ПӘннің ОҚу жұмыс бағдарламасы (оқу-әдістемелік материалдар)


Өзін өзі бақылауға және зертханалық жұмысты қорғауға арналған сұрақтар



бет13/15
Дата09.06.2018
өлшемі4,57 Mb.
#42157
1   ...   7   8   9   10   11   12   13   14   15

Өзін өзі бақылауға және зертханалық жұмысты қорғауға арналған сұрақтар:

1.Гальвани элементі мен стандартты сутек электрод схемаларын көрсетіп, қалай жұмыс істейтінін түсіндіріңдер.

2.Гальвани элементі жұмыс істеу үшін қандай реакциялар қолданылады?

3.Металл электродтарының потенциалына қандай факторлар әсер етеді?

4.Гальвани элементтерінің э.қ.к. қалай өлшенеді?

5.Концентрациялық гальвани элементі қалай жасалады?


Зертханалық сабақтың тақырыбы№ 9

Электролиз. Коррозия

Сабақтың мақсаты: Электролиз процесінің жүруін көру және оның әр түрлі жағдайының схемасын құру. №1 Тәжрибе.Тұрақты тоқ көзінің теріс полюсін анықтау. Зертханада электролизер ретінде U тәріздес шыны ыдыстан тұрақты екі электрод салынған прибор қолданылады.

1-тұрақты тоқ көзі; 2- U тәріздес шыны ыдыс; 3- электродтар; 4- электролит ерітіндісі. U- тәріздес шыны ыдысқа натрий сульфатының ерітіндісін құйып, 1-2 тамшы фенолфталеин тамызыңдар. Мыс электродтары тоқ көзімен қосыңдар. 30-40 секундтан кейін теріс полюс қосылғанэлектродтың жанында ерітінді қызыл түске боялады. Электрлиз схемасын жазыңдар.№ 6 сурет.Электролизер.


2 Тәжрибе.Калий иодиді ерітіндісінің электролизі.

Электролизерге калий иодиді ерітіндісін құйыңдар, графит электродтарын батырыңдар да оларды тұрақты тоқ көзіне қосыңдар. 3 минуттай электролиз жүргізіңдер, катодта газ тәріздес сутегі бөлінеді, ал анодта бос иод бөлінеді. Электролиз схемасын жазыңдар. Тәжірбие біткен соң электродтар мен электролизерді жақсылап кранның астына жуыңыздар.

3 Тәжрибе. Мыс(ІІ) сульфатының ерітіндісінің электролизі.

Электролизерге мыс сульфаты ерітіндісін құйыңдар, оған графит электродтарын батырыңдар, тұрақты тоқ көзімен қосыңдар. 3-5 минут электролиз жүргізіңіздер. Анодта оттегінің бөлінгенін байқаңдар. Тәжірибе біткен соң катодта мыс бөлінгенін байқаңдар.Енді тоқ көзінің полюсін ауыстырыңдар. Нені байқайсыңдар? Электролиздің схемасын жазып, байқаған құбылыстарыңды түсіндіріңдер.Өзін өзі бақылауға және зертханалық жұмысты қорғауға арналған сұрақтар: 1.Электролиз деген не?2.Анод және катодта жүретін процестерді түсіндіріңдер.3.Металды рафинадтау деген не? Ол қалай жүреді?4.Электролиз заңдары?



Коррозия

Сабақтың мақсаты: Электрохимиялық коррозия жылдамдығына әр түрлі факторлар әсерін көру.

1 Тәжрибе.Хлор-ионының коррозияны жылдамдатуы.

Екі пробиркаға 6 мл мыс сульфатын, 2 мл күкірт қышқылын құйыңдар. Бір пробиркаға 5 мл натрий хлоридін құйыңдар. Екі пробиркаға да алюминий сымын батырыңдар. Қай пробиркада газ интенсивті бөлінеді?

Анодтық, катодтық және жалпы процестердің теңдеулерін жазыңдар. Реакция жылдамдығына хлор-ионының әсерін түсіндіріңдер.

2 Тәжрибе. Оттегінің концентарциясына байланысты коррозия.

Болат пластинканы наждак қағазымен тазалаңдар. Кранның астына қойып жуыңдар. Фильтр қағазымен сүртіп кептіріңдер. Содан кейін таза пластинканың бетіне мынандай ерітінділер: натрий хлориді, калий гексацианоферрат (ІІІ) және фенолфталеин қоспасынан тұратын ерітіндіні тамызыңдар. 3-5 минут уақыттан соң тамшының ортасында көк түсті, ал шетінде қызыл түсті ерітінділер пайда болады. Тамшының арасында гальваникалық элемент түзіледі. Тамшының ортасында оттегі аз болғандықтан анодтық, шетінде оттегі көп болғандықтан катодтық зона пайда болады. Тамшының ортасында темір екі валентті ионға тотығады, сондықтан турнбулевая синь (көк түсті) пайда болады. Тамшының шетінде судың әсерімен оттегі тотықсызданып, гидроксид-ион түзеді, сондықтан фенолфталеин қызылға боялады.

Катодтық және анодтық процесстердің теңдеуін жазыңдар: Ғе2+ және ОН- иондарын анықтау реакцияларының және темірдің тат басу (ржавчина) реакциясының теңдеуін жазыңдар.

3 Тәжрибе. Металдарды коррозиядан протектор әдісімен қорғау.

Пробиркаға сүйытылған сірке қышқылын құйыңдар. Оған бірнеше тамшы калий иодиді ерітіндісін тамызыңдар, бір-бірімен контактқа келтіріп мырыш және қорғасын пластинкаларын батырыңдар.

І- ионы Pb2+ионына индикатор болып саналады. PbІ2 сары түсті тұнба. Салыстыру үшін басқа пробиркаға осы ерітінділерді құйып, тек қорғасынды салыңдар. Қай пробиркада қорғасын иодиді тез түзіледі? Pb – Zn гальваникалық элементтің схемасын жазыңдар. Қай металл протектор болып саналады?

4 Тәжрибе. Коррозия жылдамдығына ингибитор әсері.

Екі пробиркаға 5-6 мл күкірт қышқылын құйыңдар. Әр пробиркаға жұқа темір пластинкасын салыңдар. Бір пробиркаға уротропин не басқа ингибитор қосыңдар. Ингибитордың коррозия жылдамдығына әсерін қорытындылаңдар.



Өзін- өзі бақылауға және зертханалық жұмысты қорғауға арналған сұрақтар:

1.Металдар коррозиясы деген не?

2.Коррозияның қандай түрлерін білесіңдер?

3.Электрохимиялық коррозияның химиялық коррозиядан айырмашылығы неде?

4.Коррозиялық микрогальвани элементтері неге пайда болады?

5.Қандай факторлар коррозия жылдамдығына әсер етеді?

6.Металдарды коррозиядан қорғау әдістері.Қысқаша әр әдісті сипатта.

7.Қандай заттарды ингибиторлар деп атайды?


Зертханалық сабақтың тақырыбы№ 10

Комплексті қосылыстар
Сабақтың мақсаты. Катионды, анионды, бейтарап комплекс қосылыстарды алу және қасиеттерін зерттеу
1 Тәжрибе.Тетраамин мыс(ІІ) сульфаты комплекс қосылысын алу және оны зерттеу.

Екі пробиркаға 5 мл 1 н мыс сульфатын құйыңдар. Бір пробиркаға 2 тамшы барий хлоридін құйыңдар, екінші пробиркаға гранулды қалайы (Sn) салыңдар. Бірінші пробиркада тұнба пайда болғанын, екінші пробиркада қалайының бетінде мыс бөлінгенін байқайсыңдар. Реакция теңдеуін жазыңдар.

Үшінші пробиркаға 5-7 мл мыс сульфатын құйып, біртіндеп 25% -аммиак ерітіндісін құйыңдар. Басында ақ тұнба (негіздік мыс сульфаты) пайда болады, ол біртіндеп ериді. Ерітінді түсі көкке боялады, яғни мыс (ІІ) тетраамин сульфаты комплексі пайда болады. Теңдеулерін жазыңдар. Бұл комплекс қосылысты екіге бөліп, біреуіне барий хлоридін тамызыңдар, екіншісіне қалайы тастаңдар. Тұнба түзіледі ме? Мыс бөлінеді ме? Неге?
2 Тәжрибе. Аниондық комплекс қосылыс.

Пробиркаға 3-4 мл висмут нитраты ерітіндісін құйыңдар. Тамшылап калий иодиді ерітіндісін бурыл тұнба болғанша құйыңдар. Содан кейін бұл тұнба ерігенше (висмут иодиді) калий иодиді ерітіндісін құйыңдар. Реакция теңдеулерін жазыңдар. Алынған қосылыстың формуласы: ВіІ3*КІ.Оны комплекс қосылыс ретінде жазыңдар, оның диссоциациясын көрсетіңдер.

3 Тәжрибе. Катиондық комплекс қосылыс.

Пробиркаға 3-4 тамшы никель сульфаты ерітіндісін құйып, оған күйдіргіш натр ерітіндісін тамызып, никель гидроксиді тұнбасын алыңдар. Тұнбаның үстіндегі сұйық ерітіндіні төгіп, тұнбаға 25%-аммиак құйып, ерітіңдер. Реакциялар теңдеуін жазыңдар. (Комплекс қосылыста никельдің координаталық саны 6-ға тең) комплекс қосылыстың диссоциациясын жазыңдар.



Өзін- өзі бақылауға және зертханалық жұмысты қорғауға арналған сұрақтар:

  1. Комплекс түзуші заттың тотығу дәрежесі мен координациялық санын көрсетіңдер. Комплекс қосылыстарды атаңдар: K[AuBr4], K2[Cd(CN)4], [Pt(NH3)2Cl2], K[Cr(SO4)2], Na3[Ag(S2O3)2]. Комплекс қосылыстың диссоциацияларын жазыңдар.

  2. Комплекс қосылыстар жазып, оларды атаңдар: PtCl4∙6NH3, PtCl4∙5NH3, PtCl4∙4NH3, Co(NO3)3∙6NH3, Co(NO2)3∙KNO2∙2NH3.

  3. Қай негіз күштірек: [Cu(NH3)4](OH)2 не Cu(OH)2 ме?

  4. Қай комплекс ион тұрақтырақ: [Zn(NH3)4]2+ не [Cd(NH3)4]2+?

[Co(NH3)4]2+не [Co(NH3)4]3+?
Зертханалық сабақтың тақырыбы№ 11

ІА,ІІА, ША, 1VА топша элементтері
Сабақтың мақсаты : ІА- ІVА топша элементтерінің қасиеттерін зерттеу

1 Тәжрибе. Натрий мен калийдің ауада тотығуы.

Пинцетпен керосиннің астындағы металдың (калий немесе натрий) аз мөлшерін банкадан алып, фильтр қағазына қойып, пышақпен кесіңдер (металдарды қолдарыңмен ұстамаңдар). Металдың кесілген жері неліктен тез жылтырынан айрылды? Теңдеу жазыңдар.

2 Тәжрибе. Натрий карбонаты мен гидрокарбонатының гидролизі.

Үш пробиркаға 6-7см3 дистильденген су құйыңдар. Әрқайсысына 1-2 тамшыдан лакмус ерітіндісін құйыңдар. Бір пробиркаға бірнеше натрий карбонатының кристалдарын, екіншісіне осынша натрий гидрокарбонатын салыңдар. Үшінші пробирканы салыстыруға қалдырыңдар. Пробиркалардағы ерітінділерді араластырғаннан кейін үшінші пробиркадағы ерітінді түсімен салыстырыңдар. Реакция теңдеулерін иондық және молекулалық түрде жазыңдар. Неге пробиркалардағы (№1 және №2) ерітінділер түсі әртүрлі?Сұйытылған азот қышқылымен алюминий әрекеттескенде қандай газ бөлінеді? Сұйытылған күкірт, тұз қышқылымен әрекеттескенде ше? Реакциялар теңдеулерін жазыңдар. Қыздырған кезде концентрлі азот қышқылы азот диоксидіне дейін, концентрлі күкірт қышқылы бос күкіртке дейін (қыздырғанда) суық күйінде күкіртті газға дейін тотықсызданады. Тұз қышқылының концентрациясы оның алюминиймен әрекеттесуіне әсері бар ма?

7 Тәжрибе. Алюминийдің сулы ерітіндіде еруі.

Алюминий фольгасын пробиркаға салып, үстіне 3-4см3 су құйыңдар. Пробирканы су моншасында қыздырыңдар. Сутегі бөліне ме? Пробиркаға 4-5см3 2 н натрий гидроксидін құйыңдар: Сутегі жақсы бөлінеді. Реакция мына кесте бойынша жүреді:

Al2O3+NaOH + H2O → Na3[Al(OH)6]

Al + H2O → Al(OH)3 + H2

АІ(OH)3 + NaOH → Na3[Al(OH)6]

Бұл реакциялардағы коэффициенттерді қойыңдар.

8 Тәжрибе. Алюминий гидроксиді,оны алу,қасиеттері.

Екі пробиркаға 2-3см3 алюминий тұзының ерітіндісін құйып, оған 2-3см3 2н натрий гидроксиді ерітіндісін тұнба түскенге дейін құйыңдар. Бір пробиркадағы тұнбаға 3-4см3 2н тұз қышқылы ерітіндісін құйыңдар, екіншісіне сонша 2н натрий гидроксидін құйыңдар.

Екі пробиркадан да нені байқадыңдар? Алюминий гидроксидінің қасиеті туралы қорытынды жасаңдар. Алюминий гидроксидін алу реакциясының және оның тұз қышқылы мен натрий гидроксидімен әрекетесу реакциясының теңдеулерін жазыңдар. Сілтілік ортада [Al(OH)6]3- комплекс анионы түзіледі. Алюминий гидроксидінің диссоциациясының тепе-теңдігінің кестесін жазыңдар. Al3+ және [Al(OH)6]3- иондарының концентрациясы қышқыл құйғаннан, сілті құйғаннан қалай өзгереді?

