Файл қосу
Затты анализге дайындау
ҚАЗАҚСТАН РЕСУПБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ
ШӘКӘРІМ атындағы СЕМЕЙ МЕМЛЕКЕТТІК УНИВЕРСИТЕТІ
СМЖ-ның 3 бөлім денгейі
ПОӘК
ПОӘК 042-14.01.20.62/ 03-2009
<<Құрылыс материалдар химиясы>> пәніне
арналған оқу-әдістемелік материалдар
ПОӘК
<<__>> ___ 2009
№ басылым
ПӘННІҢ ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК КЕШЕНІ
<<Құрылыс материалдар химиясы>>
атауы
050730 - <<Құрылыс материалдарын, бұйымдарын және
конструкцияларын өңдеу>>
мамандығы үшін
ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК МАТЕРИАЛДАР
СЕМЕЙ
2009
Мазмұны
1 Глоссарийлар (Ескерту - осы бөлімнің болуы міндетті емес)
2 Дәріс оқулар
3 Практикалық және зертханалық сабақтар
4 Курс жұмысы және диплом жобасы (жұмысы)
5 Студенттің өздік жұмысы
2 ДӘРІС ОҚУЛАР
Дәріс сабақтардың құрылымы:
Дәріс 1. Кіріспе.Аналитикалық химия.
Дәріс сабақтың мазмұны:
1. Ерітіндінің концентрациясын корсететін тәсілдер
2. Сандық анализ
а) Затты анализге дайындау
б) Сандық анализдің қателіктері
Аналитикалық химия екі болімнен тұрады: сапалық және сандық анализ.
Сапалық анализ деген, зерттейтін заттың құрамына кіретін элементтердың, иондардың, қосылыстардың сандық мөлшерін анықтау.
Сандық анализ деген, зерттейтін заттың құрамына кіретін элеметтердың, иондардың, химиялық қосылыстардың сапалық молшерін анықтау.
Сандық анализ кеңінен таралған, ол минерология, медицина, агрономиялық және техникалық ғылымдарда, құрылыста қолданылады.
Заттың, ерітіндінің құрамы, концентрациясы әртүрлі тәсілдермен корсетуге болады. Ерітіндінің концентрациясы деген, белгілі ерітіндінің құрамындағы еріген заттың мөлшері. Аналитикалық химияда ерітіндінің концентрациясын корсетуге қолданатын тәсілдер: проценттық (%), молярлық (М), нормальдық (H), титр (Т), молялдық (m).
1. Массалық процент деген, 100г ерітіндіде еріген заттың (г) мөлшерін айтады. Мысалы, 10%-ты NаCl ерітіндісі алынды десе, ол 100г ерітіндіде (оның 100 мл да емес) 10г NaCl және 90г су алынды дегені.
2. 1 л ерітіндіде 1 моль зат еріген концентрацияны, ерітіндінің молярлық кон- центрациясы дейды. Қандай да бір заттың моль(грамм-молекуласы) деп грам- мен корсетілген оның молекуласының массасын айтады. 1 л ерітіндінің құра- мында 1 моль еріген зат болса, б і р м о л я р л ы немесе м о л я р л ы деп айтады. Мысалы. Күкірт қышқылының мольі 98,08 г тең, сондықтан, күкірт қышқылының молярлы ерітіндісі 1 л ерітіндінің (1 л судың емес) құрамында 98,08 г H2SO4 болады.
3. Егер ерітіндінің концентрациясы 1 л ерітіндіде грамм - эквивалент саны- мен берілсе, онда нормальді концентрация дейді. 1 л ерітіндінің құрамында 1грамм-эквивалент еріген зат болса, б і р н о р м а л ь д і немесе н о р м а л ь- д і деп айтады. Заттың грамм - эквиваленті деп, берілген реакция да қосатын, ығыстыратын немесе сутегіның 1,008 г -на (1 г-атомына) эквивалентті оның мөлшері.
Грамм-эквивалент орын бастру реакцияларында молелулалық массасы қыш- қылдың немесе одан алынған тұздың негізіне, негіздің қышқылдылығына Н немесе тотығу-тотықсыздану реакцияларында - өтетын электрон санына п :
M
Э = -- орын бастру реакция үшін және
n
М
Э = -- тотығу-тотықсыздану реакция үшін
n
мұнда, М -- молекулалық масса;
n -- қышқылдың негізі немесе негіздің қышқылдылығы.
4. Титр деп 1 мл ерітіндідегі граммен алынған заттың мөлшері. Мысалы, 1 л ерітіндіде 5,843 г кұкірт қышқылы бар, онда ерітіндіның титрі тең:
5,843
Т = -- = 0,005843 г/мл
1000
5. Молялды концентрация деп, 1кг еріткіштегі (ерітіндіде емес) бір (немесе бө- лігі) моль еріген заттың мөлшерін айтады.Бір молялді NaCl ерітіндісін дай- ындау үшін 1 кг суда 58,457 г тұзды ерітеды.
Сандық анализ
Сандық анализ 1932 жыдан бері бар. Бірінші аналитикалық химия инс- титуты Москавада ашылды. Аналитикалық химия (сандық анализ) Ломоносов және Менделеев кездерінде негізделген.
Сандық анализ екіге бөлінеді: 1. көлемді анализ, 2.өлшемді анализ.1-ші анализ эксспресті, 10-15 минут жүреді, бірақ дәл емес; 2-ші анализ өте дәл, бірақ ұзақ уақыт алады: 8,10,24 сағат алады.
Затты анализге дайындау.
Анлиз жасау алдында сынаманы: 1-ші тазарту қажет I) затты бөтен денелер- ден механикалық жолмен тазарту. II) химиялық жол а) қайта кристалдандыру б) возгонка жасау немесе сублимация (қатты денені тікелей буға, буды қайта қатты денеге айналдыру) в) айыру, дистиляцияландыру г) кептіру.
2-ші орташа сынаманы іріктеп алу . Осы операция өте маңызды, өйткеніана- лиздің нәтижесі осыған байланысты. Орташа сынаманы дұрыс іріктеп алмаған- да анализдің нәтижелері пайдасыз болады. Орташа сынаманы алу негізінде мынадай жалпы принцип жатыр: <<Орташа сынама алынған заттың порциясы көп және зерттеуге жатқан партияның көп жерінен алынған болу керек.Орташа сынаманы іріктеп алу әдісінің бірі -- кварттау>>.
Анализге жататын ең аз мөлшер, сұйық заттан 100 мл, қатты затты 100 г.
Сандық анализдегі қателіктер.
Анализді қалай ұқыпты жүргізсек те шыққан нәтиже нағыз саннан қалай болса да біраз айырмашылығы болады, яғни кейбір қателіктер бар. Қателіктердің түрі: систематикалық, кездейсоқ қате, мүлт кету.
І. Систематиқалық қателік деп - белгілі бір себеп бойынша туындайтын, ана- лиз нәтижесіне немесе жоғары жаққа, немесе төмен жаққа әсерін тигізетін, белгілері бойынша бірдей қателіктерді айтады. I.Систематикалық қателікті алдын - ала байқауға, ығыстыруға, түзетуге болады. Олар былай бөлінеді: методикалық, қолданылатын реактивтер мен приборлардан, опперативті немесе жекеленген.
II. Кездейсоқ қателіктер, мөлшері және белгісі жағынан анықталмаған жә- не оның пайда болуында ешқандай заңдылық байқалмайды. Мұндай қателік- тер температураның, ауаның ылғалдылығының өзгеруімен, кейбір заттардың кездейсоқ жоғалуының нәтижесінде туындайды. Олар ескерілмейды, немесе жойылмайды, бірақ қосымша анықтаулардың санын арыттыра отырып, олар- ды біршама азайтуға болады (3 есе қайталауға).
III. Мұлт кету, өрескел қате- ліктер анализ нәтижесіне қатты әсер етеді, олар әртүрлі өлшегіштерді дұрыс есептемеуге немесе таразының өлшем бірліктерін дұрыс есептемеуге, титрлеу нәтижесінде бюретка шкаласын дұрыс есептемеуге, ерітінді болімдерін тогіп алу, құрғақ заттарды, тұнбаны шашып - тогіп алуға байланысты болады. Мұлт кету салдарынан анализ нәтижесі дұрыс болмайды және оны ескермейді.
Өзін -өзі бақылауға арналған сұрақтар:
Ерітіндіның концентрациясы деген не?
Орташа сынаманы қалай іріктеп алады?
Систематикалық қателік қалай болінеді?
Өзіңді тексер
1. Молярлық концентрацияның өлшем бірлігі
А) г-экв/л, В) моль/л, С) мг/мл, D) кг/л, Е) г/мл
2. 1мл ерітіндідегі еріген заттың мөлшері
A) Т, B) % , C) М, D) m, E) Н
3. Белгілі бір себеп бойынша туындайтын қателікті ... айтады
A) методикалық, B) систематикалық, C) кездейсоқ, D) мүлт кету, E) дұрыс жауап жоқ
Ұсынылған әдебиеттер:
1. Алексеев В.Н. Количественный анализ. - Москва: Химия, 1972.
2. Крешков А.П. Основы аналитической химии. - Москва: Химия,1976. - т.1.
3. Крешков А.П. Основы аналитической химии. - Москва: Химия,1976. - т.2.
4. Логинов Н.Я. и др. Аналитическая химия. - Москва: Просвещение 1987.
5. Цитович И.К. Курс аналитической химии. - Москва: Высшая школа, 1977.
Дәріс 2. Химиялық анализінің теориялық негіздері.
1. Ерітінділерді еріткіш деп қарастыру.
2. Қышқылдардың және сілтілердің замандас ұсынуы.
3. Ерігіштік туындысы. Тұздық күшті әсер . Бөлшекті тұндыру .
Селективт1 немесе арнайы реакциялардьщ белттл1 саны аз, сондыктак т<*ж1рибеде анализденегш жуйедеп кедерп жасайтын компоненттердш ecepiH жою уШ1Я THicTi тэсшдерД1 колданады. Кедергшерж, мысалы, темендег| ал1стермен жоюга болады:
- фата, компонентке белу жолымен жуйен1 курам бэл1ктерге болу;
- апализденетзн жуйе шшдеп кедерг1 есерлерд1 басендету (буркемелеу).
буркемелеу болып табылады, ал фазаларга болу косымша сипатта болады. BipaK екд вддс те 6ipin-6ipi жш толъжтырып турады.
Жуйе комионенттерщ аналитикалык касиеттер!не карай белгип б1р1зд1лишен бхрнеше шагын жуйелерге белш, анализденепн объект татпасыньщ толык анализ! зкуйкп анагшз болып табылады. Аналитикалык топтарды <<р турл1 фазаларга етшш, топ iiiiiHfle эрб1р компонентт1 аныктай алатындай олардьщ бел1ну1н камтамасыз етем!з. J^hh, соиынан б1рпд1Л1Кпен фазада 6ip компонент кал![ч]анша болу аналитикалык реакциясын журпзедде, оны thictl селетсгиви реагентгермен оздер!не тве реакция.1армен 6ip манд! TeHeciipeni.
Заттарды табулы кажегп операцияларды алдьш ала едазт, кедерн жасайтын компоненттерд| жойьш жагдай тугызганнан еда орындайды. Ьул
кыскартады, spi анализденетш ертндшщ келемш тамшыга дейш азайтуга болады. Компоненгп табу ушш бвлшек реакцияньщ б1ряеше вариаитьш колданута болады, оларды 6ip 1здшкпен колдаиу алынган натижелердш дурыстыгым жогарылатуга альш келедь Ертндшщ 6ip лерциясьшда б1рнеше зэтгарды табудын кептеген методккасы жасалган.
Саиалык анализД! атшгенде татпадаты компоиентп асыра габура жэне жетюзбей табуга болады. Асыра табу:
1.Уксас аналитикалык сигнал беретш, кедерп жасайтын комполенттш болуы.
2. Фоннын сигналын компонент евгналыньщ орнына кабылдау.
3.Тздеп отырган компонентен ыдыстан, реактивтерлен, ауадан, судам жене т.б. татпанын лзстануы.
Жеткгчбсй табу:
1. Белу барысыеда 1зден отырган компонеИ'т жогалту.
2. "Ген реакцияньщ жегкштч дорежеде ceirim болмауы,
3. Компонент сшналын фон сигналы деп кабылдау.
Демек голык анализд1 орындаганда анагпгздщ накты методикасын ката.т устау кажет, ж1ктеуге свйкес таза реактивтерд! жене ыдысты пайдалану керек.
Сыпзлык анзлизде колданылатын химиялык реакцияяар, келес! талаптарш сан болуы кажет:
- тез немесе лезде етед];
- тэмарибеде кайтымсыз болуы керек;
- сырткы эффект болуы кажет: Tyci взгеред!, тунбаньщ epyi немесе rycyi, газ 1вр1злес заттардын бвЛ1н1п шыруы;
- арнайылыгымен жене жо^ары ce3rimTiriMeii ерекшеленед1.
Сапалык реакцияларды орындаганда олар журу урин белгш жагдай жасау кажет:
- ершкдшш Tdicri ортасын, рН (мысалы, кынщылда ерит^н туиба цьтшкьш ср;пнд!лерден тунбара туспейд*, туидыргьшггьщ артык ивлшер1нде немесе ертндще комплекстеуш! заттар болтанда еря алады);
- берыген жагдайда гунбанын epiriurTLriH арггыру у[ш]'[н] аныкталатын ионный концентрациясы жетК1лкт1 болу кажет;
- тшеп темлература жане т.б.
Бейорганикалык косылыстардьш сапалык анализ1Н1н непзп маселес1 химияльж курамын аньщтау, ягни аныкталатын татпадагы катиондар мен аниондарды табу болып табыяады.
Сапалык анализдхн, химиялык эдктершде аныкталатын компонентт! (агомдар, ионлар, молскулалар) в.31не тэн касиет! бар xwicTi косыльтстарга 9тк1зед1: тунбага тусу, TyciHia earepyi, газдьщ бащшп .шыгуы, тан кристалдардыц Tyiijryi жене т.с.с, бул дал осы комповенттщ барлыгын 6ip манД1Л1кпен аныктаура мумынд1к беред!.
Өзін -өзі бақылауға арналған сұрақтар:
Өзіңді тексер
1. Кездейсоқ кателік дегеніміз не?
1. Шамасы анықіалған кдтелік
2. Мэні аныкіалған кдтеяік
3. Шамасы аныкгалмаған кателік
4. Мәні аңыкталмаган кателік
2. Ерітінді титрі кяндай өлшеммен өлшенеді?
3. Затгьщ мольдік м
3. Стаң,іартты ерітінді дегеніміз ие?
1.Коішентрациясы белгісіз ерітінді
2.Кониентрациясы белгілі ерітінді
3. Көлемі белгілі ерітінді
4. СүйытъшРАН ерітінділер
5. Кдіикан ерітінділер
Ұсынылған әдебиеттер:
1. Алексеев В.Н. Количественный анализ. - Москва: Химия, 1972.
2. Крешков А.П. Основы аналитической химии. - Москва: Химия,1976. - т.1.
3. Крешков А.П. Основы аналитической химии. - Москва: Химия,1976. - т.2.
4. Логинов Н.Я. и др. Аналитическая химия. - Москва: Просвещение 1987.
5. Цитович И.К. Курс аналитической химии. - Москва: Высшая школа, 1977.
Дәріс 3. Көлемдік анализ.
Дәріс сабақтың мазмұны:
1. Стандартты заттарға қойылатын талаптар
2. Титрлеу процессі
3. Көлемдік (титриметриалық) анализдің жіктелуі
Химиялық анализде ең басты мағыналы болып табылатын анализдің екі әдісі бар. I. Компонеттерді анықтаудың химиялық процесске жұмсалатын реак- тивтертердің мөлшерін анықтауға негізделген. II. Компонеттер құрамын заттар өнімін өлшеу арқылы анықтайды.
Реактивті ерітінді ретінде пайдаланған ыңғайлы. Себебі өндірісте өлшемелі анализге қарағанда көлемдік анализдің маңызы зор.
Көлемдік анализ - белгілі бір компонентке қажет дәл концентрациясы белгілі ерітіндінің көлемін өшеуге негізділген химиялық анализ.
