1 дәріс. Химияны оқыту әдістемесі (ХОӘ) ғылым және оқу пәні ретінде. Химияны оқытудың мақсаттары және міндеттері. №2 дәріс

1. Хлор металдармен, сутегі және басқа бейметалдармен,

6НС1 + КСЮ - ЗС1₂ + КС1 + ЗН₂0

Тұз қышқылындағы хлор - тотықсыздандырғыш, Бертолле тұзындагы хлор тотықтырғыш қызметін атқарып тотығу дэрежелерін нөлге дейін өзгертеді. Металл хлоридтеріндегі хлордың тотығуымен оқушылар электролиз құбылысын өткенде танысады.

2. Хлордың хлорлылау және хлорлау қышқылдарын түлдарына

2КОН + С1₂ - КСЮ + КС1 + Н₂0 t°

6КОН + ЗС1₂ = КСІО3 + 5KC1 + ЗН₂0

3. Хлор (VII) оксиді жэне хлор қышқылы туралы деректер валенттілік жэне периодтық заң туралы ұғым қалыптастыру үшін пайдаланылады.

Курстың эр жерінде өтілген хлор жэне басқа элементтердің қосылыстары туралы оқу материалын электрондық теория түрғысынан жүйеге түсіріп, біртұтас үгым қалыптастыру арқылы химиялық реакция ұғымын тереңдету жэне дамыту мүғалімнің міндеті.

Химиялық элементтердің тотығу дәрежесі өзгермей жүретін реакциялар туралы уғьш электролиттік диссоциациялау теориясын өткеннен кейін дамытылады, реакциялардың иондық механизмі жөнінде түсінік беріледі.

Бүл олқылықтарды болдырмаудың негізгі жолы - алмасу реакцияларының иондық механизмін оқушылардың жете түсінуі. Иондық реакциялардың мэнін түсіндіретін теориялық көзқарастың негізгі үғымдары: ион, катион, анион, ион алмасу, заттың иондық қүрамы, нашар диссоциацияланатын зат, сатылап диссоциациялану, гидролиз, т.б. Бұл үғымдарды саналы игеру нэтижесінде оқушылар мыналарды біліп алады:

1. 
   Иондық және полюсті ковалентті байланысы бар заттар суда ерігенде иондар түзіледі. Иондар арасындагы химиялық реакциялар түнба, газ жэне нашар диссоциацияланатын заттар түзеді.
   
2. 
   Қышқылдардың, негіздердің жэне тұздардың суда ерігіштігі кестесіне қарап, түнба түзілетінін жэне түзілмейтіні алдын ала болжауга болады. Ю.В. Ходаков (1988ж) оқулығында 10 анион мен
   

3. 
   Түрақсыз қышқылдардыц аниондарына (S"², S0₃~², С0₃~²) сутегі катионы немесе гидроксоний ионы эсер еткенде газ түзіледі.
   
4. 
   Нашар диссоциацияланатын заттарға су, әлсіз қышқылдар мен негіздер жэне нашар еритін түздар жатады.
   
5. 
   Алмасу реакцияларының ақырына дейін жүру жағдайларын білу көптеген реакциялардың бір механизммен жүретінін түсінуге жәрдемдеседі, мысалы:
   

2Н⁺ + S0₄^2- + Ва²⁺ + 2СГ = ↓ BaS0₄+ 2Н⁺ + 2C1^-

S0₄^2- + Ва²⁺= ↓ BaS0₄

K₂S0₄ + Ba(N0₃)₂ = ↓BaS0₄ + 2KN0₃

S0₄²- + Ba²⁺= ↓ BaS0₄

H₂S0₄ + Ba(OH)₂ = ↓BaS0₄ + 2H₂0

S0₄^2- + Ba²⁺= ↓ BaS0₄

Келтірілген үш алмасу реакциясының мәні бірдей, барий катионы мен сульфат анионы ерітіндіде кездесіп, қышқылда ерімейтін түнба түзеді. Бұл реакция барий мен сульфат иондары бар кез-келген ерітіндіде жүзеге асады. Сондықтан барий катионы сульфат анионы үшін, ал сульфат анионы барий катионы үшін реактив болып табылады. Осы заңдылыққа сүйеніп заттарды ажыратып танитын, сапалык құрамын анықтайтын, т.б. эксперимент есептері шығарылады.

молекулалық Na₂S0₃ + 2HC1 =2NaCl + Н₂0+ S0₂↑

Толық иондық 2Na⁺+ S0₃^2- + 2Н⁺ +2Cl^-=2Na⁺ + 2СГ + Н₂0+so₂↑

Қысқаша иондық S0₃^2- + 2Н⁺= Н₂0+ S0₂↑

а) ↓Сu(ОН) 2+2ІГ + S0₄²" = Cu²⁺ + S0₄²"+ 2Н₂0

э) ↓H₂Si0₃+2Na⁺ +20H"=2Na⁺+ Si0₃^2-+ 2H₂0

↓H₂Si0₃ +20H^- =Si0₃^2-+ 2H₂0

б) ↓СаС0₃ +2H⁺ +2N0₃^- ═ Ca²⁺+2N0₃^- + 2H₂0+C0₂t

Бастапқы екі реакцияның қысқаша иондық теңдеулерінен бейтараптану реакциясы сутегі катионы мен гидроксид анионының арасында жүріп, негіз және қышқыл тұнбаларының иондарға ыдырайтыны көрінеді. Соңғы реакцияда карбонат ионды сутек катионы байланыстырып, тұрақсыз көмір қышқылы түзіледі, ол көміртек (IV) оксиді мен суға айырылады.

8. Ион алмасу жүзеге асатын реакциялардың толық жэне қысқаша иондық тецдеулерін жазып үйренетін жаттығуларды біртіндеп қиындату, олардың мазмүны мынадай болуы мүмкін: а) дайын күйінде берілген молекулалық теңдеуді толық және қысқаша иондық теңдеулер күйінде жазу; э) бастапқы заттары ғана берілген реакцияның молекулалық, толық жэне қысқаша иондық теңдеулерін жазу; б) іс жүзінде жүретін атаулары ғана берілген заттар арасындағы реакцияның үш түрлі теңцеулерін жазу; в) атаулары берілген заттар арасында алмасу реакциялары жүретінін немесе жүрмейтінін болжау, жүретіндерінің реакция теңдеулерін молекулалық жэне иондық түрде жазу; г) бастапқы заттардың біреуі жэне шығатын заттардың біреуі гана берілгенде реакция теңдеулерін құрастыру; ғ) иондардың ерітіндіде қатарынан жүру мүмкіндігін табу; д) берілген катионы жэне анионы бойынша бірнеше теңдеу құру; е) берілген иондарды түлбаға түсіретін бірнеше теңдеу жазу; ж) көрсетілген иондардың ерітіндіде барын білдіретін теңдеулер жазу; з) берілген затты мүмкін эдістермен алудың молекулалық және иондық теңдеулерін құру; и) қанық ерітінді мен берілген электролит арасындағы алмасу реакцияларының мүмкіндігін анықтау жэне реакция теңдеулерін жазу.

9. Оқушылардың өздігінен істейтін жұмыстарын тиімді ұйымдастыру. Тапсырмаларды қиындығына қарай жіктеп беру.Карточкалармен, перфокарталармен, көрнекі құралдармен жэне

10. Химиялық экспериментті кеңінен пайдалану. Ерітінділер арасындағы реакцияларды сынауықтарда және аз мөлшердегі реактивтермен зертханалық тэжірибелер түрінде өткізу. Іздеу жэне

Химиялық реакциялар жылдамдығын қарастырғанда оқушылардың алдында екі мэселе түрады:

1) химиялық реакцияның жылдамдығы дегеніміз не, ол сандық жағынан қалай сипатталады?

2)Химиялық реакцияның жылдамдығына қандай жағдайлар эсерін тигізеді, бүл эсердің мэнін қалай түсінуге болады?

Алғашқы мэселе оқушылардың физика пэнінен жэне осы кезеңге дейін химиядан алған біліміне сүйеніп шешіледі. Алдымен механикалық қозғалыстың жылдамдығын өрнектеу формуласы жэне оның өлшем бірліктері туралы білім еске түсіріледі. Соған сэйкес реакцияның жылдамдығын өрнектейтін формуланықорытып шығаруға тапсырма беріледі және нэтижесі талқыланады. Талқылау кезінде белгілі бір уақыт ішінде бастапқы заттардың массасы, бөлшек сандары кеміп, түзілетін заттардың бұл көрсеткіштерінің артатынына көңіл аударылады. Массаның өзгеруін пайдалану қолайсыз, кесімді уақыт ішінде реакцияға қатысатын заттар концентрациясының өзгеруімен пайдаланудың тиімді екені жөнінде қорытынды жасалады.
Реакцияның орташа жылдамдығын көрсететін формула қорытылып шығарылады:

Мүнда V - реакцияның жылдамдығы, C -концентрациясының озгеруі (С₁ -С₂), t - реакцияның жүрген уақыты (t₂ – t₁). Әдетте, заттардың концентрациясы - мольмен, көлемі - литрмен, уақыт секундпен көрсетіледі, демек реакция жылдамдығының өлшемі - 1 моль/ (л-с).

