құзіреттіліктер болып белгіленуі білім беру жүйесінде функционалдық сауаттылықты қалыптастыру мәселесін негізге алудың өзектілігін арттырып отыр.
Қазақстан Республикасының президенті Н.Ә.Назарбаевтың 2012 жылғы 27 қаңтардағы Әлеуметтік-экономомикалық жаңғырту - Қазақстан дамуының басты бағыты атты жолдауындағы 7-бөлімінде: Білім беру жүйесін жаңғырту барысында біз үшін келесі іс-шараларды жүзеге асырудың маңызы зор. Біріншіден, оқыту үдерісіне қазіргі заманғы әдістемелер мен технологияларды енгізу. Екіншіден, педагогтар құрамының сапасын арттырудың маңызы зор. Үшіншіден, біліктілікті бекітудің тәуелсіз жүйесін құру қажет, ХХІ ғасырда білім беру ісін дамыта білмеген мемлекет құрдымға кетері хақ. Сондықтан біз болашақта жоғары технологиялық және білікті мамандарының шоғырын қалыптастыруымыз қажет. Бұл орайда, Қазақстандағы жоғары оқу орындарының міндеті - әлемдік стандартқа сай білім беру, ал олардан алынған дипломдар дүние жүзі мойындайтындай болуы қажет.
Біз әрбір Қазақстан азаматтарының дұрыс мүмкіндіктермен жоғары білім алуына кепілдік беруіміз қажет, - деген болатын.
Жоғары мектептегі білім берудің басты мақсаты - алдыңғы қатарлы жастар тәрбиелеу, адамзаттың мәдени және өнегелік деңгейі мен оның ой-өрісін арттыру, жоғары білімді маман иелерін дайындау. Білім саясатының өзекті мәселелері- біліммен қамтамасыз етудің ғылыми-әдістемелік жүйесін түбегейлі жаңарту, оқытудың әдістері мен ұйымдастыру түрлерін өзгерту, педагогикалық ғылымдарды ұйымдастыруды қайта құру, ондағы алдыңғы қатарлы оқу-тәрбие тәжірибелері мен қазіргі қоғамның сұраныстарының алшақтығын жою, білімдегі жаңашылдықты саралау, білімді жетілдіру үрдісіндегі үздіксіздікті қамтамасыз етуде оның ролін арттыру.Кез келген сұйық ерітінді еритін заттан, еріткіштен және солардың әрекеттесуі нәтижесінде пайда болған бөлшектерден тұрады. Ерітінділер- кем дегенде екі құрамдас бөліктерден тұратын құрамы өзгермелі гомогенды (біртекті) әр текті емес жүйелер. Ерітінділер газ тәрізді, сұйық және қатты болуы мүмкін. Олардың ішінде жан-жақты зерттелгені және жиі қолданылатыны сұйық, әсіресе, сулы ерітінділер. Сондықтан тұрмыста ерітінділер деп, көбінесе, сұйық күйдегі молекула-дисперстік жүйелерді айтады. Ерітінділердің құрамы құрамдас бөліктердің конценрацияларымен сипатталады. Ерітінділер қаныққан, қанықпаған және аса қаныққан деп бөлінеді. Берілген температурада жақсы еритін заттардың ерігіштігінің де шегі бар. Еріген заттың концентрациясы белгілі бір мөлшерден асқанда, оның артығы ерімей, ерітіндінің түбіне шөгеді. Бұл кезде ерітінді мен еріген зат тепе-теңдік жағдайда болады. Мұндай ерітінділерді қаныққан ерітінділер, ал концентрациялары қаныққан ерітіндінің концентрациясына дейінгі барлық ерітінділерді қанықпаған ерітінділер деп атайды. Кейбір еріткіштің белгілі бір мөлшерінде еритін заттың ерігіштігіне сәйкес мөлшерінен де артық мөлшерін ерітуге болады. Мұндай ерітінділер аса қаныққан ерітінділер деп аталады. Аса қаныққан ерітінділердің тұрақтылығы нашар болады. Кез келген сыртқы әсерден еріген заттың артық мөлшері ерітіндіден бөлініп, тұнбаға түседі. Сөйтіп аса қаныққан ерітінді жай қаныққан ерітіндіге айналады. Кей заттар ерігенде олардың молекулалары иондарға ыдырайды, яғни диссоцияланады. Электр тогын өткізетін болғандықтан, ондай заттардың ерітінділерін электролит ерітінділері деп атайды. Оған көптеген қышқылдар мен негіздердің, әсіресе, тұздардың ерітінділері жатады. Керісінше, ерігенде молекулалары иондарға ыдырамайтын, сондықтан электр тогын өткізбейтін заттардың ерітінділер бейэлектролиттердің ерітінділері деп аталады. Жай қоспалардағы заттар өзара ешбір байланыссыз-ақ араласса, ерітіндідегі еріткіш пен еритін заттар арасында әлсіз болса да химиялық байланыс болады. Мысалы, бірдей өлшемдегі кұм мен ағаш немесе темір үгіндісін араластырса, қоспа пайда болады және оларды бір-бірінен бөлуге болады. Ал, ас тұзын немесе қантты су да ерітсе, олар оңайлықпен әуелгі жеке заттарға бөлінбейді. Ерітінді жайлы ілім өз алдына жеке бөлім болып, жалпы табиғаттану ғылымынан бөліне бастағаннан оның табиғатына қата-рынан екі көзқарас қалыптаса бастайды. Олардың бірін - ерітінділердін, физикалық, ал екіншісін - химиялық теориясы дейді [1]. Ерітінділердің физикалық теориясы XIX- ғасырдың екінші жартысында қалыптасты. Ол теорияның негізін салушылар С.Аррениус пен Вант-Гофф болды. Бұл теория еру процесі жай физикалық қоспа ретінде, еритін заттардың ұсақ бөлшектері еріткіш көлемінде біркелкі таралған, олардың араларында ешбір әрекет болмайтын орта сияқты ұғымда қарастырылады. Олай болса, бұл теория еритін зат пен еріткіш араларында ешбір химиялық әрекет жүрмейді деген пікірді теріске шығармайды. Жалпы физикалық теория ерітінділердін, қайнау температураларының жоғарылауы, қату температураларының төмендеуі, будың қысымы, осмостық қысым сияқты касиеттеріне сүйенді. Бұл шамалар ерітінділердің концентрациясына тәуелді де, еріген заттың табиғатына тәуелсіз. Сондықтан да бұл теория бойынша ерітінділер еріген заттардың күйі газ күйіндегі ерітінділер секілді болып келетін молекулалардың бірыңғай қоспасы іспеттес [2].