Көлемдік анализдің артықшылығы: экспрессивтілік, реактивтер ерітін- ді ретінде қолданылады және ол өте ыңғайлы, қарапайым құралдар қолданыла- ды, ыңғайлы, экологиялық көзқарастан өте таза.
Кемшіліктері: өлшемелі анализге қарағанда дәлдігі төмен. Ерітінділерді пайдалану үшін оның концентрациясының түрін білу қажет(%, М, Н, Т).
Концентрациясы дәл белгілі ерітінділер, титірленген ерітінділер деп ата- лады (титірі белгілі). Егер басқа концентрациясы (%, M, H ) белгілі болса, он- да ол жұмысшы ерітінді деп аталады. Егер ерітінді стандартты заттарға жа- татын заттан дайындалса, онда ол стандартты ерітінді деп аталады.
Стандартты заттар бірқатар талаптарға жауап беруі керек:
1 Химиялық таза болуы керек (Х.Ч)
2 Кристалды зат болуы керек
3 Қоршаған орта әсеріне төзімді болуы керек
4 Зат құрамы формуласына сәйкес болуы керек:
Мысалы: BaCl2 :: 2H2O ортаның парциал қысымы өзгергенде Н2О кристалдық молекуласын жоғалтады, сондықтан формуласына сәйкес болмайды; ал H2C2O4 :: 2H2O өрта өзгерседе cудың кристалдық молекуласын жоғалтпайды. NaOH ерітіндісін дайындағанда, ауадан СО2 - ны жұтып формуласында NaCO3 мөл- шері болады, дәл өлшемін алу мүмкін емес.
Стандартты заттар: K2Cr2O7, H2C2O4:: 2H2O, Na2S2O3:: 2H2O, осы заттар- дан дайындалған ғана ерітінділер стандартты болады.
Титрант ретінде кобінесе минералды қықылдарды, сілтілерді, КМnО4 жә- не басқа заттарды қолданады, олар стандартты заттарға қойылған талаптарға жауап бере алмайды, осы заттардың дәл ерітінділерін өлшемелерден дайын- дауға болмайды. Сондықтан, мұндай заттардың жуықтау мөлшерін колемі белгілі суда ерітіп, сәйкес келетін стандартты заттың ерітіндісімен титрлей- ды. Ерітінділердың титрін дәл өлшемесіне емес, сол немесе басқа стандартты затқа дәлдеп табатын болса, онда осы ерітінді дәлденген немесе стандарт- талған ерітінді деп аталады.
Фиксанал деп, шыны ампулада сақталатын, алдын ала дәл өлшеніп алынған ре-активтың мөлшерін айтады.
Титрлеу процессі
Титрлеуге арналған колбадағы анықталатын зат ерітіндісіне біртіндеп бю-реткадан титрант ерітіндісін құю процессін, титрлеу деп атайды. Титлеу кезін-
Де реакция теңдеуіне сәйкес яғни, ерітіндінің артық мөлшері емес, оның анық- талатын затқа химиялық эквивалентті мөлшерін қолданады. Сондықтан титрлеу барысында реакцияның аяқталу моментін анықтау қажет, немесе реакци- яның эквивалентті нүктесін анықтау қажет. Әдетте эквивалентті нүктені инди- катор түсінің өзгеруі бойынша анықтайды. Эквивалентті нүктеге жеткен соң титрлеуды тоқтатады, титрлеуге жұмсалған титранттің колемі мен концентра- циясы бойынша анализ нәтижелерін есептеп шығарады.
Титриметриялық анализдегі есептеулер
Стандартты заттан дайындалған стандартты ерітіндіның титрін есептеу:
q
Т = -- [ г/мл]; мұнда q- еріген заттың салмағы, г
V V- алынған ерітіндіның колемі, мл
Стандартты ерітіндіның нормальді концентрациясын есептеу:
Tстан.в-ва:: 1000
N= -- -- -- -- [ г-экв/л]
Эстан.в-ва
3. Анықталатын заттың нормальді концентрациясын есептеу: Эквивалент заңы бойынша Nанық.зат :: Vанық.зат =Nст.зат :: Vст.зат
Nст.зат ::Vст.зат
Nанық. зат= -- -- -- -- -- -- -- [ г-экв/л]
Vанық.зат
4. Анықталатын заттың титрін есептеу:
Nанық. зат :: Эанық. зат
Т= -- -- -- -- -- -- -- [г/мл]
1000
Көлемдік анализде қандай да бір химиялық реакция қолданылады. Мысалы
NaOH + H2C2O4 -->Na2C2O4 + H2O
Барлық заттардың түстері болмағандықтан индикатор қолдану қажет. Химиялық реакция эквиваленттік нүктеге жеткен соң тоқтайды, себебі заттар немесе реагенттер бір бірімен тең эквиваленттік қатынаста әрекеттеседі. Эквиваленттік нүктені индикатор көмегімен табады, яғни индикатор көмегімен анықтау әдісі деп аталады. Егер белгілі бір зат реакцияға дейін немесе кей- ін белгілі бір түске боялған болса, онда бұл индикаторсыз реакция болып та- былады, себебі индикатордың қызметін сол заттың өзі атқарады, немесе реак- цияға түскен зат немесе реакция өнімі. Индикатордың түсінің өзгеру моменті титрлеудің соңғы нүктесі деп аталады. Эквиваленттік нүкте мен титрлеудің соңғы нүктесі сәйкес келуі керек. Егер сәйкестік болмаса, онда ерітінді артық титрленген немесе толық титрленбеген және титрлеудің қателігі болады, бұл қателік екі проценттен артық артпауы керек.
Көлемдік (титриметриалық) анализдің жіктелуі
Көлемдік анализ реакция түріне қарай жіктеледі:
I. Нейтралдау әдісі - нейтралдау реакциясына негізделген. Сутектік байланыс түзетін стадиядан өткен негізбен және сутектік қышқыл арасында жүретін ре- акция, яғни қышқыл мен негіз молекулаларының арасында өзара нейтралдану процессі жүзеге асады және тұз бен су түзіледі.
NaOH + HCl = NaCl + H2O
II. Оксидиметрия әдісі - тотығу-тотықсыздану реакцияларына негізделген. Бұл әдісте қолданылады: а) тотықтырғыштар: KMnO4, K2Cr2O7, I2 т.c.c
б) тотықсыздандырғыштар: H2C2O4 :: 2H2O және олардың
түздары, Na2S2O3 :: 2H2O, I - .
Оксидиметрия әдісіне перманганатометрия, иодометрия, хроматометрия, кіреды.
III. Комплексонометриялық әдісі - комплекс (ішкі комплексті қосылыстар) түзі- луіне негізделген.
IY. Түндыру әдісі - аз еритін қосылыстар түзілетін реакцияларға негізделген.
NaCl + AqNO3 = AqCl + NaNO3
Титрлеу тәсілдері
Колемдік анализде бірнеше титрлеу тәсілдері қолданылады:
I. Тура титрлеу. Анықталатын ерітіндіге бюреткадан титрі анықталған ерітінді тамшылатып құйылады (кеңінен таралған әдіс).
II.Кері титрлеу. Анықталатын ерітінді мөлшеріне артық мөлшерде алынған, ко-лемі дәл өлшенген титрленген ерітінді құйылады. Ерітіндіның артық мөлшерін басқа стандартты ерітіндімен титрлейді (бүл сирек кездесетін әдіс).
III. Орынбастыру тәсілі. Бұл тәсіл кобінесе оксидиметрия әдісінде қолданыла- ды, мысалы белгілі бір тотықтырғышқа қажетті тотықсыздандырғышты таңдап алып, сосын оны стандартті ерітіндімен титрлейді.
Өзін -өзі бақылауға арналған сұрақтар:
Өзіңді тексер
Ұсынылған әдебиеттер:
1. Алексеев В.Н. Количественный анализ. - Москва: Химия, 1972.
2. Крешков А.П. Основы аналитической химии. - Москва: Химия,1976. - т.1.
3. Крешков А.П. Основы аналитической химии. - Москва: Химия,1976. - т.2.
4. Логинов Н.Я. и др. Аналитическая химия. - Москва: Просвещение 1987.
5. Цитович И.К. Курс аналитической химии. - Москва: Высшая школа, 1977.
Дәріс 4. Сандық анализ.
Дәріс сабақтың мазмұны:
1. Индикаторлар теориясы
2. Индикатордың өту аймағы
Нейтралдау әдісі - негізінде мынадай Н++ ОН- =H2O химиялық про- цесс жатқан нейтралдау реакцияға негізделген. Титрленген ерітінділер ретінде томендегідей қышқылдар: HCl, H2C2O4, H2SO4, H2CO3; негіздер: NaOH, KOH, NH4OH; тұздар: Na2CO3, Na2B4O7, Na2C2O4 қолданылады.
Нейтралдау әдісімен қышқылдарды, негіздерді немесе сілтілерді және кей- бір тұздарды анықтайды. Себебі, химиялық процесс Н+ + ОН- = Н2О реак- цияға негізделгендіктен, гидролизге ұшырайтын тұздарды ғана анықтауға бо- лады. Мысалы: NaCl тұзы, күшты қышқыл мен күшты негізден пайда бол- ған түз,сондықтан, гидролизге ұшырамайды және оны анықтауға болмайды.
Нейтралдау әдісімен анализ жүргізгенде де тәсілін қолданады. Кезкелген ерітінділерде Н+ және ОН- -иондары бар, Н+-қышқылдар, ОН-- сілтілер береды.
Н+ және ОН- иондарының мөлшері ерітіндінің ортасын анықтайды. Ерітіндінің ортасын рН- деген шама сипаттайды: рН = -lq[Н+], рОН= -lq[ОН-].
1(қышқылды орта) < 7 (бейтарап орта) < 14(сілтілік орта), яғни рН + рОН = 14
Нейтралдау әдісінде рН - тың қандай мағынасында эквиваленттік нүкте жүзеге асады? |
Мысалы, 1. NaOH + HCl = Na|Cl + H2O
NaOH | HCl
күшті күшті
ОН- = Н+ рН=7, бейтарап орта болғандықтан гидролиз процессіне түспейді, яғни NaCl тұзы анықталмайды.
|
2. NaOH + H2C2O4 = Na2|C2O4 + H2O
NaOH | H2C2O4
күшті әлсіз
OH- › H+ рН › 7, сілтілік орта болғандықтан гидролиз процессіне түседі, яғни Na2C2O4 тұзы анықталады.
Индикаторлар теориясы
Нейтралдау әдісінде эквиваленттік нүктені тек қана индикатор комегімен
Анықтауға болады. Индикаторлар - бояғыш заттар. Нейтралдау әдісінде рН - индикаторлар қолданылады, себебі бүл индикаторлар ерітіндіның түсін ерітін- діның ортасына байланысты өзгертеді.
Оствальд өзінің ионды-хромоформды теориясын ұсынды. Осы теория бой- ынша индикаторлар әлсіз органикалық қышқылдар немесе негіздер болып та- былып, диссоциация кезінде Н+ және ОН- иондарын береді деп саналады.
Индикаторлардың молекулалық формасы және аниондар мен катиондар әр түрлі түске ие болады. Мысалы күлгін лакмус:
HInd = H+ + Ind-
қызыл көк
1. Қышқыл ортада, Н+ : заряд - ионы бар атом Н+ өзінің зарядын ұзақ сақтай алмайды, оған дереу нейтралдану қажет
Н+ + Ind- = HInd
өрта қызыл
2.Сілтілік ортада, ОН-: индикатор катионымен Н+ әрекеттесіп су түзеді, яғни
Ind- анионы өзінің кок түсін береді.
Индикатордың өту аймағы
Индикаторлардың түсі олардың рН-ына тәуелді болады және сол себебті рН-индикаторлар деп аталады. Әртүрлі индикаторлардың түсі рН-тың кезкелген мағынасында өзгермейді, ол тек рН мағынасының белгілі бір интервалының ішінде өзгереді. Сондықтан бүл - индикатордың оту аймағы (индикатордың оту интервалы) деп аталады. Индикатордың ауысу аймағы (интервалы) бір бірлікке тең, яғни +- 1, рН +- 1.
рТинд = индикатордың титрлеу корсеткіші; рТ = pKинд; рКинд = -lqKдисс.инд
(справочные данные)
Индикатордың титрлеу корсеткіші (рТинд) деп осы индикатормен титрлеуді аяқтағандағы рН мағынасын айтады.
Индикаторлар рН < 7 рТ рН > 7 инд.түсінің өзгеру аймағы
қышқыл орта сілтілік орта
Метилоранж қызыл 4,0 сары 3,1 - 4,4
Метилқызыл қызыл 5,5 сары 4,2 - 6,2
Лакмус қызыл 7,0 кок 6,0 - 8,0
Фенолфталеин түссіз 9,0 малина түсті 8,2 - Индикаторды таңдау
Индикаторларды таңдау барысында негізгі талап болып индикатордың рТинд-сы титрлеу процессінде эквиваленттік нүкте рН-ына жуық болуы қажет. Индикатор таңдау барысында талаптар қойылады:
Реакция теңдеуін құру керек
Белгілі бір процесстің эквиваленттік нүктесінің рН - ын есептеп шығару немесе сапалық түрде анықтау керек
Анықтамадан рТинд +- 1 эквивалентті нүктенің рН-на тең индикатор таңдап алу керек.
Өзін -өзі бақылауға арналған сұрақтар:
Өзіңді тексер
Ұсынылған әдебиеттер:
1. Алексеев В.Н. Количественный анализ. - Москва: Химия, 1972.
2. Крешков А.П. Основы аналитической химии. - Москва: Химия,1976. - т.1.
3. Крешков А.П. Основы аналитической химии. - Москва: Химия,1976. - т.2.
4. Логинов Н.Я. и др. Аналитическая химия. - Москва: Просвещение 1987.
5. Цитович И.К. Курс аналитической химии. - Москва: Высшая школа, 1977.
Дәріс 5. Гравиметриялық әдіс.
Дәріс сабақтың мазмұны:
1. Химиялык анализдс тэразының түрлері
2. Гравнметриялык, анализдеу 2дісінің теориялық негізі
Kaзipri уакытга химиялык a колданылатыы ең кажеті жэне ен дәл аспап - аналитикалык таразы. Химиялык анализдс тэразынын бес тур!
шык (техникалык) таразыны заттар мен нврселерд1 1 кг-га дейш 0,01 г делд1кпен жуыктап елшеуге пайдаланады.
2. Аналитикалык таразыны шекп жуп 200 г дешнп, 0,0001 г делдшшн.
3. Жартылай микроаналитикалык таразы шекп жуп 100 г жене 0,01 мг дэлджпен.
4. Мнкроаналитикалык таразы шекп жуп 20 г жене 0,0001 мгцэ.хйкпен.
5. Ульгромикротаразы шект! жуп 1 г жоне 0,000001 мг дшшюген. AxajiFaH аналитикалык таразылардьщ rypnepiH 6ip табакты жене еы
табакты дел белед!.
иялыкпен б[рге, ра.[г]шерлер1мен, ермен, демек
Ею табакты (рьгчагты) аналитикаиык таразынын, т жумысшы (rreri3ri) бвлшектер! б]рдей болады, олар детальдарыньщ даярлану далд5г1мен жене Kefi6ip косы олшеудщ долдт жэне жылдамдыгымен, шект! жупмен ерекшеж-.„„,.
АВ-200 аналитикалык таразысы, Таразы шыны футляр iniiHe жинакталган, оныч ек] жагындат eciKTepi ашылады жэне алдынгы кабыргасы кетер1лед! (9.1-сурет). Олар тен ипш рычаг болып келет1н 1 куйентеден турады, куйентенщ ортасына кырлары темен каратылган металл немесе агат призма 2 орнатылган. Ол 3 т!рек баганасына катысты куйентсн1ч * прек нуктес! болып табылады. Куйеитен1ц уштарына дал осындай призмалар орнатылган, олардын бхр кыры жогары каратылган. Осы прнзмаларга 4 1лмешекгер аркылы 5 таразы табактары i.iiHreH. Куйентенхн ортасына узьш TiriHeH вертикаль 6 багдарша орнатылран, ояын xeMeari угаы таразы тербелгенде 7 бвл)Ктерге бвЛ1нген шкала боЙлай козгалады. Шкаланьщ орталыганда нвлдк бшпк, ал ею жагында он-оннан белшген бал1ктер1 бар. Таразынын кажалатын белгктерш (призмалцр мен TipeK аудандары) кажалудан сактау ушш, таразыны 8 арретирмен камтамасыз етедд, ягни таразынын куЙентесш KBTepin жоне оны тыныштык куйге вкелетштет!К. Таразьгаьщ ею табагыньщ астына да 9 рычаг комепмен табак тежепштер1 10 койылады. Олар табактардьщ тербелкш токтатады. Хуйентенщ 2 орталык призмасы жане таразы табактары кетершп турганда, таразы жумыссыз жагдайда, ягни арретирленген болады.