Теориялық жағынан қорытып шығарылған ұтымды нақтылау үшін жаттығулар орындалады, мысалы: химиялық реакция А+В=2С сызбанұсқасына сэйкес жүреді. 10с өткеннен кейін А затының концентрациясы - 0,964 моль/л, 15 секундтан кейін 0,8 моль/л болады. Реакцияның орташа жылдамдығын есептеңіздер:

(t₂ – t₁) 15с-10с

Екінші мәселе - реакцияның жылдамдығына эсер ететін жағдайлар тэжірибе жүзінде шешіліп, сан жағынан қалыптасқан ұгымның негізінде талданады.

Химиялық реакциялардың жылдамдығына эрекеттесуші заттар табиғатының эсерін бақылау үшін зертханалық тэжірибе өткізіледі. Тәжірибеге түз қышқылының жэне сірке қышқылының бірдей мөлшері (концентрациялары мен көлемдері бірдей) алынады, оларга мырыш металының саны бірдей түйіршіктерін салып, бөлінетін сутегі жиналады (Хвш, 1974, №2). Жиналған сутегінің көлеміне қарап, оқушылар түз қышқылы құйылған ыдыста реакцияның шапшаң жүргенін байқайды. Барлық басқа жағдайлар бірдей болғандықтан, бұл айырмашылық қышқыл табиғатының ерекшелігімен түсіндіріледі.

Реакция жылдамдығының эрекеттесуші заттардың концентрациясына тэуелділігін түсіндіру үшін заттардың ауаға қарағанда таза оттегінде күшті жанатыны еске түсіріледі. Бұған қосымша күкірттің бірдей мөлшерін алып, көлемдері бірдей ьщыстағы ауада жэне оттегінде жағып көрсетеді. Күкірт ауада көплдір, оттепнде ашық көк түсті жалынмен жанады. Жалынның ашық көк түсі реакцияның тез жүріп, жылудың көп бөлінгенін көрсетеді. Оқушылар бұл құбылыстың себебін түсіндіреді. Реакция "ҮРУ Ү^ші^н оттегі молекулалары күкіртпен жанасуы керек. Ауадағы оттегі молекулаларының саны 1/5 есе аз, оның күкіртпен түйісуі де соншама есе сирек болғандықтан, реакция баяу жүреді. Талқылаулар нэтижесінде реакцияның жылдамдығы эрекеттесуші заттар концентрациясының көбейтіндісіне тура пропорционал болатыны айтылады және формуласы келтіріледі. А + В =2С реакциясының жылдамдығы:

V = K[A]∙[B]

формуласымен өрнектеледі, мүнда [A] - А затының концентрациясы, [В] -В затының концентрациясы, К - жылдамдық түрақтылығы, эрекеттесуші заттардыд концентрациялары бірге тең жағдайга сэйкес келеді. Нақтылау үшін мысалдар келтіріледі: 2А + В = 2С сызбанұсқасына сәйкес жүретін реакцияның жылдамдығы А затыныц концентрациясын 4 есе арттырғанда калай өзгереді? Реакцияның бастапқы жыадамдығы V₁ = К[А²]∙[В], концентрация өскеннен кейінгі жылдамдығы V₂ = К[4А]²∙[В]. Жылдамдықтың катынасы:

V₂/ V₁= К[4А]²∙[В]/ К[А²]∙[В]

Әрекеттесуші заттар концентрациясыныц реакция жылдамдығына әсерін зерттеп, график сызу үшін натрий тиосульфаты мен күкірт қышқылының арасындағы реакция көрсетіледі. Реакцияның теңдеуі: Na₂S₂0₃ + H₂S0₄ = Na₂S0₄ + S + H₂0 + S0₂

Реакцияның белгісі - сары түсті күкірт түнбасының түзілуі. Үш үлксн сынауыққа тиосульфат ерітіндісінің бірдей көлемі алынады. Бірінші сынауыққа қарағанда екіншісіндегі ерітіндінің концентрациясы - екі есе, үшіншісінде үш есе артық болады. Үшеуіне де күкірт қышқылының концентрациясы жэне көлемі бірдей ерітінділері күйылады, сынауықтарда тұнба түзілген уакыттарын белгілеп жазады. Абсцисса өсіне тиосульфаттың концентрациясын, ординат өсіне реакция жылдамдыгын салып, график сызады. Графиктенконцентрациясы артқанда реакция жылдамдығының артатыны айқын көрінеді.

Температураның әсерінен реакция жылдамдығының өзгеруі де тиосульфат пен күкірт қышқылы арасындағы реакция арқылы көрсетіледі. Ол үшін үш сынауықта натрий тиосульфатының 0,5 мольдік ерітінділері жэне үш сынауыкта күкірт қышқылының 0,5 мольдік ерітінділері эзірленеді. Бірінші сынауықтардағы тиосульфат жэне қышқыл ерітінділерін белме температурасында араластырып, түнба түзілген уақытты белгілейді. Екінші сынауықтағы ёрітінділерді химиялық стакандағы ыстық суға батырып, 10°С-ге дейін жылытып араластырады, түнба түзілген уақытты белгілеп жазады; сынауықтардың үшінші жүбындағы ерітінділерді 20°С-ге дейін қыздырып араластырады, тұнба түзілген уақытты жазады. Реакция жылдамдығының температураға тэуелділігін көрсететін график сызады. Оқушылар тәжірибе нэтижесін жэне графикті талдап, темнератураны эр 10 градусқа арттырғанда реакция жылдамдығы 2-3 есе өседі деген қорытындыға келеді. Мүның мэнісін мүғалім эрекеттесуші бөлшектердің активтенуі арқылы түсіндіреді.

Катализ жэне катализатор туралы оқушылардың түсінігін дамыту үшін оқугпыларға белгілі катализдік реакциялар жэне катализаторлар еске түсіріледі. Оларға сутегі пероксиді айрылуының күкірт (IV) оксидінің күкірт (VI) оксидіне тотығуының катализдік реакциялары, темір, платина жэне ванадий катализаторлары таныс. Осылардың негізінде тиімді катализаторды таңдап алу өндірістік жағдайларды реттеудің маңызды негізі екеніне назар аударылады. Күкірт (IV) оксиді тотығуының ең тиімді температурасы 400°С (99,2% тотығады). Реакция жылдамдығы платина катализаторын пайдаланғанда 350°С де, ванадий (V) оксидін қолданғанда 400°С кезінде, темір (III) катализаторында 550°С шамасында артады. Бүдан ең тиімді катализатор платина екені байқалады, бірақ ол өте қымбатқа түседі, сондықтан көбінесе ванадий катализаторы қолданылады. Катализатордың эсер ету механизмін түсіндіретін теориялар орта мектепте өтілмейтіндіктен, жалпы түрде қарастырылады. Катализатор реакция нэтижесінде өзгеріссіз қалғанымен аралық әрекеттерге қатысатыны айтылады. Мэселен, А + В =АВ реакциясы өздігінен жүрмейді, катализатор (К) қатысқанда, алдымен А + К=АК, содан соң АК + В = АВ + К сатылары бойынша жинақтап алғанда А+В→АВ жүзеге асады. Катализдің түрлеріне қарай химиялық реакциялар гомогенді жэне гетерогенді деп жіктелетініне жэне олардың жүру ерекшеліктеріне назар аударылады.

Химиялық тепе-теңдік туралы алғашқы үғым оқушыларға бүрыннан таныс қайтымды реакциялар туралы түсініктеріне негізделеді. Күкірт (IV) оксидінің тотығуын мысалға алып, қайтымды реакция жөнінде түсінік беріледі. Реакцияның теңдеуі:

2S0₂ + О_2 2S0₃ +Q

Жабық ыдыста қатты қыздырылған катализатор үстінен күкіртті газы бар оттегі қоспасын жібергенде, бүл газдардың эрекеттесуінен күкірт (VI) оксиді түзіледі де, температураның эсерінен айырылып, кері реакция жүреді. Уақыт өткен сайын тура жүретін реакцияның жылдамдығы кеміп, кері реакцияның жылдамдығы артады, өйткені бастапқы заттардың концентрациясы азайып, түзілетін заттардың концентрациясы өседі. Бір мезетте тура жүретін реакцияның жылдамдығы мен кері реакцияның жылдамдығы теңесіп, химиялық тепе-теңдік орнайды. Бүдан соң химиялык тепе-теңдіктің анықтамасы беріліп, жылжымалы сипаты айтылады. Мүның мэнісі реакциялар екі бағытта жүре береді, бастапқы газдардың қандай мөлшері реакцияға кіріссе, күкірт (VI) оксидінің соншама мөлшері айырылып шыгады.

Химиялық тепе-теңдікке концентрацияның жэне температураның эсері жөнінде үғым беріледі. Бастапқы заттардың біреуінің концентрациясын арттырғанда тура жүретін реакцияның жылдамдығы артады, химиялық тепе-теңцік реакция өнімі түзілетін бағытқа қарай жылжиды. Химиялық тепе-теңдікке температураның әсерін нақтылау үшін күкірт (IV) оксидінің эр түрлі температурадағы тотығу дэрежесі жөніндегі мэліметтер келтіріледі. Күкірт (IV) оксидінің 400°С температурада 99,2%, 500°С кезінде 93,5%, 600°С кезінде 73,0%, 1000°С кезінде 5% тотығады. Бүдан температура артқанда тотығудың баяулап, күкірт (VI) оксиді аз түзілетіні айқын көрінеді. Жалпы алғанда температура көтерілгенде химиялық тепе-теңдік эндотермиялық реакция жағына қарай ауысады.

