WWW.EL.Z-PDF.RU
БИБЛИОТЕКА  БЕСПЛАТНЫХ  МАТЕРИАЛОВ - Онлайн документы
 


«азіргі кездегі химия физика, математика, биология таы баса ылымдармен байланысы мол табиаттану ылымдарыны біріне жатады. Химия ылымы заттарды рылысын ...»

КІРІСПЕ

ХИМИЯ ЫЛЫМЫ ЖНЕ ОНЫ ДАМУ КЕЗЕДЕРІ

азіргі кездегі химия физика, математика, биология таы баса ылымдармен байланысы мол табиаттану ылымдарыны біріне жатады.

Химия ылымы заттарды рылысын асиеттерін жне оны ртрлі згерістерін зерттейді.

Химияны ылым ретінде дамуыны бірнеше дуірі бар.

1.Алхимияа дейінгі кезе – цивилизацияны алашы кезінен бізді эрамыза дейінгі IV-асыр аралыын амтиды, бл дуір практикалы жинаталан білімді біріктіретін негізгі тсініктері болмаан кез.(Демокрит, Евклид, Птоломей, Архимед, Аристотель).

2.Алхимия кезеі бізді эрамыза дейінгі IV-асырдан XVI асыра дейінгі аралыты алады. Бл кезе діретті «философиялы тасты», кп жыл мір сргізетін элексир-алкогесті жне мбебап еріткіш іздеген дуір болды. Алхимия Египетте, грек жері мен араб елдерінде жасы дамыды. (Джабир ибн Гайон, Аль-Рази, Халида ибн Иазида т.т).

3.Химияны бірігу дуірі – XVI-XVIIIасыр аралыын амтиды. Бл дуір трт кезенен трады:

а) ятрохимия – XIII асырды екінші жартысына дейінгі аралы. Бл кезе медициналы химияны дамуымен, Парацельс ебектерімен белгілі. Осы уаыт аралыы олданбалы химияны жасы дамыан кезеі болды(металлургия, шыны, фарфор ндіру, заттарды айдау);

б) пневматикалы химия газ кйіндегі жай заттар жне оларды осылыстарыны асиеттері зерттелді. Бл кезе мынандай алымдар есімдерімен белгілі: Бойль, Блэк, Кавендиш, Пристли;

в) флагистон теориясыны даму кезеі пневматикалы химияны дамуымен атар жреді. 17-18 асырларда жану рдістерін тсіндіру шін Г.Э. Шталь осы теорияны сынды;

г) флагистон теориясын жоа шыару кезеі Лавуазье ебектерімен байланысты: заттарды жану дерісін зерттеп, тотыу дерісіндегі оттегіні ролі мен химиялы элемент туралы тсінікті бекітіп, зат массасыны саталу заын экспериментті трде длелдеді. Химия дамуыны бл дуірінде химия баса табиаттану ылымдарымен бірге ылым ретінде жеке дамып, негізгі тсініктері мен кейбір задылытары ашыла бастады.

4. Химияны санды задарыны ашылу кезеі – XVIII-асырдан 1860-жыла дейінгі уаыт (Карлсруэде химиктерді Халыаралы съезі). Бл кезеде Дальтонны атомды ілімі, Авогадроны заы, атом-молекулалы ілім, элемент атомдарыны салыстырмалы атомды массаларын тзету жне тжірибе жзінде анытау тсілдері белгілі болды.

5. азіргі заманы химия дуірі 1860 жылдан бгінгі кнге дейінгі кез, бл ылым дамуыны алтын периоды, себебі бір асырда элементтерді периодты жйесі жасалып, Д.И.Менделеевті периодты заы ашылды, Аррениусті электролиттік диссоциация теориясы, органикалы заттарды А.М.Бутлеров жасаан рылыс теориясы, атом, ядро рылысы, ядролы реакциялар, валенттілік теориясы, химиялы дерістерді термодинамикалы негіздері т.т. алыптасты.

азіргі заманда химияны зерттелу рісі кеейгендігі соншалы химияны кптеген тарматары з алдына жеке ылым ретінде белгілі (бейорганикалы, органикалы, физикалы, ядролы химия, космохимия, биохимия, геохимия т.т.).Жаратылыстану ылымдарыны бір-бірімен байланысы материя озалысыны трлеріні зара байланысынан туындайтын объективті шынды. Бейорганикалы химия Д.И.Менделеев жасаан элементтерді периодты жйесіндегі элементтерді тзетін жай жне крделі заттарыны химиясы,ол жалпы химиямен зара тыыз байланысты. Жалпы химия арастыратын химияны негізгі задары, химиялы реакцияларды жруіні жалпы задылытары, химиялы байланыс теориялары, ерітінділер теориялары жне т.т. заттарды бір-бірімен рекеттесуін зерттеу барысында дниеге келген задылытар болып табылады.Сонымен, жалпы химия – химиялы білім жйесіні фундаменті, теориялы негізі.