Олшенетш нэрселерд! жэне таразы тастарды тек кана арретирленген таразыга алып, салуга болады.
Таразыны жумыс жагдайына кел-ripy ушш арретирд1 сол подмен жайлап сагах тшнс карсы шегше дейш темен Tycipy керек. Арретирленбеген жене жуктелмеген таразы дурыс жумыс 1стегенде багдарша шкала бойынша орталыктан (нвддпс) орын алуы кажет. Багдаршаны цпсаланыц ортасында турактандыру уш1н куйентенщ ею басында да eKi гайка 14, кейде таразы куйентесшщ ортасында бул максатка 6ip "шагала" (чайка) болады. влшенетш зат пен тастардьщ тецест1р1лген1н тексеру yraiH де арретирдш туткасын жайлап сагат тЫяе карсы темен буру керек (тыныштык жагдайда xuii шкаланьщ нел1мен сейкес келедО.
Вертикаль Tipey колонкасы орнатылкаи И теменп тугырык, t2 гурактандыратын винтке жэне аягына т!релед1. Осы винттерд1 айналдырып таразыны вертикаль жагдайга алып келем1з. Таразынын Tipey баганасыньщ (колонка) горизонталь орныгуыкьщ дурыстыгын аныктау уппн ущталган ripre уксайтын узынша келген жшке 1л]нген TiKreyiiu не денгей 13 колданылады. Осы ripfliH астына жогары каратып козгалмайтын тугырга cyiiip уш орнатылган. Егер -иктеуштн (прдш) суй!р ушы козгалмайгын cyiiip уштьщ дал уст1нде турса, таразы дурыс орнатылган (пктеуш бойынша).
""~ Аналитикалык тарачыда о.тшеу ymiH тараш тастар
(9.2-сурет) - дол прлердщ какпацты футлярга сальшган жкьгатыгы колданылады. Прлерд! тырнап кетудеы сактау уппн футлярдын iurin баркытпен астарлаган. Аналитикалык грамдык г^рлер оларды тотыг>-дан, демек массанын езгеруйнен сактау уш1н *fcj>> никелмен немесе хроммен капталт-ан. Op6ip rip ОбО*Овв-в Л уШ1Н футлярда озцпн уяпп.птл бар. Миллиграмдьщ
■ <<<<■>>>>>■ >> гфлер болатын футлярдын 6ip 6eJiin шынымен
9-2-сурет. Лналитикальск ашады. 9p6ip футлярда тастармен 6ipre уштыгы
гастары (прлерО
пластмасса немесе муй1зден жасалган пинцет бар, ол таразы тастарды тырнап, олардын массасын езгертш жхбермеу уппн колданылады. Тастарды колмен алуга болмайды, ce6e6i оларды ластап, далд!пн жойып аналитикалык жумыска жарашай тастауга болады. Прмен влшеу, ojnucHeriH денен!н массасын грамнын жузден 6ip улесше дейшп двдщкпен аныктауга мумк1нд1к тугьпады.
Өзін -өзі бақылауға арналған сұрақтар:
Өзіңді тексер:
1. Гравнметрияльік, аналкздеу өдісінің теориялық негізі ие &о.ч
1. Жай көлемлердің катынас яаңы
2. Периодты заңы
3. Ретгік кзтынас заңы
4. Энергияның сақтіілу зацы
5. Қүрам тұрақіьціық іаңы
2. Тұнбдеа түсіру формясы деген не?
І. ЕКмошкішікосылыс
2. ЕК моні үлкеи крсылыс
3. Термоөвдеудің алдында алынатын крсшшс
4. Термоондеудің кейін алынатын қосылыс
5. Ерітіндіден түнбаға гүсетіи косылыс
3. Гравиметриялык (олшснетіи) форма дегеніміз не?
1. Термоөндеуге түсетін квсылыс
2. "Гүнбаға ^сетін косыяыс
4. Термооіідечте ылыряйтын косьшыс
5. Тсрмовңдеуіе ьшырамайтын косылыс
4. Бөлшек фориасына кдрай кдидай түнбалар болады?
1. Ірі кристаллды тұнба
2. Майда кристіш.'щы т\[г]нб:і
3. Аморфты тұнба
4'. Кристаллдьі жэеіс аморфты түнба
5. Ірі кристаллды, майда кристаллды және аморфты тунбала
5. Алыматын тунбалар формасы кцндай факторлармен аныкта-іады?
1. Косшшстын срігіштігі мен ерггінді табиғаты
2. Еріпнді табиғагы мен сріткіш табыгаты
3. Қосылыстың табиғаты жэне алыну жагаайы
4. Еріткіш табигаты жвне алыну жағдайы
5. Қосі.ілыстың жоне еріткіш табигаттары, алыну жағдайы
6. Айдау адісі бойытпща гравиметрнялық аныктаудын мэні неде?
1. Ерітінліяен түндыру арқылы
2. Үшкыш компонентті ретінде айяяу арқылы
3. Тундыру жэне айдэу аркылы
4. Ерітшдіден экстріШіиялау аркылы
5. Айдау жане экстракциялау арқылы
Ұсынылған әдебиеттер:
1. Алексеев В.Н. Количественный анализ. - Москва: Химия, 1972.
2. Крешков А.П. Основы аналитической химии. - Москва: Химия,1976. - т.1.
3. Крешков А.П. Основы аналитической химии. - Москва: Химия,1976. - т.2.
4. Логинов Н.Я. и др. Аналитическая химия. - Москва: Просвещение 1987.
Дәріс 7. Қышқылды-негіздік титрлеу
Дәріс сабақтың мазмұны:
1. Әдістің сипатгамасы.
2. Мацызды кышқылдық-негіздік ивдикаторлар
Қышкьшды-негіздік титрлеу барысынла титрантган анализденетін загқа немесе керісінше анализденетін заттан титрантка карай протон өтеді. Әдетте, кьиігкылды-негіздщ өзара әрекетгесу реакццясы жоғары жылдамдықпен және стехиометриялыкпен сипатгалады,
Бейтараптау (нейтрализаіікя) әдІсімен бейорганикалык аздаган косылыстар мен жүздеген органикалык косылыстар сааьш аныктайды, олардың қышкььідык та, негіздік те қасиеітері болалы. Органикалык косылыстарды көбінесе сусыз еріткіштерде титрлейді. Кейбір затгарды жанама жолмен қышкылды-негһдік титрлеп аныктауға болады, мүнда, мысалы, алмасу реакпиясын пайдаланады. Мәселен ионның алмасу жәрдемІмен калий хлоридіы немесе натрий хлоридіи тұз қышкыльгаьш эквивалентгік мөлшеріне көшіруге болады, сөйтіл титрлеу аркылы калийдің немесе натрійдің иондарьгн апыкгайды.
Қшдкылды-негіздік титрлеудің соиғы нүктссін түсін өзгертіггін иидикатор жэрдемімен көз мөлшерлеп те, рН-метрдін (иономеір) жәрдемІмен де аныкгай.ііы.
Эквивалентгік нүісгсдегі рН мәні күшті кышкьііьды кушті негізбен (немесе керісішие) 25°С гемпература кезінде сулы ортада тнтрлегенде ғана 7-ге тең болады. Қалған жағдайлардыи көшшлігінде эквивалеятгік нүкте кышкы-ідык та, еілтілік те кұйде бола береді, эквиваленггік ңүктеде рН шамаоы титрленетіы запъщ табиғаты мен титрлеу жағдайына тәуелді болацы. Қышкылды-неііздік титрлеуде ипдикаторды іріктеп алудың манызы зор, олардын жалпы саны барыкша үлкен. Әр турлі индикаторлардың түсін өзгертуі рН-ка және титрлеу жағдайына баЙланысгы болады.
Адцдиметрия- ол стандарт титрлеу ерітіндісі ретІіще кышқыл ерітіндісін пзйдалану әдісі.
Алкалиметрия - ол негіз (сілті) ертінділері жүмысшы ерітіяді болып табшіатын әдіс.
Кышкылда-нешдік титрлеу әдасіыщ мэвін мына мысалмен кврсетуге болады: екі ерітівді - концентрациясы белгісіз НаО4 кьгшкьиьі мен концеитрадияеы (твтрі) 0,05611 г/ші калий гидрокі;иді берілген. Ерітіндініи 50 мл-гі хлор қышкылыныц мөлтерін аныктау керек.
Бүл үпгін қьппкылдым (аликвоталык) белгілі келемін, мысалы 10 мл-ігі тамьпгышпен сорып алъш, кояус тәрізді колбаға күяды да лакмус
юрынан 2-3 тамшы коеады, ерітіядінін түсі кызарады. Осы колбаға [ан сілті ерітіыдісін тамшылата қосып, колбадағы срітіндіні тұсі көкке тііа үздіксіі шайқайды. Бүдае соң кьшгкылдьг титрлеуте кеткен сілтінщ Кйэлемін өлшеп, іріктсс алынган 10 мл көлемлегі кыіггкы.тдың молшерін І.іваықтайды. Бүған калий гидроксиді ерітіндісініц 9,78 мл жүмсалады деп |!всептейік. Реакция мынатевдеу бойыыша жүреді.
НС1О4 -і- КОН = КСЮ, * Н;О 100,454 56, 105
Қышқылдык-негіздік индикаторлар.
Бейтарашау реакцияларынан гктрлеудін аякталуыя аішктайтын сыртвдц белгілер байқалмайтыи болғақдықтан, осы максатта титрленетін жүйеге бейтараптау реакииясының чквивадентгк нүктесіие жуьщ ерітінді түсін өзгертетін, индикатор деп аталатын зат қосады.
Анализдеу тажірибесінде осыған үксас оргаігакатык қосылыстардьщ көшетеа мөлшерінеы тек жиірек колдаиылып, белгілі талапты канагаттандыратьш кейбіреулері ғана пайдалавылады: индихаторльщ бояуы оньщ өте аз индикатор түстерінін ауысуы рН-тыв кысқа аралығывда шүгьтл болуы тиіс; зат бояуыыьщ өзгеруі кайтымды болуы тиіс.
Әр түрлі инднкаторлардың бояуы рН ортавың ер түрлі аралығында өзгереді және көбінесе кыпщыд реакдиясьшың эквивалентгік нүктелерінде емес, бІраз екі жақгьщ біріне ауыткуы байкалады, оны 12.7-кестеден квругс болады.
Мацызды кышқылдық-негізлІк ивдикаторлар
Индикатор
Ерітктш
Массалык улес, %
рН
рт
Бояулар дыи ауысуы
Металді күлгіа 1-ауысу 2-ауысу 3-ауысу
Су
0,1
0,13 -- 0,50 1.0-1,5 2,0 -- 3,0
көк Көк-күл-гіи
Метгіоранж
су
0.1
3,] -- 4,4
4,0
Қьпыл-
Кызыл кон-ГО
0,1
3,0 -- 5.2
ры Көк-күл-гін кызші
Ализаринді
гу
0.1
3,7 -- 5,2
-
Сары күлгін
ауысу)
Лакмоид Метал
90%-тік этанол 60%-тік
0,2 0,1
4.4-6,4 4.4- -6,2
5,0
Қызыл-Кызыл-
Лакмус
Су
9,1-1,0
5,0-8,0
7,0
Қызыл-
Көк
Бейтарад Кызыл
су
0,1
6,8 -- 8,4
7,0
К>ізьш-янтарь сары
Тррпвопин 000
су
0,1
7.6 -- 8.9
Фенолфтале-ин
60%-тік этанол
0,1
8,2 -- 10,0
9,0
Түссіз кызыл-коныр
Ализарин кыэыл С (2-
<*
0,1
10,0 -- 12,0
~~
Күлгін-бозғылт сары
ауысу) ТроЛеолин 0
0.1
II, 1 -- 13,0 ПPound 1 ЛЛ
Сары-кызғььтг сары
мнн
этанол
Тимолфтале-ия Бромтимолды көк Бромфенолды кек
90%-тік СгШОН 20%-тік С2Н5ОН
Су
0,1 0,05 0,1
9,4 -- 10,6 6,0 -- 7,6 3,0 -- 4,6
Түссіз-көк Сары-көк Сары-квк
Бейтараитау реакцияныд индикаторлар әрекет механизмінш кышқылды-аегіздік геориясын ен алғаш В. Оствальд (1894) үсьшды. Бүл георияға сөйкес осы индикаторлардьщ барлыгы алсіз қышкылдык немесе негіздік қасиет корсетеді, олар сулы ортада мынз сызбанүска бойьшша диссоциаішялайды:
Шші-ІпгіОН
■ Я* + Іис ->>ОІГ і-
(12.23) (12.24)
Шпсі - әлсіз кьшікыл жәғе протонньщ доноры болып саналадьі, алІшіОН -әлсіз сілті. Индикаіорлардьщ диссоішапияланбаған түсі диссоциаішялаыған иондардьщ түсінен өзгеше болады, мұиы қышқылдык ортанык озгеруі кезінде байқай аламыз. ТүстердІц бүлай өзгеруі кейбір индикаторлар үшін 12.7-кестеде келгірілді.
Егер лахмусты алсак, овда сулы ерітіндіде иондаямаған молекулалардың түсі-кызыл, ал аыиондар кок түске боллалы, яғни лакмусы бар ерітіндіге жайлап сілгі косса, протондардын су молекуласында иондарымен Өайланысу есебінен тспе-теңдік (12.23) оңға қарай ығысады, Лакмустьщ аниондық формасы ерітіыдіге көк түс береді. Егер осы орітіядіге енді қышқыл косса, сілтінін артык мөлшері бейтараптанған соң ерІтІндіге сутсіінік иондары жинакталады, олар индикатордыд аниондарымея взара орекеггесе алады, сөйтіп реакцимның гепе-теңдігі (12.23) солғакарай ығысады. Гүзілісц диссоциацияяанбаған индикатор молекулалары ерітшдіні кызыл түске бояиды.
Екі іүсті боялған формалы индикаторлар қостүсті деп аталды. Егер оның бір ғана і-үске боялган формасы болса, оааа бІртүсті (фенолфтолейя, паранитрофееол және т,б.) индикаторлар леп аталады.
Оствальдтын иоидык іеориясы Н* немесе ОН' ииндарының осерінен индикатор түсіпін өзгеру механизмін көрнекі гүсіндіріп береді, бірак органикалык қосьшыстар күрылысьшын нндикаторлар түсіне всері туралы тояьгк мағлүмат бере алмайдь. Квантты - механикалык есептеуді де пайдаланатын иоқцык-хромофорлы теория индикаторлардын қышкылды-сытілі табиғатын толык ашуға мүмкіндік жасайды. Бүл теорияғз сәйкес индикаторлардың молекуларарында тусті келтіреіін хромофорлар болады.
Өзін -өзі бақылауға арналған сұрақтар:
Өзіңді тексер:
Ұсынылған әдебиеттер:
1. Алексеев В.Н. Количественный анализ. - Москва: Химия, 1972.
2. Крешков А.П. Основы аналитической химии. - Москва: Химия,1976. - т.1.
3. Крешков А.П. Основы аналитической химии. - Москва: Химия,1976. - т.2.
4. Логинов Н.Я. и др. Аналитическая химия. - Москва: Просвещение 1987.
Дәріс 8. Тотығу-тотықсыздану титрлеу.
Дәріс сабақтың мазмұны:
1. Тотығу-тотықсыздану титрлеу әдісінің негізі және жіктелуі.
2. Тотықтырғыштар мен тотықсыздандырғыштардың эквивалентты салмақтары.
