Дәріс №1. Бейорганикалық заттар мен құрылыс химиясының проблемасына қысқаша сипаттама. Бейорганикалық заттар класынына жалпы сипаттама. Жай заттар мен оксидтерге қысқаша сипаттама

Негізгі ұғымдар: «зат», «жай зат», «металл», «жалпы металл», «бейметалл», «инертті газ», «күрделі зат», «оксид», «пероксид», «тұз түзбейтін оксид».

Құрылыста жай заттарды кееңінен қолданады. Металдарды құрылыс конструкцияларын және машина жасауда қолданады. Қүкіртті (бейметалл)құрылыс техникасын жасау үшін қажетті резина алуда қолданады, инертті газдар свительниктерде инертті атмосфера құрады.

Құрылыста қышқылдық, негіздік және амфотрелі болып бөлінетін тұз түзуші оксидтердің маңызы зор.

Негіздік деп қышқылдармен өзара әрекеттесіп, тұз бен су түзетін тұз түзуші оксидтерді айтады.

Құрылыс өндірісі үшін кальций, магний оксидтері маңызды. Қышқылдармен әрекеттесіп тұз бен су түзетін тұз түзуші оксидтер қышқылдық деп аталады. Құрылыс өндірісі үшін кремний диоксидін әр түрлі түрлендірудің маңызы зор. Сілтімен де, қышқылдармен де әрекеттесіп, тұз бен су түзетін оксидтер қышқылдық деп аталады. Ең маңызды амфотерлі оксидтердің формуласын есте сақтау керек. Негіздік және қышқылдық қасиеттерінде бірдей деңгей көрсететін оксидтерге мыналар жатады: ZnO, SnO, PbO, Al₂O₃, Cr₂O₃, SnO₂, PbO₂, MnO₂. Барлық амфотерлі оксидтер молекулярсыз құрылымды заттар болып табылады. Олар суда ерімейді, сондықтан өзара әрекеттеспейді, химиялық инертті, бірақ қыздырған кезде қышқылдармен және сілтінің концентрлі ерітінділерімен әрекеттеседі. Балқытқан кезде сілтілер мен қышқыл оксидтерімен өзара әрекеттеседі. Құрылыста алюминий оксидінің маңызы көп. Құрылыста құрылыс машинасындағы жанармайдың толымсыз жану өнімі болып табылатын көміртек монооксидінің (иіс газы)СО маңызы зор екенін атап өткен жөн. Иіс газы – жағымсыз ауа ластаушы.

Гидроксидтерге қысқаша сипаттама

Гидроксидтер – үш химиялық элемент атомынан құралып, оның екеуі оттек пен сутек болып келетін күрделі газ. Гидроксидтерді 3 топқа бөледі:

1. Гидроксидтер қышқылдармен де, сілтілермен де өзара әрекеттесуге қабілетті, себебі қышқылдар мен негіздер сияқты жиі диссоцияланады және де ол амфотерлі гидроксидтер деп аталады. Амфотерлі гидроксидтер қышқылдар (сілтімен әрекеттеседі) мен негіздер (қышқылдармен өзара әрекеттеседі) сияқты қасиет көрсетеді.

Олар суда ерімейді және әлсіз электролиттер болып табылады. Ең маңызды амфотерлі гидроксидтер болып саналады: Zn(OH)₂(негіз сияқты) ↔ H₂ZnO₄ (қышқыл, цинкаттар сияқты); Pb(OH)₂↔ H₂PbO₄ (плюмбиттер); Al(OH)₃ ↔ HalO₂ (металалюминаттар); Cr(OH)₃ ↔ HCrO₂ (метахромиттер); [Sn(OH)₄] ↔ H₂SnO₄ (станнаттар); [Pb(OH)₄] ↔ H₂PbO₃ (плюмбаттар) және т.б.

Құрылыста оларды жақсы адсорбенттер болғаны үшін суды тазартуда қолданады(алюминий гидроксиді).

2. Қышқылдар – заттардың күрделі тобы.

Қышқылдар – сутек атомы мен қышқыл қалдығынан тұратын, сутек пен қышқыл қалдығының анионын катиондарға диссоциялайтын заттар.

Қышқылдардың жеңіл электролиттік диссоциациясын мынандай үлгі арқылы бейнелеуге болады:

HNO₃=H⁺ + NO₃^-

Қышқылдарды диссоциациялық қабілеті бойынша әлсіз, күшті және орташа деп бөледі. Әлсіз қышқылдарға көмір, кремнийлі, борлы, азот, хлор және басқа да қышқылдар жатады. Күшті қышқылдарға азотты, тұз, хлорлы, күкірт, селенді, хлорлы және т.б. Орташа қышқылдарға ортофосфорлы, пирофосфорлы, ортомышьякты, күкіртті және т.б. қышқылдар жатады. Олар әрдайым көпнегізді; диссоциациясының бірінші сатысы бойынша күшті қышқыл болып табылады, ал басқа сатысы бойынша – әлсіз.

Тотығу деп металдармен өзара әрекеттескенде молекулярлы сутек пен тұз түзетін қышқылдар.

Тотықсыздану деп металдармен өзара әрекеттесуінде тұз, су және оттекқұрайтын аниондарды қалпына келтіретін өнемідерді түзетін қышқылдарды айтады.

Кез келген концентрацияның азотты қышқылдары мен күкіртті, селенді қышқылдардың концентрлі ерітінділері ең маңызды тотығу қышқылдары болып табылады. Тотықсыздану мен тотығу сияқты кез келген қышқылдар металдарды тотықсыздандырады, бірақ қышқылды қалпына келтіру өнімдері әр түрлі.

Қышқылдардың атауы мен олардың тұздарының формуласын білуіміз қажет: тұз қышқылы HCl (тұздар- хлоридтер), бромсутек қышқылы HBr (бромидтер), иодсутек HI (иодидтер); күкіртсутек H₂S (сульфидтер); азот HNO₃ (нитраттар); азотты HNO₂ (нитриттер); күкіртті H₂SO₃ (сульфиттер); күкірт H₂SO₄ (сульфаттар); фосфор H₃PO₄ (фосфаттар); мышьяк H₃AsO₄ (арсенаттар); көміртек H₂CO₃ (карбонаттар); хлор HClO₄ (перхлораттар); метаиодты HIO₄ (метапериодаттар); ортоиодты H₅IO₆ (ортопериодаттар): ортотеллкрлы H₆TeO₆ (ортотеллураттар); хром H₂CrO₄ (хроматтар); екіхром H₂Cr₂O₇ (дихроматты) және т.б.

Қышқылдардың химиялық қасиеті әр түрлі. Күшті қышқылдар (күкірт, тұз, азот және басқалары ) өте агрессивті. Олар улы және негізін құрайтын талшықтарды бұзады. Адам мен жануар ағзасының талшықтарын ойып түсіретін ықпалын тигізеді. Әсіресе күкірт қышқылы қауіпті болып саналады, сондықтан да қышқылдармен жұмыс істеген кезде қауіпсіздік шараларын сақтау керек. Қышқылдар құрылыста маңызды рөл атқарады. Кремний қышқылы цементті тастың беріктігін қамтамасыз етеді, күкірт және тұз қышқылдары металдарды өңдеуде қолданылады.

3. Негіздер – металл мен гидроксо тобынан тұратын типті гидроксидтер, металл катионы мен гидроксид ионына ОН ыдырауға қабілетті. Негіздер қышқылдығымен сипатталады – бір металл атомымен байланысты ОН тобының санымен.

Негіздік қышқылы бойынша бір (КОН), екі (Са(ОН)₂) және үшқышқылды (Mn(OH)₃). Мысалы, КОН – бірқышқылды негіз, Са(ОН)_{2 –} екіқышқылды.

Электролиттік диссоциация дәрежесі бойынша негіздерді сілтілер мен әлсіз электролиттерге бөледі.

Сілтілер – сулы ерітіндіде 100% диссоциацияланатын негіздер. Литий, натрий, калий, рубидий, франций, кальций, стронций, барий және радий гидроксидтері сілтілер болып табылады.

Аммоний гидроксиді мен ерімейтін негіздер әлсіз электролиттер болып табылады. Негіздер, әсіресе сілтілер, химиялық белсенді. Сілтілер – күйдіргіш, яғни киімді жеп қояды, адам мен жануар денесінің талшықтарын бұзылуына әкеліп соғады. Бұл оны қолданған кезде аса сақтықта болғанды қажет етеді.

Негіздер құрылыста кеңінен қолданылады. Кальций және магний гидроксиді ізбесті және магнезиалды тұтқырдың негізі болып табылады, кальций гидроксиді бетондардың булы сұйықтықтарында үлкен рөл атқарады.

Әдебиет Негізгі 1[1-15], қосымша [3-8]

Бақылау сұрақтары:

1. Әдеттегі металдар әдеттегі емес металдан несімен ерекшеленетінін анықтап, жауапты дәлелдеңіз.

2. Жай заттардың құрылыста қолданылуына үш дәлелді мысал келтіріңіз.

3. Тұзтүзуші оксидтердің негізгі кластарын атаңыз, оксидтер мен олардың құрылыста қолданылуына сәйкес мысал келтіріңіз.

4. Осы химиялық қосылыстартың әр түрлі кластарына жататын гидроксидтерге мысал келтіріңіз.

5. Қышқылдарды неге гидроксидтер деп есептеуге болатынын анықтаңыз.

Дәріс №2. Тұздар.

Тұздар – химиялық қосылыстың күрделі, бірнешенегізді тобы. Шығуына байланысты органикалық және бейорганикалық заттар деп бөледі. Тұздар – металлдар мен қышқыл қалдығынан құралған, диссоциация кезінде металл катионы мен қышқыл қалдығының анионын, кейде басқа да иондарды түзетін күрделі зат. Құрамына байланысты тұздар орта, қышқылдық, негіздік және т.б. болып бөлінеді.