Химия – эксперименттік ылым. Тжірибе нтижесінде алынан материалды жйеге келтіру азіргі заманы жалпы жне бейорганикалы химияны теориялы негіздері кмегімен жзеге асырылады, олар: 1) периодты жйедегі элемент атомдары рылысыны квантты-механикалы теориясы; 2) заттар асиеттеріні рылысына туелділігін арастыратын квантты-химиялы рылыс теориясы; 3) химиялы термодинамика тсініктеріне негізделген химиялы тепе-тедік.

Химия ылымыны халы шаруашылыында атарар орны лкен:

химиялы задылытара сйеніп, кнделікті трмыс-тіршілікке жне ндіріске ажетті заттарды сапалы етіп ндіру;

табии байлытарымызды (кендер, мнай, газ, кмір) жаа технологиялы дістерді олданып, оларды нерлым кешенді, алдысыз пайдалану;

ндіріс арынын арттыру;

арнайы асиетті таза жне аса таза заттар синтезін жзеге асыру.

азастанда химия ылымыны дамуына здеріні лестерін осан йгілі алымдар: Е.Н. Азербаев,.Б. Бектуров, Б.А. Бірімжанов, Д.В. Сокольский, М.И. Усанович, М.Т. Козловский, О.А. Сонгина, А.И. Зебрева, Х.К. Оспанов, Е.Е. Ергожин, Б.А. Жбанов ел есінде.

Халы шаруашылыын жаппай химияландыру оршаан ортадаы (жер, су, ауа) саталатын кптеген тепе-тедіктерді бзылуына келіп, экологиялы мселені де химиктер алдына ояды.

Осы мселерді жан-жаты шешімін табуда елімізге мір талабына сай химиялы білімі жоары инженер-экологтарды, технолог-химиктер ажет-а.

ТАРАУ I

ХИМИЯНЫ НЕГІЗГІ ТСІНІКТЕРІ МЕН ЗАДАРЫ

Табиаттану жне химияны негізгі сйенер теориялары атом-молекулалы ілім, зат массасыны, энергияны саталу заы.

Ал, химияны аталан теориялардан баса арастырар задары: периодты за, заттарды рылыс теориясы, эквивалент заы, рам тратылы заы, газ задары: Авогадро заы, Гей-Люссакты клемдік атынас заы, газды кйін сипаттайтын ш шама (P,V, T) байланысына атысты газ задары.

§1Атом-молекулалы ілім, химиялы тсініктер

Ертедегі грек философтары Демокрит, Левкипп, Лукреций атомистикасына сйеніп, атом-молекулалы ілімні негізін салушы орыс алымы М.В. Ломоносов пікірі бойынша заттар рылысы екі трлі блшектен трады: элементтер (азіргі тсінік бойынша-атомдар) жне корпускулалар (молекулалар).

Бл ілім ылыми химияны негізі болып саналады, химияны барлы санды задары осы ілімге негізделеді. Атом-молекулалы ілім 1803 жылы аылшын алымы Д.Дальтон атомистикасынан кейін алымдар арасында ке олдау тауып малданды, ілімні негізгі аидалары теория ретінде 1860 жылы Карлсруэде ткен химиктерді Халыаралы съезінде бекітілді, олар тмендегідей:

1.Затты химиялы блінбейтін кіші блшегі – атом. Атомны рбір трі химиялы элемент деп аталады.

2.Атомдар топтасып, молекула тзеді, ол затты рамын жне асиетін сатайтын кіші блшек. Бл блшектер бірігіп, молекула рылысты жне одан зге рылысты (атомды, ионды, металды, кристалды) заттар тзеді.

3.Молекула рылысты атты заттарды кристалды торларыны тйіндерінде молекулалар болады. Ал, зге рылысты заттардыкінде атомдар немесе баса блшектер де болады.

4.Заттар рамына байланысты жай жне крделі болып блінеді.

Жай заттар молекулалары бірдей элемент атомдарынан трса, крделі заттар ртрлі элемент атомдарынан трады.

5.Атом мен молекула немі озалыста болады.

6. Физикалы былыстар кезінде молекулалар саталады, ал химиялыта- згеріске шырайды.

Материя озалысыны химиялы трімен химия ылымы айналысады.

Бір затты баса зата айналуын химиялы реакция деп атайды. Химиялы реакцияларды тмендегідей белгілері болады: тсті затты пайда болуы, зат тсіні згерісі, тнбаны тсуі, тнбаны еруі, газды тзілуі, газды сіуі, жылуды жарыты ртрлі сулелерді шыуы мен сіуі т.т. Реакцияларды жіктелуіне тоталса:

а)реакцияны жылу эффектісіне арай (экзотермиялы, эндотермиялы):

CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O + Q

(CuOH)2CO3 2CuO + CO2 +H2O –Q

)реакцияа атысан жне тзілген заттар саны мен оларды рамыны згерісіне байланысты (осылу, айырылу, орын басу, алмасу):

–– осылу реакциясы

–– айырылу реакциясы

–– орын басу реакциясы

2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O –– алмасу реакциясы

б)реакцияны айтымдылыына байланысты (айтымды, айтымсыз)

Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3+ H2O айтымсыз

N2 + 3H2 2NH3

в)реакцияа атысатын зат молекуласы рамындаы элемент атомдарыны тотыу дрежелеріні згерісіне байланысты тотыу дрежелері згермейтін жне згере жретін – тотыу-тотысыздану реакциясы.