Диплом жұмысының мақсаты: Оқушының өзін-өзі жетілдіруге, түсінуге, тәрбиелеуге бағытталған белгілі бір танымдық қабілеттерін, танымдық белсенділігін, танымдық іс-әрекетін қалыптастыру. Оқушылардың танымдық іс-әрекетін белсендіруге септігін тигізетін әдіс-тәсілдер мен нысандарды ашып көрсету және қолдану.
Диплом жұмысының міндеттері:
-мектептерде оқушылардың танымдық іс-әрекетін белсендірудің теориялық негіздерін айқындау;
-жұмысымыз барысында ҚХР-ның химияны оқыту әдістерімен танысып, оның тиімді жақтарын тәжірибеде қолдану;
-химия сабақтарында білім алушылардың танымдық іс-әрекетін белсендіру тәсілдерін қолданып, оның тиімділігін тәжірибе жүзінде тексеру.
Диплом жұмысының ғылыми жаңалығы:
1. Оқушылардың танымдық іс-әрекетін белсендірудің теориялық
негіздері айқындалып, оларға берілген сипаттамалар бір жүйеге келтірілді
және негізгі ұғымдардың анықтамасы нақтыланды.
2. Оқушылардың танымдық іс-әрекетін белсендірудің моделі жасалынып, өлшемдері мен көрсеткіштерінің деңгейлері айқындалды.
3. Қазіргі жағдайда оқушылардың танымдық іс-әрекетін белсендіруде қолданатын оқытуды ұйымдастырудың формалары нақтыланды.
4. Оқушылардың танымдық іс-әрекетін белсендіру тәсілдері арнайы ұйымдастырылған тұтас педагогикалық үрдісте қалыптасатыны дәлелденді.
Диплом жұмысының құрылымы:
1 ОРТА МЕКТЕПТЕ ХИМИЯ КУРСЫНДА ЕРІТІНДІЛЕРДІ ОҚЫТУ ӘДІСТЕМЕСІ
0.1 ЕРІТІНДІЛЕРДІҢ ЖАЛПЫ СИПАТЫ
Қазақстан Республикасының Білім туралы заңында оқыту формасын, әдістерін, технологияларын таңдауда көп нұсқалық қағида атап көрсетілген. Бұл білім беру мекемелерінің мұғалімдеріне өзіне оңтайлы нұсқаны қолдануына, педагогикалық үрдісті кез келген үлгімен құра беруіне мүмкіндік береді. Қазіргі уақыттағы оқу-тәрбие үрдісінің ерекшелігі баланың тұлғалық дамуына бағытталған жаңа оқу технологияларын ұтымды қолданысқа алуы.
Білім алу -- адамзат әрекетінің ең маңызды бір түрі. Ол білім мен тәрбиенің негізін қалайды. Білім алуда адамның ішкі мүмкіндігі мен қабілетінің дамуы, қалыптасу үрдісі байқалады. Қабілет, бір жағынан, адамның білім, дағды, іскерлікті қалыптастырудағы саналы әрекетінің нәтижесі болса, екінші жағынан, адамның табиғи-генетикалық ерекшелігімен тікелей байланысты. Осыған орай, қазіргі білім беру парадигмасында білім алушыға тұлғалық-әрекеттік тұрғыдан қарауға үлкен мән беріп отыр. Өйткені, әрекет дегеніміз-саналы мақсатқа тәуелді үрдіс. Демек, мақсатқа жетудің басты жалпы білім беруші мен білім алушының бірлескен іс-әрекеті болып табылады. Осыған орай оқытуды екі жақты әрекетке, субъект-субъектілік, диалогтық қарым-қатынасқа құру мәселесі шешімін табуда.
Қазақстан Республикасы Президенті Н.Ә. Назарбаев ХХІ ғасырда білімді дамыта алмаған елдің тығырыққа тірелері анық. Біздің болашақтың жоғарғы технологиялық және ғылыми қамтылған өндірістері үшін кадрлар қорын жасауымыз қажет. Осы заманғы білім беру жүйесінсіз әрі алысты барлап, кең ауқымды ойлай білетін осы заманғы басқарушыларсыз біз инновациялық экономика құра алмаймыз деп атап көрсетті. Бұл талаптар білім саласы қызметкерлеріне үлкен міндеттер жүктейді. Себебі әрбір мемлекеттің болашағы мектебінде шыңдалады. Білім беру жүйесі -- әр елдің даму болашағын айқындайтын, әлемдік өркениетке жетудің негізгі бағыттарын көрсететін біртұтас құрылым.
Педагогикалық технологиялар - бұл білімнің басымды мақсаттарымен біріктірілген пәндер мен әдістемелердің: оқу - тәрбие процессін ұйымдастырудың өзара ортақ тұжырымдамамен байланысқан міндеттерінің , мазмұнынң, формалары мен әдістерінің күрделі және ашық жүйелері ,мұнда әр позиция басқаларына әсер етіп, ақыр аяғында баланың дамуына жағымды жағдайлар жиынтығын құрайды. Бүгінгі таңда М.Чошановтың проблемалық модульді оқыту технологиясы, П.И.Третьяковтың, К.Вазинаның модульды оқыту технологиясы, В.М.Монаховтың, В.П.Беспальконың және басқа көптеген ғалымдарың технологиялары кеңінен танымал.
Қазақстанда Ж.А.Караевтің, Ә.Жүнісбектің және т.б.ғалымдардың оқыту технологиялары белсенді түрде қолданылуда. Модуль дегеніміз - қандайда бір жүйенің,ұйымның нықталатын, біршама дербес бөлігі. Оқу модулі қайта жаңғыртушы оқу циклі ретінде үш құрылымды бөліктен тұрады: кіріспеден , сөйлесу бөлімінен және қорытынды бөлімнен тұрады. Кіріспе бөлімінде тәрбиеші балалармен оқу модулінің жалпы құрылымымен, оның мақсат-міндеттерімен таныстырады. Сонан соң мұғалім осы модулінің барлық уақытында есептелген оқу материалын қысқаша (10-20 минут ішінде ), сызба, кесте және т.б. белгілік үлгілерге сүйене отырып түсіндіреді. Тақырып мазмұнына (тұтас тақырып немесе тарау бойынша) өсу бағытымен - қарапайымнан күрделіге, репродуктивтік тапсырмалардан шығармашылық сипаттағы тапсырмаларға, зерттеушілік қызмет элементтеріне қарай бірнеше мәрте қайта оралып отыру әр балаға оқу материалымен жұмыс істей отырып, өз қабілеттерін, жадын, ынтасын, ойлауын, тілін дамытады. Осы модуль бойынша ерітінділерді қарастырдым.
