123 -беттің сі казақстан республикасы білім және ғылым министрлігі

MnO₂ (қышқылдық қасиет) +BaO(негіз)→BaMn⁴O₃(гаусманит)

Mn-2e^-→Mn²⁺ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ □ □ □ □

sp³ -гибридтелу, координациялық сан 4, sp³d² - гибридтелу, координациялық сан 6.

Өзін-өзі тексеру сұрақтар:

1.Перманганаттың реакция ортасына байланысты т.д. өзгеруі

2.Марганецтің тотығу дәрежесіне байланысты оксидтерінің, гидроксидрерінің қасиеттерінің өзгеруі

3.Рений қосылыстарын алу, қасиеттері.

r⁰ 0,127 0,139 0,140 болғандықтан, W ,Мо қасиеттері ұқсас. Т_б 1875 2620 3395 ⁰C.

γЭ³⁺/Э = -0,744 ( хром) -0,20 - ( молибден) Алу: Хлористый железняк (хромит) FeO^.Cr₂O₃ , қорғасын хроматы PbCrO₄ MoS₂ молибден жылтыры; CaWO₄-шеелит, PbWO₄-штольцит, Fe₄Mn_1-x WO₄, WS₂ ; Тұздарының балқымасы→^эл-з Э ; Э₂О₃+C карботермия, ( АІ, мырыш), металлотермия. Қара металлургияда қолданылады, феррохром, ферромолибден. Таза металлдары Э₂О₃+Al, H₂→ 2Э + АІ₂ О₃ , Н₂ О;

Қасиеттері: Бұл металлдардың сыртында жұқа оксид қабаттары болғандықтан (Cr₂O₃ , WO₃, MoО₃ ) элементтер инертті, яғни суда, ауада өзгеріске ұшырамайды, оксидтік қабатты еріткен соң реакцияға түседі. Э(Cr, Mo ) + HCl (H₂SO₄)→ ЭCl₃+H₂ Қышқылдар қоспасында жақсы ериді, егер бір қышқыл тотықтырғыш болса: Э+HNO₃+HF→H₂[ЭF₈]+NO₂+H₂O ; Э+ O₂→ Cr₂O₃ , MoО₃, WO₃ .

Қосылыстары: +2, +3, +4, +6 т.д. сәйкес қосылыстары бар – хромда: CrO, Cr₂О₃, СrО₂, СrО₃ Мо +4, +5, +6. МоО₂, МоО₅, МоО₃, W +4, +6: WO₂ , WO₃ ;

(NH₄)₂ Cr₂O₇ →^t0 Cr₂О₃ +N₂+H₂O ; Молекула ішіндегі ТТР: Cr(ОН)₃ ↓ , соңдықтан жанама жолмен алады CrCl₃+3NaOH→… ; Cr₂(SO₄)₃ + 6NH₄OH→ Cr(ОН)₃ +(NH₄)₂SO₄

CrO-қара негіздік оксид Cr₂О₃ СrО₃

Cr(ОН)₂ сары амф. Cr(ОН)₃ НсrO₂ H₂CrО₄

CrОН)₃ ↓+3HCl→ ; Cr(ОН)₃ ↓+3NaOH→ CrCl₂+2NaOH→ ЭO₃ алу: W, Мо+O₂→^t0 ЭO₃ ( Вольфрам, молибден),

ал хром - СrО₃ алынбайды, оны K₂ Cr₂O₇+H₂SO₄конц.→ K₂ SO₄ + 2СrО₃(қызыл кристалл)+H₂O ; ЭO₃+H₂O→↓ H₂CrО₄-хром қышқылы; ↓ H₂МоО₄ – молибден қышқылы; ↓ H₂WО₄ –вольфрам қышқылы күші әлсірейді, әлсіз қышқылдар : Тұздары : CrО₄ ^2- сары , МоО₄^2-, WО₄^2- - түссіз, хромат, молибдат, вольфрамат.

Н₂CrО₄ + H₂O₂→ H₂O+ CrО₅(СrО₃+ O₂) пероксид, көк 2H⁺ + CrО₄^2- → CrО₅ + H₂O O₂^2- + 2е^- → О^2- O₂^2- - 2е^- → О₂⁰

1. Хромның тотығу дәрежесіне байланысты қосылыстарының қасиеттері

2. Элементтердің қышқылдарының қасиеттерінің өзгеруі, сәйкес тұздары

3. Қосылыстарының қолданылуы

Au –сары.