NaOH + HI = NaI + H2O т.д. згермейтін

6NaOH + I2 = 5NaI + NaIO3 + 3H2O т.д. згеретін

Химиялы реакциялар кмегімен адамзат тіршілігіне ажетті заттарды барлыын да табиатта кездесетін заттарды деп немесе жасанды тсілдермен синтездеп алуа болады.

Енді атом, молекула, жай жне крделі заттарды санды жаынан сипаттайтын шамалара тоталайы.

Зат млшері () бірлігіне моль абылданан. Кез келген затты 1 молінде Авогадро санындай 6,02·1023 рылыс бірлігі (атом, молекула, ион) болады.

NA= 6,02·1023моль-1,H2 – 1 моль, 5H2–5моль

Затты белгілі бір млшеріні массасын, газ болса - клемін, затты райтын рылыс бірліктеріні санын анытайтын формула:

(1.1)

мнда, М – молярлы масса, Vm– мольдік клем, m – масса,V – клем, N – блшекті рылыс бірлігіні саны.

Моль деп 0,012 кг кміртек изотобында () болатын атом санындай рылыс бірлігі бар зат млшері.

Молярлы масса деп зат массасыны зат млшеріне атынасымен аныталатын шаманы айтады.

(1.2)

Затты молярлы массасы сан жаынан оны салыстырмалы молекулалы массасына те болады.

Химияда атом мен молекуланы абсолюттік массалары те аз шама болуына байланысты салыстырмалы шамаларды олданады.

1961 жылы атом, молекула массасыны бірлігі ретінде кміртек изотобыны () массасыны блігі абылданан, ол -атомды масса бірлігі (ат.м.б.).

1 ат.м.б. = (1.3)

ma () =, ат.м.б =

Салыстырмалы атомды масса деп элементті табии изотоптарыны орташа массасыны атомды масса бірлігіне неше еселі екендігін крсететін шама:

Ar (эл-т) = (1.4)

Ал, салыстырмалы молекулалы масса зат молекуласыны орташа массасыны атомды масса бірлігіне неше еселі екендігін крсететін шама:

Mr(зат) = |М|= Mr (1.5)

Затты салыстырмалы молекулалы массасы оны рамына кіретін атомдарды салыстырмалы атомды массаларыны осындысына те болады:

Mr(CхВу) = хAr(C) + уAr (В)

Мольдік клем – газ клеміні зат млшеріне атынасымен аныталады.

=лмоль (1.6)

алыпты жадайда (t =О0С, Т = 273 К, р = 1 атм = 101,3 кПа) кез келген газды 1 молі 22,4 л клем алады, оны мольдік клем деп атайды.

Бірдей жадайда те клемде екі газ берілсін делік, сонда Авогадро заы бойынша оларды молекулалар сандары те болуы керек, ал оларды массалары: М1 жне М2-ге те болады, осыларды атынасы газдарды салыстырмалы тыыздыы деп, ал газды 1 литріні массасын газды.ж. тыыздыы деп атайды.

Д =;; - газды.ж. тыыздыы (1.8)

Газдар тыыздыы сутегімен, ауамен салыстыра беріледі:

ДН (1.9)

Дауа = (1.10)

Затты молекулалы рамы химиялы формуламен беріледі.

Химиялы формула деп затты химиялы рамын химиялы элементтер табалары, ал моль – атомдар санын индекстер арылы рнектеуді айтады.

Формулаларды бірнеше трі болады, олар арылы нені анытауа болатынын арастырса:

1)жай формула – затты сапалы рамын жне оны рамына кіретін элементтерді моль-атомдарыны жай атынасын крсетеді.Мысалы, С2Н2, С6Н6–ні жай формуласы – СН;

2)наты формула затты сапалы жне оны наты санды рамын,

C2H2 – ацетилен, (С) : (Н) = 2 : 2

m(C) : m(H) = 24 : 2 = 12 : 1

3)графикалы формула затты сапалы, санды рамын крсетумен атар атомдарды бір-бірімен байланысу ретін, валенттіліктерін,

C C C (IV), H (1)

| |

H H

4)электронды формула алашы ш формула крсететінді жне атомдарды байланыстырушы электрондарын,

H:C C:H

5)кеістіктік (рылыс) формула 1-3 пункттердегіні жне молекуланы кеістікте орналасуын, яни, байланыс брыштарын (1800) да крсетеді.

H– C C – H

ХИМИЯНЫ НЕГІЗГІ ЗАДАРЫ

§ 2 Зат массасыны (заряды мен энергиясыны) саталу заы

1760 жылы М.В.Ломоносов зат массасыны (энергиясыны) саталу заын сынып, бл екі зады табиатты жалпы задылыы ретінде бірттас арастырды. Бл за материя мен озалысты мгілігі, оларды жойылмайтындыы, бір трінен екінші тріне ауысуы ммкін деп тсіндіреді.