Химиялық тепе-теңдікке қысымның эсері аммиак синтезін қарастырғанда талқыланады.

Катализдің түріне қарай реакцияласушы жуйенің сипаттамасы жэне реакцияның жүру ерекшелігі түсіндіріледі. Бүл тақырыптың соңында оқушылар мынадай қорытындыға келеді: 1) заттардың реакцияға бейімділігі қүрамына кіретін элемент атомдарының электртерістілігіне жэне тотығу дэрежесіне тэуелді болады; 2) химиялық реакциялардың жылдамдығына эрекеттесуші заттардың концентрациясы, температура жэне катализатор эсерін тигізеді; 3) химңялық тепе-теңдік концентрацияның, температураның, қысымның эсерінен жылжиды. Химиялық тепе-теңдік сырттан берілген жылуды сіңіретін, концентрацияны азайтатын, кысымды кемітетін жаққа карай ауысады.

Органикалық заттарды оқуға байланысты химиялық реакция үгымыныц мазмүны мен көлемі кеңейеді, химиялық реакциялардың жүру заңдылықтары жөніндегі білім дамиды. Химиялык реакциялардың жылдамдығын езгертетіи оқушыларға бүрыннан таныс жағдайлардың үстіне қосылыстың байланыс энергиясы, электрондық жэне кеңістік қүрылысыныц әсері жөнінде үғым қалыптастырылады.

Органикалық заттар молекулалары атомдарының арасындагы ковалентті байланыстар берік болғандықтан, оларды үзу үшін катализаторлардың жиі қолданылатыны айтылады. Түзілетін аралық қосылыстар жайлы түсінік беріледі, катализдік реакциялардың механизмі қарастырылады.

Қаныққан көмірсутектердің химиялык қасиеттерін өткенде орынбасу реакциясының бос радикалдык, қаныкпаган көмірсутектерде қосылу реакцияларыныц иондық механизмі туралы түсінік дамытылады.

Оқушыларға бүрыннан белгілі химиялық реакциялардың типтері жаңа түрлерімен толысады. Оқушылар гидрогендеу жэне дегидрогендеу, гидраттау жэне дегидраттау, эфирлену жэне гидролиз - кереғар реакциялармен танысады. Органикалық қосылыстар қатысатын орынбасу, қосылу жэне айырылу реакцияларының ерекшеліктерін, сарамандықтағы және өндірістегі маңызын аныгырақ меңгереді. Жаңадан изомерлену, полимерлену, поликонденсациялану реакциялары жөнінде ұғым алады, органикалық заттардың сан алуандығы мен олардың мәнін түсінеді.

Бақылау сүрақтары

1. 
   Химиялық реакция туралы ұғымның жеке бөліктерін көрсететін сызбанүсқа сызыңыздар.
   
2. 
   Атом-молекулалық ілім түрғысынан химиялық реакция үғымы қалай дамиды?
   
3. 
   Электрондық көзқарас тұрғысынан химиялық реакцияның мэні мен механизмі қалай түсіндіріледі?
   
4. 
   Химиялық реакциялардың журу заңдылықтары туралы үғым қалай қалыптастырылады?
   
5. 
   Химиялық реакция үғымы иондық теория тұрғысынан қалай дамиды?
   
6. 
   Органикалық химияны өткенде химиялық реакция ұғымы қалай дамиды?
   
7. 
   Химиялық реакция туралы білім қалай қорытылады?
   

№12 дәріс Ерітінділер және теориялар негіздерін оқыту әдістемесі.

1. 
   ЭДТ негізінде қышқылдар,негіздер және тұздар туралы білімді дамыту,
   
2. 
   Молекулалы кинетикалық және химиялық теориялар негізінде еру механизмін ашу. Ерітінділер концентрациясы туралы мәліметтер.
   

Ерітінділер туралы алғашқы үғым қоспалар мен ерітінділердің қасиеттерін салыстыратын тэжірибе арқылы қалыптастырылады. Оқушылар оздеріне үлестіріліп берілген немесе көрнекі көрсетілген дисперстік жүйелерді зерттеп, кесте түрінде жазады.

Еру құбылысымен байланысты негізгі ұғымдардың бірі -ерігіштік. Сапалъщ жагынан түсіндіргенде ерігіштік дегеніміз -еритін заттың еріткіште біркелкі таралуы. Осы қасиетіне байланысты заттар жақсы еритін, нашар еритін, іс жүзінде ерімейтін деп жіктеледі. Сан жағынан алғанда ери алатын заттардың еру қабілеті ерігіштік коэффициенті арқылы белгіленеді. Ерігіштік коэффициенте анықтау үшін температура, еріткіштің көлемі (100° мл), осы көлемде ери алатын заттың ең көп массасы ескеріледі жэне г/л көрсетіледі. Мысалы, 20°С температурада 1 л суда 2000 г қант, 2 г ғаныш, 0,0015 г күміс хлориді ериді. Оқушылардың түсінігін нақтылау үшін осы заттарды суда ерітіп көрсетеді. 20°С-де 100 г суда 20 г қант ериді, қант одан артық алынса ерімейді, тұнбаға түседі. Ғаныш жэне тэжірибеге алынған басқа заттар ерігіштік коэффициентіне сэйкес ериді. Бақылаулар нэтижесінде қанық, қанықпаған, сұйық жэне аса қанық ерітінділер жөнінде түсінік беріледі.

Қанық ерітінді үғымының негізгі белгілері: осы температурада, еріткіштің осы мөлшерінде зат одан әрі ерімейді. Осыған керісінше, қанықпаған ерітіндіде зат еруі жалгаса береді. Қаныққан жэне аса қанық ерітінділердің айырмасына көңіл аударылады. Қаныққан ерітінділердің бэрін аса қанық ерітінділерге жатқызуга болмайды. Заттардың ерігіштігі нашар болғандықтан, ғаныш пен күміс хлоридінің қанық ерітінділері сүйық ерітінділер болып есептеледі. Ерітіндінің сұйық немесе аса қанықтылығы ішіндегі еріген заттың массасымен анықталады.

Қанық ерітінді түсінігі ерігіштіктің анықтамасына кіреді. Ерігіштіктің температураға тэуелділігі 20-60°С аралығында калий нитратын еріту тэжірибесі арқылы дэлелденеді. Тэжірибе 20°С 31,6 г KN0₃, 30°С-де 45 г, 40°С-де 60 г, 50°С-де 80 г, 60°С-де 106 г KN0₃ еритінін көрсетеді. Көпшілік заттардың ерігіштігі температураны көтергенде артады, ол ерігіштік қисық сызығы арқылы өрнектеледі.

Бүл тақырыпта еріген заттың ерітіндідегі массалық үлесі және мольмен белгіленетін концентрациялар туралы түсінік беріледі. Ол үшін еріген заттың массалық үлесін табу формуласы бірнеше мысалдармен нақтыланады.

1-мысал. 291 г суда 9 г ас тұзы ерітілді. Ерітіндідегі еріген заттың массалық үлесін пайызбен табыңыздар.

Ш е ш у і. 1. Еріген заттың массалық үлесі (w) еріген зат (е.з.) массасының ерітіндінің жалпы массасына қатынасы бойынша анықталады, пайызбен көрсету үшін бүл қатынасты 100-ге көбейтеді:

w%═m(е.з.)∙100%/m(ерітінді)

2. 
   Ерітіндінің жалпы массасы m = 291 г Н₂0 + 9 г тұз =300 г.
   
3. 
   w% (NaCl)=9г∙100%/300г=3%
   

Химия зертханаларында мольдік концентрациясы көрсетілген ерітінділер пайдаланылады. Сондықтан соңғы бағдарламада мольдік ерітінділермен таныстыру көзделген. Мольдік концентрация (С) ерітіндінің бір литрінде еріген моль (v) санымен керсетіледі:

Осы формула бойынша оқушылар еритін заттың массасын есептеп шығарады, мысалы: калий хлоридінің концентрациясы 0,25 моль 500 мл ерітіндісін эзірлеңіздер.

Ш е ш у і. а) калий хлоридініц мольдік массасын табамыз: М(КСІ) =39 + 35,5 = 74,5 г/моль

э) m(KCl) =M-v=74,5 г/моль-0,25 моль =18,6

б) 1 л 18,6 г, 0,5 л -де екі есе аз 18,6:2=9,3

Ж а у а б ы. 0,25 моль 500 мл ерітінді әзірлеу үшін 9,3 калий хлоридін алу керек.

