ПӘннің ОҚу жұмыс бағдарламасы (оқу-әдістемелік материалдар)

HN⁺³O₂ =HN⁺⁵O₃+N⁺²O+H₂O; HN⁺O₂ тотықтырғыш қасиеті басымырақ: HNO₂ +HI=I₂+NO+H₂O ; Күшті тотықтырғыштар HNO₂ –ні HNO₃ ауыстырады: HN⁺²O₂ + KMn⁺⁷O₄ + H₂SO₄ =Mn⁺²SO₄+HN⁺⁵O₃+H₂O+K₂SO₄

Тұздары нитриттер. HNO₂ амфолит, яғни амфотерлі қасиет көрсетеді:

H⁺+NO₂^-↔HNO₂↔NO⁺(нитрозил) +OH^- ; H₂SO₄ →NOHSO₄ – нитрозилкүкірт қышқылы; N⁺⁴O₂(парамагнитті, қоныр газ)↔N₂O₄(диамагн.түссіз) ΔH⁰_х.р =-58кДж;

Pb(NO₃)₂ →^t0 PbO+NO₂+O₂ ; NO₂ – күшті тотықтырғыш

5NO₂+2P(S,C)→P₂O₅(SO₃,CO₂)+5NO

5|N⁺⁴ +2e^-→N⁺²O

2|P-5e-→P ⁵⁺

NO₂ суда еріп 2NO₂+H₂O=HNO₂+HNO₃ қышқылдарын түзеді, егер O₂қатысында NO₂ суда ерітсе, 4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃ , егер ыстық суда NO₂ерісе, 3NO₂+H₂O=2HNO₃ + NO түзіледі.

Өндірісте 1) N₂+3H₂↔2NH₃ ; 2) NH₃+O₂=^кNO+H₂O;

3) 2NO+O₂=2NO₂

4) 3NO₂+H₂O(ыстық)=2HNO₃+NO,ыстық су алынатын себебі НNO₂ түзілмес үшін. HNO₃ күшті тотықтырғыш, металлдарды да, металл еместерді де ерітеді: As+HNO₃+H₂O=H₃AsO₄+NO; S+HNO₃=H₂SO₄+NO₂+H₂O; Au, Pt, Os, Jr,Nb, Ta, W + HNO₃ → ерімейді. Fe, Al, Cr + HNO₃(конц.)→пассивтеледі, яғни оксид қабатымен жабылады. HNO₃ сұйық болған сайын, тотықсыздану тереңірек жүреді, себебі сұйық HNO₃ –те NO₃ ^– иондары аз, сондықтан әр N⁵⁺ атомы тотықсыздандырыштан көп электрон алуға тырысады, ал конц. HNO₃ –те , керісінше, N⁵⁺ иондары көп болғандықтан, әр HNO₃ тотықсыздандырыштан аз электрон алады.

2NO₃^- + 10e^- +12H⁺ →N₂+6H₂O

2NO₃^- + 8e^- +10H⁺ →N₂O+5H₂O

NO₃^- + 3e^- +4H⁺ →NO+2H₂O

NO₃^- + 2e^- +3H⁺ →HNO₂+H₂O

NO₃^- + 8e^- +10H⁺ →NH₄⁺+3H₂O

NO₃^- + e^- +2H⁺ →NO₂+H₂O

NO₃^- + e^- +H₂O →NO₂+2OH

а. конц. HNO₃, сутегіден соң металдармен (6) теңдеу бойынша

Cu(Ag, Hg)+HNO₃=Cu(NO₃)₂+NO₂+H₂O;

Сұйытылған HNO₃ (3) теңдеу бойынша; Cu(Ag, Hg)+HNO₃=Cu(NO₃)₂+NO+H₂O;

б. активтігі орташа металдар (H₂ маңайындағы Fe, Cd, Ni, Sn, т.б. конц.