Реакцияа атысан зат массасы реакция нтижесінде тзілген зат массасына те болады.

Сондытан реакция тедеулерін коэффициенттер кмегімен теестіреміз. азіргі заман ылымы М.В.Ломоносов сынан заны дрыстыын, энергия мен масса материяны сипаттайтын екі шама екендігін жне оларды байланыс формуласын 1905 жылы азіргі заман физикасыны негізін салушы А.Эйнштейн сынан формуладан крінеді:

E = mc2 (1.11)

Мнда, E – энергия, m – масса, c – жарыты вакуумдегі жылдамдыы.

Бл тедеу бойынша химиялы реакциялар жылу бле, не сііре жретін болса, масса згерісі болуы тиіс, бл згеріс те аз шама.Ал ядролы реакциялар кезінде бл шама елеулі, сондытан энергетикалы эффект миллион, миллиардтаан килоджоульмен есептеледі. Сондытан химиялы реакциялар шін зат массасыны саталу заы орындалады.

Зат массасыны саталу заын тмендегі мысал негізінде арастырамыз:

CuSO4 + 2NaOH = Cu(OH)2 + Na2SO4

,моль 1 2 1 1

М,г/моль 160 40 98 142

m,г 160 40 98 142

m (CuSO4) + m (NaOH) m( Cu(OH)2) + m (Na2SO4) = 240 г

Заряд жне энергия саталу задарын келесі тарауларда арастырамыз.

Периодты за. Бейорганикалы химияны негізгі масаты элемент асиеттерін, оларды бір-бірімен рекеттесуін зерттеу арылы жалпы задылыын анытау. Бл мселені шешуде Д.И.Менделеев ашан элементтерді периодты жйесі негізіндегі периодты за те маызды ылыми орытындылау болып есептеледі. Осы заны негізінде ана біздерге беймлім элементтер асиеттерін болжау, кейіннен ашу ммкіндігі туды, сондытан Д.И.Менделеев азіргі заман химиясыны негізін салушыларды бірі болып есептеледі.

Периодты жйе – элементтерді атом рылысыны айнасы. Атом рылысыны теориясы негізінде периодты заны физикалы маынасы тсіндіріледі. Периодты заны табии жне жасанды радиоактивтілік, ядро ішілік энергияны блінуін, уран жне плутонийден кейінгі элементтер синтезінде, геохимия мен космохимияда атарар орны ерекше. Периодты заа келесі тарауларда толыыра тоталамыз.

Химиялы рылыс теориясы (1861ж.) Бл теорияны негізгі масаты затты асиеттері мен рылысыны арасындаы байланысты зерттеу. А.М.Бутлерова дейінгі алымдар зат асиеттерін тек оны сапалы жне санды рамы арылы тсіндіріп келсе, рылыс теориясы бойынша зат асиеті оны химиялы рылысына туелді екендігін арастырады(XII –тарау §2). Бл теория арылы алдымен молекулалы рылысты органикалы заттар асиеттерін зерттеуге пайдалананымен, бл теория жалпы химиялы – ол молекулалы рылысты емес бейорганикалы заттар, координациялы осылыстар (кешенді), бейорганикалы полимерлер асиеттерін де тсіндіреді. Заттарды химиялы рылысы химиялы байланыс теориясы арылы тсіндіріледі. Сондытан бл теория атом-молекулалы ілімге сйенген жалпы химиялы азіргі заманы фундаментальді задарды бірі болып табылады.

Газ задары. Гей-Люссакті клемдік атынас заы(1808ж.):

Температура мен ысым траты боланда, реакцияа атысан жне

тзілген газдар клемдеріні атынасы кішкене бтін сандар атынасындай

болады.

Оны мына мысал негізінде арастырайы:

CH4(г) + 2O2(г) СO2(г) + 2H2O(бу) + Q

1 2 1 2 22,4 44,8 22,4 44,8 V(CH4):V(O2) :V(CO2):V(H2O)=22,4 : 44,8 : 22,4 :44,8 =1: 2:1:2

Клемдік атынас заы Авогадро заы негізінде тсіндіріледі.

Авогадро заы. Бірдей жадайда те клемде алынан газдарда молекулалар сандары бірдей болады.

Осыны мына мысалдан круге болады.

1) Берілгені: 2) Шешуі:

V(CO2, H2, O2) = 10 л

N(CO2, H2, O2) - ?

молекула

Жауабы:2,69 1023 молекула

Олай болса, барлы газды 10 литрінде (.ж) 2,69·1023 молекула боланы.

Газды кйі ш шамаа P, T, V байланысты, ол Клапейрон-Менделеев формуласымен рнектеледі:

PV = RT (1.12)

PV= mRT/M, (1.13)

R=P0V0/Т0 (1.14)

мндаы R – универсал газ тратысы, 8,314Дж/моль·К мнін абылдайды.