9 Тәжрибе. Қалайының қышқылдармен әрекеттесуі.

Алты пробиркаға қалайының кішкене бөлшектерін салыңдар. Үш пробиркаға 4-5см3 2н тұз қышқылын, азот және күкірт қышқылдарының ерітіндісін құйыңдар, ал үш пробиркаға 4-5см3 концентрлі тұз қышқылының, азот және күкірт қышқылдарының ерітінділерін құйыңдар. Реакциялар суық күйінде қалай жүреді? Пробиркаларды су моншасында қыздырыңдар. Қыздырған кезде реакциялар қалай жүреді?

Қалайы сұйытылған азот қышқылымен әрекеттескенде NO газы бөлінді, ал қалайы Sn2+ ионына айналады. Қалайы сұйытылған тұз қышқылымен, күкірт қышқылымен әрекеттескенде қандай газ бөлінеді? Қалайы концентрлі күкірт қышқылымен әрекеттескенде Sn4+ ионына дейін тотығады, ал күкірт қышқылы SO2 газға дейін тотықсызданады. Қалайы концентрлі азот қышқылымен әрекеттескенде ақ тұнба β-қалайы қышқылын түзеді /хSnO2yH2O/, ал азот қышқылы NO2 газына дейін тотықсызданады. Реакция теңдеулерін жазыңдар.

10 Тәжрибе. Қалайы мен қорғасынның гидроксидтері және олардың қасиеттері.

Екі пробиркаға 2-4см3 қалайы(ІІ) хлоридінің ерітінділерін, екі пробиркаға азот қышқыл қорғасын тұзын құйыңдар. Бұл пробиркаға тұнбалар түзілгенге дейін 2н натрий гидроксиді ерітіндісін тамшылатыңдар. Алынған гидроксидтердің қасиеттерін зерттеңдер: қалайы гидроксиді мен қорғасын гидроксиді тұнбаларына 2н натрий гидроксидін құйып, тұнбаны ерітіңдер. Келесі екі пробиркаға, яғни қорғасын гидроксидіне сұйытылған азот қышқылын құйыңдар /неге тұз қышқылы не күкірт қышқылын құюға болмайды/ қалайы гидроксидіне сұйытылған тұз қышқылын құйыңдар. Тұнбаларды ерітіңдер. Тәжірибелер нәтижесінен бұл гидроксидтердің қасиеттері туралы қорытынды жасаңдар. Гидроксидтер диссоциациясын жазыңдар, олардың сілтіде, қышқылдарда еру реакцияларының теңдеулерін жазыңдар. Сілтілік ортада [Sn(OH)4]2- және [Pb(OH)6]4- комплекс иондар түзіледі.

11. Тәжрибе. Қорғасының(ІІ) тұздарының гидролизі.

Пробиркаға 2-3 кристалл қорғасын нитратын салып, 4-5см3 су құйыңдар. Кристалдарды толық ерітіп, лакмус ерітіндісін тамшылатыңдар. Нені байқадыңдар? Қорғасын нитраты ерітіндісінің реакция ортасы қандай? Ерітіндіні аздап қыздырып, оған натрий карбонаты ерітіндісін 4-5см3 қосыңдар да, тағы қыздырыңдар. Мынандай қосылысқа сәйкес келетін 2PbCO3∙Pb(OH)2 тұнба түзіледі. Алынған тұзды қандай қышқылда ерітуге болады? Қорғасын нитраты гидролизінің бірінші сатысын жазыңдар. Натрий карбонаты бұл процеске қалай әсер етеді?

Өзін өзі бақылауға және зертханалық жұмысты қорғауға арналған сұрақтар(ША және ІУА топша элементтері):

1.Алюминийдің, қорғасынның және қалайының ықтырғышты көрсетіңдер. Тотығу-тотықсыздану реакциялар теңдеулерін жазыңдар.

электрондық конфигурациясын жазыңдар. Қай электрондар мен орбитальдар валенттілікті көрсетеді?

2.Қалайы мен қорғасын құймаларының қолданылуы.

3.Мына қатардағы элементтердің Ge – Sn – Pb металдық қаситетінің күшейетінін көрсететін реакция теңдеулерін жазыңдар.

4.Алюминий, қалайы және қорғасын тұз қышқылы, азот және күкірт қышқылдарымен (сұйытылған және концентрлі) қалай әрекеттеседі? Реакциялар теңдеулерін жазыңдар. Қай қышқылда қорғасын толық ериді.

5.Мына қатардағы иондардың Sn2+, Pb2+ тотықсыздандырғыш қасиеті мына қатардағы иондардың Sn4+, Pb2+ тотықтырғыш қасиеттері қалай өзгереді?


Өзін өзі бақылауға және зертханалық жұмысты қорғауға арналған сұрақтар (ІА және ІІА топша элементтері):

1.Кальций мен магнийдің қандай қосылыстары суды кермектендіреді? Су кермектігін қалай жоюға болады?

2.Бірдей жағдайда мына тұздардың Ве(NO3)2, Mg(NO3)2 қайсысы гидролизге көбірек ұшырайды? Тұздардың гидролиздерінің иондық теңдеулерін жазыңдар

3.Be – Mg – Ca – Sr – Ba қатарындағы элементтердің химиялық активтігі оттегіне, фторға және азотқа қалай өзгереді? Теңдеулерін жазыңдар.

4.Кальций мен магнийді оксидтерінен тотықсыздандыру арқылы алу үшін қандай жағдайлар керек?

5.Өндірісте кальций мен магнийді қалай алады?

6.Кальцийді оның оксидінен алюминий арқылы тотықсыздандырып алуға бола ма? Реакцияны Гиббс энергиясын есептеу арқылы дәлелдеңдер.

7.Магний ауада жанғанда қандай заттар пайда болады? Бұл заттардың сумен әрекеттесу реакциясының теңдеулерін жазыңдар.

8.Магнийдің көміртегі диоксидінде жануының ∆G298 есептеңдер. Реакция өздігінен жүре ала ма?

9.ІІ топтың негізгі топшасының элементтерінің валенттілігі І не ІІ көп болатын қосылыс түзе ала ма?

10.Са, Sr, Ba элементтері неге сілтілік жер металдары деп аталады?

11.500кг СаО өшіргенде қанша жылу бөлінеді? СаО гидратациялану энтальпиясы ∆Н=-66,6Дж/моль.Жауабы:594,6∙103кДж


ЗЕРТХАНАЛЫҚ САБАҚТЫҢ ТАҚЫРЫБЫ № 12

VА ТОПШАСЫНЫҢ ЭЛЕМЕНТТЕРІ (азот және фосфор)

Сабақтың мақсаты : VА топша элементтерінің қасиеттерін оқу,зерттеу

Фосфор тұздары ағзада сүйекті қалыптастыруға қатысады. Фосфордың органикалық қосылыстары биологиялық қышқылдану барысында босайтын энергияның аккумуляторы болып табылады. Фосфордың ең жақсы көздері – сыр, сүзбе, ет.Азот ағзада органикалық қосылыстардың құрамында кездеседі. Оның негізгі атқаратын ролі зат алмасу – метаболизм – процесіне қатысады.

1 ТӘЖІРИБЕ: АММИАКТЫҢ ТОТЫҚСЫЗДАНДЫРҒЫШ ҚАСИЕТІ

Үш пробиркаға мына заттардың ерітінділерін 3-4см3 құйыңдар: а)бром суын; б)калий перманганатын; в)калий дихроматын. Әр пробиркаға 3-5см3 концентрлі аммиак ерітіндісін қосыңдар. Барлық пробиркадағы ерітінділердің түрлері өзгергенге дейін аздап қыздырыңдар. Реакциялар теңдеулерін жазыңдар. Аммиак молекулалық азотқа айналады. KMnO4 MnO2-ге дейін, ал K2Cr2O7 Cr2O3-ге дейін тотықсызданады. Ерітінділер түсі қалай өзгереді?

2 ТӘЖІРИБЕ: АММОНИЙ ТҰЗДАРЫНЫҢ ГИДРОЛИЗІ

Үш пробиркаға 5-6см3 лакмус ерітіндісін құйыңдар. Бір пробиркаға аммоний хлоридінің, екіншісіне – аммоний нитратының, үшіншісіне – аммоний ацетатының 2-3 кристалдарын салыңдар. Әр ерітіндіні шайқаңдар. Барлық жағдайда лакмус түсі қалай өзгереді? Гидролиз реакцияларының теңдеулерін молекулалық және иондық түрде жазыңдар.

3 ТӘЖІРИБЕ: НИТРИТТЕРДІҢ ТОТЫҚСЫЗДАНДЫРҒЫШ ЖӘНЕ ТОТЫҚТЫРҒЫШ ҚАСИЕТТЕРІ

Үш пробиркаға 3-4 см3-тен мына ерітінділерді құйыңдар: біріншісіне – калий иодидін, екіншісіне – калий перманганатын, үшіншісіне – калий дихроматын. Барлық пробиркаға 2-3 см3 күкірт қышқылының ерітіндісін және 4-5 см3 калий нитритінің ерітіндісін құйыңдар. Әр жағдайдағы ерітінді түсінің өзгергенін байқаңыз. Пробиркаларда өткен реакциялар теңдеулерін жазыңдар: бірінші пробиркада калий нитриті NO-ға дейін тотықсызданады, екіншісіне калий перманганаты марганец (ІІ) сульфатына өтеді, үшіншісіне – калий бихроматы хром(ІІІ) сульфатына өтеді. Екінші және үшінші пробиркаларда калий нитриті қандай қосылысқа айналады? Нитрит қай жағдайда тотықтырғыш, қай жағдайда тотықсыздандырғыш болды? Неге нитриттер осындай қасиеттер көрсете алады?

4 ТӘЖІРИБЕ: ФОСФОР ҚОСЫЛЫСТАРЫНЫҢ ГИДРОЛИЗІ

Үш пробиркаға 5-6 тамшы лакмус ерітіндісін құйыңдар. Бір пробирканы салыстыруға қойыңдар. Екінші пробиркаға 3-4 натрий фосфатының кристалын, үшінші пробиркаға сонша натрий дигидрофосфатын салыңдар да жақсылап араластырыңдар. Тұздарды ерітіңдер. Лакмустың түрлерін салыстырыңдар. Натрий фосфатының гидролизінің І сатысының молекулалық және иондық теңдеулерін жазыңдар. Кдисс НРО42- =4,5×10-12 КН3 РО4 =7,9×10-3

5 ТӘЖІРИБЕ: МЕТАЛДАРДЫҢ ОРТОФОСФАТТАРЫ

а)Кальцийдің гидрофосфатын алу. Пробиркаға 4-5 тамшыдан кальций хлориді мен натрий гидрофосфатының (Na2HPO4) ерітінділерін тамызыңдар. Қандай түсті тұнба түзілді? Реакция теңдеулерін молекулалық және иондық түрде жазыңдар.

б)Темір(ІІІ) мен алюминийдің фосфаттарын натрий ацетаты қатысуымен тұнбаға түсіру. Екі пробиркаға 3-4 тамшыдан мына ерітінділерді құйыңдар: бірінші пробиркаға- темір(ІІІ) хлоридін, екінші пробиркаға алюминий хлоридін не сульфатын. Әр пробиркаға 2-3 тамшы натрий ацетатын және натрий гидрофосфатының (Na2HPO4) ерітінділерін құйыңдар. Тұнбалар түсі қандай?Натрий ацетаты буферлік орта жасайды, сондықтан бұл металдардың ортофосфаттары тұнбаға түседі. Бұл тұнбалар сірке қышқылында ерімейді.

Реакция теңдеулерін молекулалық және иондық түрде жазыңдар. ...



Сабақтан алған білімді тексеру сұрақтары

  1. Азот молекуласының химиялық инерттілігін түсіндіріңдер.

  2. Азот табиғатта бос күйінде және қосылыста кездеседі, ал фосфор тек қосылыстарда ғана кездеседі. Неге?

  3. Өте таза азотты натрий азидін қыздырғанда оның айрылу реакциясы арқылы алады, онша таза емес азотты аммоний нитратының айрылу реакциясы арқылы алады: а)осы процесстердің ΔН0 298 және ΔS0 298 есептеңдер; б)бұл процестер қайтымды ма, әлде қайтымсыз процестер ме?

  4. Азот оттегінде тотыққанда қай оксиді түзіледі. Неге?

  5. Зертханада аммиакті алу реакциясының теңдеуін жазыңдар.

  6. Сұйық аммиактың өздігінен ионизациялануының теңдеуін жазыңдар.

  7. а)азотқа; б)аммоний тұзына; в)азот қышқылына; г)алюминий нитридіне қандай затпен әрекеттестіріп, аммиак алуға болады? Осы реакциялардың теңдеулерін жазыңдар.

  8. Аммиак молекуласында, аммоний ионында неше байланыс бар және олар қандай типке (ковалентті ме, ионды ма, донорлы-акцепторлы ма) жатады? Аммиак пен хлорлы сутектен аммоний хлоридінің түзілуін түсіндіріңдер.

  9. а)Концентрлі азот қышқылының күміспен, фосформен әрекеттесу реакциясының; б)сұйытылған азот қышқылының мыспен, магниймен әрекеттесу реакцияларының теңдеулерін жазыңдар.

  10. 1 кг гидразин жанғанда қанша жылу бөлінетін есептеңдер.

  11. Азот пен фосфордың тыңайтқыш ретінде қолданылатын қосылыстарын атаңдар.

  12. 1,5г фосфор тотыққанда 3,43 г оксид түзілсе, фосфор оксидінің формуласы қандай болады? Фосфор оксидінің буының сутегі бойынша тығыздығы 142,1.

Жауабы: Р4О10

  1. К2НРО4 ерітіндісінің гидролиздену дәрежесін есептеңдер. С=0,06 моль/л.

  2. К2НРО4 гидролизі реакциясының теңдеуін жазыңдар. Ерітінді ортасын көрсетіңдер.