Ерітінді үғымы - зат жэне химиялық реакция ұіымдарынан кейінгі ең маңызды үғым. Заттардың копшілігі ерітінді күйінде реакцияға түседі. Өнеркәсіпте, табиғатта және күнделікті түрмыста ерітінділердің маңызы орасан зор. Ерітінділерді білу коптеген заттардың (сілтілер, қышқылдар, оксидтер, түздар) қасиеттерін терең түсінуге, алмасу жэне тотығу-тотықсыздану реакцияларының мэнін айқындауға, химиялык реакциялардың қайтымдылығы жэне химиялық тепе-теңдік жонінде білімді дамытуға жэрдемдеседі. Сондықтан деректі жэне теориялық материалдардан оқушылардың әзірлігі жеткілікті деңгейге көтерілген соң электролиттік диссоциациялану тақырыбы отіледі.
Электролиттер теориясының орта мектеп курсындагы орны және оңыту эдістемесі. Ерітінділер туралы оқу материалы 1954 жылға дейінгі багдарламаларда 8 жэне 10-сыныптарда жеке тақырып ретінде оқытылып келген, 1954/55 жылы дербес тақырып түрінде қарастырылмай, басқа тақырыптардың ішіне енгізілді. 1960 жылдан бастап, арнайы тақырып ретінде 7 жэне 9-сыныптарда өтілді. 1986/87 оқу жылынан бастап 8 және 9-сыныптарда оқытылатын болды. 8-сыныптағы оқу материалының мазмүны, негізгі үғымдарын қалыптастыру мэселелері осының алдында баяндалды.

Оқушыларды электролиттік диссоциациялану теориясымен таныстырудың іс жүзінде қалыптасқан екі эдістемелік тәсілі бар. Бірінші тэсіл - ерітінділердің электр өткізгіштігін сынаудан бастап диссоциациялаудың механизмін түсіндіру, екінші тәсіл - алмасу реакцияларының ерекшелігін қарастырғаннан кейін ерітінділердің электрөткізгіштігін сынау.

Бірінші эдістемелік тәсілді пайдаланғанда химиялық байланыстардың типтері жэне бейорганикалық қосылыстардың маңызды кластары жөніндегі оқушылардың білімі еске түсіріледі. "Химиялық байланыстар типі эр түрлі заттар ерітінділерінің қасиеттері бірдей бола ма?"- деген мэселе қойылады. Мэселені шешу үшін белгілі бір негізге сүйеніп, таңдап алынған бейорганикалық жэне органикалық заттардың электрөткізгіштігі сыналады. Электроткізгіштікті сынайтын қүралдың құрылысы, сақтық ережелері түсіндіріліп, сынау нэтижесі кесте түрінде жазылады.

Тәжірибе бойынша оқушылар қорытынды жасайды: 1) жеке күйіндегі қатты (қант, түз, қышқыл, сілті) жэне сүйық заттар электр тогын өткізбейді; 2) органикалық заттардың (қант) ерітінділері электр тогын өткізбейді; 3) ас түзының, натрий сілтісінің жэне түз қышқылының ерітінділері электр тогын откізеді; 4) ерітінділері немесе балқыған күйінде электр тогын өткізетін заттар -электролиттер, өткізбейтін заттар бейэлектролиттер деп аталады; 5) түздардың, негіздердің жэне қышқылдардың ерітінділері электролиттерге

жатады. Иондық немесе полюсті ковалентті байланысы бар бұл заттардың электр тогын өткізу себебін түсіндіру үшін иондарга ыдырау механизмі түсіндіріледі.

Электрөткізгіиш сынаудан басталатын бұл әдістемелік тэсілді қолданғанда кейбір оқушыларда электролиттердің иондарга ыдырауы электр тогының эсерінен жүзеге асады деген пікір туады. Бұл қателікті болдырмау үшін екінші эдістемелік тәсілді пайдаланады.

Химиялық байланыстар және заттардың қүрылысы туралы тірек білім еске түсірілгеннен кейін мынадай мәселе қойылады: заттар ерітілмеген күйінде химиялық реакцияларға кірісе ме? Оқушылардың болжамын дэлелдеу үшін бірнеше тэжірибелер жасалады.

1-тәжірибе. Сынауықта 3 - 4 мл концентрлі күкірт қышқылына мырыштың 2-3 түйірін салады. Реакция жүргені байқалмайды. Қышқылды суда ерітіп, 2-3 түйір мырыш салады. Газ көпіршіктері бөлінеді, реакция қуатты жүреді.

2-тәжірибе. Концентрлі сірке қышқылын ацетонда ерітіп, метилоранж қосады. Ештеңе байқалмайды. Сірке қышқылын суда ерітіп, метилоранж ерітіндісін тамызады. Ерітінді қызыл түске боялады.

3-тэжірибе. Қатты күйіндегі кальций гидроксидімен фенолфталеинді араластырады. Өзгеріс байқалмайды. Кальций гидроксидін суда ерітіп, үстіндегі мөлдір ерітіндісін бөліп алады да, фенолфталеин тамызады. Ерітіндіде таңқурай жемісінің (малина) түсі пай да болады.

4-тәжірибе. Қатты күйіндегі натрий сульфаты мен барий хлоридін араластырады, ештеңе байқалмайды. Түздарды суда ерітеді жэне ерітінділерін араластырады, ақ тұнба түзіледі

Бұл тэжірибелерден оқушылар қатты күйіндегі заттар бір-бірімен эрекеттеспейді, еріген заттар арасында ғана алмасу реакциялары жүзеге асады деген қорытындыға келеді. Содан кейін ғана эр түрлі заттар ерітінділерінің электрөткізгіштігі сыналады. Электролиттер жэне бейэлектролиттер жөнінде түсінік беріледі.

Электролиттердің иондану механизмін түсіндіру үшін бүл қүбылыстағы су молекуласыньщ ролі қарастырылады. Модельдерін, 9-сынып оқулығындағы 2-суретті (6-8), тақтаға сызылған сызбанүсқаларды пайдаланып, су молекуласыньщ құрылысы талданады. Су молекуласын түзуге сутегінің s-электроны, оттегі атомының 2р-электрондары қатысады. р-электрондарының бүлттары гибридтеніп, бір-біріне 105°-қа орналасқан. Сутегі атомдарының бүлттарымен байланыс түзгенде 105° бұрышты пішіні бар молекула түзіледі. Электрон жүлтары оттегі атомдары жағына ығысып орналасуына байланысты молекула полюсті болады, оны шартты түрде +, -таңбасымен белгілейді.

Иондық кристалл торы бар заттарды суға еріткенде судың полюсті молекулалары оң иондарға теріс полюсімен, теріс иондарға оң полюсімен тартылады. Мүны қолдан жасалған жылжымалы кестені талдау арқылы нақтылай түседі. Кестелерден су молскулалары эсерінен натрий хлориді кристалл торының бұзылуы анық көрінеді. Бұл арада су молекуласының диэлектрлік өткірлігі жөнінде айтылады, ол 20°С температурада 81 грамға тең. Иондар арасындағы байланыс су ішінде осыншама есе әлсірейді де, бір-бірінен ажырап кетеді. Иондар ерітіндіге жеке күйінде емес, өз айналасындагы су молекулаларымен химиялық қосылыс түзіп, гидраттанған түрде бөлініп шыгады.

Бұдан соң оқулықты пайдаланып, қышқылдардың полюсті ковалентті байланысы бар молекулаларының иондарға ыдырау механизмі түсіндіріледі. Мүнда диполь - диполь эсерлесуі нэтижесінде қышқыл молекуласы ионданады, содан кейін гидраттанады. Қышқылдан бөлінетін сутегі катионы (протон) су молекуласының құрамына еніп, гидроксоний ионын түзеді, оттегі мен протон донор-акцспторлы механизммен байланысады:

НСІ+ Н₂0→Н₃0⁺+ СГ Қышқыл молекулаларының суда еру ерекшелігі ерігенге дейін натрий хлоридіндегі тэрізді иондары болмайды. Олар еру кезінде химиялық байланыс сипатының •өзгеруінен түзіледі. Түзілген сутегінің ионы (протон) бос күйінде жүре алмайды. Қышкылдар ерігенде эрдайым гидроксоний ионы түзіледі, оңайлату үшін гана сутегінің жеке ионы түрінде жазылады.

Электролиттердің иондарға ыдырау процесінің механизмін түсіндіргенде эрекеттіц энергетикалық жағына назар аударылады. Иондык кристалдарды бұзу үшін энергия жұмсалады, иондар гидраттанғанда энергия бөлінеді, ол оң жэне теріс зарядталған иондар гидраттану энергиясының қосындысына тең болады. Ерудің жалпы жылу эффектісі Q:

Гидраттанған иондар пайда болуының мэні сусыз мыс (II) хлоридін еріту тэжірибесі арқылы түсіндіріледі. Мұнда баса назар аударатын мэселе сусыз мыс (II) ионының да, хлор ионының да түсі болмайды. Гидраттанған мыс (II) ионының түсі көгілдір болады. Мыс (II) ионы мен су молекуласының арасында донор-акцепторлы химиялық байланыс түзіледі де, эр ион судың торт молекуласын қосып алады: Cu(H₂0)₄ ⁺. Мыс тұзының, мысалы сульфаттың ерітіндісін суалтқанда гидраттанған иондар күйінде кристалданады. Кристалл торының түйіндерінде Cu(H₂0)₄²⁺ иондары орналасады. Мұндай заттарды - кристаллогидраттар, ал құрамындағы суды кристалдық су деп атайды.

