Шпаргалка по "Неорганической химии"

Мырыш топшасының металдары.Мырыш пен кадмий тек +2,ал сынап кейде формальды +1тотығу дәрежесін көрсетеді.

Табиғатта таралу.Табиғатта мырыш галлей  ZnCO3,мырыш  алдамышы ZnS және полиметалл кендері құрамында болады.Салмағы жағынан жер бетңндегң үлесі 1,5*10 (-3)%

Алынуы. мырыш  алдамышын ZnS өртеп,одан соң көміртегімен тотықсыздандырып алады:

2ZnS+3О2→ 2ZnО+2 SО2↑

ZnО+С→ Zn+СО↑ 

Маңызды физикалық және химиялық қасиеттері.Мырыш платикалық,созылғыш,ақ-сұр металл.Атмосферада ылғал әсерінен оның бетін негіз тұз қабыршығы ZnСО3* Zn(ОН)2 бұзылудан сақтап тұрады.

Мырыш амфотерлі элемент.Ол сұйытылған қышқыл және сілті ерітінділерінде ериді:

Zn+Н2SО4→ ZnSО4+Н2↑

Zn+2КОН+2Н2О→К2[Zn(ОН)4]+Н2↑

 

Мырыш-ІІ Б топтың элементі. Электрондық формуласы:

                     Zn +30    1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2

Графиктік формуласы:

Химиялық реакцияларда тек соңғы қабаттағы 2s электронды беріп, +2 тотығу дәрежесін көрсетеді.Әдетте мырыш кендері –полиметалдық. Маңызды минералдары: мырыш алдамшысы-ZnS, цинкит-ZnO, мырыш шпаты-ZnCO3.

Алынуы.

                  2ZnS+ 3O2= 2ZnO+ 2SO2

                    ZnO+ C= Zn+ CO

Химиялық қасиеттері:

Жай заттармен

                  Zn+ Cl2=  ZnCl2

                  2Zn+ O2=  2ZnO

                   Zn+ S=  ZnS

Күрделі заттармен

                  Zn+ H2O= ZnO+ H2

                  Zn+ 2HCl2= ZnCl2+ H2

                 Zn+ 2NaOH=Na2ZnO2+ H2

Мырыштың маңызды қосылыстары:

Zn(OH)2-мырыш гидроксиді, екідайлы қосылыс.

                  Zn(OH)2+ 2HCl= ZnCl2+2H2O

                  Zn(OH)2+ 2NaOH= Na2(ZnOH4)

Мырыш сульфаты-ZnSO4*7H2O мырыш купоросы.

Мырыш сульфиді- ZnS люминесценттік қабілеті бар.

Мырыш қосылыстарын анықтау.

Мырыш тұздарына сілті қосқанда қоймалжың тұнба түзеді.

                 Zn+2 + 2OH- = Zn(OH)

Судың кермектілігі,оны жою әдістері.судың кермектігі кальциймен магний иондарының әсерінен пайда болады.Кермектік уақытша және тұрақты болып бөлінеді.Кермек суды қолдану үшін алдымен жұмсарту қажет.Жұмсартудың бірнеше жолдары бар.Егер суда кальций және магний  гидрокарбонаттары болса,онда уақытша (карбонатты)кермектік,ал сульфаттар,хлоридтер және басқа тұздар болса,тұрақты (бейкарбонатты)кермектік деп аталады.Уақытша кермектік суды қайнатса кетеді:

Са(НСО3)2→СаСО3↓+СО2↑+Н2О

Бор қақ түрінде тұнбаға түседі.Суды еріген тұздан толықтай тазарту үшін айдау әдісін (дистилляция)қолдануға болады.

Өсімдіктердің қоректену элементінің бірі-мырыш микроэлемент.Мырыштың биологиялық мәні де зор.Ол-бағалы микроэлемент.Мырыш жетіспеген жағдайда,өсімдіктердегі белок,углевод алмасу процестері бұзылады,тотығу-тотықсыздану процесін реттейтін ферменттер жұмысы тежеледі,хлорофилл мөлшері азаяды.Сондықтан мырышты микротыңайтқыш ретінде немесе өсімдікті  үстеме қоректену үшін пайдаланады.Мырыштың қосылыстары мал дәрігерлігінде де қолданылады.Мырыш оксиді жараны,күйікті май құрамына кіреді.Мырыш сульфаты,хлориді дезинфекциялаушы зат ретінде белгілі.

