390200 му к лаб раб по неорганической химии

К.Х. Жапаргазинова

химиялық технологиясы мамандықтарының студенттері үшін

оқу құралы

Павлодар

ББК 24.1я73

Б38
ҚР Білім және ғылым министрлігінің республикалық оқу-әдістемелік кеңесінің химиялық-технологиялық мамандықтары бойынша оқу-әдістемелік бөлімінің шешімімен баспаға ұсынылған (Хаттама №1, 1.03. 2006 ж)
Рецензенттер:

Техника ғылымының докторы, профессор Джакипбекова Н.О.- М.Әуезов атындағы Өнтустік Қазақстан мемлекеттік университетінің кафедра меңгерушісі;

Химия ғылымының кандидаты, доцент Шоманова Ж.К.-Павлодар мемлекеттік педагогикалық институның жаратылыстану факультетінің деканы;

Химия ғылымының кандидаты Акимбекова К.Ж.-С.Торайғыров атындағы Павлодар мемлекеттік университетінің доценті

Оқу құралы студенттердің «Бейорганикалық химия» пәнінен оқу тағлымы курсынан алған білімдерін тәжірибелік сабақтарында бекіту мен нығайтуға арналған. Оқу құралында химиялыќ реакциялардың жүру заңдылықтары, электрохимиялық үрдістердің, термодинамиканың мәні қысқаша берілген және лабораториялық жұмыстардың жұмыс барысы, есептеулер әдістемесі жєне бақылау сұрақтары келтірілген.

ББК 24.1я73

ISBN9965-539-82-0 © Жапаргазинова К.Х., 2010

©С. Торайгыров атындағы

Павлодар мемлекеттік университеті, 2010

Кіріспе
Лабораториялық жұмыстарға арналған оқу құралы бейорганикалық химия курсының негізгі тақырыптарына және бағдарламасына сәйкестіріп жазылған.

Әрбір лабораториялық жұмыстың алдында қысқаша теориялық мәліметтер келтірілген: негізгі заңдар мен түсініктер, химиялық процестер жүруінің заңдылықтары және олардың ерекшеліктері, периодтық заң мен зат құрылысы, тотығу-тотықсыздану реакциялар, электрохимиялық процестер, коррозия сияқты процестер қарастырылған. Осымен қатар, бақылау сұрақтары мен кейбір есептер берілген. Лабораториялық жұмыста қолданылатын аспаптардың суреттері және тәжірибе нәтижелерін өндеу үшін қажетті формулалар келтірілген.

Ұсынылып отырған оқу құралы жоғары оқу орындарының бакалавр инженерлік мамандықтарын меңгеретін студенттерге арналған. Осы оқу құралы лабораториялық жұмыстарын өз бетімен жасауға және күрделі теориялық тақырыптарды түсінуге көмектеседі.


1 Лабораториялық жұмыстарды дайындау реті
Лабораториялық жұмыстың алдында студенттердің конспектлері тексеріледі және эксперименттер мағынасы анықталады.

Әрбір лабораториялық жұмыс жеке бетте ӨС–СҚ -02-03 стандарты бойынша сәйкестіріп жазылады. Лабораториялық жұмыстың есеп беруінің құрамында болу керек:

1. 
   жұмыстың мақсаты;
   
2. 
   берілген тақырып бойынша қысқаша теориялық мәліметтер;
   
3. 
   эксперименталды бөлім, әр тәжірибенің реті, байқалған құбылыстар, өзгерістер, химиялық реакциялардың теңдеулері;
   
4. 
   аспаптардың сызбанұсқасы;
   
5. 
   есептеулер мен кестелер;
   
6. 
   қорытындылар;
   

Химиялық лабораторияда барлық жұмыстар оқытушының басшылығымен өтеді. Әр химиялық лабораторияда қауіпсіздік техникасының ережелері болуы тиіс және оларды түрлі жұмыстарды орындаған кезде сақтау керек.

1 Әрбір қатысушыға лабораториялық құрал-жабдықтармен қамтамасыз етілген белгілі тұрақты жұмыс орны беріледі.

2 Лабораториялық жұмыстарға қауіпсіздік техникасының ережелерімен танысқан қатысушылар ғана жіберіледі. Студенттер журналға өздерінің қауіпсіздік техникасы ережелерімен танысқаны жөнінде қол қояды.

3 Өрт қауіпсіздігінен қамтамасыз ету үшін лабораторияда әрқашан құрғақ топырақ, асбест жамылғысы және өртсөндіргіштер болуы керек.

4 Алғашқы көмек жасау үшін лабораторияда дәрі-дәрмек болуы керек.

5 Улы, ұшқыш және жағымсыз иіс бөлініп шығатын жұмыстарды тартпа шкафында өткізу керек.

6 Заттың иісін анықтағанда ыдысты өзіңізге жақын апаруға болмайды, өйткені бу немесе газдарды иіскеу тынысалу жолдарын тітіркендіруі мүмкін.

7 Электрқондырғыларды арнайы инструкциясыз пайдалануға болмайды. Оларды ток көзіне жалғаған кезде металл заттарды (кран, құбыр, т.б.) ұстауға болмайды.

8 Жұмыс аяқталған соң барлық электрқондырғыларды төк көзінен алып тастаңдар, зертханаға газ және су жіберуді тоқтатыңдар.

2. 
   Реактивтер және оларды дұрыс қолдану
   

1 Ерітінділері және құрғақ заттары бар барлық шынысауыттарды жабық түрде ұстайды, оларды тек пайдаланған кезде ғана ашады.