  3. Табиғи кальций фосфатынан фосфорды алғанда жүретін реакциялар теңдеулерін жазыңдар.

  4. Мына қышқылдардың эмпириялық және графикалық формулаларын жазыңдар: а)фосфор қышқылы; б)дифосфор қышқылының. Фосфордың тотығу дәрежесін анықтаңдар.


Зертханалық сабақтың тақырыбы № 13

VIA(оттегі, күкірт) және VIIA(хлор, йод) топша элементтері

Сабақтың мақсаты : VІА-VІІА топша элементтерінің қасиеттерін оқу,зерттеу

1 ТӘЖІРИБЕ: СУЛЬФИДТЕРДІҢ АЛЫНУЫ ЖӘНЕ ЕРІГІШТІГІ

Мына заттардың K+, Fe2+, Zn2+, Cd2+, Pb2+, Cu2+ тұздарының ерітіндісі бар пробиркаларға күкіртті сутек ерітіндісін құйыңдар. Қай пробиркаларда тұнба түзіледі? Күкіртті сутек ерітіндісін құйғанда тұнба түзілмеген пробиркаларға (NH4)2S ерітіндісін құйыңдар. Бұл жағдайда қай пробиркаларда тұнба түзіледі? Қандай сульфидтер суда ериді?

2 ТӘЖІРИБЕ: СУЛЬФИДТЕРДІҢ ТОЛЫҚ ГИДРОЛИЗІ

Al3+ ионы бар ерітіндіге аммоний сульфиді (NH4)2S ерітіндісін құйыңдар. Қандай заттың тұнбасы түзілгенін тәжірибе жасап, дәлелдеңдер.

3 ТӘЖІРИБЕ: СУЛЬФИТ-ИОНЫНЫҢ ТОТЫҚСЫЗДАНДЫРҒЫШ ҚАСИЕТІ

Пробиркаға 3-4см3 калий перманганаты ерітіндісін және 2-3см3 2н тұз қышқылы ерітіндісін құйыңдар. Енді бұл пробиркаға бірнеше натрий сульфитінің кристалдарын салыңдар. Ерітіндінің түссізденгенін байқаңдар, яғни MnO4- ионы Mn2+ -ге айналады. Натрий сульфиті қандай қосылысқа айналады? Барий сульфиті (BaSO3) азот қышқылында еритіндігін, ал барий сульфаты BaSO4 бұл қышқылда ерімейтіндігін пайдаланып, SO32- ионының SO42- ионына айналғанын көріңдер. Ол үшін ерітіндіге 1-2 см3 2н азот қышқылын құйып, сонша барий хлоридін құйып, қандай зат тұнбаға түскенін көріңдер. Барлық жүрген реакциялар теңдеулерін жазыңдар.

4 ТӘЖІРИБЕ: НАТРИЙ ТИОСУЛЬФАТЫ ЖӘНЕ ОНЫҢ ҚАСИЕТТЕРІ

а)Тиосульфаттың қышқыл ортада тұрақсыздығы. Пробиркаға 5-6 см3 натрий тиосульфаты ерітіндісін (Na2S2O3) құйыңдар да оған 3-4 см3 күкірт қышқылын құйыңдар. Қандай газ бөлінді? Натрий тиосульфатының графикалық формуласын келтіріңдер. Тиосульфаттың күкірт қышқылымен әрекеттескен реакциясының теңдеуін жазып, тотықтырғыш пен тотықсыздандырғышты көрсетіңдер. б)Натрий тиосульфатының тотықсыздандырғыш қасиеттері.

Бір пробиркаға 5-6 см3 бром суын, бір пробиркаға иод суын құйыңдар. Екі пробиркаға да ерітінділердің түссізденгеніне дейін натрий тиосульфатын тамызыңдар. Бром тиосульфатты сульфатқа дейін тотықтырады, реакцияда су қатысады (күкірт қосымша реакция нәтижесінде түзіледі). Иод тиосульфатты тетратионатқа (Na2S4O6) дейін тотықтырады. Бұл реакцияларда бром мен иод қандай тотығу дәрежесіне дейін өтеді? Натрий тиосульфатын хлорлы су тотықтыра ала ма? Реакциялар теңдеуін жазыңдар.


Периодтық жүйедегі VІІ А топшасының элементтері (хлор, иод)
Барлық омыртқалылар, адамды қоса, иодсыз тіршілік жасай алмайды. Иод қалқанша безінде жиналады, ол иоды бар гормондар түзеді. Бұл гормондар ағзадағы заттардың алмасуын жүргізеді.Егер ағзада иод болмаса, зоб ауруымен ауырады, сондықтан ас тұзына иод қосылады. Фтор ағзаға судан түседі, фтор шайда көп. Егер фтор жетіспесе, тіс ауруына әкеледі.

1 ТӘЖІРИБЕ: ГАЛОГЕНДЕРДІҢ ТОТЫҚТЫРҒЫШ ҚАСИЕТТЕРІ

а)VІІІ пробиркаға 3-5 тамшыдан хлорлы, бромды, иодты суды құйыңдар: Хлорлы суға ерітінді лайланғанға дейін бірнеше тамшы күкіртті сутек ерітіндісін құйыңдар: бромды және иодты суға магний не алюминий ұнтақтарын салыңдар. Ерітінділерді жақсылап шайқаңдар. Ерітінділер түссізденеді. Реакциялар теңдеулерін жазыңдар. Галогендер қандай қасиет көрсетеді? б)Екі пробиркаға 3-5 тамшы бромды және иодты құйыңдар. Екі пробиркаға да 1-2 кристалл темір (ІІ) сульфатын (Мор тұзы- (NH4)2SO4×FeSO4×6H2O) салыңдар. Реакциялар теңдеулерін жазыңдар. Қай жағдайда Fe2+ -тотықпады? Неге? Хлорлы су Fe2+ тотықтыра ала ма? Е0Cl2/2Cl-, Е0Br2/2Br-, E0I2/2I- салыстырыңдар.

2 ТӘЖІРИБЕ: ГАЛОГЕНИДТЕРДІҢ ТОТЫҚСЫЗДАНДЫРҒЫШ ҚАСИЕТТЕРІ

Үш пробиркаға 2-4мл калий дихроматын құйыңдар, оған 2-3 тамшы күкірт қышқылын (2н) тамызыңдар. Бірінші пробиркаға 2-3 тамшы калий иодидін, екінші пробиркаға калий бромидін, үшінші пробиркаға натрий хлоридін құйыңдар. Ерітінділерді араластырыңдар. Қай жағдайда дихромат тотықсызданбады? Реакциялар теңдеулерін жазыңдар. Калий дихроматы хром (ІІІ) сульфатына айналады.

3 ТӘЖІРИБЕ ГАЛОГЕНИД-ИОНДАРЫНА ТӘН РЕАКЦИЯЛАР

AgCl, AgBr, AgI тұнбалары түзілуі – галоген-иондарына реакциялар. Алмасу реакциялары арқылы бұл тұнбаларды алыңдар. Керек ерітінділерден 4-5 тамшы алыңдар. Әр пробиркаға 2-3 тамшыдан 2н азот қышқылын құйыңдар. Азот қышқылының әсерін көрсетіңдер.

Сабақтан алған білімді тексеру сұрақтары

1. Элементтердің (оттегі мен күкірттің) электрондық конфигурациясын келтіріңдер. Қай электрондар валентті болып саналады?


  1. Орбитальдардың энергетикалық диаграммасын құрыңдар. Молекуласының негізгі күйі (О2) мен молекулалық иондардың О2+, О2-, О22- электрондық конфигурациясын келтіріңдер.

  2. Мына молекулалардың KClO3, KMnO4, KNO3 термиялық айрылу реакциялары тотығу-тотықсыздану реакциясының қай типіне жатады?

  3. Негіздік, қышқылдық және амфотерлі оксидтерді сипаттайтын оларға тән реакцияларға мысалдар келтіріңдер.

  4. Стандартты потенциал Е0298 мәніне сүйеніп, мына заттардың О3, О2, Н2О2 тотықтырғыш қасиеттерін салыстырыңдар:

О3 + 2Н+ + 2ē → О2 + Н2О Е0= +2,07В

Н2О2 + 2Н+ + 2ē = 2 Н2О Е0= +0,68В

О2 + 2Н+ + 2ē → Н2О2 Е0= +1,78В


  1. Күкірт тотықтырғыш та, тотықсыздандырғыш та бола алатын реакцияларға мысалдар келтіріңдер.

  2. а)суда еритін; б)суда ерімейтін, бірақ сұйытылған қышқылда еритін; в)қышқылда ерімейтін сульфидтерді келтіріп, реакция теңдеулерін жазыңдар.

  3. Күкіртті сутек қышқылының сатылап жүретін диссоциациясын жазыңдар. а)хлорлы сутек қышқылын; б)қорғасын (ІІ) нитратын; в)сілті құйса, тепе-теңдік қай жаққа ығысады?

  4. Олеум деген не? Су мен концентрлі күкірт қышқылын қалай араластыру керек? Неге?

  5. Сұйытылған және концентрлі күкірт қышқылдарымен мырыш әрекеттескенде қандай заттар түзіледі? Тотығу-тотықсыздану реакцияларының теңдеулерін жазыңдар.

  6. Атом құрлысы теориясы тұрғысынан оттегі күкіртке қарағанда күштірек тотықтырғыш екенін түсіндіріңдер.

  7. Күкірт атомының тотығу дәрежесі неге жұп сан болады? Неге оттегінің валенттілігі тұрақты, ал күкірттікі – айнымалы.

13.ҮІІ топтың негізгі топшасының элементтер атомдарының электрондық конфигурациясын жазыңдар. Бұл элементтердің валенттіліктерін көрсетіңдер.

14.Галогендердің зертханада және өндірісте алу жолдарын көрсетіңдер.

15.НГ қышқылының ішінде неге НҒ ең әлсіз қышқыл?

16.Г- анионын ерітіндіден табу үшін қандай катион қолданылады?

17.HClO, HClO4, HClO3, HClO4 қышқылдары үшін олардың беріктіліктері, тотықтырғыш қасиеттері және қышқылдық күші қалай өзгереді? Бұл сұраққа жауап беру үшін қандай мәндер керек?

18.Галогендерді қай жерде қолданады?

19.Иод қай тотығу дәрежесінде тотықтырғыш та, тотықсыздандырғыш та қасиет көрсетеді. Бұл қосылыстардың формуласын жазыңдар.

20.Хлордың +1, +3, +5, +7 тотығу дәрежесіне сәйкес келетін оксидтері мен қышқылдарының формулаларын жазыңдар. Оларды атаңдар.

21.Хлорлы сутек қышқылы қай металдармен әрекеттеседі? Қышқылдың концентрациясы әсер ете ме?
ЗЕРТХАНАЛЫҚ САБАҚТЫҢ ТАҚЫРЫБЫ № 14

Периодтық жүйедегі ҮІІІ В және УІІ В топшаларының элементтері (темір, кобальт,никель және марганец )

ЗЕРТХАНАЛЫҚ САБАҚҚА ӘДІСТЕМЕЛІК НҰСҚАУЛАР
Fe, Co, Ni – микроэлементтерге жатады. Тәулігіне адам ағзасына 5-25 мг темір қажет. Темірдің көп мөлшері сүтте, сырда, етте, алмада болады. Қан гемоглобинінің негізгі бөлігі темір. Кобальт В12 витаминінің құрамына кіреді, зат алмасуын жақсартады. Егер ағзада кобальт жетпесе, адам анемияға ұшырауы мүмкін. Никельдің биологиялық ролі әлі онша зерттелген жоқ.

ТӘЖІРИБЕ №1. Ғе2+ және Ғе3+ иондарына тән реакциялар

Пробиркаға 3-4 см3 темір(ІІІ) хлоридінің ерітіндісін құйып, оған бір тамшы 0,1 н аммоний (не калий) роданидінің ерітіндісін тамызыңдар. Осындай тәжірибені Мор тұзының ерітіндісімен де жасаңдар. Реакция теңдеуін жазып, бұл реакция тек темір (ІІІ) тұзына ғана тән екенін көріңдер.



ТӘЖІРИБЕ №2. Темір(ІІ) қосылысының тотықсыздандырғыш қасиеті

Екі пробиркаға 3-4см3 Мор тұзының ерітіндісін құйыңдар. Біреуіне бір тамшы концентрлі азот қышқылын тамызыңдар, газ бөлінуін тоқтатқанша ерітіндіні қыздырыңдар. Ерітінді суыған соң, екі пробиркаға да бір тамшыдан 0,1 н аммоний (не калий) роданидін тамызыңдар. Қай пробиркада ерітінді өзгереді. Неге? Реакция теңдеуін жазыңдар. Азот қышқылы азот(ІІ) оксидіне дейін тотықсызданады.



ТӘЖІРИБЕ №3. Темір(ІІІ) қосылысының тотықтырғыш қасиеттері

Пробиркаға 3-4 см3 темір(ІІІ) хлоридінің ерітіндісін құйып, 1-2 тамшы калий иодидінің ерітіндісін тамызыңдар. Ерітінді түсі неге өзгереді? Реакция теңдеуін жазыңдар.



ТӘЖІРИБЕ №4. Темір тұздарының гидролизі

а)Пробиркаға 3-4см3 лакмус ерітіндісін құйып, оған Мор тұзының ерітіндісін қосыңдар. Ерітіндісін шайқап, оның түсінің өзгергеніне қарай, реакция ортасын айтыңдар. Темір(ІІ) сульфаты ерітіндісінің гидролизінің теңдеуін жазыңдар. б)Екі пробиркаға 3-4см3 лакмус ерітіндісін құйыңдар да бір-екі темір (ІІІ) хлоридінің кристалын салыңдар. Ерітіндінің түсі арқылы реакция ортасын анықтаңдар? Бір пробирканы қыздырыңдар. Енді не байқадыңдар. Бұл тұздың гидролиз дәрежесін қалай азайтуға болады? Темір(ІІ) хлориді ме әлде темір (ІІІ) хлориді көбірек гидролизге ұшырай ма?



