Химия пәнінен зертханалық жұмыстар жинағы
1. Кіріспе 4
2. Қауіпсіздік техника ережелері 4
3. Жұмысты орындау және есеп беру реті 5
4. Зертханалық жұмыстардың мазмұны 6
№1 зертханалық жұмыс. Бейорганикалық қосылыстардың
негізгі кластары 6
№ 2 зертханалық жұмыс. Химиялық кинетика және химиялық
тепе.теңдік 10
№ 3 зертханалық жұмыс. Ерітінділердің қасиеттері 15
№ 4 зертханалық жұмыс. Электролиттік диссоциация 18
№ 5 зертханалық жұмыс. Металдар коррозиясы 22
№ 6 зертханалық жұмыс. Көмірсутектер.Алкандар және
алкендер 27
№ 7 зертханалық жұмыс. Спирттер. Бір және көп атомды
спирттер 32
№ 8 зертханалық жұмыс. Карбон қышқылдары. Бір негізді карбон
қышқылдары 37
5. Әдебиеттер тізімі 40
6. Қосымшалар 42
2. Қауіпсіздік техника ережелері 4
3. Жұмысты орындау және есеп беру реті 5
4. Зертханалық жұмыстардың мазмұны 6
№1 зертханалық жұмыс. Бейорганикалық қосылыстардың
негізгі кластары 6
№ 2 зертханалық жұмыс. Химиялық кинетика және химиялық
тепе.теңдік 10
№ 3 зертханалық жұмыс. Ерітінділердің қасиеттері 15
№ 4 зертханалық жұмыс. Электролиттік диссоциация 18
№ 5 зертханалық жұмыс. Металдар коррозиясы 22
№ 6 зертханалық жұмыс. Көмірсутектер.Алкандар және
алкендер 27
№ 7 зертханалық жұмыс. Спирттер. Бір және көп атомды
спирттер 32
№ 8 зертханалық жұмыс. Карбон қышқылдары. Бір негізді карбон
қышқылдары 37
5. Әдебиеттер тізімі 40
6. Қосымшалар 42
Химия пәні – жаратылыстану ғылымын құрайтын жүйенің маңызды бір бөлігі. Басқа жаратылыстану ғылымдары сияқты, ол тек табиғатты зерттеп қана қоймайды, сонымен бірге студенттерді тәжирибелік іс-әрекетке үйретіп, өз елінің материалдық дамуының ғылыми негіздерімен де таныстырады.
Барлық мамандық студенттеріне арналған бұл құралда химия курсын меңгеруге арналған оқу жоспарының ерекшеліктері есепке алынған.
1 Қауіпсіздік техника ережелері
1.1 Реактивтерді пайдалану ережелері
1.1.1 Ерітінділер мен құрғақ реактивтерді пластмасса немесе шыны ыдыстарда сақтау керек.
1.1.2 Егер реактивтің мөлшері көрсетілмесе, онда оны аз мөлшерде алу керек.
1.1.3 Реактивтің артығын сол реактив сақталған ыдысқа қайтадан құюға болмайды.
1.1.4 Реактивті пайдаланып болған соң ыдыстың аузын жауып, орнына қойып қою керек.
1.1.5 Құрғақ реактивті арнайы шпательмен алып, пайдаланып болған соң оны сүртіп қою керек.
1.1.6 Егер реактив сұйық болса, онда оны таза пипеткамен алу керек.
1.1.7 Реактивтің дәмін көруге болмайды.
1.2 Химиялық зертханада жұмыс жасаған кездегі қауіпсіздік техникасы ережесі
1.2.1 Зертханалық жұмыстарды opындaғaндa оқытушы берген нұсқауларды қатал caқтay керек.
1.2.2 Тұтанғыш, жанғыш заттармен жұмыс iстегенде, оларды от көзiнен алыс ұстау керек.
1.2.3 Сұйық және қатты заттар салынған сынауықтардың аузын өзiңе немесе жанында тұpғaн жолдасыңа қаратып қыздырмау керек.
1.2.4 Ыстық заттарды қысқышпен ұстау керек.
1.2.5 Уландырғыш және иiсi бар заттармен жұмысты тартпа шкафтарда жасау керек.
1.2.6 Концентрленген кышқылдар және сiлтiлермен жұмыс iстеген кезде ұқыпты және өте сақ болу керек. Концентрлi қышқылдарды сұйылтқанда, әрқашан суға қышқылды бiртiндеп кұю керек, керiсiнше жасауға болмайды.
1.2.7 Тәжiрибе жасап жатқан кезде зертханада орынсыз қозғалыс жасау, тамақ жеу, су iшу, тeмекi шегу және сырт киiммен отыруға болмайды.
1.2.8 Зертханалық жұмыстарды бiтіргеннен кейiн әрбiр студенттің жұмыс орнын тазалап, пайдаланған ыдыстарды жуып, жауапты лаборантқа өткiзiп кeтyi керек.
Барлық мамандық студенттеріне арналған бұл құралда химия курсын меңгеруге арналған оқу жоспарының ерекшеліктері есепке алынған.
1 Қауіпсіздік техника ережелері
1.1 Реактивтерді пайдалану ережелері
1.1.1 Ерітінділер мен құрғақ реактивтерді пластмасса немесе шыны ыдыстарда сақтау керек.
1.1.2 Егер реактивтің мөлшері көрсетілмесе, онда оны аз мөлшерде алу керек.
1.1.3 Реактивтің артығын сол реактив сақталған ыдысқа қайтадан құюға болмайды.
1.1.4 Реактивті пайдаланып болған соң ыдыстың аузын жауып, орнына қойып қою керек.
1.1.5 Құрғақ реактивті арнайы шпательмен алып, пайдаланып болған соң оны сүртіп қою керек.
1.1.6 Егер реактив сұйық болса, онда оны таза пипеткамен алу керек.
1.1.7 Реактивтің дәмін көруге болмайды.
1.2 Химиялық зертханада жұмыс жасаған кездегі қауіпсіздік техникасы ережесі
1.2.1 Зертханалық жұмыстарды opындaғaндa оқытушы берген нұсқауларды қатал caқтay керек.
1.2.2 Тұтанғыш, жанғыш заттармен жұмыс iстегенде, оларды от көзiнен алыс ұстау керек.
1.2.3 Сұйық және қатты заттар салынған сынауықтардың аузын өзiңе немесе жанында тұpғaн жолдасыңа қаратып қыздырмау керек.
1.2.4 Ыстық заттарды қысқышпен ұстау керек.
1.2.5 Уландырғыш және иiсi бар заттармен жұмысты тартпа шкафтарда жасау керек.
1.2.6 Концентрленген кышқылдар және сiлтiлермен жұмыс iстеген кезде ұқыпты және өте сақ болу керек. Концентрлi қышқылдарды сұйылтқанда, әрқашан суға қышқылды бiртiндеп кұю керек, керiсiнше жасауға болмайды.
1.2.7 Тәжiрибе жасап жатқан кезде зертханада орынсыз қозғалыс жасау, тамақ жеу, су iшу, тeмекi шегу және сырт киiммен отыруға болмайды.
1.2.8 Зертханалық жұмыстарды бiтіргеннен кейiн әрбiр студенттің жұмыс орнын тазалап, пайдаланған ыдыстарды жуып, жауапты лаборантқа өткiзiп кeтyi керек.
Негізгі әдебиет:
1. Аханбаев К.А. Химия. Алматы, 1993
2. Шоқыбаев Ж. Бейорганикалық және аналитикалық химия. Алматы, 2003
3. Насиров Р. Жалпы және анорганикалық химия. Алматы, «Ғылым», 2003
4. Бегалиева Д. У., Шоқыбаев Ж. Жалпы химия практикумы. Алматы, «Рауан», 1994
5. Бегалиева Ж., Самыратов С., Колушпаева Л. Химия курсы. Алматы, 2001
6. Бірімжанов Б. А. Жалпы химия. Алматы, 1991
7. Бірімжанов Б. А., Нұрахметов Н. Н. Жалпы химия. Алматы,«Мектеп», 1993
8. Қоқанбаев Ә.Физикалық химияның қысқаша курсы.Алматы, «Рауан»,1996
9. Ысқақова Р. А., Алдамжарова С. Х. Химия. Тәжірибелік дәріске арналған әдістемелік нұсқаулар мен тапсырмалар. Алматы. ААА. 2010 ж.
10. Ысқақова Р. А. Алдамжарова С. Х.Химия. Әдістемелік нұсқаулар және бақылау тапсырмалары. Алматы. ААА. 2010
11. Әлібекова Р.А. Органикалық химия. Алматы, 2012 ж.
12. Нейланд О.Я. Органическая химия. М.: Высшая школа, 1990
13. Грандберг И.И. Органическая химия. М.: Дрофа, 2001
14. Белобродов В.Л. Органическая химия. В 2-х кн. М.: Дрофа, 2001
15. Артеменко А.И . Органическая химия. М.: Высшая школа, 2007
16. Степаненко Б.Н. Курс органической химий. М.: Высшая школа, 1981
17. Моррисон Р., Бойд Р. Органическая химия. М.: Мир, 1974
18. Глинка Н.Л. Общая химия. М.: Интеграл-Пресс, 2003
Қосымша әдебиет:
19. Хомченко Г.П. Неорганическая химия. М.: Высшая школа, 1998
20. Фролов В.В. Химия. М.: Высшая школа, 1999
21. Ахметов Н.С. Химия.Общая и неорганическая химия. М.: Высшая школа 2000
22. Зайцев О.С. Химия. Современный краткий курс. М.: Агар, 1997
23. Гузей Л.С., Кузнецов В.Н., Гузей А.С. Общая химия.М.: Изд-во МГУ,1999
24. Дробашева Т.И.Общая химия. Ростов-на-Дому, 2004
25. Коровин Н.В. Курс общей химии. М.: Высшая школа, 1990
26. Алябьев М.С., Горбачевская Л.А., Лернер М.И. Основы строения и реакционной способности авиационных материалов. К. 1987
27. Горбачевская Л.А., Применко В.И. Коррозия авиационной техники и методы защиты от нее. К. 1977
28. Горбачевская Л.А., Лернер М.Е. Химические источники электрической энергии. К. 1971
29. Киреев В.А. Курс общей химии. М.: Высшая школа, 1972
30. Вульф Б.К., Романдин К.П. Авиационное материаловедение. М.: Машиностроение, 1967
31. Базелин С.А. От чего и как разрушаются металлы.М.:Просвещение.1976
32. Пальм В.А. Введение в теоретическую органическую химию. – Москва, ВШ,1974
33. Робертс Д, Касерио М. Основы органической химии. Т.1,2. – М.: Мир, 1978
34. Васильева Н.В., Смолина Т.А. Органический синтез. М.: Просвещение, 1986
35. Кульман А.Г. Общая химия.М.: Химия,1979
36. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия.М.: Высшая школа, 2000
37. Глинка Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии.М.: Высшая школа,1984
38.Гольдбрайх З.Е. Сборник задач и упражнения по химии.М.Л.:1984
1. Аханбаев К.А. Химия. Алматы, 1993
2. Шоқыбаев Ж. Бейорганикалық және аналитикалық химия. Алматы, 2003
3. Насиров Р. Жалпы және анорганикалық химия. Алматы, «Ғылым», 2003
4. Бегалиева Д. У., Шоқыбаев Ж. Жалпы химия практикумы. Алматы, «Рауан», 1994
5. Бегалиева Ж., Самыратов С., Колушпаева Л. Химия курсы. Алматы, 2001
6. Бірімжанов Б. А. Жалпы химия. Алматы, 1991
7. Бірімжанов Б. А., Нұрахметов Н. Н. Жалпы химия. Алматы,«Мектеп», 1993
8. Қоқанбаев Ә.Физикалық химияның қысқаша курсы.Алматы, «Рауан»,1996
9. Ысқақова Р. А., Алдамжарова С. Х. Химия. Тәжірибелік дәріске арналған әдістемелік нұсқаулар мен тапсырмалар. Алматы. ААА. 2010 ж.
10. Ысқақова Р. А. Алдамжарова С. Х.Химия. Әдістемелік нұсқаулар және бақылау тапсырмалары. Алматы. ААА. 2010
11. Әлібекова Р.А. Органикалық химия. Алматы, 2012 ж.
12. Нейланд О.Я. Органическая химия. М.: Высшая школа, 1990
13. Грандберг И.И. Органическая химия. М.: Дрофа, 2001
14. Белобродов В.Л. Органическая химия. В 2-х кн. М.: Дрофа, 2001
15. Артеменко А.И . Органическая химия. М.: Высшая школа, 2007
16. Степаненко Б.Н. Курс органической химий. М.: Высшая школа, 1981
17. Моррисон Р., Бойд Р. Органическая химия. М.: Мир, 1974
18. Глинка Н.Л. Общая химия. М.: Интеграл-Пресс, 2003
Қосымша әдебиет:
19. Хомченко Г.П. Неорганическая химия. М.: Высшая школа, 1998
20. Фролов В.В. Химия. М.: Высшая школа, 1999
21. Ахметов Н.С. Химия.Общая и неорганическая химия. М.: Высшая школа 2000
22. Зайцев О.С. Химия. Современный краткий курс. М.: Агар, 1997
23. Гузей Л.С., Кузнецов В.Н., Гузей А.С. Общая химия.М.: Изд-во МГУ,1999
24. Дробашева Т.И.Общая химия. Ростов-на-Дому, 2004
25. Коровин Н.В. Курс общей химии. М.: Высшая школа, 1990
26. Алябьев М.С., Горбачевская Л.А., Лернер М.И. Основы строения и реакционной способности авиационных материалов. К. 1987
27. Горбачевская Л.А., Применко В.И. Коррозия авиационной техники и методы защиты от нее. К. 1977
28. Горбачевская Л.А., Лернер М.Е. Химические источники электрической энергии. К. 1971
29. Киреев В.А. Курс общей химии. М.: Высшая школа, 1972
30. Вульф Б.К., Романдин К.П. Авиационное материаловедение. М.: Машиностроение, 1967
31. Базелин С.А. От чего и как разрушаются металлы.М.:Просвещение.1976
32. Пальм В.А. Введение в теоретическую органическую химию. – Москва, ВШ,1974
33. Робертс Д, Касерио М. Основы органической химии. Т.1,2. – М.: Мир, 1978
34. Васильева Н.В., Смолина Т.А. Органический синтез. М.: Просвещение, 1986
35. Кульман А.Г. Общая химия.М.: Химия,1979
36. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия.М.: Высшая школа, 2000
37. Глинка Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии.М.: Высшая школа,1984
38.Гольдбрайх З.Е. Сборник задач и упражнения по химии.М.Л.:1984
Мазмұны
1. Кіріспе 4
2. Қауіпсіздік техника ережелері 4
3. Жұмысты орындау және есеп беру реті 5
4. Зертханалық жұмыстардың мазмұны 6
№1 зертханалық жұмыс. Бейорганикалық қосылыстардың
негізгі кластары 6
№ 2 зертханалық жұмыс. Химиялық кинетика және химиялық
тепе-теңдік 10
№ 3 зертханалық жұмыс. Ерітінділердің қасиеттері 15
№ 4 зертханалық жұмыс. Электролиттік диссоциация 18
№ 5 зертханалық жұмыс. Металдар коррозиясы 22
№ 6 зертханалық жұмыс. Көмірсутектер.Алкандар және
алкендер 27
№ 7 зертханалық жұмыс. Спирттер. Бір және көп атомды
спирттер 32
№ 8 зертханалық жұмыс. Карбон қышқылдары. Бір негізді карбон
қышқылдары 37
5. Әдебиеттер тізімі 40
6. Қосымшалар 42
КІРІСПЕ
Химия пәні - жаратылыстану ғылымын құрайтын жүйенің маңызды бір бөлігі. Басқа жаратылыстану ғылымдары сияқты, ол тек табиғатты зерттеп қана қоймайды, сонымен бірге студенттерді тәжирибелік іс-әрекетке үйретіп, өз елінің материалдық дамуының ғылыми негіздерімен де таныстырады.