2 Шынысауыттардың тығындарын ауыстырмау, сонымен қатар реактивтерді алған кезде құйғыларды ауыстырмау.

3 Зерттелетін ерітінділерді пробиркаларға тек құйғы көмегімен ғана құю. Құйғыны қолданған кезде оның ұшы пробирканың ішкі қабырғасына тимеу қажет.

4 Реактивтердің қалдығын қайтадан өзі алынған ыдысқа салмаңдар және құймаңдар. Өйткені бұл құрамын өзгертеді және бастапқы зат таза күйінде сақталмайды.

5 Жалпы қолданылатын реактивтерді жұмыс орнына әкетпеу; жалпы және жекеше қолданылатын реактивтердің орнын реттеп сақтау.

6 Заттардың дәмін татуға болмайды. Барлық реактивтер улы заттар.

7 Күміс, сынап тұздарының және концентрлі қышқылдардың, сілтілердің қалдықтарын тартпа шкафында орналасқан арнайы ыдыстарға құяды.

8 Пробирканы қыздырған кезде аузын өзіңе қаратуға болмайды.

9 Күйдіргіш заттармен жұмыс жасаған кезде келесі қауіпсіздік шараларын сақтау керек:

9.1 Көп мөлшерлі қышқылдарды, сілтілерді қолданған уақытта сақтаушы көзілдірікте және қолғапта жұмыс жасау керек.

9.2 Қышқылдарды сұйылтқан кезде оларды суға құяды. Керісінше емес.

Барлық төтенше жағдайлар жөнінде дереу оқытушыға немесе лаборантқа хабарлаңыз.

1 лабораториялық жұмыс. Мырыштың молярлі эквиваленттік массасын анықтау
Жұмыстың мақсаты. Қышқыл ерітіндісінен сутегіні ығыстыру арқылы әдісімен, металдардың эквиваленттік массасын анықтау тәсілін оқып үйрену

Теориялық қіріспе. Элементтің химиялық эквиваленті (Э) дегеніміз, оның сутегі атомдарының бір молімен әрекеттесетін, немесе химиялық реакция кезінде сутегіні сондай мөлшерінде қосылыстардан ығыстырып шығаратын мөлшерін айтамыз. Мысалы HBr және KBr молекулаларында сутегі атомдарының 1 молі (1,008 г) калий атомдарының 1 моліне (39,098 г) эквивалентті.

Заттың немесе элементтің қандай бөлігі сутегінің 1 моліне эквивалентті екенін көрсететін сан -эквивалент факторы деп аталады. Бүл өлшемі жоқ шама және оны f_экв(Х) деп белгілейді. Қосылыстағы элементтің (Х) эквивалент факторы былай табылады

мұндағы т.д.- элементтің тотығу дәрежесі (абсолюттік мәні).

Әрбір реакцияларда эквивалент факторы стехиометриялық коэффициенттер негізінде есептеледі.

Эквиваленттік масса (m^э ) деп заттың бір эквивалентінің г/моль мен алынған массасын айтады немесе элемент (Х) эквиваленттік массасы –эквивалент факторы мен элементтің мольдік массаларының М(Х) көбейтіндісіне тең

m^э = f_экв(Х) · М(Х) (2)
Жоғарыда келтірілген сутегінің және калийдің эквиваленттік массалары 1 г/моль және 39 г/моль.

Эквиваленттік көлем (V^э ) деп заттың бір эквивалентінің берілген жағдайда алатын көлемін айтады. Эквиваленттік көлемді газдардың мольдік көлемі арқылы табады. Кез келген газдың 1 молі қалыпты жағдайда 22,4 л көлем алады. Мысалы, азоттың (N₂) 22,4 литрінде азот атомдарының 2 молі бар (14·2=28 г). Азоттың эквивалент факторы 1/3 мольге тең болғандықтан, m^э = f_экв(Х) · М(Х) = 1/3· 14 =4,7 г/моль. Азот молекуласының 1 молі (14·2=28 г) 22,4 л болады. Пропорция арқылы азоттың эквиваленттік көлемін табамыз

4,7 г/моль --- V^э ;

V^э = (4,7· 22,4)/28 =3,7 л.
Күрделі заттардың эквиваленттік массаларын табу үшін олардың мольдік массаларын әрбір бөлшектің жаңадан түзген химиялық байланыстар санына бөлу арқылы есептейді.

а) Қышқылдар мен негіздердің алмасу реакциялар кезіндегі эквиваленттік массаларын табу үшін олардың мольдік массаларын (М) ығыстыралған сутегі иондар Н⁺ (n_H) немесе гидроксид тобы ОН^- санына (n _OH) бөлу керек:

f_экв(Х) =1/N·z (4)

z- сол иондардың заряды;

ал тұздардың және оксидтердің эквиваленттік массалары 5-ші формула арқылы есептеледі: мольдік массалары (М_тұз) немесе (М_оксид) металл атомдар саны (n) мен сол металдың валентлік (В) көбейтіндісіне бөлінеді

m^э _тұз = М_тұз /(n B) (5)

– бір заттың эквиваленттік массасы жүретін реакцияға байланысты әр түрлі болуы мүмкін;

– эквивалент факторы әр қашанда бірге немесе бірден кіші мәнге ие болады.

Эквиваленттер заңы: «Әрекеттесетін заттардың массалары (көлемдері) олардың эквиваленттік массаларына (көлемдеріне) пропорционал болады»

m₁/ m₂ = m^э₁/ m^э₂ (6)

Эквивалент заңының негізінде реакцияға қатысатын және оның нәтижесінде түзілетін заттардың массаларын немесе көлемдерін есептеп, табуға болады.