123 -беттің сі казақстан республикасы білім және ғылым министрлігі



бет7/15
Дата17.06.2018
өлшемі1,26 Mb.
#43077
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   ...   15

Коррозия деп металдардың және олардың құймаларының өзін қоршаған ортамен химиялық немесе электрохимиялық жолмен әрекеттесуі нәтижесінде бүлінуін айтады.

Коррозия процесінің механизмі химиялық және электрохимиялық болып екі топқа бөлінеді.

Жүйеде электр тоғы түзілмей металдардың бүлінуін химиялық коррозия дейді. Химиялық коррозия кезінде металдар өзін қоршаған әр түрлі газдармен, электролит емес заттармен әрекеттесіп, бүлінеді. Электрохимиялық коррозия металдар сумен, электролиттер ерітіндісімен не дымқыл ауамен жанасқанда жүреді. Техникада қолданылатын металдарда әр уақытта қоспалар болады. Сондықтан мұндай металдар электролитпен жанасқанда көптеген микрогальвани элементтер жұмыс істеп, активті металл электрондарын беріп, бүлінеді. Активті металл-анод, қоспа-катод болса, анодта тотығу процессі Ме- nē → Men+, катодта сутегінің не оттегінің тотықсыздануы жүреді: 2 Н++ 2ē → 2 Н0 – Н2, егер рН<7

О2+ 4ē +2 Н2О →4 ОН-, егер рН>7

Металдың бұзылу жылдамдығы электродтық потенциалдар айырмасы неғұрлым көп болған сайын және ауа дымқылдығы көп болған сайын тез жүреді. Металдар өте таза болса (метеориттік темір) коррозияға ұшырамайды.

2. Стимулятор мен активаторлар деп аталатын кей заттар (хлоридтер, фторидтер, сульфидтер, нитраттар, бромидтер, иодидтер) коррозияны тездетеді. Мысалы, теңіз суында хлорид болғандықтан өзен суы мен көл суынан көп есе коррозия тез жүреді.



Ингибиторлар керісінше коррозияны тежейді. Халық шаруашылығына металл коррозиясы өте көп зиян келтіреді. Коррозияны толық болдырмауға болмайды, бірақ оның жылдамдығын көпке азайтуға болады. Ол үшін мынандай әдістер қолданылады: ортаның құрамын өзгерту, түрлі затпен металдарды қаптау (металл мен металл емеспен), электрохимиялық қорғау, металдарға басқа металдар қосу.

Осы дәріс материалымен танысқан соң, мына мағлұматтарды :

Пирометаллургия, гидрометаллургия, бұл саладағы электролиздің маңызын, Фарадей заңдарының қолданылуын, металдар коррозиясы және металдарды коррозиядан қорғау әдістерін білу керек.
Өзін- өзі тексеру сұрақтары:

1.Металдар коррозиясы деген не?

2.Коррозияның қандай түрлерін білесіңдер?

3.Электрохимиялық коррозияның химиялық коррозиядан айырмашылығы неде?

4.Коррозиялық микрогальвани элементтері неге пайда болады?

5.Қандай факторлар коррозия жылдамдығына әсер етеді?

6.Металдарды коррозиядан қорғау әдістері.Қысқаша әр әдісті сипатта.

7.Қандай заттарды ингибиторлар деп атайды?


Осы тақырып бойынша көрсетілген әдебиеттердің мына беттерін оқу керек:

1.Омаров Т.Т., Танашева М.Р. Бейорганикалық химия.Алматы: ЖШС РПБК «Дәуір», 2008. 442--445 беттер.

2.Кулажанов К.С., Сулейменова М.Ш. Неорганическая химия. Учебник для студентов специальностей 5В072700 и 5В072800, обучающихся по кредитной технологии/ Алматы: 2012. 201-209 стр.

3.Кабдулкаримова К.К., Омарова Н.М.,Абекова Р.С. Жалпы химия курсы бойынша есептер мен жаттығулар. – Семей,2012 – 67-69 беттер.
МОДУЛЬ 6. ХИМИЯЛЫҚ БАЙЛАНЫС. КОМПЛЕКСТІ ҚОСЫЛЫСТАР
Дәріс № 16. Химиялық байланыс

16.1 Химиялық байланыс туралы жалпы мағлұматтар

16.2 Коваленттік байланыс. Ковалентті байланыстың негізгі қасиеттері

16.3 Иондық байланыс

Химияның негізгі мәселерінің бірі – химиялық байланыстың табиғаты жөніндегі мәселе. Химиялық қосылыстардың көп түрлілігін, түзілу мәнісін, құрамы мен құрылысын және қасиеттерін білу үшін түрлі элементтердің атомдарының бірімен-бірінің қосылып молекула түзілуінің, молекула мен молекуланың қосылуының себебін , яғни химиялық байланыстың табиғатын білу қажет. Химиялық байланыс түзуге валенттілік электрондар қатысады:

s- p- элементтерінде сыртқы, d- элементтерде сыртқы s пен қоса ішкі

d –қабатшасындағы электрондар.