Орта тұздар тек металл катионы мен қышқыл қалдығының анионына ыдырайды. Оларға: кальций корбанаты СаСО₃, калий перманганаты KMnO₄ және т.б. Орта тұздарды құрылыста кеңінен қолданады, мысалы, кальций, магний, алюминий, кремний тұздары және т.б.

Қышқылдық тұздар - толық емес ауыстыру өнімдері немесе сутек атомын сутектендірілген анион мен катионнан тұратын көпнегізді қышқыл молекуласындағы металл атомына айырбастау. Сулы ерітіндіде олар металл ионына және сутектендірілген анионға, яғни құрамына сутек кіретін иондарға ыдырайды. Қышқылдық тұздар өзінің құрамында металл атомына орынбасу немесе айырбастауға қабілетті сутек атомынан тұрады. HCO₃^- ионы құрамында металл атомына орынбасу немесе айырбастауға қабілетті сутек атомынан тұрғандықтан сутектендірілген болып табылады.

Формуланың жасалуы мен қышқылдық тұздардың атына мысал келтірейік.

1-мысал. Темірдің (III) тетрагидроортотеллураттың формуласын құрастырыңдар. H₆TeO₆ қышқылына сәйкес формула; H₄TeO₆ сутектендірілген қышқыл қалдығының формуласы; B(H₄TeO₆)=II (6-4) валенттілігі. Демек, тұздың формуласы Fe₂(H₄TeO₆)₃.

2- мысал. Формуласы Mn(HAsO₄)₂ болатын тұзды атаңыз.

H₃AsO₄ қышқылына сәйкес келетін формула. Оның тұздары – арсенаттар. HAsO₄ қалдығының валенттілігі: B(HAsO₄)=II (3-1). Бір қышқыл қалдығында бір сутек атомы. B(Mn)=IV (2*2) мына тұздағы марганецтің валенттілігі. Тұздың атауы – марганецтің (IV) гидроарсенаты.

Құрылыста тұтқыр және басқа да өндірістен алынатын негіздік тұздардың маңызы көп.

Негіздік деп қышқыл молекулаларындағы сутек атомдарының орны толықтай немесе жартылай металл атомдары не ОН топтарына ауысқан тұздарды айтамыз. Олардың құрамы металл ионы мен гидроксотоптардан құралған гидроксидтелген катиондардан тұрады. Құрамында гидроксидтелген катиондардың бары бұл тұздардың маңызды белгісі болып табылады, сондықтан негіздік тұздар қышқыл қалдығына ауысуға қабілетті гидроксотоптардан тұрады. (FeOH)⁺ ионы құрамында қышқыл қалдығына ауысуға қабілетті ОН тобынан тұратындықтан гидроксидтелген катион болып табылады.

Формуланың жасалуы мен негіздік тұздардың атына мысал келтірейік.

3- мысал. Темірдің (III) дигидросульфатының формуласын құрыңыз.

H₂SO₄ қышқылына сәйкес формула; SO₄ - қышқыл қалдығы, валенттілігі II, Fe(OH)₂⁺ - гидроксидтелген катион формуласы; валенттілігі B (Fe(OH)₂)⁺= I (3-2). (Fe(OH)₂)₂SO₄ тұздың формуласы.

4- мысал. Формуласы (Mn^IV(OH)₂)₃(AsO₄)₂ тұзды атаңыз.

H₃AsO₄ қышқылына сәйкес формула. Оның тұздары – арсенаттар. AsO₄ қалдығының валенттілігі: B(AsO₄) =II. Гидроксидтелген катион екі гидроксотоптан тұрады, сондықтан ол еківалентті (4-2). Тұздың атауы – марганецтің (IV) гидроксоарсенаты.

Комплексті тұздар қышқыл {H₂[SiF₆]}, негіз {[Cu(NH₃)₄](OH)₂}, карбонил {[Fe(CO)₅] – темірдің пентакарбонилі} , тұз және басқа да бола алатын комплексті қосылыстардың есепсіз топтарының бірі болып табылады.

Комплексті қосылыстардың ерекшелігі химиялық байланыстан басқа донорлы-акцепторлы байланыстың жүзеге асуы болып табылады.

Комплексті деп міндетті түрде комплексті иондардан тұратын ионға ыдыратушы донорлы-акцепторлы механизм бойынша ковалентті байланыс орындалатын тұздарды айтады. Комплексті қосылыстар комплексті бөліктерден (катион немесе анион) және ішкі сфера нондарынан; кейде тек комплексті бөліктерден тұрады, мысалы карбонилдер {[Fe(CO)₅] – темірдің пентакарбонилі}. [NH₄]Br аммоний бромидінде [NH₄]⁺ аммоний катионы комплексті бөлігі болып табылады, ал Br^- ішкі сферасын құрайды.

Комплексті ионның зарядын ішкі сфера ионының заряды бойынша анықтайды, ол көлемі бойынша тең, бірақ ішкі сфера иондарының суммарлы зарядының белгісі бойынша қарама- қарсы. Комплексті ион комплексқұраушы атом мен онымен байланысқан лигандалардан тұрады. [SiF₆]^2- ионында Si⁴⁺ атомы комплексқұраушы; F^- - лиганда.Атом-комплексқұраушы ережелер негізінде алгебралық теңдік құрып анықтауға болатын белгілі тотығу деңгейімен сипатталады:

Комплексті иондағы барлық тотығу деңгейінің суммарлы мағынасы осы ионның зарядына тең.

Аммоний ионындағы C.O. = +1 сутегінде, ал кремнийда [SiF₆]^2- C.O. = +4 (F^- ионының заряды 1-; теңдікті құрамыз: x+(-1)*6=-2, осыдан x=+4).

Комплексті иондарда электрондардың доноры лигандалар, атом-комплексқұраушы – электрон акцепторлары болып табылады. Атом-комплексқұраушының маңызды сипаттамасы координационды сан (к.с.)– атом-комплексқұраушымен бір химиялық байланыс құрайтын лиганда сандары болып табылады. Қарастырылған тұздағы к.с. (H⁺)=1; к.с. (Al³⁺)=6. Кейбір атом-комплексқұраушылардың координационды санына белгі келтірейік (оларды есте сақтаған жөн): H⁺ → 1; Cu²⁺, Zn^2+,, Sn²⁺, Be²⁺ → 4; Ag⁺ → 2; Al³⁺, Sn⁴⁺, Pb⁴⁺, Fe³⁺, Cr³⁺ → 6.

Әдебиет Негізгі 1[1-15], қосымша [3-8]

Бақылау сұрақтары:

1. Қышқылдың құрылыста қолданылуының екі дәлелді мысалын келтіріңіз.

2. Негіздің құрылыста қолданылуының екі дәлелді мысалын келтіріңіз.

3. Комплексті қосылыстардың негізінде басқа бейорганикалық заттардан қандай айырмашылығы бар екенін анықтаңыз.

4. Сарықанды тұздың формуласын жазыңыз және оған сипаттама беріңіз.

5. Тұздың құрылыста қолданылуының екі дәлелді мысалын келтіріңіз.

Дәріс №3. Электролиттік диссоциация

Заттың қатарының сулы ерітіндісі электролиттік диссоциациясына байланысты электр тогын өткізеді. Еріген заттың (молекула, ионды кристалл) бөлігі ерітіндінің полярлы молекула әсерінен ионға ыдырау процесі электролиттік диссоциация деп аталады.

Әлсіз электролиттің күшті электролиттен негізгі ерекшелігі - күшті электролит ерітінділерінде еріген заттың молекулалары жоғында болып табылады.

0,1 М ерітіндіде α < 3% болса, әлсіз электролиттер деп аталады. Мұндай электролиттерге су, аммоний гидроксиді, амфотерлі және металды элементтердің ерімейтін гидроксидтері, кремний, күкіртті сутек, хлорлы, фторсутекті, көгертетін, бірнегізді карбонды органикалық қышқылдар және басқалары жатады.

0,1 М ерітіндіде α > 3% болса, күшті электролиттер деп аталады. Оларға тұздардың көпшілігі, кальций, стронций, барий, радий гидроксидтері және басты топшалардың 1-топ металдары (сілті), бромсутек, тұз (хлорсутек), хлор, азот, күкірт, хром және басқалары жатады.

Заттың электролиттік диссоциациясының ерекшелігін олардың химиялық құрамы анықтайды. Оксидтердің ыдырамайтыны белгілі, бұны сулы ерітінділерде ағатын химиялық реакциялардың сипаттамасында есепке алу міндетті. Егер зат ыдырау кезінде гидроксоний [H₃O]⁺ катионын және қышқыл қалдығының анионын түзсе, онда мұндай заттар қышқылдар деп аталады. Гидроксоний катионы H⁺+H₂O=[H₃O]⁺ реакция нәтижесінде алынады, бірақ иондық түрін сипаттайтын процесс негізінде, бұл процессті жеңілдету үшін қолданбайды және [H₃O]⁺ формуласының орнына H⁺ қолданады:

H₂CO₃↔ H⁺+HCO₃^-

Егер гидроксидтің ыдырауында OH^- ионы түзілсе, онда бұл гидроксид негіз болып табылады:

KOH=K⁺ + OH^-

Бір уақытта сутек ионы мен гидроксидтерді түзе отырып кейбір гидроксидтер ыдырайды, сондықтан олар амфотерлі гидроксидтер болып табылады (цинк, алюминий гидроксидтері және т.б.).

тұздың ыдырауы кезінде қышқыл қалдығының анионы мен металл катионы немесе басқа иондар түзіледі. (NH₄⁺ және басқалары):

KHCO₃ = K⁺ + HCO₃^-

Электролиттік диссоциация реакциясы теңдеуін теория негізінде 3 формада жазады: шартты-молекулярлы, толық және қысқа иондық формада; кейбір реакцияларға толық және қысқа иондық формалар сәйкес келеді. Осындай теңдіктерді 3 формада жазудың мысалын келтірейік.