Егер газ клемі алыпты жадайдан зге жадайда берілсе, оны алыпты жадайа келтіру шін мына формуланы пайдалануа болады:

PV/T= P0V0/Т0, V0= PV Т0/ P0Т (1.15)

Газ кйіндегі затты сипаттайтын ш шаманы бірін траты етіп аланда, алан екі шама арасындаы байланысты крсететін физика курсынан здеріізге белгілі ш за (Бойль-Мариотт, Гей-Люссак, Шарль) келіп шыады.

Парциалды ысыма атысты (Дальтон) заы.

Газ молекулалары ыдыс абырасына сотыысып, ысым тудырады. ысым млшері клем бірлігіндегі газ молекулаларыны санына байланысты.

Егер ыдыста бір-бірімен рекеттеспейтін бірнеше газды оспасы болса, р газ ыдыса бкіл ыдысты жеке зі алып трандай ысым тсіреді.

Жалпы ысымны р газ лесіне тиетін блімін парциалды ысым деп атайды.

Бір-бірімен рекеттеспейтін газ оспасыны жалпы ысымы р газды парциалды ысымдарыны осындысына те болады.

Р = р1 + р2 ……. рn

осылысты рам тратылы заы.

Химияны зерттейтін басты объектісі зат – осылыс. Химиялы осылыс оспадан жне ерітіндіден згеше химиялы индивид.

Химиялы осылыс деп – рамы бірдей немесе ртрлі элемент атомдарынан тратын, белгілі химиялы асиетті, кристаллохимиялы рылысты, рамы траты немесе айнымалы болатын біртекті зат.

Стехиометриялы задар молекула рылысты заттар шін жазылан, сондытан рам тратылы заы (Пруст, 1808ж.) былай оылады:

Алыну дістеріне арамастан молекула рылысты таза заттар рамы траты, ал зге рылысты заттар шін зат рамы оны тзілу жадайына туелді болады.

Академик Н.С.Курнаков нсауы бойынша рамы траты болатын заттарды дальтонидтер(H2O, NH3 …), ал айнымалы рамды заттарды бертоллидтер (Ti O0,7, TiO1,3 - TiO; TiO 1,3- TiO2) деп атайды.

Мысал ретінде суды тзілу дістерін арастырайы:

2H2 + O2 = 2H2O

Na2O + 2HCl = 2NaCl + 2H2O

NaOH + HCl = NaCl + 2H2O

SO2 + 2 NaOH = Na2SO3 + H2O

Осы дістер мен алынан жне табии суды рамы бірдей болады.

Зат рамын белгілеу тсілдері:

а) зат рамына кіретін элементтерді моль-атомдар сандарыны атынасы арылы:

H2O, (H) : (О) = 2 : 1

) зат рамына кіретін элементтер массаларыны атынасы арылы:

H2O, m(H) : m(О) = 2 : 16 = 1 : 8

б) зат рамына кіретін элементтерді массалы лестері(%) арылы

AxByзаты шін:

(A) = xAr(A)100%/Mr(AxBy)

(B) = yAr(B )100%/Mr(AxBy)

Затты молекулалы формуласы элемент немесе элементтер топтарыны валенттіліктері бойынша рылады.

Валенттілік бір элемент атомыны екінші бір элемент атомымен осылыс тзген кезде зіне осатын элементті моль-атом санын анытайтын элементті басты асиеттеріні бірі болып саналады. Бл шама рим цифрлері мен белгіленеді, санды мні I–VIII аралыында згереді. Валенттілікті сан шамасы элемент атомыны рылымына туелді болады, сондытан бл таырыпа кейініректаы ораламыз.

Валенттілікте салыстырмалы шама, сутек валенттілігін – I-ге те, ал оттек валенттілігін – II-ге те деп есептеп, аландарын осы элементтер мен салыстырады.

Валенттілік бойынша формула ру шін атомдар немесе атомдар топтарыны валенттіліктеріні е кіші орта еселігін анытап, р топ валенттіліктеріне бліп, индекс етіп жазады.

Е арапайым крделі зат формуласы:

Н2О - су, мндаы Н – І-валентті, ал О – ІІ-валентті, е кіші орта еселігі 2-ге те болса, 2:1=2, 2:2=1. осы су формуласы бойынша гидроксо-топты (ОН) валенттілігі І-ге те екендігі, оны графикалы формуласынан крінеді:

Н –– О –– Н

осыны білгеннен со, металдар валенттілігі бойынша негіздер формуласын руа болады:

Ал, ышылдар формуласын білсек:

ышыл алдытарыны валенттіліктерін анытап, тздар формулаларын жазамыз:

ышыл формуласы белгісіз болса, ышылды оксид формуласына ойша бір немесе бірнеше моль су осу арылы формуласын шыарып алуа болады, реакция тедеулері жретін реакциялар шін ана жазылады.

––ккірт ышылы

––кмір ышылы

––метафосфор ышылы

––ортофосфор ышылы

––марганец (VII) ышылы

осылыс формуласы бойынша р элементті валенттілігін анытау шін элементті тотыу дрежесі деген тсінікті еске тсіру ажет.