Химиялық қосылыстарда валенттілік электрондардың орналасу тәртібіне байланысты ковалентті, ионды, металдық байланыстар деп бөледі.

Коваленттік байланыс. Молекулалардың атомдардан электрондар жұбы арқылы (бір, екі, үш) түзілуін ковалентті байланыс деп атайды. Бұл айланыс екі түрлі механизм бойынша түзіледі: алмасу механизмі - әр элемент байланысқа өзінің эектронын береді, мысалы,сутегі молекуласы түзілгенде Н + Н  Н  Н; донорно-акцепторлық механизм - бір атомның электрон жұбы (донор) ортақ болады, ал екінші атомнан бос орбитал ( акцептор) болады: Н+ + NH3  NH+4 .

Кез келген химиялық байланыс түзілгенде жүйенің энергиясы төмендейді. Химиялық байланыс түзілгенде атомдардың алғашқы және соңғы күйлерінің энергияларының айырымы байланыс энергиясы деп аталады, оның мәні 125-1050 кДж/моль арасында. Екі атом ядроларының арасы байланыс ұзындығы деп аталады - d. Ортақ электрондар жұбын сызықпен де белгілейді, байланыстың еселігі артқан сайын байланыс ұзындығы азайып, байланыс энергиясы артады:

С – С, С =С , С  С сәйкесінше (нм және кДж) 0,154 және 348 ; 0,135 және 598; 0,120 және 838. Ковалентті байланыстың қасиеттері: қанығу, бағытталу және поляризациялану. Ковалентті байланыстың қанығуын элемент атомындағы жұптаспаған электрондардың болуымен түсіндіреді. Атомдағы жұптаспаған электрондар санымен не қозған кезде пайда болған жұптаспаған электрондар санымен анықталған валенттілікті спинваленттілік деп атайды. Сонымен валенттілік деген элементтің химиялық байланыс түзе алу қабілеті. Паули принципі бойынша АО – да тек екі электрон ғана бола алады, ал химиялық байланыс түзілгенде электрондар жұптасады, яғни бір ұяшықта тек 2 электрон болады (қанығады).

Молекула ішіндегі атомдардың химиялық байланыстарының бағытталуы деп қосылушы атомдардың валенттілік электрондары бұлттарының (орбитальдары) тұйықтасып бірін-бірі қаптау бағыттары. Электрон бұлттарының пішіні әр түрлі болатындықтан олардың өзара қауышуы әр түрлі әдістермен іске асады. Қауышу әдістеріне байланысты - , - , - байланыстар болады.

Сигма – байланыста ( -) атомдар қосылатын сызық бойымен электрон бұлттары қауышады.

Пи – байланыс ( - ) атомдар қосылатын сызықтың екі жағынан электрон бұлттары қауышса, түзіледі. Дельта- байланыс (-) параллель жазықтықта орналасқан d – электрон бұлттарының барлық төрт қалқаншаларының қауышуымен түзіледі. Сонымен , s – орбитальдар тек  - байланыс, р – электрондар - және  - байланыстар, ал d – орбитальдар  - ,  - ,  - байланыстар түзеді.



Гибридті байланыстар . Элементтердің көпшілігі химиялық байланыс түзу үшін, энергетикалық күйі әр түрлі электрондарды пайдаланады. Мысалы, Ве, В, С атомдарының негізгі күйі мен қозған күйге көшкендегі сыртқы электрондық қабатының формулалары:

Ве ... 2 s2 2p  Ве* ... 2 s1 2p1 ; В ... 2s2 2p1  B* 2s1 2p2; С ...2s2 2p2  C* …2s12p3 . Бұл электрондар әр күйде болғандықтан, олардың электрон бұлттары (орбитальдары) да әр түрлі, бірақ бұл жалқы электрондар басқа реакцияласатын атомдардың электрондарымен қосақтасып жаңа орбиталь түзгенде бір-біріне әсерінен алғашқы орбитальдардың пішіні өзгеріп, жаңа, бірақ барлығы бір түрлі орбитальдар түзеді.Осы өзгерісті гибридизация деп атайды. Гибридизация нәтижесінде түзілген химиялық байланыс берігірек болады, әр молекуладағы электрон тығыздығы симметриялы орналасқандықтан жалпы энергия ұтымы болады, сондықтан энергетикалық жағынан тиімді. sp - гибридтелу бериллий, мырыш, кадмий, сынап сияқты элементтер галогенидтер түзгенде байқалады, арасындағы бұрыш 180 болады. sp2 - гибридтелу бор қосылыстарында болады, байланыстар бір жазықтың бетінде үш жаққа бағытталған, арасындағы бұрышы 120 болады, ал sp3 - гибридтелуді СН4 молекуласында, түзілетін төрт гибрид бұлт кеңістікте симметриялы түрде орналасып, тетраэдрдың төрт ұшына қарай бағытталады, арасындағы бұрыш 109 тең .

Түзілген молекуланың ішінде ортақ электрон жұбының орналасу симметриясына байланысты ковалентті байланыстың екі түрі: полярлы (полюсті) және полярсыз (полюссіз), яғни таза ковалентті, байланыс болады. Полярсыз молекулаларда электрон жұптары ядролар арасында симметриялы орналасады: НН, СІСІ, ал полярлы молекулаларда ядроаралық электрондық тығыздық электртерістігі жоғарырақ атомға қарай ығысады: Н СІ, Н О Н. Зарядтардың ауырлық орталығы (+) және (-) сәйкес келмейді , екі мәндері бірдей, бірақ зарядтар белгісі қарама-қарсы жүйе (электр диполі) пайда болады: + және - , бұл зарядтардың ара қатынасы диполь ұзындығы l деп аталады. Байланыстың полярлылығының дәрежесін дипольдың электр моментінің мәнімен анықтайды () :  = q I . q – электрон заряды, мәні 1,6010-19 Кл.

Тәжірибе арқылы дипольдың электр моментін анықтап, сол мән бойынша диполь ұзындығын табады: l =  / q.

Диполь моменті – векторлық шама, яғни бағыттылығымен сипатталады (шартты түрде оң зарядтан теріс зарядқа қарай).

Ковалентті байланыстың поляризациялануы - сыртқы электр өрісі әсерінен полярлы болу қабілеттілігі.



Ионды байланыс. Ядроаралық электрон тығыздығы электртерістігі жоғары атомға қарай толық ығызса, диполь ұзындығы байланыс ұзындығына тең болады: l = d , сонда атомдар оң және теріс зарядты иондарға айналады, олардың араларында электростатикалық тартылу күші пайда болады. Осындай байланысты ионды деп атайды. Полярлылық дәрежесі не байланыс иондылығы ( і ) мына қатынаспен l/d анықталады: шеткі мәндері 0 мен 1 арасында, яғни таза ковалентті және таза ионды. Көп жағдайда ортадағы мәнде болады, мысалы, НСІ үшін d = 0.128 нм және

l = 0,0225нм, сонда і = l/d = 0,0225/0,1280 = 0,18(0,2) . Сонымен, Н- СІ байланыс иондығы 20%

( 18%) , атомдардың эффективті заряды : +0,2 және -0,2.

Атомдар жұбы үшін электртерістік (ЭТ) мәндерінің айырымы , диполь ұзындығы және эффективті зарядтар мәні көп болған сайын , байланыс иондығы да көп болады. Толық, яғни 100% электрондық тығыздықтың ығысуы болмайды, себебі иондардың өзара поляризациясы әсер етеді, ең көп иондылық сілтілік металдардың галогандермен қосылыстарында.

Ионды байланыстың (ковалентті байланыстан айырмашылығы) 1) кесімді бағыты жоқ , ионды қосылыстарда иондарды шар тәрізді деп , олардың күш өрісі кеңістікте барлық жаққа біркелкі тараған деп , әрбір ион қарсы мәнді ионды қай жағынан келсе де өзіне тартып ала береді деп қарауға болады;

2) қанықпаған, қарсы мәнді екі ион кездескенде олардың күш өрістері бірін-бірі толығымен қанықтырмайды, сондықтан ол иондардың бос бағыттарының , қарсы мәнді басқа иондарды өзіне тарту қабілеті болады.



Осы дәріс материалымен танысқан соң, мына мағлұматтарды :

Ковалентті байланыстың табиғатын квантты-механикалық ұғымдарды қолдана отырып түсіндіре білу, валенттілік байланыс теориясының (ВБТ) қағидаларын байланыстар табиғатын түсіндіруге қолдана білу, ВБТ мен МОТ ұқсастығы мен айырмашылығын көрсете білу керек.
Өзін- өзі тексеру сұрақтары:

Коваленттік байланыстың табиғатын түсіндіретін валенттілік байланыс теориясының (ВБТ) және молекулярлық орбитальдар теориясының (МОТ) ерекшелігі мен айырмашылығын мысалдар арқылы көрсету керек;

2.Химиялық байланыстың сандық сипаттамаларын - байланыс энергиясы, байланыс ұзындығы, валенттілік бұрышы, байланыс реті - мысалдармен түсіндіру керек;

3.Химиялық байланыстың негізгі типтерін көрсетіп, - , - байланыстарды мысалдар арқылы түсіндіру керек;

4.Ковалентті байланыстың қанығуы, бағытталуы, полюстілігі;

5.Иондық байланыстың қасиеттері.



Осы тақырып бойынша көрсетілген әдебиеттердің мына беттерін оқу керек:

1.Омаров Т.Т., Танашева М.Р. Бейорганикалық химия.Алматы: ЖШС РПБК «Дәуір», 2008. 185--254 беттер.

2.Кулажанов К.С., Сулейменова М.Ш. Неорганическая химия. Учебник для студентов специальностей 5В072700 и 5В072800, обучающихся по кредитной технологии/ Алматы: 2012. 70-92 стр.

3.Кабдулкаримова К.К., Омарова Н.М.,Абекова Р.С. Жалпы химия курсы бойынша есептер мен жаттығулар. – Семей,2012 – 15-20 беттер.
Дәріс №17,18. Комплексті қосылыстар

17. Комплексті қосылыстардың құрлысы. Комплексті қосылыстардың жіктелуі және номенклатурасы

18. Комплексті қосылыстардың диссоциациясы , тұрақсыздық константасы
17 Комплексті қосылыстардың құрлысы. Комплексті қосылыстардың жіктелуі және номенклатурасы

Коваленттік не иондық байланыс арқылы атомдардан молекулалық қосылыс түзілсе, олар бірінші ретті деп аталады. Бірінші ретті қосылыстардың электронейтрал молекулаларының өзара әрекеттесуінен түзілген көптеген қосылыстар болады. Оларды жоғары ретті молекулалар немесе комплексті қосылыстар деп атайды: NH3 + HCl → NH3•HCl → NH4Cl

Комплекс қосылыстағы химиялық байланыстың түзілу механизмін қарастырып, комплекс қосылысқа анықтама беруге болады. Мысалы: NH4Cl молекуласы қалай түзіледі

Барлық комплекс қосылыстарда донорлы-акцепторлы (д.-а.) байланыс болады. Комплексті қосылыстар дегеніміз донорлы-акцепторлы байланыс арқылы түзілетін жоғарғы ретті қосылыстар.

Комплексті қосылыстарда:

1.Комплекс түзуші, олар көбінесе оң зарядталған металл иондары болады, көбінесе d-элементтері жатады.

2.Комплекс түзушінің маңайында лигандтар орналасады, олар теріс зарядталған аниондар немесе электронейтрал молекулалар.

3.Лигандтар саны координациялық сан деп аталады.

4.Комплекс түзуші мен лигандтар комплексті қосылыстарының ішкі сферасын түзеді, ол квадрат жақшаға алынады.

5.Ішкі сфераға кірмеген иондар сыртқы сфераны құрайды.

2. Катионды комплексті қосылысты атағанда, алдымен катионның, одан соң анионның атын атайды. Ішкі сферада лигандалар түрінде электронейтрал молекулалар болса, олардың аттарын өзгеріссіз атайды. Мысалы: С6Н6- бензол, С2Н4- этилен, N2Н4- гидразин, Н2О- аква, NН3-аммин.

Саны бірнешеу болса, олардың санын грек тілінде көрсетеді: 2-ди, 3-три, 4-тетра, 5-пента,

6-гекса,7-гепта, 8-окта. Ішкі сфераға кіретін анион- лигандтарының аттарын атау үшін олардың әрқайсысының аттарына «О» жұрнағы қосылып айтылады. Мысалы, бромо-Br-, О2—оксо,

N3—нитридо, ОНгидроксо, СNциано, СО32—карбонато, РО43—фосфато, S2O32--тиосульфато,

С2О42- оксалато т.б.

Осыдан кейін комплекс түзушінің атын ілік септігінде атап, оның атынан кейін рим сандарымен жақша ішінде комплекс түзушінің зарядын көрсетеді. Ең соңында сыртқы сфераның анионның атына «ы» деген жалғау қосып айтылады.

[Ag(NH3)2]Cl- диаммин күміс (І) хлориді;

[Cu(H2O)4]SO4∙H2O- тетрааква мыс (ІІ) сульфат гидраты;

[Pt(H2O)(NH3)2OH]NO3- гидроксодиамминаква платина (ІҮ) нитраты;

[Ru(SO2)(NH3)4Cl]Cl- хлоротетраммин күкірт диоксид рутений (ІІ) хлориді.



Құрамында комплексті анионы болатын қосылысты былай атайды: алдымен сыртқы сферасының катионының атын ілік септікте айтады. Бұдан соң жоғарғы айтылған ретімен лигандтардың атын атайды. Комплекс түзушінің латын атына «аты» деген жұрнақ қосады.

K[Ag(CN)2]- калий дицианоаргентаты (ІІ);

Na3[Co(NO2)6]- натрий гексанитрокобальтаты (ІІ);

K3[Ni(NO)2(S2O3)2]- калий дитиосульфатодинитрозилникеляты (ІІ).



Сыртқы сферасы жоқ нейтрал комплекстерінің аттарын атау үшін алдымен лигандтардың аты, онан кейін атау септігіндегі комплекс түзушінің қазақша аты келтіріледі де, оның тотығу дәрежесі көрсетілмейді.

[Co(NH3)3Cl]- трихлоротриаммин кобальт;

[Ru(H2O)(NH3)4SO3]- сульфиттетраамминаква рутений.

10.2 Комплексті қосылыстардың диссоциациясы.Тұрақсыздық константасы.

Комплексті қосылыстардың сыртқы және ішкі сфераларының арасындағы байланыстар иондық болғандықтан, суда еріткенде, олар комплексті ион мен қарапайым сыртқы сфераның иондарына ыдырайды:

[Ag(NH3)2]Cl→ [Ag(NH3)2]+ + Cl-

K[Ag(CN)2] → K+ + [Ag(CN)2]-

Түзілген комплексті иондар өте аз мөлшерде өздерінің құрамына кіретін бөлшектерге (иондарға, молекулаларға) ыдырайды.

[Ag(NH3)2]+ ↔ Ag+ + 2NH3

[Ag(CN)2]- ↔ Ag+ + 2CN-

Комплексті иондардың диссоциациясы аз мөлшерде жүретін қайтымды процесс болғандықтан оларға массалар әсерлесу заңын қолдануға болады және процестер сан жағынан диссоциация константасы арқылы анықталады:

Кт.з.= ([Ag+]∙[NH3]2)/[Ag(NH3)2]+ =6,8∙10-8

Кт.з. = ([Ag+]∙[CN-]2)/[Ag(CN)2]- =1,0∙10-21

Келтірілген комплекс иондарының диссоциациялану константаларын тұрақсыздық константасы Кт.з. деп атайды. Тұрақсыздық константаларының сандық мәндері комплексті иондардың тұрақтылығын немесе беріктігін көрсетеді. Кт.з. пайдаланып, комплексті қосылыстың арасындағы реакция қай бағытта жүретінін анықтауға болады.
Осы дәріс материалымен танысқан соң, мына мағлұматтарды :

Комплекс түзгіштер, лигандалар, координациялық сандар, ішкі, сыртқы сфералар, тұрақсыздық константасы ұғымдарын білу керек. Комплексті қосылыстардың жіктелуін, аталуын білу және олардың қолданылу облысын білу қажет.
Өзін- өзі тексеру сұрақтары:

1.Комплекс түзуші заттың тотығу дәрежесі мен координациялық санын көрсетіңдер. Комплекс қосылыстарды атаңдар: K[AuBr4], K2[Cd(CN)4], [Pt(NH3)2Cl2], K[Cr(SO4)2], Na3[Ag(S2O3)2]. Комплекс қосылыстың диссоциацияларын жазыңдар.

2.Комплекс қосылыстар жазып, оларды атаңдар: PtCl4∙6NH3, PtCl4∙5NH3, PtCl4∙∙4NH3, Co(NO3)3∙6NH3, Co(NO2)3∙KNO2∙2NH3.

3.Қай негіз күштірек: [Cu(NH3)4](OH)2 не Cu(OH)2 ме?

4.Қай комплекс ион тұрақтырақ: [Zn(NH3)4]2+ не [Cd(NH3)4]2+? [Co(NH3)4]2+ не [Co(NH3)4]3+?
Осы тақырып бойынша көрсетілген әдебиеттердің мына беттерін оқу керек:

1.Омаров Т.Т., Танашева М.Р. Бейорганикалық химия.Алматы: ЖШС РПБК «Дәуір», 2008. 445--451 беттер.

2.Кулажанов К.С., Сулейменова М.Ш. Неорганическая химия. Учебник для студентов специальностей 5В072700 и 5В072800, обучающихся по кредитной технологии/ Алматы: 2012. 92-104 стр.

3.Кабдулкаримова К.К., Омарова Н.М.,Абекова Р.С. Жалпы химия курсы бойынша есептер мен жаттығулар. – Семей,2012 – 69-72 беттер.
МОДУЛЬ 7. ЭЛЕМЕНТТЕР ХИМИЯСЫ
ДӘРІС №19,20. Бейметалдардың жалпы қасиеттері. р- элементтер. VA топша элементтері (Азот,Фосфор ) Жалпы сипаттамасы. Азотты алу, химиялық және физикалық қасиеттері, қосылыстары,алу, қасиеттері , қолданылуы

Фосфорды алу, қолданылуы, қосылыстары, қасиеттері
Жалпы сипаттамасы. Азотты алу, химиялық және физикалық қасиеттері, қосылыстары, алу, қасиеттері , қолданылуы

2 типті элемент – N, P – және мышьяк пен ванадий топшасы – V топта. Азот - газ, фосфор - қатты зат. VIA топта оттегі күкіртке қарағанда активтігі жоғары, алVA топта әсіресе ақ фосфор азотқа қарағанда активтігі жоғары. N2 молекуласын атомға бөлу үшін көп энергия керек. Ал азот атомы фосфор атомынан активті. ЭТ N =3,0; ЭТ Р =2,1. Осы 2 элемент те жануарлар мен өсімдік организмде кездеседі.

7 N )2)5 …2s22p3 ↑↓ ↑ ↑ ↑ :N × + 3×H →:NH3 үш байланыс алмасу механизмі бойынша, бір байланыс донорлы-акцепторлы байланыс .Азоттың max валентілігі IV. N+ катионында 4 байланыс та алмасу механизмі бойынша болады. Азот қосылыстарда -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3, +4, +5 тотығу дәрежелерін көрсетеді, көп кездесетін қосылыстары -3, +5, +3 тотығу дәрежесіне сәйкес. Кездесуі, алу. Жер қыртысында 0, 01 %, 75% ауада азот болады. NaNO3 –чилий, KNO3 –индий, Ca(NO3)2 - норвегия селитралары кен күйінде кездеседі,сонымен бірге ақуыз құрамында, мұнайда, тас көмірде болады. Азоты бар органикалық заттар шірігенде, отынды жаққанда қосылыстағы азот бос азотқа айналады. Ауадағы азот N2 2 →NO→NO2+H2O→HNO2+HNO3, судағы металл иондарымен нитратқа айналадыда, яғни өсімдік алады, өсімдік арқылы тірі организмдегі ақуызға (белокқа) айналады, органикалық қалдықтар айрылғанда азот молекулалық күйде қайтадан атмосфераға өтеді. Алу. (Өндірісте) Сұйық ауадан алады, оттегіден тазалау үшін балқытылған мыс арқылы өткізеді , сонда мыс, мыс(ІІ) оксидіне CuO айналады. Зертханада алу:

1) NaNO2 + NH4Cl →NaCl + NH4NO2→N2 + 2H2O; 2) 2NH3 + 3Br2 = 6HBr + N2

Таза азот металдар азидтерін термиялық айыру арқылы алады: 2NaN3=2Na+3N2

Физика-химиялық қасиеттері: N2-суда, органикалық еріткіште ерімейді. N=N болғандықтан өте берік, жанбайды және жануды қолдамайды. Li +N2 →Li3N бөлме температурасында тек литий нитриді алынады. Ме (активті металл) + N2 ® нитрид , реакция тек қыздырғанда жүреді. N2 → N+N электр тоғымен айырады. Азот атомы: N+S, P, Hg→ әрекеттеседі, нитридтер түзіледі. N2 +H2, O2, C және басқа элементтер →2500-30000C ; Сутекті қосылыстары. N2 +3H2 ↔2 NH3 2s22p3 sp3-гибридті орбиталь ; NH3-улы, түссіз, өткір иісті газ. -330С - NH3 сұйық, -78 0С қатты болады, (болат баллонда) р=7,1.105 -8,1.105 сұйық күйінде қысымда тасымалдайды. NH3 сұйық және қатты күйінде молекуласында сутектік байланыс болады. Суйық аммиакта сілтілік, сілтілік -жер металдар, күкірт, фосфор, иод, көптеген тұздар мен қышқылдар ериді. Сұйық аммиактың өзінің ионизациясы 2NH3 сұйық ↔NH4+ + NH2 ; NH3 суда өте жақсы ериді: 00С 1көлем суда 1200 көлем NH3 ериді, сутектік байланыс әсерінен. NH3+H2O↔NH4OH↔NH4+ + OH- Kd = 1.8 ×10-5 ;NH4+ - аммоний ионы, тұздары суда жақсы ериді, калий тұздарына ұқсас, себебі радиустары жақын: (NH4+)=0,142 нм, К+ (0,133 нм); тек гидролиз реакциясында айырмашылық болады,себебі КОН күшті негіз. NH4+ тұздары термиялық тұрақсыз, түзілетін өнімдері анионның қасиеттеріне байланысты. Егер анион тотықтырғыш болса, NH3 – құрамындағы азот тотығады: NH4 NO3 →N2О + 2H2O Бұл реакция формула ішіндегі конпропорциолану реакциясы. 2N-3 – 8e→2N+1;

2N5+ + 8e →2N+

Егер анион -тотықтырғыш болмаса, тұз аммиакка және қышқылға айналады.( NH3) PO4=3NH3+H3PO4 ;N2+3H2↔2NH3, t0=450-5000C, p=30 мПа, Fe-катализатор. 4NH3+3O2=2N2+6H2O 2N3- -6e→N2 ;NH3 –молекуласында тотырғыш болса ( Н+): Na+NH3→NaNH2 + 1/H2 ;

Na-1e-→ Na+ ; 2H++2e-→ H2 ;NH3 –бұл жерде қышқылдық қасиет көрсетіп тұр. NH3 тұздары- амидтер NaNH2; NaNH-имид ; Na3N-нитрид. 2) Азоттың басқа сутекті қосылысы

N2H4 - гидразин (диамид)

2N-3H3 + Na+O-2Cl+ →N2-2H4+ + NaCl +H2O; 2N3- - 4e- →N2-2 N3- - 2e-→N-1

2| Cl+ +2e- →Cl- Cl++2e-→Cl-

N2H4 – түссіз, ұшқыш сұйықтық, аммиакқа ұқсас; N2H4 + H2SO4→N2H6SO4 гидразин сульфаты – N2H2 ×H2SO4 . 2NH3 + H2SO4→(NH4)2SO4 ; N2H4 –те NH3 сияқты тотықсыздандырғыш.

N2H4 + О2=N2+2H2O; N2H4+2I2=N2+4HI ; Гидразин металдармен әрекеттескенде гидразинид түзіледі: 2 N2H4 +2Na→2NaN2H3+H2 ; 3) Азот қышқылын атомдық сутегімен тотықсыздандырып, гидроксиламин : HNO3+6H=NH2OH+2H2O алады. Ол түссіз кристалл, тұрақсыз, 1000С қопарылыс береді. NH3, N2H4, NH2OH молекулалары арасында сутектік байланыс болады, негіздік қасиеті NH3 → N2H4→ NH2OH азаяды. Тұздары гидроксиламмоний деп аталады. NH2OH+ HCl→ NH2OH ×HCl→[ NH3OH]Cl N-1H2+OH- - тотықтырғыш та, тотықсыздандырғыш та болады, бірақ ол реакция ортасына байланысты:

HI-+N-1H2OH→ I2 + N2H4 +2H2O pH~8 :2I- -2e-→I2 ; 2NH2+ +2e-→N2H4

I2+2NH2OH=2HI+N2+2H2O pH ~9: I2+2e-→2I- ; 2N- - 2e-→N20

3) HN3 – сутегі азиді. H+ -N-=N+=N- ; азот атомдары II, III, IV валентті.

Судағы ерітіндісі азотты сутек қышқылы, оны мына реакция арқылы алады:

N-22H+4+HN+3O2=HN3+2H2O НN3 - әлсіз қышқыл, диспропорциялану реакциясына түседі HN3+H2O→N20+N-1H2OH 2| N3- - 1e-→3N0

N3- +2e-→3N-1 , сусыз жағдайда HN3 қыздырғанда, шайқағанда жарылады: 2 HN3 =3N2+H2 ;

3N+3+10e-→N-3

2| 3N2- - 5e-→N-3

HN3 қышқылы - тотықтырғыш ретінде

HN3 +2HI=I2+N-3H3+N2 ; 2I- -2e-→I2

N3- +8e-→3N3-

N3- - 1e- →N0

HN3 +3HCl – бағалы металдарды да еріте алады, себебі атомдық хлор бөлінеді HN3 +3HCl=2Cl+N2+NH4Cl ; Азотты қышқыл тұздары азид деп аталады, ерігіштігі галогенидтерге ұқсас. Сілтілік металдар азидтері суда жақсы ериді, тек AgN3, Pb(N3)2, Hg(N3)2 – жаман ериді. Сілтілік және сілтілік - жер металдар азидтері қыздырғанда балқығанға дейін тұрақты. Ауыр металдар азидтері тез жарылады: Pb(N3)2 → Pb+3N2



Азоттың оттекті қосылыстары. N2O, NO- түссіз газдар, тұз түзбейді, N2O3 - көкшіл қатты зат , NO2 –қоныр газ ,N2O4 , N2O5 - түссіз кристалл заттар. N2O-“көңілдендіргіш газ”, наркотикалық әсері бар. Алу: N-3H4N+5O3 →N+2O + 2H2O

N3- - 4e-→N+1

N5++4e-→N+1

N-1H2OH + HNO2 →[NH3OH]NO2 (қыздырғанда)→ N2O +2H2O Нитрит гидроксиламмония N2O бөлме t0-да активтігі төмен, қыздырса, Ме, H2, Р, С, S, органикалық заттармен әрекеттеседі, оларды тотықтырады: Cu + N2O = N2+CuO

Cu-2e-→Cu20

2N++2e-→N2

Күшті тотықтырғыштармен тотықсыздандырғыш қасиет көрсетеді:

8KMnO4 + 5N2O + 7H2SO4=5Mn2+(NO3)2+3MnSO4+4K2SO4+7H2O

8| Mn7++5e-→Mn2+

5|2N+ - 8e- →2N5+

700 0C жоғары болса, N2O диспропорциялану реакциясы жүреді: 2N2O=2NO+N2 2N++2e-→N2

2N+ - 2e- →2N2+

N2O суда ерімейді, тұз түзбейтін оксид. N2 2 3000 0C 2NO

Зертханада: Сu + HNO3 сұйық =Cu(NO3)2+NO+H2O

өндірісте: 4NH3+5O2к 4NO+6H2O катализатор:Pt, Fe, V ;2NO+O2→2NO2 ауада өте тез тотығады , N+2O + Г20→N+3O-2Г- - нитроэтилгалогенид; Күшті тотырғыштар NO-ны HNO3 –ке айналдырады: 5NO + 3KMnO4+6H2SO4=3MnSO4+5HNO3+3KHSO4+H2O

5|N 2+ - 3e- →N+5

3|Mn 7+ + 5e- →Mn2+

N+2O тотықсыздандырғыштың күшіне байланысты N2O, N2, NH2OH, NH3

2N+2 +2e- →2N+, тотықсызданады (SO2)

N 2+ +3e- →N- (CrCl2+H2+O)→

2N 2+ +4e- →N2 0 (H2, Cu)

N2+ +5e- →N3- (CrCl2+ H2O)

NO + Cu(H2)→CuO+N2 ; CrCl2+NO+HCl→NH2OH+CrCl3 CrCl2+NO+ H2O→NH3+Cr(OH)Cl2 ; NO+SO2→N2O+SO3 ; Сілтілік ортада NO диспропорцияланады: NO+NaOH→N2O+NaNO2+H2O; NO+NaOH→N2+NaNO2+H2O NO – суда ерімейді, тұз түзбейтін оксид. N2 O3 – (-100 0C) қатты күйінде болады. N2+3 O3 (сұйық газ) ↔N+2O + N+4O2 (диспропорцияланады);



Достарыңызбен бөлісу:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   ...   15




©engime.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет