ПӘннің ОҚУ-Әдістемелік кешені «химия есептерін шығару әдістемесі»

Химиялық тепе-теңдік.

Химиялық реакциялар қайтымды және қайтымсыз болып бөлінеді. Қайтымды реакциялар екі бағытта жүрсе, қайтымсыз реакия тек бір бағытта жүреді. ₁

аА + bB ↔ dD

Егер осы екі реакцияның жүру жылдамдықтары теңессе, осындай күйді химиялық тепе-теңдік деп атайды, бұл жағдайда , V_тура = V_кері

V_тура = K_TC^a_AC^b_B , V_кері = K_kC^d_D ,

K_TC^a_AC^b_B = K_kC^d_D , K_T / K_k = K_{тепе-теңдік} , K_{тепе-теңдік} = C^d_D /C^a_AC^b_B

3. 
   «Электролиттік диссоциация теориясы» бойынша шығарылатын типтік есептер мен жаттығуларды орындау әдістемесі
   

Электролиттер – қышқылдар, негіздер және тұздар суда ерігенде иондарға ыдырайтын заттар. Бұл құрылыс электролиттік диссоциация деп аталады.

Диссоциацияланған молекулалар санының жалпы молекулалар санына қатынасын диссоциациялану дәрежесі деп атайды. Диссоциациялану дәрежесін бірілік үлеспен немесе процентпен сипаттайды.

Диссоциациялану дәрежесіне байланысты электролиттер күшті, орта және әлсіз болып бөлінеді. Күшті электролиттердің диссоциациялану дәрежесі 30%-тен жоғары, орта электролиттердікі 2%-тен 30%-ке дейін, әлсіз электролиттердікі - 2%-тен төмен (0,1 ерітінділерінде) болады.

Ерітіндіні сұйылтқан сайын оның диссоциациялану дәрежесі өседі. Сондықтан электролиттердің күштерін салыстырғанда бірдей нормальды ерітінділер алу керек. Электролиттердің салыстырмалы күштерін олардың ерітінділерінің электрөткізгіштігімен, сонымен қатар кейбір реакциялардағы химиялық активтігімен анықтауға болады.

Диссоциациялану процесін ерітіндінің концентрациясына тәуелсіз диссоциациялану константасы арқылы сипаттаған ыңғайлы.

Электролиттік диссоциация тек қана нейтрал молекулаға ғана емес, иондарға да тән. Мысалы:

Н₂S  H⁺ + HS^-

HS^- H⁺ + S^2-

Көпнегізді қышқылдар, негіздер бірнеше сатыда диссоциациялынады. Мысалы:

H₃PO₄ H⁺ + (H₂PO₄)^-

(H₂PO₄)^- H⁺ + (HPO₄)^2-

(HPO₄)^2- H⁺ + PO₄^3-

Бұндай диссоциация – сатылы диссоциация деп аталады.

Көптеген суда аз еритін гидроксидтер сілтілік ортада қышқыл секілді, қышқылдық ортада негіз секілді әрекеттеседі. Олардың молекулалары негіздік және қышқылдық тип бойынша әрекеттеседі. Мысалы:

Al(OH)₃ + 3NaOH = Na₃[Al(OH)₆]

Al(OH)₃+ 3OH^- = [Al(OH)₆]^3-

Al(OH)₃+ 3HCl = AlCl₃ + 3H₂O

Al(OH)₃+ 3H⁺ = Al³⁺ + 3H₂O

Бренстед теориясына сай қышқылдар мен негіздер протон беріп немесе қосып алуға бейім заттар – протолиттер тобына беріктірілген. Бұл көзқарас бойынша қышқылдар протондардың доноры, ал негіздер – протондардың акцепторы болады. Сондықтан қышқылдар мен негіздер өзара байланысқан және оны жалпы формуламен былай жазуға болады: қышқыл  протон + негіз. Мұндай жүйелер ілеспелі деп аталады, мысалы:

HF + H₂O  H₃O⁺ + F^-

қшқыл негіз қышқыл негіз

донор акцептор

NH₃ + H₂O  NH₄⁺ + OH^-

Негіз қышқыл қышқыл негіз

акцептор донор

Қаныққан ерітінділердегі тепе-теңдік жағдайын келесі схемамен көрсетуге болады:

[Zn(H₂O)₄]²⁺ [Zn(OH)₂(HOH)₂]  [Zn(OH)₄]^2-

Қышқылдық ортада тепе-теңдік солға, ал негіздік ортада оңға ығысады. Қышқылдың, негіздің және ымфотерлі қосылыстардың қасиеттерін салыстыра келе, әртүрлі элементтердің гидроксидтері мына үш типтің біреуі бойынша диссоциацияланады:

а) диссоциацияның негіздік типі;

б) диссоциацияның қышқылдық типі;

в) амфотерлі гидроксидтердің диссоциациясы.

Н⁺ және ОН^- иондарының концентрациялары бірдей ерітінділер бейтарап ерітінділер болады. Егер Н⁺ концентрациясы көп болса, онда қышқылдық ерітінді, ал ОН^- концентрациясы көп болса, онда сілтілік ерітінді деп аталады. Қышқылдық және сілтілік орталарды, Н⁺ және ОН^- иондарының концентрацияларына байланысты түсін өзгерте жүретін, реактивтердің көмегімен анықтауға болады. Мұндай реактивтер индикаторлар деп аталады. Индикатор ретінде лакмус, метилоранж, фенолфталеин және т.б. қолданылады.

.Мысал-1: Массасы 18,2 мыс пластинкасын темір (ІІІ) хлоридінің 230 г ерітіндісіне [w(FeCl₃)=0,1] батырған. Біраз уақыттан кейін пластинканы шығарып алғанда, ерітіндідегі темір (ІІІ) хлоридінің массалық үлесі түзілген мыс (ІІ) хлоридінің массалық үлесіне тең болған. Пластинканың ерітіндіден шығарып алғаннан кейінгі массасы қандай?