Электролиттердің иондарға ыдырауын қарастырудан оқушылар жасайтын қорытынды: 1) еріген немесе балқыған күйінде электролиттердің иондарға ыдырауы электролиттік диссоциация деп аталады; 2) иондарға ыдырау су молекуласының қатысуымен жүзеге асады; 3) иондар су молекуласымен гидраттану реакциясына түседі, соның нәтижесінде гидраттар түзіледі. Мэселен, күкірт қышқылы сумен моногидрат және дигидрат түзеді; 4) диссоциациялану кезінде еритін зат бөлшектерінің арасындағы иондық жэне полюсті ковалентті байланыстар үзіледі, иондар мен су молекуласының арасында химиялық байланыс түзіледі.

Айтылғандардыц негізінде электролиттік диссоциациялану теориясының негізгі қагидалары түсіндіріледі.

1. 
   Электролиттер ерігенде оң жэне теріс зарядталган иондарға ыдырайды, оң иондар зарядтарының қосындысы теріс иондар зарядтарының қосындысына тең болады.
   
2. 
   «Ион» гректің «кезеген» деген мағынаны білдіретін сөзінен шыққан. Иондар - заряды бар атомдар немесе атомдар тобы. Олар ерітіндіде ретсіз қозғалып жүреді. Тұрақты электр тогын ерітінді арқылы өткізгенде оң зарядталган иондар катодқа тартылады да катиондар, теріс зарядты иондар анодқа тартылатындықтан аниондар делінеді.
   
3. 
   Катодта жэне анодта электр тогының эсерінен тотығу жэне тотықсыздану процестері жүзеге асады.
   
4. 
   Электролиттік диссоциациялану - қайтымды процесс. Иондардың концентрациясы артқанда иондануга кері процесс -мольдену жүзеге асады. Электролит ерітінділеріне массалар эсері заңын қолдануға болады.
   

+₁₁Na ls²2s² 2р⁶ 3s¹ +₁₁Na⁺ ls²2s²2p⁶

+₁₁Na 2е, 8е, 1е, +₁₁Na⁺ 2е, 8е

Натрий атомы Натрий ионы

Натрий атомы сыртқы қабатындағы 3s электронын оңай беріп, ауада тотығады жэне сумен шабытты эрекеттеседі. Натрий ионы электрон бере алмайды, ауада тотықпайды жэне сумен әрекеттеспейді.
+₁₇С1 ls²2s² 2р⁶ 3s² Зр⁵ +_І7С1^- Is² 2s²2p⁶3s²3p⁶

+₁₇С1 2е, 8е, 7е, +₁₇Сl^- 2е, 8е, 8е

Хлор атомы Хлор ионы
Хлор атомы сыртқы қабатына бір электронды қосып алып, хлорид ионға дейін оңай тотықсызданады. Хлорид ион электрон қосып алмайды, тотықтырғыш қасиет көрсетпейді.

Электролиттік диссоциацияланудың негізгі қағидаларымен танысқан соң барлық электролиттер иондарға толық ыдырай ма деген мэселе туады. Бүл мэселені шешу ушін диссоциациялану дэрежесі туралы ұғым қалыптастырылады. Ол үшін тұз жэне сірке қышқылының концентрациялары бірдей ерітінділерінің электр еткізгіштігі сыналады. Тұз қышқылында электр шамының жарық жанғаны байқалады, демек оның ерітіндісінде электр тогын тасымалдайтын иондардың көп болтаны. Концентрлі сірке қышқылының электр өткізгіштігін сынағанда электр шамы жанбайды. Біртіндеп су қосқанда, алдымен шамның жанғаны, соңынан жарығының күшейгені байқалады. Концентрлі қышқылда иондар аз болады, сұйылтқанда иондарға ыдыраған молекулалар саны көбейіп, электр өткізгіштік артады. Тағы да біраз электролиттердің электр өткізуін сынау арқылы оқушылар әр түрлі электролиттер ерітінділеріндегі иондар саны бірдей болмайтынына көз жеткізеді. Олардың мөлшерін белгілеу үшін диссоциациялану дэрежесі ұғымының енгізілгенін айтады.

Диссоциациялану дәрежесі (а) иондарға ыдыраған бөлшектердің ерітуге алынған бөлшектердің жалпы санына қатынасымен көрсетіледі. Ол электролиттердің күшін сан жағынан сипаттайды. Барлық сілтілер, азот қышқылы, күкірт қышқылы, бромсутек қышқылы, иодсутек қышқылы күшті қышқылдарға жатады, олардың диссоциациялау дэрежелері 30 пайыздан жоғары, α-20 пайызға жуық фосфор қышқылы мен күкіртті қышқыл орта күші бар электролиттерге, α-1,4% сірке қышқылы, 0,1% күкіртсутек қышқылы элсіз қышқылдарға жататыны айтылады. Суда еритін түздардың бэрі күшті электролиттер.

Диссоциациялану дэрежесі туралы білімді бекіту үшін жаттығулар орындалады. Оларда берілген ерітіндіде иондардың массасы немесе концентрациясы бойынша диссоциациялану дэрежесі табылады немесе мольдік концентрациясы, көлемі жэне диссоциациялану дэрежесі көрсетілген ерітінділердегі иондардың массасы, т.б. анықталады.

1. Қышқылдардың бейтараптану реакциясы:

Н₃0⁺ + ОН^-=2Н₂0

2. Қышқылдардың оксидтермен алмасу реакциясы:

2Н₃0⁺ + CuO =Сu²⁺ +ЗН₂0

3. Қышқылдардың тұздармен алмасу реакциясы:

2Н₃0⁺ + СаСОз =Са²⁺ +С0₂ + ЗН₂0

4. Қышқылдардың металдармен тотықсыздану реакциясы:

2H₃O⁺+Fe⁰ =Fe²⁺+H₂° + 2H₂0

5. Индикаторларға да гидроксоний ионы эсер етеді: а) көк лакмус қызарады; ә) метилоранж қызыл түске боялады.

Негіздердің қүрамы металл катиондары мен гидроксид аниондардан тұратыны айтылады, сондықтан негіздердің химиялық жалпы аты - гидроксидтер. Барлық негіздерге тэн ортақ белгісі - суда ерігенде гидроксид аниондарын бөлуі. Осы белгісіне орай негіздерге судағы ерітінділерде гидроксид аниондарын беретін электролиттер деген анықтама беріледі. Негіздердің жалпы қасиеттері түсіндіріледі.

1. Қышқылдармен алмасу реакциясы:

ОН^- + Н₃0⁺ =2Н₂0

2. Қышқылдық оксидтермен эрекеттесуі:

ОН^- + S0₂ =HS0₃^-

3. Түздармен алмасу реакциялары:

ЗОН^" + А1³⁺ =А1(ОН)₃

4. Гидроксид ион индикаторларға эсер етеді: а) қызыл лакмус

Гидроксоний (сутегі) жэне гидроксид иондарының концентрациялары арқылы ерітінді ортасы, топырақтың, қанның, азық-түлік заттарының қышқылдығы анықталады. Бейтарап ортада [Н₃0⁺] = [ОН^-], қышқылдық ортада [H₃0⁺] > [ ОН^-], сілтілік ортада [ Н₃0⁺] < [ ОН^-]. Бұларды білудің сарамандық маңызы нақтылы мысалдармен түсіндіріледі: сүттің қышқылдығын анықтау, топырақтың қышқылдыгын анықтау, т.б.

Оқытылады. Тұздардың жалпы қасиеттері ион алмасу реакциялары бойынша түсіндіріледі:

1. Pb(N0₃)₂+Zn=Pb + Zn(N0₃)₂

Pb²⁺ + 2N0₃^- + Zn° = Pb° + Zn²⁺ + 2N0₃^-

Pb²⁺ + Zn° = Pbi + Zn²⁺ Реакция қорғасын катионы мен мырыш атомының арасында жүреді, нитрат ионы реакцияға қатыспайды.

2. Күшті және түрақты қышқылдар әлсіз қышқылдарды түздарынан ығыстырады:

Na₂S0₃ + 2 HC1 = 2NaCl + Н₂0 + S0₂↑

2Na⁺ + S0₃²+ + 2Н⁺+ 2СГ = 2Na⁺+ 2СГ + H_zO + S0₂

S0₃²- + 2H⁺ = H₂0 + S0₂

Реакция нэтижесінде түзілген күкіртті қышқыл айырылып, газ түзілетіндіктен алмасу реакциясы жүреді. Реакцияның мэні - сульфит анион мен сутек ионының (гидроксонийдің) әрекеттесуі.

3. Тұздар сілтілермен эрекеттеседі:

2Fe³⁺ + 3S0₄²" + 6K⁺ + 60H" = 2Fe(OH)_{3 ↓} + 6K⁺ +3S0₄²-

2Fe³⁺ + 60H" = 2Fe(OH)₃ ↓

Реакция металл катионы мен гидроксид аниондарының арасында жүреді.