Ерітінді - деп екі немесе бірнеше компоненттен тұратын гомогенді системаларды айтады. Әдетте ерітінділердің тығыздығы, қайнау және қатутемпературасы, тұткырлығы сияқты касиеттері өзгеріп отырады. Ерітінділерді жай механикалық қоспа деп те, химиялық косылыс деп те қарастыруға болады.Ерітіндінің механикалық қоспадан басты айырмашылығы ондағы әрбір микроскопиялық (өте кіші, ұсақ) бөлшектерді химиялық кұрамы мен физи-калық қасиеттерінің көлемде бірдей болуында. Ал химиялық қосылыстардан негізгі өзгешелігі оның құрамында еритін зат көп еріткіштік мөлшеріне тәуелділігінде және еселік катынас заңына бағынбауында. Мысалы, ас тұзы суда тек белгілі мөлшерде ғана ериді. Айталық, 20°С (293Қ)-та алынған 100 мл суда ас тұзыньщ 36,8 грамы ғана ериді де, одан әрі оның мөлшерін қанша көбейтсек те ол ерімейді. Бұл қалыпты жағдайда кездесетін құбылыс.
Ерітіндінің химиялық қосылыстан тағы бір өзгешелігі - химиялық байланыс табиғатында. Егер химиялық қосылыстар негізінен ионды, ковалентті байланыстармен сипатталса, ерітіндідегі байланыс, газдарда кездесетін аса әлсіз вандерваальстік, ал кейбір жағдайларда косымша сутектік байланыстармен түсіндіріледі.Жай қоспалардағы заттар өзара ешбір байланыссыз-ақ араласса, ерітіндідегі еріткіш пен еритін заттар арасында әлсіз болса да химиялық байланыс болады. Мысалы, бірдей өлшемдегі кұм мен ағаш немесе темір үгіндісін араластырса, қоспа пайда болады және оларды бір-бірінен бөлуге болады. Ал, ас тұзын немесе қантты су да ерітсе, олар оңайлықпен әуелгі жеке заттарға бөлінбейді.Көбінесе, екі зат, бір-бірінде ерігенде, олардьщ арасында өзінін, агрегаттык күйін өзгертпейтін немесе ерітінді кұрамындағы мөлшері басым болатын бөлікті еріткіш дейді. Демек, "еріткіш", "еритін зат" ұғымдары салыстырмалы екенін ескеру керек. Мысалы, спирт пен судың тең бөлігін бір-бірінде ерітсе, олардың қайсысының еритін зат, қайсысының еріткіш екенін ажыратуқиын, өйткені екеуі де сұйық және бір-бірінде ерігіштіктері бірдей. Мұндайда ерітінді кұрамындағы компоненттер туралы айткан дұрыс. Сондықтан компоненттердің агрегаттык болады.
Газдың газдардағы ерітіндісі (газ кос-пасы); сұйық ерітінділер; қатты ерітшділер. Газ ерітінділеріне ауа, ал қатты ерітінділерге түрлі металдардың қорытпалары мысал болады. Ал, сұйық ерітінділер газдардың сұйықтағы ерітінділері, сұйықтың сұйықтағы ерітінділері, қатты заттардың сұйықтағы ерітділері болып бөлінеді. Еріткіші су болатын ерітінділер табиғатта кең тараған. Жер қыртысындағы, өсімдіктер мен тірі организмдердегі процестер сусыз ерімейді.
Осыдан ерітінді дегеніміз жай ғана құбылыс емес, ол өте күрделі физикалық және химиялық касиеттері бар күрделі құбылыс екенін көреміз. Еру процестері кейде жылу бөліну арқылы жүрсе, енді бірде жылу сіңіру арқылы да жүреді, яғни зат қыздырганда ғана ериді. Сондай-ақ, кей заттарды еріткенде ерітіндінің көлемі кемуі немесе артуы мүмкін. Мысалы, күкірт қышкылын не натрий гидроксидін суда еріткенде едәуір жылу бөлінеді. Бұл еріген зат пен еріткіш арасында химиялық реакцияның жүргендігін көрсетеді. Бұл процесті сольватация, ал пайда болған қосылысты сольват дейді.
Зат суда еритін болса, процесс, гидратация, қосылыс гидрат делінеді. Ерітінді жайлы ілім өз алдына жеке бөлім болып, жалпы табиғаттану ғылымынан бөліне бастағаннан оның табиғатына қатарынан екі көзқарас қалыптаса бастайды. Олардың бірін ерітінділердің, физикалық, ал екіншісін - химиялық теориясы дейді. Ерітінділердің физикалық теориясы XIX- ғасырдың екінші жартысында қалыптасты. Ол теорияның негізін салушылар С.Аррениус пен Вант-Гофф болды. Бұл теория еру процесі жай физикалық қоспа ретінде, еритін заттардың ұсақ бөлшектері еріткіш көлемінде біркелкі таралған, олардың араларында ешбір әрекет болмайтын орта сияқты ұғымда қарастырылады. Олай болса, бұл теория еритін зат пен еріткіш араларында ешбір химиялық әрекет жүрмейді деген пікірді теріске шығармайды.
Жалпы физикалық теория ерітінділердін, қайнау температураларының жоғарылауы, қату температураларының төмендеуі, будың қысымы, космостық қысым сияқты қасиеттеріне сүйенді. Бұл шамалар ерітінділердің концентрациясына тәуелді де, еріген заттың табиғатына тәуелсіз. Сондықтан да бұл теория бойынша ерітінділер еріген заттардың күйі газ күйіндегі ерітінділер секілді болып келетін молекулалардың бірыңғай қоспасы іспеттес. Ерітінділердің химиялық теориясының негізін калаушы Д.И.Менделеев болды. Бертін келе, бұл теорияға И.А.Каблуков, Н.С.Курнаков сияқты әйгілі совет ғалымдары елеулі үлес қосып, оны жаңа деңгейге көтерді. Бұл теорияны бірінші тұжырымдаған Д.И.Менделеев күкірт кышқылының, этил спиртінің және басқа да қосылыстардың судағы ерітінділерін нақты, жан-жақты зерттеді. Мұның нәтижесінде ол, ерітіндідегі компоненттер арасында, яғни еріген зат пен еріткіш арасында химиялық әрекеттер жүреді деген қорытынды шығарды. Мысалы, Менделеев күкірт қышқылының ерітінділерінде бірнеше гидраттардың түзілетінін анықтады. Ол сондай-ақ, еріткіш пен еритін зат молекулаларының арасындағы байланыс негізінен сутектік байланыс арқылы немесе ондағы қосылыстар құрамына енетін полюсті молекулалар араларындағы өзара электростатистикалық әрекеттесу салдарынан болатынын анықтады.