Барлық мамандық студенттеріне арналған бұл құралда химия курсын меңгеруге арналған оқу жоспарының ерекшеліктері есепке алынған.
1 Қауіпсіздік техника ережелері
1.1 Реактивтерді пайдалану ережелері
1.1.1 Ерітінділер мен құрғақ реактивтерді пластмасса немесе шыны ыдыстарда сақтау керек.
1.1.2 Егер реактивтің мөлшері көрсетілмесе, онда оны аз мөлшерде алу керек.
1.1.3 Реактивтің артығын сол реактив сақталған ыдысқа қайтадан құюға болмайды.
1.1.4 Реактивті пайдаланып болған соң ыдыстың аузын жауып, орнына қойып қою керек.
1.1.5 Құрғақ реактивті арнайы шпательмен алып, пайдаланып болған соң оны сүртіп қою керек.
1.1.6 Егер реактив сұйық болса, онда оны таза пипеткамен алу керек.
1.1.7 Реактивтің дәмін көруге болмайды.
1.2 Химиялық зертханада жұмыс жасаған кездегі қауіпсіздік техникасы ережесі
1.2.1 Зертханалық жұмыстарды opындaғaндa оқытушы берген нұсқауларды қатал caқтay керек.
1.2.2 Тұтанғыш, жанғыш заттармен жұмыс iстегенде, оларды от көзiнен алыс ұстау керек.
1.2.3 Сұйық және қатты заттар салынған сынауықтардың аузын өзiңе немесе жанында тұpғaн жолдасыңа қаратып қыздырмау керек.
1.2.4 Ыстық заттарды қысқышпен ұстау керек.
1.2.5 Уландырғыш және иiсi бар заттармен жұмысты тартпа шкафтарда жасау керек.
1.2.6 Концентрленген кышқылдар және сiлтiлермен жұмыс iстеген кезде ұқыпты және өте сақ болу керек. Концентрлi қышқылдарды сұйылтқанда, әрқашан суға қышқылды бiртiндеп кұю керек, керiсiнше жасауға болмайды.
1.2.7 Тәжiрибе жасап жатқан кезде зертханада орынсыз қозғалыс жасау, тамақ жеу, су iшу, тeмекi шегу және сырт киiммен отыруға болмайды.
1.2.8 Зертханалық жұмыстарды бiтіргеннен кейiн әрбiр студенттің жұмыс орнын тазалап, пайдаланған ыдыстарды жуып, жауапты лаборантқа өткiзiп кeтyi керек.
1.3 Жазатайым жағдайларда бiрiншi дәрiгерлiк жәрдем көрсету
1.3.1 Қышқылмен күйгенде, күйген жердi сумен көп қайтара жуып, 3 % ас содасының epiтiндiciмeн шайып, вазелин жағады.
1.3.2 Сiлтiлермен күйгенде, күйген жердi сумен көп қайтара жуып, бiр пайызды cipкe қышқылының ерітіндісімен шайып, вазелин жағады.
1.3.3 Отқа күйгенде глицерин немесе этил спиртiне батырылған таза мaқтaны пайдаланады. Аса қaтты күйгенде, калий перманганатының концентрлi ерiтiндiciн қолданады.
1.3.4 Егер уландырғыш заттар әcepiнeн тыныс органдары қабынып, адам улана бастаса, онда оны тез арада ауаға шығарып, дем алдыру керек.
2 Жұмысты орындау және есеп беру реті
2.1 Жұмысты орындау реті
2.1.1 Алдымен оқулықтың жұмысты орындауға қажетті бөлімдерін, дәріс конспектілерін қарап, жұмыстың мазмұнымен танысу керек.
2.1.2 Жұмысты бастау алдында оған қажетті жабдықтардың бар жоғын тексеру керек.
2.1.3 Жұмыс кезінде осы нұсқауда көрсетілген операциялардың тәртібін және дәйектілігін сақтау керек.
2.1.4 Қауіпсіздіктің барлық шараларын сақтау, жанғыш затарды сақтықпен қолдану керек.
2.1.5 Тәжірибе барысын мұқият бақылау және оның барлық детальдарын байқау керек.
2.1.6 Жұмысты орындап болғаннан кейін жұмыс орнын ретке келтіру керек.
2.2 Есеп беру реті
Тәжірибені орындау барысында бақылау нәтижелерін және өтіп жатқан реакциялардың теңдеулерін тәжірибені аяқтап болған соң дереу арнайы дәптерге жазу керек:
1. Жұмыстың мақсаты
2. Жұмысты жүргізу реті
3. Аспаптардың нұсқасы
4. Тәжирибенің нәтижелері мен қортындылар
5. Бақылау сұрақтарына жауаптар
3. Зертханалық жұмыстардың мазмұны
№ 1 зертханалық жұмыс
Бейорганикалық қосылыстардың негізгі кластары.
Жұмыстың мақсаты: бейорганикалық қосылыстарды жіктеу, олардың арасындағы генетикалық байланыс және құрамы мен қасиеттері жайлы алған білімді жинақтап тұжырымдау.
Құралдар мен реактивтер: зертханалық сынауықтар, газ шығаратын түтігі бар сынауықтар, мәрмәр, CaO, Zn (түйіршіктері), H2O (дистилденген), ерітінділер (0,1 н): HCl, Ca(OH)2, NaOH, H2SO4, CuSO4, ZnCl2, NaCl, Na2CO3, AlCl3, Na2SO4, BaCl2, фенолфталеин, метилоранж, әмбебап индикаторлық қағаз.
Жай заттар. Молекулалары бір элементтің атомдарынан тұрады. Химиялық реакцияларда басқа заттардың түзілуімен ыдырай алмайды.
Күрделі заттар (немесе химиялық қосылыстар). Молекулалары әр түрлі элементтің атомдарынан тұрады. Химиялық реакцияларда бірнеше басқа заттардың түзілуімен ыдырайды.
Оксидтер (негіздік, қышқылдық, амфотерлік)
Негіздік оксидтер деп қышқылдар немесе қышқылдық оксидтермен әрекеттескенде тұздар түзетін оксидтерді атайды. Негіздік оксидтерге негіздер сәйкес келеді. Мысалы, СаО кальций оксидіне Са(ОН)2 кальций гидроксиді сәйкес келеді.
Қышқылдық оксидтер деп негіздермен немесе негіздік оксидтермен әрекеттескенде тұздар түзетін оксидтерді атайды. Олар сумен әрекеттескенде қышқылдар түзіледі. Мысалы, көміртек (ІV) оксиді - СО2 көмір қышқылын - Н2СО3, азот (V) оксиді - N2O5 азот қышқылын - HNO3 түзеді.
Қышқылдық оксидтер сәйкес қышқылдардан суды бөлу жолымен де алынуы мүмкін, сондықтан оларды қышқылдық ангидридтер деп те атайды.
Амфотерлі оксидтер деп қышқылдармен де, негіздермен де әрекеттескенде тұздар түзетін оксидтерді атайды. Амфотерлі оксидтерге ZnO, Al2O3 , SnO , SnO2 ,PbO2, Cr2O3 жатады.
Қышқылдар деп ерітіндіде диссоциацияланып, сутек иондарын түзе алатын заттар аталады. Қышқылдарға тән қасиеттер олардың негіздермен, негіздік және амфотерлі оксидтермен әрекеттесіп тұз түзе алулары. Мысалы:
2HNO3+Cu(OH)2=Cu(NO3)2+2H2O
2HCl+CaO=CaCl2+H2O
H2SO4+ZnO=ZnSO4+H2O
Құрамында оттектің бар болуына байланысты қышқылдар оттекті (H2CO3, HNO3) және оттексіз (HCl, HBr, H2S) болып бөлінеді. Қышқыл молекуласында металл атомдарымен алмаса алатын сутек атомдарының санына байланысты қышқылдар бір негізді (HCl, HNO3), екі негізді (H2SO3, H2CO3), үшнегізді (H3PO4) және т.б болып бөлінеді.
Негіздер - ерітіндіде диссоциацияланып гидроксид-иондарын (ОН[-]) түзе алатын заттар. Негіздер қышқылдармен, қышқылдық немесе амфотерлік оксидтермен әрекеттесіп, тұз түзе алады:
KOH+HCl=KCl+H2O
Ba(OH)2+CO2=BaCO3+H2O
2NaOH+Al2O3=2NaAlO2+H2O
Негізге қосыла алатын протондар (Н[+]) санына байланысты негіздер бір қышқылды (LiOH, KOH, NH4OH), екі қышқылды (Ca(OH)2, Fe(OH)2) және т.б болып бөлінеді.
Амфотерлі гидроксидтер - сулы ерітінділерде қышқылдармен де, негіздермен де әрекеттесе алады.
Zn(OH)2+2HCl=ZnCl2+2H2O
Zn(OH)2=H2ZnO2
H2ZnO2+2NaOH=Na2ZnO2+2H2O
Амфотерлі гидроксидтерге Zn(OH)2, Al(OH)3, Pb(OH)2, Sn(OH)2, Cr(OH)3 жатады.
Тұздар қышқыл молекуласындағы сутек атомдарының металл атомдарымен толық немесе жартылай алмасу нәтижесінде түзілетін өнімдер немесе металл гидроксиді молекуласындағы гидроксо топтардың қышқыл қалдықтарымен толық немесе жартылай алмасу нәтижесінде түзілетін өнімдер. Қышқыл молекуласындағы сутек атомы толық алмастырылса орта тұздар, ал жартылай алмастырылғанда қышқыл тұздар (гидротұздар) түзіледі. Қышқыл тұздар көп негізді қышқылдардан алынады.
Негіздер молекуласындағы гидроксотоптар қышқыл қалдықтарымен жартылай алмастырылғанда негіздік тұздар (гидроксотұздар) түзіледі. Мысалы:
Н2SO4+NaOH=NaHSO4+H2O
Fe(OH)3+H2SO4=FeOHSO4+2H2O
Жұмысты орындау реті
1 тәжірибе. Негіздік оксидтердің қасиеттерін зерттеу
Екі сынауыққа кальций оксидін салыңыз. Бірінші сынауыққа су, содан кейін фенолфталеиннің бір тамшысын тамызыңыз, ал екіншісіне тұз қышқылын құйыңыз. Реакция барысы қалай өтіп жатқанын белгілеп, химиялық реакция теңдеулерін жазыңыз. Бірінші сынауықта фенолфталеин неге қызылдау түске боялғанын түсіндіріңіз.
2 тәжірибе. Қышқылдық оксидтердің қасиеттерін зерттеу
Қышқылдық оксид алу үшін сынауыққа мәрмәрдің бірнеше кесегін салып, тұз қышқылын қосыңыз. Содан кейін сынауықты газ шығаратын түтігі бар тығынмен жауып, түтіктің ұшын дистилденген су құйылған сынауыққа салып біраз уақытқа қалдырыңыз, біраз уақыт өткен соң, түтікті кальций гидроксиді бар сынауыққа салыңыз. Не байқадыңыз?
Суы бар сынауықта реакцияның өткеніне көз жеткізу үшін оған әмбебап индикатор кағазын салыңыз, ал тағы бір қағазды басқа сынауыққа дистилденген су құйып, оған да индикатор қағазын салып, түстерін салыстырыңыз. Бақылағанқ ұбылыстарға түсініктеме беріңіз. Сәйкес химиялық реакция теңдеулерін жазыңыз.
3 тәжірибе. Сілтілер және қышқылдар ерітінділерінің ортасын
анықтау
Бір сынауыққа натрий гидроксидінің ерітіндісін, ал екіншісіне күкірт қышқылын құйып, әмбебап индикатор қағазының көмегімен ортасын анықтаңыз. Электролиттік диссоциация теңдеуін жазыңыз.
4 тәжірибе.Қышқылдардың қасиеттерін зерттеу
а) Сынауыққа күкірт қышқылының ерітіндісін құйып, әмбебап индикатор қағазының көмегімен ортасын анықтаңыз. Осы сынауыққа қышқылдың мөлшеріндей мөлшерде сілті ерітіндісін құйып, қайтадан ерітіндінің ортасын анықтаңыз. Неге әмбебап индикатор қағазы түсін өзгертті? Химиялық реакция теңдеуін жазыңыз.
б) Сынауыққа металл мырышының түйіршігін салып, күкірт қышқылының ерітіндісін құйыңыз. Не байқадыңыз? Химиялық реакция теңдеуін жазыңыз.
5 тәжірибе. Негіздерді алу және олардың қасиеттерін зерттеу
Сынауықтағы мыс сульфатының ерітіндісіне натрий гидроксидінің ерітіндісін тұнба пайда болғанша құйыңыз. Түзілген тұнбаны екіге бөліңіз. Бір бөлігіне натрий гидроксидінің ерітіндісін, екінші бөлігіне күкірт қышқылының ерітіндісін қосыңыз. Барлық қажетті реакция теңдеулерін жазыңыз және бұл реакция нәтижесінде пайда болған өзгерістерді белгілеңіз.
6 тәжірибе. Амфотерлік гидроксидті алу және қасиеттерін зерттеу
Амфотерлі гидроксид алу үшін мырыш хлориді тұзының ерітіндісіне натрий гидроксидін тамшылатып тұнба пайда болғанша құйыңыз. Алынған тұнбаны екі бөлікке бөліп, бір бөлігіне сілті, ал екінші бөлігіне қышқыл қосыңыз. Не байқадыңыз? Химиялық реакция теңдеулерін жазыңыз.
7 тәжірибе. Тұздардың металдармен әрекеттесуі
Сынауыққа мыс сульфатының ерітіндісін құйып, оған мырыш металының түйіршігін салыңыз. Не байқадыңыз. Химиялық реакция теңдеуін жазыңыз.