HNO₃(3) теңдеу бойынша Cd+HNO₃(конц.)= NO+Cd(NO₃)₂+H₂O

Өте сұйық HNO₃+ Cd= Cd(NO₃)₂+NH₄NO₃+H₂O (5)теңдеу

в) активтігі орташа металдар ішінен Со (ерекше) (1) теңдеу бойынша Co+HNO₃→N₂+Co(NO₃)₂+H₂O Күшті тотықтырғыш ретінде «патша арағы» HNO₃+3HCl, ол Pt, Au ерітеді. HNO₃+3HCl=2Cl(атомдық) + NOCl (нитрозилхлорид) +H₂O түзілуі, олар күшті тотықтырғыштар Au+HNO₃+3HCl=AuCl₃+NO+H₂O HNO₃ тұздары нитраттар, суда жақсы ериді. Нитраттардың ыдырауы:

1. 
   Сілтілік, сілтілік - жер металдар нитраттары 2KNO₃=2KNO₂+O₂
   
2. 
   Активтігі орташа металдар нитраттары Pb(NO₃)₂=PbO+2NO₂+1|2O₂
   
3. 
   Активтігі өте төмен металдар нитраттары Hg(NO₃)₂=Hg+NO₂+O₂
   

2.Азот оксидтері, алу, қасиеттері

3.Қосылыстары, алу, қасиеттері S+4HNO₃ конц. →Cu(NO₃)₂ +S+NO₂+2H₂O коэффициенттерін қою керек
12.2 Жалпы сипаттамасы. Фосфорды алу. Фосфордың оттекті және сутекті қосылыстары,қасиеттері, алу. Фосфор қышқылы, қасиеттері, алу, тұздары,қасиеттері

₁₅P )₂ )₈ )₅ … 3s²3p³3d ЭТ бойынша 6-шы орында (F, O, Cl, N, S) промотталып V валентті болады ( проматталу – қос электронның даралануы,яғни бос орбиталға өтуі). P⁵⁺ қосылыстары тотықтырғыш емес, N⁵⁺ сияқты емес, қалған т.д. қосылыстары тотықсыздандырғыш қасиет көрсетеді. Фосфордың оттекті қосылыстары азоттың оттекті қосылыстарына қарағанда тұрақты, ал керісінше сутекті қосылыстары тұрақсыздау. Фосфор бес электрондары бойынша алмасу механизмі бойынша , сонымен бірге бос 3d-орбиталь бойынша, донорлы-акцепторлы механизм бойынша байланыс түзеді.

КездесуР тек қосылыс түрінде кездеседі:апатит Cа₅X(PO₄)₃(X-F, Cl, OH), фосфорит Ca₃(PO₄)₂

Алу. Ca₃(PO₄)₂+5C + 3SiO₂→3CaSiO₃+5CO+P₂

SiO₂ –CaO-ны CaSiO₃ шлагіне айналдыру үшін қосады. СО, P₂ - бу күйінде,су бар тоңазытқышта ақ фосфорға айналады.

2500 ⁰C-тан жоғары - Р. Ақ Р реакцияға түскіш, жұмсақ. Ақ Р+O₂, Г₂, S. Ақ Р судың астында ұсталады, онымен реакцияға түспейді. Ақ Р өте улы, 0,15 г адамды өлтіреді. Ақ Р →^300C қызыл Р, улылығы аздау. Тұрақты модификациясы қара Р.

Ақ Р →^220C _1200МПақара Р . Ақ ,қызыл Р - диэлектрик.

Қара Р- полупроводник, реакцияластығыштығы бойынша ең әлсіз Р қара.

3Ca+2P→Ca₃⁺²P₂^-3,

Ca-2e^-→Ca²⁺

P+3e-→P^3- - тотықтырғыш

Тотықсыздандырғыш : P+O₂→P₂O₃ ; P+O₂→P₂O₅ ; P+Cl₂ → PCl₃ P+Cl₂ → PCl₅; P+S→P₂S₃; P+S→P₂S₅ ;P+HNO_{3 конц.}→H₃PO₄+NO₂+H₂O.