3. Түздар озара әрекеттесіп жаңа тұздар түзіледі:

КС1 + AgN0₃ = AgCl↓+ KN0₃

К⁺ + Сl^- +Ag⁺ +N0₃^- = AgСl↓+ К' +N0₃^-

СГ +Ag⁺ = AgCl↓

Реакция тұнбаға түсетін затты түзетін иондар арасында жүреді. Түздардың иондарға ыдырауы талданган соң бүрынғы анықтамасына елеулі өзгеріс енгізіледі. Тұздар дегеніміз суда ерігеиде металл катиондарын жэне цышцыл цалдыгы аниондарын түзетін электролиттер. Түздардың металдармен жэне сілтілермен эрекеттесуі - катиондары арқылы, қышқылдармен эрекеттесуі аниондары арқылы жүзеге асады. Бүл материалдарды еткенде оқушылар ерітіндіде кездесетін катиондар мен аниондар арасындағы эрекеттесу мүмкіндіктерін болжай алатын дэрежеге жетеді. Аниондарының құрамында тотықтыргыш қасиеті бар бейметалдар (концентрлі қышқылдардың сульфат, нитрат, т.б. аниондары) реакцияларының мэніне көңіл аударылады. Олардан эр түрлі тотықсыздану өнімдері бөлінеді. Бұл мэселе жеке элементтердің қосылыстарын өткенде толығырақ қарастырылады.

Оқушылар тұздардың қасиеттерімен зерттеу және зертханальгк жұмыстар жасау арқылы танысады. Оқушыларға мәселелік сипаты бар тапсырмалар беріледі, мысалы: мына заттардың эрекеттесу мүмкіндігін жорамалдаңыздар. Жорамал нэтижесін тэжірибе жүзінде текСеріп, жүретін реакциялардың молекулалық, толық иондық және қысқаша иондық теңдеулерін жазыңыздар:

1. Мырыш, темір, мыс металдары және қорғасын нитраты:
[Zn + Pb(N0₃)₂=; Fe+Pb(N0₃)₂=; Cu+Pb(N0₃)₂]

2. 
   Калий сульфаты, натрий силикаты, натрий карбонатының ерітінділері жэне түз қышқылы.
   
3. 
   Натрий хлориді, барий нитраты, алюминий сульфатының ерітінділері жэне калий сілтісі.
   
4. 
   Мыс сульфаты, калий хлориді, кальций нитратының ерітінділері жэне барий хлориді.
   

1. Натрий нитраты - күшті сілті мен күшті қышқылдың түзы:

2Na⁺+ 2N0₃^- + Н₂0

н⁺+ ОН^-

Мунда өзара байланысатын иондар жоқ, сутегі жэне гидроксид ипидарының концентрациясы бірдей, сондықтан ерітінді бейтарап қасиет көрсетеді. Күшті сілті мен күшті қышқылдан түзілген тұздар і идролизге үшырамайды деген жалпы қорытынды жасалады.

2. Магний хлориді элсіз негіз /Mg(OH)₂/ бен күшті
қышқылдан (НС1) түзілген. Ерітіндідегі алмасу
реакциясының толық иондық теңдеуі:

Mg²⁺ + 2СГ + Н₂0 MgOH⁺ + 2СГ + Н⁺

Қысқаша иондық теңдеуі:

Mg²⁺ + Н₂0  MgOH^- + Н⁺

Магний катионы гидроксид анионын байланыстырып, ерітіндіде артық сутек иондары пайда болғандықтан индикатор қышқылдык ортаны білдіреді.

3. Натрий карбонаты күшті сілті (NaOH) мен әлсіз қышқылдан
(Н₂С0₃) түзілген. Ерітіндіде жүретін алмасу реакциясының
толық иондық теңдеуі мынадай болады:

Na⁺ + С0₃²- + Н₂0 2Na⁺ + НС0₃^- + ОН^-

Қысқаша иондык теңдеуі: С0₃^2-+ Н₂0  2Na⁺ + НС0₃^- + ОН^- Карбонат ион сутегі катионын гидрокарбонат ионға дейін байланыстырады да, гидроксид иондары босап шығады, индикатор сілтілік қасиет білдіреді.

Гидролиз - өнеркәсіпте (спирт өндіру, т.б.), ауыл шаруашылығында (топырақтың химиялық оңделуі, т.б.), табиғатта (түддардың су арқылы шайылуы, т.б.), тірі организмде (майлардың, көмірсулардың, ақуыздың, т.б. қорытылуы) жэне тұрмыста жиі жүзеге асатын процесс. Сондықтан гидролизді мектептегі химия бағдарламасынан алып тастау жоніндегі ұсыныстар қолдау таппады. Оқушылардың ғылыми және сарамандық эзірлігін күшейту үшін жалпы гидролиз, оның ішінде түздардың гидролизі жөнінде нақтылы білімі болуы керек.

Бұл тақырыпта қарастырылатын маңызды мәселелердің бірі -тұздар алудың негізіне жататын алмасу реакциялары. Олардың мэні қысқа иондық тендеулер арқылы былай көрсетіледі:

1. 
   СаО + 2Н₃0⁺ = Са²⁺ +ЗН₂0
   
2. 
   А1(ОН)₃ +ЗН⁺ = А1³⁺ +ЗН₂0
   
3. 
   Са(ОН)₂ + С0₂ = СаС0₃↓ +Н₂0
   
4. 
   С0₃²⁺ + 2Н⁺ = С0₂ +Н₂0
   
5. 
   CuS0₄ + 20Н^- = Cu(OH) ₂l+S0₄²⁺
   
6. 
   Si0₃^2- + Ca²⁺ = CaSi0₃↓
   

Иондық теория бейорганикалық қосылыстардың маңызды кластары жөніндегі білімді кеңейтті. Қышқылдарды, негіздерді, амфотерлі электролиттерді сан жағынан сипаттауға мүмкіндік жасады. Амфолиттер эрі қышқылдарша, әрі негіздерше иондарға ыдырайтын электролиттер, мысалы:

Сілтіде - сутегі катиондары, қышқылда гидроксид аниондары байланысуынан алюминий гидроксиді екі жақты қасиет көрсетеді.

Электролиттік диссоциациялану теориясынан алған білім оттек топшасын, азот топшасын, көміртегі топшасын негізгі және қосымша топшалардың металдарын оқығанда пайдаланылады. Бүл материалдарды өткенде «электролит», «бейэлектролит», «катион», «анион», «иондану», «диссоциациялану», «диссоциациялану дэрежесі», «мольдену» ұғымдары дамытылады, нақтылы магынаға ие болады. Мәселен, кремний қышқылы суда иондарға ыдырамайды деуге болады, сондықтан ол қышқылдарға тэн жалпы қасиеттердің көпшілігін көрсетпейді (индикаторға эсері, металдармен және металл оксидтерімен әрекеттесуі).

Тағы бір назар аударатын мэселе, электролиттік диссоциациялану теориясы ұсынылғалы 100 жылдан асты. Одан бері қышкылдар мен негіздердің қасиеттерін тереңірек түсіндіретін бірнеше теория жарық көрді. Солардың ішінде орта мектепте бұрын соцды қарастырылып келгені протолиттік теория мен электрондық теория. Мұғалімнің протолиттік теорияның қағидаларын, қолдану мүмкіндіктерін білгені жон. Бүл теорияның негізгі ұғымдары -протон, нротолит, протолиттік реакция, протон тартқыштық, т.б.

1. 
   Қышқылдың диссоциациялануы: НС1 + Н₂0  Н₃0⁺+ СГ
   
2. 
   Негіздердің диссоциациялануы: NaOH+ Н₂0 Na⁺+ Н₂0+ он-
   

4. 
   Бейтараптану реакциясы: H₃O⁺+ ОН'  Н₂0+ Н₂0
   
5. 
   Гидролиз: S^2- + Н₂0 HS^-+ОН^-
   

6. Гидроксидтің epyi: Zn(OH)₂+2H₃O  Zn²⁺+ 4Н₂0

1 -3 реакцияларда су молекулалары протонды беріп -қышқылдық және қосып алып - негіздік қасиет көрсетеді. 4,6 реакцияларды гидроксоний ионы - қышқылдық, гидрОксид ион негіздік қасиет білдіреді. Бұл теория бойынша негіздің қүрамында гидроксид ионының болуы шарт емес, мысалы: NH₃ + Н =NH₄⁺ Аммиак протонды қосып алып, негіз екенін білдіреді, бірақ оның қүрамында гидроксиді болмайды.

Қышқылдык және негіздік қасиеттер эр затта болуы ықтимал. Қышқыл ден айдар тағып жүрген затымыздың өзі протон қосып алып, негіздік қасиет білдіруі мүмкін, мысалы кукірт қышқылы:

H₂S0₄+H⁺ = H₃S0₄⁺

сульфатоний

Электрондық георияның элементтері органикалық химияны оқығанда қолданыс табады. Негіз - электрон жұбының доноры, қышқыл акцепторы болатын заттар. Айтылған теориялардың негізін меңгеру оқушылардың ой-өрісін кеңейтеді. Оның үстіне орта мектептерде химиялық білім берудің кейбір түжырымдамаларында протолиттік теориямен оқушыларды жан-жақты таныстыру, қышқылдар мен негіздердің қасиеттерін осы теорияның түрғысынан оқыту көзделген. Бүл теория оқушыларда ғылыми-материалистік көзқарас қалыптасуына үлкен жэрдемін тигізеді.
Бақылау сүрақтары
1. Ерітінділер туралы алгашкы ұғым қашан жэне қалай беріледі?

