Л. М. Түгелбаева Р. Ғ. Рысқалиева Р. К. Ашкеева
жүктеу/скачать 0,62 Mb.
|
Химия элемент китап
| Судың химиялық қасиеттері. Су – өте белсенді зат. Көптеген элементтердің оксидтері сумен əрекеттесіп, қышқылдар мен не- гіздер түзеді; белсенді металдар сумен Н2 газын бөле əрекеттеседі.
Су – көптеген химиялық реакциялардың катализаторы жəне кей жағдайда реакция жүру үшін оның аз мөлшері де жеткілікті. Су тірі ағзаларда биохимиялық реакциялардың көпшілігінің ортасы жəне мүшесі болып табылады. Қышқылдық-негіздік қасиеттері: су екідайлы қасиеттер көрсетеді. Ол қышқыл ретінде де, негіз ретінде де қасиет көрсетеді. Оның екідайлы қасиеті судың өзіндік иондану мүмкіншілігімен байланысты: 2Н О (с.) Н О+ (сулы.) + ОН- (сулы.) бұл жағдай, 2 3 бір жағынан, судың протон акцепторы: HCl + H O H O+ + Cl-, ал, 2 3 екінші жағынан, протонның доноры болуына мүмкіндік береді: NH + H O NH + + OH-. 3 2 4 Тотығу-тотықсыздану қасиеттері: су молекуласындағы сутек те, оттек те тұрақты тотығу дəрежесін көрсетеді (+1 жəне -2). Сондықтан су тотығу-тотықсыздану қасиеттерін анық көр- сетпейді. Тотығу-тотықсыздану реакциялары су молекуласының өте белсенді тотықсыздандырғыштармен немесе тотықтырғыш- тармен əрекеттесуі арқылы жүруі мүмкін. Мысалы, су тотықсыз- дандырғыш: а) фтор сияқты күшті тотықтырғыштармен əрекеттескенде: 2F2 + 2H2O = 4HF + O2 ə) биохимиялық процестерде: 2 2 2Н О → О + 4Н+ + 4ē Су тотықтырғыш: а) сілтілік жəне сілтілік жер металдарымен əрекеттескенде: 2Na + 2Н2О = 2NаОН + Н2 ə) сілтілік жəне сілтілік жер металдарының гидридтерімен əрекеттескенде: NaH + H2O = NaOH + H2 Гидролиздену реакциялары – су молекуласы мен зат молеку- ласы арасындағы алмасу арқылы əрекеттесуі нəтижесінде зат- тардың ыдырау процесі. Мысалы, тұздар гидролизінде: FeCl3(сулы.) + 3H O(с.) → Fe(OH) (қ.) + 3H+(сулы.) + 3Cl-(сулы.). 2 3 Гидраттану реакциялары – судың затқа қосылуы: а) Иондардың гидраттануы – суда электролиттердің еруі ке- зінде диссоциациялану барысында түзілген иондардың су моле- куласының белгілі бір санын өзіне қосып алуы жəне ерітіндіде гидратталған иондар түрінде болуы. Кейбір иондар су молекула- сымен берік байланыстар түзеді, олардың гидратталған иондары тек ерітіндіде ғана емес, сонымен қатар қатты күйінде де бола алады, мысалы: СuSO4∙5H2O – мыс купоросы, FeSO4∙7H2O – темір купоросы, CaSO4∙2H2O – гипс жəне т.б., сонымен қатар көптеген аквакомплекстер – [Cr(H2O)6]Cl3, [Pt(H2O)4]Cl4 жəне т.б. ə) Оксидтердің гидратталуы – қышқылдық немесе негіздік оксидтерді гидратациялағанда сəйкесінше қышқылдар мен негіз- дер түзіледі: SO3 + H2O = H2SO4 P2O5 + 3H2O = 2H3PO4 Na2O + H2O = 2NaOH BaO + H2O = Ba(OH)2 Ауыр судың химиялық қасиеттері жай судың қасиеттеріне ұқ- сас, алайда Н2О-мен реакцияға қарағанда D2O қатысуымен жүре- тін реакцияның жылдамдығы төмен болады. Ауыр су табиғи судың құрамында аз мөлшерде жəне оны судан бөліп алуға бо- лады. Ауыр судың қату температурасы – 3,81°С, ал қайнау темпе- ратурасы – 101,43°С. Қарапайым сумен салыстырғанда оның ты- ғыздығы жоғары. Табиғаттағы су. Су – Жер шарында ең көп тараған зат. Жер шарының ¾ бөлігін су алып жатыр. Атмосфера мен литосферада да су өте көп. Біздің планетамыз сумен ылғалданып, су буына оран- ған. Жердегі судың жалпы мөлшері 1,4 млрд км3-ті алып жатыр. Дəл осы көлемдегі су физикалық жəне химиялық байланысқан күйде, мысалы табиғи кристалгидраттар түрінде кездеседі. Алай- да ішуге жəне тұрмыстық қажеттерге жұмсалатын тұщы судың жалпы мөлшері шектеулі. Сондықтан қазіргі таңда су ресурстарын қорғау мен ағынды суларды тазарту адамзаттың алдына қойған негізгі экологиялық мəселелердің бірі болып табылады. Су тірі ағзалардың жасушалары мен тіндерінің құрамына кі- реді. Жануарлар мен өсімдіктер ағзаларын 50-ден 90 %-ға дейін су құрайды. Адам ағзасында дене массасының шамамен 65 %-ын су құрайды. Ағзадағы судың ең көп мөлшері жасушалардың ішінде (70 %), шамамен 23 % жасушааралық су құрайды, ал қалған су мөлшері (7 %) қан тамырлары мен қан плазмасының құрамында болады. Адам ағзасында су мөлшерін 10 % жоғалтса, ол адам өліміне əкеледі. Ағзадағы күрделі де маңызды реакциялар тек су болған жағдайда ғана жүреді. Сутектің оттекті қосылысының бірі – сутек асқын тотығы Н2О2. Бұл спиртте, суда шексіз еритін, «металдық» дəмі бар түссіз ері- тінді. Н О тығыздығы 1,104 г/см3-ке тең, қайнау температурасы 2 2 152°С-ді құрайды. Оттектің тотығу дəрежесі -1, оттек атомының валенттігі 2-ге тең. Н2О2 молекуласында оттек атомы бір-бірімен тікелей байла- нысқан. -O-O- тобын пероксотоп деп атайды: Бұл берік байланыс емес, сондықтан Н2О2 тұрақсыз қосылыс болып табылады, ол тез ыдырайды: 2Н2О2→ 2Н2О + О2. Сутек ас- қын тотығының сулы ерітінділері тұрақсыз, жарықта, қыздырғанда немесе қоспалар əсерінен ыдырауы мүмкін. Концентрленген су- лы ерітінділері қопарылыс береді. Сутектің асқын тотығы өте жақсы еріткіш. Судан тұрақсыз кристалгидрат түрінде бөлінеді: H2O2∙2H2O. Сутек асқын тотығының химиялық қасиеттері. Оттектің екі атомы да -1 аралық тотығу дəрежесін көрсеткендіктен, перок- сидтердің тотықтырғыштық та, тотықсыздандырғыштық та мүм- кіндіктері бар. Тотықтырғыштық қасиеті: Na2SO3 + H2O2 →Na2SO4 + H2O; Mn(OH)2 + H2O2→ MnO(OH)2 + H2O. Тотықсыздандырғыштық қасиеті: 2AgNO3 + H2O2→ 2Ag + O2 + 2HNO3. Н2О2 молекуласы полюсті болғандықтан, молекулалар ара- сындағы сутектік байланыс түзілуіне əкеледі. O – O байланысы берік болмағандықтан, H2O2 тұрақсыз қосылыс болады, тез ыды- райды: 2Н2О2→ 2Н2О + О2. Сонымен қатар бұған өтпелі металдар иондарының болуы да əсерін тигізеді. Алайда өте таза сутек пер- оксиді тұрақты. Сутек асқын тотығы əлсіз қышқылдық қасиет көрсетеді (К = 2 2 1,4·10−12), сондықтан екі сатыда диссоциацияланады: Н О → H+ + HO- ; HO- → H+ + O2- . 2 2 2 Кейбір гидроксидтерге Н2O2 концентрленген ерітіндісімен əсер еткенде кей жағдайларда металл пероксидтерін бөліп алуға болады, оларды сутек пероксидінің тұздары деп қарастыруға болады: Н2О2 + NaOH→Na2O2 + 2H2O; Н2О2 + Ba(OH)2→BaO2 + 2H2O. Сутек асқын тотығын алу. Сутек асқын тотығын өндірісте мынадай жолдармен алады: Органикалық заттардың қатысуымен, мысалы, изопропил спиртін тотықтыру реакциясы арқылы: (СН3)2СНОН + О2→ (СН3)2СО + Н2О2. Бұл реакцияның бағалы аралық өнімі ацетон болып табылады. Күкірт қышқылының электролизі арқылы, мұнда пероксоди- күкірт қышқылы H2S2O8 түзіледі жəне ол күкірт қышқылы мен пероксидке дейін ыдырайды. Зертханада сутек асқын тотығын алады: ВаО2 + Н2SO4→BaSO4↓ + H2O2. Сутек асқын тотығын концентрлеу мен тазартуды қайта айдау арқылы абайлап жүзеге асырады. Сутек асқын тотығын қолдану. Сутек асқын тотығы тотық- тырғыш ретінде, мысалы, қағазды, матаны жəне теріні ағарту, залалсыздандыру үшін қолданылады. Оны медицинада 30 %-ды сулы ерітіндісін (пергидроль) немесе 3 %-ды ерітіндісін залал- сыздандыру құралы ретінде қолданады. Сутек асқын тотығы улы емес екенін ескерсек те, оның концентрленген ерітінділері теріге, көз қабыршақтарына жəне тыныс алу жолдарына түскен жағдайда күйдіреді. жүктеу/скачать 0,62 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|