Ерітінділер туралы алғашқы ұғым қоспалар мен ерітінділердің қасиеттерін салыстыратын тәжірибе арқылы қалыптастырылады. Оқушылар өздеріне үлестіріліп берілген немесе көрнекі қорсетілген дисперстік жүйелерді зерттеп, кесте түрінде жазады. Тәжірибе нәтижесінде оқушылар әр текті қоспалар біраз тұрғанда жеке құрамдас бөліктерге жіктеледі, ерітінділер біртекті және тұрақты деген қорытындыға келеді. Бір тектілігі мен тұрақтылыгы - нағыз ерітінділердің аса маңызды қасиеттері. Ерітінділер иеліктен бір текті болады? Бұл мәселе молекула - кинетикалық теорияның тұрғысынан түсіндіріледі.
Еритін зат ѳзін құрайтын ұсақ бѳлшектерге дейін ыдырап, еріткіштің (судың) ішінде біркелкі таралады, яғни еру құбылысы жүзеге асады. Бұдан еру құбылысы оқушыларға бұрыннан таныс физикалық және химиялық құбылыстардың қайсысына жатады деген мәселе туады. Мұны шешу үшін үш тәжірибе кѳрсетіледі: қатты күйіндегі натрий сілтісінің суда еруі, күкірт қышқылының суда еруі, қатты күйіндегі аммоний нитратының суда еруі. Тәжірибе жасалған ыдыстарға, термометр немесе термоскоп батырылады. Алғашқы екі тәжірибеде жылу бѳлінгенін, соңғы тәжірибеде жылу сіңірілгеніне термоскоп арқылы көз жеткізеді.
Жылудың бѳлінуі немесе сіңірілуі - химиялық құбылыстың белгісі. Тәжірибелерді талқылау барысында мұғалім еритін заттың бѳлшектерге ыдырауы физикалық құбылыс екеніне,оған энергия жұмсалатынына, босап шыққан бѳлшектердің су молекуласымен әрекеттесуі - химиялық құбылыс, одан жылу белінетініне оқушылардың назарын аударады. Ерудің жалпы жылу эффектісі осы екеуінің ара қатынасына тәуелді. Талқылау нәтижесінде еру - физикалық-химиялық құбылыс екені жөнінде қорытынды жасалып, ерітінді ұғымына анықтама беріледі. Ұғымның анықтамаға кіретін негізгі белгілері: а) ерітінді біртекті жүйе; ә) ерітінді еріткіш молекулаларынан және еріген зат бѳлшектерінен тұрады; б) еріткіш молекулалар мен еріген зат бѳлшектері ѳзара физикалық және химиялық әрекеттеседі. Еру құбылысымен байланысты негізгі ұғымдардың бірі - ерігіштік. Сапалық жағынан түсіндіргенде ерігіштік дегеніміз -еритін заттың еріткіште біркелкі таралуы. Осы қасиетіне байланысты заттар жақсы еритін, нашар еритін, іс жүзінде ерімейтін деп жіктеледі.
Сан жағынан алғанда ери алатын заттардың еру қабілеті ерігіштік коэффициенті арқылы белгіленеді. Ерігіштік коэффициентін анықтау үшін температура, еріткіштің кѳлемі (100(R) мл), осы кѳлемде ери алатын заттың ең кѳп массасы ескеріледі кѳрсетіледі. Мысалы, 20(R)С температурада 1 л суда 2000 г қант, 2 г ғаныш, 0,0015 г күміс хлориді ериді. Оқушылардың түсінігін нақтылау үшін осы заттарды суда ерітіп кѳрсетеді. 20"С-де 100 г суда 20 г қант ериді, қант одан артық алынса ерімейді, тұнбаға түседі. Ғаныш жэне тэжірибеғе алынған басқа заттар ерігіштік коэффициентіне сәйкес ериді. Бақылаулар нәтижесінде қанық, қанықпаған, сұйық және аса қанық ерітінділер жѳнінде түсінік беріледі. Қанық ерітінді ұғымының негізгі белгілері; осы температурада, еріткіштің осы мѳлшерінде зат одан әрі ерімейді. Осыған керісінше,қанықпаған ерітіндіде зат еруі жалғаса береді. Қаныққан және аса қанық ерітінділердің айырмасына кѳңіл аударылады. Қаныққан ерітінділердің бәрін аса қанық ерітінділерге жатқызуға болмайды.
Заттардың ерігіштігі нашар болғандықтан, ғаныш пен қүміс хлоридінің қанық ерітінділері сұйық ерітінділер болып есептеледі. Қанық ерітінді түсінігі ерігіштіктің анықтамасына кіреді. Ерігіштіктің температурага тәуелділігі 20-60С аралығында калий нитратын еріту тәжірибесі арқылы дәлелденеді. Тәжірибе 20(R)С 31,6 г KNO3, 30°С-де 45 г, 40°С-де 60 г, 50°С-де 80 г, 60°С-де 106 г KNO3 еритінін кѳрсетеді. Кѳпшілік заттардың ерігіштігі температураны кѳтергенде артады, ол ерігіштік қисық сызығы арқылы ѳрнектеледі. Бұл тақырыпта еріген заттың ерітіндідегі массалық үлесі және мольмен белгіленетін концентрациялар туралы түсінік беріледі. Ол үшін еріген заттың массалық үлесін табу формуласы бірнеше мысалдармен нақтыланады.
1-мысал. 291 г суда 9 г ас тұзы ерітілді. Ерітіндідегі еріген заттың массалық үлесін пайызбен табыңыздар.
Ш е ш у і. 1. Еріген заттың массалық үлесі (со) ерігенеріген зат (е.з.) массасының ерітіндінің жалпы массасына қатынасы бойынша анықталады, пайызбен кѳрсету үшін бұл қатынасты 100-ге кѳбейтеді:rt)% = -- 100%m (ерітінді) Ерітіндінің жалпы массасы m = 291 г НгО + 9 г тұз =300 г.co%(NaCl)=-? T_ .100%=3% ЗООг
Ж а у а б ы. Берілген ерітіндідегі ас тұзының массалық үлесі 3%. Бұдан соң жалпы массасы және массалық үлесі берілген ерітіндіні дайындау үшін қажетті еритін заттың жэне еріткіштің массасын табуға есептеулер жүргізіп, ерітінді әзірлеп кѳрсетіледі. Массалық үлесі кѳрсетілген ерітінді әзірлеуге сарамандық жұмыс ѳткізіледі. Химия зертханаларында мольдік концентрациясы кѳрсетілген ерітінділер пайдаланылады.