ТӘЖІРИБЕ №5. Кобальт (ІІ) және никель (ІІ) гидроксидтері. Гидроксидтерді алу және олардың тотығуы

а)Екі пробиркаға 2-3 см3 кобальт(ІІ) тұздарын құйыңдар. Бір-екі тамшы сілті ерітіндісін тамызыңдар. Алғашында көк түсті негіздік тұз тұнбасы түзіледі, біраздан кейін ол қызғылттанады, яғни кобальт(ІІ) гидроксиді түзіледі. Бір пробиркадағы тұнбаны қалдырып екінші пробиркаға 2-3 тамшы 3% сутегі пероксидін қосыңдар, қай пробиркада кобальт(ІІ) гидроксиді тотығады?

б)Үш пробиркаға 3-4 см3 никель(ІІ) тұзының ерітіндісін құйыңдар да сілті ерітіндісін құйып, никель(ІІ) гидроксидінің тұнбасын алыңдар.

Бірінші пробиркадағы тұнбаны жақсылап араластырыңдар, екінші пробиркаға 2-3 тамшы 3% сутегі пероксидінің ерітіндісін құйыңдар. Тұнба түсі өзгерді ме? Ауаның оттегісімен не сутегі пероксидімен никель (ІІ) гидроксиді тотыға ма? Үшінші пробиркаға бір тамшы бром суын құйыңдар. Не байқадыңдар? Реакция теңдеуін жазыңдар. Темір (ІІ), кобальт (ІІ) және никель (ІІ) гидроксидтерінің тотықсыздандырғыш қасиеттерін тәжірибелер нәтижесі арқылы және тотығу-тотықсыздану потенциалын пайдаланып, салыстырыңдар.



ТӘЖІРИБЕ №6. КОБАЛЬТТІҢ КОМПЛЕКСТІ ҚОСЫЛЫСТАРЫ

а) 3-4 см3 кобальт(ІІ) тұзының ерітіндісіне тамшылатып концентрлі аммиак ерітіндісін кобальт(ІІ) гидроксидінің тұнбасы түскенше, сосын тұнбаның комплекс қосылыс түзілуінің нәтижесінде ерігенге дейін құйыңдар. Кобальттың координациялық саны 6-ға тең. Алынған ерітіндіні екіге бөліңдер. Бір пробиркадағы ерітіндіні түсі өзгергенге дейін жақсылап шайқаңдар. Кобальт (ІІ) комплексі кобальт(ІІІ) комплексіне айналады. Екінші пробиркаға 2-3 тамшы 3% сутегі пероксидінің ерітіндісін құйыңдар. Неге ерітінді түсі өзгерді? Енді осы екі пробиркаға да аммоний сульфидінің ерітіндісін құйыңдар. Неге тұнба түсті? Мына реакциялар теңдеулерін жазыңдар: а)кобальттің(ІІ) аминокомплексінің түзілуінің; б)оның ауадағы оттегі мен сутегі гидроксидімен тотығып, кобальт(ІІІ) аминокомплексінің түзілуін; в)алынған комплекс қосылыстарының диссоциациясын; г)комплекс иондарының диссоциациясын; д)кобальт(ІІІ) аминокомплексінің аммоний сульфидімен әрекеттесуін.

б)пробиркаға 3-4 см3 су құйып, 2-3 тамшы никель тұзының ерітіндісін және бір тамшы диметилглиоксим ерітіндісін құйыңдар. Никель диметилглиоксимат комплексінің тұнбасы түзіледі.

ТӘЖІРИБЕ №7 МАРГАНЕЦ (ІІ) ГИДРОКСИДІН АЛУ ЖӘНЕ ОНЫҢ ҚАСИЕТТЕРІ

Пробиркаға 5-6 см3 марганец(ІІ) сульфатын құйып, оған сонша натрий гидроксиді ерітіндісін қосыңдар. Тұнба түсін байқаңдар. Бұл тұнбаны үшке бөліңдер. Бір пробирканы солай қойыңдар, екінші пробиркаға тұз қышқылы ерітіндісін, үшінші пробиркаға натрий гидроксидін құйыңдар. Ауада тұнба түсі қалай өзгергенін бірінші пробиркадан байқаңдар. Реакциялар теңдеулерін жазыңдар.



ТӘЖІРИБЕ №8 МАРГАНЕЦ (ІІ) ҚОСЫЛЫСЫНЫҢ ТОТЫҚСЫЗДАНДЫРҒЫШ ҚАСИЕТІ

Пробиркаға 2-3 см3 марганец (ІІ) сульфатын құйыңдар да оған 2-3 тамшы 2 н натрий гидроксидінің ерітіндісін тамызыңдар. Алынған марганец гидроксидінің тұнбасына 5-6 тамшы бром суын құйыңдар. Тұнбаның түсінің өзгеруі марганец (ІҮ) қосылысының пайда болуынан. Реакция теңдеуін жазыңдар.



ТӘЖІРИБЕ №9 МАРГАНЕЦ (VІІ) ҚОСЫЛЫСЫНЫҢ ТОТЫҚТЫРҒЫШ ҚАСИЕТІ

Үш пробиркаға 3-4 см3 калий перманганатының ерітіндісін құйыңдар. Бір пробиркаға 2-3 тамшы 2 н күкірт қышқылын, екіншісіне 2-3 тамшы су, үшінші пробиркаға 3-4 тамшы 2 н сілті құйыңдар. Барлық пробиркаға натрий сульфитінің бір-екі кристалын салыңдар. Әр пробиркада калий перманганатының түсінің әртүрлі өзгергенін байқаңдар. Неге? Реакция теңдеулерін жазыңдар.



ТӘЖІРИБЕ № 10 МАРГАНЕЦ (ІІ) ТҰЗДАРЫНЫҢ ГИДРОЛИЗІ

Су құйылған пробиркаға бірнеше марганец (ІІ) хлоридінің не сульфатының кристалын салыңдар. Лакмус ерітіндісін тамызыңдар. Индикатор түсі қалай өзгереді? Гидролиз реакциясының теңдеуін жазыңдар.


Сабақтан алған білімді тексеру сұрақтары 1.Бұл элементтердің тотығу дәрежелері әр түрлі. Мына элементтердің темір (ІІІ), кобальт (ІІ), никель (ІІ) иондарының электрондық конфигурациясын көрсетіңдер.

2.Темірдің адам ағазсындағы ролін айтыңдар.

3.Темір (ІІ) қосылысының тотығу-тотықсыздану қасиеттерін сипаттаңдар: а)темір (ІІ) қосылыстарының ерітіндісі ауада неге өзгереді? Темір (ІІ) гидроксидінің оттегімен тотығуының реакциясының теңдеуін жазыңдар. б)мына заттардың ерітінділерін 1)FeSO4 және KMnO4 2)FeSO4 және K2Cr2O7 бір-біріне қосқанда жүретін реакциялар теңдеуін жазыңдар. Тотығу потенциалының мәндерін қолданыңдар.

3.Екі реакция теңдеуі арқылы темір ерітіндісінде тотығу дәрежелері +2 және +3 сәйкес келетін темір бар екенін дәлелдеңдер.

4.Темір тұздарының ерітіндісін дайындағанда қышқыл құяды. Неге?

5.Сұйытылған және концентрлі тұз қышқылымен әрекеттескенде, сұйытылған және концентрлі күкірт қышқылымен әрекеттескенде, сұйытылған азот қышқылымен әрекеттескенде темір қай тотығу дәрежесіне дейін тотығады? Реакция теңдеулерін жазыңдар.

6.Кобальтты қандай әдіс арқылы алады? Кобальт(ІІ) сульфатының ерітіндісі электролизге түскенде графит электродтарында қандай процестер жүреді?

7.Кобальт (ІІ) гидроксидінің оттегімен кобальт(ІІІ) гидроксидіне дейін тотығатынын ΔG0298 есептеп, дәлелдеңдер.

8.Мына қатарда Ni(OH)2 – Co(OH)2 – Fe(OH)2 тотығу процесі қалай өзгереді? Қай гидроксид жеңіл тотығады?

9.Кобальт(ІІІ) гидроксидінің концентрлі хлорлы сутек қышқылымен әрекеттесуінің реакция теңдеуін жазыңдар. Қандай газ бөлінеді?

10.Мына комплекс тұзының [Ni(NH3)6]Cl2 ерітіндісіне а) натрий гидроксидінің ерітіндісін; б)күкіртті сутек суының ерітіндісін қосқанда жүретін реакциялар теңдеулерін жазыңдар. Түзілген никель қосылысының ерігіштік көбейтіндісін пайдаланып, қай ерітінді комплекс ионды толығырақ бұзатынын көрсетіңіздер.
ЗЕРТХАНАЛЫҚ САБАҚТЫҢ ТҚЫРЫБЫ № 15

ПЕРИОДТЫҚ ЖҮЙЕДЕГІ І В, ІІ В, УІВ ТОПШАЛАРЫНЫҢ ЭЛЕМЕНТТЕРІ (МЫС, МЫРЫШ, КАДМИЙ, ХРОМ, МОЛИБДЕН)

ЗЕРТХАНАЛЫҚ САБАҚҚА ӘДІСТЕМЕЛІК НҰСҚАУ
Мыс қан түзілуіне қатысады, оның тәуліктік қажеттілігі 2-3 мг. Мыс сары майда (0,8 мг/кг), етте (0,8-1,5 мг/кг), сүтте (0,7 мг/кг) көп болады. Бірақ мыстың артық мөлшері ревматоидтық артрит деген ауруға әкелуі мүмкін. Мырыш ағзада қанттың алмасуын реттейді. Оның көп мөлшері етте, сүтте болады. Егер мырыш концентрациясы ағзада 1,5 еседен асып кетсе, ол рак ауруына диагноз қоюға көмектеседі. Кадмийдің ағзадағы ролі әлі зерттелмеген.

ТӘЖІРИБЕ №1: МЫСТЫҢ СҰЙЫТЫЛҒАН ЖӘНЕ КОНЦЕНТРЛІ ҚЫШҚЫЛДАРМЕН ӘРЕКЕТТЕСУІ

Үш пробиркаға мыс түйірін салып, 5-6 см3 мына 2 н қышқылдарды құйыңдар: HCl, H2SO4, HNO3. Тағы үш пробиркаға мыс салып, концентрлі қышқылдар құйыңдар. Нені байқадыңдар? Мыс туралы қорытынды жасаңдар.



ТӘЖІРИБЕ №2 МЫСТЫҢ (ІІ) АЗ ЕРИТІН ТҰЗДАРЫН АЛУ

Екі пробиркаға 3-4 см3 мыс (ІІ) хлоридінің не сульфатының ерітіндісін құйыңдар. Бір пробиркаға күкіртті сутек суын, екінші пробиркаға соды ерітіндісін (Na2CO3) қосыңдар. Тұнбалар түсін байқаңдар. Тұнбалар түсу реакцияларының иондық және молекулалық теңдеулерін жазыңдар. Мыс тұзы содымен әрекеттескенде мыс гидрокарбонаты (CuOH)2CO3 түзіледі. Неге мыс карбонаты CuCO3 түзілмейді?



ТӘЖІРИБЕ №3 МЫСТЫҢ КОМПЛЕКСТІ ҚОСЫЛЫСТАРЫ

Пробиркаға 3-4 см3 мыс сульфатының ерітіндісін құйып, оған 2 н аммиак ерітіндісін тамшылатыңдар. Алғашқы тамшы құйылғанда негіздік тұнба (СuOH)2SO4 түзіледі, ол аммиак тамшысы артқан сайын ери бастайды. Мына реакциялар теңдеулерін жазыңдар: а)мыс сульфатының аммиакпен негіздік сульфат түзілуінің; б)аммиактың артық мөлшерінде негіздік сульфат тұнбасының еріп, комплекс қосылыс түзілуінің. Мыс (ІІ) ионының координациялық саны 4. в)мыс комплекс қосылысының диссоциациясын. Қай негіз күшті: мыс гидроксиді ме, әлде тетраамин мыс гидроксиді [Cu(NH3)4](OH)2 ме?



ТӘЖІРИБЕ №4 МЫРЫШ ПЕН КАДМИЙ ГИДРОКСИДТЕРІ ЖӘНЕ ОЛАРДЫҢ ҚАСИЕТТЕРІ

Екі пробиркаға 3-4 см3 мырыш тұзының ерітіндісін, екі пробиркаға 3-4 см3 кадмий тұзының ерітіндісін құйыңдар. Әр пробиркаға 2 н сілті ерітіндісін тамшылатып құйыңдар. Ақ түсті гидроксидтер тұнбалары пайда болады. Алынған тұнбалардың қышқылдармен, негіздермен қалай әсерлесетінін байқаңдар. Реакция теңдеулерін жазыңдар. Гидроксидтер қасиеттері туралы қорытынды жасаңдар.



ТӘЖІРИБЕ №5 МЫРЫШ ЖӘНЕ КАДМИЙ ТҰЗДАРЫНЫҢ ГИДРОЛИЗІ

Бір пробиркаға бірнеше кристалл мырыш тұзын, екінші пробиркаға бірнеше кристалл кадмий тұзын салып, суда ерітіңдер. Әр пробиркаға 2-3 тамшы лакмус құйып, пробиркаларды аздап қыздырыңдар. Лакмус түсінің өзгеруі арқылы реакция ортасын анықтаңдар. Гидролиз теңдеулерін молекулалық және иондық түрінде жазыңдар.

Марганец және молибден – микроэлементтер. Mn адамның өсуіне, қан түзілуіне әсер етеді, алмасу процесіне қатысады. Mn көп мөлшерде күріште, қара нанда, шайда, жемістерде болады. Молибден ферменттің жұмыс істеуіне әсер етеді.