8 тәжірибе. Тұздардың бір-бірімен өзара әрекеттесуі
2 сынауыққа натрий сульфатының ерітіндісін құйыңыз. Біріншісіне натрий хлоридінің, ал екіншісіне барий хлоридінің ерітіндісін қосыңыз. Неге реакция тек 2-ші сынауықта ғана өтіп жатыр? Химиялық реакция теңдеуін жазыңыз.
Бақылау сұрақтары:
1. Қандай оксидтер негіздік, қышқылдық және амфотерлік деп аталады?
2. Негіздік, қышқылдық және амфотерлік оксидтерге қандай жалпы қасиеттер тән?
3. Қандай заттар негіздер, қышқылдар деп аталады?
4. Қандай химиялық реакция бейтараптану реакциясы деп аталады?
5. Кальций және мыс сұйылтылған күкірт қышқылымен қалай әрекеттеседі?
6. Kелесі тұздардың диссоциация теңдеулерін жазыңыз: K2SO4, KHSO4, Fe(OH)2Cl, FeCl3
7. Барий сульфатын алудың барлық мүмкін химиялық реакция теңдеулерін жазыңыз.
8. Неге күміс нитраты тұз қышқылымен де, натрий хлоридімен де әрекеттеседі? Сәйкес теңдеулерді молекулалық және иондық түрде жазыңыз.
№2зертханалық жұмыс
Химиялық кинетика және химиялық тепе-теңдік
Жұмыстың мақсаты: әрекеттесуші заттардың концентрацияларының, температураның химиялық реакция жылдамдығына, заттар концентрациясының химиялық тепе-теңдіктің ығысуына әсер етуін зерттеу.
Құралдар мен реактивтер: зертханалық сынауықтар, химиялық стакан, пипеткалар (5мл), термометр(50-100[0]С-ға дейін), шпатель, электр пеші, Na2S2O3 (5% ерітіндісі), KCl (құрғақ тұз), ерітінділер (0,1 н): H2SO4, FeCl3, KCNS немесе NH4CNS.
Химиялық реакцияның жылдамдығын кесімді уақыт ішінде (секунд, сағат, жыл) реакцияласушы заттардың концентрацияларының өзгеруімен өлшейді.
Концентрация дегеніміз көлем бірлігіндегі заттың мөлшері.
Реакция жылдамдығы әрекеттесуші заттардың табиғатына, олардың концентрациясына, температураға және жүйедегі катализатордыңқатысуына тәуелді.
Әрекеттесуші массалар заңы)
Химиялық реакциялардың жылдамдығы әрекеттесуші заттар концентрацияларының көбейтіндісіне тура пропорционал.
Мысалы, А+В2АВ2 реакциясы үшін, әрекеттесуші массалар заңы келесі түрде өрнектеледі:
v=k[A]·[B2]
Бұл теңдеуде [A] және [B2] - реакцияға түсетін заттардың концентрациялары, ал пропорционалды коэффициент - k реакция жылдамдығыныңтұрақтысы.Жылдамдық тұрақтысы - k әрекеттесуші заттардың табиғатына тәуелді болады. Әрекеттесуші массалар заңының математикалық өрнегі, яғни кинетикалық теңдеуі А+2В=АВ2 реакциясы үшін келесі түрде өрнектеледі:
v=k[A]·[B][2]
Гетерогенді реакцияларда қатты күйдегі заттардың концентрациялары реакция барысында өзгермейді, сондықтан әрекеттесуші массалар заңыныңкинетикалық теңдеуіне қосылмайды.
Химиялық реакция жылдамдығының температураға тәуелділігі Вант-Гофф ережесіменанықталады:температура әрбір 10[0]С-қа өзгергенде реакция жылдамдығы 2 - 4 есе өзгереді:
мұндағы γ - температуралық коэффицент.
Химиялық реакция жүргенде бастапқы заттардың концентрациялары азаяды, бұл тура реакция жылдамдығының кемуіне алып келеді. Егер реакция қайтымды болса, онда реакция тура және кері бағытта да жүре алады. Тура және кері реакциялардың жылдамдықтары бірдей болғанда химиялық тепе-теңдік күйі пайда болады және реакцияға қатысушы заттардың концентрациялары ары қарай өзгермейді.
А + В -- С + Д реакциясы үшін:
тура реакция жылдамдығы v=к[А]·[В]
кері реакция жылдамдығы v--=к--[С]·[Д]
Химиялық тепе-теңдік күйінде v= v--, яғни к[А]·[В]=к--[С]·[Д]
Осыдан, , мүндағы К - реакция тепе-теңдігініңтұрақтысы.
Тепе-теңдік тұрақтысының өрнегіне кіретін концентрациялартепе-теңдік концентрациялары деп аталады. Тепе-теңдік тұрақтысы неғұрлым үлкен болса, соғұрлым реакция өнімдерінің шығымы көп болады.
Химиялық термодинамикада химиялық реакцияның жалпы жағдайы
аА+вВсС+дД үшін тепе-теңдік тұрақтысы:
Гетерогенді жүйеде тепе-теңдік тұрақтысыныңөрнегіне тек сұйық және газ күйдегі заттардың концентрациялары кіреді, себебі қатты заттардың концентрациялары тұрақты болып қалады.
Катализатор тепе-теңдік тұрақтысының мәніне әсер етпейді, себебі ол тура және қайтымды реакциялардың белсендіру энергиясын төмендетеді. Катализатор реакция өнімдерінің шығымына әсерін тигізбейді, ол тек тепе-теңдікке жетуді жылдамдатады.
Реакцияныңжүру жағдайы өзгергенде, (температура, қысым, реакцияға қатысатын заттардың концентрациялары) тура және кері үрдістердің жылдамдықтары бірдей өзгермейді, сондықтан химиялық тепе-теңдік бұзылады. Реакцияның берілген бір бағытта өтуі нәтижесінде бастапқыдан өзгеше, жаңа химиялық тепе-теңдік күйі орнайды. Бір тепе-теңдік күйден жаңа тепе-теңдік күйге өту химиялық тепе-теңдіктің ығысуы деп аталады. Бұл ығысудың бағыты Ле-Шателье - Браун принципіне бағынады: Егер тепе-теңдік күйдегі жүйеге бір әсер тигізілсе, онда тепе-теңдік сол әсерді азайту бағытына қарай ығысады.
Мысалы, температураның жоғарылауы тепе-теңдіктің жылуды сіңіруімен, яғни жүйені суытумен жүретін реакция бағытына ығысуына; қысымның жоғарылауы тепе-теңдіктіңгаз тәріздес заттардың мольдерініңжалпы санының азаюы бағытына, яғни қысымның төмендеуіне алып келетін бағытқа ығысуына; жүйеден реакция өнімдерінің біреуін алып тастау тепе-теңдіктің тура реакция жағына ығысуына; бастапқы заттардың біреуінің концентрациясының азаюы тепе-теңдіктің кері реакция бағытына ығысуына алып келеді.
Жұмысты орындау реті
1 тәжірибе. Реакция жылдамдығының әрекеттесуші заттардың концентрациясына тәуелділігі
Натрий тиосульфаты мен күкірт қышқылы арасындағы реакция нәтижесінде ақ лай түрінде элементарлы күкірт түзіледі.
Na2S2O3+ H2SO4 Na2SO4+ SO2+ H2O+S
Реакция жылдамдығын ерітіндінің лайлана басталуына дейінгі уақыт бойынша білуге болады.
Сыртында сызықтары барнөмірленген сынауықтарда концентрациялары әртүрлі натрий тиосульфатының ерітінділерін дайындайды.
№1 сынауыққа 9 мл Na2S2O3ерітіндісін құяды,ал №2 сынауыққа 6 мл Na2S2O3 ерітіндісінжәне 3 мл дистилденген су құяды, №3 сынауыққа 3 мл Na2S2O3ерітіндісін және 6 мл дистилденген су құяды.Басқа үш сынауыққа 3мл-ден күкірт қышқылын құяды.Тәжірибе былай жүргізіледі:
№1 сынауықтағы натрий тиосульфатының ерітіндісіне күкірт қышқылының ерітіндісін құйып, секундомермен ерітінділерді бір-біріне қосқаннан бастап лай пайда болғанға дейінгі уақытты анықтайды. Лайланудың стандартты деңгейі сынауық сыртындағы сызықтың көрінбей кеткені бойынша анықталады. Осындай тәжірибені №2, №3 сынауықтағы натрий тиосульфат ерітіндісімен де жүргізеді.
Алынған мәліметтерді келесі кестеге толтырады:
№
V, мл
Vерітінді, мл
Na2S2O3 салыстыр-малы кон-центрациясы
Уа-қыт
,c
Салыс-тырмалы жылдам-дық
v=1
Na2S2O3
H2O
H2SO4
1
9
-
3
12
3
2
6
3
3
12
2
3
3
6
3
12
1
Реакцияжылдамдығыныңнатрийтиосульфа тыерітіндісініңконцентрациясынатәуе лділігініңграфигінсалыңыз. Олүшінординатаосіндесалыстырмалыжыл дамдықмәнін(олбірдіуақытқабөлуарқыл ы
анықталады),алабсциссаосіндетиосуль фаттыңсалыстырмалыконцентрациясының мәнінбелгілейді. Теориябойыншаграфиктіңқандайболуыке рек? Реакцияжылдамдығыныңреакцияғатүсеті нзаттардыңконцентрациясынатәуелділі гітуралықорытындыжасаңыз.
2 тәжірибе.Реакцияжылдамдығынатемпера тураныңәсері
Реакциялыққоспаныңтемпературасыәрбі р 10[0]С-қажоғарылағансайынхимиялықре акцияжылдамдығыорташаалғанда 2-4 есеартады(Вант-Гоффережесі).
Сызығыбарбірсынауыққа 5 млнатрийтиосульфатыныңерітіндісін, албасқасынауыққа 5 млкүкіртқышқылынқұяды. Екісынауықтыдабөлметемпературасында ғысуыбарстақанға (сумоншасы) 5 минутқасалады.
Натрийтиосульфатыерітіндісініңтемпе ратурасынтермометрменөлшеп, оғанкүкіртқышқылыныңерітіндісінқұйы п, секундомерменқұйғанкезденбастаплайд ың(сызық көрінбеуі керек) пайда болуына дейінгі уақытты анықтайды.
Содан кейін басқа сынауықтағы 5 мл натрий тиосульфатының ерітіндісін және 2-ші сынауықтағы 5 мл күкірт қышқылының ерітіндісін су моншасында 30[0]С-ға дейін қыздырады (термометрді натрий тиосульфаты бар сынауыққа салу керек), ерітінділерді бір-біріне құйып, 30[0]С температурадағы реакция жылдамдығын анықтайды.
Осындай тәжірибені 40[0]С температураға дейін қыздырылған ерітінділермен де жүргізеді.
Тәжірибе нәтижелерін кестеге толтырады.
№
V, мл
Темпера
тура, [0]С
, c
Салыс-тырмалы жылдамдық
v=1
Na2S2O3
H2SO4
1
5
5
20
2
5
5
30
3
5
5
40
Реакцияның салыстырмалы жылдамдығының температураға тәуелділігін көрсететін график салыңыз. Реакцияның температуралық коэффициентін мына формуламен есептеңіз:
3 тәжірибе. Заттардың концентрацияларының химиялық тепе-теңдікке әсері
4 мл сұйылтылған FeCl3 ерітіндісін және 4 мл KCNS- калий роданидінің сұйытылған ерітіндісін сынауықта араластырыңыз.
Ерітінді түсінің өзгеруі аз диссоциацияланған молекулалардың, яғни Fe(CNS)3 пайда болуына байланысты болады:
FeCl3+3KCNS = Fe(CNS)3+3KCl
Осы реакция үшін тепе-теңдік тұрақтысын есептеңіз.
Алынған ерітіндіні 4 сынауыққа теңдей бөліңіз.
Бірінші сынауыққа 2-3 тамшы концентрлі темір (III) хлоридін, екінші сынауыққа 2-3 тамшы концентрлі калий роданидінің ерітіндісін, үшінші сынауыққа калий хлоридінің бірнеше кристалын салыңыз. Осы үш сынауықтағы ерітінділердің түсін төртінші сынауықтағы ерітіндінің түсімен салыстырыңыз.
Әр сынауықта темір роданидінің концентрациясы қалай өзгерді?
Химиялық тепе-теңдік тұрақтысының өрнегін пайдалана отырып, ерітінділер түсінің өзгеруін түсіндіріңіз және тепе-теңдіктің ығысу бағытын анықтаңыз. Қайтымды реакцияны аяғына дейін қалай жеткізуге болады?
Бақылау сұрақтары:
1. Әсер етуші массалар заңын тұжырымдаңыз және оны келесі қайтымды құбылыстарға қолданыңыз:
2CO+O2=2CO2
C+H2O(бу)=СO+H2
FeCl3+3KOH3KCl+Fe(OH)3
2KClO3=2KCl+3O2
2. Неге температураның жоғарылауы реакция жылдамдығына үлкен әсерін тигізеді?
3. Тепе-теңдік тұрақтысы нені сипаттайды?
4. Ле-Шателье ережесінің негізінде соңғы тәжірибедегі тепе-теңдіктің ығысуын қалай түсіндіруге болады?
№3 зертханалық жұмыс
Ерітінділердің қасиеттері
Жұмыстың мақсаты: заттарды еріткен кезде жүретін құбылыстарды және ерітінділердің қасиеттерін зерттеу.
Құралдар мен реактивтер: сынауықтар, химиялық стакан, фарфор табақша, термометр (бөліну аралықтары 1[0]С), электр пеші, мақта, H2O(дистилденген), құрғақ тұздар: CuSO4, CuSO4::5H2O, NH4NO3, CH3COONa, CaCl2, NaCl, KOHтүйіршіктері), NaCl(10% ерітіндісі).
Ерітінділердің түрлері:
а) белгілі бір температурада еритін зат ары қарай ери алмайтын ерітіндіні қаныққан ерітінді деп атайды.
ә) белгілі бір температурада заттың біраз мөлшері әлі де ери алатын ерітіндіні қанықпаған ерітінді дейді.
в) еріген заты көп ерітіндіні концентрлідеп, ал еріген заты аз ерітіндінісұйылтылғанерітінді деп атайды.
Қазіргі көзқарас бойынша еру - физикалық әрі химиялық үрдіс. Еру кезінде еритін зат пен еріткіштің молекулалары бір-біріне араласып диффузияланады, сонымен қатар, олар өзара әрекеттесіп молекулалық қосылыстар түзеді. Бұл әрекеттесу сусыз ортада жүрсе, онда түзілген қосылысты сольват деп, ал сулы ортада түзілгенқосылысты гидрат деп атайды. Көптеген жағдайда сольваттар мен гидраттар тұрақсыз болып келеді, яғни ерітіндіден сольваттар мен гидраттардыбөліп алу үшін ерітіндіні жәйлап қыздырып суалтқанда,олар ыдырап кетеді. Бірақ, кейбір гидраттар тұрақты болады. Олар ерітіндіні суалтқанда кристаллогидрат түрінде бөлініп шығады.