3. Тирлеу қисықтары. Индикаторлар
4. Перманганатометрия, иодометрия.
Оксидиметрия әдісі -- тотығу - тотықсыздану реакциясына ( ТТР ) негіз- делген, бүл әдіс кеңінен сұраныс тапты, себебі барлық реакциялардың 90% ТТР реакциясына жатады. ТТР болшектердің тотығу дәрежелерінің өзгеруіне негізделген. Болшекткердың бірі алады, бірі береді. Осы реакцияда паралель екі процесс жүреды: 1. тотығу, 2. тотықсыздану
Cu0 -2ee --> Cu2+ }тотығу Cl20 + 2ee --> 2Cl- }тотықсыздану
Fe0 -2ee --> Fe2+ Fe2+ + 2ee --> Fe0
ТТР электрондар қатысымен және жүйеде тотығу-тотықсыздану жұптарының пайда болуымен қатар жүреді.
2KMnO4 + 5(NH4)2CO2 + 8H2SO4 -->
--> 2MnSO4 + K2SO4 + 5(NH4)2SO4 + 8H2O + 10CO2
жүйеде MnO4- / Mn2+ бір уақытта Mn7+, Mn2+ бар болады, онда Mno4-/ Mn2+ − тытотығу-тотықсыздану жұбы дейді. Тотығу-тотықсыздану жұбы тотықтырғыш / тотықсыздандырғыш қатынасынан тұрады. Тотығу-тотық- сыздану жұбы потенциалмен(ε)сипатталады, ε - электрондардың қозғалысқа ұмтылу мөлшері.
ε = +1.5B, ε = +0.48B
MnO4-/Mn2+ 2CO2/C2O4
ε мағынасы справочник тан алынады, бүл стандартті жағдайда: t=250C, P=1атм., Сн+ = 1, [тот/ғыш] = [тот/сыз] гальваникалық элемент құрастырып, эксперимент жолымен алынған шамалар.
ε - мағынасы тотықтырғыш пен тотықсыздандырғыштың күшін сиаттайды.
ε - өлшем бірлігі неғұрлым жоғары болса, соғұрлым осы жұпта тотықтырғыш күштірек, ал әлсіз тотықсыздандырғыш болады. ε - өлшем бірлігі неғұрлым тө- мен болса, соғұрлым осы жұпта тотықтырғыш әлсіздеу, бірақ тотықсыздандыр- ғыш күштірек. Тотығу-тотықсыздану потенциалын пайдалану химиялық про- цесстің жүрү жағдайын дәлелдеу үшін өте қажет.
Тотығу-тотықсыздану реакциялар жүру үшін:
1.Тотықтырғыштың потенциалының жоғары мағынасы бары төмен потенци- алы бар тотықсыздандырғышты тотықтыруға бейімді.
2. Тотықсыздандырғыштың төмен мағынасы бары жоғары потенциалы бар то- тықтырғышты тотықсыздандыруға бейімді, қажет.
Потенциал мағыналарының айырмашылығы көп болса, яғни εтот/ғыш - εтот/сыз > 0 соғұрлым реакция жылдам жүреді. Потенциал өзінің мағынасын әр түрлі жағ- дайға тәуелді өзгертеді: t0,р,Синд, орта [ОН-]= [Н+].
Берілген жағдайда ε есептеу үшін Нернст теңдеуімен есептеу керек:
RT [тот/ғыш]
ε = ε0 + -- :: lq -- -- -- :: [H+] , мұнда n - электрондар саны,
nF [тот/сыз] ε - анықтама кестеден
Оксидиметрия әдісі химиялық анализде титрлеу тәсілімен қолданылады. Бүл әдісте реакцияның аяғы былай анықталады: 1.индикатормен, 2.индикаторсыз.
Индикаторлық әдіс болады, егер тотықтырғыш пен тотықсыздандырғыш түссіз
немесе әлсіз түсті болатын болса қолданылады. Бүл әдісте қолданылатын инди-каторлар редокс-индикаторлар деп аталады. Олар тотықтырғыш немесе тотық- сыздандырғыш қасиеті бар заттар (органикалық, бейорганикалық бояғыштар).
Бүл индикатор химиялық процесске тотықтырғышпен де тотықсыздандырғыш формамен де реакцияға түсе алады. Сондықтан осы индикаторды титрлеудың соңында, яғни компоненттердің концентрациясы минимальды болған кезде қосу керек. Редокс - индикаторлалды процесске соңынан қосқан жөн, себебі басында реакцияға түсіп және қосалқы процесс жүруі мүмкін. Редокс - индика- тор өзінің түсін потенциал мөлшеріне байланысты өзгертеді. Эр индикатордың өзінің титрлеу көрсеткіші және өту аймағы болады. Мысалы, дифениламин ε=0,73в - 0,79в.
Тотығу тотықсыздану әдісінің жіктелуі
Қолданылатын тотықтырғыштарға және тотықсыздандырғыштарға тәуелді былай болінеді:
Перманганатометрия
Иодометрия
Хроматометрия
Ванадометрия
Эквивалентті нүктені анықтайтын индикаторсыз әдіс мынадай 1.тотықтырғыш
және тотықсыздандырғыш әр түрлі түсті болса,мысалы: MnO4-/Mn2+; 2.еритін
зат интенсивті боялатын жағдайда болуы малина түсті түссіз
<<Перманганатометрия>>
KMnO4 калиперманганатын қолдануға негізделген. Бүл әдіспен өте сирек то- тықтырғыштарды анықтауға болады, себебі потенциал мөлшері жоғары, негі- зінен тотықсыздандырғышты анықтайды.
Жетістіктері: 1. индикаторсыз, 2. титрлеуді жалпы кез келген (қышқылдық, бейтарап, негіздік) ортада жүргізуге болады.
Кемшіліктері: 1. ерітіндіні алдын ала 7-10 тәулік бүрын дайындау керек, себе- бі барлық қосалқы процесстер аяқталуы керек; 2. стандартті заттар категория- сына жатпайды; 3. ыдырау процесс жүрмес үшін, қараңғы жерде сақтау керек.
<<Иодометрия>>
KI ерітіндісіндегі I2 затын пайдалануға негізделген, ε мағынасы өрташа болған- дықтан тотықтырғыштарды да тотықсыздандырғыштарды да анықтауға болады.
Жетістіктері: тотығу-тотықсыздану процессінде кеңінен таралған
ε = 0,54В
I2/2I-
Кемшіліктері: I2 - А категориялы улы зат, ұшқыш зат, тотықтырғыш болған- дықтан жарық жерде жұмыс жасауға болмайды, себебі ыдырайды.
<<Хроматометрия>>
K2Cr2O7 затын пайдалануға негізделген, потенциал мәні ε = +1,36В өте жо- ғары, сондықтан тек тотықсыздандырғыштарды ғана анықтауға болады.
Жетістіктері: K2Cr2O7 - стандартті зат, яғни дәл өлшемінен дайндауға бола- ды.
Кемшіліктері: тұз-қышқылды ортада жұмыс жасаған жөн
Өзін -өзі бақылауға арналған сұрақтар:
Өзіңді тексер:
Стандартты ерітінділерді қалай ұғындырасың?
Титриметриялық аналтздің жіктелуі?
Нернст теңдеуін келтр және қандай тәуелділікті корсетеді?
Перманганатометрия неге негізделген?
Стандартті зат болып табылатыны
A) K2Cr2O7, B) KMnO4, C) NaOH, D) HCl, E) I2
2. Мына теңдеу Н+ + ОН- = Н2О ... әдісіның негізі
A) оксидиметрия, B) иодометрия, C) нейтралдау, D) комплекс түзу, E) тұнба түзу
3. Сілтілік ортада жұмыс жасайтын индикатор
A) фенолфталеин, B) метил қызыл, C) метилоранж, D) лакмус, E) жоқ
Ұсынылған әдебиеттер:
1. Алексеев В.Н. Количественный анализ. - Москва: Химия, 1972.
2. Крешков А.П. Основы аналитической химии. - Москва: Химия,1976. - т.1.
3. Крешков А.П. Основы аналитической химии. - Москва: Химия,1976. - т.2.
4. Логинов Н.Я. и др. Аналитическая химия. - Москва: Просвещение 1987.
Дәріс 9. Комплексонометоиялық титрлеу.
Дәріс сабақтың мазмұны:
1. Комплексоно-метриялық титрлеудің негізі.
2. Эквивалентті нүктені анықтау.
3. Комплексонометриялық титрлеудің әдістері.
Комплексон деп аталатын кейбір органикалык реактивтермен кошілскстік косылыстар түзетін иондарды анықтау реакцияларына комшіексонометрия негіздслген. Мұнда вте берік, суда жаксы еритін комнлекстів косыльгстар тузеледі- Әдіс тездігімен және жогарғы дәлдігімен ерекшеленеді. .
Комплексоңдар аминополикарбон кышкыіщарынын туыедысьі больш табшады (12.21 -кесте).
Комплексонометриялык титрлеу ертеректен белгілі (150 жылдан астам). Алғашқы жүмыстар нодид иондарын аныктауға арналған.
4іа + Не(1-ГО,)2 = К
1851 ж Либих цианидтердІ күміс витраты ерітінді ықтау туралы жазды:
мгыексонометриял (12.78)
Бейорганикалык титраштар казіргі уакытта шектеулі колданылады. Олардьщ іішнен сн кең тарағаны хлоридтерді, бромядтерді, родаиидтердт, ішанидтерді және тномочевинаиы мсркурометриялык ғитрлеу <здісі:
Органикалық титранттар айтарлыктай көп т лдэр, купферон, дитизон және басқалар да колданы
Комшіексондар
Коиплексондар
Формуласы
Кьіскартьшған
фориуласы
Комшіексон-І. нит-
^ ги,с:оон
Н,Ү
рилотрисірке
НООС-СНі-Л\
кышкылы (НТА(
Комплекеон-2,
НООС-СН, СНг-СООН
Ң4Ү
этилондиамин-тет-расірке қышкылы
ноос-сн, * ' шгі::(хш
(ЭДТУ)
Комллексоы-3, эти-
НООС-СНі СНі-СООЫа
ИагНзҮ
яеңдиамингетрсірке
>н-снгснгм <Г
ІЧвООС-СН: СН-СООН
натрийлі түзы (ЭД-
ТА)
Олардьщ коишіекстерге карағанда артыкшылығы арпайылыгында. Органикаяык комплекс түзупіІлерді колданатын титриметриялык әдІстерде эвсвквалентгік нұктесі металлохромдык индикатормен алыктайды (электрохимиялык әдіспен).
Комплексонометрия реакцияларына койылатын жалпы талаіггар барлық титриметриялык әдістегілерге ү[ксас] - [о][;(][а]Р [теэ]- сонына дейін, қосымша процестерсіз және т.б. өтуІ керек.
Комплексономеіриялык әдістің сурьшталуы (селективтігі) әдетге үлкен емес жене кандай донорлык атомдар катионмев арекетгесуге қатысатаньша баЙлынсты Иодидтер кейбір элементтермен ғана(Н§з[х]- АPound[+], РЬ[!]', Ві[3+]) тұнба және комшіекстер түзетін болғандыктан. калий иодидімен титрлеу жоғары сұрыгггалуғ алып келеді. Аммиак және полиаминдердің де, әсіресе, комллексондарға карағақд, сүрыпталуы жоғары. Мысалы, ғеграэтиленпентаминщ колдану әрекеттес} сүрыпталуы бойынша ерекшелігі үлкен, себебі ол элементгердің аз санымеі түракты комплекстер түзеді.
12.8.2. ЭДГА-түзетін комплекстердін курылымы, тұрактылыіы жане қүрамы.'
Әр түрлі комплекстердін саны бірвеше жүзге жетсе де, "Ком-плексонометрия" ыемесе "хелатометрия" терминімен атағанда аналитикалық тәжірибеде кеңінен тараған этилеңдиамивтетрасірке кышкылыныя тұзымен, жиі трилон Б немесе ЭДТА (^а2Н,Ү ■ 2Н2О) деп аталатьш оның коснатрнйлі тұзымев титрлеу реашщяларын есте түтады.
яғни. катионның тіарядыиа байланыссыз комшіекс түзІлу реакциясында онымев бірге бір аннон қатысады да, екі протокды ығыстырыіі шығарады. Гитраиггар және аыыкталзтьш катиондар эквивалеіптерішн мольдік массалары олардын мольдік массаларына тен.
Қышқылдьпстын әсері, әсіресе комплекстерІыің тұраксыздьік кгнстантасы аз катиондарды (М§[;]\ Са[2]' және т.б.) титрлегеиде көрІнеді. ЭДТА-.мен кейбір катиовдар түчетін комплекстердің турактылык констаитасының мәні 12.22-кестеле берілгей.
е ерітіндінің иовдык күіііі 0,1 моль/л болғандағы ЭДТА-мен кейбір леталядардың комплекстеріяін түрақтылық копстаиталары
Ион
Ион
КМҮ
ІЙКМҮ
м^[+]
4.9 - 10*
8,69
А1*
3.2 ■ІО"[1]
16,50
Са^[1]"
3,9- ІО[10]
10,59
Р[:һ]
1,1 ■ 10[18]
18.04
Мп[2]'
6,2 ■ 10[ІЭ]
13,79
(V1
1.3- 10"
25,10
1,8- 10[І(і]
16.26
2г[4]'
3,і- І0[2]'
29.50
Ва[2і]
9- 10'
7,8
Се"
1 ■ І0[ІЬ]
16,0
8- І0[ІЭ]
8,6
6- 10[15]
15,4
9- 10'*
18,8
Со[2+]
5 ■ 10[ІЛ]
16,3
8 ■ 10[1]*
18,6
Магний, калі.ций және басқаларды тек сілтілік ортала іитрлеуге болалы. Көптегев катиондар аммиакты буферлІ ерітіндіде титрленелі, Й[н]. і/* сиякты ете берік комплекс т\-зетін катяондар қышкылдыгы басым ерітіыдіде титрлеаеді.
рН-3 - 6 болғанла ерігіндіде ыегізінен Н;Ү[2]" " иоіідары, ал рН < 2 - кышкыл болады. 12.10-суреттс рН- ка баіЪганысты болатын ЭДТСК түрлері (форма) кэрсстілгеи. ЭДТСҚ өзінің курамына 6 фулкционалдык тппка ие: екі амив жане тврт карбоксильдік - осыған арай хелаг түзуші мүкіндігі (алты деитатты лиганд) бар.
Екі валентті катионньщ ЭДТА-мен комшіексінін қүрылымьш графиктік г^рде келесі формуламен кврсегеміз, мұнда түзілетін үш бсс мүшелі цикл жеткілікті дөрежеде тұрақты болып табшады.
Өзін -өзі бақылауға арналған сұрақтар:
Өзіңді тексер:
Ұсынылған әдебиеттер:
1. Алексеев В.Н. Количественный анализ. - Москва: Химия, 1972.
2. Крешков А.П. Основы аналитической химии. - Москва: Химия,1976. - т.1.
3. Крешков А.П. Основы аналитической химии. - Москва: Химия,1976. - т.2.
4. Логинов Н.Я. и др. Аналитическая химия. - Москва: Просвещение 1987.
Дәріс 11. Физикалық химия. Молекула құрылысы
Дәріс сабақтың мазмұны:
1. Поляризация және поляризациялану.
2. Молярлық рефракция
3. Молекуланың дипольді мезеті
Барлық молекулаларды екі түрге бөлуге болады: 1. полярлы; 2. полярсыз.
Кез келген молекула өң (+) зарядталған ядро дан және теріс ( - ) зарядталған электродардан тұрады. Егер ядролар мен электрондардың кеңестікте орналасуы
мынадай, олардың өң және теріс зарядталған электрлік ауырорталықтары сәйкес келмесе, ондай молекуланы полярлы деп атайды. Мысалы: НХ, СН3Х, С6Н2Х , мұнда Х - галогендер(F, C, B, I, H2O, NH3). Егер ядролар мен электрондардың кеңестікте орналасуы мынадай, олардың өң және теріс зарядталған электрлік ау-ыр орталықтары сәйкес келсе, ондай молекуланы полярсыз деп атайды.Мысалы:
Н2, СН4, С6Н6, РF3, SF6.