ТӘЖІРИБЕ №6 ХРОМ (ІІІ) ГИДРОКСИДІН АЛУ ЖӘНЕ ОНЫҢ ҚАСИЕТТЕРІ

Пробиркаға 5-6 см3 хром (ІІІ) тұзын құйыңдар. Тұнба пайда болғанға дейін тамшылатып сілті ерітіндісін құйыңдар. Тұнба түсі қандай? Реакция теңдеуін жазыңдар. Пробиркадағы затты екіге бөліңдер, бір бөлігіне күкірт қышқылының ерітіндісін, бір бөлігіне тұнба ерігенге дейін сілті ерітіндісін құйыңдар. Алынған ерітінділердің түсін салыстырыңдар. Сілтінің артық мөлшерін құйғанда [Cr(OH)6]3- анионы түзіледі. Бұл реакциялар теңдеулерін жазыңдар. Хром (ІІІ) гидроксиді туралы қорытынды жасаңдар.



ТӘЖІРИБЕ №7 ХРОМ (ІІІ) ТҰЗЫНЫҢ ТОТЫҚСЫЗДАНДЫРҒЫШ ҚАСИЕТТЕРІ

Пробиркаға 2-3 см3 хром (ІІІ) тұзының ерітіндісін құйыңдар да оған тұнба ерігенге дейін сілті ерітіндісін құйыңдар. Алынған хромит ерітіндісін үш пробиркаға бөліңдер. Бір пробиркаға хлор суын, екінші пробиркаға бром суын, үшінші пробиркаға сутек пероксидін құйыңдар. Пробиркаларды су моншасында қыздырыңдар. Ерітінділер түсінің өзгергенін байқаңдар. Хромиттің хроматқа өтуінің (сілтілік ортада) реакция теңдеулерін жазыңдар.



ТӘЖІРИБЕ №8 ХРОМАТТАР МЕН ДИХРОМАТТАР

а)Пробиркаға 3-4 тамшы калий хроматы мен 3-4 тамшы күкірт қышқылы ерітіндісін құйыңдар. Ерітінді түсінің өзгергенін байқаңдар. Реакция теңдеуін иондық түрде жазыңдар. б)Пробиркаға 3-4 тамшы дихромат ерітіндісін құйып оған бір-екі тамшы сілті ерітіндісін тамызыңдар. Ерітінді түсінің өзгергенін байқаңдар. Реакция теңдеуін иондық түрде жазыңдар.



ТӘЖІРИБЕ №9 АЗ ЕРИТІН ХРОМАТТАР АЛУ

Үш пробиркаға 3-4 см3 калий хроматы ерітіндісін құйып, оған 2-3 тамшы ерітінділерді тамызыңдар: біріншісіне- барий хлоридін, екіншісіне- қорғасын нитратын, үшіншісіне- күміс нитратын. Тұнбалар түсін байқаңдар. Реакциялар теңдеуін иондық және молекулалық түрде жазыңдар.



ТӘЖІРИБЕ №10 ХРОМАТТАРДЫҢ ТОТЫҚТЫРҒЫШ ҚАСИЕТТЕРІ

4-5 см3 калий дихроматы ерітіндісіне бір-екі тамшы күкірт қышқылын тамызып, оған 3-4 тамшы калий иодиді ерітіндісін құйыңдар. Ерітінді түсі өзгергенін байқаңдар. Пробиркаға бір тамшы крахмал тамызып, иодтың пайда болғанын дәлелдеңдер. Реакция теңдеуін жазыңдар.


15.2 Сабақтан алған білімді тексеру сұрақтары

1. Элементтер иондарының Cu(I), Cu(II), Zn(II), Cd(II) электрондық конфигурациясын көрсетіңдер.

Мына комплексті қосылыстардағы K2[ZnCl4], [Zn(H2O)4]Cl2, K2[Zn(OH)4], [Cu(NH3)4]+. а)ішкі және сыртқы сфераларды, комплекс-түзгіштерді, лигандаларды атаңдар; б)комплекстің зарядын, комплекс түзгіштің тотығу дәрежесін және координациялық санын анықтаңдар; в)қай қосылыс катионды комплекс, қайсысы аниондық комплекс. г)комплекс қосылыстарды атаңдар. 2. Мыс (ІІ) сульфатының, мырыш хлоридінің ерітінділері электролизге ұшырағанда электродтарда қандай процестер жүреді?

Сусыз мыс (ІІ) сульфаты ақ түсті кристалл зат, егер оны суда ерітсе, ерітінді көгереді. Бұл құбылысты қалай түсіндіруге болады? 3. Мырыш азот қышқыл тұзының, мыс (ІІ) хлоридінің гидролизін молекулалық және иондық түрде жазыңдар.

4.Мыстың, мырыштың, кадмийдің мына қышқылдармен а)сұйытылған және концентрлі тұз қышқылымен; б)сұйытылған және концентрлі күкірт қышқылымен; в)сұйытылған және концентрлі азот қышқылымен әрекеттесуінің теңдеулерін жазыңдар.

5.Мырыш гидроксидінің тұнба-ерітінді жүйесінің тепе-теңдігінің схемасын жазыңдар. Тепе-теңдік қышқыл не сілті құйғанда қалай ығысады?

6.Мырыш оксидінің көміртегі монооксидімен тотықсыздануының стандартты энтальпиясын есептеңдер (кесте пайдаланыңыздар).
Органикалық заттар және олардың жіктелуі
А.М. Бутлеров теориясының негізгі қағидалары:

1. Органикалық қосылыстардың молекуласын құрайтын атомдар белгілі бір реттілікпен байланысады, бір- бірімен байланысуға бір немесе бірнеше валенттілік жұмсалады.

2. Органикалық заттардың қасиеттері молекуласының құрылысына, яғни атомдардың қосылу реттілігіне және байланыс сипатына тәуелді болады. Сонымен органикалық заттардың қасиетін зерттеу арқылы оның молекула құрылысын анықтап және белгілі формуламен көрсетуге болады.

3. Атомның немесе атомдар топтарының химиялық қасиетіне молекуладағы басқа атомдар мен топтар әсер етеді, әсіресе өзара байланысқан атомдардың әсері үлкен болады.

Химиялық құрылыс теориясы изомерия құбылысын түсіндіруге мүмкіншілік береді.

Изомерлер деп құрамы және молекулалық массалары бірдей, бірақ құрылысы мен қасиеттері әр түрлі заттарды айтады.

Органикалық қосылыстардың өзгерістері химияның жалпы заңдылықтарына бағынады, сонымен бірге, тек органикалық қосылыстарға тән заңдылықтары да бар. Бейорганикалық қосылыстар тұрақты болса, органикалық қосылыстар тұрақсыздау, мысалы, олар тез тотығады (жанады), көптеген органикалық қосылыстарда атомдар арасында тек ковалентті байланыс болады.


Химиялық байланыстардың түрлері
Химиялық байланыстың түрлері өте көп, олар табиғаты бойынша бөлінеді. Молекулалар арасындағы байланыстар электроваленттік және коваленттік болып екіге бөлінеді.

Электрваленттік байланыс қарама - қарсы зарядталған бөлшектердің арасында пайда болады.Электрваленттік байланыс бір атомның жұптаспаған электрондарының екінші атомға берілуі әсерінен зарядталған иондар түзілуі салдарынан пайда болады, өзара бірін-бірі тартады:
А∙ + ∙В → А+ + :В-
Мұнда үш түрлі әрекеттесу болады: иондық байланыс, ион мен диполь, диполь мен диполь арасындағы байланыс.

Иондық байланыс деп катион мен анион арасындағы тартылу күшінің әсерінен пайда болатын байланысты атайды. Иондық қосылыстардың балқу температурасы жоғары және олар қатты заттар болып келеді.

Коваленттік байланыс. Екі не одан да көп атомдардың арасында жұп электрондар болса, байланыс пайда болады. Демек, екі атом орбитальдарының бүркесуі арқылы түзілетін байланысты коваленттік байланыс деп атайды:
А∙ + ∙В → А:В
Сутектік байланыс коваленттік байланысқан сутек атомымен екінші молекуланың бос электроны арқылы түзіледі. Бұл байланыстың энергиясы аз, 3 - 10 ккал/ моль, сондықтан мұндай байланыстар тез үзіледі, бірақ заттың физикалық қасиеттеріне әсері болады.
Органикалық реакциялардың түрлері
Органикалық қосылыстардың химиялық өзгерістері бағыттылығымен, жылдамдығымен және механизімен сипатталады.

Органикалық қосылыстардың реакциялары көбінесе екі бағытпен жүреді. Реакция бағыты заттың құрамына, құрылысына, сонымен бірге сыртқы жағдайларға тәуелді. Реакция бағыты химиялық реакциялардың жалпы теориясы негізінде шешіледі.

Екі заттың арасында реакция жүру үшін олар соқтығысулары қажет, бірақ реакция жүруі үшін олардың энергиялары реакция жүруіне қажет энергиядан (реакцияның активациялық энергиясынан) жоғары болуы керек.

Органикалық өзгерістер көміртегі тізбегі өзгеріп не өзгермей жүреді. Көптеген реакцияларда көміртегі тізбегі (қаңқасы) өзгермейді, бұл жағдайға мына реакциялар жатады: орын басу, қосылу, элимирлену (бөліп алу), изомерлену.

Көміртегі қаңқасы өзгере жүретін реакцияларға: тізбектің ұзаруы (орын басу және қосылу реакциялары арқылы), тізбектің қысқаруы (крекинг және изомерлену), тізбектің изомерленуі, циклдену, циклдің ашылуы, циклдің сығылуы және кеңеюі жатады.

Органикалық қосылыстардың реакциялары төрт топқа бөлінеді:



1. Орын басу реакциялары. Мұнда сутегі атомы немесе кез келген басқа элементтің атомдар топтарының орнын басқа атомдар басады.


С2Н5Сl + OH- → C2H5OH + Cl-

хлорэтан

гидроксид

ионы


этанол

хлорид ионы


2. Қосылу реакциялары.Екі молекула қосылып, бір молекула түзеді.




этилен

бром

1,2- дибромэтан


3. Бөліну (элимирлену) реакциясы.Молекула екі немесе одан да көп басқа молекулалар түзеді.


С2Н5ОН → СН2= СН2 + Н2О

этанол

этилен


4. Қайта топтасу.Бір молекула екінші молекулаға айналады.

2- хлорбутен-1 1- хлорбутен – 2


Көптеген органикалық реакциялар екі молекуланың арасында, молекула мен ионның арасында немесе молекула мен радикалдың арасында жүреді. Қандай бөлшектің арасында жүретіндігіне байланысты реакцияларды иондық, радикалдық механизм бойынша жүреді деп атайды, оны R- деп белгілейді.

Ионның қатынасында жүрген реакцияны иондық механизм бойынша деп атайды. Шабуыл жасайтын реагенттің табиғатына байланысты иондық реакциялар электрофильді және нуклеофильді болып бөлінеді.

Реакцияға қатысатын реагент өзінің электрон жұбын байланыс түзуге басқа молекулаға берсе, оны нуклеофильді (электродонорлы) реагент деп атайды.

Нуклеофильдің қатысында жүретін реакцияларды нуклеофильдік реакциялар деп атайды, Nu деп белгілейді.


Мысалы: Rδ+→Хδ- + :Nu- → R - Nu + :Х- нуклеофильдік орын басу реакциясы
Нуклеофильдер:

Егер молекула басқа молекуланың жұп электронын қосып алса, оны электрофильді (электронакцепторлы) реагент деп атайды. Электрофильдің қатысында жүретін реакцияларды электрофильдік реакциялар деп атайды, Е деп белгілейді.


Мысалы: R – У + Е+ → R – Е + У+электрофильдік орын басу реакциясы
Электрофильдер: Н+; Н3О+; NO2+, HCl.
Органикалық қосылыстардың классификациясы
Органикалық қосылыстардың негізі етіп көмірсутекті алады да, қалған қосылыстарды, олардың туындылары ретінде қарайды. Көміртек тізбегінің құрылысына қарай органикалық қосылыстар ашық тізбекті (алифаттық) және циклді (тұйық) қосылыстарға бөлінеді.

Ашық тізбекті қосылыстар екіге бөлінеді: қаныққан көмірсутектер (формуласы СnH2n+2) және қанықпаған көмірсутектер (формуласы СnH2n, СnH2n-2 бұлардың құрамында қос, үш байланыстар болады).

Тұйық тізбекті қосылыстар екіге бөлінеді: карбоциклді және гетероциклді.

Карбоциклді қосылыстардың тұйық тізбегі тек көміртегі атомынан тұрады және сонымен бірге алициклді және ароматты болып екіге бөлінеді.

Гетероциклді қосылыстардың тұйық тізбегі көміртегі мен сутегі атомдарымен қоса басқа да атомдардан құралады. Гетероциклді қосылыстар түзуге көбінесе азот, күкірт, оттегі атомдары қатысады.

Органикалық қосылыстар құрамы мен құрылысына байланысты кластарға бөлінеді.

Алициклді және ароматты қатарлардың ең қарапайым өкілдері - көмірсутектер.

Егер көмірсутектердегі сутегі атомдарын басқа атомдарға не атомдар топтарына – функциональды топтарға – ауыстырса, сол қатардың басқа кластары пайда болады.

Органикалық қосылыстар кластарының химиялық өзгерістері бағытын орын басқан атомдар мен функцинальды топтар анықтайды.

Орын басқан атомдары не функциональды топтары бірдей көмірсутектер және олардың туындылары гомологтық қатар түзеді. Сонымен, гомологтық қатарға құрылысы ұқсас, сондықтан химиялық қасиеттері де ұқсас, бір-бірінен СН2 (метилен тобы – гомологтық айырмашылық) тобына айырымы бар заттар қатары жатады.