Заттар суда ерігенде жылу құбылыстары байқалады, яғни зат ерігенде жылу бөлінеді немесе сіңіріледі. 1 моль зат ерігенде бөлінетін немесе сіңірілетін жылуды заттың молекулалық еру жылуы деп атайды.
Еру кезінде байқалатын жалпы жылу эффектісі қатты зат ерігенде жүретін әр түрлі үрдістердің жылу эффектілерінің алгебралық қосындысына тең болады:
∆Н(Е) = ∆Н(с) +∆Н(ы) бұл жерде,Н(с) - сольваттану кезінде бөлінетін
энергия, Н(ы) - кристалдық торды бұзу үшін жұмсалатын энергия.
Егер сольваттану кезінде бөлінетін жылу кристалдық тор энергиясынан жоғары болса, онда еру үрдісі жылудың бөлінуі арқылы жүреді:
∆Н(Е) = ∆Н(с) +∆Н(ы)0
Көбінесе еру кезінде жылу сіңіріледі, яғни кристалдық торды бұзу үшін көп энергия жұмсалады, яғни кристалдық тор энергиясы сольваттану энергиясынан көп болады.
Рауль заңы. Ерітінді бетіндегі қысымның төмендеуі ерітіндінің концентрациясына тәуелді болатынын Ф.Рауль ашты. Рауль заңы: ерітінді бетіндегі қысымның салыстырмалы төмендеуі еріген заттың мольдік үлесіне тең болады:
=N,
бұл жердегі ро - таза еріткіш бетіндегі будың қысымы, р - ерітінді бетіндегі будың қысымы, N - еріген заттың мольдік үлесі.
Ерітіндінің қату температурасының төмендеуі және қайнау температурасының жоғарылауы ерітінді бетіндегі қысымның өзгеруіне байланысты болады.
Таза еріткіш пен ерітіндінің қайнау температурасының айырмасын ерітіндінің қайнау температурасының жоғарылауы (∆tқайнау) деп атайды. Таза еріткіш пен ерітіндінің қату температурасының айырмасын ерітіндінің қату температурасының төмендеуі (∆tқату) деп атайды.
∆tқайнау = tқайнау ер-ді - tқайнау еріткіш
∆tқату = tқату еріткіш - tқату ер-ді
Ерітінділердің кристалдануын және қайнауын Рауль зерттеп келесі заңдылықтарды анықтады: бейэлектролиттердің сұйылтылған ерітінділерінің қайнау температураларының жоғарылауы және қату температураларының төмендеуі ерітінді концентрациясына пропорционал болады:
∆tқайнау = ЕС, ∆tқату = КС,
бұл жердегі С - моляльдік концентрация, Е және К - эбуллиоскопиялық (эбуллио - қайнау) және криоскопиялық (криос - суық) тұрақтылар.
Е және К коэффициенттері ерітінді концентрациясы бірге тең болған жағдайда қату температурасының төмендеуін және қайнау температурасының жоғарылауын көрсетеді. Олардың физикалық мәні осы. Бұл тұрақтылар тек еріткіштің тегіне байланысты болады.
Ерітінділердің қату температурасын өлшеуді криоскопия деп, ал қайнау температурасын өлшеуді эбуллиоскопия деп атайды.
Жұмысты орындау реті
1 тәжірибе. Дегидраттану реакциясы
Мыс купоросының - CuSO4[.]5H2O бірнеше кристалын фарфор табақшаға салып, баяу қыздырыңыз. Кристаллогидрат түсінің өзгеруін түсіндіріп реакция теңдеуін жазыңыз.
2 тәжірибе. Гидраттардың түзілуі және олардың қасиеттері
Сынауыққа 1мл су құйып температурасын өлшеп, сусыз мыс сульфатының кристалын салыңыз. Ерітінді түсінің өзгеруін байқаңыз және түсіндіріңіз. Ерітінді температурасын өлшеңіз. Байқаған құбылысты түсіндіріңіз.
Гидраттануреакциясының теңдеуін құрыңыз.
3 тәжірибе. Еру кезіндегі жылу эффектісі
Екі сынауыққа 1мл-ден дистилденген су құйып температурасын өлшеңіз. Бірінші сынауыққа азот қышқылды аммонийді салып, термометрмен араластырыңыз және температурасын өлшеңіз. Екінші сынауыққа натрий гидроксидінің кішкене кесегін салыңыз және араластырғаннан кейін ерітінді температурасын өлшеңіз.
Заттар ерігенде қандай жылу эффектісі байқалады? Заттардың суда ерігендегі гидраттану құбылысы кезінде бөлінетін энергия мен кристалдық торды бұзу энергиясының қатынасы туралы қорытынды жасаңыз.
4 тәжірибе. Аса қаныққан ерітінділер
Сынауыққа натрий ацетатын салып, 3 мл су қосыңыз және тұз ерігенше қыздырыңыз. Содан кейін сынауықтың аузын мақтамен жауып, суық су құйылған стақанға салыңыз. Ерітінді суығаннан кейін мақтаны алып тастап, сынауыққа натрий ацетатының кішкене кесегін салыңыз. Не байқалады? Жылу бөлінуіне көңіл аударыңыз. Аса қаныққан ерітінділер не үшін пайда болатынын түсіндіріңіз.
5 тәжірибе. Ерітінділердің қайнау температуралары
Қайнап жатқан суы бар сынауыққа термометр салып, судың температурасын өлшеңіз. Осысуға кальций немесе натрий хлоридінің аз мөлшерін салып ерітіңіз. Пайда болған ерітіндіні қайнатып, температурасын өлшеңіз. Өлшеу нәтижелерін жазып алыңыз.
Бақылау сұрақтары:
1. Ерітінді деген не? Ерітінділер сипаттамасы.
2. Неге кейбір заттар ерігенде жылу бөлінеді, ал кейбір заттар ерігенде жылу сіңіріледі?
3. Ерітіндінің қайнау және қату температураларының өзгеруінің ерітінділер концентрацияларына тәуелділігі қандай?
4. Эбуллиоскопиялық және криоскопиялық тұрақтылардың физикалық мағынасы қандай?
5. Бейэлектролиттердің молекулалық массалары криоскопиялық әдіспен қалай анықталады?
№4 зертханалық жұмыс
Электролиттік диссоциалану
Жұмыс мақсаты: электролиттердің күштерін индикаторлармен және арнайы құралмен анықтау, диссоциалану дәрежесінің еріткіштің табиғатына және электролиттер ерітінділерінің концентрациясына тәуелділігін зерттеу.
Құралдар мен реактивтер: ерітінділердің электрөткізгіштігін зерттейтін құрал, 10 химиялық шыны ыдыс (300-400 мл), сынауықтар, дистилденген су, ерітінділер: қант, сірке қышқылы, аммиак, калий гидроксиді, мыс хлоридінің судағы, мыс хлоридінің ацетондағы ерітіндісі, аммоний хлориді (кристалдық), натрий ацетаты (кристалдық), метилоранж, фенолфталеин.
Электролиттер - ерітінділері электр тогын өткізетін заттар.
Әлсіз электролиттер иондарға өте аз ыдырайды. Оларға барлық органикалық қышқылдар, кейбір минералдық қышқылдар, мысалы, Н2СО3, Н2S, НСN, Н2SіО3, Н3ВО3және т.б. суда ерімейтін негіздер жатады.
Күшті электролиттер иондарға толық ыдырайды. Оларға барлық еритін тұздар, сілтілер, кейбір минералдық қышқылдар, мысалы, Н2SО4, НСl, HNO3, НСlО4, НJжәне т.б. жатады.
Орташа электролиттерге диссоциацияланған молекулалар саны иондарға ыдырамаған молекулалар санына тең заттар жатады. Мысалы, H3PO4. Көп жағдайда тек әлсіз және күшті электролиттерқарастырылады.
Диссоциалану қайтымды үрдіс болғандықтан, әлсіз электролиттер үшін әрекеттесуші массалар заңын қолдануға болады. Мысал ретінде әлсіз электролит - сірке қышқылының диссоциалану теңдеуін жазайық:
СН3СООН = СН3СОО[-]+Н[+]
Бұлтеңдеуге әрекеттесуші массалар заңын қолданамыз:
бұл жердегі, КD - диссоциалану тұрақтысы, [CH3COOH], [CH3COO[-]] және [H[+]] - концентрациялар.
Диссоциалану тұрақтысы КD - әлсіз электролиттердің иондарға ыдырау қабілетін көрсететін шама. Оның мәні жоғары болса, онда ерітіндіде иондар саны да көп болады. Диссоциалану тұрақтысы электролиттің концентрациясына тәуелді емес. Ол электролит пен еріткіштің тегіне және температураға тәуелді.
Диссоциалану дәрежесі - αдегеніміз иондарға ыдыраған молекулалар санының еріген заттың жалпы молекулалар санына қатынасы.
Диссоциалану дәрежесі ерітілген молекулалардың неше пайызы иондарға ыдырағанын көрсетеді және оны мына төмендегі формула бойынша есептейді:
бұл жердегі,п - иондарға ыдыраған молекулалар саны, N - еріген заттың жалпы молекулалар саны.
Егер алынған100 молекуланың 80-нi иондарға ыдыраса, онда бұл электролиттің диссоциалану дәрежесі () болғаны.
Гидролиз
Тұз иондары мен су иондарының әрекеттесуі нәтижесінде әлсіз электролиттердің түзілуі және ерітінді ортасының өзгеруі арқылы жүретін химиялық реакцияларды тұздардың гидролизі деп атайды. Гидролиз кезінде тұз иондары мен не сутек иондары, не гидроксид иондары немесе сутектің де, гидроксидтің де иондары байланысады.
Тұздаргидролизінің теңдеуін құрғанда су және түзілген әлсіз электролиттерді иондарға ыдыратпай молекула түрінде жазу керек.
Тұздаргидролизінің төрт жағдайы болады:
1. Күштінегіз жәнекүштіқышқылдантүзілгентұздаргид ролизгеұшырамайды (рН=7). Мысалы, NaCl, NaNO3, KCl, Na2SO4гидролизгеұшырамайды.
2. Күштінегіз жәнеәлсізқышқылдантүзілгентұздаргид ролизгеұшырайды. Мысалы:
KNO2 + HOH -- KOH + HNO2 - молекулалық теңдеу
K[+] + NO2ˉ + HOH -- K[+] + OHˉ + HNO2 - толық иондық теңдеу
NO2ˉ + HOH -- OHˉ + HNO2 - қысқартылған иондық теңдеу - сілтілік орта (рН7).
3. Әлсіз негіз және күшті қышқылдан түзілген тұздар гидролизге ұшырайды. Мысалы:
NH4Cl + HOH -- NH4OH +HCl - молекулалық теңдеу
NH4[+] + Clˉ + НОН -- NH4OH + Н[+] + Clˉ - толық иондық теңдеу
NH4[+] + НОН -- NH4OH + Н[+] - қысқартылған иондық теңдеу - қышқылдық орта (рН7).
4. Әлсіз негіз жәнеәлсіз қышқылдан түзілген тұздар гидролизге ұшырайды. Мысалы:
CH3COONH4 + HOH -- CH3COOH + NH4OH - молекулалық теңдеу
CH3COOˉ + NH4[+] + HOH -- CH3COOH + NH4OH - толық иондық теңдеу (pH≈7).
Жұмысты орындау реті
1 тәжірибе. Қышқылдар және негіздердің индикаторларға әсері
Таза сынауықтарға 1-2 мл кестеде келтірілген қосылыстар ерітінділерін құяды және оларға метилоранж, фенолфталеин индикаторларының әсерін тексереді. Бақылау нәтижелерін кестеге толтырады:
Ерітінді
Диссоциалану теңдеуі
Индикаторлар
метилоранж
фенолфталеин
Тұз қышқылы
Күкірт қышқылы
Сірке қышқылы
Калий гидроксиді
Аммиак ерітіндісі
2 тәжірибе. Ерітінділердің электрөткізгіштігі. Диссоциалану дәрежесінің еріткіштің табиғатына, әлсіз электролиттің концентрациясына тәуелділігі
а)Қышқылдар, негіздер, тұздар ерітінділері электролиттер болып табылады, себебі зарядталған иондары болғандықтан, олар электр тоғын өткізе алады. Тұрақты тоқ өткенде оң зарядталған иондар теріс зарядталған электрод - катодқа ығысады, сондықтан олар катиондардеп аталады. Теріс зарядталған иондар аниондардеп аталады, себебі олар оң электрод - анодқа ығысады.
Электрөткізгіштігінің шамасы бойынша электролиттің диссоциалану дәрежесі жөнінде білуге болады. Күшті электролиттердің электрөткізгіштігі үлкен, ал әлсіз электролиттердікі аз болады.
Сыйымдылығы 300-400 мл шыны ыдыстарға келесі ерітінділерді құйыңыз:
1. Дистилденген су, жай құбыр суы
2. Қант ерітіндісі
3. Сірке қышқылының ерітіндісі
4. Аммиак ерітіндісі
5. Калий гидроксидінің ерітіндісі
6. Мыс хлоридінің судағы ерітіндісі
7. Мыс хлоридінің ацетондағы ерітіндісі
Тоқ көзіне қосылған электродтарды берілген ерітінділерге салып, олардың электрөткізгіштігін тексереді. Бұл тізбекке электр лампасы қосылған.
Бір ерітіндіден екіншіге көшкенде электродтарды алдымен жай, содан кейін дистилденген сумен мұқият жуу қажет.
Тәжірибе барысында қолданған заттардың электрөткізгіштігі туралы қорытынды жасаңыз. Неліктен CuCl2 тұзының судағы ерітіндісі тоқты жақсы, ал ацетондағы ерітіндісі нашар өткізеді.
ә)Біршыны ыдысқа 1 н сірке қышқылының ерітіндісін құяды және оның электрөткізгіштігін тексереді. Басқа шыны ыдысқа 1н калий гидроксиді ерітіндісінің электрөткізгіштігін тексереді. Екі шыны ыдысқада мөлшері бірдей дистилденген суды құйып, ерітінділердің электрөткізгіштігін қайтадан тексереді.
3тәжірибе. Ерітіндігеаттасиондардықосқандағыио ндықтепе-теңдіктіңығысуы
а)Сынауыққа 5-6млсұйылтылғанаммиакерітіндісінқұ йып, 1-2 тамшыфенолфталеинтамызыңыз. Боялған ерітіндіге аз ғана кристалдық аммоний хлоридін қосып, жақсылап шайқаңыз. Индикатор түсінің тез өзгеруі немен түсіндіріледі? Аттас аммоний иондарын қосқандағы NH4OH диссоциалану дәрежесі қалай өзгереді?