Сондықтан соңғы бағдарламада мольдік ерітінділермен таныстыру кѳзделген. Мольдік концентрация (С) ерітіндінің бір литрінде еріген моль (v) санымен кѳрсетіледі:С = -Е=мольл.Осы формула бойынша оқушылар еритін заттың массасын есептеп шығарады, мысалы: калий хлоридінің концентрациясы 0,25 моль 500 мл ерітіндісін әзірленеді.
Ш е ш у і. а) калий хлоридінің мольдік массасын табамыз:
М(КС1) =39 + 35,5 = 74,5 гмоль
ә) т(КС1) =M-v=74,5 гмоль-0,25 моль =18,6
б) 1 л 18,6 г, 0,5 л - д е екі есе аз 18,6:2=9,3
Жауабы. 0,25 моль 500 мл ерітінді әзірлеу үшін 9,3 калий хлоридін алу керек.
Ерітінді ұғымы - зат және химиялық реакция ұғымдарынан кейінгі ең маңызды ұғым. Заттардың кѳпшілігі ерітінді күйінде реакцияға түседі. Ѳнеркәсіпте, табиғатта және күнделікті тұрмыста ерітінділердің маңызы орасан зор. Ерітінділерді білу кѳптеген заттардың (сілтілер, қышқылдар, оксидтер, тұздар) қасиеттерін терең түсінуге, алмасу және тотығу-тотықсыздану реакцияларының мәнін айқындауға, химиялық реакциялардың қайтымдылығы және химиялық тепе-теңдік жонінде білімді дамытуға жәрдемдеседі. Сондықтан деректі және теориялық материалдардан оқушылардың әзірлігі жеткілікті деңгейге кѳтерілген соң электролиттік диссоциациялану тақырыбы ѳтіледі.Ерітінділер - кем дегенде құрамдас бөліктерден тұратын құрамы өзгермелі түрде өте қатты жақсы гомогенді (біртекті) жүйелер.
Ерітінділер газ тәрізді, сұйық және қатты болуы мүмкін. Олардың ішінде жан-жақты зерттелгені және жиі қолданылатыны сұйық, әсіресе, сулы ерітінділер. Сондықтан тұрмыста ерітінділер деп, көбінесе, сұйық күйдегі молекула-дисперстік жүйелерді айтады.
Ерітінділердің құрамы құрамдас бөліктердің конценрацияларымен сипатталады. Ерітінділер қаныққан, қанықпаған және аса қаныққан деп бөлінеді. Берілген температурада жақсы еритін заттардың ерігіштігінің де шегі бар. Еріген заттың концентрациясы белгілі бір мөлшерден асқанда, оның артығы ерімей, ерітіндінің түбіне шөгеді. Бұл кезде ерітінді мен еріген зат тепе-теңдік жағдайда болады. Мұндай ерітінділерді қаныққан ерітінділер, ал концентрациялары қаныққан ерітіндінің концентрациясына дейінгі барлық ерітінділерді қанықпаған ерітінділер деп атайды. Кейбір еріткіштің белгілі бір мөлшерінде еритін заттың ерігіштігіне сәйкес мөлшерінен де артық мөлшерін ерітуге болады. Мұндай ерітінділер аса қаныққан ерітінділер деп аталады. Аса қаныққан ерітінділердің тұрақтылығы нашар болады. Кез келген сыртқы әсерден еріген заттың артық мөлшері ерітіндіден бөлініп, тұнбағатүседі. Сөйтіп аса қаныққан ерітінді жай қаныққан ерітіндіге айналады. Кей заттар ерігенде олардың молекулалары мен атомдарға иондарға және протондарғаыдырайды, яғни диссоциацияланады. Электр тогын өткізетін болғандықтан, ондай заттардың ерітінділерін электролит ерітінділері деп атайды. Оған көптеген қышқылдар мен негіздердің, әсіресе, тұздардың ерітінділері жатады. Керісінше, ерігенде молекулалары иондарға ыдырамайтын, сондықтан электр тогын өткізбейтін заттардың ерітінділері бейметал электролиттердің ерітінділері (электролиз) деп аталады. Полимерлердің ерітінділері ерітінділердің үлкен тобын құрайды.
Ерітінділердің бетіндегі бу қысымы және оның қату температурасы таза еріткіштікке қарағанда төмендеу, ал қайнау температурасы жоғарылау болады. Сонымен оларда(қайнау, қату, булану, еру, ерімтал температурасы) қатар ерітінділерде осмос қысымы байқалады. Ерітінділердің бұл (бірден бір жүйел- лер)қасиеттерінің барлығы тек еріген заттың молекулалар санына ғана тәуелді. Олардың өзгерістері Вант-Гофф және Рауль заңдарымен сипатталады. Мысалы, ацетонның, бензолдың, кез келген эфирдің немесе спирттің судағы концентрациялары бірдей ерітінділерінің осмос және бу қысымдарының салыстырмалы төмендеулері, қату температураларының төмендеуі, ал қайнау температураларының жоғарылауы бірдей болады.
Бұдан кейбір ғалымдар ерітінді түзілгенде еріткіш пен еріген зат арасында ешқандай әрекеттесулер болмайды, олар тек араласады деген қорытындыға келген. Сондықтан бұл қасиеттер ерітінділердің физикалық теориясына тәжірибелік негіз болған. Идеал газдар сияқты молекулаларының арасында ешқандай әсерлесулер болмайтын, дәлірек айтқанда, мейлінше аз болатын ерітінділер идеал ерітінділер, ал қалғандарын реал ерітінділер деп атайды. Күшті электролиттердің ерітінділерінің кейбір қасиеттері сұйылтылған ерітінділердің қасиеттерін сипаттайтын заңдылықтарға бағынбайды. Олардың біраз қасиеттері Дебай мен Гюккельдің "күшті электролиттер теориясымен" сипатталады. Сонымен қатар ерітінділер түзілгенде жылу бөлінуі, жүйе түсінің құрамдас ебөліктер түсінен өзгешелігі және ерітінділер көлемінің құрамдас бөліктер көлемінің қосындысына қарағанда кемуі еріген зат пен еріткіш арасында химиялық әрекеттесулер болатынын көрсетеді. Кейде олардың арасындағы байланыстың беріктігі соншалық, ерітінділерді суытқанда еріткіштің біраз мөлшері еріген затпен бірге кристалданады.
Бұл қасиеттер ерітінділердің химиялық теориясына тәжірибелік негіз болды. Ерітіндінің концентрациясы еріген зат шамасының ерітінді шамасына қатынасы. Еріген зат шамасына қарай ерітінділер концентрациялы және сұйытылған болып бөлінеді. Ерітіндідегі еріген заттаң массалық үлесі деп еріген зат массасының ерітінді массасына қатынасын айтады. Массалық үлес әр түрлі есептеулерде кеңінен қолданылады.