2. 
   Электролиттік диссоциациялану теориясын оқып үйренудің методикалық тэсілдерін сипаттаңыздар.
   
3. 
   Электролиттік диссоциациялану тақырыбын оқытуда жаңашыл мұғалім Н.П. Гузиктің дәріс-семинарлық жүйесінің ерекшеліктерін, тиімділігін негіздеп түсіндірініз.
   

4. 
   Иондық теориямен таныстыруда химиялық эксперименттің м.іиі қандай? Олардың түрлерін, қойылу эдістерін ойластырыңыздар.
   
5. 
   Иондық реакциялармен таныстыру, бекіту жэне қолдана білуте байланысты жаттығулардың түрлерін жэне мазмүлын ;шықтайтын қысқаша жазба жазыңыздар. Оны осы тарауда ііляндалған, химиялық реакциялар тарауында берілген мэліметтермен і .шыстырыңыздар.
   
6. 
   Электролиттік диссоциациялану теориясының тұрғысынан қышқылдар, негіздер және түздар туралы ұғымның дамуын сипаттаңыздар.
   

1. 
   Элементтерді және олардың қосылыстарын оқытудың негізгі принциптері.
   
2. 
   Металл еместерді оқыту әдістемесі.
   
3. 
   Металдарды оқыту әдістемесі.
   
4. 
   Оқытуда аймақтық компонент.
   

Алғашқы химиялық үғымдардан кейін жеке элементтерден оттегі және сутегі индукциялық тәсілмен өтіледі. Бүл элементтер кең таралған, қосылыстары оқушыларға табиғаттану, биология жэне физика курстарынан жақсы таныс. Оқушыларға оттегінің ауада кездесетіні, организмдер тыныс алғанда оттегін сіңіріп, көмірқышқыл газын шыгаратыны, өсімдіктердің фотосинтезі кезінде көмірқышқыл газын сіңіріп, оттегін бөліп шығаратыны, оттегінің алынуы, жануды қолдайтыны жэне физикалық қасиеттері белгілі.

Мүлың бэрі оттегінің жай зат түріндегі қасиеттері. Оқушылардың осы білетіндеріне қосымша оттегі жай затының молекуласы оттеп элементішң екі атомынан түзшетші, элементтщ химиялық таңбасы, салыстырмалы атомдык массасы, қосылыстардағы валенттілігі, табиғатта таралуы түсіндіріледі. Ауаның, судың жер қыртысының құрамында, тірі организмдердің денесінде болатыны айтылады, күрделі заттар айырылғанда алынатыны, тотығу реакциясына қатысып, оксидтер түзетіні талданады. Қасиетіне қарай жасанды тыныс алатын жерлерде (ғарышта, су астында, медицинада), жануды күшейтуді қажет ететін өнеркәсіпте (металлургияда, химия заводтарында), пиротехникада қолданылуы сызбанүсқа түрінде көрсетіледі.

Сейтіп химиялық элементен алғашқы таныстыру мына жоспар бойынша жүзеге асырылады: а) химиялық таңбасы жэне салыстырмалы атомдық массасы; ә) табиғатта кездесуі; б) бос күйінде алынуы; в) жай затының қасиеттері; г) маңызды химиялык қосылысының қүрамы жэне қасиеттері; ғ) қосылыстарындағы валенттілігі; д) халық шаруашылығындағы маңызы.

Осы жоспарга сэйкес оттегі мен сутегінің элемснттері оқылып, олар түзетін маңызды қосылыстар су, оксидтер, қышқылдар, түздар жэне негіздер туралы білім беріледі. Бұл білім элеменперді оқып-үйренудің екінші кезеңіне негіз болады.

Екінші кезеңде өзара өте үқсас химиялық элементтердің үш тобы - галогендер, сілтілік металдар жэне инертті газдар қарастырылады. Периодтық заңдылықты игеруге нақтылы әзірлік жасалады.

Үшінші кезеңде оқушылар барлық элементтердің басын біріктіретін, бірімен-бірін үштастыратын жалпы заңдылықпен танысады. Периодтық жүйеге орналастырылған химиялык элементтер арасындагы көлбеу, тік жэне қиғаш байланыстардың мэнін түсінеді. Элементтердің периодқа, қатарға, топқа жэне топшаға орналасуының негіздерін, эрқайсысыньщ ерекшеліктерін игереді. Химиялық элементтерді ашу жэне жіктеу дамылсыз жүзеге асып, ақырында периодтық заңның ашылғанын біледі. Табиғаттыц үлы заңын ашу үшін танымдық ой-өрісі кең, сіңісіп кеткен кертартпа пікірлерге батыл қарсы шығатын ғалым керек болғанын, Д.И.Менделеевтің осы талаптарға сай келгенін түсінетін дэрежеге көтеріледі. Д.И.Менделеев ашқан периодтық заң, сондай - ак периодтық жүйе химиялық элементтерді жэне оларды оқып-үйренудің теориялық негізіне айналады.

Төртінші кезеңде 8-9 сьгаыптарда топ жэне топшалар бойынша оқылады. Алдымен III - IV негізгі топшаларда орналасқан осііметалдар, содан соң металдардың жалпы қасиеттері, I - III негізгі топшаның металдары, соңында қосымша топшаларда орналасқан металдар өтіледі.

Элементтерді оқып-үйрену дедуктивтік сипат алады. Топтың, содан кейін топшаның сипаттамасы талданып, солардың негізінде жеке элементтер қарастырылады. Қисынды тәсілдердің талдау және біріктіру, салыстыру, үдсастығы мен айырмашылығын табу, т.б. маңызы артады.

Химиялық элементтер түзетін қосылыстардың көп түрлілігі, олардың құрылысы мен қасиеттерінің, қасиеттері мен қолданылуының арасындағы себеп-салдар байланыстары, элементтер қосылыстары қасиеттерінің өзгеруінде санның сапаға ауысуы нақтылы мысалдармен көрсетіледі.

Химиялық эксперимента ң танымдық мэні күшейеді. Эксперименттің алуан түрлері, жеке тэжірибелер окушылардың өздері жасаған жорамалдарын сынау үшін қойылады.

Периодтық заң жэне периодтық жүйе өтілгеннен кейін элементтерді жэне олардың қосылыстарын оқып, үйренудің жоспары өзгереді.

1. 
   Элементтің периодтық жүйедегі орнын сипаттау: химиялық таңбасы, салыстырмалы атомдык массасы, рет нөмірі, периоды, тобы жэне топшасы.
   
2. 
   Атомының қүрылысы: сызбанұска сызу, атом құрылысының электрондық жэне графикалық формулаларын жазу. Элемент атомының тотығу дэрежелерін анықтау.
   

4. 
   Элемент түзетін жай затының қүрылысы, қасиеттері, алынуы, қолданылуы, табиғатта кездесуі.
   
5. 
   Элемент түзетін химиялық қосылыстардың құрамы, түрлері, қасиеттері, қолданылуы.
   

Бүл жоспар элементтерді топшалары бойынша оқып, үйренгенде қолданылады.

Екінші ерекшелігі - бұл периодтық заңдылық пен зат құрылысы теорияларының негізінде оқылатын химиялық элементтердің алғашқы топшасы. Сондықтан периодтық заң мен атом қүрылысынын заңдылықтары оқушылардың таным эрекетін жандандыру үшін барынша толық пайдаланылады, оқушылардың өздігінен істейтін тэжірибелік жүмыстарына жол ашылады.

Оқушылар галогендердің жалпы сипаттамаларымен өздігінен істейтін жұмыстар аркылы танысады. Оқуіиыларга үш тапсырма беріледі.

1-тапсырма. Галогсндердің салыстырмалы сипаттамаларын мына улгі бойынша кесте түрінде жазыңыздар: 1) электртерістілігінің кемуі бойынша химиялық таңбалары (F, CI, Br, I); 2) салыстырмалы атомдық массалары; 3) атом күрылысының электрондық жэне графикалық формулалары; 4) атом құрылысындағы: а) үксастыктары; э) айырмашылықтары; 5) жай заттарының электрондық формулалары жэне химиялық байланыстарының түрі; 6) кристалл торларының түрі; 7) агрегаттық күйі.

Кестені талдау арқылы галогендердің үқсастыгы электрондык кұрылысының, әсіресе сыргқы энергетикалык деңгейлерінің бірдейлігімен, ал айырмашылығы валенттілік электрондарының ядродан алыстауымен түсіндіріледі. Жай заттар молекулаларындагы химиялық байланыстың түрлерін, кристалл торларының типін салыстырыи, физикалық касиеттерінің өзгеруіндегі заңдылықтардың беті ашылады, ол үшін окулықтағы жэне арнайы дайындалған кестелер пайдаланылады.