ә) 2 сынауыққа 2-3 мл сұйылтылған сірке қышқылын құйыңыз және бір тамшыдан метилоранж қосыңыз. Сынауықтардың біреуіне натрий ацетатының бірнеше кристалдарын салып, жақсылап араластырыңыз. Екі сынауықтағы ерітінділер түсін салыстырыңыз және диссоциаланутұрақтысының өрнегін пайдалана отырып, оның түсінің өзгеру себебін түсіндіріңіз.
Бақылау сұрақтары:
1. Электролиттік диссоциалану құбылысының мәні неде?
2. Электролиттің күші немен анықталады?
3. Диссоциалану дәрежесі деген не? Әлсіз электролитті сұйылтқанда диссоциалану дәрежесі қалай өзгереді?
4. Диссоциаланутұрақтысы деген не? Ол концентрацияға тәуелді ме?
5. Ерітінділердің электрөткізгіштігі деген не? Ол неге тәуелді?
№5 зертханалық жұмыс
Металдар коррозиясы
Жұмыстың мақсаты: оксидтік қабыршақтың металдардың бұзылуына әсер етуін зерттеу, коррозиядан қорғайтын әдістермен танысу.
Құралдар мен реактивтер: сынауықтар, металдар: темір шеге, темір сымы, мыс сымы, алюминий, мырыш, қалайы, ерітінділер (0,1 н): CuSO4, K2Cr2O7(концентрлі ерітіндісі), CuCl2, NaCl, FeSO4, K3[Fe(CN)6], H2SO4.
Әр түрлі металдарды бір-біріне түйістіргенде электр тогының пайда болуы ондағы еркін электрондар санының теңесуінен болады.
Гальваникалық элемент деп тотығу-тотықсыздану реакциялары негізінде екі пластинкадантұратын аспапты атайды.
Күнделікті өмірде металдар өзін қоршаған ортамен жиі әрекеттеседі. Күміс қонырланады, темір тотығады, мыс пен қола (мыс пен қалайы қоспасы) қақпен қапталады. Алюминий металының бетінде алюминий оксидінен тұратын жұқа қабықша пайда болады, ал мырыш пен қорғасын және басқа металдар өздерінің жарқырауық қасиеттерін бірте-бірте жояды. Ал кейбір құнды металдар (алтын, платина) атмосфера әсеріне ұшырамайды.
Металдардың және олардың құймаларының сыртқы ортаның әсерінен бұзылуын коррозия деп атайды. Коррозия химиялық және электрохимиялық болып екіге бөлінеді.
Химиялық коррозия деп металдар мен құймалардың электр тогы пайда болмайтын таза химиялық реакциялардың нәтижесінде бұзылуын айтады.
Химиялық коррозия металдардың газдармен, сұйық заттармен әрекеттесулерінің нәтижесінде жүреді. Химиялық коррозияға қызған темірдің тотығуы мысал болады:
4Fe + 3О2 = 2Fe2О3
Температураның жоғарылауына байланысты коррозияның жылдамдығы артады. Магний, алюминий, никель, хром, мыс сияқты металдар оттекпен әрекеттескендеолардың беткі қабатында оксидтер қабыршағы пайда болады. Бұл қорғаныш қабыршағы металдарды ары қарай бүлінуден, яғни коррозияланудан қорғайды.
Тотығу-тотықсыздану реакцияларының нәтижесінде жүйеде электр тогының пайда болуы арқылы жүретін коррозияны электрохимиялық коррозия деп атайды.
Электрохимиялықкоррозия электролиттегі екі металдың жанасуы нәтижесінде жүреді. Бұл жағдайда гальвани элементі түзіледі. Металдар гальвани элементінің электродтары, ал суда еріген газдар және т.б. заттар электролит ролін атқарады. Электродтық потенциалы терістеу металл (анод) ериді де тотығады, ал потенциалы жоғарылау металда сутек (сутектік деполярлену) немесе оттек иондары (оттектік деполярлену) тотықсызданады:
Me - 2 = Ме[2+]
2Н[+]+2 = Н2 - сутектік деполярлену
О2 + 2Н2О + 4= 4ОН[-] - оттектік деполярлену
Мысалы, дымқыл ауада темір мен мыс жанасқанда гальвани элементі түзіледі. Мұнда темір - анод, мыс - катод болады. Бұл гальвани элементінің жұмыс істеуінің нәтижесінде темір тотығады, яғни коррозияланады,оның себебі, темірдің электрондары үздіксіз мысқа қарай жылжиды да ішкі жүйеде электр тогы пайда болады. Осының нәтижесінде темір тотығып ион түрінде ерітіндіге көшеді:
2Fe + О2 + 2Н2О = 2Fe(OH)2
Темір (II) гидроксиді ауадағы оттекпен ары қарай тотығады:
4Fe(OH)2 + О2 + 2Н2О = 4Fe(OH)3
Оттектің тотықсыздануы арқылы жүретін металдардың коррозиясы ауада, суда, топырақта жүреді.
Сонымен, электрохимиялық коррозия кезінде электрондар ағыны белсенді металдан белсенділігі төмен металға ауысады да, белсенді металл коррозияланады:
2Fe - 22Fe2+ (анодта)
2Н++2 Н2 (катодта)
2Н2О + О2+ 44ОН- (катодта)
Егер металл тағы да басқа металдармен немесе бейметалдармен жұптасса, электрохимиялық коррозия ұлғаяды. Мысалы, темірдің құрамында мыстың түйіршектері болса, онда бұл жағдайда гальваникалық жұптар түзіледі. Электродтық потенциалы төмен металл бұзылып, оның иондары ерітіндіге көшеді, ал бөлініп шыққан электрондар белсенділігі төмен металға қарай бағытталады.Бұл жағдайда белсенді емес металда сутек иондары(сутектік деполярлену) немесе суда еріген оттек(оттекттік деполярлену)тотықсызданады.Сонымен, электрохимиялық коррозияда (әр түрлі металдар байланысқан кезде, бір металдың бетінде микрогальваникалық элементтер түзілген кезде) электрондар белсенділігі жоғары металдан белсенділігі төмен металға қарай жылжығаннан белсенділігі жоғары металл коррозияға ұшырайды. Гальваникалық элементті құрастыратын металдар электрохимиялық кернеу қатарында неғұрлым өзара алыс орналасса, соғұрлым коррозияның жылдамдығы жоғары болады.
Коррозия жылдамдығына электролит ерітінділерінің ортасы да әсер етеді. Ерітіндінің қышқылдығы жоғарылаған сайын (рН кеміген сайын) және оның құрамындағы тотықтырғыштыңмөлшері ұлғайған сайын, коррозия тез жүреді. Температураны жоғарылатқанда да коррозия тез күшееді.
Кейбір металдар ауаның құрамындағы оттектіңәсерінен пассивтік күйге айналады, сондықтан коррозия жылдамдығы азаяды. Мысалы, концентрленген азот қышқылы темірдің белсенділігін төмендетеді, сондықтан темір азотқышқылымен әрекеттеспейді. Осы кезде металл бетінде оның қоршаған ортамен байланысуына мүмкіншілік бермейтін қалың қорғаныш - оксидтік қабықша түзіледі.
Алюминий бетінде табиғи оксидтік қабықша бар. Осындай қабықшалар құрғақ ауада басқа металдардың бетінде пайда болады:Be, Cr, Zn, Та, Ni, Сu және т.б. Оттек ең мықты пассиватор болып саналады.
Металдың пассивтік күйге айналуы оның бетінде оттек атомдарынан тұратын хемосорбциялыққабаттыңпайда болуымен түсіндіріледі. Оттек атомдары металды толығымен ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
1. Кіріспе 4
2. Қауіпсіздік техника ережелері 4
3. Жұмысты орындау және есеп беру реті 5
4. Зертханалық жұмыстардың мазмұны 6
№1 зертханалық жұмыс. Бейорганикалық қосылыстардың
негізгі кластары 6
№ 2 зертханалық жұмыс. Химиялық кинетика және химиялық
тепе-теңдік 10
№ 3 зертханалық жұмыс. Ерітінділердің қасиеттері 15
№ 4 зертханалық жұмыс. Электролиттік диссоциация 18
№ 5 зертханалық жұмыс. Металдар коррозиясы 22
№ 6 зертханалық жұмыс. Көмірсутектер.Алкандар және
алкендер 27
№ 7 зертханалық жұмыс. Спирттер. Бір және көп атомды
спирттер 32
№ 8 зертханалық жұмыс. Карбон қышқылдары. Бір негізді карбон
қышқылдары 37
5. Әдебиеттер тізімі 40
6. Қосымшалар 42
КІРІСПЕ
Химия пәні - жаратылыстану ғылымын құрайтын жүйенің маңызды бір бөлігі. Басқа жаратылыстану ғылымдары сияқты, ол тек табиғатты зерттеп қана қоймайды, сонымен бірге студенттерді тәжирибелік іс-әрекетке үйретіп, өз елінің материалдық дамуының ғылыми негіздерімен де таныстырады.
Барлық мамандық студенттеріне арналған бұл құралда химия курсын меңгеруге арналған оқу жоспарының ерекшеліктері есепке алынған.
1 Қауіпсіздік техника ережелері
1.1 Реактивтерді пайдалану ережелері
1.1.1 Ерітінділер мен құрғақ реактивтерді пластмасса немесе шыны ыдыстарда сақтау керек.
1.1.2 Егер реактивтің мөлшері көрсетілмесе, онда оны аз мөлшерде алу керек.
1.1.3 Реактивтің артығын сол реактив сақталған ыдысқа қайтадан құюға болмайды.
1.1.4 Реактивті пайдаланып болған соң ыдыстың аузын жауып, орнына қойып қою керек.
1.1.5 Құрғақ реактивті арнайы шпательмен алып, пайдаланып болған соң оны сүртіп қою керек.
1.1.6 Егер реактив сұйық болса, онда оны таза пипеткамен алу керек.
1.1.7 Реактивтің дәмін көруге болмайды.
1.2 Химиялық зертханада жұмыс жасаған кездегі қауіпсіздік техникасы ережесі
1.2.1 Зертханалық жұмыстарды opындaғaндa оқытушы берген нұсқауларды қатал caқтay керек.
1.2.2 Тұтанғыш, жанғыш заттармен жұмыс iстегенде, оларды от көзiнен алыс ұстау керек.
1.2.3 Сұйық және қатты заттар салынған сынауықтардың аузын өзiңе немесе жанында тұpғaн жолдасыңа қаратып қыздырмау керек.
1.2.4 Ыстық заттарды қысқышпен ұстау керек.
1.2.5 Уландырғыш және иiсi бар заттармен жұмысты тартпа шкафтарда жасау керек.
1.2.6 Концентрленген кышқылдар және сiлтiлермен жұмыс iстеген кезде ұқыпты және өте сақ болу керек. Концентрлi қышқылдарды сұйылтқанда, әрқашан суға қышқылды бiртiндеп кұю керек, керiсiнше жасауға болмайды.
1.2.7 Тәжiрибе жасап жатқан кезде зертханада орынсыз қозғалыс жасау, тамақ жеу, су iшу, тeмекi шегу және сырт киiммен отыруға болмайды.
1.2.8 Зертханалық жұмыстарды бiтіргеннен кейiн әрбiр студенттің жұмыс орнын тазалап, пайдаланған ыдыстарды жуып, жауапты лаборантқа өткiзiп кeтyi керек.
1.3 Жазатайым жағдайларда бiрiншi дәрiгерлiк жәрдем көрсету
1.3.1 Қышқылмен күйгенде, күйген жердi сумен көп қайтара жуып, 3 % ас содасының epiтiндiciмeн шайып, вазелин жағады.
1.3.2 Сiлтiлермен күйгенде, күйген жердi сумен көп қайтара жуып, бiр пайызды cipкe қышқылының ерітіндісімен шайып, вазелин жағады.
1.3.3 Отқа күйгенде глицерин немесе этил спиртiне батырылған таза мaқтaны пайдаланады. Аса қaтты күйгенде, калий перманганатының концентрлi ерiтiндiciн қолданады.
1.3.4 Егер уландырғыш заттар әcepiнeн тыныс органдары қабынып, адам улана бастаса, онда оны тез арада ауаға шығарып, дем алдыру керек.
2 Жұмысты орындау және есеп беру реті
2.1 Жұмысты орындау реті
2.1.1 Алдымен оқулықтың жұмысты орындауға қажетті бөлімдерін, дәріс конспектілерін қарап, жұмыстың мазмұнымен танысу керек.
2.1.2 Жұмысты бастау алдында оған қажетті жабдықтардың бар жоғын тексеру керек.
2.1.3 Жұмыс кезінде осы нұсқауда көрсетілген операциялардың тәртібін және дәйектілігін сақтау керек.
2.1.4 Қауіпсіздіктің барлық шараларын сақтау, жанғыш затарды сақтықпен қолдану керек.
2.1.5 Тәжірибе барысын мұқият бақылау және оның барлық детальдарын байқау керек.
2.1.6 Жұмысты орындап болғаннан кейін жұмыс орнын ретке келтіру керек.
2.2 Есеп беру реті
Тәжірибені орындау барысында бақылау нәтижелерін және өтіп жатқан реакциялардың теңдеулерін тәжірибені аяқтап болған соң дереу арнайы дәптерге жазу керек:
1. Жұмыстың мақсаты
2. Жұмысты жүргізу реті
3. Аспаптардың нұсқасы
4. Тәжирибенің нәтижелері мен қортындылар
5. Бақылау сұрақтарына жауаптар
3. Зертханалық жұмыстардың мазмұны
№ 1 зертханалық жұмыс
Бейорганикалық қосылыстардың негізгі кластары.
Жұмыстың мақсаты: бейорганикалық қосылыстарды жіктеу, олардың арасындағы генетикалық байланыс және құрамы мен қасиеттері жайлы алған білімді жинақтап тұжырымдау.
Құралдар мен реактивтер: зертханалық сынауықтар, газ шығаратын түтігі бар сынауықтар, мәрмәр, CaO, Zn (түйіршіктері), H2O (дистилденген), ерітінділер (0,1 н): HCl, Ca(OH)2, NaOH, H2SO4, CuSO4, ZnCl2, NaCl, Na2CO3, AlCl3, Na2SO4, BaCl2, фенолфталеин, метилоранж, әмбебап индикаторлық қағаз.
Жай заттар. Молекулалары бір элементтің атомдарынан тұрады. Химиялық реакцияларда басқа заттардың түзілуімен ыдырай алмайды.
Күрделі заттар (немесе химиялық қосылыстар). Молекулалары әр түрлі элементтің атомдарынан тұрады. Химиялық реакцияларда бірнеше басқа заттардың түзілуімен ыдырайды.
Оксидтер (негіздік, қышқылдық, амфотерлік)
Негіздік оксидтер деп қышқылдар немесе қышқылдық оксидтермен әрекеттескенде тұздар түзетін оксидтерді атайды. Негіздік оксидтерге негіздер сәйкес келеді. Мысалы, СаО кальций оксидіне Са(ОН)2 кальций гидроксиді сәйкес келеді.
