Ә/Б отырысында: Келісемін : Бекітемін: қаралды :№ Бағдарлы оқыту жөніндегі Мектеп директоры
жүктеу/скачать 0,58 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Әдістемелі нұсқау
- Изотоптар.
- Әдістемелі нұсқау
| Тотығу-тотықсыздану реакциялары.
25, 26 - сабақ Сабақтың мақсаты: Тотығу-тотықсыздану реакцияларындағы тотықтырғыш, тотықсыздандырғыш мәнін ашып көрсету және электрондық баланс әдісі бойынша химиялық реакцияны теңестіру жолдарын оқып үйрену. Әдістемелі нұсқау: Нәтижесінде химиялық элемент атомдарының тотығу дәрежесі өзгере жүретін химиялық реакцияны тотығу-тотықсыздану реакциясы деп атайды. Тотығу деп заттың (атом, малекула, ион) электрон беруі, ал тотықсыздану деп керісінше электрон қосып алу қасиетін айтады. Электрон беруші тотықсыздандырғыш, ал электрон алушы тотықтырғыш деп аталады. Тотығу-тотықсыздану реакциясы кезінде тотықтырғыштың қосып алған электрондарының саны тотықсыздандырғыштың берген электрон санына тең болуы керек. Маңызды тотықсыздандырғыштар: металдардың бейтарап атомдары, әсіресе сілтілік және сілтілік – жер металдар, Al, Fe, Zn, Sn, кейбір бейметалдардың бейтарап атомдары көміртек пен сутек, бейметалдардың теріс зарядталған иондары (S2-, Se 2-, I-, Br -) және өзінің тотығу дәрежесін әліде болса көтере алатын металл катиондары, (Sn+2, Fe2+, Cr2+, Mn2+ және SO32-) Маңызды тотықтырғыштар: Бейметалдардың бейтарап атомдары мен молекулалары (F2, Cl2, O2, Br2, S, I2) және металдардың тотығу дәрежесі жоғары иондары. Мысалы: (Fe3+, Ge4+, Cu2+, Sn4+) Құрамында элементтің тотығу дәрежесі жоғары атомдары бар күрделі иондар мен молекулалар (KMnO4, K2Cl2O7, K2CrO4, Pb(CH3COO)4, HАuCl4 ) және оттекті қышқылдар, олардың ангидриттері мен тұздары HСlO3, H2SO4, H2O2, KClO3, PbO2, MnO2, K3[Fe(CN)6] Тотығу-тотықсыздану реакцияларының түрлері: Молекулааралық – (әртүрлі бөлшектердің арасында электрон алмасуы) Диспропорциялау – бір заттың әр түрлі молекулалары бір мезгілде әрі тотықтырғыш, әрі тотықсыздандырғыш болып әрекеттесетін реакциялар. Молекула ішіндегі тотығу-тотықсыздану реакциялары – бір заттың молекуласының құрамына кіретін әртүрлі элементтердің арасындағы тотығу-тотықсыздану реакциясы. Тотығу дәрежесі жоғары элемент атомдары тотығу дәрежесі төмен элемент атомдарын тотықтырады. Тотығу-тотықсыздану реакцияларын теңестіру әдістері. Электрондық баланс әдісін қолданғанда мынадай алгоритмді қолданған жөн. Химиялық қасиетіне сүйене отырып, реакцияның толық теңдеуін жазу. Мысалы: KMnO4 + H2SO4 + Na2SO3 → MnSO4 + Na2SO4 + K2SO4 + H2O Реакция барысында өзінің тотығу дәрежесін өзгертіп тұрған элементті анықтаймыз. K+1Mn+7O4-2 + H2 +1S+6 O4 -2+ Na2 +1 S+4 O3-2→Mn+2S+6 O4-2 + Na2+1S+6O4-2 + K2+1S+6O4-2 + H2+1O-2 3) Тотығу-тотықсыздану үрдісінің сызбанұсқасы және қосып алған немесе беріп жіберген электрон санын анықтау. Mn+7 +5è Mn+2 2 S+4 –2è S+6 5 4) Тотықтырғыштың қосып алған электрон саны тотықсыздандырғыштың берген электрон санына тең екенін ескеріп, электрондық баланс құрамыз, сонда қысқаша теңдеу : 2Mn+7+5S+4=2Mn+2 + 5S. 5) Қысқаша иондық теңдеудегі әр бөлшектің алдындағы коэффициенті толық молекулалық теңдеудегі сол бөлшектерге сәйкес заттардың алдына апарып қоямыз. 2KMnO4+5Na2SO3+3H2SO4=2MnSO4+5Na2SO4+K2SO4+3H2O Иондық – электрондық баланс әдісі. Бұл әдісті тек ерітінділерде жүретін тотығу-тотықсыздану реакцияларын теңестіру үшін қолданады. Бұл кездегі алгоритм: Химиялық қасиетіне сай реакция теңдеуін жазу. KМnO4 + H2SO4 + Na2SO3 → MnSO4 + H2SO4 + Na2SO4 + H2O Реакция нәтижесінде өзінің құрамын немесе зарядын өзгерткен иондарды бөліп алып, өзгеру схемасын құрамыз. MnO4- → Mn2+ SO32- → SO42- Түзілген су молекуласының саны реакция кезінде босаған оттек атомдарының санына тең. Ал бейтарап және сілтілік ортада босаған оттек атомдары су молекуласымен қосылып, гидроксид иондарын түзеді. Түзілген гидроксид иондарының саны екі еселенген су молекулаларының санына тең. MnO4- + 8H+ + 5e = Mn2+ + 4H2O (қышқыл орта) MnO4- + 2H2O + 3e = MnO2 + 4OH- (бейтарап) Егер элементтің реакциядан кейінгі ионының құрамындағы оттек атомдарының саны элементтің реакцияға дейінгі ионының құрамындағы оттек атомдарының санынан көп болса, онда реакция кезінде қосылатын оттек атомдары бейтарап және қышқыл ортада су молекулаларының құрамынан алынады, ал сілтілік ортада OH- иондарының құрамынан алынады. S – 2è (қышқыл, бейтарап орта) è (сілтілік ортада) Тотықсыздандырғыштың қосып алған электрондарының санына тең болу керек екенін ескере отырып, электрондың баланс құрып, теңдеуге коэффициент қоямыз. è 2 è 5 Қысқаша иондық теңдеуін жазамыз. жинақтасақ Толық молекулалық теңдеуін жазамыз. Реакцияға дейінгі және кейінгі оттек атомдарын, ең соңынан сутек атомдарын санап түгендейміз. Есеп шығару. Бейтарап ортада MnO4– ионы МnO2– оксидіне дейін тотықсызданады. Себебі ерітіндінің малина түсі жоғалып, қоңыр тұнба түзіледі. Реакцияның иондық схемасын былай жазуға болады. Тотығу және тотықсыздану процестерінің теңдеулерін қысқаша иондық электрондық теңдеу түрінде жазсақ. 3SO32-+ H2O – 2è = SO42- + 2H+ тотығу 2MnO4 +H2O + 3è = MnO2 + 4OH– тотықсыздану. Берілген немесе қосып алған электрондар саны тең болу үшін электрондық баланс жасаймыз. Тотығу процесін сипаттайтын теңдеудің әр мүшесін 2 коэффициентіне, ал тотықсыздану процесін сипаттайтын теңдеудің әр мүшесін 3 коэффициентіне көбейтіп, ұқсас мүшелерін біріктіргеннен кейін. 3SO32- + 2MnO42- + H2O = 3SO42- + 2MnO2- + 2OH- Бұл теңдеу тотығу-тотықсыздану реакциясының қысқаша электрондық теңдеуі деп аталады. Табылған коэффициенттерді молекулалық теңдеудегі құрамында сондай бөлшектер бар сәйкес заттардың формулаларының алдына қоямыз. ал сілтілік ортада ерітіндінің түсі малина түстен изумруд тәрізді қою жасыл түске ауысады. SO32–+ 2OH– – 2è = SO42– + H2O 2 2MnO4 + SO32– + 2OH– = MnO42–+ SO42–+H2O 1 2KMnO4 + Na2SO3 + 2KOH = 2K2MnO4 + Na2SO4 + H2O Бір реакция кезінде екі элемент тотығатын жағдайлар Cl+1 – 4è = Cl+5 2 1 Cl+1 + 2è = Cl–1 4 2 Cl+1 + 2Cl+1= Cl+5+2Cl–1 3NaClO = NaClO3 + 2NaCl Изотоптар. 27 - сабақ Сабақтың мақсаты: Табиғи изотоптардың массалық үлестері бойынша, олардың периодтық таблицада берілген орташа салыстырмалы атомдық массасын табу және изотоптарды бөлу жолдарымен танысу. Әдістемелі нұсқау: Изотоптарды оқып үйрену арқылы химиялық элемент пен атомның бір-бірінен өзгешелігін ажыратады. Химиялық элемент деп – ядро заряды бірдей атомның түрі. Ал атомның табиғи түрінде олардың атомдық массасы әртүрлі оларды – изотоп деп атайды. Табиғи изотоптың массалық үлестері бойынша олардың салыстырмалы атомдық массасын анықтауға болады. 