Егер полярсыз молекуланы сыртқы электрлі өрісіне немесе жанындағы поляр- лы молекуланың, ионның қасына орналастырса, онда жеңіл қозғалатын элек- трондар біраз ығысады, нәтижесінде индуциірілген диполді мезеті пайда бола- ды. Электрлі өрісіндегі ығыстырылу молекула құрамына кіретін атомдарда да болады, ал полярлы молекулалар электрлі өрісінде бағдар алады, яғни олардың ішінде де атомдар мен электрондар ығысады.
<<Электрлік өрістегі электрондардың, атомдардың ығысуы, молекуланың бағдар алуы поляризациялану деп аталады>>.
Мұнаған атомдардың ядроларында электрондардың ығысуы кіреді, яғни элек- трондық поляризациялану (Пэл.). Пэл. әрбір ионда, атомда, молекулада орістің әсірінен болады. Мысалы, қарапайым сутек атомы, оның электроны элекрлі өріс әсерінен ығысып орталықтың маңайында атом ядросынан l қашықтықта орнала- сып айналыс жасайды -| - | +
-| -(+)- | +
-| - | +
Электрондардың осындай ығысуы атомдардың поляризациялануын береді. Сыртқы электрлі өрісірің кедергісі қаншалықты көп болса, соншалықты Пэл. жо-
ғары болады. Күрделі атомдарда да ығыстырылу осылай болады.
Молекулаларда жане күрделі иондарда атомды (Пат.) поляризациялану болуі мүмкін. Мысалы, әртүрлі зарядталған полярлы молекуланың атомдары сырт- қы өрістің әсерінен қарама - қарсы бағытталып ығыстырылады, өріс әсерінен молекуланың полярлығы жоғарлайды | | + | | -
| ( - +) | + | ( - +) | -
| | + | | -
Молекулалары полярлы заттарда тек қана ориентациялық (Пор.) (бағдар алу) поляризациялану болады. Молекулалар жылу әсерінен кеңестікте ретсіз орнала- сады, ал электрлі өрс әсерінен олар рет-ретімен орналасады. Температураға (Пор)
тәуелді болғандықтан t0-ра жоғарлағансайын (Пор.) томендейді, оған қарағанда
(Пэл.)(Пат.) t0-ға тәуелді болмайды. Осы әрекеттесулердің барлығында ионның поляризацияландырғыш әсері қаншалықты заряды жоғары, ал радиусы кіші бол-
са,соншалықты жоғары болады.
Молекулалардың поляризациялануы мына қосындылардан түрады:
П = Пq + Пор .= Пэл.+ Пат+ Пор. (1)
Поляризациялану шамасы молекулалардың поляризациялану қабілеттілігіне
тәуелді жіне поляризацияландырғыш пен α сипатталады.
Молекуланың поляризацияландырғышы мына қосындыға тең:
α = αэл. + αат. + αор (2)
Диэлектриктің поляризациялануы Дебай теңдеуы бойынша есептеледі:
ε - 1 М
П = -- -- :: -- мұнда ε - диэлектрлік өткізгіштік (3)
ε + 2 d d - заттың тығыздығы
М - заттың молекулалық массасы
Максвелл қатынасын: ε = n2 қолданып, поляризациялану (П) мен оптикалық тығыздық (n) арасындағы байланыс практикалық жүзінде өны анықтауға мүм-
кіншілік береді.
Электронды поляризацияландырғыш αэл. сыну корсеткішімен n мынадай бай- ланыста болады: n2 - 1 4
-- -- -- = -- PINAαэл. (4)
n2 + 2 3
Поляризацияланудың температураға тәуелділігі мынадай:
4 4 4 μ2
П = -- PI NAαэл. + -- PINA αат. + -- PINA -- (5)
3 3 3 3kТ
теңдеумен корсетіледі,
μ2
мұнда, полярсіз молекулаларға αэл., αат. t0 - ра тәуелді емес, онда αор. = -- (6)
3kТ
4 μ2 ал μ = 0, сондықтан -- PINA -- = 0, поляризациялану жоқ.
3 3kT
Меншікті диполді мезеті бар полярлы молекулалардың поляризациялануы
Ланжевена - Дебай теңдеуімен анықталады: 352622 мәрзия
ε - 1 4 μ2
П = -- -- = -- PINА (α + -- ) (7)
ε + 2 3 3kТ
350953 нурия
Полярсыз молекулалар үшін Клаузиус - Моссоти теңдеуімен:
ε - 1 M 4
П = -- -- :: -- = -- PINAα (8)
ε + 2 d 3
Сыну корсеткішін (n) қолданып (3) теңдеуды былай жазуға болады:
n2 - 1 M
П = -- -- :: -- Лоренц - Лорентца теңдеуі. (9)
n2 + 2 d
Молекуланың дипольді мезеті
Молекуланың дипольдік мезеті - дипольдің негізгі векторлық сипаттамасы сан түрде полюс зарядының және полюс зарядының қашықтығының көбейтісіне тең, яғни μ = g :: l
Сандық түрде молекуланың дипольді мезетін корсету үшін әдетте дебай (Д) бірлігін қолданады, СИ жүйесінде 1Д = 3,33564 :: 10-39 Кл ۠۰м
4 4 μ 4 4 PINA
Мына белгілі (7)теңдеуді П= -- PINAα + -- PINA -- = -- PINAα + -- ۰ -- -- μ2
3 3 3kТ 3 9 kT
1 4 PINA /¯9ε0kb
басқа түрде жазайық П = А + В -- , ал В = -- ۰ -- -- μ2 , μ = I/ -- -- -- -- , b - tqα
Т 9 kT NA
Өзін -өзі бақылауға арналған сұрақтар:
Өзіңді тексер:
1. Полярсыз молекула деген не?
2. Аддитивтілік ережені қолдану саласы?
3. Дипольді мезетті есептеу?
Өзіңді тексер
1. Егер ядролардың және алектрондардық ауырлық орталықтары сәикес келсе,
ондай молекулалар ... деп аталады
A) полярлы, B) полярсыз, C) u = 0, D) Пэл , Е) поляризденген
2. Температураға тәуельді поляризацияландыру
A) α, B) αэл., C) αат., D) αор., E) αм
3. α = αэл. + αат. + αор
A) поляризациялану, B) поляриздену, C) аддитивтілік ереже,
D) дипольдік мезеті, E) рефракция
Дәріс 12. Химиялық термодинамиканың негізі
Дәріс сабақтың мазмұны:
1. Химиялық термодинамиканың пәні
2. Термодинамиканың негізгі ұғыьдары
Термодинамика 1) энергияның бір түрден екінші түрге, жүйеның бір жағынан екінші жағына өтулерін; 2) физикалық және химиялық процесстерімен жүретін энергиялық эффектілер, олардыңпроцесс жүру шартына тәуелділігін; 3) қарас- тырып өтырған жағдайда өз-өзімен жүретін процесстердың мүмкіншілігін, бағы- тын, шегін зерттейді.
Термодинамика екі негізгі заңдарға негізделеді, оларды термодинамиканың I, II принциптері деп атайды. Т.Д. ең басында дамып кележатқанда ол жылу Q және механикалық жұмыс А арасындағы қатынасты оқыған. Кейін оның қарас- тыратын сұрақтарына энергияның түрлері неше түрлі электрлік, электрохимия- лық, химиялық реакциялар, атмосфералық құбылыстар және өсімдік пен жану-
арлардың ішінде өтіп жататын процесстерді де кіретін болды. Осындай дамуы оны болек Т.Д. бөлігі деп шығаруға тура келді.
Термодинамиканың 1-ші заңының формулировкалары
1. оңашаланған жүйенің жалпы энергиясы маңайдағы өзгерістерге тәуесіз
тұрақты
2. энергияның түрлері эквивалентті мөлшерде бір-біріне отеді
3. егер энергияның бір түрі жоқ болса оның орнына басқа түрі болады
4. 1-ші тектік мәнгі қозғаушы двигатель жоқ
Т.Д.- ның негізгі ұғымдары
Жүйе деп әрекеттесуге түсіп жатқан және қоршеған өртадан ойша боліп алын- ған денені немесе денелердің тобын айтады. Мысалы, әрбір макроскопиялық объект, газбен толтырылған ыдыс, металдың бір болігі, стақандағы тұз ерітіндісі
Гомогенді жүйе деп ондағы заттардың бәрі бір ғана агрегаттық күйде (сұйық, газ, не қатты күйде) болатын жүйні айтады. Егер жүйе бірнеше гомогенді болік- терден тұратын болса, онда ол гетерогенді болып табылады. Біртекті жүйе деп
көлемның барлық жерінде химиялық құрамы және физикалық қасиеті бірдей жүйені айтады.Мысалы, оңашаланған жүйедегі газ. Керісінше жағдайда, біртек- ті емес жүйе болады. Мысалы, қаныққан тұз ерітіндісіндегі осы түздың крис- таллдары.
Жүйе термодинамикалық болады, егер осы жүйеде денелер арасында жылу ал- масу және диффузия болса. Термодинамикалық жүйе өзін қоршаған әрекеттесіп - жылу ала алады - Q
- жылу бере алады + Q
- жұмыс жасай алады А
Егер жүйе сыртқы қоршаған өртамен зат және энергиямен ауысуға мүмкіндік болмаса және V = const болғанда А= 0, оңашаланған жүйе деп айтады. Егер жү- йе қоршаған ортамен зат алмасу мүмкіндігі болмаса, ал энергиямен ауысуға мүмкіндік болса, ондай жүйені жабық жүйе деп атайды. Егер жүйе қоршаған ортамен затпен де энергиямен де ауысатын болса, ондай жүйені ашық жүйе деп атайды.Термодинамикалық жүйені сипаттайтын әрбір шаманы -- Т,Р,V,U,S,C(n)
жағдайдың термодинамикалық параметрі деп атайды. Жүйеде қандай да бір өз-геріс болып, оған байланысты термодинамикалық параметрлеріның бірі өзгерсе, онда термодинамикалық процесс деп аталады. Жағдайдың параметрлері өзара байланыста болады. Оларды байланыстыратын теңдеуді жағдай теңдеуі. Идеал-ды газдың жағдай теңдеуі - Менделеев - Клапейрон теңдеуі: рV = nRT .
Өзін -өзі бақылауға арналған сұрақтар:
Өзіңді тексер:
Термодинамика нені оқиды?
Т.Д. 1-ші заңының формулировкасы?
Жүйе, термодинамикалық жүйе деген не?
Термодинамика негізделеді мынаған
А) 1-ші принципке, B) 2-ші принципке, C) А ж/е В, D) Гесс заңына, E) Т,Р
2. Энергияның түрлері эквивалентті мөлшерде бір-біріне отеді
А) 1-ші заң, В) 2-ші заң, С)3-ші заң, D) эквивалент заңі, E) А және В
3. Термодинамикалвқ параметр болып табылады
A) N.V.T., B) C.T.S.H, C) P.T.C, D)T.C.H.S.V.P, E) P.V.T.
Ұсынылған әдебиеттер:
1. Киреев В.Н. Курс физической химии. - Москва: Высшая школа,1978.
2. Фролов Ю.Г. Курс коллоидной химии. М.: Химия, 1989
3. Писаренко А.П. и др. Курс коллоидной химии М. ВШ. 1977
Дәріс. 15 Коллоидтты химия Дисперісті жүйелер
Дәріс сабақтың мазмұны:
1. Дисперсті жүйе
2. Дисперсті жүйелерінің белгілері
3. Дисперсті жүйелерінің жіктелуі
Дисперсті жүйе деп ұсатылған затың коп санды өлшемі кішкентай болшек- терден тұратын немесе қоршаған ортасы бар жұқа қабатты саңылаулардан тұра-тын жүйені айтады. Мұндай жүйелер екі немесе одан да коп фазалардан тұрады.
Ұсақ болшектердер жиынтығын, дисперсті фаза деп атайды, ал оларды қорша- ған заттарды дисперсті орта деп атайды. Сондықтан, барлық дисперсті жүйелер
гетерогенді жүйе болып табылады.
Дисперстілік дәреже, дисперсті фазаны құрайтын заттардың ұсатылу дәреже- сін корсететінін айтады. Жоғары дисперсті жүйе деп болшектерінің өлшемдері оте ұсақ жүйені айтады.Ал ұсатылу дәрежесі салыстырьалы түрде жоғары емес жүйені күрделі дисперсті дейд. Болшектену дәрежесі дисперсті жүйенің қасие-тін анықтайды және санды түрде болшектердың сызықты өлшемдерімен сипат- талады. Болшектің радиусы қаншалықты төмен болса, соншалықты жүйенің дисперстілігі жоғары. Сонымен, жүйенің дисперстілігі болшектің өлшеміне кері шама. Жүйенің дисперстілігі ұлесімді беттік пен Σ сипатталады.
Σ = S/V, мұнда S- дисперсті фазаның жалпы беттігі,
V- оның жалпы көлемі.
Жүйенің дисперстілігінің жоғарлауы, жүйеде жаңа қасиеттердің пайда болуына әкеледі
Коллоидты жүйені - дисперсті жүйенің жеке түрі, ол өзіне тән бірқатар қаси- еттері бар заттың ерекше жағдайы деп қарастырылады.
Дисперсті жүйелердің белгілері
Жүйенің гетерогенділігі екі белгілермен сипатталады: 1) жүйе кеңестігінің әр- бір ауданында қасиеттері әртүрлі; 2) осы әрбір аудандардың арасында реалды фикалық беттік бар екен. Мысалы, егер гетерогенді жүйеден жарық сәулесін жі-бергенде: сыну корсеткіші, тұтқырлығы және ұлесімді салмағы периодтты түр- де бір жоғары, бір төмен болады.
Дисперсті жүйелерінің жіктелуі
Дисперсті жүйелер былй жіктеледі:
I) агрегатты жағдайы бойынша
1.дисперсті ортасы газ тәрізді жүйелер
Т/Г - аэрозольдер, темекі түтүні
Ж/Г- бұлт, тұман, критикалық жағдайдағы газ
Г/Г - гомогенді коллоидты емес жүйелер
2. дисперсті ортасы сұйық заттар
Т/Ж - алтын, күміс, платина, висмут, қалайы, металл тотығының гидраттары
Ж/Ж- сұт, судағы майдың, мұнайдағы судың, судағы бензинның эмулсиясы кремдер, жағатын майлар
Г/Ж - сұйықтағы газдардың эмульсиясы, кобіктер
3. дисперстті ортасы қатты заттар
Т/Т- болат және шойын, коптеген балқымалар, бірқатар жасанды бағалы тас-
тар, түрлі - түсті шынылар, қара алмаз
Ж/Т- парафиндегі су, нитроцеллюлаза, пластифицирленген кастор майы
Г/Т - бірқатар табиғи түзілулер, пемза, түфтар, мұқиіт кобікшелер, микросаңылаулы эбониттер, резиналар
II) дисперсті фаза болшектерінің өлшемдері бойынша
болшектердің өлшемі, d cm-1 жүйе
1. 10-3 - 10-4 кұрделі дисперсті
2. 10-5 - 10-7 коллоидты дисперсті
3. 10-7 дан жоғары шынайы ерітінділер
дисперсті фазамен жүйе арасындағы арекеттесуі бойынша
фазалар шекарасында екі негізгі топқа болінеді:
а) лиофильді - күшті арекеттесу
б) лиофобты - әлсіз арекеттесу
IY) дисперсті фаза болшектерінің арасындағы арекеттесуі бойынша
1. еркін дисперсті - типты коллоидты ерітінділер, суспензиялар, лайлы ерітінділер, тұтқырлығы төмен ЖМҚ
2.байланысты дисперсті - болшектер арекететкенде пайда болатын ажұрлы торы бар (каркасы - жартылай қатты дене) құрлысты жүйелер, желатинденгендер- гельдер, концентрленген пасталар, аморфты тұмбалар.
Өзін -өзі бақылауға арналған сұрақтар:
Өзіңді тексер:
1. дисперсті фаза және орта деген не?
2. дисперсті жүйенің жіктелуі?
3. коллоидты жүйе деген не?