Сілті ерітінділерінде диспропорциялану реакциясына түседі:

P₀+Ba(OH)₂+H₂O=P^-3H₃+Ba(H₂P⁺¹O₂)₂

P+3e^-→P^3-

P-1e^-→P⁺¹

H-O-P_-H-^O-H=O , 2 негізді, соңдықтан оны былай жазу керек. H₂[HPO₃], тұздары фосфиттер: 2NaOH+P₂O₃→Na₂HPO₃ ; 2 NaOH+ P₂O₃→ 2NaH₂ PO₃ + H₂ O

Сілтілік металдар мен Са фосфиттері суда жақсы ериді. H₃P⁺³O₃→ ^t0 P^-3H₃+H₃P⁺⁵O₄ диспропорциялану реакциясы. H₃PO₃ тотықсыздандырғыш ретінде ;

H₃P⁺³O₃ +Cl₂⁰ + H₂O→ H₃P⁺⁵O₄ +HCl

2NaH₂PO₃ → ^t0 Na₂H₂P₂O₅ (пирофосфит)+H₂O ; H₄P₂O₅ – пирофосфор қышқылы, 2-негізді

P₂O₅су жұтқыш P₂O₅ + H₂O= (HPO₃) ₂ ;H₃PO₄↔H⁺+H₂PO₄^- pK₁=2,2;

H₂PO₄^-↔H⁺+HPO₄^2- pK₂=7,3 ; HPO₄^2-↔H⁺+PO₄^3- pK₃=12,4; P₄+5O₂→2P₂O₅→ P₂O₅ + H₂O→2H₃PO₄ ; Ca₃(PO₄)₂+3H₂SO₄ → H₃PO₄ +CaSO₄;

P+H₂O→^700C H₃PO₄ + H₂; Алынған 3 H₂+N₂→2NH₃ сонда азот- фосфор тыңайтқышы түзіледі. Сонда ресурсты сақтау және қалдықсыз технология іске асады.

(HPO₃) ₂ + H₂O→ H₄P₂O₇ - дифосфор қышқылы;Тұзы полифосфаттар: 2Na2HPO4→^t0 Na₄P₂O₇ + H₂O; Ортофосфаттар суда гидролизге ұшырайды Na₃PO₄+H₂O↔NaOH+Na₂HPO₄ pH= 12,1; Na₂HPO₄ +H₂O↔NaOH+NaH₂PO₄ pH= 8,9; P⁴⁺-ке сәйкес H₄⁺P₂⁺⁴O₆^-2 – фосфорлылау қышқылы (фосфорноватая) Тұздары гипофосфатар, сілті металдары тұздары суда жақсы ериді. H₃⁺P⁺¹O₂^-2 фосфорлылау қышқылы, тұздары гипофосфиттер күшті тотықтырғыш

V валентті, +1 т.д., күшті қышқыл

1.P+H₂→ жүрмейді.

Ca₃P₂+6HCl→CaCl₂+2PH₃-фосфин, газ, улы, шіріген балық иісі сияқты, суда ериді.

H₃⁺O+PH₂^-↔PH₃+H₂O↔PH₄⁺+OH^- фосфоний ионы ;PH₃-амфотерлі зат

рК=28,7 рК=28,4 өзара тең. PH₃+O₂= H₃PO₄

1.Р+Г₂→ РГ₃ Р+Г₂→ РГ₅ улы заттар РСl₅+ H₂O→POCl₃+2HCl РСl₅+ 4H₂O→H₃PO₄+5HCl судың артық мөлшерінде; РГ₅ - sp³d – гибридтелу болады.

PF₃-газ, PCІ₃, PBr₃ түссіз, сұйық J₃-кристалл; PJ₃ + H₂O→ H₃PO₃+HJ, PJ₃ – қышқыл түзгіш зат

Фосфордың металлмен қосылыстары

Ме+P→Me₃P_n фосфид, балқу температуралары өте жоғары. Сілтілік және сілтілік- жер металдар фосфидтері суда жақсы ериді. Көптеген фосфидтер полупроводниктер, шала өткізгіштер.

преципитат Ca₃(PO₄)₂+H₂SO₄+4H₂O→2CaHPO₄∙2 H₂O+CaSO₄

Ca₃(PO₄)₂+ H₃PO₄+6H₂O→3 CaHPO₄∙2 H₂O; Аммофос NH₄H₂PO₄, (NH₄)₂HPO₄ ; Me₃P_n – жартылай өткізгіштер CaP-ZnP – лазерлы сәуле алу үшін.
Өзін-өзі тексеру сұрақтары

1. Фосфордың оттекті қосылыстары, қасиеттері, алу.

2. Фосфордың қышқылдары, алу, қасиеттері

3. Фосфордың металл еместермен қосылыстары, қасиеттері

Тотығу дәрежесі : -1, +1, +2, +3, +4, +5, +6, +7 сәйкес қосылыстары болады. Электрон қосылғыштық F…At ( фтордан астатқа дейін) азаяды, радиус артады, иондану энергиясы азаяды, металл еместік қасиеті кемиді, тотықтырғыш қасиеттері азаяды.

F, Cl – электролиз арқылы ; KF×2HF (балқыма(бифторид)) →F₂ ;

NaCl (конц.ерітіндісі) →Cl₂ ; Теңіз суынан NaJ (NaBr) + Cl₂ → J₂(Br₂) + NaCl

Лаб.: 2NaBr + 2H₂SO₄+MnO₂=Na₂SO₄+MnSO₄+2H₂O+Br₂ ;

10 HCl+2KMnO₄→2MnCl₂+5Cl₂+2KCl

5| 2Cl^- - 2e^- →Cl₂

2| Mn⁷⁺ +5e^- →Mn²⁺

At: 1940 ж²⁰⁹₈₃ Bi + ⁴₂He →²¹¹₈₅At + 2¹₀n

«Астат» - «тұрақсыз».

Физикалық қасиеттері F₂, Cl₂ -газдар , Br₂- сұйық, J₂-қатты. Г-Г=151 кДж/моль

Е _Cl-Cl = 238 кДж/моль; Бірақ басқа элементтермен қосылыстарында фтор берігірек (H, Cl, Si және басқа ), себебі фтор өлшемі кіші және ЭТ (электртерістігі) үлкен. F₂ қыздырғанда инертті газдармен де әрекеттеседі: Хе +3F₂→XeF₆ ; Г₂ металдармен әрекеттеседі:

F₂ + Au, Pt →AuF₃, PtF₄ ; Fe, Cu, Ni, Al, Zn + F₂ →жай температурада әрекеттеспейді, себебі бетінде фторид қабаты пайда болады. F₂ + O₂, N₂, C → F₂O ( NF₃ , CF₄); F₂ +H₂→ 2HF қопарылыспен Фтор атмосферасында мынандай тұрақты қосылыстар , SiO₂, H₂O жанады: SiO₂ + 2F₂ ® SiF₄ + O₂ 2H₂ O + 2F₂ ® 4 HF + O₂ ;

Cl₂+O₂, N₂, C → CI₂O ( CI₃N, CCI₄) Cl₂+H₂ →hυ түзбекті реакция.

Г – Н арасындағы байланыс энергиясы үлкен болғандықтан көптеген сутекті қосылыстардан сутегін алады. NH₃, B₂H₆, SiH₄ т.б. C₁₀H₁₆ - скипидар хлормен әрекеттескенде жанады :

C₁₀H₁₆ + 8Cl₂→16HCl + 10C; SiO₂ берік қосылыс, бірақ F₂ әрекеттеседі

SiO₂ + 2F₂→SiF₄+O₂ ; F₂→J₂ тотықтырғыш қасиеті кемиді; F^- →J^- тотықсыздандырғыш қасиеті артады. 2KBr +Cl₂ →2KCl+Br₂ активті жоғары НГ, МеГ қосылыстарынан ығыстырады, ал керісінше активтігі төмеңірек галоген активтігі жоғарырақ галогенді оттекті қосылысынан ығыстырады: Br₂+2KClO₃→2KBrO₃+Cl₂; J₂+2HClO₄=4HJO₄+Cl₂ ; F₂ сумен әрекеттескенде, оны ыдыратады. 2F₂+2H₂O=4HF+O₂ ↑, сонымен бірге O₃, OF₂, H₂O₂ түзіледі.

Cl₂, Br₂, J₂ суда аз ериді (полярлы болғандықтан) аздап реакцияға түседі .

Cl₂, (Br2, J₂) +H₂O ↔НГО+HГ(1) HClO- (хлорноватистая -хлорлылау) күшті тотықтырғыш,

(1)- реакцияны Н.А. Яковкин 1899 ж. ашқан. HClO→HCl+O, хлордың ағартушылық қасиетін түсіндіреді. J₂ судан гөрі KJ ерітіндісінде жақсы ериді J₂+KJ→K[J₃] комплексі түзіледі.

Br₂, J₂ органикалық еріткіштерде (CS₂, этанол, хлороформ, бензол т.б.) ериді. F₂ олармен әрекеттеседі.(Н.А.Зубович). (Жараны емдеуге сулы – спиртті 5% және спиртті 10% J₂ ерітіндісі қолданылады ).

13.3 Қосылыстары, алу, қасиеттері, қолданылуы

а) H₂+Г₂→2НГ б) CaF₂+ H₂SO_4конц. →CaSO₄+H₂F₂

2NaCl +H₂SO_4конц.→ Na₂ SO₄ + 2 НСІ ; НF→ HJ тотықсыздандырғыштық қасиеті артады, қышқылдық қасиеті де артады. HJ +O₂ →2H₂O+2J₂ тотықсыздандырады. HBr+O₂→2H₂O+2Br₂ өте ақырын жүреді. HCl+O₂→ жүрмейді. Ас қорытуға асқазандағы HCl -асқазан сөлі, рН~1-3. ~0,3 % НСІ болады. (HF)_n Бөлме t⁰ (HF)₂ ; t⁰ төмен болған сайын “n” мәні көбірек. HBr, HJ бұл реакциялар арқылы алынбайды, себебі олар күшті тотықсыздандырғыштар, соңдықтан Br₂, J₂- ге айналды. Оларды(HBr,HJ) РГ ₃гидролизі арқылы алынады: РГ ₃ + 3H₂O=H₃PO₃+3HГ HJ-ты мына реакция арқылы да алады: J₂ + H₂S=2HJ+S↓ Судағы ерітінділері HГ қышқылдар; HF, F₂ сияқты шынымен (кварцпен) әрекеттеседі 4HF+SiO₂→2H₂O+SiF₄↑; SiF₄ + 2HF =H₂[SiF₆] – кремний фторсутек қышқылы. HF – қышқылының шынымен әрекеттесу қасиетін шыны бетіне сурет салуға қосады. HF – (плавиковая) балқытқыш қышқылы ~38%- ті болады. HF↔H⁺+F^- ;

К_Д =7∙10^-4 , тұздары фторидтер - улы. HCl-тұз қышқылы ~37%, ρ=1,19 г/мл; HBr, HJ –күшті қышқылдар, тұздары да суда жақсы ериді, тек BiJ₃, AgГ,PbГ₂ суда ерімейді.

Г₂ + O₂→ тек F₂+O₂→ F₂^-O²⁺ -газ, улы .

2F₂+2Na^-2OH→2NaF^-+O⁺²F₂^-+H₂O

2|F₂+2e^-→2F^-

O^2- -4e^-→O²⁺

F₂O – ға сәйкес қышқылы жоқ. F₂O- күшті тотықтырғыш :

1) 2H₂+O⁺²F^-₂=2H⁺F^-+H₂⁺O^-2

2|H₂-2e^-→2H⁺

O²⁺ +4e^-→O^2-

Si⁺⁴O₂^-2 + O⁺²F₂^- →Si⁺⁴F^-₄ +O₂⁰

2O ²⁺ +4e^-→O₂

2O ^2- - 4e^-→O₂

Cl₂O – газ, улы. 2Cl₂⁰ +2 Hg⁺²O^-2=Hg⁺²₂O^-2Cl₂^-+Cl₂⁺O^-2↑

Cl₂ +2e^-→2Cl^-

Cl₂ -2e^-→2Cl⁺

Cl₂⁺O + H₂O=2HCl⁺O -(хлорноватистая) хлорлылау қышқылы; Cl ⁴⁺O₂ - қоңыр, иісті, улы газ. 2NaCl⁺⁵O₃ (хлорат)+ S⁺⁴O₂ + H₂SO₄ = 2Cl⁺⁴O₂+2NaHS⁺⁶O₄

