Өзін өзі бақылауға арналған сұрақтар:
Көміртегі,қорғасынның және қалайының электрондық конфигурациясын жазыңдар. Қай электрондар мен орбитальдар валенттілікті көрсетеді?
Қалайы мен қорғасын құймаларының қолданылуы.
Мына қатардағы элементтердің Ge – Sn – Pb металдық қаситетінің күшейетінін көрсететін реакция теңдеулерін жазыңдар.
Қалайы және қорғасын тұз қышқылы, азот және күкірт қышқылдарымен (сұйытылған және концентрлі) қалай әрекеттеседі? Реакциялар теңдеулерін жазыңдар. Қай қышқылда қорғасын толық ериді.
Мына қатардағы иондардың Sn2+, Pb2+ тотықсыздандырғыш қасиеті мына қатардағы иондардың Sn4+, Pb2+ тотықтырғыш қасиеттері қалай өзгереді? Әлсіз тотықсыздандырғыш пен күшті тотықтырғышты көрсетіңдер. Тотығу-тотықсыздану реакциялар теңдеулерін жазыңдар.
Германий топшасының элементтерінің а)негіздік қасиеттері жоғары; б)қышқылдық қасиеттері жоғары гидроксидтерін жазыңдар.
Суда ерімейтін PbCl2 және Pb(OH)2 не себептен концентрлі тұз қышқылы мен сілті ерітіндісінің артық мөлшерінде ериді?
Ұсынылған әдебиеттер:
1.Омаров Т.Т.,Танашева М.Р. Бейорганикалық химия (таңдамалы тараулар) Алматы,2008ж,-543 б 2.Шоқыбаев Ж.Ә. Бейорганикалық және аналитикалық химия. Алматы, «Білім» 2004 ж,-316 б. 3. Ділманов Б.М.,Ділманова З.Б. Жалпы химияның теориялық негіздері. Аматы,2009ж, -194 б. 4. Яшкарова М.Г.,Омарова Н.М., Кабдулкаримова К.К., Мусабаева Б.Х. Бейорганикалық хмиядан зертханалық жұмыстар.Семей,2007,-79б. 5. Шоқыбаев Ж.Ә.,Өнербаева З.О. т.б. Бейорганикалық химия практикумы. Алматы,2004 ж,-164 б. 6. Бишімбаева Г.Қ. Жалпы химия.Студенттердің өздік жұмыстарына арналған оқу-әдістемелік құрал.Алматы,2007 ж, -39 б. 7. Кабдулкаримова К.К., Омарова Н.М. Студенттің өздігінен орындауына арналған әдістемелік құрал.Семей, 2007, -39 б. 8.Д.Шрайвер.,П.Эткинс. Неорганическая химия.1,2 том.Москва«Мир» 2009г 9. Р.А.Лидин.,В.А.Молочко.,Л.Л.Андреева. Химические свойства неорганических веществ. Москва,2000 г.-479 с.
Дәріс 16. Органикалық заттар және олардың жіктелуі. Изомериясы және номенклатурасы (аталуы)
Органикалық химия көміртегі қосылыстарын зерттейді. Органикалық заттардың негізгі көздері: мұнай, табиғи газ, тас көмір, ағаш және өсімдік қалдықтары.
Органикалық химия өнеркәсіптің әр түрлі салаларындағы технологиялық процестердің негізгі болып табылады. Атап айтқанда: отын өндірісі, бояғыш заттар өнеркәсібі, витаминдер, химиялық талшықтар, пластмасса, дәрі- дәрмек, қопарылғыш заттар және т.б. Ауыл шаруашылығында органикалық тыңайтқыштар: арам шөпке қарсы заттар (гербицидтер), саңырауқұлақтар мен зиянкестерге қарсы заттар (инсектофугицидтер) және т.б. Органикалық химияның дамуына үлкен үлес қосқан орыс ғалымы А.М.Бутлеров болды. Ол 1861 жылы химиялық құрылыс теориясын ашты. Бұл теория химиктерге молекуланың ішкі құрылысын түсінуге, химиялық процестердің мәнін білуге, органикалық заттарды алудың жаңа жолдарын жобалауға, сол арқылы өнеркәсіпті дамытуға үлкен көмегін тигізді.
Теорияның негізгі қағидалары:
Органикалық қосылыстардың молекуласын құрайтын атомдар белгілі бір реттілікпен байланысады, бір- бірімен байланысуға бір немесе бірнеше валенттілік жұмсалады.
Органикалық заттардың қасиеттері молекуласының құрылысына, яғни атомдардың
қосылу реттілігіне және байланыс сипатына тәуелді болады. Сонымен органикалық заттардың қасиетін зерттеу арқылы оның молекула құрылысын анықтап және белгілі формуламен көрсетуге болады.
Атомның немесе атомдар топтарының химиялық қасиетіне молекуладағы басқа
атомдар мен топтар әсер етеді, әсіресе өзара байланысқан атомдардың әсері үлкен
болады.
Химиялық құрылыс теориясы изомерия құбылысын түсіндіруге мүмкіншілік береді.
Изомерлер деп құрамы және молекулалық массалары бірдей, бірақ құрамы мен қасиеттері әр түрлі заттарды айтады.
Органикалық қосылыстардың негізгі етіп көмірсутекті алады да, қалған қосылыстарды, олардың туындылары ретінде қарайды. Көміртек тізбегінің құрылысына қарай органикалық қосылыстар ашық тізбекті (алифаттық) және циклді (тұйық) қосылыстарға бөлінеді.
Ашық тізбекті қосылыстар екіге бөлінеді: қаныққан көмірсутектер (формуласы СnH2n+2) және қанықпаған көмірсутектер (формуласы СnH2n бұлардың құрамында қос үш байланыс та болады).
Тұйық тізбекті қосылыстар екіге бөлінеді: карбоциклді және гетероциклді.
Карбоциклді қосылыстардың тұйық тізбегі тек көміртегі атомынан тұрады және өз алында алициклді және ароматты болып екіге бөлінеді.
Гетероциклді қосылыстардың тұйық тізбекті көміртегі мен сутегі атомдарымен қоса басқа да атомдардан құралады. Гетероциклді қосылыстар түзуге көбінесе азот, күкірт, оттегі атомдары қатысады.
Өзін-өзі бақылауға арналған сұрақтар:
Органикалық химия нені зерттейді?
Органикалық заттардың шығу көздері қандай?
А.М.Бутлеровтың химиялық құрылыс теориясының негізгі қағидаларын атаңыздар.
4 Изомерлер дегеніміз не?
5 Органикалық қосылыстар қалай жіктеледі?
6 Құрамы: а) С6Н8 ә) С6Н14 болып келетін қосылыстардың барлық изомерлерінің структуралық формуласын жазыңыздар?
Құрамы С3Н8 болып келетін заттардың структуралық формуласын жазыңыздар.
Метандағы көміртегі мен сутегінің массалық үлесін анықтаңыздар.
Дәріс 17. Органикалық қосылыстардың реакциялары.
Химиялық байланыстардың түрлері. Химиялық байланыстың түрлері өте көп,
олар табиғаты бойынша бөлінеді. Молекулалар арасындағы байланыстар электроваленттік және коваленттік болып екіге бөлінеді.
Электрваленттік байланыс қарама- қарсы зарядталған бөлшектердің арасында пайда болады. Мұнда үш түрлі әрекеттесу болады: иондық байланыс, ион мен диполь, диполь мен диполь арасындағы байланыс.
Иондық байланыс деп катион мен анион арасындағы тартылу күшінің әсерінен пайда болатын байланысты атайды.
Иондық қосылыстардың балқу температурасы жоғары және олар қатты заттар болып келеді.
Коваленттік байланыс. Екі не одан да көп атомдардың арасында жұп электрондар болса, байланыс пайда болады. Демек, екі атом орбитальдарының бүркесуі арқылы түзілетін байланысты коваленттік байланыс деп атайды.
Сутектік байланыс коваленттік байланысқан сутек атомымен екінші молекуланың бос электроны арқылы түзіледі. Бұл байланыстың энергиясы аз, 3- 10 ккал/ моль, сондықтан мұндай байланыстар тез үзіледі, бірақ заттың физикалық қасиеттеріне әсері болады.
Органикалық қосылыстардың реакциялары төрт топқа бөлінеді:
Орын басу реакциялары. Мұнда атом немесе атомдар топтарының орнын басқа атомдар басады.
Мысалы: С2Н5СI + OH- → C2H5OH + CI-
Хлорэтан гидроксид этанол хлорид
ионы ионы
Қосылу реакциялары. Екі молекула қосылып, бір молекула түзеді.
Мысалы: СН2 = СН2 + Вг2 → ВгСН2СН2Вг
Этилен бром 1,2- дибромэтан
Бөліну (элимирлену) реакциясы. Молекула екі немесе одан да көп басқа
молекула түзеді.
Мысалы: С2Н5ОН → СН2 = СН2 + Н2О
Этанол этилен су
Қайта топтасу. Бір молекула екінші молекулаға айналады.
Мысалы: СН3- СН- СН = СН2 → СН3- СН = СН- СН2СI
│
CI
3- хлорбутен-1 1- хлорбутен – 2
Көптеген органикалық реакциялар екі молекуланың арасында, молекула мен ионның арасында немесе молекула мен радикалдың арасында жүреді. Қандай бөлшектің арасында жүретіндігіне байланысты оларды иондық, радикалдық механизм деп атайды, оны R- деп белгілейді.
Ионның қатынасында жүрген реакцияны иондық механизм деп атайды.
Шабуыл жасайтын реагенттің табиғатына байланысты иондық реакция электрофильді және нуклеофильді болып бөлінеді.
Реакцияға қатысатын реагент өзінің электрон жұбын байланыс түзеуге басқа молекулаға берсе, онда нуклеофильді (электродонорлы) реагент деп атайды.
Нуклеофильдің қатысында жүретін реакцияларды нуклеофильдік реакциялар деп атайды. Nu деп белгілейді.
Мысалы: Rδ+ → Хδ- + : Nu → R - Nu + : Х- нуклеофильдік орын басу реакциясы.
..
Нуклеофильдер: Н- : ; NH-2 ; : ОН- ; : ОR
Егер молекула басқа молекуланың жұп электронын қосып алса, оны электрофильді (электронакцепторлы) реагент деп атайды. Электрофильдің қатысында жүретін реакцияларды электрофильдік реакциялар деп атайды, Е деп белгілейді.
Мысалы: R – У – Е+ → R – Е + У+ электрофильдік орын басу реакциясы.
Электрофильдер: Н+ ; Н3О+; NO2+; NO.
Өзін-өзі бақылауға арнаған сұрақтар: 1. Химиялық байланыстың қандай түрлері бар?
Коваленттік байланыс дегеніміз не?
Иондық байланыс дегеніміз не?
Органикалық қосылыстарға тән реакцияларды атаңыздар.
Нуклеофильдік, электрофильдік реагенттер дегеніміз не?
СН3СI + CI2 → CH2CI2 + HCI. Реакциясының барлық сатыларының теңдеуін жазыңыздар.
Бромсутек молекуласын мысалға алып, коваленттік байланысты түсіндіріңіздер.
Электрофильді механизммен әрекеттесетін органикалық қосылыстарға мысал келтіріңіздер.
Дәріс 18 Қаныққан көмірсутектер (алкандар).
Көміртегі мен сутегіден тұратын және өзара жай байланыспен қосылған қосылыстарды қаныққан көмірсутектер деп атайды. Жалпы формуласы- СnH2n+2
Ең қарапайым өкілі- СН4- метан. Барлық көмірсутектердің метанмен ұқсас екенін көрсету үшін, олардың барлығының аттарына «ан» деген жалғау жалғанады.
Қаныққан көмірсутектердің бір сутегісін алғанда, қалған қалдықты радикалдар деп атайды. Радикалдарды атау үшін, көмірсутектердің «ан» жалғауын «ил» жалғауына өзгертеді.
СН4 – метан- СН3- метил
С2Н6- этан- С2Н5-этил
С3Н8- пропан- С3Н7- пропил т.б.
Көмірсутектерді жүйелік (ИЮПАК) номенклатура бойынша атау үшін, алдымен ең ұзын тізбекті тауып алады да, тізбекке ең жақын тармақ (радикал) тұрған шетінен бастап нөмірлейді. Затты атағанда алдымен санмен радикалдар тұрған жерін шетінен бастап нөмірлейді. Затты атағанда алдымен санмен радикалдар тұрған жерін көрсетеді де аттарын атап, содан кейін ең ұзын тізбек атын атайды.
Қаныққан көмірсутектердегі С- С және С- Н байланыстары σ- байланыс болып табылады. Мұндай байланыстар берік және аз поляризацияланған, сондықтан қаныққан көмірсутектердің реакцияласу қабілеттілігі төмен. Олар қосылу реакциясына қатыспайды, тек қана орын басу реакциясына түседі.