Cu₂O - куприт; (CuOH)₂CO₃ – малахит. Ag₂S -аргентин ; Ag-полиметалл кендерінде;

AuTe₂-кавалерит, самородный.

Алу: Cu₂S+2O₂→2CuO+SO₂ 2|2Cu+-2e-→2Cu2+

Пирометаллургия : O₂+4e^-→2O^2-

2SO₂+O₂↔2SO₃ ; Өндірістен шыққан күкіртті газды күкірт қышқылына айналдырады. SO₃+H₂O→H₂SO₄ , пирометаллургия нәтижесінде түзілген мыс оксиді күкірт қышқылымен әрекеттесіп, мыс сульфатын түзеді: CuO+H₂SO₄→CuSO₄+H₂O , бұл тұз ерітіндісінен гидрометаллургия (сулы тұз ерітіндісінің электролизі) арқылы мыс алынады. 2CuSO₄(ерітінді)→ ^эл-з Cu⁰+O₂+H₂SO₄

Қалдықсыз технология.

Қалған қалдықтарды (шлам) Ag, Au, Te, Se, т.б. алады.

Ag, Au. Ag, Au + NaCN→^ауаNa[Ag(CN)₂] , Na[Au(CN)₂]; 2Na[Au(CN)₂]+Zn→Na₂[Zn(CN)₄]+2Au –цементация деп аталады, алтынды мырышпен ығыстыру.

Е⁰_Э¹_/Э, в: 0,521 0, 799 1, 691

Е⁰_Э²⁺_/Э, в: 0, 337 - -

Е⁰_Э³⁺_/Э, в: - - 1, 50

E плюс мәні көп болған сайын тотықтырғыш ретінде күштірек. Т_б ~1000 ⁰С Электр өткізгіштіктері өте жоғары. Ауада: Cu ,Ag түсі өзгереді Ag₂S қара , СuS, яғни ауадан күкіртпен қосылып.

Қосылыстары: Э₂O: Cu₂O; Ag₂O; Au₂O

2Cu+O₂→ ^t0 Cu₂O; не күміс пен алтынды: 2 ЭOH → ^t0 Ag₂O, Au₂O + H₂O

AgOH болады→негіздік қасиет көрсетеді , CuOH, AuOH болмайды : Ag₂O; Au₂O + H₂O;

CuO, Au₂O₃ тұрақты 2Cu+O₂→2CuO;

2Au(OH)₃→ ^t0 Au₂O₃+3H₂O CuCl₂+2NaOH→Cu(OH)₂↓+2NaCl AuCl₃+3NaOH→Au(OH)₃↓+3NaCl

арқылы алып, гидроксидтерді айырады. Cu(OH)₂ және Au(OH)₃ амфотерлі ;

Cu(OH)₂ ↓+NaOH→ Na₂[Cu(OH)₄] Au(OH)₃↓+NaOH=Na[Au(OH)₄]

Тұрақсыз Cu₂O₃ алу үшін 2CuSO₄+2NaOH+H₂O₂→Cu₂O₃(гранатовокрасн.)+Na₂SO₄+H₂SO₄+H₂O

2|Cu²⁺-1e^-→Cu³⁺ 1|O₂^2-+2e^-→2O^2-

Cu₂O₃ – күшті тотықтырғыш. Cu₂O₃ →^120С Сu₂O+O₂

|Cu³⁺+4e^-→2Cu⁺

|2O^2--4e^-→O⁰₂

Cu₂O₃ +6HCl→Cl₂+2CuCl₂+3H₂O

2Cu³⁺+2e^-→2Cu²⁺

AgBr ЕК =10^-13; AgI ЕК =10^-16 ; +2 т.д. тұрақты тек Cu²⁺ бірақ CuI₂ жоқ , +3 т.д. тұрақты Au³⁺ барлық галогенидтері бар, бірақ қыздырғанда AuГ₃→ ^t0 AuГ+Г₂ айрылады ;

Э+S→Cu₂S(CuS) бұл қосылыстар табиғатта да бар. Ag₂S, Ag₂Se, Ag₂Te түзеді,

ал 2Au+3S→Au₂S₃

K_тз = [Ag⁺][CN^-]²/[Ag(CN)₂]^- = 9×10^-22 [H+]=10^-11 моль/л ;

рН = -lg[H+] = -lg10^-11 = 11; pK = -lgK = - lg9×10^-22 = 22- lg9 = 21,1; [Cu(CN)₂]^- pK=16,0 [Ag(CN)₂]^- pK=21,1 [Au⁺(CN)₂]^- pK=38,3 [Au³⁺(CN)₄]^- pK=56,0 →тұрақтылық артады. [Ag(S₂O₃)₂]^3- күміс комплекстерінің ішіндегі маңыздысы (керектісі),

фотоматериалдарды бекіту үшін. AgBr+2Na₂S₂O₃=Na₃[Ag(S₂O₃)₂]+NaBr Аммиакаттар тұрақты:

[Ag(NH₃)] ⁺ pK=3,2 ; [Ag(NH₃)₂]⁺ pK=7,0 лиганда саны артқан сайын , тұрақтылығы артады. Ал тек «патша арағында» ериді. Au+HNO₃+4HCl=H[AuCl₄]+NO+H₂O Қолдану: 50%-тен астамы мыс сымы ретінде; балқымасы- жез(латунь) Cu+Zn,бронза

(Cu+Al, не Cu+Be, Cu+Sn); мельхиор Cu+Ni (20%); константан Cu+40% Ni. Өзін-өзі тексеруге арналған сұрақтар:

1. Табиғатта кездесетін қосылыстары, алу

2. Оксидтері, гидроксидтері, алу, қасиеттері, ерекшеліктері

3. Комплекс қосылыстары, қасиеттері, алу, қолданылуы

4. Элементтердің және қосылыстарының қолданылуы

r 0,139нм 0,156нм 0,160 нм

Е⁰_Э²⁺_/Э, в: -0,763 -0,403 +0,854

Т_б⁰C 420 321,3 -38,7

ZnS- сфалерит ; ZnCO₃-галмей ; CdS-гринокит. ; Zn+Cd- көбінесе бірге болады. HgS-киноварь.

Алу: пирометаллургия ZnS(CdS)+O₂→ZnO(CdO)+SO₂ ЭО+СО(С)→ Zn (Cd); карботермия + СО(СО₂) ZnO+H₂SO₄→ZnSO₄+H₂O CdO+H₂SO₄→CdSO₄+H₂O

Қасиеттері: Cd , Zn –жұмсақ металлдар, Hg-сұйық металл Э: Cd , Zn +О₂(S)→ CdS, ZnS, ЭO.Hg +S→ Hg S; ZnО- амфотерлі, CdO, HgО- негіздік оксид.

Zn(ОH)₂↓ pEK 11- амфотерлі, ерігіштік көбейтіндісінің көрсеткіші.Cd(OH)₂ pEK 14;

Hg(ОH)₂ pEK 16 ; бұл гидроксид тұрақсыз. Zn(ОH)₂↓+2NaOH→Na₂[Zn(OH)₄] ZnO+Na₂CO₃→^{балқытып} Na₂ZnO₂+CO₂

ЭГ₂- түссіз, кристалды заттар, суда ерйді, гидролизге түседі. ZnS pEK 24; CdS pEK 27,

сондықтан мырыш сульфиді тұз қышқылында ериді, кадмий сульфиді – ерімейді.

(Cd²⁺⁾Zn²⁺ +S^2-→ ZnS↓ , CdS↓ ZnS , CdS- люминофорлар, шамда қолданылады. ZnSe, HgSe (ZnTe, HgTe)-шала өткізгіштер; Э(NO₃)₂, ЭSO₄ суда жақсы ериді, гидролизге ұшырайды.

ЭCO₃ тек CdCO₃, ZnCO₃ белгілі , суда ерімейді. HgCO₃ белгісіз.