Өзіңді тексер
Кішкентай болшектерден тұратын ұсатылған заттың коп мөлшері
А) фаза, B) орта, C) жүйе, D) дисперстілік дәреже, E) коллоидты жүйе
Коллоидты жүйенің болшектерінің өлшемі
10-1? B) 10-3? C) 10-5? D) 10-5-10-7? E) 10-7
Тұтқырлығы төмен ЖМҚ ерітіндісі
еркін дисперсті, B) байланысты дис-ті, C) лиофильді, D) лиофобты
Ұсынылған әдебиеттер:
1. Фролов Ю.Г. Курс коллоидной химии. М.: Химия, 1989
2. Писаренко А.П. и др. Курс коллоидной химии М. ВШ. 1977
Дәріс. 15 Органикалық химия пәні
1. Органикалық қосылыстардың жалпы сипаттамасы
2. Қаныққан көмірсутектер.
3. Циклдық көмірсутектер.
Органикалық химия -- органикалық қосылыстар жайында және олар бағы-натын заңдар жайында айтылатын ғылым. Ол органикалық заттардың алу тәсіл- дерін, құрылысын, айналуын және практикалық қолдануын оқиды.
Органикалық қосылыстардың жалпы сипаттамасы. Әр түрлі органикалық қосылыстардың сандары көп. Көмірсутек қосылыстарды органикалық қосы- лыстар деп атайды, өйткені олар табиғатта тек жануарлар мен өсімдіктерде олардың міндетті және маңызды бөлігі болып кездеседі Органикалық қосы- лыстардан басқа мына заттар: топырақ, саз, әртүрлі минералдар, су, СО бейор- ганикалық немесе минералды деп аталған.
Құрамы және молекулалық салмағы бірдей, бірақ физикалық және химия- лық қасиетері әртүрлі органикалық қосылыстар белгілі. Мұндай құбылысты
и з о м е р и я деп атайды, ал заттар изомерлер деп аталады. Изомерлердің әр- түрлі болатындығын ұғындыратын бутлеров берген органикалық құрылысы ту- ралы теория.
Бутлеров теориясы бойынша заттардың қасиеттері олардың сапалық, сан- дық құрамынан басқа молекуланың ішкі құрылысымен де анықталады. Осы ішкі құрылысты Бутлеров <<химиялық құрылыс>> деп атады. Бутлеров идеясы- ның ең маңыздысы атомдар валенттлігіне сәйкес белгілі рет бойынша химиялық қосылып, нәтижесінде олардың табиғаты жартылай өзгереді. Бір элемент әртүр- лі басқа элементтермен қосылып, химиялық құрамын өзгертеді. Сондықтан мо- лекуланың ішкі құрылысының өзгеруі заңды түрде жаңа қасиет пайда болуы- на әкеледі. Молекуланың химиялық құрылысы туралы Бутлеров ілімі органика- лық химияның теориялық негізін құрайды.
Органикалық қосылыстары классификациясының негізі келесі жағдайларға негізделген:
Молекуланың ішіндегі атомдар бір - бірімен белгілі ретпен қосылған. Осы реттің өзгеруі жаңа қасиеті бар жаңа заттың түзілуіне әкеледі.
Атомдардың қосылуы валенттіліктеріне сәйкес болады. Молекуладағы
барлық атомдардың валенттіліктері өзара толысқан. Молекулалардың
атомдарында бос валенттіліктері жоқ.
Заттардың қасиеттері олардың <<химиялық құрылысына>> байланысты, яғни м олекуланың ішіндегі атомдар біріне - бірі қалай әсер етеді және қалай орналасты.
Көміртек төрт валенттілік. Көміртектің әрбір атомында төрт валенттілік бар, сол арқылы ол өзіне басқа атомдармен атомдық топтарды қосады.
Көміртек атомдары бір - бірімен қосыла алады, атомдардың <<тізбегін>> немесе молекуланың <<көміртек скелетін>> түзеді.
Егер көміртек атомдары өзара қос байланыспен қосылса, олар бір жазық- тықта жатады, ал басқа байланыстары сол жазықтықта бір - біріне 1200 бұрыш- та орналасқан. Мысалы:
Cl Cl Cl H
C = C C = C
H H H Cl
Цис - дихлор этан Транс - дихлор этан
Бірінші конфигурацияда молекулалардың бір изомері хлор атомдары қос байла- ныс сызығының бір жағында орналасқан, ол - цис-конфигурация, ал екінші конфигурацияда молекуланың басқа изомерінде әр жақта орналасқан, ол - транс- конфигурация болады.
Көміртек тізбектің құрылысына сәйкес барлық органикалық қосылыстар үш топқа бөлінеді:
Ациклдің майлы қатарының қоспалары қосылыстар деп аталатын немесе көміртек атомының ашық тізбекті қосылыстары. Тізбекте көміртек атомының байланысына тәуелді осы қосылыстарды былай бөледі: молеку- лада тек қарапайым байланысы бар болса - қаныққан деп, молекулада көміртек атомдарының арасында қос және үш байланысы бар болса - қанықпаған деп аталады.
Карбоциклдік қосылыстар, көміртек атомдарының жабық тізбекті қосылыстары, осы қосылыстар екі топ түзеді:
а) ароматты қатарының қосылыстары, олардың молекулалық құрамында қарапайым және қос байланыс ерекше реттелген алты осындай сақина бензол молекуласында бар және бензолды сақина деп аталады;
б) алициклдік қосылыстары - қалған карбоциклдік қосылыстар
3. гетероциклдік қосылыстар. Гетероциклдік деп - көміртек атомынан басқа сақина құрамында басқа элементтердің (көміртек, азот, күкірт) атомдары бар қосылыстарды айтады.
Органикалық қосылыстарды жіктегенде көмірсутектер класына жататын заттар негізгі заттар болып табылады, яғни тек көміртек және сутек атомдарынан тұратын қосылыстар. Басқа қалған қосылыстар көмірсутектерден сутек атомдарының жартысын немесе барлығын басқа атомдармен немесе атомдық топтармен ауыстыру алынған деп есептелінеді. Мысалы көмірсутектерінде бір немесе бірнеше сутек атомдарын гидроксильді (ОН) тобына ауыстыру арқылы спирттерді алуға болады. Сондықтан спирттер көмірсутектерінің гидроксильді өнімдері деп қарастыруға болады.
Н Н Н Н
| | | |
Н - С - С - Н Н - С - С - О - Н
| | | |
Н Н Н Н
Этан этил спирті немесе этанол
Заттарға жалпы химиялық қасиетін беретін бір классқа жататын атом топтарын функционалды топтар деп атайды.
Гидроксил - спирттердің функционалды тобы.
Нитроқосылыстардың функционалды тобы болып NO2 (нитротоп), ал бірінші аминдердің функционалды тобы - NH2 (аминотоп) топ немесе т.б.
Егер заттың молекуласында бірнеше әртүрлі топтар болса, онда ол зат ты аралас функционалды қосылыстар деп атайды. Мысалы, амин спирттеріне жататын аминоэтанол
Н Н
H | |
N - С - C - ОН
H | |
Н H
Органикалық заттардың класстары әртүрлі, осы курста ең маңыздысын қарас- тырайық.
1. Қаныққан көмірсутектер.
Қаныққан көмірсутектер класының ең қарапайымы метан СН4. Ол жеңіл, түссіз иісі жоқ және суда ерімейтін, жанғыш газ. Метанның қайнау температурасы
(-161, 60С) тең; ал қатаю температурасы (-182, 50С).
Табиғатта метан ең жиі кездеседі. Ол табиғи газдың негізгі бөлігі болып табы лады және көп мөлшерде (-30%) кокс газында болады. Метанды шалшық сулар- да, тұрып қалған сулардың түбінен (ол жерде олар ауасыз өсімдіктер ыдырау нәтижесінде пайда болады) алып шығады. Сондай - ақ метан таскөмір шахта- сында үнемі жиналады. Метан мен ауа қоспасы жеңіл жарылғыш.
Метан молекуласының байланысы берік. әдеттегі жағдайда метан тек хлормен, әсіресе, активті фтормен әрекеттеседі. Хлормен реакция жарық әсерінен тездетіледі және сутек атомдары галоид атомдармен біртіндеп орын ауысады.
CH4 + Cl2 --> CH3Cl + HCl
CH3Cl + Cl2 --> CH2Cl2 + HCl
Осы реакция металепсии реакциясы (орын басу) деп аталады. Метанның қа- сиетіне ұқсайтын көмірсутектер көп. Оларға: этан С2Н6, пропан С3Н8, бутан С4Н10, т.б. жатады Осы қосылыстардың молекуласында көміртек арасындағы байланыстар қарапайым:
Н Н Н Н Н Н Н
| | | | | | |
Н - С - С - С - Н Н - С - С - С - С - Н
| | | | | | |
Н Н Н Н Н Н Н
пропан бутан
немесе CH3 - CH2 - CH3 CH3 - CH2 - CH2 - CH3
Егер қарастырған молекулаларда көміртек атомдарының сандарының өсуіне қа- рай рет - ретімен жазсақ, онда мынадай қатар аламыз:
СН4 С2Н6 С3Н8 С4Н10 С5Н12 С6Н14
метан этан пропан бутан пентан гексан
осы формулаларды салыстырып байқағанымыз: әрбір қатарды келесі мүшесі молекулада бір көміртек және 2 сутек атомдарына көбейіп отырады. Барлық мүшелерінің химиялық қасиеті және құрылысы ұқсас болып, бірақ келесі мүшеден СН2 топқа айырмашылығы бар органикалық қосылыстардың қатарын гомологтық қатар деп атайды, ал жеке мүшелерін - гомологтар деп атайды.
Жоғарыда көрсетілген көмірсутектер, көмірсутектердің қанықпаған гомологтық қатары парафиндер деп аталады. Қаныққан көмірсутектер қатарының төмендегідей мүшелері (СН4 - С4Н10) газ болып табылады, молекулалық салмағы көп болған сайын, қайнау температулары да жоғары; қатардың орта мүшелері (С5Н12 - С16Н34) 200-да - сұйықтар, ал қатардың басқа мүшелері - қатты заттар. Молекулады атомдар саны көбейген сайын, изомерлер саны да көбееді. Метанның СН3, этанның С2Н6, пропанның С3Н8 изомерлері жоқ. Бутанда екі изомері бар:
СН3
СН3 - СН2 - СН2 - СН3 СН3 - СН
СН3
норм.бутан изобутан (t0 қайнау = 11,70С)
Пентанда С5Н12 үш изомер, гектанда С7Н16 тоғыз изомері бар, ал С14Н30 1818 әртүрлі көмірсутектері бар. Химиялық қасиеттерінің әртүрлілігі мотор отынының құрамына кіретін бірақ сутектерінің детанациялану қабілетіне әсерін береді. Детанациялану деген көмірсутектерінің тез арада ыдырауын (жарылу) көрсетеді, ол двигательдің цилиндр ішіндегі жанғыш қоспаны қысқанда пайда болады. Детанациялану жанғышқоспаны жоғары дәрежеде қысуға мүмкіндік бермейді, өйткені отынның көк шығымына және мотордың тез тозуына әкеледі. Отынның детанациялық қасиеті оның құрамына кіретін көміртек тізбегінің құрылысына тәуелді. Бұтақты тізбекті изомерлер сызықты тізбекке қарағанда детанациялану қиын. Отынның детанацияланбайтын қасиеті октан санымен сипатталады. Октан санын анықтау үшін стандартты үлгі ретінде жеңіл детанацияланатын сызықты тізбекті гептанды С7Н16 және детанациялану қабілеті аз бұтақты тізбекті октанның бір изомерін алады. Құрылыстары көмірсутектердің мына формуламен беріледі:
CH3 - CH3 - CH3 - CH3 - CH3 - CH3 - CH3
Гептан
СН3 СН3
CH3 С - CH2 - СН
CH3 СН3
изооктан
Гептанның октанды санын 0 деп алады. Егер отынның октанды саны 80-ге тең десе, яғни осы отынның түрі 80% изооктаннан және 20% гептаннан тұратын қоспа сияқты ауамен детанацияланады. Отынның құрамына бұтақты көмірсутектердің санын көбейте отырып жоғарылатса болады.
2. Қанықпаған көмірсутектер
Егер молекулада көміртек атомдарының арасында қос немесе үш байланыс болса, онда қанықпаған көмірсутектер деп атайды. Ең қарапайымы болып табылатындары - этилен және ацетилен:
Н Н
С = С Н - С ≡ С - Н
Н Н
этилен ацетилен
Этилен С2Н4 әлсіз, жағымды иісі бар, суда жақсы еритін, түссіз газ болып табыла ды. Ауада шамалы жарық беретін жалынымен жанады. Арнайы горелкаларда жан дырып жоғары температура алу үшін жұмыс жасайды. Этилен, синтетикалық өні мддерді алу үшін негізгі шикізат болып табылады. Оны қолданудың себебі - химиялық активтілігі.жоғары болғандықтан қосу реакцияларына қабілеттілігі бар Әртүрлі заттардың әсерінен этилен мокуласын- дағы қос байланыс жеңіл бұзылады, ал қарапайым байланыс қалады, бос валенттер орнына жаңа атомдар және атом ды токтар қосылады. Мысады, этилен қос байланыстың орнына бромды қосып алып, қанық-қан дибром этан С2Н4В2 қосылысына айналады:
Br Br
Н Н H | | H
С = С + Br C - C
Н Н H H
Этилен молекуласы басқа атомдарда немесе атомдар тобын ғана қосу қабілеті бірнеше,сондай - ақ, ол өзіне ұқсас тормен де қосыла алады:
Р-1000атм.t0-2000C
СН2 = CH2 + CH2 = CH2 + CH2 = CH2 + ... -- -- -- -- -- - - - - -->
--> [-CH2 - CH2 - + - CH2 - CH2 - + - CH2 - CH2 - + -...] -->
--> - CH2 - CH2 - CH2 - CН2 - СН2 - СН2 -...
Тек қос немесе үш байланыс орнына қосылу арқылы мүмкін болатын, бірнеше молекулалар үлкен бір молекула қосу реакциясын полимеризациялану дейді, ал осы реакцияның өнімін - полимер деп атайды.
3. Циклдық көмірсутектер.
Циклда бес немесе алты көміртек атомдары бар, циклді көмірсутектерді нафтендер дейді. Мысалы: СН2
/ \
H2C - CH2 Н2С - СН2 - СН3 Н2С СН2
│ │ │ │ │ │
H2C CH2 Н2С СН2 Н2С СН2
\ / \ / \ /
CH2 СН2 СН2
Циклопентан Метилциклопентан Циклогексан
Маңызды топ болып молекулаларында қарапайым қос байланыс кезектесіп қосылған көміртектің алты атомынан құралған, (бір немесе бірнеше) циклдардан тұратын көмірсутектер.
CH CH CH CH CH CH
// \ // \ / \\ // \ / \\ / \\
НС СН НС С СН НС С С СН
| || | || | | || | |
НС СН НС С СН НС С С СН
\\ / \\ / \ // \\ / \ // \ //
CH CH CH CH CH CH
Бензол С6Н6 Нафталин С10 Н8 Антрацен С14Н10
Осындай молекулалық құрылысы бар көмірсутектер ароматты көмірсутетктер деп аталады.
Ароматты көмірсутектер әртүрлі реакцияларға түседі. Қосу реакциялары сирек кездеседі. Керісінше, ароматты қосылыстарға сутек атомдарын басқа атомдармен немесе атом топтырымен орын басу реакциялары тән. Мысалы, конц. азот қышқылымен жеңіл әрекеттеседі
О О
// //
// \ ____ Н + НО ___ N --> // \ ___ N + Н2О
| || \\ | || \\
| || О | || О
\\ / \\ /
Бензол Нитробензол
Осындай реакция нитрлеу реакциясы деп аталады.
Толуолды нитрлеу арқылы тринитротолуол деген жарылғыш зат алынады, оның құрылысы:
CH3
|
O2N___ // \___ NO2
| ||
| ||
\\ /
|
NO2
1842 ж. Зинин нитроқосылыстарды аминдерге тотықсыздандыру реакциясын ашты, ол <<Зинин реакциясы>> деп аталады. Нитробензолды тотықсыздандыру долымен анилин С6Н5NH2 деген ароматты амин алды
// \ __ NO2 + 3H2 --> // \__ NH2 + 2H2O
| || | ||
| || | ||
\\ / \\ /
Нитробензол Анилин
Сұрақтар және тапсырмалар
органикалық химия нені оқиды?