Тотыу дрежесі деп электртерістілігі басым элементке байланыса тскен электрондарды ыысуынан пайда болатын шартты заряд.

Жалпы молекула электрбейтарап боландытан, кпшілік жадайда элемент валенттілігі тотыу дрежелеріні абсолюттік мндеріне те болуына байланысты, осылыс рамына кіретін элементтерді о жне теріс тотыу дрежелерін теестіру арылы валенттілігі белгісіз элементтікін анытайды, яни мына ережеге сйенуге болады:

осылыс рамындаы элементтерді о жне теріс тотыу дрежелеріні алгебралы осындысы нольге те.

Мысалы:

+12+x+4(-2)=0 x=+6, S(VI)

+12+2x+7(-2)=0 x=+6, Cr(VI)

Еселік атынас заы. (Дж.Дальтон, 1808ж.)

Егер екі элемент бірімен бірі бірнеше осылыс тзетін болса,осылыстардаы элементтерді біреуіні бірдей етіп алынан масса блігіне екіншісінен келетін масса бліктеріні зара атынасы кішкене бтін сандар атынасындай болады.

Этан, этилен, ацетилен мысалдарынан кміртек, сутек атомдарыны массаларыны атынасын есептеуге болады.

C2H6m(C) : m(H) = 24 : 6 = 4 : 1

C2H4m(C) : m(H) = 24 : 4 = 6 : 1

C2H2m(C) : m(H) = 24 : 2 = 12 : 1

а) m(C)= соnst,m(C)=24г

m1(H):m2(H) : m3(H)=6:4:2=3:2:1

) m(Н)=const,m(H)=1г

m1(C) : m2(C) : m3(C) = 4 : 6 : 12 = 2 : 3 : 6

Айнымалы рамды бертоллидтер шін Ti O0,58-1,33, Ti O1,45-1,56, TiO1,9-2,0 оттек массаларыны титанны бір масса бірлігіне келетіні блшек сандар атынасындай болады. Ал стехиометриялы рамды титан оксидтері шін TiO, Ti2O3, TiO2 оттек массаларыны атынасы 2 : 3 : 4 атынасындай болады.

Еселік атынас заынан шыатын мынадай орытындылар бар:

осылыс тзуші элементті кіші блігі атом, олай болса, молекула рамына кіретін атомдар саны бтін болады,

осылушы элементтерді массаларыны атынасы згергенде жаа осылыс тзіледі, бл диалектиканы санны сапаа ту заына длел бола алады.

Эквивалент заы. Химиялы тжірибелерде таразыны кеінен олдану химиктер алдына элементтер мен заттарды бір-бірімен алдысыз рекеттесетін массаларын анытау мселесін ойды.

Дж. Дальтон 1803 жылы бл мселемен айналысып, химиялы эквивалент деген тсінік енгізді, эквивалентті баламасы осылышты масса. рине, ол уаыттан бері бл тсінікті мн-маынасы да згерді.

Эквивалент деп –– реакцияларда бір моль-атом сутекке, ал тотыу-тотысыздану реакцияларында бір электрона сай келетін наты немесе шартты блшекті(э), ал осы блшекті зат млшерін эквиваленттік фактор(fэ) массасын эквиваленттік масса (mэ) деп атаймыз.

Бл анытамадан эквивалентті де салыстырмалы шама екенін байаймыз.

Эквивалент заы былай тжырымдалады:

рекеттесуші заттарды массаларыны атынасы сол заттарды эквиваленттік массаларыны атынасындай болады.

Оны математикалы рнегі:

m(1) : m(2) = mэ(1) : mэ(2)

(1.16)

Су молекуласында (H) : (0) = 2:1, сонда сутекті бір моль атомына оттектен сай келері 1/ 2 моль- атом болады, яни сол млшер сутекке эквивалентті, олай болса: fэ(H) = 1 моль; mэ(H)= 11= 1г; fэ(O)= 1/ 2 моль; mэ(O)= 116/2 = 8г.

Осыдан зат формуласы бойынша элементті эквиваленттік факторы валенттілікті кері шамасына те екендігі шыады:

(1.17)

mэ = fэ M (1.18)

Эквивалентті анытауды бірнеше тсілі белгілі:

тура тсіл (егер элемент оттек немесе сутекпен осылыс тзсе),

ыыстыру тсілі (егер элемент сутегіні ыыстырса),

жанама тсіл (сутек пен оттектен баса эквиваленті белгілі элемент немесе зат бойынша).

Ал, крделі заттар формулалары бойынша эквиваленттік факторларын есептейтін формулалар тменде келтірілген:

а) ышылдар: (HxR):

fэ(HxR)=1/Хмоль (1.19)

Мысалы: fэ(HCl) = 1 моль, fэ(H3PO4) = 1/3 моль

) негіздер [Me(OH)x]:

fэ[Me(OH)x]=1/Хмоль(1.20)

Мысалы:fэ(NaOH) =1моль fэ=[Ca(OH)2] = 1/ 2 моль

fэ = 1/ХB(элемент)

б) оксидтер

(1.21)

Мысалы: fэ(H2O) = 1/ 2 моль, fэ(CO2)= 1/4 моль

fэ (МхRу) = 1/ Х·В

в) орта тздар шін(МхRу) : (1.22)

Мысалы:fэ (CuSO4) = 1/ 2моль

fэ (AI2(SO4)3) = 1/ 2·3 = 1/6 моль

(1.21), (1.22) – формулаларындаы В- крсетілген элементтер валенттіліктері.