Органикалық қосылыстардың негізгі кластары:

1. Көмірсутектер (R – H);

2. Галогентуындылар (R – Hal);

3. Спирттер (R - OH);

4. Жай және күрделі эфирлер (R – O - R; R – CO – OR);

5. Карбонильді қосылыстар – альдегидтер мен кетондар (R – CHO; R – CO - R);

6. Карбон қышқылдары (R - COOH);

7. Аминдер (R – NH2; R2 – NH; R3 - N),

8. Нитроқосылыстар (R – NO2);

9. Сульфоқосылыстар (R – SO3H);

10. Металорганикалық қосылыстар (R - Me).

Осы кластарға қаныққан заттар және еселік байланыстары бар (қанықпаған) заттар кіреді.


Өзін-өзі тексеру сұрақтары
1. Органикалық химия нені зерттейді?

2. Органикалық заттардың шығу көздері.

3. А.М.Бутлеровтың химиялық құрылыс теориясының негізгі қағидаларын атаңыздар.

4. Изомерлер деген не?

5. Органикалық қосылыстар қалай жіктеледі?

6.Химиялық байланыстың қандай түрлері бар?

7. Коваленттік байланыс деген не?

8. Иондық байланыс деген не?

9. Органикалық қосылыстарға тән реакциялар

10. Нуклеофильдік, электрофильдік реагенттер деген не?



11. Бромсутек молекуласын мысалға алып, коваленттік байланысты түсіндіру қажет.
Органикалық химия зертханасында

жұмыс орындаудың жалпы ережелері
Студент зертханалық жұмысты жасаудың алдында келесі ережелерді орындауы тиіс. Алдымен студент оқулықтан зертханалық жұмысқа қажетті тарауларды, дәріс конспектісін оқып және зертханалық жұмыстың мазмұнымен танысады. Қауыпсіздік ережесімен алдын ала танысу керек.

  1. Тәжірибеге қажетті ыдыстардың, реактивтердің, құрал- жабдықтардың тазалығын тексермей жұмыс бастамайды.

  2. Тәжірибені жасағанда оқулықта (әдістемелік құралда) көрсетілген жұмыс ретін сақтап, жұмысқа қажетті заттардың дәл мөлшерін алуы тиіс.

  3. Тәжірибе кезінде зертханада орынсыз қозғалыс жасап, сыртқы киіммен тұруға болмайды.

  4. Жанғыш және қауіпті заттармен жұмыс жасағанда сақтық шараларын мұқият орындауы қажет.

  5. Тәжірибе кезінде байқалатын құбылыстарды зер салып бақылап, өзгерістерді арнаулы дәптерге жазып отыруы керек.

  6. Зертханада тамақ жеуге, темекі тартуға болмайды.

  7. Зертханалық жұмыс біткеннен кейін әрбір студент жұмыс орнын, қолданған ыдыстарды жуып, тазалауы қажет.

  8. Тез тұтанатын заттарды құйғанда немесе өлшегенде оларды оттан алыс ұстау қажет;

  9. Натрий, калий металдарымен жұмыс кезінде көзге қорғағыш көзілдірік кию қажет.

  10. Натрий, калий металдарын қолмен ұстауға, сулы орынға немесе қалдық заттар салынатын ыдысқа тастауға болмайды.

  11. Күкірт қышқылын сұйылту үшін күкірт қышқылын суға құяды. Қышқыл немесе сілті қосылған қоспаның аузын қолмен басып тұрып немесе ашып қойып, қатты шайқауға болмайды.

12.Зертханада студент қай жерде қауыпсіздікке қажет құралдар (бетперде, биялай, газдан қорғауыш, дәрі қобдишасы т.б.) тұрғанын білуі керек.
1 Зертханалық сабақтың тақырыбы

Органикалық қосылыстардың сапалық анализі
Органикалық заттардың сапалық құрамы оның молекуласында қандай заттар болуымен сипатталады. Органикалық қосылыстарда көміртегіден басқа сутегі, оттегі, күкірт, галогендер, фосфор болады. Органикалық қосылыстардың құрамына енетін заттар бейорганикалық және аналитикалық химия әдістерімен анықталады.

Жұмыстың мақсаты: органикалық заттарды және олардың негізгі элементтерін ашу әдістерімен танысу.

Реактивтер мен жабдықтар: сахароза, Ва(ОН)2 ерітіндісі, СuO, штатив, пробиркалар, газ жүретін түтікшелі тығын, спирт шамы.

1- тәжірибе. Көміртегіні және сутегіні анықтау

Жұмыс барысы: Пробиркаға 0,1 г зерттелетін затты және мыс оксидін салып, газ жүретін түтікшелі тығынмен жабады және оның ұшын көлемінің 1/3 бөлігіне барий гидроксидінің ерітіндісі құйылған екінші пробиркаға түсіреді. Спирт шамының жалынына қыздырғанда, зерттелген зат ыдырайды, көміртегі атомдары көмір қышқыл газының молекуласына ауысады. Көмір қышқыл газын барий карбонатының тұнбасы түзілуінен байқауға болады. Зертелетін қосылыстағы сутегі атомдары су молекуласына айналады. Су пробирканың жоғары жағына және газ жүретін түтікшеде түзіледі.

Реакция теңдеуі:

С12Н22О11 + 24СuO → 12CO2 + 11H2O + 24Cu



2- тәжірибе. Азотты анықтау

Реактивтер мен жабдықтар: натрий гидроксиді, органикалық зат (мочевина, жұмыртқанның ақуызы), шпатель, спирт шамы, мақта, мыс сымы, пробиркалар, лакмус қағазы, хлороформ, төртхлорлы көміртегі.

Жұмыс барысы: Құрғақ пробиркаға натрий гидроксидін және аз мөлшерде зерттелетін затты (шпатель ұшыңда) салады. Пробирканы мақтамен жауып, үстіне ылғалды лакмус қағазын қояды. Алдымен пробирканы спирт шамымен әлсіз, содан кейін қатты қыздырады. Лакмус қағазының көк түске боялуы, азоттың барын көрсетеді, себебі тәжірибе шартында азот аммиакқа айналады.

3- тәжірибе. Галогендерді ашу - Бейльштейн реакциясы

Хлор, бром, йод Бельштейн сынамасымен оңай анықталады. Бұл реакция галогентуындыларды мыспен қыздырғанда, ұшқыш мыс галогенидтері түзіліп, жалынды жасыл түске бояуына негізделген.



Жұмыс барысы: мыс сымын иілген күйде мыс оксиді түзілгенше қыздырады. Суығаннан кейін сымның ұшын зерттелетін затқа (хлороформ, төртхлорлы көміртегі) батырып, жалынға ұстайды. Мыс оксидінің түзілу және оның төртхлорлы көміртегімен әрекеттесу реакциялары теңдеулерін жазу керек. Түйін жазыңдар.

Өзін өзі бақылауға және зертханалық жұмыстарды қорғауға арналған сұрақтар:

1. Бейльштейн сынамасының мәні неде?

2. Органикалық қосылыстардағы азотты ашудың басқа тәсілдерін атаңыздар.

3. Неге мыс сымы қыздырғанда қараяды? Теңдеуін жазу керек.

4. Органикалық қосылыстардағы элементерді сапалық қалай анықтайды?

5. Барий гидроксидінде қандай реакция жүреді?

6. Органикалық заттарда көміртегі мен сутегінің болуы неге негізделген, түйін жасау керек.
ҚАНЫҚҚАН КӨМІРСУТЕКТЕР (АЛКАНДАР)
Қаныққан көмірсутектердің гомологтық қатары. Жалпы формуласы. Изомериясы. Номенклатурасы
Көміртегі мен сутегіден тұратын және әр көміртегі атомы көрші көміртегі атомымен тек бір валенттілік көрсетіп байланысатын қосылыстарды қаныққанкөмірсутектер деп атайды.

Қаныққан көмірсутектер СnH2n+2 жалпы формуласына сәйкес гомолог қатарын түзеді.



СН4 - метан

С2Н6 - этан

С3Н8 - пропан

С4Н10 - бутан

С5Н12 - пентан

С6Н14 – гексан

С7Н16 - гептан

С8Н18 - октан

С9Н20 – нонан

С10Н22 - декан







Бутаннан бастап структуралық изомерия басталады. С4Н10- 2 изомер; С5Н12 – 3 изомер; С6Н14 – 5 изомер; С7Н16 – 9 изомер болса, ары қарай изомер саны тез өседі. Изомерия - құрамы бірдей, құрылысы әр түрлі, сондықтан қасиеттері әр түрлі заттар. Структуралық изомерияда молекуладағы атомдар арасындағы байланыс валенттіліктеріне сәйкес болады.

Номенклатура - органикалық қосылыстарды атау. Органикалық химияда қосылыстарды атау үшін тривиальды, рациональды, систематикалық (жүйелік) номенклатуралар қолданылады. Алдымен ең ұзын негізгі тізбекті анықтайды, көмір атомын нөмірлеу кіші радикалдан басталады. Барлық көмірсутектердің метанмен ұқсас екенін көрсету үшін, олардың барлығының аттарына «ан» деген жалғау жалғанады. Қаныққан көмірсутектердің бір сутегісін алғанда, қалған қалдықты радикалдар деп атайды. Бір валентті радикалдарда – ан суффиксі - ил ауысады, метан-метил СН3 -; этан-этил С2Н5 – ; пентан-пентил (амил) С5Н9 – т.б. Мысалы,







гексан

2-метилпентан




диметилпропилметан



2,2-диметилбутил

Кең таралған радикалдар





метил



метилен



этил



этилиден



изопропил





пропилиден





қ-бутил



триметилен


изобутил




метин, метилидин





екінш-бутил



этилидин




үшінш-бутил






Қаныққан көмірсутектердегі С - С және С - Н арасындағы байланыстары σ- байланыс болып табылады. Мұндай байланыстар берік және аз поляризацияланған, сондықтан қаныққан көмірсутектердің реакцияласу қабілеттілігі төмен. Қаныққан көмірсутектерқосылу реакциясына қатыспайды, тек қана орын басу реакциясына түседі.



Алкандарды алу
1. Көміртегі атомы 11-ге дейінгі алкандарды (С11) табиғи газды не мұнайдың бензинді фракциясын айдау арқылы алады.

2.Қанықпаған көмірсутектерді гидрлеу. Катализатор (Рd, Pt, Ni ,CuO, Cr2О3) қатысында:

бутен-1 бутан


3. Галоген туындыларды сутегімен тотықсыздандырып

кат кат


R-Hal + H2 → R – Н + Н –Hal, мысалы С2Н5Сl + Н2 → С2Н6 + НСl

4. Галоген туындыларға магниймен әсер етіп, магний органикалық қосылыс алып, оған сумен әсер етіп алкан алады.
С2Н5Сl + Мg→ С2Н5 – Мg – Сl;

С2Н5Сl + Н2О → С2Н6 + МgОНСl


5. Галоген туындыларға натриймен әсер етіп - Вюрца реакциясы:
2Н5Сl + 2Na → C2H5 – C2H5 + 2NaCl
6. Карбон қышқылдары тұздарының электролизі арқылы алады - Кольбе реакциясы:
R – COONa  R – COO- + Na+
– қышқыл радикалы, олар күрделірек қаныққан көмірсутектерге айналады:
R-CO – O. → R .+ CO2; 2 R .R – R


  1. Зертханада көбінесе қаныққан көмірсутектеріне сәйкес келетін карбон қышқылдарының тұздарына күйдіргіш сілті (натронды ізбес) қосып, қыздыру арқылы алады:

RCOONa + NaOH  RH + Na2CO3


8.Зертханада қаныққан көмірсутектерді сәйкес келетін этилен көмірсутектерін гидрлеу арқылы алады:
R – CH = CH2 + H2 → R – CH – CH3


Физикалық қасиеттері
СН4 - С4Н10 - газдар; С5Н12 – С15Н32 – сұйық; С16Н34 жоғары - қатты заттар, сондықтан қайнау температуралары артады. Тармақталған алкандардың қайнау температуралары қалыпты тізбекті алкандардың қайнау температураларынан жоғары. Алкандардың тығыздығы біртіндеп өседі, бірақ 0,78 мәнінен артпайды, алкандар полюссіз молекулалар, сондықтан суда аз ериді, молекулаларында атомдар  - байланыспен қосылады, көрші көміртегі атомдарының арасы 0,154 нм, алкандар зигзаг тәріздес, көміртектер арасындағы бұрыш – 109028'.
Химиялық қасиеттері. Қолданылуы
Алкандарда гомолитикалық айрылу көміртегі атомдары арасында не көміртегі мен сутегі арасында жүреді, яғни ол атомдар бір электроннан алып, бос радикалдарға айналады: С:Н → С + Н

  1. Галогендеу

Реакцияның жылдамдығы Ғ > Сl > Вr > І қатары бойынша азаяды. һυ арқылы жүреді.


CH4 + Cl2CH3Cl + HCl

хлорметил




CH3Cl + Cl2CH2Cl2 + HCl

хлорлы метилен




CH2Cl2+Сl2СНCl3 + HCl

хлороформ




CHCl3 + Cl2ССl4 + НСl

төртхлорлы көміртек


Реакцияның механизмі:


Cl2 → 2Cl.


CH4 + Cl. CH3 . + HCl тізбектің

CH3 + Cl2CH3Cl + Cl. өсуі


CH3. + CH3. → CH3 - CH3 тізбектің

CH3. + ClCH3Cl үзілуі

Cl. + Cl. Cl2

Фтор мен хлордың метанмен қосылыстары практикада көп қолданылады: еріткіштер – СНСl3 , ССl4 , CF2Cl2.



2. Сульфохлорлау және сульфототықтыру

Концентрлі күкірт қышқылы жоғары парафиндермен сульфоқышқылын береді. Сульфоқышқылды және оның туындыларын мына реакциялар арқылы алу – үлкен практикалық мәні бар:






алкансульфохлорид


- сульфохлорлау




алкансульфоқышқыл


- сульфототықтыру


Бұл реакциялар жарық әсерінен не катализаторлар қатысында жүреді, бос радикалдар түзілу механизмі бойынша. Сульфоқышқылдар жуғыш заттар алу үшін қолданылады.



