Шпаргалка по "Неорганической химии"

Аммиакты мыс оксиді үстінен өткізу кезінде азот бөлінеді:

2NH3 + 3CuO =N2 + 3 Cu + 3 H2O

Азот –иіссіз, түссіз, ауадан шамалы жеңіл газ. Суда нашар ериді. Сұйық азот- 195,8 т қайнайды,210 қатады.Азот молекуласы өте тұрақты,оның себебі молекула құрамында 3 жұп байланыстың болуында.Азот бірнеше оксидтер түзеді:N2O,NO,N2O3,NO2,N2O5.

Азот І оксидін аммоний нитратын ыдыратып алады:

NH4OH→N2O + 2H2O

Азот ІІ оксиді суда аз еритін түссіз газ:N2 + O2   = 2NO

Азот IVоксиді өзіне тән иісі бар қара қоңыр түсті улы зат.

4HNO3→4NO2 + O2+2H2O

Азот III оксиді көк түсті сұйық зат.2HNO2=NO +  NO2+H2O

Азотты қышқылды оның тұзынан алуға болады:

2NaNO2 + H2SO4 = Na2SO4 + 2HNO2

Азотты қышқылдың тұздарын нитриттер дейді.Азотты қышқылда азоттың тотығу дәрежесі аралық +3 болғанда ол тотықтырғышта,тотықсыздандырғышта бола алады.Таза азот қышқылы түссіз сұйық зат.суды жақсы сіңіреді.өте күшті қышқыл:

HNO3→H+ + NO3-

Азот қышқылы металдармен әрекеттескенде сутегі бөлінбейді.металдың активтілігіне концентрациясы байланысты.

Ag + 2HNO3конц=AgNO3+ NO2+H2O

3Ag + 4HNO3сұйық = 3AgNO3 + NO + 2H2O

Концентрлі азот қышқылы темірге ,хромға әсер етпейді.Азот қышқылы көптеген органикалық заттарды күйдіріді.Нитраттар.Азотты тыңайтқыштар .Азот қышқылы бір негізді болғандықтан нитраттар деп аталатын қалыпты тұздар  түзеді.суда жақсы ериді,қыздырған кезде ыдырап оттегін бөледі.Натрий,калий ,аммони және кальций ритраттары азотты тыңайтқыш ретінде қолданады.оларды селитралардеп атайды.

7)Массалар сақталу заңы.Химиялық  реакциялар теңдеулері.Массалар  сақталу дәлелі. Реакция теңдеулері  бойынша есептер.Энергия сақталу  заңы.Масса мен  энергияның өзара  байланысы.Эйнштейн теңдеуі.Гей-Люссактың  көлем қатынас заңы.Еселік қатынас заңы.Эквивалент заңы.Зат  массасының сақталу заңын алғаш М.В.Ломоносов 1748  жылы ашты.   Реакцияға қатысқан барлық заттардың, яғни реагенттердің массасы  реакция нәтижесінде шығатын заттардың, яғни өнімдердің  массаларына  тең.Ломоносов ашқан бұл заң  былай  да  оқылады: химиялық  реакцияларға қатынасушы  заттардың  массасы  өзгермейді.1756  жылы Ломоносов аузы бітелген  ыдыста  металдарды  қыздыру тәжірибесін жасады.Ыдысты тәжірибеге дейін  және  одан соң өлшеп, "металдың салмағы өзгермейді" деген қорытындыға келеді,сөйтіп массатотығуын  зерттеп, массалар сақталу заңын тәжірибе жүзінде нығайта түсті.Мысалы мырыштың оттекпен әрекеттесуін алсақ:

         6,54 с. б. + 1,6 с. б. =8,14 с. б.

         мырыш        оттек      мырыш оксиді

реагенттер мен өнімнің массалары бірдей болатынын көреміз.

XIX  ғасырда М.В.Ломоносов ашқан  заттар массаларының сақталу  заңы тәжірибе жүзінде  әлденеше  рет дәлелденіп, оның ешбір қатесі  байқалмайды.

Бұл заңды М.В. Ломоносов тұжырымдарының растығын дәлелдеді.Масса мен  энергияның байланысын А.Эйнштейн теңдеуінен көруге болады:

Е=м*с2; мұнда Е- энергия; м-масса; с-жарық жылдамдығы.

Бұл  теңдеуді химиялық реакция үшін пайдалансақ, реакция кезінде энергия бөлінсе –масса кемуі керек  те,энергия қосып алынса- масса да қосылуы керектігі айқын.Осыған қарағанда зат массасының сақталу заңы теория жүзінде жуық заң.Кейінгі зерттеулер, химиялық реакциялар кезінде байқалатын жылу процестерінің шамасы реакцияланушы заттардың массасына  аса әсер ете алмайтынын дәлелдеді.Сөйтіп зат массасының сақталу заңы іс жүзінде дәл заң.Ал егер Ломоносовытың заңы зат массасының сақталу заңымен энергия сақталу заңын бір деп алатын болсақ, өте дәл заң болып табылады.