1 мысал. CaCl₂ + K₂CO₃ = CaCO₃ ↓ + 2KCl (шартты-молекулярлы формадағы теңдеу);

Ca²⁺ + 2Cl^- +2K⁺ +CO₃^2- = CaCO₃^- ↓ +2K⁺ + 2Cl^- (толық иондау теңдеу);

Ca²⁺ + CO₃^2- = CaCO₃^- ↓ (қысқа иондық теңдеу).

2 мысал. Ba(HCO₃)₂ = BaCO₃↓ + H₂O + CO₂↑; Ba²⁺+ 2HCO₃^- = BaCO₃↓+H₂O+CO₂↑ (толық және қысқа иондық теңдеу сәйкес келеді).

Заттың электролиттік диссоциациясының құрылыста маңызы зор. Бетонның булы сұйықтарында кальций гидроксидтерінің диссоциациясы оның қату процесіне мүмкіндік береді (оң рөл). Сол уақытта ол құрылыс металл конструкциясының электрохимиялық коррозиясының ағуына мүмкіндік туғызады (теріс рөл).

Судың электролиттік диссоциацисы. Сутектік және гидроксидті көрсеткіштер

Су – әлсіз электролит. Оның диссоциациясы қайтымды:

HOH ↔ H⁺ + OH^-

Судың диссоциациясы стандартты теңдікте (T=298K, p=101,3 кПа) алгебралық (1.1) немесе логарифмдік (1.2) формада берілетін судың ионды өнімімен сандық сипатталады:

[H⁺] * [OH^-] = 10^-14; (1.1)

pH + pOH = 14, (1.2)

мұндағы [H⁺] пен [OH^-] - H⁺ пен OH^- иондарының тепе-теңдік молярлы концентрациясы; pH – сутектік көрсеткіш; pOH – гидроксидті көрсеткіш.

Сутектік көрсеткіш pH (пэ аш) – сутек катионының концентрациясының бұрыс ондық логарифмі:

pH = - lg ɑ (H⁺). (1.3)

Гидроксидті көрсеткіш pOH (пэ о аш) – OH ионының активті концентрациясының бұрыс ондық логарифмі. pOH-ты математикалық түрде мына формула арқылы есептеуге болады:

pOH = - lg ɑ (OH^-). (1.4)

мұндағы - lg ɑ (H⁺) пен - lg ɑ (OH^-) - H⁺ және OH^- (сәйкес) иондарының активті концентрациясының ондық логарифмі. Теңдікті жаңартып, H⁺ және OH^- иондарының активті концентрациясын есептеп шығаруға болатын теңдңкті аламыз:

ɑ(H⁺) = 10^-pH ; (1.5)

ɑ(OH^-) = 10^{-pOH .} (1.6)

Бұл иондардың активті концентрациясын иондарының молярлық концентрациясы олардың белсенділігіне тең яғни ɑ(H⁺) = [H⁺] екенін есептеп, (1.4)-тен алынған формула арқылы да шығаруға боладды:

[H⁺] = 10^-14 : [OH^-]; (1.7)

[OH^-] = 10^-14 : [H⁺]. (1.8)

H⁺ ионының жалпы концентрациясын төмендегі формуламен шығарады:

с(H⁺) = ɑ(H⁺) : α _{д(кислоты)} . (1.9)

Әлсіз электролит диссциациясының дәрежесін мына формуламен есептеуге болады:

ɑ_д =

мұндағы с – молярлы концентрация; ɑ_д - электролиттік диссоциацияның дәрежесі; К_{д –} диссоциация константасы.

Судың иондық туындысы қай сулы ерітіндіде болсын H⁺ және OH^- ионынан тұратынын көрсетеді. Нейтралды ортада олардың концентрациясы бірдей және стандартты теңдік үшін 10^-7 моль/л-ді құрайды; қышқылдық ортада c(H⁺)-тен c(OH^-) көп, мысалы 10^-3 - 10^-5 моль/л, сілтілік ортада c(H⁺) c(OH^-)-тан кіші, мысалы 10-10 моль/л және т.б.

pH есебі нейтральды ортада 7-ге тең, қышқылдық ортада 7-ден кіші, ал сілтілік ортада 7-ден үлкен мәнді көрсетеді. Демек, нейтральды ортада pH=7, қышқылдық ортада pH<7, сілтілік ортада pH>7. Ортаның реакциясы құрылысқа тән ағып өту процесі үшін маңызы өте зор. Мысалы, цементті ұстау процесі күшті сілтілік ортада (pH>12) тиімді ағады. Әлсіз сілтілік ортада болаттан жасалған арматураның коррозиясы тез күшейеді. Қышқылды жауындар ғимараттар мен кальций карбонатынан жасалған өнер ескерткіштердің күйреуіне әкеліп соғады.

Тұздардың гидролизі

Гидролиз есебінен заттарды күйрету судың маңызды қасеті болып табылады.

Гидролизге қатысы бойынша тұздар 4 түрге бөлінеді: күшті негізді және әлсіз қышқылды тұздар (гидролизге ұшырамайды), әлсіз негізді және күшті қышқылды тұздар (катион бойынша гидролиз), әлсіз қышқылды және күшті негізді тұздар (анион бойынша гидролизі), әлсіз негізді және күшті қышқылды тұздар гидролизі. Гидролиз қайтымды процесс, ол дәрежесімен және гидролиз константасымен сипатталады.

Гидролиз дәрежесі h – гидролизге ұшыраған тұздың молярлы концентрациясының ерітіндідегі жалпы тұздың молярлы концентрациясына қатынасы.

Күшті қышқыл мен әлсіз негізді тұздардың гидролизі. Бұл процесс катион бойынша ағады, яғни тұздың құрамына кіретін катион судың гидроксид ионымен әрекеттесіп, қышқылдық орта түзіледі. Әлсіз негіз бен күшті қышқылды тұзды 2 топшаға бөледі.

Күшті негіз бен әлсіз қышқылды тұздың гидролизі. Күшті негіз бен әлсіз қышқылды тұздың гидролизі анион бойынща ағады, яғни тұздың құрамына кіретін анион судың сутекті катионымен өзара әрекеттесіп, сілтілік орта түзіледі. Мұндай тұздарды 2 топшаға бөледі.

Әлсіз негіз бен әлсіз қышқылды тұздардың гидролизі. Әлсіз негіз бен әлсіз қышқылды тұздардың гидролизі катион және анион бойынша ағады, яғни тұздың құрамына кіретін анион судың сутекті катионымен өзара әрекеттеседі, ал тұздың құрамына кіретін катион судың гидроксид ионымен әрекеттеседі. Мұндай тұздар үшін барлық сатылар ағып өтеді (біріншісі – күштірек, соңғысы – аз деңгейде, толықтай гидролизденетін тұздар да бар).

1. Карбонаттар, сульфиттер, сульфидтер, селенидтер, селениттер, үш зарядты катиондар ( Al³⁺, Fe³⁺, Co³⁺, Ni³⁺, Ti³⁺, Cr³⁺, Mn³⁺) кезінде (сонымен қатар ерітінділерде емес) ерімейтін негіздер(амфотерлі гидроксидтер) және газдар CO₂, SO₂, H₂S, SeO₂, H₂Se пайда болады. Мысалы:

Al₂S₃ + 6H₂O= 2Al(OH)₃ + 3H₂S

2. Әлсіз ерімейтін негіздерге және амфотерлі гидроксидтерге сәйкес келетін карбонаттар, сульфиттер, екі зарядты металл катиондарының селенидтері, тек қана су ерітінділерінде қалыптасатын, негізі тұз және газ СO₂, SO₂,H₂S, SeO₂ болатын жағдайда гидролизденеді. Мысалы: MgCO₃ + HOH≠ (ауада), себебі MgCO₃ тіптен ерімейді, бірақ су ерітінділерінде қалыптасу мүмкіншілігі болса, реакция жүреді:

2MgCO₃ + HOH= (MgOH)₂CO₃ + CO₂

3. Силикаттар, ортофосфат және аммоний ортоарсенаты толық гидролизденеді, NH₃ түзіледі және силикаттар жағдайында қышқылдар түзіледі, ал фосфаттар мен арсенаттар үшін – дигидрофосфат және дигидроарсенат ; бұл тұздардың гидролизі су ерітінділерінде туындау мүмкіншіліктері сияқты сумен қосылысындай ағады.

(NH₄)₂SiO₃= 2NH₃ +H₂SiO₃

Су ерітінділеріндегі тұздар арасындағы реакция теңдеулерін жазу кезінде, тұздардың толық гидролизін ескеру керек. Мысалы:

2NH₄Cl + K₂SiO₃= 2NH₃ + H₂SiO₃+ 2KCl (суда)

Тұздар гидролизін сипаттау процесі әртүрлі. Ең тиімді жолдардың бірі, ол үш түрлі немесе қысқаша иондық және шартты-молекулалық түрде, міндетті түрде гидролизді салыстыру дәрежесі көрсетілген барлық теориялық мүмкін теңдеулер жазылатын жол; соңында, РН-тың катысты мағынасы және пайда болған ортаның атауы келтіріледі.

Гидролиз мінездемесі үшін, алюминий сульфатын мысал ретінде алып қарастырайық . Ол амфотерлі гидроксид Al(OH)₃ (әлсіз негіз) және күшті қышқыл тұзы. Теория жүзінде- үш, практикалық-екі сатысы бар.

1. сатысы: h_1ст- көптеген:

Al₂(SO₄)₃ + 2HOH 2(AlOH)SO₄ + H₂SO₄

2Al³⁺ + 3SO₄^2- + 2HOH 2(AlOH)²⁺ + 2SO₄^2- + 2H⁺+ SO₄^2-

Al³⁺+ HOH (AlOH)²⁺+ H⁺

2-сатысы: h_2ст< h_1ст:

2(AlOH)SO₄ + 2HOH (Al(OH)₂)₂SO₄+ H₂SO₄

2(Al(OH)₂)⁺+ SO₄^2-+ 2HOH 2(Al(OH)₂)⁺+ SO₄^2-+ 2H⁺+ SO₄^2-

(AlOH)²⁺+ HOH (Al(OH)₂)⁺+H⁺

3-сатысы: h_3ст – аздаған, қалыпты жағдайда тіптен ақпайды:

(Al(OH)₂)₂SO₄+ 2HOH 2Al(OH)₃+ H₂SO₄

2(Al(OH)₂)⁺+ SO₄^2-+ 2HOH 2Al(OH)₃+ 2H⁺+ SO₄^2-

(Al(OH)₂)⁺+ HOH Al(OH)₃+ H⁺; қышқыл орта, рН<7.