Қышқылдық оксидтер деп негіздермен немесе негіздік оксидтермен әрекеттескенде тұздар түзетін оксидтерді атайды. Олар сумен әрекеттескенде қышқылдар түзіледі. Мысалы, көміртек (ІV) оксиді - СО2 көмір қышқылын - Н2СО3, азот (V) оксиді - N2O5 азот қышқылын - HNO3 түзеді.
Қышқылдық оксидтер сәйкес қышқылдардан суды бөлу жолымен де алынуы мүмкін, сондықтан оларды қышқылдық ангидридтер деп те атайды.
Амфотерлі оксидтер деп қышқылдармен де, негіздермен де әрекеттескенде тұздар түзетін оксидтерді атайды. Амфотерлі оксидтерге ZnO, Al2O3 , SnO , SnO2 ,PbO2, Cr2O3 жатады.
Қышқылдар деп ерітіндіде диссоциацияланып, сутек иондарын түзе алатын заттар аталады. Қышқылдарға тән қасиеттер олардың негіздермен, негіздік және амфотерлі оксидтермен әрекеттесіп тұз түзе алулары. Мысалы:
2HNO3+Cu(OH)2=Cu(NO3)2+2H2O
2HCl+CaO=CaCl2+H2O
H2SO4+ZnO=ZnSO4+H2O
Құрамында оттектің бар болуына байланысты қышқылдар оттекті (H2CO3, HNO3) және оттексіз (HCl, HBr, H2S) болып бөлінеді. Қышқыл молекуласында металл атомдарымен алмаса алатын сутек атомдарының санына байланысты қышқылдар бір негізді (HCl, HNO3), екі негізді (H2SO3, H2CO3), үшнегізді (H3PO4) және т.б болып бөлінеді.
Негіздер - ерітіндіде диссоциацияланып гидроксид-иондарын (ОН[-]) түзе алатын заттар. Негіздер қышқылдармен, қышқылдық немесе амфотерлік оксидтермен әрекеттесіп, тұз түзе алады:
KOH+HCl=KCl+H2O
Ba(OH)2+CO2=BaCO3+H2O
2NaOH+Al2O3=2NaAlO2+H2O
Негізге қосыла алатын протондар (Н[+]) санына байланысты негіздер бір қышқылды (LiOH, KOH, NH4OH), екі қышқылды (Ca(OH)2, Fe(OH)2) және т.б болып бөлінеді.
Амфотерлі гидроксидтер - сулы ерітінділерде қышқылдармен де, негіздермен де әрекеттесе алады.
Zn(OH)2+2HCl=ZnCl2+2H2O
Zn(OH)2=H2ZnO2
H2ZnO2+2NaOH=Na2ZnO2+2H2O
Амфотерлі гидроксидтерге Zn(OH)2, Al(OH)3, Pb(OH)2, Sn(OH)2, Cr(OH)3 жатады.
Тұздар қышқыл молекуласындағы сутек атомдарының металл атомдарымен толық немесе жартылай алмасу нәтижесінде түзілетін өнімдер немесе металл гидроксиді молекуласындағы гидроксо топтардың қышқыл қалдықтарымен толық немесе жартылай алмасу нәтижесінде түзілетін өнімдер. Қышқыл молекуласындағы сутек атомы толық алмастырылса орта тұздар, ал жартылай алмастырылғанда қышқыл тұздар (гидротұздар) түзіледі. Қышқыл тұздар көп негізді қышқылдардан алынады.
Негіздер молекуласындағы гидроксотоптар қышқыл қалдықтарымен жартылай алмастырылғанда негіздік тұздар (гидроксотұздар) түзіледі. Мысалы:
Н2SO4+NaOH=NaHSO4+H2O
Fe(OH)3+H2SO4=FeOHSO4+2H2O
Жұмысты орындау реті
1 тәжірибе. Негіздік оксидтердің қасиеттерін зерттеу
Екі сынауыққа кальций оксидін салыңыз. Бірінші сынауыққа су, содан кейін фенолфталеиннің бір тамшысын тамызыңыз, ал екіншісіне тұз қышқылын құйыңыз. Реакция барысы қалай өтіп жатқанын белгілеп, химиялық реакция теңдеулерін жазыңыз. Бірінші сынауықта фенолфталеин неге қызылдау түске боялғанын түсіндіріңіз.
2 тәжірибе. Қышқылдық оксидтердің қасиеттерін зерттеу
Қышқылдық оксид алу үшін сынауыққа мәрмәрдің бірнеше кесегін салып, тұз қышқылын қосыңыз. Содан кейін сынауықты газ шығаратын түтігі бар тығынмен жауып, түтіктің ұшын дистилденген су құйылған сынауыққа салып біраз уақытқа қалдырыңыз, біраз уақыт өткен соң, түтікті кальций гидроксиді бар сынауыққа салыңыз. Не байқадыңыз?
Суы бар сынауықта реакцияның өткеніне көз жеткізу үшін оған әмбебап индикатор кағазын салыңыз, ал тағы бір қағазды басқа сынауыққа дистилденген су құйып, оған да индикатор қағазын салып, түстерін салыстырыңыз. Бақылағанқ ұбылыстарға түсініктеме беріңіз. Сәйкес химиялық реакция теңдеулерін жазыңыз.
3 тәжірибе. Сілтілер және қышқылдар ерітінділерінің ортасын
анықтау
Бір сынауыққа натрий гидроксидінің ерітіндісін, ал екіншісіне күкірт қышқылын құйып, әмбебап индикатор қағазының көмегімен ортасын анықтаңыз. Электролиттік диссоциация теңдеуін жазыңыз.
4 тәжірибе.Қышқылдардың қасиеттерін зерттеу
а) Сынауыққа күкірт қышқылының ерітіндісін құйып, әмбебап индикатор қағазының көмегімен ортасын анықтаңыз. Осы сынауыққа қышқылдың мөлшеріндей мөлшерде сілті ерітіндісін құйып, қайтадан ерітіндінің ортасын анықтаңыз. Неге әмбебап индикатор қағазы түсін өзгертті? Химиялық реакция теңдеуін жазыңыз.
б) Сынауыққа металл мырышының түйіршігін салып, күкірт қышқылының ерітіндісін құйыңыз. Не байқадыңыз? Химиялық реакция теңдеуін жазыңыз.
5 тәжірибе. Негіздерді алу және олардың қасиеттерін зерттеу
Сынауықтағы мыс сульфатының ерітіндісіне натрий гидроксидінің ерітіндісін тұнба пайда болғанша құйыңыз. Түзілген тұнбаны екіге бөліңіз. Бір бөлігіне натрий гидроксидінің ерітіндісін, екінші бөлігіне күкірт қышқылының ерітіндісін қосыңыз. Барлық қажетті реакция теңдеулерін жазыңыз және бұл реакция нәтижесінде пайда болған өзгерістерді белгілеңіз.
6 тәжірибе. Амфотерлік гидроксидті алу және қасиеттерін зерттеу
Амфотерлі гидроксид алу үшін мырыш хлориді тұзының ерітіндісіне натрий гидроксидін тамшылатып тұнба пайда болғанша құйыңыз. Алынған тұнбаны екі бөлікке бөліп, бір бөлігіне сілті, ал екінші бөлігіне қышқыл қосыңыз. Не байқадыңыз? Химиялық реакция теңдеулерін жазыңыз.
7 тәжірибе. Тұздардың металдармен әрекеттесуі
Сынауыққа мыс сульфатының ерітіндісін құйып, оған мырыш металының түйіршігін салыңыз. Не байқадыңыз. Химиялық реакция теңдеуін жазыңыз.
8 тәжірибе. Тұздардың бір-бірімен өзара әрекеттесуі
2 сынауыққа натрий сульфатының ерітіндісін құйыңыз. Біріншісіне натрий хлоридінің, ал екіншісіне барий хлоридінің ерітіндісін қосыңыз. Неге реакция тек 2-ші сынауықта ғана өтіп жатыр? Химиялық реакция теңдеуін жазыңыз.
Бақылау сұрақтары:
1. Қандай оксидтер негіздік, қышқылдық және амфотерлік деп аталады?
2. Негіздік, қышқылдық және амфотерлік оксидтерге қандай жалпы қасиеттер тән?
3. Қандай заттар негіздер, қышқылдар деп аталады?
4. Қандай химиялық реакция бейтараптану реакциясы деп аталады?
5. Кальций және мыс сұйылтылған күкірт қышқылымен қалай әрекеттеседі?
6. Kелесі тұздардың диссоциация теңдеулерін жазыңыз: K2SO4, KHSO4, Fe(OH)2Cl, FeCl3
7. Барий сульфатын алудың барлық мүмкін химиялық реакция теңдеулерін жазыңыз.
8. Неге күміс нитраты тұз қышқылымен де, натрий хлоридімен де әрекеттеседі? Сәйкес теңдеулерді молекулалық және иондық түрде жазыңыз.
№2зертханалық жұмыс
Химиялық кинетика және химиялық тепе-теңдік
Жұмыстың мақсаты: әрекеттесуші заттардың концентрацияларының, температураның химиялық реакция жылдамдығына, заттар концентрациясының химиялық тепе-теңдіктің ығысуына әсер етуін зерттеу.
Құралдар мен реактивтер: зертханалық сынауықтар, химиялық стакан, пипеткалар (5мл), термометр(50-100[0]С-ға дейін), шпатель, электр пеші, Na2S2O3 (5% ерітіндісі), KCl (құрғақ тұз), ерітінділер (0,1 н): H2SO4, FeCl3, KCNS немесе NH4CNS.
Химиялық реакцияның жылдамдығын кесімді уақыт ішінде (секунд, сағат, жыл) реакцияласушы заттардың концентрацияларының өзгеруімен өлшейді.
Концентрация дегеніміз көлем бірлігіндегі заттың мөлшері.
Реакция жылдамдығы әрекеттесуші заттардың табиғатына, олардың концентрациясына, температураға және жүйедегі катализатордыңқатысуына тәуелді.
Әрекеттесуші массалар заңы)
Химиялық реакциялардың жылдамдығы әрекеттесуші заттар концентрацияларының көбейтіндісіне тура пропорционал.
Мысалы, А+В2АВ2 реакциясы үшін, әрекеттесуші массалар заңы келесі түрде өрнектеледі:
v=k[A]·[B2]
Бұл теңдеуде [A] және [B2] - реакцияға түсетін заттардың концентрациялары, ал пропорционалды коэффициент - k реакция жылдамдығыныңтұрақтысы.Жылдамдық тұрақтысы - k әрекеттесуші заттардың табиғатына тәуелді болады. Әрекеттесуші массалар заңының математикалық өрнегі, яғни кинетикалық теңдеуі А+2В=АВ2 реакциясы үшін келесі түрде өрнектеледі:
v=k[A]·[B][2]
Гетерогенді реакцияларда қатты күйдегі заттардың концентрациялары реакция барысында өзгермейді, сондықтан әрекеттесуші массалар заңыныңкинетикалық теңдеуіне қосылмайды.
Химиялық реакция жылдамдығының температураға тәуелділігі Вант-Гофф ережесіменанықталады:температура әрбір 10[0]С-қа өзгергенде реакция жылдамдығы 2 - 4 есе өзгереді:
мұндағы γ - температуралық коэффицент.
Химиялық реакция жүргенде бастапқы заттардың концентрациялары азаяды, бұл тура реакция жылдамдығының кемуіне алып келеді. Егер реакция қайтымды болса, онда реакция тура және кері бағытта да жүре алады. Тура және кері реакциялардың жылдамдықтары бірдей болғанда химиялық тепе-теңдік күйі пайда болады және реакцияға қатысушы заттардың концентрациялары ары қарай өзгермейді.
А + В -- С + Д реакциясы үшін:
тура реакция жылдамдығы v=к[А]·[В]
кері реакция жылдамдығы v--=к--[С]·[Д]
Химиялық тепе-теңдік күйінде v= v--, яғни к[А]·[В]=к--[С]·[Д]
Осыдан, , мүндағы К - реакция тепе-теңдігініңтұрақтысы.
Тепе-теңдік тұрақтысының өрнегіне кіретін концентрациялартепе-теңдік концентрациялары деп аталады. Тепе-теңдік тұрақтысы неғұрлым үлкен болса, соғұрлым реакция өнімдерінің шығымы көп болады.
Химиялық термодинамикада химиялық реакцияның жалпы жағдайы
аА+вВсС+дД үшін тепе-теңдік тұрақтысы:
Гетерогенді жүйеде тепе-теңдік тұрақтысыныңөрнегіне тек сұйық және газ күйдегі заттардың концентрациялары кіреді, себебі қатты заттардың концентрациялары тұрақты болып қалады.
Катализатор тепе-теңдік тұрақтысының мәніне әсер етпейді, себебі ол тура және қайтымды реакциялардың белсендіру энергиясын төмендетеді. Катализатор реакция өнімдерінің шығымына әсерін тигізбейді, ол тек тепе-теңдікке жетуді жылдамдатады.
Реакцияныңжүру жағдайы өзгергенде, (температура, қысым, реакцияға қатысатын заттардың концентрациялары) тура және кері үрдістердің жылдамдықтары бірдей өзгермейді, сондықтан химиялық тепе-теңдік бұзылады. Реакцияның берілген бір бағытта өтуі нәтижесінде бастапқыдан өзгеше, жаңа химиялық тепе-теңдік күйі орнайды. Бір тепе-теңдік күйден жаңа тепе-теңдік күйге өту химиялық тепе-теңдіктің ығысуы деп аталады. Бұл ығысудың бағыты Ле-Шателье - Браун принципіне бағынады: Егер тепе-теңдік күйдегі жүйеге бір әсер тигізілсе, онда тепе-теңдік сол әсерді азайту бағытына қарай ығысады.
Мысалы, температураның жоғарылауы тепе-теңдіктің жылуды сіңіруімен, яғни жүйені суытумен жүретін реакция бағытына ығысуына; қысымның жоғарылауы тепе-теңдіктіңгаз тәріздес заттардың мольдерініңжалпы санының азаюы бағытына, яғни қысымның төмендеуіне алып келетін бағытқа ығысуына; жүйеден реакция өнімдерінің біреуін алып тастау тепе-теңдіктің тура реакция жағына ығысуына; бастапқы заттардың біреуінің концентрациясының азаюы тепе-теңдіктің кері реакция бағытына ығысуына алып келеді.
Жұмысты орындау реті
1 тәжірибе. Реакция жылдамдығының әрекеттесуші заттардың концентрациясына тәуелділігі
Натрий тиосульфаты мен күкірт қышқылы арасындағы реакция нәтижесінде ақ лай түрінде элементарлы күкірт түзіледі.
Na2S2O3+ H2SO4 Na2SO4+ SO2+ H2O+S
Реакция жылдамдығын ерітіндінің лайлана басталуына дейінгі уақыт бойынша білуге болады.
Сыртында сызықтары барнөмірленген сынауықтарда концентрациялары әртүрлі натрий тиосульфатының ерітінділерін дайындайды.