Бұл заң химияның негізгі заңы.Осы заңға сүйеніп химиялық теңдеулер құрылады, түрлі есептеулер жүргізіледі. 

Гей-Люссак заңы.Реакцияласушы газдардың көлем қатынасын зерттеген француз ғалымы Гей-Люссак еді.Жұмыстың басталуы мынадай жағдайдан келіп туды.Немістің атақты жаратылыс зерттеушісі Гумбольдт жер шарын айналып шығу сапарына әзірленді, сонда істейтін ғылыми жұмыстарының бірі әр түрлі  жағдайдағы ауаның құрамын зерттеу.Міне, осыған керекті аспапты жасау, ол кезде әлі жас физик Гей-Люссаққа тапсырылды.Гей-Люссак осы уақытқа дейін қолданылып келе жатқан эвдиометр деген аспапты жасайды.

Гей-Люссак сол эвдиометр жәрдемімен (1805 жылдан бастап) реакцияласушы және реакциядан шығатын газдардың көлемін, көлем қатынасын зерттеп,мынадай жағдайды анықтайды:

1 көлем сутек пен 1 көлем хлордан  2 көлем хлорсутек  шығады.

2 көлем сутек пен 1көлем оттектен  2 көлем су буы шығады.

3 көлем сутек пен 1 көлем азоттан    2 көлем аммиак шығады.

Ешбір реакцияда жарты я ширек көлем жоқ, сондықтан Гей-Люссак газдардың көлем қатынас заңы деген заң ұсынады (1808 ж.).

Реакцияласушы және реакциядан шығатын газдардың көлемдерінің өзара қатынасы кішкене бүтін сандар қатынасындай болады.

   Тұрақты қысымдағы (изобаралық  процесс) берілген газдың массасы  үшін  газ көлемі абсолюттік  температураға тура пропорционал:

  V1/Т1 =V2/Т2

 Еселік  қатынас заңы. Кейбір элементтер қосылысқанда бір ғана емес, бірнеше қосылыс түзеді,демек бұл қосылыстарда ол элементтердің салмақ мөлшерлері  де әр түрлі  қатынаста болады.Мысалы, сутек пен оттек екі қоосылыс –су және сутектің пероксидін түзеді. Мыс оттекпен екі қосылыс – қара түсті мыс (ІІІ)  оксиді және қызыл түсті мыстың (І)  оксидін түзеді.

Сутек  пен оттектің  қосылыстарында сутектің бір салмақ бөлігіне оттектің қосылып  тұрған салмақ бөліктерінің біреуі  екіншісінен,(пероксидте судағыдан) екі есе артық  8/16=1/2.Осы сияқты мыс пен оттектің де екі түрлі қосылысында оттектің бірдей салмақ бөлігіне (16 с.б.) сай келетін мыстың салмақ бөліктері еселі қатынаста болады: 32/64=1/2.

Бұл жағдайды зерттеген Дальтон (1803 ж.) мынадай қорытындыға келген:

Екі  элемент бірімен-бірі бірнеше қосылыс түзетін болса,ол қосылыстарда, сол элементтердің біреуінің бірдей етіп алынған салмақ бөлігіне екіншісінің сай келетін салмақбөліктерінің  өзара қатынасы, кішкене бүтін сандар қатынасындай болады.

Бұл еселік қатынас заңы деп аталады. 

Эквивалент заңы.Химиялық тәжірибелерде таразыны кең қолдану, химиялық қосылыстардың құрамын білу, химиктердің алдына бірнеше мәселелер қойды.Соның бірі  химиялық элементтер  бірімен-бірі қосылысқанда қандай салмақ мөлшерлерінде қосылысады деген мәселе болды. Ағылшын ғалымы Джон Дальтон 1803 жылдан бастап  бірнеше жыл осы мәселемен шұғылданып,ақырында химияға эквивалент (әуелгі аты «қосылғыштық салмақ») деген түсінікті енгізді.

Эквивалент дейтініміз – химиялық элементтер бірімен-бірі қандай салмақ мөлшерлерінде қосылысатындығын көрсететін сан.

Әдетте сутек пен оттекті өлшеуіш ретінде пайдаланады,сутектің,1,008 салмақ бөлігіне,оттектің 8 салмақ  бөлігі сәйкес келеді.

Элементтің эквиваленті деп химиялық реакцияларда 1моль сутегі атомдарын немесе 1/2  оттегі атомдарын қалдықсыз қосып алатын немесе сутегі мен оттегінің сондай санын ығыстыра алатын мөлшерін айтады.

Эквивалент – зат мөлшері,демек,моль санымен көрсетіледі.Элемент эквиваленті 1/В-ға тең:

                       Э=1/B

Мұндағы В-қосылыстардағы элементтің валенттілігі.Элементтер валенттілігі ауыспалы болса, эквиваленті де әртүрлі болады.Мысалы,мыс (ІІ) оксидінде  мыс эквиваленті ½ моль, ал мыс (І) оксидінде  1 мольге тең:Темір қосылыстарында 2 және 3 валентті болады,сондықтан оның эквиваленті Э1=1/2 моль,  ал Э2 =1/3 моль.

Элемент эквивалентіне сәйкес массасы – эквиваленттік массасы (mэ) деп аталады.Эквиваленттің мольдік массасы (mэ) мольдік масса (М) мен эквиваленттің көбейтіндісіне тең:

mэ=M*Э

Мұндағы Э-берілген заттың эквиваленті, демек

mэ=M/B.

Сутегінің эквиваленттік массасы 1г,оттегінің эквиваленттік массасы 8г.Есептеулер жүргізгенде масса деген ұғыммен қатар эквиваленттік көлем қолданылады.Зат эквивалентінің берілген жағдайдағы алатын көлемін эквиваленттік көлем деп атайды.Мысалы, сутегінің эквиваленттік көлемі 11,2 л,ал оттегінің  эквиваленттік көлемі 5,6 л.

Эквивалент заңы. Заттар бір-бірімен эквиваленттеріне пропорционал мөлшерде әрекеттеседі немесе орын басады.

Математикалық түрде былай жазуға болады:

m1/m2=Э1/Э2    немесе  m1/m2=mэ1/mэ2

Элементтің химиялық эквивалентін мына формула бойынша да есептеп табуға болады:

Ээлемент=А/Валенттілік

Мұндағы А- элементтің  атомдық массасы.

Күрделі заттардың эквиваленті дегеніміз – кез-келген басқа заттың бір эквивалентімен әрекеттесетін мөлшері.

Қышқылдың  эквиваленттік массасы – қышқылдың мольдік массасының оның негізділігіне (металл  атомымен орын алмаса алатын сутегі атомының саны) қатынасы:

Эқышқыл=M/n(H)

Мысалы,  mэ(H3PO4)=98г/моль/3моль=32,7г.

Негіздің эквиваленттік массасы – негіздің мольдік массасының оның қышқылдығына (негіз түзетін гидроксид ионының санына немесе метал атомының валенттілігіне) қатынасы:

Энегіз=M/n(OH)

m э(Mg(OH)2=58г/моль/2моль=29г.

Тұздың эквиваленттік массасы – тұздың мольдік массасының металдың атом санымен (n) метал валенттілігі (В) көбейтіндісінің қатынасы:

Этұз=M/n*B

mэ Fe2(SO4)3=56*2+32*3+64*3/2*3=66,7г

Оксидтің эквиваленті оттегі және онымен қосылған элемент эквиваленттерінің қосындысына тең:

Эоксид= Ээлемент +Эоттегі, мұндағы Эоттегі=8.

9-сұрақ.Периодтық жүйедегі II топтың негізгі және қосымша топшаларының элементтерінің атомдарының электрондық құрылымына негізделген салыстырмалы сипаттамасы.Периодтық жүйенің  II тобына мына элементтер жатады:Ве,Мg,Ca,Zn,Sr,Cd,Ba,Hg,Ra.Осы элементтердің ішінде мына элементтер негізгі топшаға жатады: Ве,Мg,Ca,Sr,Ba,Ra;бұл элементтерді кейде сілтілік-жер металдары деп те атайды.Себебі,олардың оксидтеріне сәйкес гидроксидтері сілті,ал оксидтері жерде кездесетін ауыр элементтер оксидтеріне ұқсас.Ал қалған элементтер тобы Zn,Cd,Hg қосымша топша элементтеріне жатады.Олар 4,5,6 периодтардағы  d-элементтердің соңғылары.

 IIА-топшасы элементтерінің сыртқы электрондық қабатында екі электрон бар.Бір электрон қозған жағдайда р-орбитальға ауысып,екі дара электрон пайда болады.Демек,бұл элементтердің  тотығу дәрежесі +2-ге тең.

IIА-топшасы элементтері активті  болғандықтан,табиғатта тек қосылыс  күйінде кездеседі.Олардың ішінде  магний мен кальций кең тараған,қалғандары  өте сирек. IIА-топша элементтері  өте активті металдар және бұлардың стандартты электрондық потенциалдарының мәндері төмен болғандықтан оларды алудың бірден-бір жолы-электролиз.Әдетте,тұздарының балқымаларын электролиздейді.Оны,сонымен қатар,металлотермия  әдісімен алуға болады.Бос күйінде IIА-топша элементтері жеңіл,сілтілік металдарға қарағанда қаттылау металдар.Олар қатты күйінде әртүрлі кристалл тор түрінде кристалданады.Сондықтан балқу температураларының өзгеруінде белгілі бір заңдылық жоқ.Химиялық активтігі,тотықсыздандырғыш қасиеті жағынана сілтілік-жер металдары сілтілік металдарға қарағанда әлсіздеу.Тек барийдің активтілігі  сілтілік металдардікіне жақын.Олардың тотықсыздандырғыш қасиеті рет номері өсуіне орай арта түседі.Берилиймен магний ауада тотығып,оксид пленкасымен қапталса,қалған сілтілік-жер металдары оттегімен шабытты әрекеттеседі.Оларды керосин астында сақтайды.

Бериллий,магний,сілтілік жер металдар.Берилий  IIА-топшадағы  басқа элемененттерден айрықша қасиет көрсетеді.Ионында екі ғана электрон болғандықтан,басқа сілтілік-жер металдарынан ерекшелігі бар.Ол алюминийге ұқсас.Берилий алюминий сияқты амфотерлі қасиет көрсетеді,қышқылдармен және сілтілермен де әрекеттеседі:

Ве+КОН+2Н2О→К2[Ве(ОН)4]+Н2↑

Бұдан оның комплекс түзу қасиеті бар екендігі көрініп тұр.Амфотерлік қасиет оның оксиді ВеО мен гидроксидіне де тән.Берилийдің барлық қосылыстары улы.жан-жануарберилий тозаңымен немесе түтінімен демалу кезінде уланады.ол өкпе тканьдерінде жиналып,ауыр бронхитке соқтырады.Сондай-ақ сүйек тканьдерінде де жиналады.Берилий көп жерде жайылған мал берилий рахиті ауруымен ауырады.Сілтілік-жер металдары көбінесе металлургияда,атом реакторында,құймалар алуда қолданылады.Берилий атом реакторында нейтрон тежегіш ретінде,тоттанбайтын құйма алуда пайдаланылады.магний қосылған құймалар ракеталар,самолет,машина жасауда өте пайдалы.Барий қосылған құйма қорғасынмен бірге баспаханада қолданылады.

МАГНИЙ:Магний активті элемент болғандықтан,табиғатта қосылыстар түрінде кездеседі.Ол доломит МgСО3* СаСО3,магнезит МgСО3,карналлит КС1*МgС12*6Н2О,каинит КС1* МgSO4*3Н2О минералдарының құрамында болады.Теңіз суы-онда магний сульфаты болғандықтан МgSO4 ащы келеді.Магний тұздары топырақтың да құрамына кіреді.Ол бос күйінде күмістей ақ,жеңіл металл.Қыздырған кезде ауада көз қаратпайтын жарқыл беріп жанады:

2Мg+O2→2МgO

Оның бұл қасиетін жарық беретін ракеталарда,сурет түсіру,жағатын снарядтар жасауда пайдаланады.Магний өте активті металл.Ол ыстық сумен әрекеттесіп  сутегін бөледі:

Мg+2Н2О→ Мg(OН)2+ Н2↑

Сұйытылған қышқылдармен сутегін бөле (азот қышқылынан басқа)әрекеттеседі.Кейбір оксидтермен әрекеттеседі:

2Мg+SіO2→2 МgО+Sі

Магний оттегімен негіздік оксид түзеді МgО.Ол суда ерімейтін ақ түсті ұнтақ.Оны магнезитті ыдыратып алады:

МgСО3→ МgО+СО2

Магний оксидінің ерекше қасеті-ол  МgС12 концентрлі ерітіндісімен араластырған кезде қатты зат түззеді.Оны магнезиал цементі дейді:

МgО+ МgС12+Н2О→2МgОНС1

Магнезиал цементі құрылыста,қайрақ тастар жасауда,отқа төзімді тигельдер мен кірпіштер жасауда қолданылады.Магнийдің биологиялық мәні өте зор.Ол өсімдік құрамына кіріп фотосинтез процесінің жүруіне,углевод пен майлар түзілуіне көмектеседі.Ол фосфор қосылыстарының ыдырауы үшін де қажет.Егер топырақта магний мөлшері азайса,өсімдік әртүрлі ауруларға ұшырайды  (хлороз,жапырақтардың бозаруы).Азықта магний мөлшерінің жетіспеуі мал өніміне кері әсерін тигізіп,оларды ауруға шалдықтырады.Сондықтан топыраққа микротыңайтқыш ретінде доломит уатып себеді.