Көрсетілген мысал, бөлме температурасындағы тұз гидролизін сипаттайды. Жоғары температурада гидролиздің жоғарылауы көрінеді, ал белгі жағдайларда(судың қайнау температурасына жақын температурада және ерітіндіні қатты араластырғанда) гидролиз соңына дейін жетуі мүмкін, яғни қышқыл және негіздің(амфотерлі гидроксид) қоспасы пайда болады. Егер ерітіндіні араластырса, ерімейтін заттың зольы қалыптасады. Толық гидролиз кезіндегі зольдың алыну жолын қарастырайық:

FeCl₃+ 3H₂OFe(OH)₃+ 3HCl t(жоғары)

Алынған мицеллярлы коллоидтың формуласы:

{[Fe(OH)₃]m·nFe³⁺(3n-x)Cl^-}^x+xCl^-

Толық гидролиз процесіндегі коллоидтардың туындауы су тазартуда қолданылады, өйткені зольдар жоғары адсорбциялы қасиетке ие, соның арқасында су зиянды қоспалардан тазарады және одан басқа, табиғи сулардың құрамында болатын жоғарғы, қатты бөліктердің седиментациясын шақырады.

Гидролиз құрылыста маңызды рөл атқарады. Гидролиз кезінде ағуға қажетті орта реакциясы туындайды.

Әдебиет Негізгі 1[1-15], қосымша [3-8]

Бақылау сұрақтары:

1. Әлсіз электролиттер күшті электролиттерден несімен ерекшеленетінін анықтаңыз.

2. Теңдікті 3 формада жазыңыз, а) натрий силикаты мен барий хлориді; б) кальций гидрокарбонаты мен тұз қышқылы; в) кальций дигидрофосфаты мен кальций гидроксиді (кальций гидроксидік артығымен алу керек).

3. Құрылыс өндірісіндегі электролиттік диссоциациясының иллюстриялаушы роліне дәлелді мысал келтір.

4. Химиялық қосындылардың гидролиз процесінің мағынасын түсіндіріңіз.

5. Гидролизге қатысты тұздардың түрлерін атаңыз; бір- бір тұздан мысал келтіріңіз.

6. Неліктен натрий хлоридының гидролизге ұшырайтынын түсіндіріңіз.

7. Құрылыста гидролиз процестерін көрсететін дәлелді мысал көрсетіңіз.

Дәріс №4. Дисперсті жүйелер. Коллоидты жүйелер және олардың құрылыстағы алатын орны. Шынайы ерітінділер және олардың құрылыстағы алатын орны.

Табиғатта барлық обьекттер жүйелерді құрайды.

Жүйе- көрінетін немесе елестейтін бөлім шекаралары арқылы қоршаған ортадан шеттетілген, бұл жүйе компоненттерінің қасиетінен өзгеше, ерекше қасиетке ие, өзара байланысқан компоненттер жиынтығы.

Жүйелер фазалардан және компоненттерден тұрады.

Фаза- басқа бөлімдерінен шекара арқылы ажыратылған және бірдей химиялық қасиеттері бар жүйенің құрамдық бөлігі.

Жүйені құрайтын фазалар саны бойынша оларды: гомогенді(бірыңғай мүшелі, бір фазалы- қант сиропы) және гетерогенді(бірыңғай мүшелі емес, көп фазалы- тұман).

Компонент- физикалық әдістер арқылы ерекшелеуге болатын жүйенің құрамды бөлігі.

Ерітіндіде натрий, хлор және басқа иондар болуына қарамастан натрий хлоридының судағы ерітіндісі екі компоненттен тұрады(натрий және су). Мысалда келтірілген жүйелер дисперсті болып табылады. Ұсақталған заттардан құралған жүйелер дисперсті жүйелер деп аталады.

Дисперсті жүйелер дисперсті фазадан және дисперсті ортадан тұрады.

Дисперсті орта деп- жүйеде көп болатын дисперсті жүйенің бөлігі, ал егер аз болатын болса, бұл құрамды бөлік өзінің агрегаттық күйін өзгертпейді.

Дисперсті фаза деп- жүйеде аз болатын дисперсті жүйенің бөлігі, ал егер көп болатын болса, жүйенің бұл құрамды бөлігі өзінің агрегаттық күйін озгертеді.

Дисперсті жүйелерді бөліктерінің өлшеміне байланысты дөрекі взвестер, коллоидты және шынайы ерітінділер деп бөлінеді. Құрылыста қолданылатын барлық обьектілер дисперсті жүйелерді көрсетеді немесе мына жүйелердің: әртүрлі бетондар, тұтқыр және т.б. комплексі болып табылады.

Дөрекі қоспалар және олардың құрылыстағы алатын орны

Дисперсті фазасының өлшемі 100нм-ден асатын дисперсті жүйелер дөрекі қоспалар деп аталады.

Дөрекі қоспалар , заттың агрегаттық күйіне және құрамына байланысты, суспензиялар(қатты, сұйықтағы ерімейтін зат, мысалы құрылыстағы әк ерітіндісі), эмульсиялар(бір- бірінде ерімейтін екі сұйықтықтың қоспасы; су және бензиннің қоспасы); түтін(газдағы қатты зат, мысалы цемент шаңы); тұмандар(газдағы сұйықтық, мысалы жаңбырлы бұлт); пеналар( сұйықтықтағы немесе қатты денедегі газ, яғни қатты пеналар) және т.б.

Қалыпты жағдайда дөрекі взвестер таза емес, қиын, көпкомпонентті бір- бірімен және басқа дисперсті жүйелердің түрлерінің қоспаларынан тұрады. Табиғи экологиялық процесстерде әртүрлі смогтар маңызды рөл атқарады.

Түтін - қатты, сұйық және халқы көп жерлерде ауада қалыптасатын, ағзаға зиянды газдан тұратын дөрекі қоспалардан тұратын қиын қоспалар.

Смогтардың дымқыл(лондондық және т.б) және құрғақ(лос-анджелесетік және т.б) түрлері бар. Смогтар адам ағзасына қарсы әсерін тигізеді.

Коллоидты жүйелер және олардың құрылыстағы алатын орны.

Дисперсті фазасының өлшемі 100-ден 1 нм-ге дейінгі дисперсті жүйелер коллоидты жүйелер(ерітінділер) деп аталады.

Коллоиды ерітінділер табиғатта кең тараған. Олар тірі және тірі емес заттардың құрамында болады, агрегаттық күйіне байланысты сұйық, жартылай сұйық және қатты бола алады. Коллоидтар құрылыс конструкциясының негізін құрайды.

Коллоидтық жүйелердің ортасы болып сұйықтар, кейде газдар есептеледі. Коллоидты ерітінділердің дисперсті фазасы қатты затпен көрсетілген. Ауадағы қатты заттардың коллоидты шаңды бөліктері – газ коллоидты жүйенің мысалы бола алады.Коллоидтар лиофильды, лиофобты, зольдар, гельдер және т.б.

Лиофобты(гидрофобты) коллоидты жүйелер деп, коллоид пен молекулалық ерітінді арасында химиялық байланыс болмайтын жүйе.

Лиофильды(гидрофильды) коллоидты жүйе деп, коллоид пен молекулалық ерітінді арасында химиялық байланыс пайда болатын жүйе.

Гидрофильды коллоидтарды молекулалық және мицеллярлы коллоидты деп екі түрге бөледі.

Молекулалық коллоидтар- жоғары молекулалық, химиялық қосылыстардың: полисахаридтер, нәруыздар және т.б ерітінділері.

Мицеллярлы коллоидты жүйелер ерімейтін заттан құралған ерітінді мен мицеллден тұратын жүйе. Мицелла зарядталған түйіршіктен және қарсы иондардың диффузиялық қабатынан тұрады. Түйіршік ядродан және адсорбты ион қабаттарынан құралған.

Калий силикаты мен тұз қышқылынан алынған кремний қышқылынан пайда болған мицеллярлы колллоидты бөліктің құрылымын қарастырайық.

2HCl_(изб)+ K₂SiO₃= H₂SiO_{3(коллоид)}+2KCl

Ядро кремний қышқылынан алынған. Мицеллярлы коллоидтар қатқан портландцементтің және басқа тұтқыр заттардың негізін құрайды.

Зольдар- құрылымы ерітінді құрылымымен бірдей коллоидтық жүйелер. Тұтқырлығы және консистенциясы да ерітінділердікі сияқты. Алюминий гидроксидының және кремний қышқылының зольдары және т.б зольдар болып табылады.

Гельдер(студни)- құрылымы ерітінді құрылымынан өзгеше коллоидты жүйелер. Олар бұлшық ет, сіңір, шеміршек, жануарлар сүйектері және бетон. Коллоидтық жүйелердің басты қасиеті ол- коагуляция, оның беті седиментация болып табылады. Коагуляция- жабысуының арқасында коллоидтың іріленуі. Коагуляция жасырын және ашық болады. Ашық коагуляцияның белгісі ретінде қарусыз көзбен көрінетін седиментация болып табылады. Коагуляция коллоидық жүйенің бұзылуына алып келеді. Ол қайтымды және қайтымсыз болып бөлінеді.

Қайтымды коагуляция деп- оны тудырған факторлар жойылғаннан кейін алдыңғы коллоидтық жүйенің құрылымын қалпына келтіретін коагуляцияны атайды.