органикалық заттардың жіктелуі?
қаныққан және қанықпаған органикалық заттар?
этиленгликоль және глицерин қалай алынады?
Өзіңді тексер
Барлық мүшелерінің химиялық қасиеті және құрылысы ұқсас болып, бірақ
келесі мүшеден СН2 топқа айырмашылығы бар органикалық
қосылыстар дың қатарын гомологтық қатар деп атайды, ал жеке
мүшелерін
гомологтар, B) қанықан ерітінділер, C) фенолдар, D) спирттер, E)бензол
катализатор, T0C
2. СН2 = CH2 + H2O -- -- -- --> CH3 - CH2 - OH
A) синтетикалық тәсіл, B) лабораториялық жол, C) онеркәсібті тәсіл,
D) А ж/е В, Е) дұрыс жауап жоқ
Дәріс 15. Құрамында кремний бар органикалық қосылыстар.
Дәріс жоспары
1. Силандар, галогенды силандар, алкоксиландар, ацилоксисиландар
2. Кремний-көміртек байланысы бар қосылыстар. 1.Алкилсиландар
2.Силанолдар
3. .Жоғары молекулалық кремний органикалық қосылыстар:құрылысы,
алу тәсілдері,қолдануы.
Қазіргі уақыттағы техника әртүрлі материалдарға мынадай жоғары талаптар қояды: олар температураның кең интервалында (-60-70 / +400 0C) температу-раға төзімді, коррозияға тұрақты, ылғалға берілмейтін, электр тогын өткізбей -тін, эластикалық және механикалық берік болу керек.
Соңғы кезде жүргізілген зерттеулер осы жоғарыда көрсетілген қасиеттедің барлығы кремнийорганикалық қосылыстарда бар екенін көрсетті.
Кремнийорганикалық қосылыстың біріншісі-тетраэтоксисилан Si(OCH2CH3)4 1845ж. М.Эбельман алды. Ал құрамында кремний - көміртек байланысы бар кремнийорганикалық қосылысты - тетраэтилсилан (CН3CH2)4Si Ш.Фридель және Дж.Крафтс 1863ж.синтездеп алды.
Көміртегінің және кремнийдің салыстырмалы сипаттамасы
Элементтердің периодтық жүйесінде, кремний, 4 топтың 3 периодында ор - наласып көміртекпен германий металының арасында ауыспалы болып табы- лады. Сондықтан, оның көміртегімен ұқсастығы аз (мысалы, 4-вален тілігі) және бірқатар спецификалық қасиетін көрсетеді. Көміртегіге қарағандакрем- ний атомының радиусы үлкен, сондықтан оның ядросының заряды көбірек экрандалады және ол электрондарын беруге бейім; көміртекке қарағанда крем- нийдің электірлігі теріс.
Ең берік байланыс кремний және өттегі (Si - O) арасындағы, кремний - кө -міртек (Si - O)байланысы кремний - кремний (Si - Si) байланысынан гөрі бе- рік, бірақ көміртек - көміртек(С - С)байланысынан әлсіз.Силанды тізбектердің көмірсутекті тізбектерден ерекшелігі тұрақсыздығы. Мына түрлі Si = Si және Si = C қос байланыстармен кремний тұрақты қосылыс түзе алмайды.
Силандар, галогенды силандар, алкоксиландар, ацилоксисиландар
Кремнийдің қарапайым ковалентті қосылыстары - силандар (кремнийсутек- тер) олардан ерекшеліктері болса да, формальді түрде көмірсутектердің ана- логтары болып есептеледі.
Силандар литийалюминийгидридтерді немесе алюминийдің галогенидтері бар болғанда сутекті тотықсыздандыру арқылы алынады және ауада өз беті- мен жеңіл тотығады:
SiH4
SiCl4 - Силан
Тетрахлор- SiH4
силан
Олар тек галогендермен емес, сондай - ақ галогенсутекті қышқылдармен
галогенирленеді:
2HBr;AlBr3; - 1500C
SiH4 ───────── SiH2Br2
- 2H2 Дибромсилан
Si - H байланысы сілтілік катализаторлар болғанда гидролизденеді, осыған қоса силан арқылы шыныдан алынатын сілтінің мөлшері гидролиз үшін жет -
кілікті:
SiH4 + 2H2O --> SiO2 + 4H2
Тотығу, галогенсутекті қышқылдармен галогенирлену және гидролиздену реакциялары көміртек - сутек байланысына қарағанда, кремний - сутек байла-нысы гетеролитикалық ыдырауға мүмкіндігі бар екеніне нұсқайды.
Тетрахлорсилан ( 4- хлорлы кремний) жоғары температурада кремнийді хлорлау арқылы алынады. Кремний алу көзі болып металлургия өндірісінің
өнімі -- ферросилиций болып табылады; осы жағдайда жоғары галогенси лан- дардың шығымы жоғары емес:
SimFen --> SiCl4
Тетра-
хлорсилан
Осы гомологтык қатарының ең жоғары белгілі мүшесі болып Si25Cl52.
Техникалық жағынан қызықтыратын, хлорсиландар.
Алкоксисиландар -- ортокремний қышқылының эфирлері. Толық эфирлер
тетрахлорсилан спиртпен әрекеттескенде алынады:
SiCl4 + 4CH3OH --> Si(OCH3)4
-4HCl Тетрамет-
оксисилан
Хлорлы сутек жартылай спиртпен әрекеттеседі, және бөлінген су эфирды
гидролиздендіреді:
CH3OH + HCl --> CH3Cl + H2O
Реакция зонасынан хлорлы сутекті жою үшін этерификация процессін
газды фазада жүргізу қажет, сонда эфирдың шығымы 90% - тен жоғары болады.
Алкоксихлорсиландар 4- хлорлы кремнийдың артық мөлшері спиртпен әре -кеттескенде түзіледы:
2CH3CH2OH + SiCl4 --> (CH3CH2O)2SiCl2
-2HCl Диэтоксидихлор-
силан
Ацилоксисиландар -- ортокремний қышқылының және органикалық карбон
қыщқылының ангидридтері. Ацилоксисиландардың синтездеу әдісі органика- лық карбон қышқылдары немесе, олардың түздары тетрахлорсиландармен әре кеттесуін білдіреді. Органикалық сілтілер (пирилин) қатысымен инертті еріт- кіштерде (гептан) жақсы шығымымен ортокремний қышқылының аралас ан- гидриды түзіледі:
4CH3COONа + SiCl4 --> (CH3COO)4Si
-4NаCl Тетраацетил-
оксисилан
Тетраацилоксисиландар қышқылдық қалдығына тәуелді -- сүйық, аморфты
немесе кристалдық зат, инертті еріткіштерде (эфирде, бензольде) ериді, сумен жеңіл гидролизденеді.
Кремний-көміртек байланысы бар қосылыстар. Алкилсиландар
Алкилсиландар тетрахлорсиландардан және металлорганикалық қосылыстар- дан алынады.
Цинкорганикалық қосылыстар тетрахлорсиландармен тетраорынбастырыл- ған силандарды береді (Ш.Фридель және Дж.Крафтс, 1863ж.):
2(CH3CH2)Zn + SiCl4 -- --> (CH3CH2)4Si
-2ZnCl2 Тетраэтилсилан
Магнийорганикалық қосылыстар қатысымен жүретін синтездер универсал- ды және зауыт немесе зертханалық практика жүзінде әртүрлі кремнийоргани- калық қосылыстарды алуға кеңінен қолданылады. Олар бір немесе екі сатылы жүреді.
Еріткіш ретінде диэтилды эфир, дибутилды эфир, эфир және бензол қоспа- сын қолданады.
Алкилсиландардың тура синтездеуі.
Газды фазада катализатор (мыс немесе күміс) қатысымен жүретін элемен-
тарлы кремниймен галогеналкандар арасындағы реакция алкилхлорсиландар- ды синтездеу негізгі әдіс және техникалық маңызы зор.
Реакция газ тәрізді галогеналкилды, құрамы 80-95 % таза кремний ден және
5- 20 % ұнтақ тәрізді мыстан тұратын гранулды жанасу массаны қыздырып отырумен үстінен жіберіп, жүргізіледі:
│ --> CH3SiCl3 шығымы 10-40%
Si; Cu │ --> (CH3)2SiCl2 ,, 35-80%
CH3Cl ───--> │
250-400 0C │ --> (CH3)3SiCl ,, 5-25%
│ --> (CH3)4Si ,, 5-25
Шектеулі кремнийорганикалық қосылыстарының екі мынадай негізгі топта- рын айырады: винилсиландар және аллилсиландар.
Біріншісінде қос байланыс кремний атомымен тығыз кездеседі, ал екіншісін -де одан аулақтанған:
(R)3Si - CH=CH2 (R)3Si - CH2CH=CH2
Винилсилан Аллилсилан
К р е м н и й - к ө м і р т е к (Si - C) б а й л а н ы с ы н ы ң ы д ы р а у н ә т и -ж е с і н д е г і а й н а л у л а р. Металдардың хлоридтері (АlCl3) (Si-C)
байланысын алифатты және ароматты силандарда жеңіл бұзады.
Фенилтрихлорсилан мөлшерлі түрде 300С хлорлы алюминий әсерінен ыды -райды:
AlCl3
C6H5 - SiCl3 -- -- --> C6H5 - Cl
-SiCl4
Фенилтри- Хлорбензол
хлорсилан
2.Силанолдар
Силанолдар - тұрақсыз қосылыстар ( (R)3Si - OH), кремний галогендермен,
алкокси -- (OCCH)3, ацилокси-(OR') және амин -- (NHR')топтармен байланыс-
║
O
тағы кремний органикалық қосылыстардың гидролиз нәтижесінде түзілетін
заттар.
Физикалық және химиялық қасиеттері
Төмен силанондар - майлы түссіз сүйықтар, жоғары - қатты заттар. Силанди- олдардың және силантриолдардың құрылысы - кристалдық.
Силандардың химиялық қасиеті спецификалық, тек кейбір қасиеттері силан- дардың спирттың қасиеттеріне ұқсас. 1.Олар металдармен,сілтілермен, металл окисьмен әрекеттеседі.
2.Триалкилсиланолдар күкірт қышқылымен дисилилсулфаттар түзеді:
2(CH3CH2)3Si - OH -- -- -->(CH3CH2)3Si - OSO2O - Si(CH2CH3)3
Триэтилсиланол Гексаэтилдисилилсульфат
3.Силанолдардың әдеттегі қасиеті болып молелула аралық дегидратациялану табылады. Осы реакция оларды спирттен айқын ажыратады.
Жоғары молекулалық кремний органикалық қосылыстар
Ғалымдарды көп уақыттан бері жылуға төзімді және созымды (пластичный)
жоғары полимерлі қосылыстардың алуын ойлап жүрген.
1937ж. К.А.Андрианов гидролиз процессінде алкил - және арилалкоксисилан- дар жоғары полимерлы кремний органикалық қосылыстарға айналу қаблеті ба- рын ашты.
Кремний органикалық полимерлердың құрылысын ауыстырып жане крем- ний, оттегі және көміртегінің қатынастарын түрлендре отырып әртүрлі қасиеті бар өнім алынды.
Полимерлі тізбек құрылысы бойынша кремний органикалық полимерлердың келесі түрлерін айырады:
Полиорганосиландар:
│ │ │ │
... - Si - Si - Si - Si - ...
│ │ │ │
Полиорганокарбосиланы:
│ │ │
... - Si - (C)n - Si - (C)n - Si - ...
│ │ │
Жанындағы тізбектегі кремниймен карботізбекті полимерлер:
│ │
... - C - (C)n - C - (C)n - ...
│ │
- C - - C -
│ │
- Si - - Si -
│ │
Полиорганокарбосилоксандар:
│ │
... - Si - O - (C)n - O - Si - O - (C)n - O -
│ │
Полиорганосилоксандар:
│ │ │
... - Si - O - Si - O - Si - ...
│ │ │
<< органо >> деген сөз кремний бос валенттерімен органикалық қалдықтарымен
байланыста екенін көрсетеді.
Сұрақтар және тапсырмалар:
1.Силандар, алкоксиландар деген не?
2.Алкилсиландардың тура синтезінің негізі?
3.Силанолдарды алу тәсілдері?
Өзіңді тексер:
1.Ең алсіз байланыс болып табылатын
А) Si-Si, B) Si-C, C) Si-O, D)Si-OH, E) C-C
2.Cиланолдар деп мынаны айтады
А)Si-OH, В)Si-O, С)C-OH, D)Si-C, Е)Si-Cl
3.Гидролиздың және поликонденсациялаудың жылдамдығы тәуелді болады
A)полимер құрылысына, B)реакция жағдайына, C)судың мөлшеріне,
D)катализатор қолдануына, E)А және В
3 ЗЕРТХАНАЛЫҚ САБАҚТАР
Зертханалық сабақтардың құрылымы:
Зертханалық сабақ 1. Химиялық ыдыс, көлем және салмақтарды өлшеу техникасы.
Сабақтың мақсаты: Аналитикалық химияда қолданатын химиялық ыдыспен танысу; анализге ыдыстарды дайындау; бір немесе екі әрекеттесетін ерітінділерді дәл өлшеп алу.
Жұмысты жүргізу және экспериментальды мәліметтерді өңдеу жөніндегі әдістемелік ұсынымдар:
1. Химиялық анализде қолданылатын химиялық ыдыстармен танысу үшін олардың барлығын өздеріңе суреттеп алыңдар.
2. Шыныдан жасалған ыдыстар
3. Фарфор және сазбалшықтан жасалған ыдыс
4. Химиялық ыдыстармен жұмыс жасау
5. Ыдыстарды және аспаптарды жуу
6. Көлем және салмақтарды өлшеу техникасы
7. Аналитикалық таразы, құрылымы. Өлшеу.
Өзін-өзі тексеру және зертханалық жұмыстарды қорғауға арналған сұрақтар:
1. Өлшеуіш ыдыстармен қалай қолдану керек?
2. Пипеткамен өлшеулерді қалай жүргізеді?
3. Аналитикалық таразда олшеу техникасы?
Зертханалық сабақ 2. Катиондардың сапалық бөлшекті әдісі. I, II, III аналитикалық топтарының анализі.
Сабақтың мақсаты: Сілтілік металдар (катиондардың I, II, III аналитикалық топ) және аммоний катиондарының сапалық реакцияларымен танысу; сілтілік металдар (катиондардың I, II, III аналитикалық топ) және аммоний катиондарының анализ жүргізу барысы.
Жұмысты жүргізу және экспериментальды мәліметтерді өңдеу жөніндегі әдістемелік ұсынымдар:
1. Катиондардың I аналитикалық топтарының жеке реакцияларын жаз.
2. Әдістемелік нұсқау бойынша барлық берілген жағдайларды сақтап тәжі-рибе жүргіз.
3. Бақылау жұмысын жаса: анализ смеси катионов первой группы катионов
4. Катиондардың II аналитикалық топтарының жеке реакцияларын жаз.
5. Әдістемелік нұсқау бойынша барлық берілген жағдайларды сақтап тәжірибе жүргіз.
6. Бақылау жұмысын жас: анализ смеси катионов второй группы катионов
7. Катиондардың III аналитикалық топтарының жеке реакцияларын жаз.
8. Әдістемелік нұсқау бойынша барлық берілген жағдайларды сақтап тә-жірибе жүргіз.
9. Бақылау жұмысын жас: анализ смеси катионов третьей группы катионов
Өзін-өзі тексеру және зертханалық жұмыстарды қорғауға арналған сұрақтар:
1. Катиондардың I, II, III аналитикалық топтарының топтық реагенті?
2. Сілті және қышқыл ортадағы катиондардың Сг3+ в СгО42- тотығу реакциялары?
3. II аналитикалық топтары үшін тәжірибе жасау жағдайлары?
Зертханалық сабақ 3. Ерітінділердің концентрациясы. Титриметрилық анализдегі есептеулер.