Егер реакция тедеулері белгілі болса, эквивалент заын пайдаланып, крсетілген шамаларды анытауа болады. Ол шін(1.16)-формуланы трлендіріп алып, екі тсілмен эквивалентті анытау жолын арастырайы.

Масса мен эквиваленттік масса формулаларын эквивалент заыны математикалы рнегіне орнына мына формулаларды оюа болады: m = M,

mэ = fэM.

(1)M1 : (2)М2 = fэ(1)М1 : fэ(2)М2=>(1) : (2) = fэ(1) : fэ(2) (1.23)

Олай болса, эквивалент заын былай да оуа болады:

рекеттесетін заттар млшеріні атынасы оларды эквиваленттік факторларыны атынасындай болады.

Мысалдар келтірейік:

1 ) NaOH + H2SO4 = NaHSO4 + H2O

, моль 1 1

M, г/моль 40 98

m,г 40 98

fэ(NaOH) = 1 моль, mэ(NaOH) = 40г

а) m(NaOH) : m(H2SO4)=mэ(NaOH) :mэ(H2SO4)

40г (NaOH) : 98г (H2SO4) = 40г (NaOH) : xг(H2SO4)

x = 98гmэ(H2SO4) = 98г, fэ (H2SO4) = 1 моль

) (NaOH): (H2SO4) = fэ(NaOH) : fэ (H2SO4)

1 : 1 = 1 : х

fэ (Н2SО4) = х = 1моль

mэ= fэM, mэ(H2SO4)2 = 1· 98 = 98г

2 ) 2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + H2O

моль 2 1

M,г/моль 40 98

m,г 80 98

а)80г (NaOH) : 98г (H2SO4) = 40г (NaOH) : xг(H2SO4)

x = 49 гmэ(H2SO4) = 49г, fэ (H2SO4) = 1/2 моль

) 2 моль NaOH : 1моль H2SO4 = 1 моль NaOH : х моль H2SO4

х = моль. fэ (Н2SО4)= 1/2 моль

mэ(H2SO4)= 98·1/2 = 49г

Олай болса, ышылдарды эквиваленттік факторлары реакцияларда алмасуа атысан сутек атомдары санымен аныталатыны жне оны анытауды екінші тсілі олайлы екендігін байаймыз. Сондытан келесі мысалдарда тек екінші тсілді (1.23) пайдаланып шешеміз.

3) Fe(OH)3 + 3HCl = FeCl3 + 3H2O

, моль 1 3

M г/моль 107 36,5

m,г 107 109,5

fэ(HCl)= 1моль,(Fe(OH)3) : (HCl) = fэ(Fe(OH)3) : fэ(HCl)

1 : 3 = х : 1

х = 1/3, fэ[Fe(OH)3] = 1/3 моль, mэ[Fe(OH)3] = 35,67 г4) Fe(OH)3 + 2 HCl = FeOHCl2 + 2H2O

, моль 1 2

[Fe(OH)3] : (HCl) = fэ[Fe(OH)3] : fэ(HCl)

1 : 2 = x : 1 x = 1/2 моль, fэ[Fe(OH)3]= 1/ 2 моль

5) Fe(OH)3 + HCl = Fe(OH)2Cl + H2O

, моль 1 1

fэ[Fe(OH)3]= 1 моль

Олай болса, негіздерді эквиваленттік факторы алмасу реакциясына атысан гидроксотобына байланысты аныталады.

6) NaH2PO4 + NaOH = Na2HPO4 + H2O

,моль 1 1

fэ(NaH2PO4) = 1 моль

fэ(NaOH) = 1 моль

Бл реакцияда тз рамындаы 1 моль – атом сутек натрий атомына алмасан.

NaH2PO 4 +2NaOH = Na3PO4+2H2O

,моль 1 2

fэ(NaH2PO4) = 1/2 моль

Ал, (7) реакцияда тз рамындаы 2моль-атом сутек натрий атомына алмасан.

Негіздік тздар шін былай аныталады:

8) Fe(OH)2Cl + HCl = FeOHCl2 + H2O

,моль 1 1

fэ[Fe(OH)2Cl] = 1 моль

9) Fe(OH)2Cl + 2HCl = FeCl3 + H2O

,моль 1 2

fэ[Fe(OH)2Cl] = 1/2 моль

ос тздар шін эквиваленттік фактор алмасан металл атом сандарыны валенттіліктеріне кбейтінділеріні осындыларыны кері мніне те болады.