Қайтымсыз коагуляция деп- оны тудырған факторлар жойылғаннан кейін алдыңғы коллоидтық жүйенің құрылымын қалпына келтіру мүмкін емес коагуляцияны атайды.

Коагуляция құрылыста тұтқырлардың қатаюы кезінде маңызды рөл атқарады. Құрылыста технологиялық операцияларда тиксотропия қолданылады. Ол механикалық әсер кезінде гельдың зольға айналуы және керісінше, механикалық әсер біткеннен кейінгі зольдың гельға айналуы. Тиксотропия бетоннан жасалған құрылыс конструкцияларын қалыптау кезінде іске асады.

Шынайы ерітінділер және олардың құрылыстағы алатын орны.

Заттың дисперсті дәрежесі 1 нм-ден аз дисперсті жүйелер шынайы ерітінділер деп аталады. Шынайы ерітінділер еріткіштен, еріген заттан және әрекеттесетін тауарлардан тұрады.

Еріткіш- еріту кезінде өзінің агрегаттық күйін өзгертпеген зат; егер барлығы сұйық заттар болса, онда ол қайсысы көп болса, сол болады.

Еріген зат- еріту кезінде өзінің агрегаттық күйін өзгерткен зат, егер барлығы сұйық заттар болса, онда ол қайсысы аз болса, сол болады. Шынайы ерітінділер табиғатта таза күйінде де, басқа комплексті жүйелермен комплексте де болуы мүмкін, сондықтан ерітінділердің маңызды қасиеттерін білу қажет: концентрациясын, соған сай мінездемесін, ерітіндідегі диффузиясын және т.б.

Сапалы ерігіштік заттың нақты жағдайларда еру қабілеттілігін сипаттайды.

Массалық концентрациялар ерітіндінің берілген көлеміндегі еріген заттың барлық бөліктерінің құрылымын көрсетеді. Осы концентрациядан еріген заттың көпшілік бөлігінің ерігіштігін және сәйкес сипаттамасын қарастырайық. Сапалы ерігіштік заттың кез келген жағдайда еруге дайындығын көрсетеді. Концентрация сияқты, ерігішітік- еріген заттың массалық бөліктерінің саны.

Еріген заттың құрамы ерігіштігіне байланысты: қаныққан, қанықпаған және өте қаныққан болып бөлінеді.

Қанықпаған ерітінді деп- еріген заттың мөлшері, берілген температурада қаныққан ерітінді алуға жеткіліксіз ерітінді( мысалы, 20 градус температурада натрий хлоридінің ерітіндісі 5%).

Қаныққан ерітінді деп- берілген температурада беткі заттың ерітіндісі байқалмайтын ерітінді, бұл ерітіндіде заттар арасындағы динамикалық тепе- теңдік орнайды.

Еритін зат Еріген зат

(ерітіндіден тыс) (ерітінді ішінде)

Ерітіндіні кейде еріген заттың мольымен көрсетеді немесе берілген температурада 1 кг ерітіндіге еріген заттың мөлшерімен көрсетеді. Мұны ерітінді коэффициенті деп атайды.

Еріген заттардың құрамын массалық бөліктермен көрсетеді:

w= m_р.в: m_р-ра;

w(%)= 100m_р.в: m_p-pa

Физикалық мағынасы бойынша процентпен көрсетілген еріген заттың массалық бөлігі, еріген заттың массалық процентінің концентрациясы болып табылады.

Молярлық концентрация- 1л ерітінді құрамындағы еріген заттың мөлшерін көрсететін концентрация, оның өлшем бірлігі- моль/л.

Эквиваленттің молярлық концентрациясы с_эк- 1л ерітінді құрамындағы еріген заттың эквивалент санын көрмсететін концентрация; өлшем бірлігі- моль/л. Э- эквивалент, м_эк- эквиваленттің молярлық массасы.

Молярлық концентрация және эквиваленттің молярлық концентрациясы с_эк өзара байланысты:

с = с_эк: а

а- 1 моль заттың эквивалент саны.

Титр Т- 1 мл ерітінді құрамындағы еріген заттың мөлшерін көрсететін концентрация. Мысалы, Т= 0,002 натрий гидроксидінің ерітіндісі, 1мл-де сол заттың 0,02 г бар екенін көрсетеді. Ерітінділердің басты қасиеті- олардың тығыздығы. Ерітіндінің белгілі көлемінің массасы, оның тығыздығы деп аталады:

р= m/v

Шынайы ерітінділер құрылыста өздері ғана және басқа дисперсті жүйелердің қоспасымен қолданылады.

Құрылыс болатын орталарда химиялық реакциялардың өтуі.

Құрылыста іске асатын химиялық процесстер әртүрлі және олар белгілі бір заңдылықтармен жүреді.

Процесстердің өту ерекшеліктерін түсіну үшін жай, күрделі реакциялар жайлы және экзотермиялық, эндотермиялық процесстер туралы білу қажет. Құрылыста қайтымды және қайтымсыз маңызды рөл атқарады. Қайтымды процесстер(CO+ Cl₂COCl₂) тура(; реакция өнімдері алынады; CO+Cl₂ COCl₂) және қайтымды(; реакция өнімдерінен шығатын заттар шығады; CO+Cl₂ COCl₂) реакциялар.

Химиялық реакцияның жылдамдығы- бірлік уақыт ішінде концентрация реагенттерінің өзгеруі. Химиялық реакцияның жылдамдығы температураға тәуелді және Вант- Гофф ережесіне бағынады:

Температура әр 10 градусқа жоғарылаған сайын, химиялық реакцияның жылдамдығы 2-4 есе артады.

Реакция жылдамдығына, химиялық реакция жылдамдығын және соңғы реакция өнімдерін өзгертетін катализаторлар үлкен әсерін тигізеді. Химиялық реакция жылдамдығын өзгертетін, жүйеге енгізілген немесе оның құрамында бар заттар катализ деп аталады. Катализ фазалар бойынша гомогенді және гетерогенді, реакция жылдамдығына әсері бойынша стимуляторлар және ингибиторлар деп бөлінеді.

Химиялық тепе-теңдік деп- тура және реакциялар тең болатын реакция жүйесін айтады.

Әдебиет Негізгі 2[11-15], қосымша [13-18]

Бақылау сұрақтары:

1. Дисперсті жүйелер.

2. Коллоидты жүйелер және олардың құрылыстағы алатын орны.

3. Шынайы ерітінділер және олардың құрылыстағы алатын орны.

4. Құрылыс болатын орталарда химиялық реакциялардың өтуі.

5. Химиялық тепе-теңдік.

Дәріс №5. Заттар анализінде қолданылатын электролит ерітінділері теориясының негіздері.

Электр тоғын өткізетін заттар электролиттер, ал өткізбейтін заттар бейэлектролиттер болады. Ерітінділердің де кейбірі электр тогын өткізеді де – электролит, ал кейбірі өткізбей – бейэлектролиттер болып табылады. Электролит ерітінділерге қышқыл, негіз, тұз ерітінділері жатады.

Электролит ерітінділеріндегі кездесетін ауытқуларды швед химигі С. Аррениус ұсынған электорлиттік диссосация теориясы түсіндірді. Бұл теорияның негізі мынада:

1. Электролиттер суда еріген кезде оң және теріс иондарға ыдырайды (диссосацияланады).

2. Электр тогы әсерінен оң ион катодқа (теріс полюс) тартылады – оны катион деп атайды. Ал теріс ион анодқа (оң полюске) тартылады – оны анион деп атайды.

3. Диссоциация қайтымды процесс. Ыдырау процесімен қатар иондардың қосылу процесі жүреді. Диссоциация теңдеуін құрғанда тепе-теңдік белгісін қояды (). Мысалы КА затының диссоциациясын былай жазуға болады:

КАК⁺+А^-

Диссоциация процесі қалай жүреді? Неліктен еріген заттар диссоциацияланады? Бұл сұраққа жауап беру үшін химиялық байланыс ұғымын еске түсіру керек. Біз су молекуласын полюсті екенін білеміз. Демек, суда еріген заттар полюсті су молекуласымен әрекеттеседі. Еріген заттар иондық байланыс түзсе, олар өте жақсы диссоциацияланады. Себебі, заттар еріген кезде судың диполі оң және теріс иондарды қоршайды, олардың арасында тартылыс күштері пайда болады да, бірте-бірте иондар бөлініп ерітіндіге тарайды. Әр ионды бірнеше су молекуласы қоршап тұрады, яғни иондар гидратталған күйде болады. Сонда жоғарыда келтірілген КА заттың диссоциациясын былай жазады:

К⁺А^-+ХН₂О К⁺(Н₂О)_к+А^-( Н₂О)_а

Электролиттік диссоциация дәрежесі (α) иондарға ыдыраған молекулалардың электролит молекулаларының жалпы санының қатынасына тең шама

α ═n/N₀ 100 %

мұнда n – иондарға ыдыраған молекулалардың саны. N₀ -жалпы молекулалардың саны.

Күшті электролиттерге α › 0,3 (немесе 30%) жоғары, ал әлсіз электролиттер үшін α ≤ 0,03(немесе 3%). Электролиттік диссоциациялану дәрежесі концентрацияға тәуелді, концентрация төмендеген сайын α жоғарлайды. Электролиттік диссоциация қайтымды үрдіс болғандықтан, химиялық тепе-теңдік заңдарын қолдануға болады, мысалы, мына процесс үшін:

СН₃СООН ↔ СН₃СОО^- + Н⁺

К_Д ═ [H⁺] ∙[ СН₃СООН] / [СН₃СООН]

Мұнда [ ] –мольдік концентрация, К_Д – диссоциация процесінің тепе-теңдік тұрақтысы немесе, қысқаша диссоциация тұрақтасы деп аталады

Сол сияқты,

NH₄OH ↔ NH₄⁺ + OH^-

К_Д ═ [NH₄⁺] ∙[ ОН^-] / [NH₄OH]

Диссоциация тұрақтысы электролит табиғатына және температураға байланысты. К_Д жоғары болса, электролит иондарға жақсы ыдырайды.