2| Cl ⁵⁺ + 1e^- →Cl⁴⁺

S⁴⁺-2e^-→S⁶⁺

Cl ⁴⁺O₂ + H₂O↔HCl⁺³O₂+HCl⁺⁵O₃ HClO₂ – хлорлы қышқылы ;

ClO₂ +NaOH=NaClO₂(хлорит)+NaClO₃ (хлорат) HClO₃ – хлорлау қышқылы

Cl⁺⁴+1e^-→Cl³⁺

Cl⁺⁴+1e^-→Cl⁵⁺ диспропорциялану реакциясы

Cl⁶⁺O₃ 2Cl⁺⁴O₂ + O₂⁰ = 2Cl⁺⁶O₃

2| Cl ⁴⁺-2e^-→Cl⁶⁺

O₂+4e^-→2O^2-

ClO₃ - қоныр, сұйық зат.2Cl⁺⁶O₃ + H₂O→HCl⁺⁵O₃ + HCl⁺⁷O₄

Cl⁶⁺ + 1e^- →Cl⁵⁺

Cl⁶⁺ -1e^- →Cl⁷⁺

HClO₄ – хлор қышқылы, оксиді Сl₂⁷⁺O₇ – май тәріздес сұйық зат.

2 HClO₄ + P₂O₅→2HPO₃+Cl₂O₇ ; Cl₂O₇ +H₂O→2 HClO₄ хлор қышқылы Бром мен иод тұрақсыз Br₂O, BrO2, BrO₃, Br₂O₇ , JO₂, J₂O₅ оксидтері бар, бірақ аз зерттелген, себебі олар тұрақсыз. Бұл оксидтерге сәйкес қышқылдар мен тұздар бар. НОСl – хлорлылау, НОBr – бромлылау, НОJ –иодтылау қышқылдары. Г₂+H₂O↔HOГ+HГ (Яковкин Н.А. реакциясы).

Г₂+2KOH↔KOГ+KГ+ H₂O; HOГ – әлсіз қышқылдар. HOCl→HOBr→HOJ қышқыл күші, тұрақтылығы азаяды. HOCl⁺ →^hυ HCl +O Тұздары гипохлорит, гипобромит, гипойодит деп аталады. Қышқылдары да, тұздары да тотықтырғыш, HOCl→ HOJ, KOCl→KOJ тотықтырғыш қасиеттері төмендейді. Cl₂ +2NaOH →NaOCl + NaCl + Н₂O – жавель суы, Cl₂ + Сa(OH)₂→CaОСІ₂СІ2+H₂O ағартқыш ,хлор ізбесі - CaOCl_{2 .}Дезинфекцияға, матаны ағарту үшін қолданады. Хлор ізбесінің сапасы « актив хлордың» проценттік мөлшерімен анықталады ( « актив хлор » дейтініміз ізбестің хлор эквивалентіне шағылған тотықтырғыштық қабілеті). Cl⁺⁴O₂ сәйкес қышқыл, тұз жоқ. HCl⁺³O₂, хлорлы қышқыл, тұзы хлорит. 2ClO₂+ 2NaOH = NaCl⁺⁵O₃ + NaCl⁺³O₂ +H₂O 4HClO₂ = HCl + HClO₃ + 2ClO₂ +H₂O; HCl ⁵⁺O₃ хлорлау, HBrO₃ бромдау, HJO₃ – иодтау қышқылы. Тұздары хлораттар, броматтар, иодаттар. HCl ⁵⁺O₃ - HBrO₃ - HJO₃ тұрақтылығы артады, күші қышқыл ретінде кемиді. Г₂O₅ - оксидтері белгісіз;

Br₂+5Cl₂+6H₂O↔2HBrO₃+10HCl

3J₂+10HNO_3конц. ↔ 6HJO₃+10NO+2H₂O