№1 сынауыққа 9 мл Na2S2O3ерітіндісін құяды,ал №2 сынауыққа 6 мл Na2S2O3 ерітіндісінжәне 3 мл дистилденген су құяды, №3 сынауыққа 3 мл Na2S2O3ерітіндісін және 6 мл дистилденген су құяды.Басқа үш сынауыққа 3мл-ден күкірт қышқылын құяды.Тәжірибе былай жүргізіледі:
№1 сынауықтағы натрий тиосульфатының ерітіндісіне күкірт қышқылының ерітіндісін құйып, секундомермен ерітінділерді бір-біріне қосқаннан бастап лай пайда болғанға дейінгі уақытты анықтайды. Лайланудың стандартты деңгейі сынауық сыртындағы сызықтың көрінбей кеткені бойынша анықталады. Осындай тәжірибені №2, №3 сынауықтағы натрий тиосульфат ерітіндісімен де жүргізеді.
Алынған мәліметтерді келесі кестеге толтырады:
№
V, мл
Vерітінді, мл
Na2S2O3 салыстыр-малы кон-центрациясы
Уа-қыт
,c
Салыс-тырмалы жылдам-дық
v=1
Na2S2O3
H2O
H2SO4
1
9
-
3
12
3
2
6
3
3
12
2
3
3
6
3
12
1
Реакцияжылдамдығыныңнатрийтиосульфа тыерітіндісініңконцентрациясынатәуе лділігініңграфигінсалыңыз. Олүшінординатаосіндесалыстырмалыжыл дамдықмәнін(олбірдіуақытқабөлуарқыл ы
анықталады),алабсциссаосіндетиосуль фаттыңсалыстырмалыконцентрациясының мәнінбелгілейді. Теориябойыншаграфиктіңқандайболуыке рек? Реакцияжылдамдығыныңреакцияғатүсеті нзаттардыңконцентрациясынатәуелділі гітуралықорытындыжасаңыз.
2 тәжірибе.Реакцияжылдамдығынатемпера тураныңәсері
Реакциялыққоспаныңтемпературасыәрбі р 10[0]С-қажоғарылағансайынхимиялықре акцияжылдамдығыорташаалғанда 2-4 есеартады(Вант-Гоффережесі).
Сызығыбарбірсынауыққа 5 млнатрийтиосульфатыныңерітіндісін, албасқасынауыққа 5 млкүкіртқышқылынқұяды. Екісынауықтыдабөлметемпературасында ғысуыбарстақанға (сумоншасы) 5 минутқасалады.
Натрийтиосульфатыерітіндісініңтемпе ратурасынтермометрменөлшеп, оғанкүкіртқышқылыныңерітіндісінқұйы п, секундомерменқұйғанкезденбастаплайд ың(сызық көрінбеуі керек) пайда болуына дейінгі уақытты анықтайды.
Содан кейін басқа сынауықтағы 5 мл натрий тиосульфатының ерітіндісін және 2-ші сынауықтағы 5 мл күкірт қышқылының ерітіндісін су моншасында 30[0]С-ға дейін қыздырады (термометрді натрий тиосульфаты бар сынауыққа салу керек), ерітінділерді бір-біріне құйып, 30[0]С температурадағы реакция жылдамдығын анықтайды.
Осындай тәжірибені 40[0]С температураға дейін қыздырылған ерітінділермен де жүргізеді.
Тәжірибе нәтижелерін кестеге толтырады.
№
V, мл
Темпера
тура, [0]С
, c
Салыс-тырмалы жылдамдық
v=1
Na2S2O3
H2SO4
1
5
5
20
2
5
5
30
3
5
5
40
Реакцияның салыстырмалы жылдамдығының температураға тәуелділігін көрсететін график салыңыз. Реакцияның температуралық коэффициентін мына формуламен есептеңіз:
3 тәжірибе. Заттардың концентрацияларының химиялық тепе-теңдікке әсері
4 мл сұйылтылған FeCl3 ерітіндісін және 4 мл KCNS- калий роданидінің сұйытылған ерітіндісін сынауықта араластырыңыз.
Ерітінді түсінің өзгеруі аз диссоциацияланған молекулалардың, яғни Fe(CNS)3 пайда болуына байланысты болады:
FeCl3+3KCNS = Fe(CNS)3+3KCl
Осы реакция үшін тепе-теңдік тұрақтысын есептеңіз.
Алынған ерітіндіні 4 сынауыққа теңдей бөліңіз.
Бірінші сынауыққа 2-3 тамшы концентрлі темір (III) хлоридін, екінші сынауыққа 2-3 тамшы концентрлі калий роданидінің ерітіндісін, үшінші сынауыққа калий хлоридінің бірнеше кристалын салыңыз. Осы үш сынауықтағы ерітінділердің түсін төртінші сынауықтағы ерітіндінің түсімен салыстырыңыз.
Әр сынауықта темір роданидінің концентрациясы қалай өзгерді?
Химиялық тепе-теңдік тұрақтысының өрнегін пайдалана отырып, ерітінділер түсінің өзгеруін түсіндіріңіз және тепе-теңдіктің ығысу бағытын анықтаңыз. Қайтымды реакцияны аяғына дейін қалай жеткізуге болады?
Бақылау сұрақтары:
1. Әсер етуші массалар заңын тұжырымдаңыз және оны келесі қайтымды құбылыстарға қолданыңыз:
2CO+O2=2CO2
C+H2O(бу)=СO+H2
FeCl3+3KOH3KCl+Fe(OH)3
2KClO3=2KCl+3O2
2. Неге температураның жоғарылауы реакция жылдамдығына үлкен әсерін тигізеді?
3. Тепе-теңдік тұрақтысы нені сипаттайды?
4. Ле-Шателье ережесінің негізінде соңғы тәжірибедегі тепе-теңдіктің ығысуын қалай түсіндіруге болады?
№3 зертханалық жұмыс
Ерітінділердің қасиеттері
Жұмыстың мақсаты: заттарды еріткен кезде жүретін құбылыстарды және ерітінділердің қасиеттерін зерттеу.
Құралдар мен реактивтер: сынауықтар, химиялық стакан, фарфор табақша, термометр (бөліну аралықтары 1[0]С), электр пеші, мақта, H2O(дистилденген), құрғақ тұздар: CuSO4, CuSO4::5H2O, NH4NO3, CH3COONa, CaCl2, NaCl, KOHтүйіршіктері), NaCl(10% ерітіндісі).
Ерітінділердің түрлері:
а) белгілі бір температурада еритін зат ары қарай ери алмайтын ерітіндіні қаныққан ерітінді деп атайды.
ә) белгілі бір температурада заттың біраз мөлшері әлі де ери алатын ерітіндіні қанықпаған ерітінді дейді.
в) еріген заты көп ерітіндіні концентрлідеп, ал еріген заты аз ерітіндінісұйылтылғанерітінді деп атайды.
Қазіргі көзқарас бойынша еру - физикалық әрі химиялық үрдіс. Еру кезінде еритін зат пен еріткіштің молекулалары бір-біріне араласып диффузияланады, сонымен қатар, олар өзара әрекеттесіп молекулалық қосылыстар түзеді. Бұл әрекеттесу сусыз ортада жүрсе, онда түзілген қосылысты сольват деп, ал сулы ортада түзілгенқосылысты гидрат деп атайды. Көптеген жағдайда сольваттар мен гидраттар тұрақсыз болып келеді, яғни ерітіндіден сольваттар мен гидраттардыбөліп алу үшін ерітіндіні жәйлап қыздырып суалтқанда,олар ыдырап кетеді. Бірақ, кейбір гидраттар тұрақты болады. Олар ерітіндіні суалтқанда кристаллогидрат түрінде бөлініп шығады.
Заттар суда ерігенде жылу құбылыстары байқалады, яғни зат ерігенде жылу бөлінеді немесе сіңіріледі. 1 моль зат ерігенде бөлінетін немесе сіңірілетін жылуды заттың молекулалық еру жылуы деп атайды.
Еру кезінде байқалатын жалпы жылу эффектісі қатты зат ерігенде жүретін әр түрлі үрдістердің жылу эффектілерінің алгебралық қосындысына тең болады:
∆Н(Е) = ∆Н(с) +∆Н(ы) бұл жерде,Н(с) - сольваттану кезінде бөлінетін
энергия, Н(ы) - кристалдық торды бұзу үшін жұмсалатын энергия.
Егер сольваттану кезінде бөлінетін жылу кристалдық тор энергиясынан жоғары болса, онда еру үрдісі жылудың бөлінуі арқылы жүреді:
∆Н(Е) = ∆Н(с) +∆Н(ы)0
Көбінесе еру кезінде жылу сіңіріледі, яғни кристалдық торды бұзу үшін көп энергия жұмсалады, яғни кристалдық тор энергиясы сольваттану энергиясынан көп болады.
Рауль заңы. Ерітінді бетіндегі қысымның төмендеуі ерітіндінің концентрациясына тәуелді болатынын Ф.Рауль ашты. Рауль заңы: ерітінді бетіндегі қысымның салыстырмалы төмендеуі еріген заттың мольдік үлесіне тең болады:
=N,
бұл жердегі ро - таза еріткіш бетіндегі будың қысымы, р - ерітінді бетіндегі будың қысымы, N - еріген заттың мольдік үлесі.
Ерітіндінің қату температурасының төмендеуі және қайнау температурасының жоғарылауы ерітінді бетіндегі қысымның өзгеруіне байланысты болады.
Таза еріткіш пен ерітіндінің қайнау температурасының айырмасын ерітіндінің қайнау температурасының жоғарылауы (∆tқайнау) деп атайды. Таза еріткіш пен ерітіндінің қату температурасының айырмасын ерітіндінің қату температурасының төмендеуі (∆tқату) деп атайды.
∆tқайнау = tқайнау ер-ді - tқайнау еріткіш
∆tқату = tқату еріткіш - tқату ер-ді
Ерітінділердің кристалдануын және қайнауын Рауль зерттеп келесі заңдылықтарды анықтады: бейэлектролиттердің сұйылтылған ерітінділерінің қайнау температураларының жоғарылауы және қату температураларының төмендеуі ерітінді концентрациясына пропорционал болады:
∆tқайнау = ЕС, ∆tқату = КС,
бұл жердегі С - моляльдік концентрация, Е және К - эбуллиоскопиялық (эбуллио - қайнау) және криоскопиялық (криос - суық) тұрақтылар.
Е және К коэффициенттері ерітінді концентрациясы бірге тең болған жағдайда қату температурасының төмендеуін және қайнау температурасының жоғарылауын көрсетеді. Олардың физикалық мәні осы. Бұл тұрақтылар тек еріткіштің тегіне байланысты болады.
Ерітінділердің қату температурасын өлшеуді криоскопия деп, ал қайнау температурасын өлшеуді эбуллиоскопия деп атайды.
Жұмысты орындау реті
1 тәжірибе. Дегидраттану реакциясы
Мыс купоросының - CuSO4[.]5H2O бірнеше кристалын фарфор табақшаға салып, баяу қыздырыңыз. Кристаллогидрат түсінің өзгеруін түсіндіріп реакция теңдеуін жазыңыз.
2 тәжірибе. Гидраттардың түзілуі және олардың қасиеттері
Сынауыққа 1мл су құйып температурасын өлшеп, сусыз мыс сульфатының кристалын салыңыз. Ерітінді түсінің өзгеруін байқаңыз және түсіндіріңіз. Ерітінді температурасын өлшеңіз. Байқаған құбылысты түсіндіріңіз.
Гидраттануреакциясының теңдеуін құрыңыз.
3 тәжірибе. Еру кезіндегі жылу эффектісі
Екі сынауыққа 1мл-ден дистилденген су құйып температурасын өлшеңіз. Бірінші сынауыққа азот қышқылды аммонийді салып, термометрмен араластырыңыз және температурасын өлшеңіз. Екінші сынауыққа натрий гидроксидінің кішкене кесегін салыңыз және араластырғаннан кейін ерітінді температурасын өлшеңіз.
Заттар ерігенде қандай жылу эффектісі байқалады? Заттардың суда ерігендегі гидраттану құбылысы кезінде бөлінетін энергия мен кристалдық торды бұзу энергиясының қатынасы туралы қорытынды жасаңыз.
4 тәжірибе. Аса қаныққан ерітінділер
Сынауыққа натрий ацетатын салып, 3 мл су қосыңыз және тұз ерігенше қыздырыңыз. Содан кейін сынауықтың аузын мақтамен жауып, суық су құйылған стақанға салыңыз. Ерітінді суығаннан кейін мақтаны алып тастап, сынауыққа натрий ацетатының кішкене кесегін салыңыз. Не байқалады? Жылу бөлінуіне көңіл аударыңыз. Аса қаныққан ерітінділер не үшін пайда болатынын түсіндіріңіз.
5 тәжірибе. Ерітінділердің қайнау температуралары
Қайнап жатқан суы бар сынауыққа термометр салып, судың температурасын өлшеңіз. Осысуға кальций немесе натрий хлоридінің аз мөлшерін салып ерітіңіз. Пайда болған ерітіндіні қайнатып, температурасын өлшеңіз. Өлшеу нәтижелерін жазып алыңыз.
Бақылау сұрақтары:
1. Ерітінді деген не? Ерітінділер сипаттамасы.
2. Неге кейбір заттар ерігенде жылу бөлінеді, ал кейбір заттар ерігенде жылу сіңіріледі?
3. Ерітіндінің қайнау және қату температураларының өзгеруінің ерітінділер концентрацияларына тәуелділігі қандай?
4. Эбуллиоскопиялық және криоскопиялық тұрақтылардың физикалық мағынасы қандай?
5. Бейэлектролиттердің молекулалық массалары криоскопиялық әдіспен қалай анықталады?
№4 зертханалық жұмыс
Электролиттік диссоциалану
Жұмыс мақсаты: электролиттердің күштерін индикаторлармен және арнайы құралмен анықтау, диссоциалану дәрежесінің еріткіштің табиғатына және электролиттер ерітінділерінің концентрациясына тәуелділігін зерттеу.
Құралдар мен реактивтер: ерітінділердің электрөткізгіштігін зерттейтін құрал, 10 химиялық шыны ыдыс (300-400 мл), сынауықтар, дистилденген су, ерітінділер: қант, сірке қышқылы, аммиак, калий гидроксиді, мыс хлоридінің судағы, мыс хлоридінің ацетондағы ерітіндісі, аммоний хлориді (кристалдық), натрий ацетаты (кристалдық), метилоранж, фенолфталеин.
Электролиттер - ерітінділері электр тогын өткізетін заттар.
Әлсіз электролиттер иондарға өте аз ыдырайды. Оларға барлық органикалық қышқылдар, кейбір минералдық қышқылдар, мысалы, Н2СО3, Н2S, НСN, Н2SіО3, Н3ВО3және т.б. суда ерімейтін негіздер жатады.