Электролиттік диссоциация дәрежесі мен диссоциация тұрақтысының өзара байланысы сандық түрде Оствальдтың сұйылту заңы деп аталатын теңдеуімен беріледі:

К_Д ═ α² ∙ С / 1-α

Әлсіз электролиттер үшін α шамасын ескермеуге болады, онда 1-α 1 деп алса, теңдеу мына түрде жазылады:

К_Д ═ α² ∙ С

Күшті электролиттер. Электролиттік диссоциация теориясы тек әлсіз электролит ерітіндісіне қатынасты орындалады. Күшті электролиттер ерітіндісіне қатысты мүлдем басқа көрініс байқалады. Күшті электролиттің толық диссоциациясы нәтижесінде түзілетін иондардың бәрі бірдей бос емес. П. Дебай мен Э. Хюккель ұсынған күшті электролит теориясы, электролит ерітіндісінің концентрациясын жоғарлатқан кездегі иондар арасындағы электростатикалық әрекеттесуі ескереді. Иондар арасындағы әрекеттесудің болуы, әрбір ионның заряд таңбасына кері таңбадағы иондармен қоршаған «иондық атмосфераның» қоршауына әкеледі. Теріс электрод жағына оң иондардың қозғалуы, ал оң зарядталған электродқа теріс зарядталған «иондық атмосфераның» тартылу күшімен тежеледі. Ерітіндіні шексіз сұйылтқанда иондар арасының алыстауы салдарынан ионаралық әрекеттесу әлсірейді, яғни иондардың қозғалғыштығы максималды болады. 1907 жылы Льюис ғылымдағы қолданысқа «белсенділік» түсінігін енгізуді ұсынады. Бұл түсінік иондардың өзара тартылуын, еріген заттың еріткішпен әрекеттесуіін басқа электролиттер мен құбылыстардың қатынасуын, ерітіндідегі иондардың өзгермелі қозғалғыштығын жинақтай ескереді.

Белсенділік α деп заттың (ионның) эффективті, яғни барынша тиімді де пәрменді болуға тиісті концентрациясын айтады:

α ═ f∙ С

Мұндағы С – ерітіндінің молярлық концентрациясы;

f- белсенділік коэффиценті, ол еріткіш пен еріген заттың табиғатынан, ерітіндінің концентрациясы мен температурадан тәуелді.

Иондар арасындағы тартылыс күшті болған сайын, f мәні кішірейе түседі. Ал бұл өз кезегінде, яғни иондар арасындағы әрекеттесу күші иондардың концентрациясы мен олардың зарядынан тәуелді-бұл иондық күш ережесі. Бұл ережеге сәйкес, ерітіндінің иондық күші І ерітінділердегі барлық иондар концентрациясы мен олардың зарядтар квадраттарының көбейтіндісінің жарты қосындысына тең:

І ═ 1/2ΣС₁ ∙ Ζ²₁

Дебай-Хюккель теориясына сәйкес, электролиттің белсенділік коэффиценті ерітндінің иондық күшімен келесі қатынаспен байланысқан:

Іg f ═ - А√І

Мұндағы А- коэффицент, ол иондар зарядынан, ортаның диэлектрлік өтімділігі мен температурадан тәуелді.

Судың иондық көбейтіндісі. Сутектік көрсеткіш. рН-ты өлшеу әдістері.

Су әлсіз электролит болғандықтан өте аз мөлшерде сутек және гидроксид иондарына ыдырайды:

Н₂О ↔ Н⁺ + ОН^-

Сутек иондарының концентрациясы ерітіндінің қышқылдығын, ал гидроксид иондарының концентрациясы сілтілігін көрсетеді.

Сутек және гидроксид иондарының концентрацияларының көбейтіндісі таза су үшін де тұрақты болады. Оны судың иондық көбейтіндісі дейді және сан жағынан 22⁰С-та 10^-14 тең болады.

[ Н⁺][ОН^-] ═ 10¹⁴

Бұл теңдеуді пайдаланып сутек иондарының концентрациясы белгілі болса, гидроксидтің концентрациясын, ал гидроксидтің концентрациясы белгілі болса сутек иондарның былай табады:

Бірақ теріс дәрежелі сандарды пайдалану қолайсыз. Сондықтан ерітіндінің қышқылдығын немесе сілтілігін анықтау үшін сутек иондарының концентрациясын сутектік көрсеткіш арқылы белгілейді.

Сутек иондары концентрациясының теріс таңбамен алынған ондық логарифмін сутекті көрсеткіш дейді және оны рН әріптерімен белгілейді:

рН ═ - Ig [Н⁺]

Егер ерітіндідегі сутек иондарының концентрациясы 10^-4 болса, сутек көрсеткіш 4-ке тең:

рН ═ - Ig [Н⁺]═ - 10^-4 ═ 4

Сонымен қатар осылайша гидроксил көрсеткішін табуға болады.

Теріс таңбамен алынған гидроксил ионы концентрациясының ондық логарифмі гидроксил көрсеткіші деп аталады.

рОН ═ - Ig [ОН^-]

Сутектік көрсеткіш рН-пен гидроксил көрсеткішінің рОН қосындысы 14 болады.

рН + рОН ═ 14, бұдан рОН ═ 14- рН

Бұл формула көмегімен ерітіндінің сутектік көрсеткіші арқылы гидроксил көрсеткішінің және керісінше табуға болады.

Сутектік көрсеткіш арқылы ерітіндінің ортасын былай белгілейді.

Бейтарап ортада рН ═ 7

Қышқылдық ортада рН <7

Сілтілік (негіздік) ортада рН>7

Әр түрлі ерітінділердің рН-ның мәндері төменде келтірілген

Ерітінділердің сутекті көрсеткішін әр түрлі индикаторлардың көмегімен анықтайды. Индикаторлар дегеніміз сутек немесе гидроксид иондарының әсерінен түсін өзгертетін органикалық заттар. Бұған фенолфталеин, метилоранж және лакмус жатады. Химиялық практикада, әсіресе, лакмус көп қолданылады. Лакмустың ерітіндісі қышқылдық ортада қызыл түске, сілтілік ортада көк түске боялады.

Қазір ерітіндінің ортасын анықтау үшін әмбебап индикатор қағаз қолданылады. Оның түсі рН-1-ден 14-ке дейін әр түрлі боялған. Қағазды ерітіндіге батырып түсін салыстырады.

Ғылыми зерттеуде, өндірісте арнайы рН метр деп аталатын аспаптар қолданылады. Олармен ерітіндінің нақты рН мөлшерін анықтайды.

Әдебиеттер:

1. Қ.С. Құлажанов Аналитикалық химия Алматы «Білім» 1994

2. Харитонов Ю.А. Аналитическая химия.кн.1,2. М.; ВШ, 2003

3. Цитович И.К. Курс аналитической химии. М., 2004.

4. Васильев В.П. Аналитическая химия. кн. 1,2. М., Дрофа, 2003.

5. Отто М. Современные методы аналитической химии т.1,2. М., Техносфера, 2003.

6. Пономарев В.Д. Аналитическая химия, ч. 1, 2. М., ВШ, 1982.

7. Золотов Ю.А. Основы аналитической химии,т.1,2, ВШ, 2000.

7. Харитонов Ю.Я. Аналитическая химия:практикум.- М:ГЭОТАР-Медиа,2009.-296с.

8. Примеры и задачи по аналитической химии.-М:ГЭОТАР-Медиа,2009.-304с.

Бақылау сұрақтары (кері байланысы)

1. Электролиттер ерітінділерінің электрөткізгіштігі немен сипатталады?

2. «Электролиттік диссоциация » процесі дегеніміз не?

3. Электролиттік диссоциация кезінде ерігіштіктің ролі қандай?

4. Электролиттік диссоциация теориясының негізгі жағдайлары қандай?

Дәріс №6. Магний және кальций қосылыстары

Маңызды қосылыстары. Кальций оксиді — ақ түсті, киын балқитын зат. Техникада СаО сөндірілмеген әк деп аталады. Оны жоғары темлературада (шамамен 1000°С - та) әктасты кыздырып (күйдіріп) алады: СаСО3 = СаО + СО2 Кальций — сілтілікжер металы, сондықтан оның оксиді сумен жеңіл әрекеттесіп, сілті — кальций гидроксидін түзеді: СаО + Н2О → Са(ОН) 2 Бұл реакция өте шабытты жүреді. Сөндірілген әк деп аталатын ак борпылдақ ұнтақ түзідеді. Кальций гидроксиді суда аз ериді, оның қаныққан ерітіндісі лабораторияда әк суы деген атпен қолданылады. Ерітіндіде кальций гидроксиді толығымен иондарға диссоцияланады: Са(ОН) 2 → Са +2+ 2ОН - 1 Сілтілік ерітінді фенолфталеиннің таңқурай түсімен анықталады. Кальций гидроксиді қышқылдармен және қышңылдық оксидтермен бейтараптанады. Лабораторияда көміркышқыл газын аныктау үшін колданылады. Егер көміркышқыл газын әк суы аркылы өткізсе, онда алдымен лайланады: Са(ОН) 2 + СО2↑ = СаСО3↓ + Н20 Газды одан әрі жібергенде лайлану тоқтайды, өйткені ерімейтін қалыпты тұз суда еритін қышқыл тұзға ауысады: СаСО3 + Н2О + С02 Са(НСО3) 2 Судағы Са(ОН) 2 қатты жүзгінінің сыртқы түрі сүтке ұқсайды, ол техникада әк суті деп аталады. Сөндірілген әк кұрылыста кеңінен қолданылады. Әк сүті әктеу үшін, ал сөндірілген әктің құммен және сумен коспасы кірпіш қалауда және сылақта байланыстырушы зат ретінде қолданылады. Бұл коспа көмірқышқыл газымен әрекеттесудің салдарынан және қатты карбонат СаСО3 түзілетіндіктен ауада біртіндеп қатады: Са(ОН) 2 + СО2 = СаСО3 + Н20 әк сүті Кальций қосылыстарының сумен химиялык байланысьп, кристал - гидраттар түзу кабілетін кұрылыста жиі пайдаланады. Мысалы, табиғи гипсті CaSO4* 2Н2О өңдегенде кристалдық судың біраз бөлігін жоғалтады: CaSO4 *2Н2О = CaSO4 * 0, 5Н2О + 1, 5Н2О гипс алебастр Алебастр ұнтағын сумен араластырганда кері реакция жүреді, ол CaSO4 * 2Н20 түзілетіндіктен қатады. Гипстің бұл қасиеті құрылыста ғана емес, сонымен қатар жапсырма әшекейлер, статуэтка жасауда және медицинада колданылады. Барлығыңа белгілі цемент те кальций силикатынан және алюминатынан тұрады. Бұл тұздарды құммен және сумен араластырғанда қатады. Өйткені түзілген кристалдар өзара бірігіп берік материал түзеді. Магний оксиді MgO (магнезия) — жеңіл, ақ түсті, борпылдақ ұнтак, суды оңай сіңіреді. Оның спорттық гимнастикада қолданылуы осы қасиетіне негізделген. Спортшының алақанына жағылған ұнтак оны гимнастикалык снарядтан ұшып кетуден сақтайды. MgO және (OH) 2 — күші орташа негіздік қасиет көрсетеді. Табиғи магний карбонаттары — магнезит және доломит отқа төзімді және құрылыс материалдарын дайындау үшін қолданылады. Магний сульфаты MgSO4 * 7Н2О медицина, жанбайтын материалдарды алу үшін, қағаз өндірісінде пайдаланады. Магний силикаты – асбест – бұл табиғи талшықты минералды заттың сирек мысалы. Ол жылуды оқшаулау үшін жанбайтын маталар алуда қолданылады. Табиғаттағы кальций және магний қосылыстары. Кальций және магний тұздарымен табиғаттағы көптеген маңызды процестер байланысты. Бұл процестердің моделі – доғарыда қарастырылған кальций карбонатының гидрокарбонатқа және керісінше айналу реакциясы. Жаңбыр және басқа табиғи сулар ауадағы көмірқышқыл газын ерітіп, көмір қышқылын түзеді: Н2О + СО2 = Н2СО3 Қышқылдың ерітіндісі топыраққа сіңіп, магнезит, доломит шөгінділерін ерітіп, карбонаттарға және гидрокарбонаттарға айналдырады. Гидрокарбонаттар шайылып, нәтижесінде тау жыныстарының қабатында ірі бос орын (картс үңгірлер) түзеді. Кальций және магний гидрокарбонаттарының ерітінділері баяу ыдырайды, ал қыздырғанда бұл процесс күшейеді: Ca(HCO3) 2→ CaCO3 + СО2 + Н2О Түзілген карбонаттардан үңгір ішінде тұздардың ірі кристалдары ерекше әдемі болып қалыптасады. Бағана, ине, сүңгі түрінде төбеден сталактиттер, ал еденнен стаглагмиттер өсіп шығады. Табиғи сулардың құрамындағы кальций және магний гидрокарбонаттары су қоймасына түседі. Содан олар ыдырап, немесе көптеген тірі организмдердің қаңқасын, бақалшығын, сауытын құруға қатысуы мүмкін. Осындай организмдер тіршілігін жойғаннан кейін қалдықтары су қоймаларының түбінде жиналады. Олардың қаңқаларынан (сүйектері) жүздеген жылдардан кейін ұлутас, бор, және минералдардың шөгінділері түзіледі. Табиғатта минералдардың ауысуы осылай журіп, жер қыртысында бос саңылаулар, яғни опырылған жер және жаңа шөгінділер түзіледі. Карбонаттардың гидрокарбонаттарға және керісінше айналу процестері атмосферада көмірқышқыл газының құрамын тұрақты ұстап тұруда маңызды рөл атқарады. Егер атмосферада СО2 - нің құрамы жоғарыласа, мұхиттық карбонаттар оны байланыстырып, еритін тұздарға айналады. Егер көмірқышыл газы азайса, онда мұхитта гидрокарбонаттардың СО2 ні бөліп, ыдырауы басталады да ерімейтін карбонаттар тұнбаға түседі.

Ca(OH) 2 → CaCO3 → Ca(HCO3) 2→ CaCO3 →CaO→ CaCl2

КАЛЬЦИЙ ҚОСЫЛЫСТАРЫ– кальций элементі түзетін тұрақты химимиялық қосылыстар. Калций қосылыстары негізінен екі топқа бөлінеді: кальцийдің органикалық қосылыстары және кальцийдің бейорганикалық қосылыстары. Кальцийдің органикалық қосылыстарының негізгі түрлері Ca(R)Hal және CaR2; Олар Циглер-Натта катализаторларының құрамына кіреді. Мысалы, Ca(H4Hg)J және Ca(CPh3)Hal – полимерлеу процесінің бастаушылары. Кальцийдің бейорганикалық қосылыстарына – кальцийдің галогенидтері, оксиді мен гидроксиді, карбиді, силикаттары, сульфаты, фосфаттары, алюминаттары, бораттары, вольфраматтары, гипохлориді, нитраты, карбонаты, цианамиді, т.б. жатады. Кальций галогенидтері (CaHal2) – түссіз кристалдар. Кальций хлоридін (CaCl2) кальцийді және оның қорытпасын алу, газдар мен сұйықтарды кептіру, бетонның қатаюын тездету үшін қолданады. Оның сулы ерітіндісі – суытқыш агент, антифриз, аэродромның ұшу жолдары мен темір жол рельстерін мұздан сақтау үшін, аллергиялық ауруларға және қан тоқтатуға қажет дәрілік зат ретінде қолданылады. Кальций бромидінің (CaBr2) концентрлі ерітінділері ауаны суыту және конденсациялауда жылу тасымалдағыш ретінде, бұрғылау ерітінділерінде қолданылады. Кальций фториді (CaF2) – арнаулы шынылар мен эмальдардың, қыштардың құрамдас бөліктері, оптикалық және лазерлік материал, HF алудағы шикізат. Кальций оксиді (CaO) сөндірілмеген әк – сумен қарқынды әрекеттесіп кальций гидроксидін Ca(OH)2 (сөндірілген әкті) түзеді. Кальций оксидін 900 – 1000°С-та күйдіріп алады, CaNO3-ті ыдыратып ерекше таза CaO алуға болады. CaO хлорлы әк, сода, кальций карбидін, гидроксидін алуға қолданылады. Ca(OH)2 байланыстырғыш материал, қант өндірісінде тазартқыш ретінде, топырақтың қышқылдығын азайту үшін, суды жұмсарту үшін, шыны өндірісінде шихтаның құрауышы ретінде қолданылады. Кальций карбиді (CaC2) – түссіз кристалл, кейде түсі ашық қоңырдан қараға дейін болады. Оны кальций оксидін (CaO) доғалық пештерде көміртекпен тотықсыздандырып алады. Кальций карбиді кальций цианамиді мен ацетилен өндіру үшін қолданылады. Кальций силикаттары: метилсиликат CaSіO3, пиросиликат Ca3Sі2O7 ортосиликат Ca2SіO4, сондай-ақ 30-ға жуық қышқыл және негіздік гидраттары бар. Олар жалпы гидросиликаттар деп аталады. Гидросиликаттар – силикаттық бетонның цементтеуші құраушысы. Силикаттар қыш өнеркәсібінде, отқа төзімді заттарды, кәрлен, жылтыратпа өндіруде шихтаның құрауышы, лак-бояу материалдарының толтырғыштары ретінде пайдаланылады. Кальций фосфаттары фосфорит, апатит, гидроксилапатит сияқты минералдардың, сүйектің құрамында болады. Ортофосфаттар Ca3(PO4)2 мал мен құстарды қоректендіруге қолданылады. Ca3(PO4)2 ұнтағы қышқыл топырақтарға тыңайтқыш ретінде, қант өнеркәсібінде қолданылады. Суперфосфаттар фосфор тыңайтқышы ретінде, ал дигидрофосфаттар Ca(H2PO4)2 нан жабуда қамырға қосылады. Полифосфат Ca(PO3)2 оптикалық шынылар өндірісінде пайдаланылады. Кальций гипохлориді Ca(ClO)2 – түссіз кристалл. Ол маталар мен қағазды ағарту үшін, газсыздандыру үшін, залалсыздандыратын зат ретінде қолданылады.

1. Магний мен кальдийдің каеиеттерін салыстырыңдар. Олардың айырмашылыктары неде? 2. Неге жеңіл жөне берік кальций ушак және кеме жаеауда колданылмайды? ▲ 3. Mg мына заттардьщ кайсысымен өрекетгеседі: ZnCl2, КО, Cu(NO3) 2, HNOS, ТіО2

Дәріс 7. Алюминий мен темір қосылыстары.