Сабақтың мақсаты: Концентрациялар түрімен; ерітінділер дайындау техникасымен; реактивтермен заттарды сақтау жолымен танысу
Жұмысты жүргізу және экспериментальды мәліметтерді өңдеу жөніндегі әдістемелік ұсынымдар:
1. Концентрацияны көрсету тәсілдерін, анықтамаларын, есептеу жолдарын конспекты жасау.
2. Титриметрилық анализдегі есептеулер. Есеп шығару.
Өзін-өзі тексеру және зертханалық жұмыстарды қорғауға арналған сұрақтар:
1. Процентпен көрсетілген концентрация, мысалы?
2. Дайындалған ерітіндінің титрі деген не?
3. Ерітіндінің нормальды концентрациясын қалай есептейді?
Зертханалық сабақ 4. Стандартталған сутек ерітіндісін дайындау
Сабақтың мақсаты: Приготовление 100 мл стандартного раствора тетрабората нат - рия; приготовление 250 мл приблизительно 0,1 н. раствора хлоро - водородной кислоты; стандартизация раствора хлороводородной кислоты по тетраборату натрия.
Жұмысты жүргізу және экспериментальды мәліметтерді өңдеу жөніндегі әдістемелік ұсынымдар:
1. Готовят стандартный раствор тетрабората натрия Na2B407 ∙ 10Н2О. Эквива - лентная масса соли равна 381,4:2=190,7 г/моль. Для приготовле - ния 100 мл 0,1 н. раствора требуется 190,7∙0,1∙0,1 = 1,907 г тетра - бората натрия.
2. Получают приблизительно 0,1 н. раствор хлороводородной кислоты.
Эквивалентная масса НСl равна 36,46 г/моль. Поэтому в 250 мл 0,1 н. раствора ее должно содержаться 36,46 Х 0,1∙0,25=0,912г.
Для дальнейших вычислений необходимо определить плотностьимеющейся концентрированной кислоты. Измерьте ее, опустив арео - метр в цилиндр с кислотой. Допустим, плотность оказалась равна 1,179 г/см[3]. Из приложения IX видно, что кислота такой плотности имеет массовую долю НС1 36%. Зная это, вычислите, в какой мас - се концентрированной кислоты содержится нужная масса чистой НС1:
36 г НС1 содержится в 100 г кислоты0,912, HCI >> >> х >>
х = 0,912-100/36 <<2,53 г.
Но взвешивать кислоту неудобно. Поэтому пересчитайте массу ее на объем:
V = m/ =2,53/1,179 ~ 2,1 мл.
3. Стандартизируют кислоту по тетраборату натрия.
Водный раствор его благодаря гидролизу имеет щелочную реак - цию:
Na2B407 + 7Н20 2NaOH + 4Н3В03
поэтому его можно титровать кислотами:
2NaOH + 2HCI = 2NaCl + 2Н20
Из суммарного уравнения
Na2B407 + 2HC1 +5Н20 = 2NaCI + 4Н3В03
видно, что в результате реакции накапливается слабая ортоборнаякислота. Следовательно, рН раствора в точке эквивалентности бу - дет несколько меньше 7 и для титрования следует взять метиловый оранжевый (или метиловый красный).
4.Для удобства титрования в другой конической колбе приготовте <<свидетель>>. Отмерьте в нее 20 мл дистиллированной воды, при - бавьте 1 каплю метилового оранжевого и 1 -- 2 каплю кислоты. При этом раствор должен приобрести очень слабое, но заметное розо - вое окрашивание.
5.Тщательно вымытую бюретку дважды ополосните небольшими порциями кислоты для удаления остатков воды. Пользуясь ворон - кой, наполните бюретку кислотой так, чтобы мениск ее был, не - сколько выше нулевого деления. Заполните раствором оттянутую трубку, вытеснив из нее пузырьки воздуха. Затем уберите воронку, так как с нее может капать раствор, и, выпуская лишнюю кислоту, установите нижний край мениска на нулевом делении. В таком со - стоянии бюретка подготовлена к работе.
6. Чистую пипетку вместимостью 10 мл ополосните раствором тет - рабората натрия и отмерьте 10,00 мл его в коническую колбу для титрования. Не выдувайте из пипетки последнюю каплю жидкости, а только прикоснитесь концом ее к стенке колбы. Прилейте к отме - ренному раствору тетрабората натрия одну каплю метилового оранжевого.
7. На основание штатива положите лист белой бумаги, подставь - те колбу с исходным раствором тетрабората натрия под бюретку и приступайте к титрованию, соблюдая все правила, описанные выше. Первое титрование считайте ориентировоч - ным. Но затем добейтесь того, чтобы желтая окраска метилового оранжевого переходила в бледно-розовую от одной избыточной капли кислоты. Из 2 -- 3 отсчетов возьмите среднее арифметическое и вычислите нор - мальную концентрацию раствора кислоты.
8. Титр раствора вычислите как обычно, делением навески на объ - ем раствора. Положим, что навеска тетрабората натрия составляла 1,8764, тогда
Т = 1,8764/100 = 0,01876 г/мл.
Нормальную концентрацию раствора найдите по формуле
N = Т 1000/Э = 0,01876∙1000/190,7 = 0,09837.
Величины титра или нормальной концентрации раствора всегда должны иметь четыре значащих цифры.
9. Вычислите нормальную концентрацию кислоты:
NHCl∙ 9,б8 =0,09837∙10,00, откуда NHCl =0,09837∙10,00/9,68 =0,1016.
Титрованный раствор хлороводородной кислоты используйте для последующих определений.
Зная нормальную концентрацию кислоты, можно вычислить и ее титр:
Т =-NЭ/1000 = 0,1016∙36,46/ 1000 = 0,003704 г/мл.
Өзін-өзі тексеру және зертханалық жұмыстарды қорғауға арналған сұрақтар:
1. Рассчитайте эквивалентную массу тетрабората натрия?
2. Почему необходимо готовить <<свидетель>>?
3. Как рассчитать титр соляной кислоты?
Зертханалық сабақ 5. Қымыз қышқылы арқылы натрий гидроксидінің титрін анықтау.
Сабақтың мақсаты: Определение гидроксида и карбоната натрия при совместном присуствии в растворе; оксид углерода (IV) и частично превращается в карбонат натрия: 2NaOH 4- С02 = Na2C03 + Н20. Поэтому нередко определяют содержание NaOH и Na2C03 при совместном присутствии их в растворе.
Жұмысты жүргізу және экспериментальды мәліметтерді өңдеу жөніндегі әдістемелік ұсынымдар:
1. В мерную колбу вместимостью 100 мл возьми - те немного анализируемого раствора, разбавьте его до метки во - дой, не содержащей оксида углерода (IV), и тщательно переме - шайте.
2. Перенесите пипеткой 10,0 мл раствора в коническую колбу и прибавьте 4 -- 5 капель фенолфталеина, который окрасит жидкость в малиновый цвет.
3. Титруйте ее раствором НСl до обесцвечивания, которое должно произойти от одной избыточной капли кислоты. Запишите отсчет. Затраченный объем кислоты соответствует всему определяемому гидроксиду натрия и половине карбоната натрия.
4. После этого прибавьте к титруемому раствору 1 -- 2 капли мети - лового оранжевого, в результате чего содержимое колбы окрасит - ся в желтый цвет. Не доливая кислоту в бюретку, продолжайте титровать раствор до перехода желтой окраски в бледно-розовую. Запишите второй отсчет (т. е. расход кислоты на титрование поло - вины карбоната натрия).
5. Точное титрование с фенолфталеином и метиловым оранжевым повторите 2 -- 3 раза и из сходящихся отсчетов возьмите средние данные.
6. Вычислите массы NaOH и Na2C03 в анализируемом растворе.
7. Вычислить массу карбоната натрия, содержащуюся в 0,1 л анализируемого раствора:
mN2co3 =NЭV
Өзін-өзі тексеру және зертханалық жұмыстарды қорғауға арналған сұрақтар:
1. Почему возникает необходимость определения гидроксида при совместном присутствии с карбонатом?
2. Как вычислить нормальную концентрацию гидроксида натрия?
3. Как вычислить массу карбоната натрия?
Зертханалық сабақ 6. Определение карбонатной жесткости воды
Сабақтың мақсаты: Приготовление растворов для определения карбонатной жесткости воды; вычислить карбонатную жесткость.
Жұмысты жүргізу және экспериментальды мәліметтерді өңдеу жөніндегі әдістемелік ұсынымдар:
1. Известно, что жесткость обусловлена присутствием в воде рас - творимых солей кальция и магния.
Карбонатная жесткость зависит от содержания в воде гидро - карбонатов кальция и магния. Она почти полностью устраняется кипячением, при котором гидрокарбонаты разлагаются:
Са (НС03)2 = CaC03 + C02 + Н20
поэтому карбонатную жесткость называют также устранимой или временной.
2. Некарбонатная жесткость вызывается присутствием в воде суль - фатов (а также хлоридов) кальция и магния. Кипячением она не устраняется и поэтому называется постоянной. Сумма карбонатной и некарбонатной жесткости дает общую жесткость воды.
3. Карбонатную жесткость определяют титрованием определенно - го объема воды раствором НСl с метиловым оранжевым. Химизм процесса выражается уравнениями:
Са (НС03)2 +2HCI = СаС12 + 2С02 + 2Н20
Mg (НС03)2 + 2НС1 = MgCl2 + 2С02 + 2Н20
4. В коническую колбу отмерьте пипеткой 100,0 мл анализируемой воды. Прибавьте 2 -- 3 капли метилового оранжевого и титруйте раствором НС1 до перехода желтой окраски индикатора в бледно-розовую.
5. Повторите, титрование2 -- Зраза и из сходящихся отсчетов возьмите среднее. Удобно выполнять титро - вание со <<свидетелем>>.
6. Чтобы вычислить карбонатную жесткость в тысячных долях эк - вивалентной массы (по ГОСТу) на 1 л воды, находят нормальную концентрацию раствора солей и умножают ее на 1000:
125730012700
Өзін-өзі тексеру және зертханалық жұмыстарды қорғауға арналған сұрақтар:
1. Почему возникает необходимость определения жесткости воды?
2. Виды жесткости воды?
3. Вычисление карбонатной жесткости?
Зертханалық сабақ 7. Активтенген көмір бетінде еріген заттардың адсорбциялауы
Сабақтың мақсаты: Тәжірибеден график арқылы Фрейндлих теңдеуіндегі К мен 1/n -ді табу. Оларды Фрейндлих теңдеуіне қою.
Жұмысты жүргізу және экспериментальды мәліметтерді өңдеу жөніндегі әдістемелік ұсынымдар:
1. Жұмысқа керекті заттар: 0,4Н СН3СООН және 0,1Н NаОН ерітінділері; фенолфталеин; активтенген көмір; фильтр қағазы; бюретка; пипетка; тирлейтін колбалар; воронкалар.
2. 0,4Н сірке қышқылы ерітіндісінен сұйылту әдісімен 120 мл (0,2Н; 0,1Н; 0,05Н; 0,025Н; 0,0125Н) ерітінділер дайындайды.
3. 0,1Н NаОН ерітіндісімен титрлеп дайындалған ерітінділердің бастапқы дәл концентрациясын формула Сқ о = Cн · Vн/Vқ бойынша есептейді.
4. Әрбір колбадағы 100 мл қышқыл ерітіндісіне 2г -нан активтенген көмір салады, 20 минут аралықта ұздіксіз шайқап, кейін фильтрлейді.
5. Адсорбция процесінен кейін тепе-тең жағдайдағы қышқылдың концентрациясын анықтау үшін алғашқы үш колбадағы фильтраттан 10 мл, ал кейнгі екі колбадан 20 мл алып титрлейді және формула Сқ т/т = Cн · Vн/Vқ бойынша есептейді.
6. Көмір бетінде адсорбцияланған сірке қышқылының мөлшерін келесі теңдеумен х = (Сқ о - Сқ т/т)·V·10-3 (моль), мұнда: Сқ о және Сқ т/т - адсорбцияпроцесіне дейін және кейін сірке қышқылының концентрациясы;V - адсорбциялануға алынған ерітіндінің көлемі, м3. Тәжірибе нәтижелерін және жұмыс қорытындысын кестеге енгіз.
Кесте
Колба №
Сқ о
Сқ т/т
lgСқ т/т
х
х/m
lg х/m
К
1/n
1
2
3
4
5
Өзін-өзі тексеру және зертханалық жұмыстарды қорғауға арналған сұрақтар:
1. Адсорбция прцессі деген не? Не себептен адсорбция процессі жүреді?
2.Адсорбция түрлері
3. Фрейндлих теңдеуі, оның физикалық мағынасы?
4. Адсорбция изотермасы деген не?
5. Беттік заттар туралы ұғым. Гиббс адсорбциясының изотерма теңдеуі?
Зертханалық сабақ 8. Коагуляциялану шегін анықтау
Сабақтың мақсаты: Темір тотығының гидратының золін алу; Үш электролит арқылы құрамында заряд мөлшері әртүрлі коагулятор-ионы бар коагуляция жүргізу; электролиттердің коагуляциялану шегін есептеу; Шульце-Гарди ережесінің орындалуын тексеру.
Жұмысты жүргізу және экспериментальды мәліметтерді өңдеу жөніндегі әдістемелік ұсынымдар:
1. Алддын - ала дайындалған 2% -тік FeCl3 ерітіндісінен 20 мл -н алып 400 мл қайнапжатқан дистелденген суға құйып, бірнеше минут қайнатып темір тотығының гидратының қызыл-қоңыр түсті золін дайындау.
2. 10 пробиркаға 10 мл -ден суытылған зольді кұйып, бюреткадан №1 пробиркаға 0,002Н Na2SO4 ерітіндісінен 0,5 мл қосамыз
3. Әрбір келесі пробиркаға алдынғы пробиркаға қарағанда 0,5 мл -ден артық қосып отырып құйяды. Коагуляция процессі лайланып басталады, байқалған бірінші пробиркадан бастап лайлануды <<+>> деп, ал лайлану болмаса <<->> деп белгілеп кестеге енгізеді.
Кесте
Пробирка №
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Қосылған электролит мөлшері
Лайлану <<+>>,
Лайлану жоқ <<->>белгісі
4. С = с · v ·100, мұнда с - 0,002Н Na2SO4 ерітіндінің концентрациясы; v - коагуляциялану болған кездегі қосылған электролит мөлшері кестеден қара.
Өзін-өзі тексеру және зертханалық жұмыстарды қорғауға арналған сұрақтар:
1. Золдерді дайындау тәсілдері?
2. Коагуляциялану шегін қалай есептейді?
3. Шульц-Гарди ережесі қалай айтылады?
Зертханалық сабақ 9. Коллоидты қорғау
Сабақтың мақсаты: Қажетті зольді дайындау; Жоғары молекулалық қосылыстың золдерді қорғау санын анықтау.
Жұмысты жүргізу және экспериментальды мәліметтерді өңдеу жөніндегі әдістемелік ұсынымдар:
1. 10 пробиркаға 10 мл -ден темір тотығының гидратынан құяды
2. №1 пробиркаға бюреткадан 1% -тік 0,1 мл желатин ерітіндісін құяды, басқа пробиркаларға алдынғы пробиркаға қарағанда 0,1 мл -ден артық қосады.
3. 1-2 минуттан кейін шайқаған соң, әрбір пробиркаға бюреткадан коагуляциялану шегіне сәйкес келетін мөлшерде 0,002Н Na2SO4 ерітіндісін қосады
4. 3 минуттан соң пробиркалардағы лайлануды байқайды, нәтижесін кестеге енгізеді.
Кесте
Пробирка №
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Қосылған желатин мөлшері
Лайлану <<+>>,
Лайлану жоқ <<->>белгісі
Желатиннің қорғау санын табу үшін лайлану болмаған бірінші желатиннің көлемін 0,001 -ге көбейтіп қорғау санын табамыз: ҚС = v · 0,001.
Өзін-өзі тексеру және зертханалық жұмыстарды қорғауға арналған сұрақтар:
1. Коллоидты жүйелер деп қандайды айтамыз?
2. Коллоидты жүйелердің тұрақтылық факторлары
3. Кинетикалық және агрегативті тұрақтылық деген не?
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