6Hg+8HNO₃=3Hg(NO₃)₂+2NO+4H₂O

2Hg-2e^-→Hg₂²⁺

N⁵⁺+3e^-→N²⁺

NO₃^- - Hg⁺-Hg⁺-NO₃^- , т.д. +1, валенттілігі II

Hg₂²⁺ = Hg²⁺+Hg диспропорциялану

Hg₂²⁺ -2e^-=2Hg²⁺

Hg₂²⁺ +2e^-→2Hg

Комплекс қосылыс тары: [Zn(OH)₄]^2- pK _тз 15,5; [Zn(NH₃)₄]²⁺ pK_тз 9,46;

[Cd(NH₃)₄]²⁺ pK _тз 7,12 ; [Hg(NH₃)₄]²⁺ pK_тз 19,28 . Бұл элементтерге тән комплекс қосылыстардың тұрақтылығы артады.

Cd-сілтілік аккумуляторда қолданады. ZnO – ақ болғандықтан, бояу ретінде қолданылады.

CdS, ZnS- шала өткізгіштер. Тұздары гидролизге ұшырайды. Бейорганикалық химияны оқығанда элементтердің периодтық жүйедегі сипаттамаларын, жай қосылыстарының құрылысын, олардың алыну жолдарын, элементтер қосылыстарының қышқылдық-негіздік және тотығу-тотықсыздану қасиеттерін оқумен қатар, элементтердің табиғатта таралу формалары мен адам өміріне қолданылуын, қатынасын қарау керек.

Адам ағзасында периодтық жүйенің 70-ке жуық элементі табылған.

Мына 6 элемент: С, О, Н, N, P, S- ағза массасының 97,4% құрайды. Тірі заттағы химиялық элементтердің мөлшеріне байланысты оларды макро- және микроэлементтер деп бөлуге болады. Макроэлементтерге С, О, Н, N жатады. Бұлардың үлесіне тірі зат массасының 96% және І, Сl, Fe, N, Mo, Cu, Co, Zn (1% массасының) жатады.

Биологиялық неғұрлым керек металдарға (биометалдарға) мына 10 элемент: К, Nа, Са, Мg, Fe, Cu, Co, Mn, Zn, Mo; металл еместерден О, Н, S, С, N, Р, Сl, І жатады, сондықтан осы элементтердің қасиеттерін бейорганикалық химия пәнінің зертханалық сабағында да оқисыздар. Көміртегі мен сутегі органикалық заттардың негізін құрайтын болғандықтан, ол элементтерді органикалық химия пәнінде тереңірек оқисыздар.

1.Биометалдардың ролі

2. d – металдарына неге көп тотығу дәрежелері сәйкес келеді?

3. d – металдары гидроксидтерінің қышқыл-негіздік қасиеттерін көрсетіңдер

4. d – металдарына сәйкес комплекс қосылыстарды көрсетіңдер, олардың ағзадағы ролі.
Осы тақырып бойынша көрсетілген әдебиеттердің мына беттерін оқу керек:

1. Угай Я.А. Неорганическая химия. - М.: Высш.шк. , 1988. 334 – 349 с., 133 - 137 с.,119 – 125 с.

2.Кулажанов К.С., Сулейменова М.Ш. Неорганическая химия. Учебник для студентов специальностей 5В072700 и 5В072800, обучающихся по кредитной технологии/ Алматы: 2012. 209-226 стр.

3.Кабдулкаримова К.К., Омарова Н.М.,Абекова Р.С. Жалпы химия курсы бойынша есептер мен жаттығулар. – Семей,2012 – 138-157 беттер.

Модуль 8. Гомогенді жүйедегі тепе-теңдік

Дәрістер № 21-37. Титриметриялық анализ.

Стандартты заттар, олардың ерітінділерін дайындау

Титриметрияда қолданылатын ыдыстар

Титриметрлік әдіс тез орындалады, яғни анализдің нәтижесін тез алады.

Титрант қосқанда оның мөлшері титрленетін заттың мөлшеріне дәл келсе, ол эквивалент нүктесі (э.н. ) деп аталады.

Кез келген химиялық реакция титриметрлік әдіске қолданылмайды.

Титриметрлік әдісте қолданылатын реакциялар мынандай талаптарды қанағаттандырулары керек:

1. 
   Реакция аяғына дейін жүруі керек, яғни реакцияның тепе-теңдік константасы өте үлкен болуы керек;
   
2. 
   Реакция өте үлкен жылдамдықпен жүруі керек;
   
3. 
   Керек реакция жүрген кезде қосымша реакциялар жүрмеуі керек;
   
4. 
   Реакция аяқталғанын анықтайтын әдіс болуы керек.
   

Титранттардың өте дәл концентрацияларын дайындайды не анықтайды.

1. 
   Титрантарды дайындағанда өте жоғарғы дәлдікпен титрантқа керек затты аналитикалық таразыда өте жоғары дәлдікпен өлшеп (g,г), судың белгілі көлемінде (V, мл) ерітеді, яғни сонда титрі белгі болады Т= g/V;
   
2. 
   Бірақ көп заттардан былай титрант дайындау қиын, себебі мына айтылған талаптар сақталмайды, ол үшін титрант дайындалатын заттар мынандай талаптарға жауап берулері керек:
   

б) заттың құрамы оның формуласына сәйкес келуі керек;

в) заттарды ерітінді күйінде не қатты күйінде сақтағанда құрамы өзгермеуі керек;

3. 
   Жоғарыда көрсетілген талаптар орындалмаса, титранттың концентрациясын жуықтап дайындап, басқа концентрациясы дәл анықталған затпен стандарттайды, яғни анықтайды. Ол үшін көбіне фиксаналдар қолданылады.
   
4. 
   Фиксаналдар заттардың тура өлшенген көлемі не қатты күйіндегі мөлшері шыны ампулада сақталады, сосын ол мөлшерді 1 л көлемде ерітіп, стандартты ерітінді дайындайды.
   

Титриметрлік әдістерді қолданылатын химиялық реакцияларға байланысты және титрлеу әдісіне байланысты жіктейді:

Реакция түріне байланысты:

1. 
   Қышқыл-негіздік титрлеу;
   
2. 
   Комплексонометрлік титрлеу;
   
3. 
   Тұнбаға түсіріп титрлеу;
   
4. 
   Тотығу-тотықсыздану әдісі бойынша титрлеу (редоксиметрия)
   

1. 
   Тура титрлеу әдісі;
   
2. 
   Кері титрлеу әдісі (не қалдық бойынша титрлеу әдісі)
   
3. 
   Орын басу арқылы титрлеу.
   

Титриметрлік әдісте мынандай өлшегіш ыдыстар қолданылады: бюретка, өлшегіш колбалар, өлшегіш цилиндрлер, пипеткалар.

Бюреткаға титрленген (стандартты) ерітінділерді құяды да, одан біртіндеп анықталатын заты бар ерітіндіге эквивалент нүктеге дейін тамшылатады. Бюретканы жақсылап жуады, оны кептіру керек емес, бюреткаға оған құятын титрленген ерітіндіні воронка арқылы құйып, артынан воронканы алып тастау керек. Төменгі түтікте (трубкада) ауа болмауы керек. Бюреткадағы сұйықтың беті шұңғылданып тұрады, оны мениск деп атайды. Сол мениск нольге не белгілі бір цифрға дәл келуі керек. Бюретканың дәлдігі 0,02-0,03 мл, сондықтан бюреткадан құйылған көлемді былай жазу керек; мысалы, 22,25 не 22,23 деп, яғни ондық белгімен, егер былай жазылса, 22,2 не 22 деп, ол қате болады.

Титрлеу кезінде стандартты ерітіндіден 20-30 мл кететіндей болуы керек, сонда бұл әдістің қатесі аз болады.

Анықталатын зат бар ерітіндінің дәл көлемін өлшеп алу үшін пипеткалар қолданылады. Олардың көлемі 100,50,25,20,10,5 және 1 мл-лік болады. Пипеткаларды жақсылап жуып, егер олар құрғақ болмаса, анықталатын заты бар ерітіндімен бір-екі рет шайқау керек. Пипеткадағы ерітінді толық ағып болған соң, пипетканың ұшын ыдыстың қабырғасына тигізіп 15 секундтай ұстау керек. Пипетканың ұшында қалған ерітіндіні үрлеуге болмайды, себебі: пипеткадан барлық ерітіндіні үрлеп түсіре алмайды, сондықтан ерітінді көлемі әртүрлі болып кетеді.

Жұмыс аяқталған соң, пипеткаларды жуып, штативтерге кептіруге қояды.