К., Касенова Н. Б. Бейорганикалық химиядан зертханалық жұмыстар


Өзін-өзі бақылауға және зертханалық жұмыстарды қорғауға арналған сұрақтар



жүктеу/скачать 2,71 Mb.
бет22/65
Дата20.09.2022
өлшемі2,71 Mb.
#150016
1   ...   18   19   20   21   22   23   24   25   ...   65
Байланысты:
Бейорганикалық химиядан зертханалық жұмыстар методичка

Өзін-өзі бақылауға және зертханалық жұмыстарды қорғауға арналған сұрақтар:
1. Ерітінділер дегеніміз не?
2. Концентрацияның өлшем бірліктері қандай?
3. Электролиттік диссоциация дегеніміз не?
4. Көмір қышқылының диссоциациялануын сатылы теңдеулерін жазындар.
5. См және Сн концентрациялы сұйылтылған ерітінді V мл дайындау үшін тығыздығы ρ және концентрациясы С % бар заттың А концентрлі ерітіндісінің қанша миллилитрі кетеді?



Нұсқа

Зат А

Концентрлі ерітінді

Сұйылтылған ерітінді

Жауабы
V,мл

С %

ρ, г/см3

См

Сн

V,мл

1

Al2(SO4)3

15

1,15




0,2

200

13,2

2

BaCl2

20

1,20

0,1




100

8,67

3

Na2SO4

10

1,09




0,5

50

16,28

4

Pb(NO3)2

30

1,33

0,5




250

103,7

5

ZnSO4

30

1,38

0,2




400

31,11

6

NaCl

15

1,11




2

75

52,7

7

FeSO4

20

1,21




0,3

240

22,61

8

MgSO4

8

1,08

0,6




300

250

9

KCl

25

1,20




2,5

150

93,13

10

CaCl2

40

1,4




1,5

300

44,60

11

AlCl3

10

1,09

0,4




240

23,78

12

HCl

36,5

1,18




5

400

169,49

13

H2SO4

96

1,84




0,1

300

0,83

14

KOH

26

1,24




0,02

250

0,87

15

CuSO4

10

1,11




0,5

100

36,0

6. Қандай заттар үшін молярлы және нормальды концентрциялар саны сәйкес келеді?
7. Белгілі бір нормальды концентрациялы ерітінді дайындау үшін қышқыл, негіз және тұздың эквиваленттік массасын қалай есептейді?
8. Титрлеу деген не?
9. Ерітіндінің тығыздығын қалай өлшейді?
10. Тығыздық және ерітінді концентрациясы түсініктері бірдей ме?


ЗЕРТХАНАЛЫҚ ЖҰМЫС №8

Электролит ерітінділері




Жұмыстың мақсаты: Электролит диссоциациясының (ионизациясы) ерекшеліктерін және осы процеске әсер ететін факторларды оқып білу.
Маңызды түсініктер: Электролит, диссоциация, диссоциациялану дәрежесі, ассоциация, диссоциациялану константасы, иондық реакция, индикатор, сутектік көрсеткіш.
! Білу керек. 1. Электролиттік диссоцияция процесінің маңызы.
2. Диссоциация және ассоциация процестері айырмашылықтарын білу.
3. Диссоцияциялану дәрежесіне қарап электролиттерді ажырата білу.
4. Электролиттік диссоциациялану константасы және дәрежесінің байланысы. 5. Оствальдтың сұйылту заңы. 6. Ерітіндідегі иондар әсерлесуінің реакциясы. 7. Сутектік көрсеткіш ұғымының мәнісі.


ТЕОРИЯЛЫҚ БӨЛІМ


Электролиттер – негіздер, қышқылдар, тұздар, олардың балқымалары мен ерітінділері – электр тоғын өткізеді. Электролиттер молекулаларының иондарға ыдырау процесін электролиттік диссоциация дейді. Оң зарядталған ионда – катиондар, теріс зарядталған иондар – аниондар деп аталады. Диссоциация қайтымды процесс: молекулалардың иондарға ыдырауы тура реакция (диссоциация), ал иондардың қайтадан молекулаларға бірігуі кері реакция (ассоциацияға) жатады.
Диссоциациялану дәрежесі. Электролиттік диссоциация кері процесс болғандықтан, ерітіндіде иондар мен молекулалар бірге болады. Сондықтан электролиттер диссоциациялану дәрежесімен сипатталады (α).
Электролиттік диссоциациялану дәрежесі дегеніміз иондарға ыдыраған молекулалар санының (Ng) жалпы ерітілген молекулалар санына (Nε) қатынасы α = Ng/Nε немесе α = Ng/Nε*100%. Диссоциациялану дәрежесінің сан мәніне қарай электролиттер шартты түрде күшті (α > 30%), әлсіз (α < 3%) және орташа (α > 3 - 30%) болып үш топқа бөлінеді.
Диссоциациялану константасы. Әлсіз және орташа электролиттер молекулаларының иондарға ыдырауы аз мөлшерде жүретін қайтымды процесс. Сондықтан басқа да қайтымды химиялық процестер сияқты әлсіз электролиттер диссоциациясына да әрекеттесуші массалар заңын қодлдануға болады:
КА ↔К+ + А-
К = [K+][A-]/[KA]
К – электролиттік диссоциаицялану константасы деп аталатын химиялық тепе-теңдік константасы. Электролиттік диссоциация константасының (К) мәні неғұрлым көп болса, электролит молекулалары соғұрлым иондарға көп ыдырайды. Диссоциациялану константасы электролит күшін диссоциация дәрежесінен көбірек сипаттайды.
Электролиттік диссоциациялану константасы мен дәрежесінің арасында тығыз байланыс бар. КА электролит бір катионға, бір анионға ыдырайтындықтан бұл иондардың концентрациясы өзара тең болады.
[К+] = [A-] = CM*α
CM – ерітіндінің молярлық концентрациясы;
α – диссоциациялану дәрежесі;
Иондарға ыдырамаған молекулалардың концентрациясын [KA] былай көрсетеді:
[KA] = CM - CM* α = CM (1- α)
K = (CM* α*CM* α)/CM(1- α) = (CM * α2)/(1- α)
Әлсіз электролиттердің диссоциациялану дәрежесі өте аз болғандықтан 1- α=1 болады. Сондықтан диссоциациялану константасы мынадай болады:
K = CM* α2 немесе α = √K/CM
Бұл теңдеу электролит ерітіндісінің концентрациясының азаюына, яғни сұйылуына байланысты оның диссоциациялану дәрежесінің артығын көрсетеді (Освальдтың сұйылту заңы).
Ион алмасу реакциялары. Электролиттер ерітіндіде иондарға ыдырайтындықтан, электролиттер арасындағы реакция иондар арасындағы реакция болады.
Ерітінділерде иондар әсерлесуінің реакциясы иондық реакция деп аталады. Алмасу реакциясы аяғына дейін жүруі үшін, реакция нәтижесінде газ, тұнба не нашар еритін диссоциацияланатын зат бөлінуі керек. Сонда иондар реакциядан бөлініп шығып, тепе-теңдікті оңға қарай ығыстырады да қайтымсыз болады. Иондық реакция теңдеуін жазған кезде тұнбаға түсетін, нашар диссоциацияланатын және газ тәріздес заттар молекула күйінде жазылады, ал күшті электролиттер ион күйінде жазылады. Теңдеудің оң жағы мен сол жағындағы электр зарядының қосындысы тең болуы керек.
Егер нашар еритін зат не нашар диссоциацияға түсетін зат теңдеуінің екі жағында да болса, онда тепе-теңдік неғұрлым әлсіз электролит бар жаққа ығысады.
Сутектік көрсеткіш: Химиялық таза су электр тоғын өте нашар өткізеді (5,5*10-8Ом-1см-1). Судың электр өткізгіштігі болу себебі, онда иондарға диссоциациялануының негізінен: Н2О ↔ Н+ + ОН-
Әрекеттесуші массалар заңын қайтымды процеске қолдануға болады:
K = [H+]*[OH-]/[H2O] (1)
Мұндағы: К – судың диссоциация тұрақтысы. Оның 22ºС – дағы мәні 1,8*10-16 тең, яғни К = 1,8*10-16.
«К» шамасы өте аз болғандықтан Н+ және ОН- концентрациялары да өте аз, сондықтан су концентрациясын Н2О тұрақты шама деп есептеуге болады, ол 1 л массасын судың молярлық массасына бөлгенге тең.:
[H2O] = 1000: 18 = 55.56 моль
Енді жоғарыдағы теңдеуді (1) былай да жазуға болады:
[H+]*[OH-] = K[H2O] = Kc = 1.8*10-16*55.56 = 1*10-14 (22ºC)
Кс – судың иондық көбейтіндісі деп аталатын тұрақты шама.
Kc = [H+]*[OH-] = 10-14
Кс мәні тұрақты температурада ғана тұрақты болады. Кез-келген ерітіндіде сутегі мен гидроксид иондарының әрқайсысының концентрациясы нольге тең болмайды. Кез-келген ерітіндіде әрі сутегі ионы Н+, әрі гидроксид ионы ОН- болады.
Таза суда [H+] = [OH-] = √Kc = √10-14 =10-7;
Бұдан 22ºC да 1 л суда 10-7 моль сутегі иондары, 10-7 моль гидроксид иондары болғандығын көреміз. Егер [H+]∙[OH-] онда ерітінді [H+]>[OH-] қышқыл, [H+]<[OH-] сілтілі болады. Көп жағдайда ерітіндінің қышқылдығын немесе сілтілігін анықтау үшін сутегі иондарының концентрациясы қолданылады. Бұл жағдайда нейтрал орта [H+]=10-7,сілтілік ортада [H+] >10-7, қышқылдық ортада [H+]<10-7 болады.
Осындай дәреже көрсеткіші теріс болып келетін сандарды қолданып есептер шығару қолайсыз болғандықтан, сутегі иондарының концентрациясы сутектік көрсеткіші (рН) арқылы белгілеу қабылданған.
Сутектік көрсеткіш деп сутек иондары концентрациясының теріс таңбамен алынған ондық логарифмін айтады: pH = -lg[H+].
Ерітіндінің ортасын индикаторлар деп аталатын заттардың көмегімен анықтайды. Индикаторлар – ерітіндіге тамызғанда немесе батырғанда сутегі не гидроксид иондарының әсерінен түсін өзгертетін органикалық заттар. Индикаторлардың құрылысы күрделі болғандықтан, мынандай формулалар қолданылған:
HInd – қышқылдық индикаторлар;
IndOH – негіздік индикаторлар;
Мысалы (фенолфталеин): HInd ↔ H+ + Ind-
түссіз қызыл
Нейтрал және қышқыл ортада тепе-теңдік солға ығысады, сондықтан фенолфталеин түссіз. Сілтілік ортада Н+ ионы ОН- ионымен су молекуласын түзіп тепе-теңдік оңға ығысады, сондықтан ол қызыл түске боялады.
Мысалы (метилоранж): IndOH ↔ Ind + + ОH –
сары қызыл
Сілтілік ортада тепе-теңдік солға ығысады, сондықтан ерітінді сары түске боялады, қышқыл ортада су молекуласы түзілгендіктен оңға ығысады, сондықтан метилоранж қызыл түске боялады.
Бірнеше индикаторлардың қоспасынан универсал индикаторлар жасайды. Қағазды осы универсал индикатордың ерітіндісіне қанықтырып, универсал индикатор қағазын жасайды.