І - деңгей тапсырмалары. Мына тізбекті орында: Fe → FeCl₂ → Fe(OH)₂ →FeSO₄ Мына тізбекті орында: Na → Na₂O → NaOH → NaCl Мына тізбекті орында: Ca → CaCl₂ → Ca(OH)₂ →Ca(NO₃)₂ р - элементтеріне жалпы сипаттама бер. Массасы 28г тең темір (ІІ) сульфатының молекула санын есепте. Массасы 64г фосфор (ІІІ) оксидінің көлемі нешеге тең? ІІІА топша элементтерінің қасиеттерінің периодты өзгеруін түсіндіріп бер. Темір үлгісінде 9, 03*1023 атом бар. Осы темір үлгісінің массасын есепте. 112л хлордың массасын есепте. ІІ - деңгей тапсырмалары. Реакция теңдеуін аяқта: Fe + CuSO4 →... +... Реакция теңдеуін аяқта: Zn + HCl →... +... Реакция теңдеуін аяқта: FeCl₃ + 3NaOH →... +... Реакция теңдеуін аяқта: CuO + HNO₃ →... +... 224г сутек қандай көлем алады? 602 *10²³мырыштың зат мөлшері нешеге тең? ІІІА топша элементтеріне жалпы сипаттама бер ₂₂Ti - ің электрондық және графикалық формуласын құрастыр ₂₅Mn - ің электрондық және графикалық формуласын құрастыр ІІІ - деңгей тапсырмалары. Бос орынды толтыр: P + … → P₂O₅ Бос орынды толтыр: … + O₂¬ → CO₂ Қандай элементтер р - элементтеріне жатады? Атап бер. р - элементтері валенттік электрондардың саны қандай аралықта өзгереді? Сәйкестікті орында: Индий Cr Хром Ga Галий In Сәйкестікті орында: Темір B Бор Tl Таллий Fe 1s² 2s²2p63s²3p¹ Бұл қай элемент? ІІІ А топша элементтерін атап бер. 1s² 2s²2p¹ Бұл қай элемент? Тапсырмаларды орындап болған оқушылардың жауаптарын тексеріп, тақтаға орындатамыз. Барлығы бағаланған соң қонағымыз тосын сый ретінде алюминийден жасалған бұйымдарды тарту етеді. Ал мұғалім соған байланысты жаңа сабақты түсіндіруді бастайды. Периодтық жүйедегі орны мен атом құрылысы. Алюминий – периодтық жүйенің ІІІ периодының ІІІ А топшасында орналасқан екідайлы элемент. Оның электрондық конфигурациясы: +13Al )₂)₈)₃ 1s² 2s² 2p6 3s² 3p¹ Табиғатта Ar(Al)=27 болатын тұрақты бір ғана изотобы бар. Оның сыртқы деңгейінде d - орбиталь бос және атом радиусы кішілеу болғандықтан комплекс түзуші бола алады. Координатциялық саны - 4 және 6. Табиғатта таралуы. Алюминий – табиғатта кең тараған элемент. Таралуы жағынан ол - металдар арасында бірінші, ал жалпы үшінші орындағы элемент. Алюминий белсенді элемент болғандықтан табиғғатта тек қосылыс түрінде кездеседі. Оның маңызды кендеріне – Al₂O₃ (корунд, рубин, сапфир) KAlSi₃ O ₁₀ортоклаз, NaAlSi₃O₁₀ альбит, Ca(AlSiO₄)² aнортит, KNaAlSiO₄ нефелин, Na₃AlF₆ криолит, Al₂O₃*xH₂O боксит жатады. Алюминий кендері Хибин тауларында, Оралда, Сібірде, Қазқстанда Торғайда коптеп кездеседі. Алынуы. Бұрын алу өте қиын болғандықтан, алюминий аса бағалы металдар қатарында болған. Қазір алюминийді глинозем мен бокситтен элекролиздеп алады. Глинозем мен бокситте алюминий оксид түрінде Al2O3 болады. Оның балқу темпуратурасы ≈2050°С. Балқу температурасын төмендеті, электролиз жақсы жүру үшін боксид пен криолит Na₃[AlF₆] қоспасына кальций фторидіy CaF2 қосып қыздырады. Сонда ғана қоспаның балқу температурасы ≈960°C - қа төмендейді. Al₂O₃ □(→┴электролиз ) 2Al + 1. 5O₃ Физикалық қасиеттері. Борға қарағанда алюминийдің металдық қасиеті жоғары. Таза алюминий – күмістей ақ, қатты, иілімді металл, ол оңай фольга болып жайылады және сым түрінде созылады. Алюминий жеңіл, электр және жылу өткізгіштігі жоғары металл. Осы қасиеттеріне байланысты электрөткізгіш құралдар жасауға кең қолданылады. Балқу температурасы - 660, 24°С, ρ=2. 7г/см³ Химиялық қасиеттері. Алюминий өте белсенді металл, оттекпен оңай әрекеттеседі. Сондықтан ауада алюминий бетін оксид қабығы жауып, оны әрі қарай бұзылудан сақтап тұрады. Ол жұқа болғанымен, өте берік, металдық жылтырын бәсендетеді. Осы оксит қабыршағынан тазаласа, алюминий атомы өзінің сыртындағы 3 электронын жылдам беріп, тотықсыздандырғыш қасиет көрсетеді. Оксид қабыршағын алып тастау үшін оны сынапқа батырады, ол алюминиймен амальгама деп аталатын құйма түзеді. Бұл құймада алюминий өзінің белсенділік қасиетін сақтап, барлық заттармен шабытты әрекеттеседі. Жай заттармен әрекеттесу. Алюминий кәдімгі жағдайда галогендермен галогенидтер, қыздырғанда азотпен нитрид, күкіртпен сульфид, көміртекпен карбид түзеді, ал катализатор ретінде су қатысқанда иодпен әрекеттеседі: 4Al +3O₂ = 2Al₂O₃ 2Al + 3Cl₂ = 2AlCl₃ 2Al + N₂ = 2AlN Күрделі заттармен әрекеттесу. Сыртындағы оксид қабығынан тазартылған алюминий сумен жақсы әрекеттеседі: 2Al + 6H₂O = 2Al(OH)₃ + 3H₂ Алюминий – екідайлы элемент. Ол сұйылтылған қышқылдармен және сілтілермен жақсы әрекетеседі: 2Al + 6HCl = 2AlCl₃ + 3H₂ 2Al + 2NaOH + 6H₂O = 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂ Концентрациялы, суық азот және күкірт қышқылдарымен әрекеттеспейді, пассивтенеді. Бұл жағдай осы қышқылдарды алюминийден жасалған ыдыстарда тасымалдауға қолданылады. Алюминий белсенді металл болғандықтан, көптеген металдарды олардың оксидтерінен тотықсыздандырады: 8Al + 3FeO*Fe₂O₃ =4Al₂O₃ +9Fe Металл оксидтерін алюминиймен тотықсыздандыру АЛЮМОТЕРМИЯ деп аталады. Маңызды қосылыстары. Al₂O₃- қиын балқитын, ақ түсті зат. Табиғатта корунд деген атпен кездеседі. Алюминий оксиді суда ерімейді, екідайлы қасиет көрсетеді: Al₂O₃+6HCl = 2AlCl₃+3H₂O Al₂O₃+2NaOH+3H₂O = 2Na[Al(OH)₄] Алюминий гидроксидінің түр өзгерісі екі түрлі болуы мүмкін: кристалдық және аморфтық. Алюминий гидроксидін алюминий түздары ерітінділеріне сілтімен әсер ету арқылы алады: AlCl₃ + 3NaOH = Al(OH)₃ + 3NaCl Жаңа тұнған Al(OH) 3 ақ қоймалжың тұнба, суда мүлдем ерімейді және типтік екідайлы гидроксид болып табылады: Al(OH)₃+3HCl = AlCl₃+3H₂O Al(OH)₃+NaOH = Na[Al(OH)₄] Қолданылуы. Алюминий техникада және тұрмыста кең қолданылады. Жеңіл және бағалы қасиеттері бар құймалар алынатындықтан, оның авиациялық өнеркәсіпте, автокөлікте, электротехникада электр сымдарын жасау үшін, сонымен қатар жарылғыш заттарды алуда, химиялық аппаратураларды дайындауда, ғимараттарды салуда, жиһаздарды, ыдыстарды және т. б. жасауда маңызы зор. Таза металл түрінде алюминийді химиялық аппаратураларда электр сымдарын дайындауда пайдаланады. Алюминий жұқа фольга конденсаторлар жасау үшін қолданылады, кабель қаңылтыр және айна өндірісінде пайдаланады. Алюминийдің қолданылатын маңызды аймағы – оның негізіндегі жеңіл құймалар өндірісі. Металдық алюминийді мыс, магний, титан, никель, мырыш, темір негізінде құймаларды легирлейтін қоспа ретінде кең қолданады. Құймалардың жемірілуге тұрақтылығы төмен. Кең таралған құймлар силумин – алюминийдің кремниймен құймасы, дуралюмин – құрамына алюминиймен бірге магний, темір, мыс және марганец кіреді, магналий – алюминийдің магниймен құймасы. Бұл құймалардың барлығы жеңіл және берік. №8. Мынадай айналуларды жүзеге асыратын барлық реакция теңдеулерін жазыңдар: Алюминий → алюминий хлориді → алюминий гидроксиді → алюминий оксиді → натрий метаалюминаты → алюминий сульфаты Жаңа тақырыпты пысықтау сұрақтары: Алюминийді тұрмыста және техникада қандай қасиеттеріне байланысты пайдаланады? Алюминий не себепті ауада тоттанбайтынын түсіндір. Қандай алюминий құймаларын білесің? Алюминийдің екідайлы элемент екенін қалай білуге болады? Алюминий жай заттармен әрекеттеседі ме? Ең маңызды алюминий қосылыстарын атап бер.

Бақылау сұрақтары:

1. Алюминийдің периодтық жүйедегі орны мен атом құрылысы

2. Табиғатта таралуы

3. Алынуы

4. Физикалық қасиеттері

5. Химиялық қасиеттері. Маңызды қосылыстары.Қолданылуы.

Дәріс 8. Кремний және оның қосылыстары.

Кремний (Sіlіcіum), Sі – элементтердің периодтық жүйесінің ІV тобындағы элемент. Тұрақты 3 изотопы – 28Sі, 29Sі және 30Sі бар. Жер қыртысындағы мөлшері 29,5%. Табиғатта оттектен кейінгі көп тараған элемент.^[1]

Ашылуы

Кремнийді алғаш рет 1811 жылы Гей-Люссак пен Л.Ж. Тенар ашқан. 1824 – 1825 жылдары швед химигі Я.Берцелиус фторлы кремнийді калиймен тотықсыздандырып, ал 1865 жылы орыс ғалымы Н.Н. Бекетов төрт хлорлы кремний мен мырышты әрекеттестіріп жеке бөліп алған.