Сынаптың және оның қосылыстарының физиологиялық әсері.Сынап  металл күйінде қолданылады.Онымен термометр,барометр,манометр,вакуум үрлегіштер толтырылады.Оны пайдаланған кезде абай болу қажет.Өйткені сынап буы өте күшті у.Оның организмде жиналатын қасиеті бар.Организмде жиналып сынап  өте жаман ауруларға соқтырады.Сондықтан сынаппен жұмыс істейтін жерде сақтық шараларын мұқият сақтап,шашылған сынап  болса,жинап отыру қажет.

Мырыштың,кадмийдің және сынаптың комплексті қосылыстары

Zn(ОН)2+6NH3→[Zn(NH3)6](ОН)2

                                                     Гексааминмырышгидроксиді

HgI2↓+2KI=K2[HgI4]

                               Калийдің тетрайодогидраргираты

Cd(OH)2+6NH3→[Cd(NH3)6](ОН)2

                                      Гексааминкадмийгидроксиді 

10.Химиялық реакциялар  жылдамдығы туралы түсінік.

Химиялық процестердің барысын уақытпен бағалап зерттейтін бөлімін химиялық кинетика деп атайды. Оның басты мақсаты - химиялық реакциялардың жүру жылдамдығының әр түрлі факторларға тәуелділігін сипаттап, соған сай заңдылықтарды ашып беру.

 Химиялық реакциялардың жүру  жылдамдығы сан түрлі болады. Олардың кейбірі көзді ашып  жұмғанша өтеді, мәселен, қопарлыу, жарылу тәрізді процестер. Іс  жүзінде жиі кездесетін көптеген  реакциялар кесімді уақыт ішінде  жүреді, бірақ олардың жылдамдығы айлар мен жылдарға, тіпті, ғасырларға да созылуы мүмкін. Соңысына жер қыртысында өтіп жататын гохимиялық реакциялар мысал бола алады.

Бір ғана реакцияның өзі жағдайына байланысты әр түрлі жылдамдықтармен жүре алады. Мысалы, сутек пен оттектің қоспасы қалыпты жағдайда ешбір әрекеттеспестен мәңгі-бақи тұра беруге бар, ал оған тиісті өршіткі енгізсе болады, қуатты әрекеттесіп суға айналады. Қызуды 6300 С-қа жеткізсе қоспа өздігінен қопарылады, одан төменірек температурада реакцияның жылдамдығы азайып, өлшейтіндей дәрежеге жетеді.

Химиялық реакциялардың жылдамдығын білудің теориялық та,         практикалық та үлкен маңызы бар. Теориялық маңызы- заттың құрылысы мен атомдарының арасындағы байланысының, энергиялық сипаттамасының оның реакцияласу  қабілетіне тигізетін әсерін анықтап, осыған орай үдерістің жүру механизімін ашып бере алады. Практикалық пайдасы - химия өнеркәсібінде өндірілетін заттардың мөлшерін арттырудың жолдарын күні бұрын біліп, оған қажетті қондырғыларды, аспаптарды таңдап алуға мүмкіндік туғызады.

Реакция жылдамдығының әрекеттесуші заттар концентрациясына тәуелділігі.

Химиялық реакция тездеу үшін, реакцияласушы заттардың молекулалары жиі түиісуі қажет екендігі анықталды. түйісудің жиілендіру үшін алдымен реакцияласушы молекулалардың санын, демек, концентрациясын өсіру керек. Мысалы:  Н2+I2=2HI

реакциясын алалық, реакцияның жылдамдығы минутына 0,001 моль болсын. Енді, реакцияласушы заттың бірінің айталық, йодтың концентрациясын 3 есе өсірдік; онда йод пен сутектің молекулаларының белгілі уақыт ішінде түйісу саны үш есе артады, демек, олардың арасындағы реакцияның жылдамдығы да үш есе артады; тіпті екі газдың да концентрациясын біреуінікін 3 есе екіншісінікін 2 есе өсірсек, онда реакцияның жылдамдығы алты есе артып, минутына 0,001*3*2=0,006 моль болады

Химиялық реакцияның жылдамдығына әрекеттесуші заттардың концентрациясының әсерін зерттеген Норвегия ғалымдары Гульдберг пен Вааге 1867 жылы мынадай қорытындыға келген: Химиялық реакцияның жылдамдығы реакцияласушы заттар концентрацияларының көбейтіндісіне тура пропроционал. Мұны әрекеттесуші массалар заңы деп атайды.