2-тапсырма. Галогендердің сутекті қосылыстарын сипаттайтын кесте толтырыңыздар: 1) химиялық формуласы; 2) электрондық формуласы; 3) химиялық байланыстың түрі; 4) түрақтылығы; 5) кристалл торының түрі. Кесте толтырута қажетті мэліметтерді оқушылар оқулықты өздігінен оқу арқылы іздеп табады. Әңгімелесу арқылы жүмыстың корытындысын шығарғанда химиялық байланыс тузетін электрон бұлттарыныд пішініне, түзілу сызбанұсқасын сыздыруға, байланыстың сипатына, фторсутегінен иодсутегіне қарай тұрақтылығының кему себебіне назар аударылады.

Галогендердің оттекті қосылыстарын сипаттайтын кесте жазудың қажеті шамалы. Галогендердің бәрі периодтық жүйедегі орнына сэйкес жоғарғы оң тотығу дәрежесін көрсетпейтіні анықтап өтіледі. Жалпы заңдылыққа сэйкес оқушылардың Ғ₂0₇ деген формула жазатыны жиі кездеседі. Сондықтан электртерістілігі ең күшті элемент фтордың минус бірден өзге тотығу дэрежесін білдірмейтіні баса айтылып, оттегімен қосылысының формуласы ОҒ₂ екеніне көңіл бөлінеді.

Галогендердің химиялық қасиеттерін талдаганда, жана багдарламаның талаптарына сэйкес тотыгу-тотықсыздану реакцияларының электрондық табиғаты жөнінде алғашқы түсінік беріледі, электрондық баланс теңдеулері жазылады. Бүл арада фосфордың хлорда жануын оқушыларға бұрыннан таныс оттегінде жануымен салыстырып, электрондық жағынан алғанда бүлардың бір-біріне үқсас процесс екені түсіндіріледі. Басқа да бейметалдармен жэне металдармен эрекетгескенде галогендер атомдарының тотықтыргыш қасиет көрсетіп, өздерінің тотыксызданатыны айтылады.

Жалпы сипаттамадан кейін галогендердің ішінен хлор элементі жэне оның қосылыстары толық қарастырылады. Мұның мәнісі хлор косылыстары табиғатта кең таралған, халық шаруашылығының түрлі салаларында, медицинада жэне гұрмыста жиі қолданылады, көпшілігі оқушыларға бүрыннан белгілі.

Жалпы заңдылыктар тұрғысынан басқа галогендермен салыстыра отырып хлор атомының жэне молекуласының қүрылысы, алынуы, жай жэне күрделі заттармен эрекеттесуі талқыланады. Сумен эрекеттесуінің ерекшелігі жэне маңызы, бұл реакцияда хлор атомының екі жақты қасиеттер көрсететіні электрондық баланс теңдеуін талқылау арқылы нақты түсіндіріледі.

Хлордың химиялық қосылыстарынан хлорсутек жэне түз кышқылы айрықша қарастырылады. Бүл косылысты өтумен байланысты газдардың мольдік көлемі, Авогадро заңы, газдардың салыстырмалы тығыздығы туралы жаңа ұғымдар беріледі. Сан есептерінің жаңа түрлері енгізіледі: 1) химиялық тендеулер бойынша газдардың көлем қатынастарын табу; 2) реакцияға кіріскен немесе шыққан заттардың берілген мөлшері бойынша көлемін табу; 3) газдардың салыстырмалы тығыздығын есептеу. Бүл есептеулер оқушылардың химиялық реакциялардың сандық сипаттамалары жөніндегі білімін кеңейтеді.

Оқушылар тұз қышқылын жэне оның тұздарын анықтаудың сапалық реакциясымен, галогендердің тотыктырғыш касиеттерінің салыстырмалы сипаттамасымен танысады, хлоридтерді, бромидтерді және иодидтерді ажыратып, тануға байланысты эксперимент есептерін шығарады

Оттегі, азот жте көміртегі топшаларын оқып, уйреиу.

Оттегі топшасы жаңа бағдарлама бойынша злектролиттік диссоциациялану тақырыбынан кейін өтіледі. Оқу-тэрбиелік мақсаттары:

1) периодтық заң жэне периодтық жүйе, химиялық байланыс, заттың қүрылысы және иондық теория жөніндегі теориялық білімді баянды етуге, сондай - ақ қолдана білуге үйрету; 2) пэнаралық байланысгы жүзеге асыру, оттегі мен күкірт қосылыстарының табиғаттагы жэне халық шаруашылығындағы маңызын көрсету; 3) галогендер топшасының элементтерімен салыстыру аркылы үқсастығы мен айырмашылығын табу; 4) химиялык қосылыстардың жэне құбылыстардың мэнін, себеп-салдарын байланыстырып, ішкі кайшылықтарын түсіндіру, ғылыми көзқарас қалыптастыру.

Жаңа багдарламада бүл топшаның деректі материалдары едэуір қысқартылды. Оқушылардың денсаулыгына зиянды эсерін тигізетін күкіртсутек жэне оның қышқылы, сульфидтер, күкірт (IV) оксиді, күкіртті қышқыл жэне сульфидтер бағдарламадан шыгып калды.

Оттегі топшасы да дедуктивтік тэсілмен оқылады. Алдымен топтың жэне топшаның жалпы сипаттамасы, содан соң оларга жататын химиялық элементтер атомдарының электрондық жэне графикалық формулалары жазылып, өзара жэне галоген тобының элементтерімен салыстырылады. Тотықтырғыш қасиеттерінің бәсеңдеп, тотықсыздандырғыш қасиеттерінің күшейетіні, тотығу дэрежелері жэне оларға сэйкес қосылыстары туралы айтылады, мысалы:

Бүлардың ішінен халық шаруашылығында маңызы зор - күкірт (VI) оксиді, күкірт қышқылы жэне сульфаттар ғана оқьшатыны атап өтіледі.

Жай заттарды қарастырғанда аллотропия жэне аллотропиялық түр өзгерістері жөнінде жана үғым қалыптастырылады. Галогендер тобының элементтерінде аллотропия кұбылысы байқалмайды, ейткені атомдардың өзара әрекеттесуінің бір ғана мүмкіндігі бар. Оттегі топшасы элементтері атомдарының сыртқы электрон қабаттарының қүрылысы эр түрлі байланысуға мүмкіндік береді. Бүл пікір оттегі жэне озон молекулаларын салыстыру арқылы нақтыланады. Оттегі мен озонның қүрамын, физикалық жэне химиялық қасиеттерін кесте түрінде жазып, санның сапаға ауысуы туралы қорытынды жасалады. Бір элементтің бірнеше жай заттар түзу ңүбылысы — аллотропия, әрі заттың аллотропшльщ түр өзгерісі деп аталатыны, жай заттардың көп түрлілігі туралы түсінік беріледі. Аллотропия қүбылысының күкіртте, селенде, теллурда жэне полонийда орын алатыны, бүл алтыншы негізгі топшаның элементтеріне тэн құбылыс екені атап өтіледі. Күкірт атомдарының өзара ашық жэне түйық тізбек түзіп байланысатыны, соған сәйкес кристалдық жэне пластикалык күкірт жай заттарын түзетіні айтылады. Кристалдық күкірттен пластикалық күкірттің алыну тәжірибесі, эркайсысының қүрылысын көрсететін кесте көрнекі көрсетіледі.

Күкірт атомының қүрылысын, тотығу дәрежелерін еске түсіру арқылы химиялық касиеттері жөнінде жорамал жасалып, сызбанүсқа түрінде жазылады: металл + күкірт →сульфид; сутегі + күкірт→жүкірт сутегі; оттегі + күкірт→ күкірт (IV) оксиді.

Әр сызбанүсқаға сәйкес бұрыннан белгілі тэжірибелер еске түсіріліп кайталанады, жаңа тэжірибелер қойылады. Реакциялар тотыгу-тотықсыздану түрғысынан талданып, электрондық баланс теңдеулері жазылады. Жай зат күйіндегі күкірт атомының тотығу дәрежесіне металл жэне сутегі атомдарымен плюс төртке дейін тотыгатыны анықталады. Кукірт атомының екі жақты қасиет көрсету мүмкіндігі, қай мүмкіндігінің жүзеге асатыны, эрекеттесетін атомының электртерістілігіне тәуелді екені айтылады. Күкірттің табиғатта кездесуі жэне оның айналымымен танысу үшін оқушылардың өздігінен істейтін жұмыстары үйымдастырылады оқулықтың соңғы қосарбетіндегі түсті кесте (80) талданады. Күкірттің қосылыстары, сүйық жэне концентрлі кукіртқышқылының жалпы жэне айрықша қасиеттері қарастырылады. Сүйық күкірт қышқылы тотықтырғыш қасиеттерін сутегі катионы арқылы көрсетеді, сондықтан металдардың кернеу қатарында сутегіне дейін орналасқан активті металдармен гана эрекеттеседі. Концентрлі күкірт қышқылы тотықтырғыш қасиетін күкірт атомы арқылы жүзеге асырып, өзі күкіртті газға дейін тотықсызданады. Кернеу қатарында сутегіне дейін де, сутегінен кейін де орналасқан металдармен реакцияға түседі, бүл реакциялардың жалпы сызбанүсқасы:

Me + H₂S0₄→ тұз + Н₂