390200 му к лаб раб по неорганической химии
жүктеу 0,83 Mb.
|
Бақылау сұрақтары Моль деп нені айтады? Бір мольде заттың қандай мөлшері болады? Заттың молекулярлық массасы деп нені айтады? Оны қалай есептейді? Газдың салыстырмалы тығыздығы деп нені айтады? Салыстырмалы тығыздық бойынша қандай есептеулер жүргізуге болады? 200 мл ацетиленнің (қ. ж.) массасы 0,232 г тең. Ацетиленнің мольдік массасын есептеңіз. Газдың мольдік массасын есептеңіз, егер оның 600 мл (қ.ж.) массасы 1,714 г тең. Температура 170С және қысым 101,33 кПа болғанда ауаның 1 кг қандай көлем алады? Температура 00С, қысым 101,33 кПа болғанда 0,001 м3 газдың массасы 1,25 г тең. Осы газдың мольдік массасын және 1 молекуласының массасын есептеңіз. 3 лабораториялық жұмыс. Периодтық жүйедегі элементтердің және олардың қосылыстарыңың қасиеттерінің өзгеруі Жұмыстың мақсаты. Элементтер және олардың оксидтері мен гидроксидтер қасиеттерінің период пен топ бойынша өзгеруін оқып үйрену. Теориялық кіріспе. Атомдар құрылысы, электрондық формулаларының құрылымы заттардың химиялық қасиеттерін және олардың баскалармен әрекеттесу қабілетін түсіндіруге мүмкіндік береді. Д.И. Менделеевтің периодтық заңы: Элементтердің, олардың жай және күрделі қосылыстарының қасиеттері атомның ядро зарядына периодтық тәуелділікте болады (1869 ж.). Периодтық занның графикалық түрі – элементтердің периодтық жүйесі болады (қомсымша А қара). Периодтық жүйесі 7 период пен 8 топтан тұрады. – сілтілік металмен басталып, инертті газбен аяқталатын элементтер жиынтығы период деп аталады. Атомның квант қабатының саны периодтың нөміріне тең. – сыртқы квант қабатындағы электрондар саны бірдей элементтер жиынтыгы топ деп аталады. Топ екі топшаға (негізгі және қосымша) бөлінеді. Валенттік (яғни химиялық байланыстарды түзуге қатысатын) электрондардың саны топ нөмірі арқылы анықталады. – Элементтің заряды мен атомдағы электрондардың жалпы саны элементтің рет нөмірі арқылы көрсетіледі. – элетрондарды квант қабаттарының деңгейшілеріне бөлініп жазылуы элементтің электрондық формуласы деп аталады. Ал электрондардың орбитальдарға (ұяшықтарға) таратылып орналасуы элементтің элетрондық конфигурациясы болып табылады. – Атомдар квант қабаттарына электрондар үш принципі: Паули принципі, Гунд ережесі, минимал энергия принципі (Клечковский ережелері) негізінде толтырылады. Электрондық құрылысы бойынша барлық химиялық элементтер 4 түрлі бола алады. Негізгі топша элементтірінің валенттік электрондары сыртқы қабаттың s- немесе s- және p-деңгейшесіне толтырады (s- және p-элементтер деп аталады). Қосымша топша элементтерінің валенттік электрондары сыртқы қабаттың s-деңгейшесіне және сырттан санағанда ішкері жатқан екінші квант қабатының d-деңгейшесіне, үшінші квант қабатының f-деңгейшесіне орналасады (d- және f-элементтер деп аталады). Элементердің келесі қасиеттері периодтық тәуелділік бойынша өзгереді: атомдар радиустары, иондану энергия, электротерістілік, металдық-бейметалдық, қышқылдық-негіздік және тотығу-тотықсыздану қасиеттері. Элементтердің атом радиустары –бұл олардың ядродан сыртқы электрон қабатының тығыздығы ең үлкен орнына дейінгі арақашықтық. Период бойынша ядро зарядының өсуіне байланысты атомдар радиустары кішірейеді. Сондықтан, әрбір периодта сілтілік металдардың радиустары ең үлкен деп саналады. Топ бойынша, электрон қабаттарының өсуіне қарай, атом радиустары ұлғаяды. Қалыпты күйдегі атомнан бір электронды үзіп алу үшін жұмсалатын энергия мөлшері иондану энергиясы деп аталады. Бір периодтағы ядро зарядының өсуіне қарай элементтердің иондану энергиясы артады, ал топ бойынша – азаяды. Сондықтан, элементтердің тотығу қасиеттері периодтарда солдан оңға қарай күшейеді, ал топта үстінен төмен қарай қарастырғанда, керісінше- тотығу қасиеттері әлсірейді, ягни тотықсыздану қасиеттері артады. Заттардың қышқылдық-негіздік мінезі элементтің электртерістілігіне және тотығу дәрежесіне тәуелді. Мысалы, электртерістілігі жоғары элементтердің оксидтері, ягни бейметалдардың, қышқылдық оксидтері болып саналады, ал оларға сәйкес гидроксидтер- қышқылдар болып шығады. Металдар оксидтерінің мінезі олардың құрамына кіретін оттегі мөлшеріне байланысты, ягни металдың тотығу дәрежесіне. Неғұрлым металдың тотығу дәрежесі жоғары болса, соғұрлым оның қышқылдық қасиеттері артады. Жалпы қарастырғанда, оксидтер мен гидроксидтер мінезін былай тұжырымдауға болады: тотығу дәрежесі +3 кіші болса, оксид -негіздік болып шығады; тотығу дәрежесі +3,+4 –амфотерлі оксид, ал +4 жоғары болса –қышқылдық оксид болады. Сонымен, периодтық жүйдегі элементтің орны мен атом электрон қабаттар құрылысының негізінде элементтердің химиялық қасиеттерін болжауға болады. Жұмыстың орындалуы 1 тәжірибе. Үшінші периодтағы оксидтер мен гидроксидтерінің химиялық қасиеттерінің өзгеруі. 1.1 Натрий металының ауамен және сумен әрекеттесуі. Шыны ыдыстағы керосинге салынған натрий металының кішкене бөлшеғін қысқышпен алып фильтр қағазына қойыңыз. Оны пышақпен кесіңіз. Металдың жаңа кесілген жерінің өзгеруін бакылаңыз. Металдың өте кішкене бөлшегін кесіп алып, металды суы бар химиялық ыдысқа тастаңыз, өте күшті реакция жүреді. Ыдыстағы алынған ерітіндіге 1-2 тамшы фенолфталеин ерітіндісін қосыңыз. 1.2 Магнийдің сумен әрекеттесуі. Суы бар пробиркаға магнийдің аздаған бөлшегін (немесе магний оксидін) салып, және 1-2 тамшы фенолфталеин ерітіндісін тамызыңыз. Пробирканы спиртовка жалынына қыздырып, ерітінді түсінің өзгеруін түсіндіріңіз. Реакция теңдеуін жазыңыз. 1.3 Фосфордың жануы. Керамика пластинасына аздаған мөлшерде алынған қызыл фосфор бөлшегін салыңыз. Оны сіріңкемен тұтатып, фосфор тұтанысымен оны құйғымен жабыңыз. Құйғының үстіне құрғақ пробирка кигізілген. Ауа кіріп тұру үшін құйғының шетіне сіріңке қою керек. Жанудан пайда болған ақ түтін құйғы қабырғасына қонады. Фосфор жанып болған соң, құйғыны пробиркамен бірге алыңыз. Аздаған таза дистилленген сумен құйғы қабырғасындағы ақ түтінді шайып, пробиркаға түсіріңіз. Алынған ерітіндіге метилоранж ерітіндісінен 1-2 тамшы қосып теқсеріңіз. Реакция теңдеуін жазыңыз. 1.4 Күкірттің жануы. Колбаның 1/3 бөлігіне дейін дистилленген су құйып, оған 2-3 тамшы метилоранж қосыңыз. Одан кейін металл
1.5 Амфотерлі қосылыстардың қасиеттері. Үшінші периодтан амфотерлі элемент табып, пробиркада оның гидроксидін алыңыз /берілген реактивтер бойынша/. Алынған гидроксидті /тұнба / екі 3 кесте
пробиркаға бөліп құйыңыз. Түзілген тұнбаның амфотерлігін дәлелдеу үшін бірінші пробиркаға -тұз қышқылын (HCl), екіншісіне -сілті ерітіндісін (NaOH) құйыңыз. Қай пробиркада тұнба ериді? Жүрген реакцияны түсіндіріп, тендеуін жазыңыз. 3-ші кестені толтырыңыз. тәжірибе. 5-топтағы негізгі топшаның оксидтер мен гидроксидтерінің химиялық қасиеттерінің өзгеруі 2.1 Сурьма гидроксидінің қасиеттері. Пробиркаға 2-3 мл мөлшеріне дейін сурьма хлоридінің ерітіндісін құйыңыз. Алынған ерітіндіні екі пробиркаға бөліп құйыңыз. Біріншісіне -тұз қышқылының / HCl /, екіншісіне -сілті ерітіндісін /NaOH/ қосыңыз. Екі жағдайда да ақ тұңбаның толық ерігенін қараңыз. Жүріп жатқан құбылысты түсіндіріңіз. Реакция тендеулерін жазыңыз. 2.2 Висмут гидроксидінің қасиеттері. Пробиркаға 2-3 мл висмут нитратының ерітіндісін құйыңыз, оған тамшылап натрий гидроксидін қосыңыз. Алынған тұнбаны екі пробиркаға бөліп, біріншісіне – сұйытылған азот қышқылын / HNO3 /, екіншісіне- сілті ерітіндісін құйыңыз. Қай пробиркада ақ тұнба ерімейді ? Реакция теңдеулерін жазыңыз. 4-ші кестені толтырыңыз. 4 кесте
Бақылау сұрақтары Металдар мен бейметалдар атомдарының сыртқы қабатында қанша электрон орналасады? Иондану энергиясы дегеніміз не? S- және Р – элементтерінің реттік нөмірі өскен сайын химиялық тұрақтылығы қалай өзгереді? Неліктен? Егер (n+l) қосындысы 5, 6, немесе 7 тең болса Клечковский ережелерін пайдалана түрып электрондық орбитальдардың толтыру кезегін анықтаңыз. Күкірт, селен және теллур элементерінің ішінен қайсысы ең жоғары қышқылдық қасиетің көрсетеді? Периодтық жүйедегі орның көре отырып: екі гидроксидтің қайсы күштірек: Be(OH)2 немесе Mg(OH)2? Cl, V, Mn атомдарының қозған күйінде қашша бос 3d- орбитальдары бола алады?. 8,13,53,63-ші элементтер атомдарының электрондық формулаларын жазыңыз. Осы атомдардың қалыпты және қозған күйдегі валентліктерін анықтаңыз. 4 лабораториялық жұмыс. Бейтараптау реакцияның жылу эффектісін анықтау Жұмыстың мақсаты. Калориметриялық өлшеу әдістемесімен танысу; күкірт қышқылын сілтімен бейтараптау реакциясының жылу эффектісін анықтау және термохимиялық есептеулер жүргізу. Теориялық кіріспе. Химиялық реакциялар әр қашанда энергетикалық эффектлерімен жүреді, ягни энергия бөлінеді немесе сіңіріледі. Химиялық процесс энергетикасын зерттеу- химиялық термодинамиканың негізі деп саналады. Химиялық реакцияның жылу эффектісін зерттейтін термодинамика бөлімі термохимия деп аталады. Термодинамиканың бірінші заңы: жүйеге берілген жылу (Q) оның ішкі энергиясын (U) жоғарылатуға және белгілі бір жұмыс (А) атқаруға жұмсалады ∆Q = ∆U+A (21) Егер процесс тұрақты қысымда жүретін болса (Р=const, А-ұлғаю жұмысы), онда бұл реакцияның жылу эффектісі жүйенің энтальпиясының өзгеруіне (12), ал тұрақты көлемде (V=const) - ішкі энергия өзгеруіне тең болады (1) Qp =∆U + p . ∆V = ∆H (22) мұнда, ∆H – энтальпияның өзгеруі ∆H= ∆U+P∆V (23) QV =∆U (24) Жылу бөле жүретін экзотермиялық реакцияларда жүйенің энтальпиясы азаяды (∆H<0, ∆U<0). Жылу сіңіре жүретін эндотермиялық реакциялар кезінде жүйенің энтальпиясы артады (∆H>0, ∆U >0). Химиялық реакция теңдеуінде жылу эффектілері көрсететін теңдеулерді термохимиялық теңдеулер деп атайды. Бұл теңдеулерде жылу эффектілерді заттың молі бойынша берілетіндіктен коэффициент мәндері бөлшек сан болуы мүмкін. Реакцияның жылу эффектісі заттардың күйіне тәуелді болғандықтан, термохимиялық теңдеулерде олардың фазалық күйін, аллотропия түрін көрсету кажет. Берілген заттың түзілу жылуы ∆H (энтальпиясы) деп жай заттардан бір молі қосылыс түзілетін кезіндегі жылу эффектісін айтады. Жылу эффектілер стандартты жағдайда өлшенген болғандықтан (Т=298 К, Р= 101,325 кПа), оларды стандартты түзілу жылу немесе стандартты түзілу энтальпиясы (∆H  ) деп айтады. Термохимиялық есептеулер көбінесе стандартты түзілу энтальпия мәндері бойынша жүргізіледі.
Жай заттардың түзілу жылулары стандартты жағдайда нөльге тең деп саналады. Процестер өз бетінше энтальпия азаю жағына қарай жүреді (∆H<0). Кейбір органикалық заттар (отын ретінде қолдыналатын) түзілу жылуын тура анықтауға мүмкіндік болмайды, өйткені олар жай заттардан синтез арқылы алынбайды. Сондықтан, отындардың ең маңызды сипаттамасы –олардың жану жылуы болады. Берілген заттың стандартты жану жылуы деп заттың бір молі жанған кезіндегі жылу эффектісін айтады (Т=298 К, Р= 101,325 кПа). Мысалы, графиттің 12 г (1 молі) жану жылуы 393,6 кДж/моль құрайды. Ацетиленнің жану жылуы берілген реакцияның жылу эффектісіне тең болады С2Н2(г) + 2,5 О2(г) = 2СО2 (г)+ Н2О(г); ∆H =-1295 кДж/моль
Термохимия саласындағы маңызды заңдардың бірі - Гесс заңы (1840): реакцияның энтальпиясы оның бастапқы және соңғы күйіне ғана байланысты, ал процестің аралық сатыларына байланысты болмайды. Қиын анықталатын, немесе анықтауға келмейтін реакциялардың жылу эффектілерін Гесс заңының негізінде есептеуге болады: Мысал: СО газының түзілу жылуын былай есептеуге болады, егер көміртегі толық жануын С(графит) + О2 = СО2 ; ∆H1 = -393,6 кДж/моль жеке екі сатыларға бөлсек: С(графит) + 0,5 О2 = СО ; ∆H2 = ? СО +0,5 О2 = СО2 ; ∆H3 = -283,1 кДж/моль Гесс заңы бойынша ∆H1 = ∆H2 + ∆H3, сондықтан ∆H2 = ∆H1- ∆H3 = -393,6 – (-283,1) = -110.5 кДж/моль. Гесс заңынан маңызды салдар шығады: химиялық реакция энтальпиясының өзгерісі реакция өнімдерінің түзілу энтальпияларының қосындысынан бастапқы заттар түзілу энтальпиясының қосындысын алғанға тең ∆Нx.p=Σ/m∆H°/енім - Σ/n∆H°/баст. (25) мұнда m, n – реакция теңдеуіндегі әр заттың моль саны. Термодинамикада жиі қолданылатын энтропия (S) деген тағы бір түсінік бар. Энтропия дегеніміз –берілген күйді іске асыру үшін мүмкіндіктер (W) өлшемін айтамыз. S= k lnW (26) Жұйедегі бөлшектер саны артқан сайын, макрокүйлер құрастырудың әдістер саны күрт өсіп кетеді, онда жұйедегі тәртіпті рәтсіздік ретінде қарастыру жөн. Сондықтан, энтропия -рәтсіздіктің сандық өлшемі ретінде саналады. Процестер өз бетінше рәтсіздік үлғаю жағына қарай жүреді (∆S>0). Энтропия, энтальпия және ішкі энергия - заттың күй функциялары болғандықтан, олар заттың фазалық күйіне, температураға және қысымға тәуелді болатын шамалар. Химиялық процестер көбінесе тұрақты қысымда және тұрақты көлемде жүреді. Осы жағдайда (р, V=const) процестің өз бетінше жүруін Гиббс энергиясының мәні бойынша анықтайды
Гиббс энергиясы заттың реакцияға түсу қабілетін көрсетеді, ал оның мәнінің оң не теріс болуы бағытын, ал молшері процестің жүру шамасын көрсетеді. Химиялық реакция кезіндегі Гиббс энергиясының өзгеруін оның Гиббс энергиясы деп атайды. Гиббс энергиясының өзгеруі процестің жүру не жүрмеуі жөнінде мағлумат береді. Реакцияның өздігінен жүру шегінің жағдайы ∆Q<0. ∆S пен ∆Q мәндерін ∆H мәні есептегендей есептейді / Гесс заңы бойынша/: ∆Sx.p=Σ (mS°)өнім – Σ (nS°)баст ; (28) ∆Qx.p  Σ (m∆Q° ) өнім – Σ (nQ°)баст (29)
мұнда, m, n – реакцияға қатысқан заттың моль саны. Жұмыстың орындалуы. Реакциялардың жылу эффектісін анықтау калориметр деп аталатын аспапта жүреді (3 сурет). Бұл аспап сыртқы (1), ішкі (2), құйғы (3) және термометрден (4) түрады.  H2SO4 + 2NaOHNaHSO4+H2O; H1
NaHSO4+ NaOH H2SO4 +H2O; H2 Бір стадиядағы толық бейтараптау (II әдісі) H2SO4 + 2NaOHNa2SO4+2H2O; H3 3 сурет
Калориметрлік стақанға 50 мл H2SO4 ерітіндісін құйыңдар. Температураны (t° ) өлшеу керек. Екі цилиндрге 25 мл сілті ерітіндісін (NaOH) өлшеп алыңдар. Қышқыл ерітіндісіне тез және төкпей бір цилиндрдегі сілтіні құйындар. NaHSO4 тұздың алынған ерітіндісін шайқау жолымен аралыстындар және тез максималды температурада /t2/ өлшеңдер. NaHSO4 тұздын алынған ерітіндісіне тез екінші цилиндрдегі сілтінің ерітіндісін құйындар және кейін Na2SO4 орта тұз ерітіндісінің максималды температурасын /t3/ белгілей отырып өлшендер. Тәжірибе нәтижесін 5-ші кестеге жазындар. 2 тәжірибе. Бір сатыда H2SO4-ты бейтараптау. Калориметрлік стақанға 50 мл күкірт қышқыл ерітіндісін құйындар. t° температураны өлшендер. Күкірт қышқыл ерітіндісіне 50 мл сілті ерітіндісін (NaOH) құйындар. Ерітіндіні араластырып, максималды температураны өлшендер /t2/. Тәжірибе нәтижесін 6-ші кестеге жазыңдар.
6 кесте
Бейтараптау реакциялар нәтижесінде бөлінген жылу (Q) мына формуламен есептеледі: Q  (30)
мұндағы V- калориметрдегі ерітіндінің жалпы көлемі, см3 d- калориметрдегі ерітіндінің тығыздығы, г/см3 c- ерітіндінің меншікті жылу сыйымдылығы, Дж/гК, ∆t- реакция дейінгі және кейінгі температураның өзгеруі.
жүктеу 0,83 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
рсетілетін қызмет
халықаралық қаржы
Астана халықаралық
қызмет регламенті
бекіту туралы
туралы ережені
орталығы туралы
субсидиялау мемлекеттік
кеңес туралы
ніндегі кеңес
орталығын басқару
қаржы орталығын
қаржы орталығы
құрамын бекіту
неркәсіптік кешен
міндетті құпия
болуына ерікті
тексерілу мемлекеттік
медициналық тексерілу
құпия медициналық
ерікті анонимді
Бастауыш тәлім
қатысуға жолдамалар
қызметшілері арасындағы
академиялық демалыс
алушыларға академиялық
білім алушыларға
ұйымдарында білім
туралы хабарландыру
конкурс туралы
мемлекеттік қызметшілері
мемлекеттік әкімшілік
органдардың мемлекеттік
мемлекеттік органдардың
барлық мемлекеттік
арналған барлық
орналасуға арналған
лауазымына орналасуға
әкімшілік лауазымына
инфекцияның болуына
жәрдемдесудің белсенді
шараларына қатысуға
саласындағы дайындаушы
ленген қосылған
шегінде бюджетке
салығы шегінде
есептелген қосылған
ұйымдарға есептелген
дайындаушы ұйымдарға
кешен саласындағы
сомасын субсидиялау