 Химиялық реакцияны сұлбалық  жолмен былайша белгілеп  А+В=АВ  оған әрекеттесуші массалар заңын  қолданса: v=k[A][B] болып шығады. Мұндағы  квадрат жақша заттың мольдік  концентрациясын білдіреді. Теңдеуді  былайша жазып өрнектеуге болады: 

v=k*CA*CB Егер реакцияға заттың бірі еселенген мөлшерде қатысса, яғни  2А+В=А2В болса, оның жылдамдығы да өзгереді: V=k[А][А][В]=к[А]2[В]

Демек, әр заттың концентрациясы химиялық реакция теңдеуіндегі коэффицентке тең дәрежеге ие болады. Химиялық реакция теңдеуін жалпылама былай етіп берсе:

аА+вВ....=.... оның жылдамдығы былайша өрнектеледі: V=k[A]а[В]в....

Реакция жылдамдығының температураға тәуелділігі.

Заттар әрекеттесу үшін олардың бөлшектерінің өзара кездесіп соқтығысуы қажет дедік. Соқтығысу нәтижесінде бөлшектердің электрон бұлттарының тығыздықтары өзгеріп, жаңа химиялық байланыстар түзіледі. Тәжірибие жүзінде температура әрбір 100 С-қа артқанда реакция жылдамдығы 2-4 есе өсетіндігі анықталған. Бұл ереже оны ашқан автордың есімімен Вант-Гофф ережесі деп аталды. Вант-Гофф ережесінің математикалық теңдеуін жылдамдық константаларының не жылдамдықтардың арақатынасы арқылы өрнектесек  :     =y=2-4 ;          =y     

y- жылдамдықтың температуралық  коэфиценті, жоғарыда айтқандай оныңмәні 2-4 аралығында жатады. Бұл қатынастардың жуықтай орындалатына қарамастан көптегн үдерістердің температураға тәуелділігін білуде маңызды роль атқарады. Айталық, t градус температурада 1 сағатта аяқталатын реакция t-100 0-та 1*210, яғни 1000 сағатқа немесе 40 күнге созылады, ал t+1000-та не бары 1*210=3,6 секундта өтеді.

Қызудың аз ғана жоғарлауы химиялық үдерістің жүру жылдамдығын неге соншама арттырады? Температура артқанда бөлшектердің қозғлысы шапшаңдап, соқығысу саны көбейеді. алайда температура 10 градусқа, жоғарлағанда бөлшектердің жылдамдығы бар болғаны 1-25% қана артады. Соған қарамастан жылдамдықтың күрт өзгеруінің сырын тұсіну үшін әрекеттесетін ортада болатын белсенді бөлшектермен, олардың ерекшеліктерімен танысқан жөн.

Химилық реакция жылдамдығына катализатордың әсері.

Химиялық реакциялалардың барысына "бөгде" заттардың әсер ететіндігі XVIII ғасырда-ақ байқалған. 1812 жылы орыс химигі Кирхгоф крахмалға күкірт қышқылын араластырып қыздырса оның қатқа айналатынын, бірақ реакция нәтижесінде күкірт қышқылы өзгермей қалатынын байқаған. Сөйтіп реакциялардың жылдамдығына катализатор заттардың үлкен әсер ететіндігі анықталды.

Катализатор дегеніміз- реакцияның жылдамдығын өзгертіп, бірақ реакция нәтижесінде өздері химиялық өзгермей қалатын заттар. Қалыпты жағдайда реакцияласпайтын бірқатар заттар катализатор қатысында реакцияласа бастайды. Катализатор реакцияның жылдамдығын миллион есеге дейін өсіре алады. Катализатор қатынасымен болатын процестер жаратылыста да, өнеркәсіпте де өте көп. тірі организмде болатын толып жатқан процестер, мысалы ассіңіруде, толып жатқан органикалық катализаторлар - ферменттер, өсімдіктердің қоректенуіндетопырақта болатын минералдық ферменттер қатынасады. Қазіргі заманның өнеркәсібінде, әсіресе химиялық өнеркәсіпте, катализаторлар ерекше орын алуда, өйткені олардың қатынасымен түрлі процестер тездетіліп, оңайланады, соның нәтижесінде керекті заттардың өнімі өседі. Әрбір рекацияның өзіне лайықты катализаторы болады, ол катализатор басқа реакцияларға әсер етпеуі мүмкін. Кей жағдайда түрлі катализатор қолдану арқылы, бір заттан әр түрлі өнімдер алуға болады. Айталық: этил спиртінен, катализатор алюминий оксиді болса, этилен алынады.С2Н5ОН =C2H4+H2O