Күшті электролиттер иондарға толық ыдырайды. Оларға барлық еритін тұздар, сілтілер, кейбір минералдық қышқылдар, мысалы, Н2SО4, НСl, HNO3, НСlО4, НJжәне т.б. жатады.
Орташа электролиттерге диссоциацияланған молекулалар саны иондарға ыдырамаған молекулалар санына тең заттар жатады. Мысалы, H3PO4. Көп жағдайда тек әлсіз және күшті электролиттерқарастырылады.
Диссоциалану қайтымды үрдіс болғандықтан, әлсіз электролиттер үшін әрекеттесуші массалар заңын қолдануға болады. Мысал ретінде әлсіз электролит - сірке қышқылының диссоциалану теңдеуін жазайық:
СН3СООН = СН3СОО[-]+Н[+]
Бұлтеңдеуге әрекеттесуші массалар заңын қолданамыз:
бұл жердегі, КD - диссоциалану тұрақтысы, [CH3COOH], [CH3COO[-]] және [H[+]] - концентрациялар.
Диссоциалану тұрақтысы КD - әлсіз электролиттердің иондарға ыдырау қабілетін көрсететін шама. Оның мәні жоғары болса, онда ерітіндіде иондар саны да көп болады. Диссоциалану тұрақтысы электролиттің концентрациясына тәуелді емес. Ол электролит пен еріткіштің тегіне және температураға тәуелді.
Диссоциалану дәрежесі - αдегеніміз иондарға ыдыраған молекулалар санының еріген заттың жалпы молекулалар санына қатынасы.
Диссоциалану дәрежесі ерітілген молекулалардың неше пайызы иондарға ыдырағанын көрсетеді және оны мына төмендегі формула бойынша есептейді:
бұл жердегі,п - иондарға ыдыраған молекулалар саны, N - еріген заттың жалпы молекулалар саны.
Егер алынған100 молекуланың 80-нi иондарға ыдыраса, онда бұл электролиттің диссоциалану дәрежесі () болғаны.
Гидролиз
Тұз иондары мен су иондарының әрекеттесуі нәтижесінде әлсіз электролиттердің түзілуі және ерітінді ортасының өзгеруі арқылы жүретін химиялық реакцияларды тұздардың гидролизі деп атайды. Гидролиз кезінде тұз иондары мен не сутек иондары, не гидроксид иондары немесе сутектің де, гидроксидтің де иондары байланысады.
Тұздаргидролизінің теңдеуін құрғанда су және түзілген әлсіз электролиттерді иондарға ыдыратпай молекула түрінде жазу керек.
Тұздаргидролизінің төрт жағдайы болады:
1. Күштінегіз жәнекүштіқышқылдантүзілгентұздаргид ролизгеұшырамайды (рН=7). Мысалы, NaCl, NaNO3, KCl, Na2SO4гидролизгеұшырамайды.
2. Күштінегіз жәнеәлсізқышқылдантүзілгентұздаргид ролизгеұшырайды. Мысалы:
KNO2 + HOH -- KOH + HNO2 - молекулалық теңдеу
K[+] + NO2ˉ + HOH -- K[+] + OHˉ + HNO2 - толық иондық теңдеу
NO2ˉ + HOH -- OHˉ + HNO2 - қысқартылған иондық теңдеу - сілтілік орта (рН7).
3. Әлсіз негіз және күшті қышқылдан түзілген тұздар гидролизге ұшырайды. Мысалы:
NH4Cl + HOH -- NH4OH +HCl - молекулалық теңдеу
NH4[+] + Clˉ + НОН -- NH4OH + Н[+] + Clˉ - толық иондық теңдеу
NH4[+] + НОН -- NH4OH + Н[+] - қысқартылған иондық теңдеу - қышқылдық орта (рН7).
4. Әлсіз негіз жәнеәлсіз қышқылдан түзілген тұздар гидролизге ұшырайды. Мысалы:
CH3COONH4 + HOH -- CH3COOH + NH4OH - молекулалық теңдеу
CH3COOˉ + NH4[+] + HOH -- CH3COOH + NH4OH - толық иондық теңдеу (pH≈7).
Жұмысты орындау реті
1 тәжірибе. Қышқылдар және негіздердің индикаторларға әсері
Таза сынауықтарға 1-2 мл кестеде келтірілген қосылыстар ерітінділерін құяды және оларға метилоранж, фенолфталеин индикаторларының әсерін тексереді. Бақылау нәтижелерін кестеге толтырады:
Ерітінді
Диссоциалану теңдеуі
Индикаторлар
метилоранж
фенолфталеин
Тұз қышқылы
Күкірт қышқылы
Сірке қышқылы
Калий гидроксиді
Аммиак ерітіндісі
2 тәжірибе. Ерітінділердің электрөткізгіштігі. Диссоциалану дәрежесінің еріткіштің табиғатына, әлсіз электролиттің концентрациясына тәуелділігі
а)Қышқылдар, негіздер, тұздар ерітінділері электролиттер болып табылады, себебі зарядталған иондары болғандықтан, олар электр тоғын өткізе алады. Тұрақты тоқ өткенде оң зарядталған иондар теріс зарядталған электрод - катодқа ығысады, сондықтан олар катиондардеп аталады. Теріс зарядталған иондар аниондардеп аталады, себебі олар оң электрод - анодқа ығысады.
Электрөткізгіштігінің шамасы бойынша электролиттің диссоциалану дәрежесі жөнінде білуге болады. Күшті электролиттердің электрөткізгіштігі үлкен, ал әлсіз электролиттердікі аз болады.
Сыйымдылығы 300-400 мл шыны ыдыстарға келесі ерітінділерді құйыңыз:
1. Дистилденген су, жай құбыр суы
2. Қант ерітіндісі
3. Сірке қышқылының ерітіндісі
4. Аммиак ерітіндісі
5. Калий гидроксидінің ерітіндісі
6. Мыс хлоридінің судағы ерітіндісі
7. Мыс хлоридінің ацетондағы ерітіндісі
Тоқ көзіне қосылған электродтарды берілген ерітінділерге салып, олардың электрөткізгіштігін тексереді. Бұл тізбекке электр лампасы қосылған.
Бір ерітіндіден екіншіге көшкенде электродтарды алдымен жай, содан кейін дистилденген сумен мұқият жуу қажет.
Тәжірибе барысында қолданған заттардың электрөткізгіштігі туралы қорытынды жасаңыз. Неліктен CuCl2 тұзының судағы ерітіндісі тоқты жақсы, ал ацетондағы ерітіндісі нашар өткізеді.
ә)Біршыны ыдысқа 1 н сірке қышқылының ерітіндісін құяды және оның электрөткізгіштігін тексереді. Басқа шыны ыдысқа 1н калий гидроксиді ерітіндісінің электрөткізгіштігін тексереді. Екі шыны ыдысқада мөлшері бірдей дистилденген суды құйып, ерітінділердің электрөткізгіштігін қайтадан тексереді.
3тәжірибе. Ерітіндігеаттасиондардықосқандағыио ндықтепе-теңдіктіңығысуы
а)Сынауыққа 5-6млсұйылтылғанаммиакерітіндісінқұ йып, 1-2 тамшыфенолфталеинтамызыңыз. Боялған ерітіндіге аз ғана кристалдық аммоний хлоридін қосып, жақсылап шайқаңыз. Индикатор түсінің тез өзгеруі немен түсіндіріледі? Аттас аммоний иондарын қосқандағы NH4OH диссоциалану дәрежесі қалай өзгереді?
ә) 2 сынауыққа 2-3 мл сұйылтылған сірке қышқылын құйыңыз және бір тамшыдан метилоранж қосыңыз. Сынауықтардың біреуіне натрий ацетатының бірнеше кристалдарын салып, жақсылап араластырыңыз. Екі сынауықтағы ерітінділер түсін салыстырыңыз және диссоциаланутұрақтысының өрнегін пайдалана отырып, оның түсінің өзгеру себебін түсіндіріңіз.
Бақылау сұрақтары:
1. Электролиттік диссоциалану құбылысының мәні неде?
2. Электролиттің күші немен анықталады?
3. Диссоциалану дәрежесі деген не? Әлсіз электролитті сұйылтқанда диссоциалану дәрежесі қалай өзгереді?
4. Диссоциаланутұрақтысы деген не? Ол концентрацияға тәуелді ме?
5. Ерітінділердің электрөткізгіштігі деген не? Ол неге тәуелді?
№5 зертханалық жұмыс
Металдар коррозиясы
Жұмыстың мақсаты: оксидтік қабыршақтың металдардың бұзылуына әсер етуін зерттеу, коррозиядан қорғайтын әдістермен танысу.
Құралдар мен реактивтер: сынауықтар, металдар: темір шеге, темір сымы, мыс сымы, алюминий, мырыш, қалайы, ерітінділер (0,1 н): CuSO4, K2Cr2O7(концентрлі ерітіндісі), CuCl2, NaCl, FeSO4, K3[Fe(CN)6], H2SO4.
Әр түрлі металдарды бір-біріне түйістіргенде электр тогының пайда болуы ондағы еркін электрондар санының теңесуінен болады.
Гальваникалық элемент деп тотығу-тотықсыздану реакциялары негізінде екі пластинкадантұратын аспапты атайды.
Күнделікті өмірде металдар өзін қоршаған ортамен жиі әрекеттеседі. Күміс қонырланады, темір тотығады, мыс пен қола (мыс пен қалайы қоспасы) қақпен қапталады. Алюминий металының бетінде алюминий оксидінен тұратын жұқа қабықша пайда болады, ал мырыш пен қорғасын және басқа металдар өздерінің жарқырауық қасиеттерін бірте-бірте жояды. Ал кейбір құнды металдар (алтын, платина) атмосфера әсеріне ұшырамайды.
Металдардың және олардың құймаларының сыртқы ортаның әсерінен бұзылуын коррозия деп атайды. Коррозия химиялық және электрохимиялық болып екіге бөлінеді.
Химиялық коррозия деп металдар мен құймалардың электр тогы пайда болмайтын таза химиялық реакциялардың нәтижесінде бұзылуын айтады.
Химиялық коррозия металдардың газдармен, сұйық заттармен әрекеттесулерінің нәтижесінде жүреді. Химиялық коррозияға қызған темірдің тотығуы мысал болады:
4Fe + 3О2 = 2Fe2О3
Температураның жоғарылауына байланысты коррозияның жылдамдығы артады. Магний, алюминий, никель, хром, мыс сияқты металдар оттекпен әрекеттескендеолардың беткі қабатында оксидтер қабыршағы пайда болады. Бұл қорғаныш қабыршағы металдарды ары қарай бүлінуден, яғни коррозияланудан қорғайды.
Тотығу-тотықсыздану реакцияларының нәтижесінде жүйеде электр тогының пайда болуы арқылы жүретін коррозияны электрохимиялық коррозия деп атайды.
Электрохимиялықкоррозия электролиттегі екі металдың жанасуы нәтижесінде жүреді. Бұл жағдайда гальвани элементі түзіледі. Металдар гальвани элементінің электродтары, ал суда еріген газдар және т.б. заттар электролит ролін атқарады. Электродтық потенциалы терістеу металл (анод) ериді де тотығады, ал потенциалы жоғарылау металда сутек (сутектік деполярлену) немесе оттек иондары (оттектік деполярлену) тотықсызданады:
Me - 2 = Ме[2+]
2Н[+]+2 = Н2 - сутектік деполярлену
О2 + 2Н2О + 4= 4ОН[-] - оттектік деполярлену
Мысалы, дымқыл ауада темір мен мыс жанасқанда гальвани элементі түзіледі. Мұнда темір - анод, мыс - катод болады. Бұл гальвани элементінің жұмыс істеуінің нәтижесінде темір тотығады, яғни коррозияланады,оның себебі, темірдің электрондары үздіксіз мысқа қарай жылжиды да ішкі жүйеде электр тогы пайда болады. Осының нәтижесінде темір тотығып ион түрінде ерітіндіге көшеді:
2Fe + О2 + 2Н2О = 2Fe(OH)2
Темір (II) гидроксиді ауадағы оттекпен ары қарай тотығады:
4Fe(OH)2 + О2 + 2Н2О = 4Fe(OH)3
Оттектің тотықсыздануы арқылы жүретін металдардың коррозиясы ауада, суда, топырақта жүреді.
Сонымен, электрохимиялық коррозия кезінде электрондар ағыны белсенді металдан белсенділігі төмен металға ауысады да, белсенді металл коррозияланады:
2Fe - 22Fe2+ (анодта)
2Н++2 Н2 (катодта)
2Н2О + О2+ 44ОН- (катодта)
Егер металл тағы да басқа металдармен немесе бейметалдармен жұптасса, электрохимиялық коррозия ұлғаяды. Мысалы, темірдің құрамында мыстың түйіршектері болса, онда бұл жағдайда гальваникалық жұптар түзіледі. Электродтық потенциалы төмен металл бұзылып, оның иондары ерітіндіге көшеді, ал бөлініп шыққан электрондар белсенділігі төмен металға қарай бағытталады.Бұл жағдайда белсенді емес металда сутек иондары(сутектік деполярлену) немесе суда еріген оттек(оттекттік деполярлену)тотықсызданады.Сонымен, электрохимиялық коррозияда (әр түрлі металдар байланысқан кезде, бір металдың бетінде микрогальваникалық элементтер түзілген кезде) электрондар белсенділігі жоғары металдан белсенділігі төмен металға қарай жылжығаннан белсенділігі жоғары металл коррозияға ұшырайды. Гальваникалық элементті құрастыратын металдар электрохимиялық кернеу қатарында неғұрлым өзара алыс орналасса, соғұрлым коррозияның жылдамдығы жоғары болады.
Коррозия жылдамдығына электролит ерітінділерінің ортасы да әсер етеді. Ерітіндінің қышқылдығы жоғарылаған сайын (рН кеміген сайын) және оның құрамындағы тотықтырғыштыңмөлшері ұлғайған сайын, коррозия тез жүреді. Температураны жоғарылатқанда да коррозия тез күшееді.
Кейбір металдар ауаның құрамындағы оттектіңәсерінен пассивтік күйге айналады, сондықтан коррозия жылдамдығы азаяды. Мысалы, концентрленген азот қышқылы темірдің белсенділігін төмендетеді, сондықтан темір азотқышқылымен әрекеттеспейді. Осы кезде металл бетінде оның қоршаған ортамен байланысуына мүмкіншілік бермейтін қалың қорғаныш - оксидтік қабықша түзіледі.
Алюминий бетінде табиғи оксидтік қабықша бар. Осындай қабықшалар құрғақ ауада басқа металдардың бетінде пайда болады:Be, Cr, Zn, Та, Ni, Сu және т.б. Оттек ең мықты пассиватор болып саналады.
Металдың пассивтік күйге айналуы оның бетінде оттек атомдарынан тұратын хемосорбциялыққабаттыңпайда болуымен түсіндіріледі. Оттек атомдары металды толығымен ... 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