10) KAl(SO4)2 + 2BaCl2 = 2BaSO4 + KCl + AlCl3

,моль 1 2

fэ(BaCI2) = 1/2 моль

fэ(KAl(SO4)2):(BaCI2) = fэ(KAl(SO4)2) : fэ(BaCI2)

1 : 2= х: 12 ;

х= 14 моль; fэ(KAl(SO4)2) = 14мольазіргі кезде элемент атомыны, зат молекуласыны молярлы массасы сияты эквивалентті де молярлы массасы дейтін шама олданылады.

Атом молекула эквивалент

М(H), г/моль М(H2), г/моль М(fэ(x)), г/моль

M(1/2 H2SO4) = 1 98/2 = 49 г/моль.

§ 3 Салыстырмалы атомды массаны есептеу тсілдері

1.Канницаро тсілі. Бл тсіл бойынша элементті шыш осылыстарыны салыстырмалы тыыздытары бойынша жне Менделеев-Клапейрон формуласын пайдаланып, салыстырмалы молекулалы массасын есептеп, атомды массасы есептелетін элементті массалы лесін анытап (санды анализ жргізу арылы),не тиесілі массасын есептеп шыарып, е кіші санды мні салыстырмалы атомды масса ретінде абылданылады.

Кесте 1.1.

Канницаро тсілі бойынша Ar(С) есептеу

№ осылыс Mr (C)% m(C) Ar

1

2

3

4

5 СH4

(CH3)2CO

C6H6

CO2

C2H5OH 16

58

78

44

46 75

62,07

92,31

27,27

52,2 12

36

72

12

24 Ar(C)=12

2.Авогадро тсілі бойынша жай газдар деп аталатын молекулары екі атомды газдарды салыстырмалы молекулалы массасын тауып, оны блігін салыстырмалы атомды масса ретінде абылдауа болады.

Ar= (H2, O2,Г2, N2,)

3.шыш осылыс тзбейтін элементтер шін Дюлонг-Пти (1850) тсілі олданылады. Металдарды меншікті жылу сыйымдылытары (C) мен элементті молярлы массасыны кбейтіндісі шамамен траты сан.

4.Менделеев тсілі элементтерді периодты жйесі жасалан кезде элементтерді эквиваленттік массаларын пайдаланып, асиеттеріне сйеніп кптеген элементтер массалары тзетілгендігін білеміз.

Мысала индий элементіні эквиваленттік массасы 38,3г болса, осылыстарында крсетуі ммкін валенттілігін пайдалану арылы элементті салыстырмалы атомды массасын анытауа болады.

mэ= fэ

fэ=1моль M = 38,3г/моль, fэ =1/2моль M = 76,6г/моль,fэ = 1/3моль

М = 114,9г/моль

Элементті периодты жйеде орны III-топ боландытан, оны салыстырмалы атомды массасы ретінде соы мн абылданан.

Похожие работы:

«Муниципальное общеобразовательное учреждение гимназия №9 г. Комсомольск-на-Амуре 172085160020 Методический сборник 2010 годОглавление: "Система подготовки учащихся 9 классов к ГИА по математике и по русск...»

«УТВЕРЖДАЮ: Т.И. Крикунова Директор МБОУ Хомутовской СОШ № 12 Расписание уроков 2014 2015 учебный год 1 смена День недели № урока Звонки 1 класс 2 класс 3 класс 4 класс 9 класс 11 класс Понедельник 1 8.00 – 8.40 Физическая культура Русский язык Математика Литературное чтение Биология Физическая культура 2 8.45 – 9.25 Матем...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Сибирский федеральный университетФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ УЧЕБНАЯ программа ПО Дисциплине Красноярск СФУ 2008 УДК 581.1(07) ББК 28.573я73 Ф 20 (авт. знак дает РИО. Буква по первой фамилии или по названию)Составители: Головано...»

«Министерство образования и науки РФ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский национальный исследовательский государственный университет" Факультет естественных наукУТВЕРЖДАЮ Декан ФЕН НГУ, профессор _ Р...»

«Годовая контрольная работа по биологии за учебный год. 8 класс. Вариант I. А). Выберите один ответ, который является наиболее правильным 1. Наука, изучающая поведение человека и животныхА) экология В) этология С) бриология Д) биология Е)...»

«МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙБИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ КОНТРОЛЯМЕТОДИКАОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОКСИЧНОСТИ ВОДЫ И ВОДНЫХ ВЫТЯЖЕК ИЗ ПОЧВ,ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД, ОТХОДОВ ПО СМЕРТНОСТИ И ИЗМЕНЕНИЮПЛОДОВИТОСТИ...»

«ВОДНЫЙ МАРШРУТ по р. "ЩАРА" Старт сплава от д. Трафимовичи Дятловского района до д. Мосты Правые Мостовского района, с протяженностью – 42км. и продолжительностью 3 дня. Разработан маршрут совместно с лидской туристической фирмой "Святовид". Маршрут относится к классу "похода выход...»







 
2018 www.el.z-pdf.ru - «Библиотека бесплатных материалов - онлайн документы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 2-3 рабочих дней удалим его.