3. Нитрлеу

4. Тотықтыру
RН + О2 → СО2 + Н2О
Егер тотықтырғыш ретінде KMnO4, K2Cr2O7 алынса, реакция жоғары температурада жүргізілсе, парафиндерден қышқылдар түзіледі, жоғары май қышқылдарын сабын алуға қолданады:
RH + [O] → RCOOH
Қаныққан көмірсутектер катализатор қатысында жоғары температурада және жоғары қысымда тотығу реакциясына түсіп альдегидтер, кетондар, спирттер, карбон қышқылдарын түзеді.

5. Жоғары температурада көмірсутектердің крекингісі

t0>10000C

R – Н → C + H2, бұл реакция арқылы газ күйесінен арзан сутегі алынады. Ал метан крекингісі нәтижесінде ацетилен алынады:
2СН4 → C2Н2 + 3H2
Крекинг кезінде изомерлену (АІСl3 - катализатор):

және платина катализаторы қатысында ароматтану процестері жүреді. Сонымен бірге мұнайдағы жоғарғы көмірсутектерден бағалы төменгі қаныққан және қанықпаған көмірсутектерді алады:


t0>3000C t0

R – Н → алкан + алкен С8Н18 → С4Н10 + С4Н8


Қолданылуы
СН4 – табиғи газдың негізгі бөлігі (70-95%). С2Н6, С3Н8, С4Н10, С5Н12 – техникада этилен, пропилен, дивинил, изопрен, бутан, сірке қышқылын алуға қолданылады.
Өзін-өзі тексеру сұрақтары
1. С2Н6 + CI2 → Реакциясының барлық сатыларының теңдеуін жазыңыздар

2. Пентанның барлық изомерлерін жазып, аттарын атау керек.

3. Вюрца реакциясы бойынша октанды алудың барлық мүмкін бола алатын реакцияларының теңдеулерін жазу керек.

4. Октанның симметриялы және симметриялы емес крегингісінің теңдеулерін жазу керек.

5. Бутаннан альдегид алу реакциясының теңдеуін жазу керек

6. Дивинил, изопрен алу реакцияларының теңдеулерін жазу керек.


2 Зертханалық сабақтың тақырыбы

Көмірсутектерді (алкандарды) алу және химиялық қасиеттері
Жұмыстың мақсаты: Көмірсутектерді зертханалық тәсілмен алуды игеру және олардың химиялық қасиеттерін зерттеу.

Реактивтер мен жабдықтар: Натрий ацетаты (СН3СООNa), натронды ізбес (NaОН + Са(ОН)2), калий перманганаты (КМnO4), штатив, пробиркалар, спирт шамы, газ жүретін түтікшелі тығын, фарфор тостағаны, бром суы.

1- тәжірибе. Метанды алу және оның қасиеттерін зерттеу

Жұмыс барысы: Бір бөлік сусыз натрий ацетаты мен екі бөлік натронды ізбестің қоспасын фарфор тостағанда араластырып құрғақ пробиркаға салып, аузын газ түтігі бар тығынмен бекітеді де, штативке көлбеу орнатады.

Алдымен пробирканы баяу, ал қоспа салынған жерін қатты қыздырады. Бөлінген метанды су астында жинайды. Метанды екі пробиркаға жинандар.

Метан жақсы жанады. Оны байқау үшін метаны бар пробирканың су астында бармақпен аузын басып тұрып, судан шығарады да спирт шамының жалынына ұстап аузынан тұтатады, метан көкшіл түсті күйесіз жалын шығарып жанады. Метан толық жану үшін пробиркаға шетінен аз- аздап су құю керек, сол кезде пробирка түбіндегі газ біртіндеп жоғары көтеріледі де, жану толық жүреді. Қоспаны қыздыра отырып, газ жүретін түтікшенің ұшын 1 мл калий перманганаты құйылған пробиркаға (1-2 тамшы концентрлі күкірт қышқылы құйылған) батырады, сосын газ жүретін түтікшенің ұшын 1 мл бром суы құйылған пробиркаға батырады.Бұл ерітінділерден газды 20-30 секундтай өткізеді.Қандай өзгеріс болады? Сосын газ жүретін түтікшенің ұшын жоғары қаратып, газ жүретін түтікшенің ұшында газды жағады.

Пробирка суыған соң бірнеше тамшы концентрлі тұз қышқылын құяды. Неге? Байқаған құбылысты сипаттап, реакция теңдеуін жазыңдар.



Өзін өзі бақылауға және зертханалық жұмыстарды қорғауға арналған сұрақтар:

1. Метан суда ери ме? Метанды алу реакциясының теңдеуін жаза керек.

2. Метанның жану реакциясының теңдеуін жазыңыздар.Жалын түсі қандай? Неге?

3. Метанның түзілу реакциясын жазыңыздар.

4. Неге сусыз натрий ацетаты қолданылады? Натрон ізбесі не үшін қажет?

5. Калий перманганаты және бром суы ерітінділері арқылы метанды өткізгенде ерітінділер түсі қалай өзгереді? Метан қай гомологтық қатарға жатады?



ҚАНЫҚПАҒАН КӨМІРСУТЕКТЕР (АЛКЕНДЕР)

Этиленді көмірсутектердің гомологтық қатары. Жалпы формуласы. Изомериясы. Номенклатурасы
Этилен көмірсутектері (алкендер не олефиндер) - бір қос байланысы бар, яғни қатар тұрған көміртек атомдары арасында екі валенттілік болатын заттар, олардың жалпы формуласы СnH2n , алғашқы көмірсутек этилен С2Н4, СН2=СН2.

Құрылымдық изомерия С4Н8 (бутеннен) басталады, бірақ алкандарға қарағанда көбірек болады, қос байланыс орнына қарай, сонымен бірге алкендерде кеңістіктік (геометриялық), цис-транс-изомерия да бар.










бутен – 1

бутен - 2

2-метилпропен

Цис-изомерде бірдей атомдар не атомдар тобы қос байланыс бар көміртектердің бір жағында, транс-изомерде - әр жағында болады:


цис-2-бутен транс-2-бутен


Цис-транс - изомерлердің болуы екі көміртек атомдары арасындағы -байланыс осі бойынша атомдар тобының айналуына π- байланыс мүмкіндік бермейтіндігінен. Тек жоғары температурада π- байланыс энергиясы азайғанда бір геометриялық изомер екіншісіне өте алады.

Олефиндер атауында алкандардағы -ан жұрнағы -ен жұрнағына ауысады. Цифрмен қос байланыс орны көрсетіледі, негізгі тізбек ретінде қос байланыс тұрған тізбек алынады, көміртегі атомдарын нөмірлеу қос байланысқа жақын атомнан басталады:


3-метилбутен-1


Кейде СН2 = СН - (эмпириялық аты) – винил деп, СН2 = СН – СН2 – аллил деп, СН2 = С(СН3) – изопропенил деп аталады.
Алу жолдары. Физикалық қасиеттері
1. Олефиндер мұнайда кездеседі, таза күйінде мұнайдан С6Н12-ден С13Н26 – ға дейінгі олефиндер бөлініп алынған.

2. Алкандарды дегидрогендеу арқылы, Сr2О3 катализатор болады.

3.Спирттерді дегидратациялап, катализатор – (Н2SO4, H3РO4 концентрлі, Р2O5, олар суды алады).


Зайцев ережесіне сәйкес жүреді: сутегі сутегісі аз көміртегі атомынан алынады.

4. Галогентуындылардангалогендерді не галогенсутектерді алу арқылы (сілтінің спирттегі ерітіндісі қатысында). Бұл жағдайда да реакция Зайцев ережесі бойынша жүреді:



5. Ацетилен қатарының көмірсутектерін гидрлеп:


Физикалық қасиеттері
С2Н4 - С5Н10 – газдар, С6Н1217Н34- сұйық, С17Н34- тен жоғары - қатты заттар. Тармақты тізбекті олефиндердің қайнау температуралары сәйкесінше тармағы жоқ олефиндерден төмен. Цис-изомерлер де транс-изомерге қарағанда жоғарырақ температурада қайнайды. Тығыздықтары бірден кем, бірақ сәйкес алкандардан жоғары, гомологтық қатар бойынша өседі. Суда парафиндерге (алкандарға) қарағанда жақсырақ ериді.
Химиялық қасиеттері. Қолданылуы
Олефиндерге қосылу реакциясы тән, оларда -және π- байланыс қос байланыс тұрған жерде (sр2-гибридтелу) болады, сол жерде байланыс ұзындығы 0,134 нм. Олефиндер алмасу реакциясына да қабілетті, көбінесе қос байланысқа қатысты α- орындағы сутегі атомы алмасу реакциясына түскіш, қосылу реакцияларына қос байланыс электрондар доноры бола алады.

кат-р

1.Гидрлеу. СН2= СН2 + Н2 → СН3-СН3 катализаторлар: Рt,Pd,Ni. Лебедев ережесі бойынша қос байланыс жанында сутегінің орнын басқан радикалдар аз болған сайын олефиндер оңайырақ гидрленеді, себебі гидрлену үшін катализаторда олефин молекулалары адсорбцияланады.

2. Галогендену. Олефиндер галогендерді оңай қосып алады:
СН2 = СН2 + Вr2 → CH2Вr - CH2Вr
Реакция жылдамдығы галоген табиғатына және олефин құрылысына байланысты. Фтор жалындап, өте тез, ал йод-ақырын және күн сәулесі әсерінен ғана қосылады. Қос байланыс жанында орын басқан радикалдар көп болған сайын қосылу реакциясы оңайырақ болады, себебі этилендік байланыс көбірек поляризацияланады. Галогендер олефиндерге радикалды және ионды механизм бойынша қосыла алады:

қоныр түссіз


Олефиндердің галогендерді қосу реакциясын сапалық және сандық анализде қолдануға болады; бром мөлшері бойынша олефин мөлшері анықталады.

3. Гидрогалогендеу. СН2 = СН2 + НСl → СН3 – СН2Сl хлорэтил, НІ оңайырақ қосылады. Симметриялы емес олефиндерге галоген сутек Марковников В.В. ережесі бойынша қосылады: сутегісутегісі көбірек көміртегі атомына қосылады.

СН3-СН = CH2 + НСl → СН3 - СНСl – СН3


Марковников ережесі қосылу реакциясы ионды механизм бойынша жүрсе ғана орындалады. Радикалды механизм кезінде НHal қосылуы керісінше - Караштың перекисті эффекті бойынша жүреді.

4. Гипогалогендеу: НОСl қышқылын қосу Марковников ережесі бойынша жүреді.

- +


СН3 – СН = СН2 + НОСl → СН3 – СНОН – СН2Сl
Бұл реакцияны хлор мен суды алып та, жүргізуге болады.
СН2 = СН2 + Сl2 + Н2О → СН2Сl - СН2ОН + НСl
5. Гидратациалау:минералды қышқылдар қатысында жүргізеді

6. Тотығу: Олефиндер ауа оттегісімен не басқа тотықтырғыштармен тотығады, реакция бағыты тотықтырғыштар табиғатына және реакцияны жүргізу жағдайларына байланысты.

а) катализатор қатысынсыз ауа оттегісімен олефиндер алдымен гидропероксидтер түзеді, олар спирттер және карбонил қосылыстар беріп, айрылады: оттегі қос байланысқа β – байланыс түзетін сутегі атомына әсер етеді.

ә) Күміс катализатор қатысында олефиндер ауа оттегісімен органикалық оксидтерге дейін (эпоксидтерге) тотығады:

в) Калий перманганатының сұйық ерітіндісі (Вагнер реакциясы) не сутегі пероксиді (катализаторлар СrО3, ОsO4) олефиндерді гликольдерге айналдырады. Қос байланыс тұрған жерге екі гидроксид қосылады:
3СН2 = СН2 + 2КМnO4 + 4H2O → 3CH2OH – CH2OH + 2MnO2 + 2КОН

этиленгликоль


г) Тотықтырғыштардың концентрлі ерітіндісімен олефиндерге әсер етсе (КМnO4, Н2СrО4, HNO3) қос байланыс үзіледі де кетондар не қышқылдар түзіледі:




2-метилбутен-2

ацетон

сірке қышқылы

Бұл реакция олефиндердің құрылысын анықтауға қолданылады.Түзілген кетондар мен қышқылдар құрылысына байланысты алғашқы заттардағы қос байланыс тұрған орын анықталады.

д) Олефиндердің құрылысын анықтау үшін озон (О3) да қолданылады (Гарриестің озондау реакциясы), озон қос байланыс тұрған жерге қосылады, алдымен тұрақсыз, қопарылыс беретін озонидтер түзіледі, олар сумен әрекеттесіп сутегі пероксиді мен карбонил қосылысын береді:

Альдегидтер ары қарай пероксидпен қышқылдарға дейін тотығады.



7. Алкилдеу. Олефиндерлі алкилдеу нәтижесінде тізбек ұзарады. Реакция фосфор не күкірт қышқылы қатынасында жүреді:

2,2,4-триметилпентан


Осы әдіспен изоқұрылысты парафиндерді алуға болады мысалы, изооктан-жоғары октанды мотор отынын алады.

8.Диспропорциалану. Олефиндердің диспропорциялану реакциясы Циглер катализаторы (WCl6 не MoCl5 тұздарына этилалюминий дихлорид қосып дайындайды) қатысында жүреді:
2R-CH=CH- R1 R-CH=CH-R +R1–CH=CH- R1
9. Полимерлену. Полимерлену реакциясын А.М.Бутлеров ашқан. Полимерлену реакциясы қыздыру арқылы, өте жоғары қысым беру арқылы, сәуле әсерімен, бос радикалдар не катализатор қатысында жүреді. Егер мономерлер қоспасы полимеризацияланса - сополимеризация деп аталады.

Полимерлену механизміне байланысты: а) радикалды б) ионды болып 2-ге бөлінеді.