1- Есеп Салыстырмалы атомдық массасының орташа мәні 35,45-ке тең табиғи хлордағы 35Cl және 37Cl изотоптарының проценттік мөлшері қанша ? Табиғи хлорда және оның қосылыстарында кездесетін 35Cl және 37Cl изотоптарын бір-біріне бөлу жолдарын айтыңдар. Шешуі: Хлордың бір изотопының (35Сl) мольдік үлесін Nx ал екіншісін (37Cl) – (1–Nx) десек Яғни, 35 Nx + 37(1– Nx) = 35,45 35 Nx + 37 – 37 Nx = 35,45 1,55 = 2 Nx Nx = 0,775 35Cl – изотоптың массалық үлесі – 77,5% 37Cl 100 – 77,5 = 22,5% Изотоптарды бөлу жолдары. Массаларының айырмашылығын пайдаланып, центрифугада бөлу. Массаларының, зарядтарының қатынастарының айырмашылығын пайдаланып, масспектрометрде бөлу. Массаларына байланысты кинетикалық – изотоптық эффекті пайдаланып бөлу. 2 - әдіс Шешуі Табиғи хлорда 35Cl – изотоптың мольдік үлесін Х(35Cl) = х Х(37Cl) = 1–х деп белгілесек Хлордың N – атомдағы зат мөлшері ; Ν = N/NА ν(35Cl) = νХ(35Cl) νХ(35Cl) = ; ν(37Cl) = νХ(37Cl) ν(37Cl) = ; Табиғи хлордың N атомындағы (35Cl, 37Cl) атом санын анықтау үшін N (35Cl) = ν(35Cl) · NА : N (35Cl) = Nx N (37Cl) = ν(37Cl) · NА : N (37Cl) = N (1–х); Бірліктегі атом массасы ; mr (35Cl) = N(35Cl) · Аr(35Cl) : mr(35Cl) = Nx · 35 mr(37Cl) = N(37Cl) · Аr(37Cl) : mr(37Cl) = N(1–х) · 37 1 атомның орта мәнін тапсақ, ; Аr(Сl) = 35,3 орнына қойсақ, 35,5 = 37 – 2х Теңдеуді шешсек, х = 0,775 х-тің мәнін орнына қойсақ 1 – х = 1 – 0,775 = 0,225 Х(35Cl) = 77,5% х(37Cl) = 22,5% 2-есеп Мыстың екі изотопы бар 63Сu , 65Сu . Табиғи мыстағы олардың массалық үлестері W(63Сu) = 0,73k W(65Сu) = 0,27k Мыстың орташа салыстырмалы атомдық массасын табу. Шешуі: Мыс элементінің 100 атомынан тұратын үлгісін қарастырсақ, ондағы әр изотоптың саны N(63Сu) = 0,73 ·100 · 73 N(65Сu) = 0,27 · 100 · 27 Мыстың 100 грамының салыстырмалы массасының қосындысын тапсақ, Мr(Cu) = N(63Сu) · Аr(63Сu) + N(65Сu) · Аr(65Сu) = 73 · 63 + 27 · 65 = 6350 Мыстың салыстырмалы атомдық массасын есептесек, Аr(Сu) = 3-Есеп Неонның орташа салыстырмалы атомдық массасы Ar (Ne) = 20,2. Неонның табиғи үлгісіндегі 20Ne және 22Ne изотоптарының массалық үлесін табу. Шешуі: Неонның 100 атомнан тұратын табиғи үлгісін қарастырсақ. 20Ne – изотоптың санын Х 22Ne (100-Х) десек, Неонның 100 атомның массасына арнап, теңдеу құрсақ 20х + 22(100 – х) = 20,2 · 100 20х + 2200 – 22х = 2020 2200 – 2020 = 22х – 20х 180 = 2х х = 180/2 = 90 олай болса, 20Nе – 90% 22N – 10% 4-Есеп Табиғи бромның екі екі изотопы бар ондағы 79Br изотоптарының массалық үлесі 0,55. Егер бромның салыстырмалы атомдық массасы 79,9 болса, онда табиғатта кездесетін екінші изотоптың қандай болғаны? Шешуі: Бромның 100 атомнан тұратын үлгісін қарастырсақ, бромның белгісіз изотопының салыстырмалы атомдық массасын “Х” деп белгілесек. Енді, бромның 100 атoмының орташа салыстырмалы массасына арнап теңдеу құрсақ. Мr(Вr) = N(79Вr) · Аr(79Вr) + N(хВr) · Аr(хВr) Мr(Вr) = 55 · 79 + 45 · х = 79,9 · 100 х = 81 яғни бромның екінші изотопы 81Вr 5-Есеп (10В) изотопының молярлық үлесі 19,6% ал (11В) изотопының молярлық үлесі 80,4%, бордың салыстырмалы атомдық массасын есепте. Шешуі: Бұл жерде есепті зат мөлшерін пайдалана отырып, шығарайық. Бордың атом санын N –десек, зат мөлшері: NА – Авогадро тұрақтысы 10В және 11В изотопының зат мөлшерін есептесек, ν(10В) = νХ(10В) ν(10В) = 0,196 моль ν(11В) = νХ(11В) ν(11В) = 0,804 моль Бордың N атомындағы 10В және 11В-дегі атом санын тапсақ, N(10В) = ν(10В) · NА N(10В) = 0,1963N N(11В) = ν(11В) · NА N(11В) = 0,804N 10В, 11В – дің атомының массасын есептесек, mr(10В) = ν(10В) · Аr(10В) : mr(10В) = 0,196 · 10 = 1,96N mr(11В) = ν(11В) · Аr(11В) : mr(11В) = 0,804 · 11 = 8,44N Салыстырмалы бірлікте N атомының массасы mr(В) = mr(10В) + mr(11В) : mr(В) = 1,96N + 8,44N = 10,8N Бордың бір атомының салыстырмалы атомдық массасының орта мәнін тапсақ, ; жүктеу/скачать 0,58 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|