а) нитрлеу реакциясы
р, t0
СН4 + НОNO2 → H2O + CH3NO2
Нитрометан
ә) галогендеу
СН4 + СI2 → HCI + CH3CI – хлорлы метил
CH3CI + CI2 → HCI + CH2CI2 – хлорлы метилен
СН2CI2 + CI2 → HCI + CHCI3 - хлороформ
CHCI3 + CI2 → HCI + CCI4 – төртхлорлы көміртек
Қаныққан көмірсутектер катализатор қатысында жоғары температурада және қысымда тотығу реакциясына қатысып альдегидтер, спирттер, кетондар, карбон қышқылдарын түзеді.
[o] CH3- (СН2)n - СН2ОН
Мысалы: СН3 – (СН2)n – CH3 →
катализатор СН3- (СН2)n – СООН
Қаныққан көмірсутектерді өндірісте қанықпаған көмірсутектерінен немесе қаныққан көмірсутектің галоген туындыларын катализатор (платина, палладий) қатынасында тотықсыздандыру арқылы, А. Вюрц реакциясы бойынша (галоген туындыларын металл натриймен әрекеттестіру) немесе жоғары молекулалы қаныққан көмірсутектерді жоғары температурада, қысымда крекингілеу (ыдырау) арқылы алады.
А. Вюрц реакциясы (1855 ж.)
2R – Вг – 2Na → R – R + 2NaВг
3R – Вг + 3R – Вг + 6Na → R – R + R – R + R – R + 6NaВг
Мұндағы: R мен R - әр түрлі алкилдік радикалдар.
Зертханада көбінесе қаныққан көмірсутектеріне сәйкес келетін карбон қышқылдарының тұздарына күдіргіш сілті (натронды ізбес) қосып, қыздыру арқылы алады.
СН3СООNa + NaOH → Na2CO3 + CH4 ↑
Өзін-өзі бақылауға арналған сұрақтар:
Алкандардың жалпы формуласы.
Алкандарға тән реакциялар.
Изомерия түрлері.
Номенклатуралар ( тривиальды, рационалды, систематикалық)
Алу тәсілдері және химиялық қасиеттері.
Жеке өкілдері және қолданылуы.
Дәріс 19. Қанықпаған көмірсутектер (алкендер). Диендер.
Алкендер деп, молекуласында көміртектің атомдар саны қаныққан көмірсутектермен бірдей, бірақ сутегі атомдарының саны аз, σ – байланысынан басқа бір π- байланысы бар қосылыстарды атайды. Жалпы формуласы- СnH2n . Ең қарапайым өкілі- этилен (этен) С2Н4. Этилен молекуласындағы көміртек атомдары қос байланыспен байланысқан. Қос көміртек- көміртек байланысы алкендердің құрылысының ерекше белгісі болып саналады.
Жүйелік номенклатура бойынша алкендерді атау үшін сәйкес қаныққан көмірсутек атауындағы «ан» жұрнағын «ен» жұрнағына алмастырады. Қос байланыстың орнын көмірсутек атауының алдында, қос байланыс басталған көміртегі атомының нөмірімен көрсетеді.
Мысалы: СН2 = СН – СН2 – СН3
Қанықпаған көмірсутектерінің изомериясы көміртегі тізбектерінің құрылысына ғана емес, онымен қатар қос байланыстың орнына да байланысты. Бұдан басқа, қанықпаған көмірсутектер қатарында кеңістік (геометриялық) изомериясы цис- транс изомерлері бар.
Химиялық қасиеттері. Метанмен салыстырғанда, алкен қатарындағы көмірсутектер өте активті қосылыстар. Олар тотығу және қосылу реакцияларына өте жеңіл түседі. Себебі этиленнің қос байланысының орнына қосылу, тотығу, полимерлену реакциялары жеңіл жүреді.
Галогенді қосып алу.
Галогендер алкендерге радикалдық немесе иондық механизм бойынша қосылады.
│ │
С = С + Х2 – С – С – Х Мұндағы: Х = СI, Вг
│ │
Галогенсутекті қосып алу (Марковников ережесі).
Алкендер күші қышқылдарымен: НСI, НВг, Н2SO4 әрекеттеседі.
Қосылу реакциясы қос байланыс бойынша жүреді.
С = С + Н – Х → С – Х Мұндағы: Х = СI, I- , Вг-, ОSO3H-
H H
Симметриялы емес алкендер жағдайында қышқылды қосып алудың екі бағыты болуы мүмкін. Мысалы тұз қышқылымен пропен әрекеттескенде, екі түрлі өнім түзілуі мүмкін.
CH3 – CH – CH3 2- хлорпропан
│
СН3 – СН = СН2 + НСI → CI
CH3 – CH2 – CH2CI 1-хлорпропан
Қышқылдар симметриялы емес алкендерге қосылғанда қышқылдың сутегі атомы сутек атомдарының саны ең көп көміртекке қосылады. Бұл заңдылықты ашқан
В.В. Марковников болғандықтан, ол Марковников ережесі деп аталады.
Суды қосып алу.
Алкендер катализатор қатынасында сумен әрекеттесіп, спирттер түзіледі.
СН2 = СН2 + Н2О → СН3 – СН2ОН
Тотығу реакциясы.
Алкендер оңай тотығады. Тотықтырғыштың табиғатына және реакция жағдайларына байланысты π- байланыстың немесе π- мен σ- байланысының үзілуі нәтижесінде түрлі өнімдердің түзілуі мүмкін: екі атомды спирттер (гликольдер), эпоксидтер, альдегидтер, кетондар, карбон қышқылдары.
3СН2 = СН2 + 2КМnO4 + 4H2O → 3CH2 – CH2 + 2MnO2 + 2KOH
│ │
OH OH
Бұл реакцияны Е.Е. Вагнер (1888 ж) реакция деп атайды.
Полимерлену реакциясы.
Қазіргі заман техникасы үшін қанықпаған көмірсутектер реакцияларының ішіндегі ең маңыздылығының бірі- полимерлену реакциясы. Алкендер бір- бірімен өзара қосылып, ұзын тізбек, яғни полимерлер түзуге қабілетті. Мысалы:
СН2 = СН2 + СН2 = СН2 → - (- СН2 – СН2-)n
Диен көмірсутектері.
Молекуласында екі қос байланысы бар көмірсутектерді диен көмірсутектері дейді. Жалпы формуласы СnH2n-2 Диен көмірсутектерді жүйелік номенклатура бойынша атау үшін «диен» деген жалғау қосып, қос байланыстың орны көрсетіледі.
Мысалы: СН2 = СН – СН = СН2 бутадиен- 1,3
Диендер қос байланыстың орналасуына қарай үшке бөлінеді.
1. Егер екі байланыс бір көміртегі атомында орналасса, кумулирленген диен немесе аллендер деп аталады.
Мысалы: СН2 = СН = СН2 пропадиен
2.Егер екі қос байланыс бір жай байланыспен бөлінсе, онда қосарланған
диендер деп аталады.
Мысалы: СН2 = СН – СН = СН2 бутадиен- 1,3
3.Егер екі қос байланыс бір жай байланыспен бөлінсе, онда олар оқшауланған
диендер деп аталады.
Мысалы: СН2 = СН – СН2 – СН = СН2 пентадиен- 1,4
Диендердің ішіндегі аса маңыздысы қосарланған түрі, олар өте тез полимерленеді, сондықтан синтетикалық каучук алуға пайдаланады.
Химиялық қасиеттері.
Диендердің химиялық қасиеттері қос байланыстардың орналасуына байланысты.
Оқшауланған қос байланыстардың бір- біріне әсері аз болады, яғни әрқайсысы молекуладағы жалғыз қос байланыс тәрізді әрекеттеседі. Сол себепті қосарланбаған диендердің химиялық қасиеттері қарапайым алкендердің химиялық қасиеттерімен бірдей.
Диен көмірсутектеріне қосылу, тотығу, полимерлену реакциялары тән.
Қосылу реакциясы:
СН2= СН- СН = СН2 + Вг2 → СН2 – СН СН – СН2
│ │
Вг Вг
Полимерлену реакциясы:
│ │
n C = C – C = C → (- С – С = С – С-)n │ │
Өзін-өзі бақылауға арналған сұрақтар:
Изомерия түрлері, мысалдар.
Алу тәсілдері.
Структуралық формуласын жау керек: транс-2-гексен, цис-2,3- дихлоро-2-бутен.
Егер 3,6 г су алкенге қосылып 12 г спирт түзілсе, алкен формуласы қандай болады?
18,4 г этил спиртінен неше литр ( қ.ж.) этилен түзіледі?
Диен көмірсуларының химиялық қасиеттері.
9,2 г этил спиртінен алынған этиленді тотықтыруға 40%- ті KMnO4 ерітіндісі жұмсалаған, тотықтырғыш массасы есептеу керек . Жауабы: 52,5г.
Дәріс 20. Ацетилен көмірсутектері. Алкиндер.
Алкиндер деп- ашық тізбекті С ≡ С үш еселік көміртек- көміртек байланысы бар көмірсутектерді айтады. Жалпы формуласы: СnH2n+2. Алкендер қатарының бірінші өкілі С2Н2- ацетилен, сондықтан алкиндерді ацетилен көмірсутектері деп те атайды. Үш еселі байланыстың біреуі σ- байланыс, екеуі π- байланыс. Жүйелік номенклатура бойынша алкендерді атау үшін, қаныққан көмірсутектердегі «ан» жалғауын «ин» жалғауына ауыстырып үш, байланыстың орнын, байланыс басталатын көміртегі атомының нөмірімен белгілейді.
Мысалы: НС ≡ СН этин
НС ≡ С – СН3 пропин-1
НС ≡ С – СН2 – СН3 бутин- 1
Ацетилен көмірсутектерінің изомериясы көміртегі тізбегінің құрылысы мен үш байланыстың орнына байланысты.
Мысалы: НС ≡ С – СН2 – СН3 бутин-1
СН3- С ≡ С – СН3 бутин- 2
Химиялық қасиеттері.
Молекуласында үш байланысы (1σ , 2π) болғандықтан Ацетилен көміртектері қосылу, тотығу, полимерлену реакциясына қатысады.
Қосылу реакциялары:
а) сутегіні қосып алу. Платина, никель катализаторлары қатысында Ацетилен сутегін қосып алады.
Ni Ni
НС ≡ СН + Н2 → Н2С = СН2 + Н2 → СН3 – СН3
ә) галогенсутектерді қосып алу. Ацетилен галогенсутектермен баяу әрекеттеседі, нәтижесінде винилхлориді түзіледі.
НС ≡ СН + НСI → H2C = CHCI винилхлориді
Реакцияға тез түсетін ацетиленнің алкил туындылары үшін бұл реакция Марковников ережесіне сай жүреді.
в) суды қосып алу. (Кучеров реакциясы)
Ацетилен көмірсутектеріне судың қосылу реакциясы сынап тұздарының қатысуымен жүреді. Бұл реакцияны алғаш рет орыс ғалымы Кучеров ашқан, сондықтан Кучеров реакциясы деп атайды.
Hg2+
НС ≡ СН + НОН → СН2 = СНОН винил спирті
О
CH2 = CHOH → CH3 – C сірке альдегиді
Н
Кучеров реакциясының практикалық маңызы зор. Өнеркәсіпте сірке қышқылын, этил спиртін алу үшін қолданылады.
Тотығу реакциясы. Алкиндер тотықтырғыш реагенттермен (калий перманганаты, қышқылдық ортадағы дихромат, озон) тотығады.
Үш еселі байланыс бойынша молекуланың үзілуі жүреді де, алкин екі карбон қышқылына айналады.
R – C ≡ C – R, → R – COOH + R, - COOH
Шеткі үш еселі байланыс бар алкин жағдайында карбон қышқылы мен көміртек диоксиді түзіледі. Мысалы:
[O]
СН3 – СН2 – С ≡ СН → СН3 – СН2 – СООН + СО2
Бутин-1 пропан қышқылы
Полимерлену реакциясы.
Ацетилен көмірсутектері бірнеше бағытта полимерленеді. Егер катализатор ретінде хлорлы мыс (II) қолданылса, онда ацетилен тізбектеліп полимерленеді.
СuCI2
НС ≡ СН + НС ≡ СН → СН2 = СН – С ≡ СН
Түзілген винилацетилен хлорлы сутекті қосып алып, хлоропрен түзеді. Хлоропрен синтетикалық каучук алу үшін қолданылады.
СН2 = СН – С ≡ СН + НСI → CH2 = CH – C = CH2
│
CI
хлоропрен
Егер катализатор ретінде активтелген көмір қолданылса, онда ацетиленнен бензол түзіледі.
t 0
2НС ≡ СН + НС ≡ СН → бензол
Металл туындыларын алу.
Ацетилендегі сутегі атомы өте қозғалғыш, сондықтан ол металдармен алмасып, ацетиленидтер түзіледі.
Мыс, күміс ацетиленидтері өте қопарылғыш заттар.
НС ≡ СН + 2АgOH + 2NH3 → AgC ≡ CAg + 2 NH4OH
Алкиндердің ішінде ең маңыздысы- ацетилен, ол түссіз газ, қара қою күйелі жалынмен жанады.
Өнеркәсіпте ацетиленді кальций карбидінен, соңғы кезде табиғи газдарды пиролиздеу арқылы алады. Ацетилен оттекте жанғанда өте жоғары (30000 С) температураны береді, сондықтан оны металдарды пісіруге, кесуге қолданады.
Өзін-өзі бақылауға арналған сұрақтар:
Изомерия. Номенклатура. Мысалдар.
Алу тәсілдері, физикалық қасиеттері.
Химиялық қасиеттері. Қолданылуы.
IUPAC жүйесі бойынша структуралық формуласын жазу керек: 3-метил-1-бутин; 2,5-диметил-3-гексин.
6,4 г кальций карбидінен алынған ацителинді жағуға жұмсалатын оттегі көлемі ( қ.ж. ) және массасы. Жауабы: 5,6л., 8г.
Мына теңдеулер бойынша жүретін реакциялар теңдеулерін жазу керек: а. 3- гексин + CI2 ---- ; б. 2- пентин + HCI ----- ; в. Пропин + H2O ( H+ , Hg2+) ----- ;
Дәріс 21. Көмірсутектердің галоген туындылары.
Көмірсутегі молекуласындағы бір немесе бірнеше сутегі атомдарының орнын галоген атомдары басқан қосылыстарды көмірсутектердің галоген туындылары деп атайды. Олар көмірсутектегінің құрамына қарай қаныққан және қанықпаған көмірсутектердің галоген туындылары болып екіге бөлінеді. Бұл қосылыстар молекуладағы галоген атомының санына қарай моно- (құрамында бір галоген атомы), ди-(екі галоген атомы), поли-(үш және одан да көп) галоген туындылары деп бөлінеді.
Аталуы: Галоген туындыларын көбінесе тарихи қалыптасқан атаулармен атайды.
Мысалы: СНСІ3- хлороформ, СНІ3- йодоформ. Халықаралық номенклатура бойынша, галоген туындыларың атау үшін, көміртегі тізбегінің ең ұзынын алып, галогенге жақын жағынан бастап нөмірлейді. Алдымен радикалдың орны мен атын, содан кейін галоген атомының тізбектегі орны мен атын, соңынын ұзын тізбекті атайды. Мысалы:
4 3 2 1
СН3 – СН2 – СН – СН3
│
СI 2- хлорбутан
Галоген туындыларының изомериясы көміртегі тізбегінің құрылысына және галоген атомдарының орнына байланысты болады.
Физикалық қасиеттері.
Қаныққан галоген туындыларының көпшілігі бөлме температурасында түссіз сұйықтар. Хлорлы метил (СН3СI), хлорлы этил (С2Н5СI), бромды метил (СН3Вг), газ тәрізді заттар, йодоформ (СНI3)- қатты зат.
Галоген туындылар суда өте нашар ериді, бірақ органикалық еріткіштерде (спиртте, эфирде) жақсы ериді. Өздеріне тән иісі бар. Әр түрлі органикалық қосылыстарды синтездеу үшін еріткіш ретінде қолданылады.
Химиялық қасиеттері.
Көмірсутектердің галоген туындыларының реакция түсу қабілеттілігі өте жоғары.
Оның негізінде галоген атомының орнын басқа немесе әртүрлі радикалдар басу реакциясы жатыр.
Спирттер алу. Галоген алкилдерді сумен қосып қайнатқанда, галоген атомының орнын гидроксил тобы басады:
СН3 – СН2 – Вг + Н – ОН ↔ СН3- СН2 – ОН + НВг
Бромды этил этил спирті
Бұл қайтымды реакция.
Аминдер алу. Галоген туындыларына аммиакпен әсер етсе маңызды қосылыс- аминдер түзіледі.
СН3 – СН2 – I + NH3 ↔ CH3 – CH2 – NH2 + HI
Йодты этил этиламин
Цианидтердің әсері. Галоген алкилдерге калий цианидімен әсер еткенде, цианидтер түзіледі.
СН3 – СН2 – I + K – CN ↔ CH3 – CH2 – CN + KI
Этил цианиді
Галогенсутектің үзілуі. Галоген алкилдерге концентрлі сілтілермен әсер еткенде, галогенсутек үзіліп, этилен көмірсутектер түзіледі. Мысалы:
СН3 – СН2 – I + NaOH → CH3 = CH2 + NaI + H2O
Галоген туындыларына сілтінің спирттегі ерітіндісімен немесе натрий амидімен (NaNH2) әсер еткенде, ацетилен көмірсутектері түзіледі.
Мысалы: СН2Вг – СН2Вг → НС ≡ СН + 2НВг
Галоген туындыларының тотықсыздануы.
Иодты сутекпен әсер еткенде, галоген алкил көмірсутекке дейін тотықсызданады.
СН3 – СН2 – I + HI ↔ CH3 – CH3 + I2
Йодты этил этан
Магнийдің әсері. Егер галоген алкилге сусыз этил эфирі қатысында тазартылған магниймен әсер етсе, құрамында магний органикалық қосылыс бар ерітіндісі түзіледі:
СН3I + Mg ↔ CH3MgI
магний йодметил
Бұл реакцияны алғаш рет зерттеген француз химигі Гриньяр болғандықтан, Гриньяр реакциясы деп атайды.
Органикалық заттарды синтездеуде Гриньяр реакциясының маңызы өте зор.
Алу әдістері.
Қаныққан көмірсутектерді галогендермен әрекеттестіру арқылы алады:
hv
С2Н6 + СI2 → C2H5CI + HCI
Этан хлорэтан
Таза монохлоридтерді алу үшін, хлорсутекті алкендермен әрекеттестіреді:
НСI
СН3СН = СН2 → СН3 – СН – СН3
пропен /
CI 2-хлорпропан
Спирттердегі гидроксил тобын галогенге ауыстыру арқылы алады, Ол үшін спирт пен хлорсутектің буын қыздырылған катализатор үстінен өткізеді.
СН3ОН(г) + НСI(г) → СН3СI(г) + Н2О(г)
Метанол хлорметан
Галоген туындыларының маңызды өкілдерін қарастырамыз.
Хлорлы этил (хлорэтан) С2Н5СI. Түссіз газ, суытқан кезде сұйыққа айналады, қайнау температурасы +13,10С. Суда нашар, бірақ органикалық еріткіштерде жақсы ериді.
Хлорлы этил- этил сұйығының негізгі құрамдас бөлігі болып табылатын тетраэтил қорғасынды алу үшін қолданылады. Этил сұйығы бензинге қосылатын антидетонациялық зат ретінде кеңінен пайдаланылады.
Тетраэтилқорғасынды алу реакциясының теңдеуі:
4С2Н5СI + 4Na + Pb → Pb(C2H5)4 + 4NaCI
Хлорлы этил тез буланатындықтан медицинада жергілікті анестетик ретінде
пайданылады.
Хлорлы метилен (метиленхлорид) СН2СI2. Түссіз, хлороформ тәріздес иісі бар сұйықтық, қайнау температурасы 420С, жанбайды. Метилен хлориді өндірісте өте бағалы еріткіш болып табылады. Ол майды, каучукты, целлюлоза эфирлерін жақсы ерітеді. Сондай- ақ майлағыш майларын тазалау үшін қолданылады.
Хлороформ (үшхлорлы метан) СНСI3. Түссіз ауыр сұйықтық, өзіне тән иісі бар, қайнау температурасы 61,20С. Спиртте, эфирде жақсы ериді. Оттегі қатысында хлороформ ыдырап, фосген түзіледі.
1
СНСI3 + ─ O2 → COCI2 + HCI
Фосген
Фосгеннің түзілуін болдырмау үшін, хлороформге 1% - тік сусыз этил спиртін
қосады.
Хлороформ каучукты, шайырларды жақсы ерітеді. Сондықтан органикалық еріткіш ретінде қолданылады. Сондай- ақ медицинада наркоз ретінде пайданылады.
4.Төртхлорлы метан (тетрахлорметан) ССI4.
Түссіз сұйықтық, қайнау температурасы 76,50С. Шайырларды, битумды, каучук пен майларды жақсы ерітеді. Жанбайды, содықтан арнайы өрт сөнгіштерді төртхлорлы метанмен толтырады. Өндірісте төртхлорлы метанды металл сурьма ұнағының қатынасында күкіртті көміртегі мен хлорды әрекеттестіру арқылы алады.
СS2 + 3CI2 → CCI4 + S2CI2
5.Фреон (дихлордифтор метан) ССI2F2. Түссіз, иіссіз газ. Қысым әсерінен -340С температурада қайнайды, сұйыққа оңай айналады. Фреон жанбайтын және зиянсыз болғандықтан, хладоагент ретінде суытқыштарда қолданылады. Өндірісте фреон- 12-ні төртхлорлы метанды фторсутекпен әрекеттестіру арқылы алады. Реакцияны бесхлорлы сурьма катализаторы қатысында жүргізеді.
SbCI5
ССI4 + 2HF → CF2CI2 + 2HCI
Өзін-өзі бақылауға арналған сұрақтар:
1. Изомерия. Номенклатура. Мысалдар келтіру керек.
2 Алу, физикалық, химиялық қасиеттері.
3. Структуралық формулаларын жазу керек: 1,1,1,2,2-пентахлорэтан; 1,4-дибромбутан; 3-хлор-1-пропен; поливинилхлорид; гексахлорэтан.
Дәріс 22. Ароматты көмірсутектер (Арендер).
Ароматты көмірсутектер (арендер) деп – молекуласында циклогексатриендік цикл бар, физикалық және химиялық қасиеттерімен ерекшеленетін көмірсутектерді атайды.
Ароматты қосылыстардың барлығына циклдік құрылыс және жоғары қанықпаушылық тән.
Жалпы формуласы: СnH2n-6.
Ароматты көмірсутектердің қарапайым өкілі- бензол- С6Н6. Бензол молекуласында көміртек пен сутек атомдары бір жазықтықтың бойында орналасқан. Көміртек атомдар арасындағы барлық байланыстардың ұзындығы бірдей- 1,4А0, байланыстар арасындағы бұрыш 1200 тең болады. Бензол молекуласы С6Н6.
Бензолдың қарапайым моноорынбасқан туындыларын атау үшін, «Бензол» деген сөздің алдында орынбасарды атайды. Мысал: нитробензол С6Н5NO2; Этилбензол С6Н5С2Н5
Бензолдың кейбір орынбасарлы туындыларын тривиалдық атаулармен атайды.
Мысалы: метилбензол- толуол С6Н5СН3; аминобензоланилин С6Н5NH2
Екі орынбасарлы бензолдар.
Бензол сақинасында екі орынбасар болса, оларды атағанда, орынбасардың тұрған орнын да көрсету қажет. Үш мүмкін изомерлерді орто- мета, пара (қысқаша о-, м-, n-) деп белгілейді.
Егер екі орынбасар көрші көміртегі атомдарында қатар орналасса, ондай изомерді орто- изомер дейді.
Егер орынбасар бір көміртегі атомынан кейін орналасса, ондай изомерді мета- изомер дейді.
Егер орныбасар екі көміртегі атомынан кейін орналасса, ондай изомерді n- изомер дейді.
Химиялық қасиеттері. Барлық ароматты көмірсутектер орынбасу реакциясына бейімді, ал қосып алу реакциясына өте қиын түседі. Арендер галогендеу, нитерлеу, сульфирлеу реакцияларына, ал гомологтары тотығу реакциясына қатысады. Бензол сақинасында π- электрон бұлттары бір келкі таралғандықтан нуклеофильдік реакциялар қиын, ал электрофильдік орынбасу реакциялары оңай жүреді.
Нитрлеу реакциясын жүргізу үшін, концентрлі азот пен күкірт қышқылдарының қоспасын алады. Бұл нитрлейтін агент нитроний ионы NO2.
НО – NO2 + 2H2SO4 ↔ NO2+ + H3O+ + 2HSO4-
Электрофильдік орын басу реакциясы екі сатыда жүреді. Алдымен электрофильдік топ бензол сақинасының π- орбитальдарын шабуылдап, π- комплекс түзеді.
Екінші сатыда π- комплекс, тұрақсыз σ- комплекске өтеді. Содан кейін пайда болған тұрақсыз карбокатионнан протон бөлініп, нитробензол түзіледі.
H2SO4
С6Н6 + НОNO2 → C6H5NO2 + H2O
Галогендеу реакциясы. Бензол және оның гамологтары хлорланады, бромданады, иодталады.Реакция жүру үшін галогенді полярлайтын катализатор қажет: темір немесе алюминий галогенидтері.
катализатор
С6Н6 + Х2 → НХ + С6Н6СI
Сульфирлеу реакциясы:
C6H6 + HOSO3H → H2O + C6H5SO3H
Алкилдеу реакциясы.
Бензол сақинасына алкил тобын енгізу үшін бензолды галогеналкандармен әрекеттестіреді.
катализатор
С6Н6 + С2Н5Вг → НВг + С6Н5С2Н5
Реакция тек катализатор қатысында жүреді. Катализатор ретінде алюминий хлориді немесе темір (III) бромиді қолданылады. Бұл катализатордың тиімділігін бірінші рет III.
Фридель мен Дж. Крафтс ашқандықтан, мұндай реакцияларды Фридель- Крафте реакциялары деп атайды.
Тотығу реакциясы.
Бензол гомологтарын катализатор (КМnO4, К2Сг2О7) қатысында тотықтырса, ароматты қышқылға айналады.
[o]
С6Н5СН3 → С6Н5СООН + Н2О
Бензол сақинасындағы бағытталу ережесі.
Бензол сақинасындағы барлық көміртегі атомдары бір- бірімен тең, сондықтан электрофильді агенттер сақинадағы кез келген көміртегі атомын шабуылдайды. Егер бензол сақинасында бір орынбасар болса, онда келесі жаңа орынбасар белгілі орынға ие болады. Бензол қатарындағы көмірсутектердің электрофильдік орын басу реакцияларын зерттеу нәтижесінде орынбасар химиялық табиғаты және бағыттаушы қабілеті бойынша екі топқа бөлінеді.
о-, n- бағыттаушы орынбасарлар бірінші текті орынбасарлар (ориентанттар) деп аталады. Олар электрон беруге (электрондонорлар) бейім топтар: алкил
(СН3, -СН2R), галогендер жатады, тағы
- .. - .. ..
–CH = CH2 , C6H5-, OH , NH2 , -NHR, -NR2 , OR
м- бағыттаушы орынбасарлар екінші текті орынбасарлар (ориентанттар)деп
аталады. Олар электрон қабылдауға (электрон акцепторлы) бейім топтар:
-
СN, - COOH, - COOR, NO2, SO3H, CHO, COR жатады.
Мысалы: толуолды нитрлеу реакциясын қарастырайық. Толуолда метил тобы бар, ол бірінші текті орынбасарға жатады. Метил тобы электрон бұлттарын сақинадағы көміртегіне ығыстырып индуктивтік эффект көрсетеді. Сондықтан о- және
n- орындарында электрон тығыздығы өсіп, сол жерде орын басу реакциясы жүреді.
CH3 NO2 CH3
C6H5CH3 + HNO3 H2SO4 → +
NO2
Толуол о- нитротолуол 58% n- нитротолуол 38 %
Ал екінші текті орынбасарлар, керісінше сақинадағы көміртегі атомдарының электрон бұлттарын өзіне тартып қосарлану (мезомерлік) эффект көрсетеді. Сондықтан м- орында электрон тығыздығы өсіп, осы жерде орынбасу реакциясы жүреді.
NO2 NO2
+ CI2 → + HCI
CI
нитробензол м- хлорбензол
Жиі кездесетін ароматты көмірсутектері: С6Н6- бензол, С6Н5-СН3- толуол,
С6Н4-(СН3)2- ксилол т.б.
Өзін-өзі бақылауға арналған сұрақтар:
Изомерия, номенклатура, мысалдар.
Алу, химиялық қасиеттері.
Бензол, қасиеттері.
Структуралық формуласын жазу керек: м-нитротолуол; м-динитробензол; о-бромфенол; 2,6-дибром-4-хлортолуол; о-хлоранилин.
7,2 г бензоат натрий 600мл 0,5М натрий гидроксиді ерітіндісімен әрекеттескенде неше грамм бензол түзіледі? Жауабы: 3,9г.
Дәріс 23. Спирттер мен фенолдар
Спирттерде құрамындағы бір немесе бірнеше сутегі атомдары гидроксил топтарына ауысқан көмірсутектерді айтады. Гидроксил тобының (-ОН) санына қарай спирттер бір атомды, екі атомды, үш атомды және көп атомды болып бөлінеді
Бір атомды спирттердің жалпы формуласы: R – OH. Мысалы: СН3ОН- метил спирті метанол.
Екі атомды спирттер гликольді- молекуласында екі гидроксил тобы бар.
Молекуласындағы үш гидроксил тобы бар, үш атомды спирт- глицерин. Спирттер гидроксил тобының қай көміртегі атомына байланысқанына орай біріншілік спирттер
СН3 – СН2 –СН2 – СН2 – ОН. Екіншілік спирттер СН3- СН2- СН- СН3, үшіншілік спирттер. │
ОН ОН
│
СН3─ С ─ СН3 болып бөлінеді
│
СН3
Сондай- ақ спирттер қаныққан және қанықпаған спирттер бөлінеді.
Спирттерді жүйелік номенклатура бойынша атау үшін сәйкес көмірсутектердің атауына «ол» жалғауы қосып, гидроксил тобы тұрған көміртек атомының нөмірін көрсету арқылы атайды.
Мысалы:
СН3 – СН2 – СН2 – СН2 – ОН СН3 - СН2 – СН – СН3
Бутанол- 1 │
ОН
Бутанол- 2
Спирттердің изомериясы олардың көміртегі тізбегінің құрылысы мен гидрокил тобының орнына байланысты.
Химиялық қасиеттері. Спирттердің химиялық қасиеттері оның құрамындағы гидроксил тобы анықтайды, көптеген реакциялар осы топ бойынша жүреді.
Алкоголяттардың түзілуі. Спирттер сілтілік металдармен әрекеттесіп, алколяттар түзіледі.
2СН2 – СН2 – ОН + 2Na → 2CH3 – CH2 – ONa + H2
Күрделі эфирлердің түзілуі.
Миниралдық немесе органикалық қышқылдармен әрекеттесіп, спирттер күрделі эфирлер түзіледі.
О
С2Н5 – ОН + СН3СООН → С2Н5 – О – С < + Н2О
СН3
Этанол сірке қышқылы сірке қышқылының этил эфирі
Жай эфирдің түзілуі.
Спирттер сусыздандыратын (Н2SO4) заттармен әрекеттесіп, жай эфирлер түзеді.
H2SO4
СН3 – ОН + СН3 – ОН → СН3 – О - СН3 + Н2О
Диметилэфирі
Тотығу реакциясы.
Спирттерді тотықтырғыштар: КМnO4, К2Сг2О7 аздап қыздырғанда тотығады.
Нәтижесінде біріншілік спирттерден альдегидтер, ал екіншілік спирттерден кетондар түзіледі.
[O]
СН3 – СН2 – ОН → СН3СНО + Н2О
сірке альдегиді
[O]
СН3 – СН – СН3 → СН3 – С – СН3 + Н2О
│ ││
OH O
ацетон (кетон)
Екі атомды спирттер (гликольдер)
Молекуласында екі гидроксил тобы бар спирттерді екі атомды спирттер немесе гликольдер деп атайды. Гликольдерді халықаралық номенклатура бойынша атау үшін, көмірсутектің атауына «диол» деген жалғауды қосып, гидроксил топтарының орнын көміртегі атомының нөмірімен көрсетеді.
Мысалы: СН2ОН – СНОН – СН2 – СН3 бутандиол- 1,2
Химиялық қасиеттері.
Гликольдердің химиялық қасиеттері бір атомды спирттерге ұқсас, бірақ олар реакцияға бір немесе екі гидроксил топтары арқылы түседі.
Үш атомды спирттер.
Бұлардың ең қарапайым өкілі- глицерин.
СН2ОН – СНОН – СН2ОН
Үш атомды спирттерді халықаралық номенклатура бойынша атау үшін, көмірсутектің атауына «триол» деген жалғауды қосып, гидроксил топтарының орнын көміртегі атомының нөмірімен көрсетеді.
Мысалы: СН3 – СНОН – СНОН – СН2ОН бутантриол- 1,2,3
Глицериннің химиялық қасиеттерін үш гидроксил топтары анықтайды. Көп атомды спирттердің бір қасиеті ауыр металдардың гидроксидтерін ерітеді.
Мысалы: Глицерин мыс (II) гидроксидтермен әрекеттесіп, көк түсті мыс глицератын түзеді.
СН2 – ОН СН2 – О
│ ОН │ Cu + 2H2O
CH – OH + Cu → CH – O
│ OH │
CH2 – OH CH2 – OH
Мыс глицераты
Фенолдар.
Фенолдар деп бензол сақинасындағы сутегінің біреуі немесе бірнешеуі гидроксил тобымен алмасқан қосылыстарды айтады.
Құрамындағы гидроксил тобының санына қарай бір, екі, үш атомды фенолдар болып бөлінеді.
Бір атомды фенолдардың ішіндегі ең қарапайымы- фенол- С6Н5ОН
Гидроксил тобының электрондарының сақинаға ығысуына байланысты, фенол әлсіз қышқылдық қасиет көрсетеді.
Химиялық қасиеттері.
Фенолдар сілтілермен әрекеттесіп, феноляттар түзіледі.
С6Н5ОН + NaOH → C6H5ONa + H2O
натрий феноляты
Нитрлеу реакциясы.
Фенолдар нитрлеу реакциясына жеңіл түседі. Егер фенолды концентрлі азот қышқылымен әрекеттестірсе, пикрин қышқылы (үш нитрофенол) түзіледі.
С6Н5ОН + 3НОNO2 → C6H2(NO2)3OH + 3H2O
пикрин қышықлы
Сондай- ақ фенолдар сульфирлену, галогендену, бірігу, жай күрделі эфирлер түзу реакцияларына қатысады.
Өзін-өзі бақылауға арналған сұрақтар:
Изомерия,номенклатура, мысалдар келтіру керек.
Физикалық, химиялық қасиеттері.
Алу, қолданылуы.
Мына қосылыстардың структуралық формулаларын келтіру керек: 3-пентен-2-ол; 2-хлор-1-пропанол; 3-метил3-пентанол;
Егер бір негізді спирт құрамында 60% көміртегі болса, оның формуласы қандай болады?
Мына реакциялар теңдеулерін жазу керек: 1-бромбутаннан 1-бутанол алу; 2-бутеннен 2-бутанол алу; толуолдан бензил спиртін алу.
Дәріс 24. Альдегидтер мен кетондар
О
Көмірсутек радикалдарымен байланысқан карбонил (- С )
Н
тобы бар органикалық заттарды альдегидтер немесе кетондар деп атайды. Альдегидтерде карбонил тобы сутек атомымен және көмірсутек радикалымен байланысады.
O
Жалпы формуласы R - C
H
Ал кетондарда карбонил тобы екі көмірсутек радикалымен байланысады. Жалпы формуласы R – C – R
││
O
Альдегидтер мен кетондар қаныққан, қанықпаған, ашық және тұйық тізбекті болып бөлінеді.
Қаныққан альдегидтер мен кетондар
Альдегидтерді жүйелік номенклатура бойынша атау үшін қаныққан көмірсутектердің атауына альдегидтер үшін «аль» деген жалғау, ол кетондар үшін «он» жалғауын қосу арқылы атайды.
О
Мысалы: Н – С H метаналь СН3 – С – СН3 пропанон H ││
О
O
О ││
СН3 – С этаналь СН3 – С – СН2 – СН3 бутанон
H
О
CH3 – CH2 – C пропаналь
Н
Альдегидтердің изомериясы көміртегі атомдарының тізбегінің құрылысына байланысты, ал кетондардың изомериясы радикалдың құрылысына және карбониль тобының орнына байланысты.
Химиялық қасиеттері. Альдегидтер мен кетондар көптеген химиялық реакцияға белсенді қатысады. Бұл карбонил тобындағы қос байланыстың біреуі σ- байланыс, ал екінші π- байланыс болғандықтан, электрон тығыздығы көміртек атомынан оттегі атомына қарай ығысып, поляризациялануынан болады.
Сондықтан химиялық реакция кезінде карбонил тобы жоғарғы белсенділік көрсетеді.
Олар қосып алу, алмасу, тотығу, полимерлену, конденсация реакцияларына қатысады.
Қосып алу реакциялары.
а) Альдегидтер мен кетондар никель катализаторы қатысында сутегіні қосып алады.
Бұл реакция бойынша альдегидтерден біріншілік спирт, ал кетондардан екіншілік спирт түзіледі.
Nі
СН3СНО + Н2 → СН3 - СН2ОН
Этаналь этанол
Ni
СН3 – С – СН3 + Н2 → СН3 – СН – СН3
││ ││
O OH
Бутанол- 2 пропанол- 2
ә) Альдегидтер аммиакпен әрекеттеседі, кетондар әрекеттеспейді
OH
СН3СНО + NH3 → CH3 – C - NH2
H
б) Көгерткіш қышқылды (НСN) қосып алу
OH
│
СН3СНО + НСN → CH3 - C - CN
│
H оксинитрил
в) Альдегидтер спирттерді қосып алып, жартылай ацетальдар түзіледі.
О ОСН3
СН3 – С + СН3ОН → СН3 – С - ОН
Н │
Н жартылай ацеталь
Егер реакцияны хлорлы сутек қатысында қыздыру арқылы жүргізсе, толық ацеталь түзіледі.
О ОСН3
СН3 – С + 2СН3ОН → СН3 – С - Н
Н ОСН3
ацеталь
Кетондар спирттермен киынырақ әрекеттеседі.
Тотығу реакциясы. Альдегидтер жеңіл тотығып, қышқылдар түзеді, ал кетондар қиын тотығады.
Егер тотықтырғыш ретінде күміс оксидінің аммиактағы ерітіндісін алып, альдегидпен әрекеттестірсе, бос күйінде күміс бөлінеді. Бұл реакцияны күміс айна реакциясы деп атайды және альдегидтерге сапалық реакция болып табылады.
O
СН3 – С + Ag2O → CH3 – COOH + 2Ag
H сірке қышқылы
Кетондарды күшті тотықтырғыштармен әрекеттестіргенде, көміртегі тізбегі үзіліп, әр түрлі қышқылдар түзіледі.
Орын басу реакциялары. Орын басу реакциялары карбонил тобы арқылы жүреді.
а) альдегидтер гидроксиламинмен әрекеттесіп,оксимдер түзіледі.
O N – OH
СН3 – С + Н2N - OH → CH3 – C
H H
Альдоксим
Бұл реакцияға кетондар да түседі.
ә) альдегидтер фенилгидразинмен әрекеттесіп, фенилгидразондар түзеді.
O N – NH – C6H5
СН3 – С + Н2N – NH – C6H5 → CH3 – C + H2O
H H
Конденсациялану реакциясы.
Бұл реакция әлсіз сілтінің қатысында, альдегидтің немесе кетонның екі- үш
молекуласының қосылуы арқылы жүреді. Реакция нәтижесінде альдоль түзіледі. Альдоль деп, құрамында гидроксил және карбонил топтары бар қосылысты атайды. Сондықтан оларды альдольды конденсация дейді.
ОН
О О │ О
СН3 – С + СН3 – С → СН3 – СН – СН2 – С альдоль
Н Н Н
Полимерлену реакциясы.
Күкірт қышқылының аз мөлшерінің әсерінен альдегидтер полимерленеді.
О СН – СН3
Н2SO4
3СН3 – С → О О
Н │ │
Н3С – НС СН – СН3
О паральдегид
Кетондар полимерленбейді.
6. Канниццаро реакциясы
Концентрлі сілтілердің әсерінен α- сутегі атомы жоқ және альдольға димерленбейтін альдегидтер Канниццаро реакциясына түседі. Мұнда альдегидтер жарты молекуласы қышқылға дейін тотығады, ал жарты молекуласы спиртке дейін тотықсызданады.
2С6Н5СНО + NaOH → C6H5COONa + C6H5CH2OH
Бензальдегид натрий бензоаты бензил спирті
Өзін-өзі бақылауға арналған сұрақтар:
Изомерия, номенклатура, мысалдар келтіру керек.
Алу, қолданылуы.
Физикалық және химиялық қасиеттері.
Структуралық формуласын құру керек: 2-хлорпентаналь; 2-метилпропаналь; бензальдегид; 2-пентанон; метилфенилкетон.
2 атм. қысымда, 27оС температурада 4.92 литр ацетилен суды қосып алса, неше грамм ацетальдегид түзіледі? Жауабы: 17,6г.
Егер метил спирті 400мл 0,1М перманганат ерітіндісімен қышқыл ортада тотықса, неше грамм формальдегид түзіледі? Жауабы: 3г
Дәріс 25. Карбон қышқылдары.
Молекуласында көміртек радикалымен байланысқан бір немесе бірнеше карбоксил тобы О
С бар органикалық қосылыстарды карбон қышқылдары деп атайды.
ОН Жалпы формуласы -СnH2nO2. Карбон қышқылдары қаныққан, қанықпаған және ароматты болып бөлінеді.
Құрамындағы карбоксил тобының санына байланысты бір негізді, екі негізді, көпнегізді болып бөлінеді.
Бір негізді карбон қышқылдарының молекуласында бір карбоксил тобы бар. Мысалы:
СН3СООН , СН3 – СН2 – СООН.
Қаныққан бірнегізді, карбон қышқылдарын жүйелік номенклатура бойынша атау үшін, қаныққан көмірсутектердің атына «қышқыл» деген сөзді қосады.
Мысалы: Н- СООН- метан қышқылы
СН3- СООН- этан қышқылы
Қаныққан бір негізді карбон қышқылдарының изомериясы көміртегі тізбегінің құрылысына байланысты.
Химиялық қасиеттері. Карбон қышқылдарының қышқылдық қасиеті карбоксил тобына байланысты.
O
R – C
OH
Көміртегі атомының электрон бұлттары оттегі атомына қарай ығыстырылған.
Сондықтан көміртегі атомы оң зарядталып, көрші гидроксил тобындағы оттегі атомының электрон бұлттарын өзіне тартады. Сөйтіп, гидроксил тобындағы оттек пен сутектің арасындағы байланыс әлсірейді, бұл сутек ионының бөлінуіне әкеліп соғады.
Тұз түзу. Карбон қышқылдары металдармен, сілтілермен, карбонаттармен әрекеттесіп тұздар түзеді.
2R – COOH + Mg → (RCOO)2 Mg + H2 ↑
R- COOH + NaOH → RCOONa + H2O
2R – COOH + Na2CO3 → 2RCOONa + CO2 ↑ + H2O
Мысалы: СН3СООН + Мg → (CH3COOH)2Mg + H2 ↑
Магний ацетаты
Күрделі эфир түзу. Карбон қышқылдары спирттермен әрекеттесіп, күрделі эфирлер
түзіледі.
СН3СООН + СН3ОН ↔ СН3 – С – ОСН3 + Н2О
││
О сірке қышқылының метил эфирі
3. Аминдер түзу. Карбон қышқылының аммоний тұзын қыздырғанда, амид су түзіледі.
O 2000C O
СН3 – С → СН3 – С + HCI Сірке қышқылының амиді
ONH4 NH2
Карбон қышқылдарының хлорангидридтері аммиакпен әрекеттескенде аминдер түзіледі.
O O
СН5-С + NH3 → CH3 – C + HCI Сірке қышқылының амиді
CI NH2
Галогендеу реакциясы. Карбон қышқылдары галогендермен орын басу реакциясына түседі. Орын басу реакциясы карбоксил тобына жақын жердегі сутегі атомында жүреді.
СН3- СООН + СI2 → CH2CI – COOH + HCI
Ангидридтер түзу. Карбон қышқылының екі молекуласы қосылып, ангидридтер түзеді.
О
СН3 – СООН СН2 – С
О + Н2О
СН3 – СООН СН2 – С
О
Тотықсыздандыру реакциясы.
Күшті тотықсыздандырғыш (LiAIH4) әсерінен карбон қышқылдары спирттерге дейін тотықсызданады. LiAIH4
СН3СООН → СН3СН2ОН
Қаныққан бір негізді карбон қышқылдары өсімдіктерде бос күйінде немесе күрделі эфир күйінде кездеседі.
Өзін-өзі бақылауға арналған сұрақтар:
Изомерия,номенклатура.
Алу әдістері, қолданылуы.
Физикалық және химиялық қасиеттері.
дихлорсірке қышқылы; о-хлорбензил қышқылы ; 1,3-пропандиоқышқылы ( малон қышқылы), n- бутанолдан n- бутил қышқылын алу, бензил йодидтен бензил ацет қышқылын алу.
13,8 грамм этил спиртін күкірт қышқылы қатысында 0,5 М калий дихроматы ерітіндісінің неше миллилитрімен тотықтыруға болады? Жауабы: 400мл.
Дәріс 26. Күрделі эфирлер. Майлар.
Күрделі эфирлер иондарға ыдырамайтын қосылыстар.
Олар гидролиздену, тотықсыздану реакцияларына қатысады. Күрделі эфирлер қатарына, биологиялық маңызы өте зор майлар жатады.
Майлар дегеніміз үш глицеридтердің күрделі қоспалары. Үш глицеридтер деп үш атомды глицерин мен жоғарғы май қышқылдарының күрделі эфирлерін айтады.
(Майлардың құрылысын былай көрсетуге болады)
(глицеридтердің күрделі қоспалары. Үш глицеридтер деп үш атомды глицерин мен жоғарғы май қышқылдарының күрделі эфирлерін айтады).
Майлардың құрылысын былай көрсетуге болады:
О О
СН2 – ОН НО- С - С17Н35 СН2 – О- С С17Н35
│ О │ О
СН- ОН + НО- С -С17Н35 → СН- О- С С17Н35
│ О -3Н2О │ О
СН2- ОН НО- С -С17Н35 СН2- О- С -С17Р35
Глицерин үшстеарин
Табиғи майлардың құрамында үнемі глицерин және әр түрлі қышқылдар болады.
Майлардың физикалық қасиеттері олардың құрамындағы қышқылдарға байланысты.
Егер майдың құрамында қанықпаған қышқылдар көп болса, онда майлар сұйық болады
(зығыр, мақта, күнбағыс майы). Егер қаныққан қышқылдар көп болса, онда майлар қатты болады (жануар майы).
Майлар судан жеңіл және суда ерімейді.
Химиялық қасиеттері.
Майларды гидролиздеу.
Майларды сумен автоклавта қыздырса, олар глицерин мен карбон қышқылдарына ыдырайды.
О
СН2- О- С -С17Н35 СН2- ОН
│ О │
СН- О- С -С17Н35 + 3Н2О → СН- ОН + 3С17Н35СООН
│ О │ стеарин қышқылы
СН2- О- С -С17Н35 СН2- ОН
Глицерин
Майлар гидрлеу реакциясына түседі, гидрленген май сабын алу үшін де қолданылады.
Өзін-өзі бақылауға арналған сұрақтар:
Эфирлеу реакциясындағы күкірт қышқылының ролі.
Эфирлер номенклатурасы.
Эфирлерді алу және химиялық қасиеттері.
Дифенил эфир, метил изопропил эфир, метил этил эфир, ди-н-пропил эфир формулаларын жазу керек.
CH3OCH2CH2CH3 эфирін синтездеу реакциясының теңдеуін жазу керек.
0,2 моль эфирді жағуға 268,8 литр ауа ( қ.ж.) жұмсалған болса, эфирдің формуласы қандай?
14,8 грамм бутил спирті мен метил пропил эфирінің қоспасы натрий металымен әрекеттескенде, 0,025 моль сутегі газы бөлінген болса, қоспадағы спирттің массалық үлесі канша болады? Жауабы: 25%.
Дәріс 27. Гетероциклді қосылыстар.
Құрамында көміртегіден басқа да элемент атомдары бар сақиналы қосылыстарды гетероциклді қосылыстар деп атайды. Олар көбінесе: азот, оттегі, күкірт атомдары.
Гетероциклді қосылыстар өте маңызды органикалық қосылыстарға жатады, себебі олар нуклеин қышқылдарының, алкалоидтардың, бояулардың, дәрі- дәрмек заттарының, ферменттердің құрамына кіреді. Гетероциклді қосылыстар циклдегі атомдардың жалпы саны бойынша, содан кейін гетероатомының саны мен түрі бойынша топтарға бөлінеді.
Бес мүшелі.
а) бір гетероатомды: фуран, тиофен, пиррол.
ә) екі гетероатомды: пиразол, имидазол, тиазол
Алты мүшелі.
а) бір гетероатомды: пиран, пиридин, пиперидин
ә) екі гетероатомды: тиазин, пиразин, пиримидин
Басқа циклдермен біріккен: индол (бензпиррол), кумарон (бензфуран), пурин, хинолин.
Фуран, тиофен, пирролдың ұқсастықтарын Ю.К. Юрьев реакциясы арқылы көруге болады.
Фуран
NH3
─────
H2S
S ───── NH
Тиофен пиррол
Пиррол және оның туындылары гемоглобиннің (адам және жануарлар ағзаларында оттегіні тасымалдаушы рөлін атқаратын, қанды бояушы зат), сондай-ақ хлорофиллдің
құрамына кіреді.
Тиофен қалыпты жағдайда түссіз сұйық зат, қайнау температурасы 840С, суда ерімейді. Тиофен тас көмір шайырының құрамында болады. Оның туындылары ихтиол, медицинада тері ауруларын емдеу үшін қолданылады.
Фуран түссіз сұйық зат, 320С температурада қайнайды. Фуранның маңызды туындыларының бірі фурфурол болып табылады. Фурфуролды қағаз өнеркәсібі қалдықтарының құрамындағы пентозаларды минералды қышқылдармен қыздыру арқылы алады. Фурфурол- өткір иісті, майлы сұйықтық, қайнау температурасы 1620С.
Фурфурол пласмасса алуда қолданылады.
Екі гетероатомы бар бес мұшелі гетероциклді қосылыстарға пиразол мен имидазол жатады.
Пиразол пиррол сияқты әлсіз қышқыл, оңай сульфирлеу, нитрлеу, галогендеу реакциясына түседі. Электрофильді орынбасарлар 4- орынға барады.
Вг
+ Вг2 → + НВг
N N
NH NH
Пиразолдың туындылары медицинада дәрі- дәрмек ретінде қолданылады. (антипирин, пирамидон т.б.)
Имидазол- күшті негіздік қасиет көрсетеді. Электрофильді орын басу реакциясы,
4- орында жүреді. Мысалы:
NO2
N N
+ HNO3(конц) →
NH NH
Имидазолдың маңызы табиғи туындыларының бірі ақуыздың (белоктың) амин қышқылы- гистидин. Гистидин ферменттердің әсерінен ыдырап, гистаминге айналады.
Гистамин- күшті физиологиялық әсерлі зат. Оның аз концентрациясы қан қысымын төмендетеді және қан тамырларын ұлғайтады.
Құрамында бір гетероатомды бар алты мүшелі гетероциклдерге пиридин, ал біріккен гетероциклге хинолин жатады.
Түссіз, өткір иісті сұйықтық, қайнау температурасы 115,40С. Сумен, органикалық еріткіштермен жақсы араласады, сондықтан органикалық және бейорганикалық заттарға еріткіш болып табылады.
Пиридин және оның туындылары әлсіз негіздер, органикалық, минералдық қышқылдармен әрекеттесіп, крисалды тұздар түзеді.
Пиридинді тотықсыздандырғанда, пиперидин түзіледі.
Пиридин және оның туындыларын тас көмір шайырынан немесе жануарлар сүйектерін
Құрғақ айдау арқылы алады. Синтетикалық пиридинді ацетилен мен көгерткіш қышқылды әрекеттестіру арқылы алады.
Пиридин ядросы көптеген алкалоидтардың құрамына кіреді. Пиридиннің маңызды өкілдерінің бірі РР витамині. Бұл витамин организмде зат алмасу процесінде өте күшті роль атқарады. Сондай- ақ пиридиннің туындысы (сульфидин) медицинада жұқпалы ауруларды емдеуге қолданылады.
Хинолин- бензол және пиридин сақиналарынан тұратын біріккен гетероциклді қосылыс.
Хинолин- түссіз, ерекше иісі бар, майлы сұйық зат, суда ериді. Хинолин пиридинге ұқсас, негіздік және ароматтық қасиеттер көрсетеді.
Хинолинді тотықтырғанда, қышқылға айналады.
Хинолинді тотықтырғанда, қышқылға айналады.
Хинолин ядросы кейбір алкалоидтардын молекулаларының, дәрі- дәрмек құрамына кіреді.
Алты мүшелі екі гетероатомы бар гетероциклді қосылысқа пиридин жатады.
Пиримидин- өте тұрақты кристалды зат, әлсіз негіздік қасиет көрсетеді.
Пиримидиннің туындылары ағзалардың өмір сүру процесінде өте маңызды роль атқаратын нуклеин қышқылының құрамына кіреді. Олар: урацил, тимин, цитозин.
Пурин- пиримидин және имидазол сақиналарының біріккен гетероцикл. Пуриннің маңызды туындыларына аденин және гуанин жатады. Пуриннің туындылары: аденин, гуанин нуклеин қышқылының құрамына кіреді.
Дәріс 28. Көмірсулар.
Көмірсулар табиғатта өте кең таралған және адам өмірінде аса маңызды роль атқарады. Олар қоректі заттардың құрамына кіреді, адамға қажетті энергия негізінен осы көмірсулармен толтырылады.
Ақуыздың биосинтезіне және тұқым қуалау қасиеттерінің берілуіне қажетті нуклеин қышқылдары осы көмірсулардың туындыларынан құралған. Әсіресе көмірсулар туындыларының фотосинтез процесінде маңызы зор.
Фотосинтез процесі деп қарапайым заттардан (Н2О және СО2) күн сәулесінің энергиясын пайдаланып жасыл пигмент хлорофильдің қатысуы арқылы көмірсулардың түзілуін айтады.
Фотосинтездің сызба нұсқасы:
hv
6СО2+ 6Н2О → С6Н12О6 + 6О2
Реакция нәтижесінде түзілген глюкоза өсімдік организмінде түзілетін басқа заттардың
(крахмал, май) негізі болып табылады.
Барлық өсімдіктер әлемінде жүріп жатқан фотосинтез процесінің үлкен экологиялық маңызы бар. Себебі жер шарының өсімдіктері 550 млрд тонна СО2 сіңіріп, 400 млрд тонна оттегіні бөліп шығарады.
Кейбір көиірсуларды химиялық жолмен өңдеу арқылы маталар, қопарылғыш заттар және т.б. алады.
Көмірсулардың жалпы формуласы: СmH2nOn.
Көмірсулардың жіктелуі.
Көмірсулар негізінен үш топқа бөлінеді: моносахаридтер, дисахаридтер, полисахаридтер.
Моносахаридтер деп молекуласында бір карбонил (альдегид немесе кетон) және бірнеше гидроксил топтары бар қосылыстарды атайды. Альдегид тобы бар моносахаридтер альдоздар, ал кетон тобы бар моносахаридтер кетоздар деп аталады.
Молекуласында көміртегі атомының санына байланысты былай бөлінеді:
3 көміртегі атомы болса- триоза
4 көміртегі атомы болса- тетроза
5 көміртегі атомы болса- пентоза
6 көміртегі атомы болса- гектоза
Бұлардың ішінде ең көп тарағандары пентозалар мен гексозалар.
Биологиялық маңызы зор гексозаларға: глюкоза (жүзім қанты), фруктоза (жеміс қанты) жатады. Моносахаридтер- қатты заттар, суда жақсы ериді, дәмі тәтті, бейтарап орталы.
Циклді формаға ауысатын моносахарид ерітінділері ерекше қасиетке ие: олардың ерітінділері тұрған кезде моносахаридтің бір формасы екінші формаға біртіндеп ауысады.
Мұндай жаңадан дайындалған моносахарид ерітіндісінің оптикалық белсенділігінің өзгеру құбылысын мутаротация деп атайды.
Химиялық қасиеттері. Моносахаридтердің химиялық қасиеттері оның құрамындағы гидроксо- және альдегид (немесе фруктозадағы кето-) топтарына байланысты.
Спирттер сияқты моносахаридтер сілтілермен әрекеттесіп, алкоголяттар немесе сахараттар түзеді. Мысалы: қалыпты температурада глюкоза мыс (II) гидроксидімен әрекеттесіп, көк түсті мыс сахаратын түзеді.
Тотығу реакциясы.
Барлық гексоза- альдозалар, жеңіл тотығады.
Олар альдегидтер күміс айна реакциясына түседі және Фелинг сұйығын тотықсыздандырып қызыл түсті мыс (ІІ) тотығын береді. Бұл реакция альдоздар мен кетоздарды анықтауға қолданылатын сапалық реакцияларға жатады.
Қосып алу реакциясы.
Гексоза- альдозалар қосып алу реакциясына бейімді. Олар сутегіні қосып алып, көп атомды спирттер түзеді.
Альдоза + Н2 → сорбит
Моносахаридтерді тотықсыздандыруға сутек, нарий боргидриді және катализатор (палладий, никель) қолданылады.
Орын басу реакциясы.
Моносахаридтерді фенилгидразинмен қыздырғанда, суда қиын еритін- озазондар түзеді.
Бұл реакция карбонил тобын алу үшін пайданылады.
ІІ. Дисахаридтер деп гидролиздегенде екі молекула моносахаридтерге ыдырайтын көмірсуларды атайды. Дисахаридтерге сахароза (тағам ретінде қолданылатын қант), мальтоза, лактоза (сүт қанты) және целлюбиоза жатады. Олардың жалпы формуласы С12Н22О11. Табиғатта ең көп тараған дисахарид- сахароза. Осы дисахаридтер гидролизденгенде келесі моносахаридтер түзіледі.
Сахароза +Н2О → Д- глюкоза+ Д- фруктоза
Лактоза +Н2О →Д- глюкоза+ Д- галактоза
Мальтоза+ Н2О →Д- глюкоза+ Д- глюкоза
Сахароза табиғатта өсімдіктерде өте жиі кездеседі. Ол гидролизденіп, глюкоза мен фруктозаға ыдырайды.
С12Н22О11 + Н2О → С6Н12О6 + С6Н12О6
Сахароза глюкоза фруктоза
Сахароза ақ түсті, дәмі тәтті, суда жақсы еритін кристалды зат.
Сахарозада бос жартылай ацетальды гидроксил топтары болмағандықтан, оның тотықсыздандырғыш қасиеті жоқ. Сахароза тотықсыздандырылмайтын дисахаридке жатады.
Сахорозаның химиялық қасиеттері оның құрамындағы функционалдық топтарға байланысты. Сахарозаның құрамында гидроксотоптарының болуына байланысты ол глюкоза сияқты мыс гидроксидімен әрекеттесіп, көк түсті мыс сахаратын түзеді. Ал қышқылдарымен әрекеттесіп, күрделі эфирлер түзіледі. Сахарозада альдегид тобы болмағандықтан ол күміс (І) оксидімен әрекеттеспейді.
Лактоза (сүт қанты). Тек сүтте ғана кездесетін дисахарид. Лактоза сүт сарысуын кристалдау арқылы алады. Лактозаның тәттілігі қанттан 6 есе төмен, суда жақсы еритін, өте нәрлі зат. Лактоза гидролизденген глюкоза мен галактозаға ыдырайды.
Лактозаның молекуласындағы альдегид тобын тотықтырып, лактобион қышқылын алуға болады. Қыздырғанда лактоза күміс оксидінің аммиактағы ерітіндісімен күміс айна реакциясына түседі, ал Фелинг сұйығымен әрекеттескенде реакцияның нәтижесінде мыс (І) оксиді бөлініп шығады. Сондықтан ол тотықсыздандырылатын дисахаридке жатады.
ІІІ. Полисахаридтер деп гидролизденгенде n- молекула моносахаридтерге ыдырайтын жоғары молекулалық көмірсуларды атайды.
Полисахаридтердің маңызды өкілдеріне крахмал, гликоген, клетчатка жатады. Жалпы формуласы (С6Н10О5)n. Полисахаридтер үлкен молекулалы қосылыстар, суда ерімейді.
Крахмал (С6Н10О5)- табиғатта ең көп тараған көмірсу, адамдар мен жануарлар үшін негізгі қоректік зат. Крахмал суда ерімейтін ақ ұнтақ, ыстық суда ісініп, клейстер түзеді, йодпен әрекеттескенде көк түс пайда болады. Крахмал түйіршіктері екі полисахаридтен: амилозадан (10-20%) және амилопектиннен (80-90%) тұрады.
Крахмал гидролизденгенде аралық заттар, ерімтал крахмал декстриндерге, содан
кейін мальтозаға ыдырайды.
(С6Н10О5)n + nH2O → декстриндер + Н2О → С12Н22О11 + Н2О → 2С6Н12О6
Крахмал мальтоза глюкоза
Организмде крахмал ас қорытатын жолдарда ферменттердің әсерінен гидролизденіп
Глюкоза мен мальтозаға ыдырайды.
Гликоген. Бұл көмірсу крахмалдың аналогы. Крахмал негізінде өсімдіктерде болса, гликоген адам мен жануарлар бауырының тканьдерінде глюкозадан түзіледі. Гликоген ақ түсті ұнтақ, йодпен әрекеттескенде қою қызыл түске боялады. Ол крахмал тәрізді гидролизденеді.
Клетчатка. Клетчатка немесе целлюлоза формуласы (С6Н10О5)n барлық
өсімдіктердің құрамында болады, олар клетка қабықшасын түзеді.
Клетчатка суда, эфирде, спиртте ерімейді, сұйытылған қышқылдар мен сілтілердің ерітінділеріне төзімді болады.
Клетчатка тек қана Швейцар реактивінде (сұйытылған Сu(OH)2 , концентрлі NH3 және
концентрлі H2SO4) ериді. Таза клетчатка молекулалық массасы 100 000 және одан да астам, түссіз, иіссіз, талшықты, ақ түсті зат.
Минералды қышқылдарымен гидролизденеді:
(С6Н10О5)n + nН2О → амилоид → С12Н22О11 → 2 С6Н12О6
Клетчатка целлюбиоза
Клетчатканы алуан түрлі өсімдіктерден алады. Ол адам организмінде қорытылмайды, ал жануарлар организмінде ас қорту органдарындағы микроорганизмдердің ферменттерінің әсерімен қорытылады.Клетчатка өнеркәсіпте кең қолданылады.
Өзін-өзі бақылауға арналған сұрақтар:
Көмірсулардың жіктелуі.
Көмірсулардың химиялық қасиеттері.
Мына көмірсулардың структуралық формулаларын жазу керек: альдогексоза, кетогексоза, моносахарид, полисахарид, дисахарид, мальтоза.
3,6 грамм альдоза ( жалпы формуласы CnH2nOn ) мыс(11) гидроксидімен әрекеттескенде, 2,86 грамм Cu2O түзілген болса, альдозаның формуласы қандай болады? Жауабы: C6H12O6.
Мына жауаптардың қайсысы глюкозаға тән: а. Феллинг ерітіндісімен тотығады; б.оптикалық активті; в. Қант тобына жатады, қанның құрамына кіреді.
38 грамм 90% сахарозаны қышқыл катализатор қатысында гидролизге ұшыратса, неше грамм глюкоза түзіледі? Жауабы: 18грамм.
№ 29 Дәріс
Азотты органикалық қосылыстар. Амин қышқылдары. Ақуыздар (белоктар).
Азотты органикалық қосылыстарға аминдер, аминоспирттер, амин қышқылдары, қышқылдардың амидтері, ақуызды заттар, цианды қосылыстар, ароматты аминдер, диазоқосылыстар жатады.
Аминдер.
Аминдер деп- аммиак молекуласындағы сутегінің бір немесе бірнеше атомының орнын көмірсутек радикалдары басқан органикалық қосылыстарды айтады.
Құрамындағы алмасқан радикалдардың санына қарай аминдер біріншілік: СН3NH2, С2Н5NH2.
Екіншілік: (СН3)2NH
Үшіншілік: (CH3)3N болып бөлінеді.
Аминдерді жүйелік номенклатурасы бойынша атау үшін құрамындағы радикалдың атауына амин деген сөзді қосып атайды.
Мысалы: СН3NH2- метиламин CH3-NH- C2H5- метилэтиламин
Аминдер табиғатта ақуыздар мен амин қышқылдары шіріген кезде пайда болады.
Химиялық қасиеттері:
Аминдер аммиак тәрізді негіздік қасиет көрсетеді.
Аминдердің судағы ерітінділері айқын негіздік қасиет көрсетеді.
СН3- СН2 – NH2 + HOH → [CH3- CH2- NH3+]OH-
Тұз түзу реакциялары.
Аминдер минералды қышқылдармен әрекеттесіп, тұз түзеді.
СН3- СН2 – NH2 + HСІ → CH3- CH2- NH3 СІ
Азотты қышқылымен әрекеттесуі. Біріншілік аминдер азотты қышқылмен әрекеттесіп, спирттер, ал екіншілік аминдер нитрозоаминдер түзіледі. Үшіншілік аминдер реакцияға түспейді.
СН3- СН2 – NH2 + HОNО → CH3- CH2- ОН +N2 + Н2О
Этиламин этил спирті
CH3
(CH3)NH + HONO → N – N = O + H2O
Диметиламин CH3 диметилнитрозоамин
Амин қышқылдары. Ақуыздар (белоктар).
Амин қышқылдары деп- карбон қышқылының молекуласындағы көмірсутегідегі
сутегінің орнын амин тобы басқан органикалық қосылыстарды айтады.
Амин қышқылдарының физиологиялық маңызы өте зор, өйткені олардың қалдықтарынан ақуыздар құрылады және олардан ферменттер, витаминдер, гормондар түзіледі. Амин қышқылдарын көбінесе тривиалды (шығу тегі бойынша) атаумен айтады.
Мыаслы: NH2 – СН2 – СООН- глицин. Сонымен қатар, амин қышқылдарын атау үшін сәйкес карбон қышқылының атына «амино» деген сөз қосып, амин тобының орнын грек алфавитімен көрсетіп атайды.Мысалы:
СН3- СН- СООН- аланин немесе α- аминопропион қышқылы.
│
NH2
Амин қышқылдарының жіктелуі.
Амин қышқылдары құрылысы бойынша үш топқа бөлінеді:
Ациклді
Карбоциклді
Гетероциклді
Ациклді амин қышқылдары карбоксил- СООН және - NH2 топтарының санына қарай бөлінеді.
Моноаминкарбон қышқылдары: аланин СН3- СН(NH2) – СООН
Моноаминкарбон қышқылдары: аспарагин қышқылы НООС- СН2- СН(NH2)- СООН
Диаминмонокарбон қышқылдары: Н2N (СН2)4 СН(NH2) СООН
Химиялық қасиеттері.
Амин қышқылдарының құрамында негіздік аминді және қышқылды карбоксил топтары болғандықтан, олар амфотерлік қасиет көрсетеді.
Тұздар түзу реакциялары.
Амин қышқылдары қышқылдармен де, негіздермен де әрекеттесіп, тұздар түзіледі.
NH2 – СН2- СООН + НСІ → NH3СІ – СН2 – СООН
Глицин тұз қышқылды глицин
NH2 – СН2- СООН + NаОН → NH2 – СН2 – СООNа + Н2О
Глицин глициннің натрий тұзы
Амин қышқылдары қышқылдар сияқты күрделі эфирлер, хлорангидритер, аминдер түзіледі.
О
СН3- СН - СООН + СН3ОН → СН3 – СН – С + Н2О
│ │
NH2 NH2 ОСН3
Амин қышқылдары декарбоксилденіп, аминдер түзеді.
СН3- СН - СООН → СН3 - СН – NН2 + СО2↑
│
NН2
Амин қышқылына азотты қышқылымен әсер етсе, оксиқышқылды және азот түзіледі.
NH2 – СН2- СООН + НNО2 → НО - СН2- СООН + N2 + Н2О + Н2О
Амин қышқылдары дезаминдеу реакциясына түседі, нәтижесінде амин тобы жойылады. Бұл реакция организмдерде ферменттердің әсерінен жүреді.
ферменттер
СН3- СН - СООН → СН3 - СН – СООН + NН3
│ │
NН2 ОН
Амин қышқылдарының құрамында негіздік қасиет беретін амин тобы және қышқылдық қасиет беретін карбоксил тобы болғандықтан олардың молекулалары өзара әрекеттесіп, полимерлер түзіледі.
O O
nH2N – CH2- C → (-HN – CH2- C )n
OH -nH2O
Екі немесе бірнеше амин қышқылдарынан су бөлінгенде, түзілетін заттарды пептидтер деп атайды. Бұл жағдайда амин қышқылдарының арасында пептидтік байланыс пайда болады.
(-С – НN-). Егер пептидтер екі амин қышқылынан түзілсе дипептид, үшеуден түзілсе
││ трипептид, ол көп амин қышқылдарынан түзілсе- полипептид деп аталады.
О Пептидтердің аталуы қатысқан амин қышқылдарының атымен аталады
және бірінші амин қышқылының атына «ил» жалғауы қосылады. Полипептидтердің құрылысы тізбекті болады, кез келген амин қышқылдары бір- бірімен әр түрлі қосыла алады.
Ақуыздар (белоктар).
Ақуыздар (белоктар) деп молекуласы бір- бірінен пептидтік байланыспен қосылған
α- амин қышқылдарының 20-ға жуық түрінің қалдықтарынан құралған жоғары молекулалы қосылыстарды атайды. Ақуыздар организм құрамының ең маңыздысы, олар өсімдіктер мен жануарлардың клеткаларының протоплазмасында және ядросында болады. Ақуыз жоқ жерде тіршілік жоқ, ол- тіршіліктің негізгі нышаны.
Табиғатта ақуыздардың көптеген түрлері кездеседі. Олардың атқаратын функцияларына және қасиеттеріне байланысты молекулалық массалары бірнеше мыңнан бірнеше миллионға дейін барады.
1839 жылы Голландия ғалымы Мульдер ақуыздарды «протеин» деп атауды ұсынды.
Ақуыздар бұлшық еттердің, қанның, сүттін, жұмыртқаның, өсімдіктердің, жүннің, жібектің және шаштың құрамына кіреді. Барлық ақуыздардың химиялық құрамы шамамен мынадай:
С- 50- 55 % О- 21,5- 23,5 % S- 0,2- 2,4 %
Н- 6,5- 7,3 % N- 15- 17 % Р- 0,8 %
Ғе- 0,4 %
Соңғы кезде ақуыздың құрамында басқа да элементтер (магний, кобальт, сынап, күміс, қорғасын, йод, мыс т.б.) болатыны анықталады.
Өзін-өзі бағалауға арналған сұрақтар:
Аминдердің номенклатурасы және структурасы.
Аминдердің физикалық қасиеттері.
Аминдердің химиялық қасиеттері. Аминдерді алу және қолданылуы.
Мына аминдердің формулаларын жазу керек: а. Метилэтил амин; б. Диметил амин
С. Анилин; д. 1,4-диаминобутан; е. Метанитроанилин.
5. Амин құрамында 53,33 % С, 31,11% N және 15,56 % H болса, амин формуласы қандай болады?
6. пара-нитротолуолға сутегімен ( катализатор қатысында ) әсер етсе, түзілетін заттың аты мен формуласын жазу керек.
№ 30 Дәріс
Жоғарғы молекулалы қосылыстар.
Жоғарғы молекулалы қосылыстар немесе полимерлер деп молекулалары жүздеген немесе мыңдаған көміртегі атомдарынан, соған сәйкес молекулалық массалары мыңдаған, тіпті миллиондаған массаның атомдық бірлігіне тең болатын және өзіне тән бірқатар қасиеттері бар қосылыстарды атайды. Полимерлердің атомдары бір- бірімен химиялық байланыс арқылы қосылады.
Полимерлер табиғи және синтетикалық болып бөлінеді. Полимерлер табиғатта кеңінен таралған. Өсімдік және жануарлар ағзаларының құрамына жоғары молекулалы қосылыстар: целлюлоза, ақуыз, крахмал, нуклеин қышқылдары кіреді.
Синтетикалық полимерлерге мономерлерден жасанды жолмен алынатын полиаминдер, полиэтилен, полистирол, синтетикалық талшықтар және т.б. жатады.
Ең қарапайым органикалық полимер- полиэтилен, ол этиленнің полимеризациялануынан түзіледі.
Н2С- СН2- Н2С= СН2 → СН3- СН2- СН =СН2
Этилен бутилен
Бастапқы зат этилен- мономер деп, ал түзілген бутилен- димер деп аталады. Егер мономердің n молекуласы қосылса, полимер түзіледі («поли»- көп деген сөз).
nН2С = СН2 → [-CH2- CH2-]n
Мономерлердің негізгі бөлігінен тұратын топтар буындар деп, ал буындардан құралған үлкен молекула- макромолекула деп аталады.
Макромолекуланың құрамына кіретін буындар саны жоғары молекулалық қосылыстардың полимерлену дәрежесін көрсетеді, оны Р әріпімен белгілейді.
Полимерлену дәрежесі (Р) жоғары молекулалық қосылыстың молекулалық массасымен (Мn) мынандай қатынаста:
Р= Мn/ m болады.
Мұнда, m – буынның молекулалық массасы.
Химиялық табиғатына байланысты полимерлер органикалық, бейорганикалық және элемент органикалық болып бөлінеді.
Полимерлердің төмен молекулалық қосылыстармен салыстырғанда бірқатар ерекше қасиеттері бар. Атап айтқанда, полимерлер ұшқыш зат емес, ерудің алдында ісінеді, макромолекула ерітінділерінің тұтқырлығы өте жоғары, полимерлер иілгіш күйде бола алады.
Макромолекула тізбектерінің құрылымына байланысты полимерлер: сызықты, тармақталған, торланған (үш өлшемді) болады.
Егер әрбір элементер буынды А деп белгілесек, онда сызықты құрылымды макромолекуланың түрі мыңандай:
... А- А-А- А ... болады.
Бұл жағдайда элементар буын тек екі көрші буынмен байланысады.
Егер макромолекуланың негізгі тізбегінде қосалқы тізбек болса, онда мұндай құрылымды полимерлер тармақталған болады.
Тармақталған полимерлерде кейбір буындар үш көрші буындармен байланысқан.
Торланған құрылымды полимерлерде ұзын тізбекті макромолекулалар бір- бірімен көлденең байланыстар арқылы қосылып, торлар түзеді. Мысалы:
│
... А- А- А- А- А-...
│ │
А А
│ │
... –А-А- А-А- А-...
Полимерлерді алу әдістері. Полимерлерді әдетте полимеризация және поликонденсация реакцияларының негізінде алады.
Полимеризация деп төмен молекулалы заттардың (мономерлердің) қосылып, жоғары молекулалы қосылыстарды түзу реакциясын атайды.
Полимеризация реакциясы жалпы түрде былай жазылады:
nM → (-M-)n
Реакция нәтижесінде қосалқы заттар бөлінбейді, ал алынған полимердің құрамы мономерге сәйкес келеді.
Полимеризация реакциясына мономер ретінде қос немесе үш байланысты қосылыстар.
С = С , - С ≡ С-, - С ≡ N- , C = O, C = N –
немесе циклді тобы бар қосылыстар қолданылады.
Полимеризация процесі кезінде мономерлерде қос байланыстар үзіліп немесе циклдер ашылып, топтар арасында химиялық байланыстардың пайда болуынан макромолекулалар түзіледі.
Өндірілетін барлық полимердің ¾ бөлігі полимеризация әдісі арқылы алынады.
Поликонденсация деп, қосымша заттар бөле жүретін төмен молекулалы
қосылыстардан жоғары молекулалы қосылыстардың түзілуі реакциясын айтады.
Поликонденсация әдісі бойынша полимер алу үшін әртүрлі химиялық реакциялар қолданылады. Олар: этерификациялау, аминдеу, ароматикалық орынбасу және т.б.
Поликонденсация екі функционалдық топтардың әрекеттесуінен жүреді.
Жалпы түрдегі теңдеуі:
n(a- A- a) + n(b- B –b) → a- [-AB-]n – b + (2n-1) ab
Мұндағы: а- А- а, b- B –b бастапқы мономерлер, а және b функционалдық топтар, а b-
бөлінетін қосымша зат.
Поликонденсация реакциясына балқымада, ерітіндіде немесе екі фазаның бөліну шекарасында жүргізіледі. 1
Барлық шығарылатын полимердің ─ бөлігі поликонденсация әдісімен алынады.
4
Поликонденсация реакциясында тізбек біртіндеп өседі: алғашында бастапқы мономерлер бір- бірімен, содан кейін түзілген қосылыстар жеке- жеке сол мономерлердің молекулаларымен әрекеттесіп, нәтижесінде жоғары молекулалы қосылыс түзіледі.
Мысалы: фенол- формальдегид шайларының негізінде алынатын пластмассалар, сатылы поликонденсация реакциясы арқылы синтезделінеді.
Қолданылатын әдебиеттер:
А. Н. Несмеянов, А. Н. Несмеянов «Начало органической химии», том І, ІІ, М.,
«Химия», 1974.
2..А.А. Петров, и др. «Органическая химия», М.; «Высшая школа» , 2000, -540б.
3.Е. М. Шайхүтдінов. «Органикалық химия»; Алматы, « Химия»; 2001.-208б.
4.Лабораторные работы по органической химии, под редакцией проф. О.Ф.Гинзбурга и А.А.Петрова М.: «Высшая школа» 2003г.
Зертханалық сабақтар
Химиялық зертханада жұмыс істеу және қауіпсіздік ережелері
1. Студенттердің негізгі зертханалық жұмыс істейтін орны – зертханалық стол. Тәжірибе жасаған кезде стол таза болу керек.
2. Аспаптар мен реактивтер қойылған штатив студенттің алдында тұру керек. Штативтің оң жағына лабораториялық журнал және оқулық құралын қою керек.
3. Журналға студент әр тәжірибе нәтижесін бірден жазып отыру керек, себебі мәліметтер жоғалып қалуы мүмкін.
4. Жұмысқа таза реактивтерді, таза химиялық ыдысты қолдану керек.
5. Көрші штативтен реактивтер, аспаптар алуға болмайды, себебі келесі студенттің жұмысына кедергі келеді және реактивтер бір-бірімен ауысып кетеді. Егер штативте керекті реактив болмаса, лаборанттан сұрап алыңдар.
6. Студенттердің бәрі қолданатын үлкен ыдыстар тұрған реактивтер тек белгілі бір орында тұруы керек. Оларды жұмыс столына алуға болмайды.
7. Қымбат және улы реактивтерді жұмыстың аяғында раковинаға құймаңдар. Оларды жеке арнайы ыдыстарға құйып қойыңдар.
8. Ыстық ыдысты тек асбест үстіне қойыңдар.
9. Улы және жағымсыз иісі бар заттармен жұмысты тек тяганың астында жасаңдар.
10. Егер лабораториялық тәжірибе кезінде қышқылдың немесе күйдіргіш сілтінің көп мөлшерін төгіп алсаңдар бірден лаборантқа айтыңдар. Ол заттарды тез столдан тазалау керек.
11. Зертханада тамақ ішуге болмайды.
№ 1 Зертханалық сабақ
Бейорганикалық қосылыстар класы.
Жұмыстың мақсаты: Бейорганикалық заттардың жіктелуін, қасиетін оқып-үйрену, олардың арасындағы генетикалық байланысты көрсету.
№1 Тәжрибе. Кальций оксиді мен гидроксидін және мыс гидроксидін алу.Бордың СаСО3 аз мөлшерін муфель пешінде қатты қыздырыңдар (900-10000С) сосын суытыңдар. Алынған заттарды фарфор ыдысына салып, су тамызыңдар, 2-3 тамшы фенолфталеин тамызып, ерітіндінің ортасын (қышқылдық па, негіздік пе екенін) анықтаңдар.Борды қыздырғандағы алынған заттардың сумен әрекеттескендегі реакция теңдеулерін жазыңдар. Соңғы заттың электролиттік диссоциациясын жазыңдар. Алынған заттарды атаңдар.Мына сұрақтарға жауап беріңдер:
Барлық негіздік оксидтер сумен әрекеттеседі ме? Егер барлық негіздік оксидтер сумен әрекеттеспесе, сумен әрекеттесетін оксидтерді атаңдар.
Мыстың гидроксидін мыс оксидін сумен әрекеттестіріп алуға бола ма?
Мыс сульфатынан мыс гидроксидін алыңдар және оның амфотерлі гидроксид емес екендігін дәлелдеңдер. Реакция теңдеуін жазыңдар.
№2 Тәжрибе. Амфотерлі гидроксидтерді алу және олардың қасиеттері.Бір пробиркаға 3-5 мл мырыш сульфатын, екінші пробиркаға алюминий сульфатын құйыңдар. Әр пробиркаға бір тамшыдан натрий гидроксидін тұнба түзілетіндей құйыңдар. Реакция теңдеулерін жазыңдар.Мырыш пен алюминий гидроксидінің амфотерлі екендігін дәлелдейтін тәжірибелер жасаңдар. Реакция теңдеулерін жазыңдар. Алынған заттарды атаңдар.
№3 Тәжрибе. Орта тұздарды нейтралдау реакциялары арқылы және өзара әрекеттесу арқылы алу.а) Пробиркаға 10 тамшы натрий гидроксидін құйыңдар. Фенолфталеин тамызыңдар. Ерітінді түсін қараңдар. Ақырындап тамшылап тұз қышқылын, ерітінді түсін өзгерткенге дейін құйыңдар. Индикатор түсін не өзгертеді? Реакция теңдеуін молекулалық және иондық түрде жазып, жауаптарыңды дәлелдеңдер.б) Үш пробиркада: күміс нитратына, барий хлоридіне, алюминий сульфатына мына ерітінділердің темір хлоридінің (ІІІ), натрий сульфатының, калий нитратының әсерін байқаңдар. Реакция теңдеулерін молекулалық және иондық түрде жазыңдар. Қандай жағдайда тұздар өз-ара әрекеттесетіндігі туралы қорытынды жасаңыздар.
№4 Тәжрибе. Қышқыл тұздар алу және олардың қасиеттері.а) пробиркаға кальций гидроксидін және оған көміртегі қос оксидін Кипп аппаратынан жіберіңдер. Орта тұз түзілген кездегі тұнбаның пайда болғанын және қышқыл тұз түзілуінің әсерінен оның ерігендігін байқаңдар. Орта тұз түзілуінің реакциясының теңдеуін жазыңдар, сосын орта тұздың көмір қышқылының артық мөлшерімен әрекеттесуінің теңдеуін жазыңдар. Алынған ерітіндіні сақтаңыздар.б) алдындағы тәжірибеде алынған кальций гидрокарбонатына кальций гидроксидінің ерітіндісін қосыңдар. Қышқыл тұздың орта тұзға айналуы реакция теңдеуін жазыңдар.в) пробиркаға 5 мл кальций гидроксиді ерітіндісін құйыңдар, оған тамшылатып сұйытылған фосфор қышқылының ерітіндісін құйыңдар. Түзілген орта тұздардың тұнбасын алыңдар. Бұл тұнбаға фосфор қышқылының артық мөлшерін құйыңдар, шыны таяқшамен араластырып, тұнбаны ерітіңдер. Тұнба неге ериді? Орта тұз түзілу реакциясы теңдеуі мен оның қышқыл тұзға айналу реакция теңдеуін жазыңдар (Са(Н2РО4)2).
№5 Тәжрибе. Негіздік тұздар алу және олардың қасиеттері. а) Кобальт сульфаты (ІІ) ерітіндісіне натрий гидроксидін тамшылап құйып көк түсті тұнба алыңдар. Орта тұз түзілу реакция теңдеуін жазыңдар. Тұнбаны сақтаңдар.б) Тұнбаны екіге бөліңдер. Біреуіне натрий гидроксидін тұнбаның түсі өзгергенше қосыңдар, екіншісіне- күкірт қышқылын тұнба ерігенге дейін қосыңдар. Алынған тұнба мен ерітінді түрін атаңдар. Негізгі тұздың негізге айналған және орта тұзға айналған реакциялар теңдеуін жазыңдар.
Өзін өзі бақылауға және зертханалық жұмыстарды қорғауға арналған сұрақтар:
1.а)Оксидтерге(негіздік,қышқылдық,амфотерлі). б)қышқылдарға (олардың негізгі, әлсіз және күшті электролиттер)
в) гидроксидтерге (сілтілер, негіздер, амфотерлі гидроксидтер)
г)тұздарға(орта,қышқыл,негіздік)анықтама беріңдер,олардың қасиеттерін көрсетіңдер.
2.Қышқылдардың, тұздардың, гидроксидтердің диссоциациялану теңдеулерін жазыңдар.
3.Барлық кластардың номенклатурасын біліңдер.
4.Мына тұздарды атаңдар: FeCl3, FeOHNO3, Zn(HSO4)2, NaHS, CrCl3, Fe(HS)2, K2SO3, AlOHCl2, CrOHSO4, Al(H2PO4)3.
5.Әрекеттесуші заттар қатынасын өзгертіп, Са(ОН)2 + H3PO4 ↔ қышқылдық, негіздік және орта тұздар алыңдар.
№ 2 Зертханалық сабақ
Заттардың эквивалентін анықтау
Жұмыстың мақсаты: Металл эквивалентінің молярлық массасы М қосылыстан бөлінген сутегі көлемі арқылы анықтау әдісін үйрету.
Жұмысты жүргізу:
1.№1 суретте көрсетілген құралды жинап, оның газ өткізбейтіндігін тексеру керек. Ол үшін пробиркалардан тығынын алып, екінші бюретка арқылы пробиркамен қосылған бюреткадағы судың деңгейін белгілі бір деңгейге қою керек, сосын пробирканы тығындап, екінші бюретканы 10-15см төмен түсіру керек.Егер судың деңгейі пробиркамен қосылған бюреткада өзгермесе, бұл құрал газ шығармайды.
2.Аналитикалық таразыда 0,2г жуық металл (Ғе, Zn, Mg, Al) өлшеп алу керек.
3.Пробиркаға 10 мл тұз қышқылын құйыңдар. Пробирканы еңкейтіп ұстап, өлшенген металды пробирканың жоғары жағында сақтаңдар. Пробирканы тығындаған кезде металл қышқылға түсіп кетпеуін қадағалаңдар.
4.Судың деңгейі бірдей деңгейде тұратындай етіп екі бюретканы орналастырыңдар. Бастапқы деңгейді зертханалық дәптерге жазыңдар (V1). Металды қышқылға түсіріңдер. Металл мен қышқыл арасында реакция жүре бастайды, сутегі бөлініп, су ығыса бастайды.
5.Металл еріп болған соң және пробирка суыған соң, сутегінің көлемі анықталады. Бөлінген сутегінің көлемі V пробирка қосылған бюреткада көрсетілген соңғы судың деңгейінен (V2) бастапқы деңгейді алу арқылы анықталады.
6.Атмосфера қысымы Ратм,кПа, тәжірибе температурасы- tтәжірибе 0С, тәжірибе температурасына сәйкес келетін су буының қысымы (№1 кестеге қара)- РН2О, кПа және сутегінің қысымы РН2, кПа (РН2О, кПа= Ратм –РН2О) өлшеңдер.
Бөлінген сутегі көлемін қалыпты жағдайға келтіріңдер:
№1 сурет .Металл эквивалентінің молярлық массасын анықтауға арналған құрал.
|
Барлық өлшемді №2 таблицаға жазыңдар.
№1 кесте Қаныққан су буының сумен тепе-теңдігі қысымы.
Температура 0С
|
Будың қысым Па∙103 (мм сынап бағанасы)
|
0
|
0,61 (4,58)
|
5
|
0,87 (6,54)
|
10
|
1,23 (9,20)
|
15
|
1,70 (12,79)
|
16
|
1,82 (13,63)
|
19
|
2,20 (16,48)
|
20
|
2,37 (17,53)
|
21
|
2,48 (18,65)
|
22
|
2,64 (19,82)
|
23
|
2,80 (21,09)
|
№2 кесте Қорытынды кесте
m, г
|
tтәжірибе 0С
|
Р, кПа
|
РН2О, кПа
|
Vтәж
|
V0, мл
|
M (fэкв Ме)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Достарыңызбен бөлісу: |