1.2 Ерітінділер мен электролиттік диссоциациялану теориясының негізі
Заттарды суда еріткенде немесе балқытқанда иондарға ыдырауын диссоциация дейміз. Диссоциацияланатын заттар электролиттер, ал диссоциацияға ұшырамайтын заттар- бейэлектролиттер (қант, глюкоза, спирт және газдардың судағы ерітінділері жатады). Бұл теорияның негізін 1887 жылы швед ғалымы С.Аррениус салған. Ол еруді тек физикалық құбылыс деп қарастырды, диссоциациялпну нәтижесінде бөлінген иондар еріткіш молекулуларына біртіндеп таралады деп санап, еріткіш әсерін ескермеді.
Ал қазіргі кезде диссоциациялануды күрделі физикалық-химиялық үрдіс деп қарастырады. Электролиттер 30%-дан артық болып екі негізгі топқа бөлінеді. Әлсіз Электролит диссоциацияланған ерітінділерде иондарға жартылай ыдырайды. Әлсіз көптеген органикалық қышқылдар, негіздер, сондай-ақ кейбір бейорганик. қышқылдар мен негіздер (мысалы., H2S, H2SO3, HCN, NH4OH) жатады. Күшті Электролиттик ерітінділерде түгелдей ионға ыдырайды. Барлық тұздар, көптеген органик. және бейорганик. қышқылдар мен негіздер күшті Э-ге (HCl, HBr, HІ, HNO3, H2SO4, LіOH, NaOH, KOH) жатады. Ғылым мен техникада Элертролиттердин маңызы зор. Тірі организмдер денесіндегі барлық сұйықтар электролиттер. болып саналады.3%-ға дейін) және күшті () қарай электролит әлсіз (( грек. lysіs - еру, ыдырау) - еріген немесе балқыған күйде электр тогын өткізетін заттар.Электролиттерге қышқыл, негіз, тұздың судағы ерітінділері жатады; бұларда электр тогы иондар арқылы тасымалданады. Ерітінділерінен ток өткенде электродтарда тотығу-тотықсыздану процестері - электролиз жүзеге асады. Электролиз Фарадей заңдарына сәйкес жүреді, ол таза металдар, хлор, күшті сілтілер алуда кеңінен қолданылады[8].
Электролиттер және бейэлектролиттер - кейбір заттардың ерітіндіде тоқ өткізетіні ал, кейбір заттардың сол жағдайларда тоқ өткізбейтіні бәріне белгілі. Оны анықтайтын көптеген эксперименттер бізге мәлім. Ертіндіде тоқ өткізетін заттар - электролиттер деп аталады. Ертіндіде тоқ өткізбейтін заттар - бейэлектролиттер деп аталады.
Электролиттерге негіздер, қышқылдар және тұздардың көпшілігі, ал, бейэлектролиттерге көптеген бейорганеикалық және органиқалық заттар жатады. Ерітіндіде электролиттер иондарға ыдырайды осының арқасында олар тоқ өткізеді. Ерітіндіде неғұрлым ион көп болса соғұрлым тоқ жақсырақ өтеді. Электролиттердің ерітіндіде иондарға ыдырауы электролиттік диссоциация деп аталады. Мысалы, NaCl ерітіндіде түгелдей Na+ және Cl- иондарына ыдырайды. Өткен тақырыптар бойынша қосылыстар ионды және ковалентті байланысты болатыны сендерге белгілі. Ал ковалентті байланыстың өзі екі түрге бөлінеді: полюсті және полюссіз. Заттардың кристалдык торларының типтері қосылыстардағы байланыс түрлеріне төуелді. Ал заттардың физикалық жөне химиялық қасиеттері тор типтеріне байланысты болады.Ионды және ковалентті байланысты қосылыстардың ерекшеліктері олардың судағы ерітінділерінің қасиеттерінде де байқалады. Осы ерекшеліктерді бақылау үшін электрөткізгіштікті зерттейтін құралды пайдалануға болады.
1. Ыдысқа құрғақ қант пен ас тұзын кезекпен салып, оны электр желісіне қоссақ, электр шамы жанбайды, олай болса қатты күйіндегі заттарда ток тасымалдаушы бөлшектердің болмағаны.
Құрғақ қант пен ас тұзының орнына дистилденген су құйсақ та электр шамының жанбайтынын көреміз.
2. Келесі жолы қант пен ас тұзына су құйып, олардың ерітіндісін аламыз. Жүйені электр желісіне қосқанда ас тұзының ерітіндісі құйылған жағдайда электр шамының жанғандығы, ал қант ерітіндісі құйылғанда, шамның жанбағандығы байқалады.
Әрі қарай зертханада бар сілті, бейорганикалық қышқыл ерітінділерімен осы тәжірибені қайталағанда электр шамының жарқырап жануын, ал органикалық сірке қышқылының ерітіндісінде шамның нашар жануын байқаймыз. Олай болса, шамның жануы заттардың ерітінділерінде токты тасымалдаушы бөлшектердің иондардың болуына байланысты.Заттарды суда еріткенде немесе балқыткандаиондарғаыдырауын диссоциация дейміз. Диссоциацияланатын заттар электролиттер, ал диссоциацияға ұшырамайтын заттар - бейэлектролиттпер (қант, глюкоза, спирт жөне кейбір жай газдардың (Н2,02, N2) судағы ерітінділері жатады).
Бұл теорияның негізін 1887 жылы швед ғалымы С.Аррениус салған (Нобель сыйлығының лауреаты, 1903 жылы) Ол еруді тек физикалық құбылыс деп карастырды, диссоциациялану нәтижесінде бөлінген иондар еріткіш молекулаларына біртіндеп таралады деп санап, еріткіштің әсерін ескермеді. Осындай көзқарасты калыптастырып дамытқан әрі С. Аррениус теориясын толықтырған ғалымдар - И.А.Каблуков, В.А.Кистяковский, Д.И. Менделеев. Ал қазіргі кезде диссоциациялануды күрделі физика-химиялық үдеріс деп қарастырады [9].
Аррениус теориясының негізгі қағидалары:
-Тұздар, қышқылдар, негіздер ерігенде және балқығанда иондарға ыдырайды.
-Ерітінділер иен балқымалардың ток өткізгіштігі осы иондардың концентрациясына тәуелді болады, олардың оң зарядталғаны катодқа тартылғандықтан каттондар деп, ал анодқа тартылғандары аниондар деп аталады. Ионды және ко валентті полюсті байланысты молекулалар суда еріген иондарға толығымен ыдырайды:
-NaCL = Na++ CL- HCL = H+ + CL -
Ас тұзы ерітіндісіндегі иондардың гидраттану механизмін қарастырайық. Зат суда ерігенден кезде оның молекуласы иондарға ажырап қана қоймайды, осы иондар су молекулаларымен әрекеттесіп гидраттар түзеді. Полюсті су молекуласын былай белгілейміз + -, ол дипол деп аталады. Құрамында ионды байланыстары бар қосылыстарда катиондардың гидратациясы донорлы - акцепторлы жолмен жүреді, донор - су молекуласындағы электртерістігі басымырақ оттегі атомы, ал акцептор Na+ ионы өзінің бос орбиталіне электрон жұбын қабылдайды.
Ал аниондарының гидратталуы - анион мен судың дипольді молекуласының оң заряды бар сутегіт атомдарының арасында сутектік байланыстардың түзілуімен түсіндіріледі.
Электролиттік диссоциация теориясының қазіргі заманғы қағидалары:
-Заттар суда ерігенде оң және теріс иондарға ыдырайды.
-Диссоциацияның себебі - заттардың гидраттануы.
Электр тогының әсерінен иондар катод пен анодқа бағытталады.
-Диссоциация қайтымды үрдіс:
Диссоциация = ассоциация
( Ыдырау ) (бірігу)
-Электролиттер әр түрлі шамада диссоциацияланады.
-Электролит ерітінділерінің химиялық қасиеттері ондағы иондардың табиғатымен анықталады.
-Элемент атомы мен оның ионының қасиеттері әр түрлі болады.
Иондар ерітінділерде гидратталған күйде болғанымен, заттардың диссоциациялану теңдеуін жазғандан кезде гидраттық қоршауын еске алмай, жалаң иондар күйінде жазылады, бұл - жазу үрдісін оңайлату үшін алынған. Электролит ерітінділерінде электр тогын тасымалдаушы иондар болады. Ондай электролиттерді екінші ретті өткізгіштер деп атайды.
Оқушыларды электролиттік диссоциациялану теориясымен таныстырудың іс жүзінде қалыптасқан екі әдістемелік тәсілі бар. Бірінші тәсіл - ерітінділердің электр ѳткізгіштігін сынаудан бастап диссоциациялаудың механизмін түсіндіру, екінші тәсіл - алмасу реакцияларының ерекшелігін қарастырғаннан кейін ерітінділердің электрѳткізгіштігін сынау. Бірінші әдістемелік тәсілді пайдаланғанда химиялық байланыстардың тинтері және бейорганикалық қосылыстардың маңызды кластары жѳніндегі оқушылардың білімі еске түсіріледі.
"Химиялық байланыстар типі әр түрлі заттар ерітінділерінің қасиеттері бірдей бола ма?"- деген мәселе қойылады. Мәселені шешу үшін белгілі бір негізге сүйеніп, таңдап алынған бейорганикалық және органикалық заттардың электрѳткізгіштігі сыналады. Электрѳткізгіштікті сынайтын құралдың құрылысы, сақтық ережелері түсіндіріліп, сынау нэтижесі кесте түрінде жазылады. Тәжірибе бойынша оқушылар қорытынды жасайды; 1) жеке күйіндегі қатты (қант, тұз, қышқыл, сілті) және сұйық заттар электр тогын ѳткізбейді; 2) органикалық заттардың (қант) ерітінділері электр тогын ѳткізбейді; 3) ас тұзының, натрий сілтісінің және тұз қышқылының ерітінділері электр тогын ѳткізеді; 4) ерітінділері немесе балқыған күйінде электр тогын ѳткізетін заттар -электролиттер, ѳткізбейтін заттар бейэлектролиттер деп аталады; Иондық немесе полюсті қовалентті байланысы бар бұл заттардың электр тогын ѳткізу себебін түсіндіру үшін иондарға ыдырау механизмі түсіндіріледі.
Электрѳткізгішті сынаудан басталатын бұл әдістемелік тәсілді қолданғанда кейбір оқушыларда электролиттердің иондарға ыдырауы электр тогының әсерінен жүзеге асады деген пікір туады. Бұл қателікті болдырмау үшін екінші әдістемелік тәсілді пайдаланады. Химиялық байланыстар және заттардың құрылысы туралы тірек білім еске түсірілгеннен кейін мынадай мәселе қойылады: заттар ерітілмеген күйінде химиялық реакцияларға кірісе ме? Оқушылардың болжамын дәлелдеу үшін бірнеше тәжірибелер жасалады.
1-тәжірибе. Сынауықта 3 - 4 мл концентрлі күкірт қышқылына мырыштың 2 - 3 түйірін салады. Реакция жүргені байқалмайды. Қышқылды суда ерітіп, 2 - 3 түйір мырыш салады. Газ кѳпіршіктері бѳлінеді, реакция қуатты жүреді.
2-тәжірибе. Концентрлі сірке қышқылын ацетонда ерітіп, метилоранж қосады. Ештеңе байқалмайды. Сірке қышқылын суда ерітіп, метилоранж ерітіндісін тамызады. Ерітінді қызыл түске боялады.
3-тәжірибе. Қатты күйіндегі кальций гидроксидімен фенолфталеинді араластырады. Ѳзгеріс байқалмайды. Кальций гидроксидін суда ерітіп, үстіндегі мѳлдір ерітіндісін бѳліп алады да. фенолфталеин тамызады. Ерітіндіде таңқурай жемісінің (малина) түсі пайда болады.
4-тәжірибе. Қатты күйіндегі натрий сульфаты мен барий хлоридін араластырады, ештеңе байқалмайды. Тұздарды суда ерітеді және ерітінділерін араластырады, ақ тұнба түзіледі. Бұл тәжірибелерден оқушылар қатты қүйіндегі заттар бір- бірімен әрекеттеспейді, еріген заттар арасында ғана алмасу реакциялары жүзеге асады деген қорытындыға келеді. Содан кейін ғана әр түрлі заттар ерітінділерінің электрѳткізгіштігі сыналады.
Электролиттер және бейэлектролиттер жөнінде түсінік беріледі.Мұндағы бірінші және екінші процестерде электролиттер ерітінділері (балқыма) мен көбіне металл пластинкасынан (жолақша) жасалған электродтардан тұрады. Әдетте, ерітінділедің немесе ерітінді мен электрод-тардық шекаралары белгілі бір себептермен электрлік зарядталған болып келеді. Сондықтан да электрохимияға австралия ғалымы Дж. Бокрис берген "электрохимия зарядталған беттер мен электролиттердің қасиеттерін зерттейді" деген ғылыми анықтаманы еске түсірген артық болмас.
Электрохимияның пайда болуы Л.Гальвани және А.Вольта сияқты ғалымдардың есімдерімен тығыз байланысты. Бақа бұлшық етінің қозғалысын зерттеу кезінде, Гальвани күтпеген жерден металл пластинкасы мен баканын, табанынан тұратын электр тізбегін алады. Ол өз тәжірибесіне сүйеніп, электр тогының пайда болуын тек тірі организммен байланыстырады. Ал, 1799 жылы ғылым тарихында бірінші болып Вольта гальваникалық злементтердің батареясын жасайды. Мұны сол кезде вольттық электрлік бағана дейтін. Әрине, бұл құбылыс Гальванидің "жаны бар электр ток" атты болжамын жоққа шығарып, бұл салада жаңа ұғым, тың бағыт тудырды. Ол кездегі бірінші гальваникалық элементтер аралары электролит ерітінділеріне малынған матамен бөлінген мыс және мырыш пластинкаларынан тұратын.
1834 жылы М.Фарадей электролиздің негізгі екі заңын ашып, ұжырымдады. Бұл электрохимия саласындағы аса үлкен заңдылык болды. Фарадейдің электролиз заңына сүйеніп, электрлік құбылыс пен материя арасындағы тығыз байланысты тура көрсетті және Стоней ең кішкене элементар электрлік зарядтың өлшемі ретінде 1891 жылы "электрон" деген терминді енгізді.
Электролиттік диссоциациялану туралы білімнің дамуы
Электрохимия С.Аррениус, Ф.Кольрауш, В.Оствальд және басқа да көптеген ғалымдардың түбегейлі еңбектерінің негізінде, тек XIX ғасырдың соңында ғана физикалық химияның бір саласына айналды.Электролит ерітінділері. Еріген кезде еріткішпен әрекеттесш, ионда арға диссоциацияланып, ерітіндіге ток өткізгіштік кабілет беретін заттарды электролиттер дейді. Кейде электролиттер ионогенді және ионоферлі болып екіге бөлінеді. Ионогенді электролиттер таза күйінде диссоциацияланбаған молекулалардан тұрады. Бұл тектес электролиттерге сірке қышқылы, тұз қышқылы және тағы басқалар мысал болады. Ал, ионоферлі электролиттерге ешбір еріткіште ерімесе де, таза қалпында-ақ өз құрамында диссо-циацияланған иондары бар қосылыстар жатады. Көптеген косылыстарды еріткенде олардың молекулалары түгелдей диссоциацияланбайды, яғни иондарға ыдырамайды. Оларға органикалык қышқылдардың басым көпшілігін, фенолды, аммиакты және аминдерді орай шартты екі топқа бөлінеді: әлсіз және күшті электролиттер. Бұдан берілген концентрациядағы диссоциациялану дәрежесі жоғарылаған сайын, диссоциация константасынын, артатыны анық көрінеді.
Демек, электролиттің күшін диссоциация константасы арқылы оңтайлы өлшеуге болады. Кез келген теңдік константасы сияқты диссоциация константасы да температураға тәуелді шама. Олай болса, электролит күші температураға сәйкес өзгереді. Осы жоғарыда алынған өрнек бойынша, берілген концентрациядағы электролиттің диссоциациялану дәрежесінің шамасын пайдаланып, диссоциация константасын анықтайды. Сол сияқты берілген концентрациядағы диссоциация константасын пайдаланып, кез келген концентрациядағы диссоциациялану дәрежесін есептеп шығарады. Өрнек тек бинарлы электролиттер үшін екенін ескеріп, басқа күрделі электролиттер үшін біршама түрлендіріп, өрнекті концентрация мен диссоциациялану дәрежесі сияқты айнымалы шамалар арқылы сипаттау керек екенін айтқан.
Көптеген заттар ерігенде молекуласының басым көпшілігі иондарға ыдырайды, яғни диссоциацияланады. Олардың қатарына күшті қышкылдар мен күшті негіздер және біраз тұздар жатады. Күшті электролиттердің ерітінділерінде Оствальдтың сұйылту заңынан едәуір ауытқушылық байқалады. Әуелде бұл құбылыс аномальді деп есептелді. Әйтсе де, мұны нақтылы тәжірибелер арқылы зерттеу, күшті электролиттердің толық диссоциацияланатынын көрсетті. Аса жоғары емес, шамамен орташа не одан да төменгі концентрациядағы электролит ерітінділерде тек ион түрінде болады. Демек, күшті электролит ерітіндідегі иондар концентрациясы осындай әлсіз электролитпен салыстырғанда біраз жоғары болады және дәл осының салдарынан иондардың ара қашықтығы жақындай түседі де иондардың өзара әрекет электролит ерітінділердің ток өткізгіштігі. Жалпы ток өткізгіштері бірінші текті және екінші текті болып бөлінеді. Біріншітекті өткізгіштерден ток өткенде иондар ауысуы байқалмайды. Бұған металдар мен жартылай өткізгіштер мысал болады. Ал, екінші тектегі ток өткізгіштерге электролит ерітінділері. Олардағы токтың өткізілуі иондар ауысуымен және химиялық құбылыспен тікелей байланысты. Екінші тектегі өткізгішке ток бірінші тектегі өткізгіш арқылы жеткізіледі. Мұнда олардың түйіскен жерлерінде токтың ауысу механизмі өзгеріп, электролит иондары өз зарядын берсе, бейтарап атомдар зарядталады.
Бұл құбылыстарды электродты процестер дейді. Ал электродты процестер М.Фарадейдің заңдарына (1834) бағынады: 1)электролиз кезінде турленген (ауысқан) заттық мөлшері ток диамасына пропорционалды; 2) бір мөлшердегі электр тогы өткенде түрленген (ауысқан) заттың шамасы химиялық эквиваленттілікке пропорционалды. Электролиттердің электр тогын өткізгіштік қабілеті иондардың қозғалғыштығына да байланысты. Мұндағы (электролиз) көптеген жайларға электролиттердің ток өткізгіштігін талдау кезінде қайта ораламыз.
Бұл құбылысты зерттеу электролит ерітінділердің қасиеті жайлы көптеген мәліметтерді анықтауға мүмкіндік береді. Мысалы, оның көмегімен әлсіз электролиттердің диссоциациялану дәрежесі мен диссоциация константасының шамасы және күшті электролиттердід активтілігі мен активтілік коэффициенті жайлы деректерді анықтап, изотоникалық коэффициентті есептеуге болады. Әр түрлі процестердің жүруін бақылау үшін иондар қозғалысындағы айырмашылық пайда-ланылады. Ерітіндіде тасымалданатын электр саны иондардың саны және оның жылдамдығы мен заряды сияқты шамаларға күрделі функционалды тәуелділікте болады. Ал, ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz