1. «Электролиттік диссоциация теориясы» тақырыбына қандай пәнді кіріктірген тиімді және оның жолдарын атаңыз
жүктеу/скачать 2,87 Mb.
|
Химиялық байланыстар және заттардың құрылысы туралы тірек білім еске түсірілгеннен кейін мынадай мәселе қойылады: заттар ерітілмеген күйінде химиялық реакцияларға кірісе ме? Оқушылардың болжамын дәлелдеу үшін бірнеше тәжірибелер жасалады. 1-тәжірибе. Сынауықта 3–4 мл концентрлі күкірт қышқылына мырыштың 2 – 3 түйірін салады. Реакция жүргені байқалмайды. Қышқылды суда ерітіп, 2 – 3 түйір мырыш салады. Газ көпіршіктері бөлінеді, реакция қуатты жүреді. 2-тәжірибе. Концентрлі сірке қышқылын ацетонда ерітіп, метилоранж қосады. Ештеңе байқалмайды. Сірке қышқылын суда ерітіп, метилоранж ерітіндісін тамызады. Ерітінді қызыл түске боялады. 3-тәжірибе. Қатты күйіндегі кальций гидроксидімен фенолфталеинді араластырады. Өзгеріс байқалмайды. Кальций гидроксидін суда ерітіп, үстіндегі мөлдір ерітіндісін бөліп алады да, фенолфталеин тамызады. Ерітіндіде таңқурай жемісінің (малина) түсі пайда болады. 4-тәжірибе. Қатты күйіндегі натрий сульфаты мен барий хлоридін араластырады, ештеңе байқалмайды. Тұздарды суда ерітеді және ерітінділерін араластырады, ақ тұнба түзіледі. Бұл тәжірибелерден оқушылар қатты күйіндегі заттар бір-бірімен әрекеттеспейді, еріген заттар арасында ғана алмасу реакциялары жүзеге асады деген қорытындыға келеді. Содан кейін ғана әр түрлі заттар ерітінділерінің электрөткізгіштігі сыналады. Электролиттер және бейэлектролиттер жөнінде түсінік беріледі. Электролиттік диссоциациялану теориясының негізгі ұғымдарын қалыптастыру. Баяндалып өткен екі әдістемелік тәсілді жүзеге асырғанда қойылған көрнекі көрсету және зертханалық тәжірибелерді бақылаудан оқушыларда кейбір ерітінділердің электр тогын өткізіп, енді біреулерінің өткізбейтіні, химиялық реакциялардың еріген заттар арасында ғана жүретіні неліктен деген сұрақ туады. Бұл сұраққа жауап беру үшін мына ұғымдар қалыптастырылады: ерітіндіде иондар түзілу механизмі; диссоциациялану дәрежесі және оған сұйылтудың әсері, күшті және әлсіз электролиттер, элемент атомы мен ионының айырмашылығы, электролиттер арасындағы алмасу реакциялары және олардың ақырына дейін жүру жағдайлары; тұздар гидролизі, бейорганикалық қосылыстар қасиеттерінің иондық құрамына тәуелділігі. Электролиттердің иондану механизмін түсіндіру үшін бұл құбылыстағы су молекуласының ролі қарастырылады. Модельдерден, 9-сынып оқулығындағы 2-суретті (6-8), тақтаға сызылған сызбанұсқаларды пайдаланып, су молекуласының құрылысы талданады. Су молекуласын түзуге сутегінің s-электроны, оттегі атомының 2p-электрондары қатысады. p-электрондарының бұлттары гибридтеніп, бір-біріне 105°С-қа орналасқан. Сутегі атомдарының бұлттарымен байланыс түзгенде 105° бұрышты пішіні бар молекула түзіледі. Электрон жұптары оттегі атомдары жағына ығысып орналасуына байланысты молекула полюсті болады, оны шартты түрде +,-таңбасымен белгілейді. Иондық кристалл торы бар заттарды суға еріткенде судың полюсті молекулалары оң иондарға теріс полюсімен, теріс иондарға оң полюсімен тартылады. Мұны қолдан жасалған жылжымалы кестені талдау арқылы нақтылай түседі. Кестелерден су молекулалары әсерінен натрий хлориді кристалл торының бұзылуы анық көрінеді. Бұл арада су молекуласының диэлектрлік өткірлігі жөнінде айтылады, ол 20°С температурада 81 грамға тең. Иондар арасындағы байланыс су ішінде осыншама есе әлсірейді де, бір-бірінен ажырап кетеді. Иондар ерітіндіге жеке күйінде емес, өз айналасындағы су молекулаларымен химиялық қосылыс түзіп, гидраттанған түрде бөлініп шығады. Бұдан соң оқулықты пайдаланып, қышқылдардың полюсті ковалентті байланысы бар молекулаларының иондарға ыдырау механизмі түсіндіріледі. Мұнда диполь – диполь әсерлесуі нәтижесінде қышқыл молекуласы ионданады, содан кейін гидраттанады. Қышқылдан бөлінетін сутегі катионы (протон) су молекуласының құрамына еніп, гидроксони ионын түзеді, оттегі мен протон донор-акцепторлы механизммен байланысады: HCl + H2O → H3O+ + Cl- Қышқыл молекулаларының суда еру ерекшелігі ерігенге дейін натрий хлоридіндегі тәрізді иондары болмайды. Олар еру кезінде химиялық байланыс сипатының өзгеруінен түзіледі. Түзілген сутегінің ионы (протон) бос күйінде жүре алмайды. Қышқылдар ерігенде әрдайым гидроксони ионы түзіледі, оңайлату үшін ғана сутегінің жеке ионы түрінде жазылады. Электролиттердің иондарға ыдырау процесінің механизмін түсіндіргенде әрекеттің энергетикалық жағына назар аударылады. Иондық кристалдарды бұзу үшін энергия жұмсалады, иондар гидраттанғанда энергия бөлінеді, ол оң және теріс зарядталған иондар гидраттану энергиясының қосындысына тең болады. Ерудің жалпы жылу эффектісі Q: Q = (QK + QA-) – Q0 QK + QA- – иондардың гидраттану энергиясы, Q0 кристалл тордың энергиясы. Гидраттанған иондар пайда болуының мәні сусыз мыс (II) хлоридін еріту тәжірибесі арқылы түсіндіріледі. Мұнда баса назар аударатын мәселе сусыз мыс (II) ионының да, хлор ионының да түсі болмайды. Гидраттанған мыс (II) ионының түсі көгілдір болады. Мыс (II) ионы мен су молекуласының арасында донор-акцепторлы химиялық байланыс түзіледі де, әр ион судың төрт молекуласын қосып алады: Cu(H2O)42+. Мыс тұзының, мысалы сульфаттың ерітіндісін суалтқанда гидраттанған иондар күйінде кристалданады. Кристалл торының түйіндерінде Cu(H2O)42+ иондары орналасады. Мұндай заттарды – кристаллогидраттар, ал құрамындағы суды кристалдық су деп атайды. Электролиттердің иондарға ыдырауын қарастырудан оқушылар жасайтын қорытынды: 1) еріген немесе балқыған күйінде электролиттердің иондарға ыдырауы электролиттік диссоциация деп аталады; 2) иондарға ыдырау су молекуласының қатысуымен жүзеге асады; 3) иондар су молекуласымен гидраттану реакциясына түседі, соның нәтижесінде гидраттар түзіледі. Мәселен, күкірт қышқылы сумен моногидрат және дигидрат түзеді; 4) диссоциациялану кезінде еритін зат бөлшектерінің арасындағы иондық және полюсті ковалентті байланыстар үзіледі, иондар мен су молекуласының арасында химиялық байланыс түзіледі. 1. Электролиттер ерігенде оң және теріс зарядталған иондарға ыдырайды, оң иондар зарядтарының қосындысы теріс иондар зарядтарының қосындысына тең болады. 2. «Ион» гректің «кезеген» деген мағынаны білдіретін сөзінен шыққан. Иондар – заряды бар атомдар немесе атомдар тобы. Олар ерітіндіде ретсіз қозғалып жүреді. Тұрақты электр тогын ерітінді арқылы өткізгенде оң зарядталған иондар катодқа тартылады да катиондар, теріс зарядты иондар анодқа тартылатындықтан аниондар делінеді. 3. Катодта және анодта электр тогының әсерінен тотығу және тотықсыздану процестері жүзеге асады. 4. Электролиттік диссоциациялану – қайтымды процесс. Иондардың концентрациясы артқанда иондануға кері процесс – мольдену жүзеге асады. Электролит ерітінділеріне массалар әсері заңын қолдануға болады. жүктеу/скачать 2,87 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|