Катализаторлар қатты сұйық және газ күйінде де болады. Қатты катализатордың катализаторлықактивтігінен айырып қалуы оп-оңай өйткені кейбір заттар өте аз  мөлшерде болса да араласып кетсе, катализатор уланып қалады, мұндай заттарды катализатордың уы деп атайды.  HNC,H2S және As.Se.Te қосылыстары платина катализатордың уы .

Гомогенді және готрогенді катализ.

Белгілг көлем ішіндегі жеке заттың, немесе бірнеше заттың қоспасын, химияда жүйе деп атайды. Жүйе гомогенді яки біртекті және гетерегенді болады. Гетерегенді жүйе екі не бірнеше бөлімнен тұрады, ол бөлімдердің физиквлық не химиялық қасиетінде айырмашылығы болады және беттері ғана жанасады, бірімен бірі араласпайды.

Гетерогенді жүйенің басқа бөлімдерімен араласпай тұрған біртекті бөлімі фаза деп аталады. Демек, гомогенді жүйе- бір фазалы, гетерогенді жүйе екі не көп фазалы болады.

 Катализ де гологенді және  гетерогенді болады. Гомогенді катализде  католизатор да, реакциялаушы заттар  да бір фазада болады. Гетерогенді  катализде катализатор мен реакцияласушы  заттар әртүрлі фазаға жатады.

Химиялық тепе-теңдік  константасы.

Өзімізге таныс Бертолле тұзының айырлу реакциясын алсақ, мұнда шыққан калий хлориді мен оттек, тікелей қосылып қайтадан Бертоле тұзын түзе алмайды. Мұндай реакцияларды қайтымсыз яки бір бағытты ревкция дейді.

Енді сутекпен қыздырған темір қағының тритеміртетраоксиді арасындағы реакцияны алсақ, темір қағы темірге айналып, сутек қақтағы оттекпен қосылып суға айналады:

                         Fe3O4+4H2=3Fe+4H2O

Сондай жағдайда темір ұнтағына су буымен әрекет етсек, қайтадан темір қағы мен сутек түзіледі:

                         3Fe+4H2O=Fe3O4+4H2

Сонымен бір температураның өзінде біріне-бірі қарама-қарсы екі реакция жүреді.

 Бірдей жағдайда қарама-қарсы  екі бағытта жүретін реакцияларды  қайтымды депатайды. Қайдымды реакция  екендігін көрсету үшін теңдік  белгісінің орнына қарама-қарсы екі стрелка қояды:

                       Fe3O4+4H2=3Fe+4H2O

Солдан оңға қарай жазылған реакцияны тіке, оңнан солға жазылған реакцияны кері реакция деп атауға келіскен.

 Қайтымсыз реакциялар ақтығына  дейін  барады, яғни реакцияласушы  заттың тым болмаса біреуі біткенше реакцияласады. Қайтымды реакциялар аяғына жетпиді, оларды жеткізу үшін реакцияда түзілген заттарды қайта реакйияласпас үшін, бірінен-бірін ажырату керек.

 Химиялық реакйияларды қайтымды  және қайтымчыз деп бөлудің  өзі де дәл емес. Химиялық реакцияларды жеке тексеріп зерттегенде, қайтымсыз реакция деп жүрген реакциялардың көпшілігі қайтымды болып шығып жатыр.

Қайтымды реакцияда, тіке реакция мен кері реакцияның жылдамдықтары теңескен күйді, химиялық тепе-теңдік дейді.

 Үстіртін қарағанда реакциялар тоқтаған сияқты болып көрінеді. Бұл шынында «сияқты болып көріну» ғана, өйткені реакциялар тоқтаған жоқ, бірақ бірінің нәтижесін екіншісі жоққа шығарып отыр.