ТӘЖІРИБЕЛІК БӨЛІМ


Реактивтер мен құралдар: электр шамы, дистильденген су, қант, натрий хлориді NaCl, 0,1 н тұз қышқылы HCl, сірке қышқылы CH3COOH, аммиак ерітіндісі, кобальт хлориді СоСl2, мыс сульфаты CuSO4, барий хлориді BaCl2, кальций хлориді CaCl2 , натрий метасиликаты Na2SiO3, натрий карбонаты Na2CO3, кальций карбонаты CaCO3, барий карбонаты BaCO3, калий карбонаты K2CO3, аммиак карбонаты (NH4)2CO3, мыс карбонаты ZnCO3, темір (ІІІ) хлориді FeCl3, натрий гидроксиді NaOH, никель хлориді NiCl2, күміс нитраты AgNO3, барий гидроксиді Ba(OH)2, мыс хлориді CuCl2, магний хлориді MgCl2, никель сульфаты NiSO4.


Тәжірибе №1. Электролиттердің электр өткізгіштігін тексеру.
Көмір электродтарды стаканға салып, оны электр шамымен қосып, тоққа қосу керек.

  1. Стаканға 20-30 мл дистильденген су құйыңдар. Шам жана ма?

  2. С таканға 2-4 грамм қант салып дистильденген суда ерітіңдер. Шам жана ма?

  3. Электродтарды жақсылап жуып құрғатыңдар да стакандағы құрғақ ас тұзына (NaCl) тигізіңдер. Шам жана ма? Енді 20-30 мл дистильденген су құйып тұзды ерітіңдер. Шам жана ма? Жеке дистильденген су және құрғақ тұз электр тоғын өткізбейді, ал ас тұзының ерітіндісі тоқ өткізеді. Неге?

  4. Төрт стаканға 20-30 мл 0,1 н мына ерітінділерді құйыңдар: бірінші стаканға- тұз қышқылын, екіншіге- натрий гидроксидін, үшіншіге- сірке қышқылын, төртіншіге-аммиак ерітіндісін. Осы ерітінділердің электр өткізгіштігін тексеріңдер. Электродтарды ерітіндіге салған сайын алдын-ала жеке стаканда тұрған дистильденген сумен жақсылап жуып отыру керек. Тәжірибе кезінде шамның жарықтығына қарап, қышқылдар мен негіздердің күші туралы айтыңдар.

  5. Соңғы екі стакандағы ерітінділерді (сірке қышқылы мен аммиакты) бір-біріне құйып, шамның жарықтығын салыстырыңдар. Неге шамның жарықтығы әр түрлі?



Тәжірибе №2. Электролит ерітіндісі концентрациясының диссоциация дәрежесіне және электрөткізгіштігіне әсері
Электродтары бар стаканға бірінші өлшемге дейін сірке қышқылын құйыңыздар. Электрөткізгіштігін тексеріңіздер. Екінші, үшінші, төртінші белгіге дейін дистилденген су қосып, әр кезде тоқ күшін өлшеңіздер. Оның мәнін жазыңыздар. Ерітіндінің электрөткізгіштігі неліктен өзгеретінін жазыңыздар.


Тәжірибе №3. Диссоциация дәрежесіне еріткіш табиғатының әсері
Стаканға біраз СоСl2 (кобальт хлориді) спирттік ерітіндісін құйыңыздар. Ерітіндінің электрөткізгіштігін өлшеңіздер. Ерітіндінің түсі өзгергенше 5-7 тамшы дистилденген су қосып, электрөткізгіштігін тағы да өлшеңіздер. Электролит ерітіндісінің түсі және электрөткізгіштігі немен түсіндіріледі?
Гидратталған ионда кобальттың координациялық саны 6 тең екенін ескере отырып, кобальт хлоридінің судағы диссоциация теңдеуін жазыңдар.
Қарама-қарсы белгісі бар екі ионды қай ортада ажырату жеңіл – суда немесе этанолда?


Тәжірибе 4. Аз еритін қосылыстардың түзілуі. Екі сынауыққа 3-4 тамшыдан берілген нұсқадағы көрсетілген реактивтерді құйыңыздар. Реакция теңдеулерін молекулалық және иондық түрде жазыңыздар. Қандай заттардың түзілуі реакция жүруін қамтамасыз етеді.?
Нұсқалар:
1. CuSO4 және BaCl2; CaCl2 және Na2SiO3;
2. FeCl3 және NaOH; NiCl2 және AgNO3;
3. FeCl3 және Ba(OH)2; Na2CO3 және CaCl2;
4. CuCl2 және NaOH; ZnSO4 және BaCl2;
5. MgCl2 және NaOH; NiSO4 және BaCl2;
6. AgNO3 және NaCl; NiCl2 және NaOH.


Тәжірибе №5. Газтәрізді қосылыстардың түзілуі. Нұсқаларға сәйкес екі сынауыққа 3-4 тамшыдан немесе бір микрошпательмен карбонаттарды салыңыздар. Бірінші сынауыққа бірнеше тамшы сұйылтылған тұз қышқылын, екінші сынауыққа сірке қышқылын қосыңыздар. Қандай газ бөлінеді? Реакцияны молекулалық және ионды түрде жазыңыздар.
Тұздардың нұсқалары:
1. Na2CO3; 2. CaCO3; 3. BaCO3; 4. K2CO3; 5. (NH4)2CO3; 6. ZnCO3.



жүктеу/скачать 2,71 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   18   19   20   21   22   23   24   25   ...   65



©engime.org 2024
әкімшілігінің қараңыз
    Басты бет