а) жылу не жарық әсерінен заттар бос радикалдарға айналады:

б) Ионды полимеризация кезінде мономер молекулалары реакцияға түскіш иондар түзеді. Катионды полимеризацияның катализаторы қышқылдар, алюминий хлориді, бор хлориді бола алады. Ионды полимеризация төменгі температурада жүреді. Анионды полимеризацияда катализатор ретінде сілтілік металдар, металорганикалық қосылыстар, сілтілік металдар амидтері бола алады. Полимеризация реакциясын мономерлердегі қоспалар (мысалы,аминдер, хинондар, фенолдар) әлсіретеді, оларды ингибиторлар деп атайды.

Полимеризация нәтижесінде алынған катты заттар техникада қолданылады, олар эластомерлер (каучуктер), термопластар және термореактивті полимерлер болып 3 түрге бөлінеді. Термореактивті полимерлер қыздырғанда өздерінің ерігіштігі мен иілгішгін жоғалтады.

10. Жоғары температурада не катализатор қатысында олефиндер изомеризацияланады. Бұл кезде қос байланыс орнын ауыстырады (көбінесе молекула ортасына қарай) не көміртегі скелетінің құрылысы өзгереді, не осы 2 процесс бірге жүреді:

Этилен полимерлері (полиэтилен, полихлорвинил), еріткіштер (спирт, дихлорэтан, гликоль эфирлері), «антифриздер» (судың қату температурасын төмендететін сұйықтар), сірке альдегидін және сірке қышқылын алуға қолданылады.

Пропилен полипропилен және изопропил спиртін, акрилонитрил, глицерин,фенол алуға қолданылады. Бутиленнен синтетикалық каучук алу үшін қажет дивинил алады, изобутиленнен изопрен (изопрен каучугінің мономері), изооктан (жоғарыоктанда отын), полиизобутилен алады.
Өзін-өзі тексеру сұрақтары
1. Изомерия түрлері, мысалдар.

2. Алу тәсілдері.

3. Структуралық формуласын жазу керек: транс-2,3-диметилгексен-4, цис-2,3- дихлоро-2-бутен.

4. Егер 3,6 г су алкенге қосылып 12 г спирт түзілсе, алкен формуласы қандай болады?

5. 18,4 г этил спиртінен неше литр ( қ.ж.) этилен түзіледі?

6. 9,2 г этил спиртінен алынған этиленді тотықтыруға 40%- ті KMnO4 ерітіндісі жұмсалаған, тотықтырғыш массасы есептеу керек . Жауабы: 52,5г.


3 Зертханалық сабақтың тақырыбы

Көмірсутектерді (алкендерді) алу және химиялық қасиеттері
Жұмыстың мақсаты: Алкендерді зертханалық тәсілмен алуды игеру және олардың химиялық қасиеттерін зерттеу. Метанның қасиеттерімен салыстыру.

Реактивтер мен жабықтар: этил спирті (С2Н5ОН), күкірт қышқылы (Н2SO4 концентрлі), калий перманганатының (КМnO4) ерітіндісі, штатив, пробиркалар, газ жүретін түтікшелі тығын, пемза үгінділері, спирт шамы.

Жұмыс барысы: Пробиркаға 0,5 мл этил спиртін құйындар және оған абайлап 2 мл концентрлі күкірт қышқылын қосындар. Үстіне қыздырған кезде қоспа біркелкі қайнау үшін пемза түйірлерін салыңдар. Пробирканы баяу және ептілікпен қыздырындар.

Қыздырғанда пробиркадағы қоспа қарая бастайды, одан этилен газы бөлінеді.

Түтіктен шығып жатқан этиленді екінші пробиркадағы 1 мл калий перманганатының ерітіндісіне жіберіңдер. Не байқалады?

Бөлініп жатқан этиленді су астында жинап алып немесе газ түтігінің ұшында жағыңдар. Жалынның түсін байқандар. Қыздыруды тоқтатып, құралды суытыңдар.



Өзін өзі бақылауға және зертханалық жұмыстарды қорғауға арналған сұрақтар:

1. KMnO4 ерітіндісі арқылы метан өткізгенде қандай өзгеріс болады? Неліктен?

2. Зертханада этиленді алу реакциясының теңдеуін жазыңыздар.

3. Неліктен тәжірибеде қолданылған күкірт қышқылы концентрлі болуы керек?

4. Калий перманганатының ертіндісі түссізденеді. Неге?

5. Этилен жалынымен метан жалынының айырмашылығы неде?

6. Этиленнің жану реакциясының теңдеуін жазыңыздар.

ҚАНЫҚПАҒАН КӨМІРСУТЕКТЕР.

АЛКИНДЕР (АЦЕТИЛЕН КӨМІРСУТЕКТЕРІ)
Ацетилен көмірсутектерінің гомологтық қатары. Жалпы формуласы. Изомериясы. Номенклатурасы
Алкиндерде екі көміртегі атомдары арасында бір үш байланысбар, ол жерде үш валенттілік (sр-гибридтелу) болады. Гомолог қатарының жалпы формуласы СnH2n-2 . Структуралық изомер С4Н6 көмірсутегіден басталады. Онда тек үш байланыс орнына қатысты изомер болады:

С5Н8 - бутиннен бастап, изомерия үш байланыс орнына және радикалдың орнына қатысты болады:


Алкиндер изомерлер саны бойынша алкан мен алкендер ортасында орналасады. Алкиндерде де көміртегі атомдарын нөмірлеу үш байланысқа жақын жерден басталады, үш байланыс бар тізбек негізгі болып саналады.


Алу жолдары. Физикалық қасиеттері
1. Ацетиленді алкилдеп не галогенсутектерді (галогендерді) полигалогентуындылардан үзіп алу арқылы алады (ацетиленді металорганикалық қосылысқа айналдырып):
а)

натрий амиді



б)
2. Қаныққан көмірсутектердің геминальды (галогендер бір көміртегі атомдарында орналасса) және винициальды (галогендер көрші екі көміртегі атомдарында орналасса) дигалогентуындыларына және олефиндердің галогентуындыларына сілтінің спиртегі ерітіндісімен әсер етіп алады (галоген қос байланысы бар көміртегі атомында тұруы керек):

Геминальды дигалоген туындыны альдегидтерге және кетондарға РСІ5 әсер етіп алады, ал винициальды галоген туындыны олефинге галоген қосу арқылы алады.

Ацетилен көмірсутектерінінің қайнау және балқу температуралары олефиндерге ұқсас. Ацетилен көмірсутектерінің тығыздығы олефиндер мен парафиндердің тығыздықтарынан жоғары.


Химиялық қасиеттері. Қолданылуы
Алкиндерде үш байланыс тұрған жерде sр-гибридтелу болады, көміртек атомдары арасы 0,120 нм, үш байланыс тұрған жердегі сутегі иондары қышқылдық қасиет көрсетеді, алкен мен алканға қарағанда алкиндердің қышқылдығы жоғары: КD, С2Н2 = 10-23, КD, С2Н4 =10-40,

КD, С2Н6 =10-40, себебі ацетиленде С – Н байланыс поляризациясы көбірек. Ацетилен көмірсутектеріне де қосылу реакциясы тән.



1. Гидрлеу. Алкендерді, алкиндерді гидрлеу үшін бірдей катализаторлар (Рd , Рt) қолданылады.

Егер алкин мен алкен қоспасын гидрлесе, алдымен алкин молекулалары катализатор бетінде жеңіл адсорбцияланады, сондықтан алкен молекулалары катализатор бетіне келе алмайды. Бұл жағдай алкиндерді алкендер қатысында сұрыптап гидрлеу жағдайын жасайды, ары қарай қажет болса олефиндерді алкандарға айналдырады.

Реакцияның жүргізілу жағдайына байланысты алкиндерді гидрлегенде цис-және транс-алкендер алынуы мүмкін. Егер Рd –катализаторында аздаған қорғасын қосылысы болса, цис-алкен, ал аминдегі не аммиактағы литий металын катализатор ретінде алса, транс-алкен түзіледі.



2. Галогендеу. Алкендерге галогендердің (хлор, бром,йод) қосылуы олардың олефиндерге қосылуына қарағанда баяу жүреді. Түзілген транс-дигалогеналкендерді оңай бөліп алуға болады, себебі галогендердің (хлордан басқа) ары қарай қосылуы қиындайды. Хлорды қосу еріткіш қатысында жүреді, себебі жарық әсерінен қопарылыс болуы мүмкін:

Алкиндерге галогендердің және галогенсутектердің қосылуы электрофильді (онда Марковников ережесі сақталады) және радикальды (қосылу бағыты Марковников ережесіне қарама-қарсы) механизмдер бойынша жүреді.

3. Гидратация. Алкиндер суды және қышқылдарды өте оңай қосып алады. Күшті қышқылдар қосылуы катализатор қатысынсыз, судың қосылуы сынап (ІІ) сульфаты қатысында (Кучеров реакциясы – ацетилен алу) не гетерогенді катализаторлар қатысында жүреді. Сонда ацетиленнен сірке альдегиді, басқа алкиндерден-кетондар алынады:

Осы реакция бойынша сірке альдегидінен сірке қышқылын өндірісте алады.



4. Спирттердің қосылуы. Алкиндерге спирттердің қосылуы алкоголяттар қатысында жүреді:

винил эфирі ацеталь


Алынған винил эфирі мономер ретінде қолданылады, одан винилбутил эфирінің полимерін алады, ол жараны емдеуге қоланылады (М.Ф.Шостаковский бальзамы).

5. Циан қышқылын қосу. Ацетиленге циан қышқылы мыс тұздары қатысында қосылып, акрилонитрил полимерінің мономерін түзеді:

6.Тотығу. Үш байланыс тұрған орын бойынша, алкиндер де алкендер сияқты тотығады. Тотығу процесінің нәтижесінде сәйкес карбон қышқылдары түзіледі. Тотықтырғыш ретінде КМnO4, О3 т.б. қолданылады.

Алкиндерді тотықтыру реакциялары негізінен олардың құрылысын анықтауға қолданылады.

Алкиндерді ауамен тотықтырғанда үш байланысқа қатысты β-орында тұрған С-Н-байланыста тотығу процесі жүреді, сонда сәйкесінше гидропероксидтер түзіледі.

7. Металдау (металл иондарын алкиндерге кіргізу). Ацетиленнің сутекті атомдары металл-иондарына ауысып, ацетиленидтер түзеді, сонда ацетилен қышқыл ретінде реакцияға түседі:

НС≡СН + NaNH2 → HC≡C-Na + NH3


HC≡CH + 2[Ag(NH3)2]OH → Ag-C≡C-Ag + 2H2O + 4NH3
Ауыр металдардың (мыс, күміс) ацетиленидтері - жарылғыш заттар.

Ацетиленидтер де металорганикалық қосылыстар сияқты нуклеофильді алмасу реакцияларына не қосылу реакцияларына галогентуындылармен, альдегидтермен, кетондармен және СО2 түседі - спирттер, қышқылдар түзеді.



8. Алкиндердегі сутегі атомдарының галогендермен алмасуы.
НС≡СН → НС≡ССl → ССl ≡ ССl
(бұл реакция NaClO қатысында жүреді), ауада өздігінен жанатын қосылыс түзіледі.

9. Полимерлену. Алкиндер бірнеше бағытта полимерленеді:

а) активтелген көмір қатысында қыздырғанда (Н.Д.Зелинский) не Ni(Cо)[C6H5]3P]2 қатысында (В.Реппе) ацетиленнен бензол түзіледі:



б) Мыс (І) тұздары қатысында ацетиленнің сызықты полимеризациясы жүреді; негізінен винилацетилен және дивинилацетилен түзіледі:

винилацетилен дивинилацетилен


в) ацетиленге никельдің комплекс қосылыстары әсер еткенде циклооктатетраен және ацетиленнің басқа полимерлері түзіледі:

Осы процестердің бәрі практикалық маңызы бар процестер.



10. Изомерлену. Алкиндер еселі байланыстың орнын ауыстырып не диен көмірсутектеріне айналып изомерленеді.

Сілтілік металдар әсерінен этиндердегі үш байланыс молекула соңына өтіп, ацетиленидтер алынады.

Сілтілердің спирттегі ерітінділері этиндердегі үш байланысты молекула соңынан ортаға көшіреді. Сол кезде аллен көмірсутектері (ортадағы өнімдер) түзіледі. (А.Е.Фаворский):

Кей катализаторлар қатысы арқылы алкиндер аллен көмірсутектер түзе отырып, диен көмірсутектеріне өтеді.


СН3-СН2-С≡СН  СН3-СН=С=СН2 → СН2=СН-СН=СН2
Алкиндердің ішінде өндірістік маңызы бар қосылыс ацетилен. Оны техникада кальций карбидіне су қосып не табиғи газдардың пиролизі арқылы алады:

t0

СаО + 3С → СаС2 + СО

СаС2 + 2Н2О → Са(ОН)2 + С2Н2


Қысылып сақтайтын ацетилен өте жарылғыш. Ацетилен, этан, этилен элементтерге айырылғанда бөлінетін жылу, кДж/моль:

С2Н2 → 2С + Н2 + 226,9 кДж

С2Н4 → 2С + 2Н2 + 52,4 кДж

С2Н6 → 2С + 3Н2 +84,6 кДж


Оттегіде ацетилен жанғанда өте үлкен температура (30000С) пайда болады, сондықтан оны металдарды бір-біріне тіккенде (сварка) және металдарды кескенде қолданады, сонымен бірге ацетилен химия өндірісінде пластмасса, каучук, еріткіштер алғанда, ацетиленнің көп мөлшері винилацетилен алуға (винилацетиленнен хлорпрен каучугін алады) қолданылады.

Екі үш байланысы бар қосылыстар реакцияға түскіш, диацетилен (НС≡С-С≡СН) және полиацетилен қосылыстары табиғатта өсімдіктерде кездеседі.



Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   7   8   9   10   11   12   13   14   15




©engime.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет