«Бейорганикалық химияның фундаменталды сұрақтары» пәнінен дәрістер жинағы Әдістемелік нұСҚау шымкент, 2015 ж
Лекция-14. Қосымша топша элементтері. Мыс топшасы
жүктеу/скачать 1,65 Mb.
|
«Бейорганикалы химияны фундаменталды с ра тары» п нінен д ріст
- Бұл бет үшін навигация:
- Лекция -15. ЭЛЕКТРОХИМИЯ жоспар: 1. Стандартты электродтық потенциал.
| Лекция-14. Қосымша топша элементтері. Мыс топшасы.
Мырыш. Хорм. Марганец. Темір. Жоспары: 1.Мыс топшасын жалпы шолу. 2.Мырыш.Хром,Маргенц,Темір элементтерін е сипатама. Қосымша (В) топшалардың элементтерінің атомдары жағынан ерекшілігі бұлардың соңғы электроны, негізгі топ элементтеріндей сыртқы қабатта емес, сырттан екінші қабатта, әрі оның ішінде d – қатпарында орналасқан. Бұл топтардағы элементтерді d – электронды элементтер деп атайды.. Мыс топшасы. Бірінші қосымша топқа – мыс, күміс және алтын жатады. Бұл қосымша топтағы бірінші элемент мыс болғандықтан бірінші қосымша топты мыс топшасы деп атайды. Мыс кендеріндегі оның маңызды минералдары – мыс жылтыры – Cu2S, мыс колчеданы – CuFeS2, сирегірек кездесетіндері куприт – Cu2O, малахит – Cu (OH)2 CuCO3. Кенде мыс оксид түрінде болса, оны тотықсыздандырып алады: Cu2O + C = 2Cu + CO Мыс қызыл түсті, созылғыш, созылғыш металл. Құрғақ ауада өзгер-мейді, дымқыл ауада сырты жасыл қақпен қапталады, ондағы реакция: 2Cu + O2 + H2O + CO2 = CuCO3 ∙ Cu (OH)2 Мысты 3750 С дейін қыздырғанда, CuO одан жоғары температурада Cu2O-ға айналып кетеді. Құрғақ галогендер қалыпты температурада әсер етпейді. Су буы бар жерде фтор, бром және хлор мысты тотықтырады. Мысты қыздырса, хлорда және күкіртте жанып, CuCI, Cu2S айналады. Сутек, көміртек, азотпен мыс тікелей реакцияласпайды. Жоғары температурада көміртекпен Cu2C—карбид түзеді. Мыс (сол сияқты күміс пен алтын да) металдардың кернеу қатарында сутектен кейін орналасқандықтан, оған тек анионының тотықтырғыш қасиеті бар қышқылдыр ғана әсер ете алады. Қышқылдырдың ішінде мысты жақсы ерітетін концентрленген күкірт қышқылы (қыздырғанда) мен сұйытылған және концентрленген азот қышқылы: Cu + 2H2SO4= CuSO4 + SO2 + 2H2O Cu + 4HNO3 = Cu (NO3)2 + 2NO2 + 2H2O Мыс (II) оксиді CuO – мысты ашық ауада қыздырса қара түсті оксид – CuO айналады. Бірақ оны қаттырақ (8000) қыздырса, мыс (I) оксидіне айналады: 4CuO = 2Cu2O + O2 Алу жолы.Мыс (II) оксидін алу үшін мыстың негіздік карбонатын немесе нитратын, гидроксидін қыздырса да болады: CuCO3 ∙ Cu(OH)2 = 2CuO + CO2 + H2O Химиялық қасиетері. Мыс оксидінің тотықтырғыш қасиеті бар, оны кей жерде, әсіресе органикалықанализде, қолданады. Мыс (II) гидроксиді – Cu(OH)2 – екі валентті мыс тұзы сілтімен әрекеттескенде түзіледі, мысалы: CuSO4 + 2NaOH = ↓ Cu(OH)2 + Na2SO4 Мыс (II) гидроксиді – көк түсті, суда еруі қиын зат, әлсіз негіздік қасиеті бар. Аздап қыздырғанның өзінде-ақ айрылып мыс (I) оксидін және су түзеді: Cu(OH)2 = CuO + H2O Мыс тұздары.Екі валентті мыстың тұздарының ішінде маңыздысы мыс сульфаты, оны алу үшін мыс қалдықтарын мына заттармен әрекеттейді: Ауа қатынасында сұйытылған ыстық күкірт қышқылы: 2Cu + O2 + 2H2SO4 = 2CuSO4 + 2H2O Концентрленген ыстық күкірт қышқылы: Cu + 2H2SO4 = CuSO4 + 2H2O + SO2 Мыс (II) оксидін күкірт қышқылында еріткенде де мыс (II) сульфаты түзіледі. Күміс және оның қосылыстары. Күміс табиғатта сап дербес күйде және қосылыстар құрамында кездеседі. Қосылыстарының маңыздысы күміс жылтыры – аргентит Ag2S (мыс және қорғасын кендерінде кездеседі). Қасиеттері. Күміс актив емес металл (активтіу қатарының соңында), ауада да, оттекте де тотықпайды. Күміс озонмен әрекеттесіп, қара түсті күміс (II) оксиді түзіледі: Ag + O3 = AgO+ O2 Күміс қышқылдардан азот қышқылына ғана ериді. Онда күміс нитраты AgNO3 түзіледі: AgO+ 2HNO3 = AgNO3 + NO2+ H2O Күміс тұзының ерітіндісіне сілтімен әрекет етсе, күмістің гидроксиді AgOH түзіледі, бірақ берік қосылыс болмағандықтан айрылып Ag2O айна-ды: AgNO3 + 2NaOH = 2NaNO3 + Ag2O+ H2O Ag2O, 2000С жоғары қыздырса, молекуласы өздігінен тотығу-тотықсыздану процесіне ұшырайды: 2Ag2O = 4Ag + O2 Ag2O сумен реакциясы қайтымды: Ag2O+ H2O 2AgOH Күміс галогенидтері суда ерімейді, бірақ күміс иодиді калий иодидінде, күміс броми-ді тиосульфат ерітінділерінде комплекстер түзе ериді: AgI + KI = K|AgI2| AgBr + 2Na2S2O3 = Na3|Ag(S2O3)2| + NaBr Соңғы реакция фотографияда кеңінен қолданылады. Күміс тұздарының маңыздылары: Күміс нитраты AgNO3, оны ляпис деп атайды. Түссіз мөлдір кристалдар, суда жақсы ериді. Бұл тұз айна жасауда, гальванопластикада, фото жұмысында және медицинада кішкене жаралардың аузын күйдіріп бүрістіруге қолданады. Күміс бромиді AgBr фото пластинкалардың, пленкалардың және фото қағаздың бетіндегі жарық сезгіш қабатының құрамына кіреді. Жарық әсері-нен бұл тұз айрылып құрамындағы күміс өте ұсақ түрде қара түсті болып бөлініп шығады. Күміс те комплекс түзгіш зат. Азот күміс тұзының ерітін-дісіне калий цианидын артығырақ етіп қосса, комплексті тұз K|Ag(CN)2| түзіледі. AgNO3 + KCN = ↓AgCN +KNO3 AgCN + KCN = K|Ag(CN)2| Алтын және оның қосылыстары. Алтын табиғатта сап түрде кездесетін металл. Алтынның ұсақ түйірлері кварц ішінде, немесе кварц құмы арасында шашыраңқы күйде болады. Алтынның табиғаттағы қосылысы алтын теллуриді (калаверит) AuTe2 құрамында және мыстың, қорғасынның сульфид кендерінде болады. Алтын активтігі тіпті нашар металл, активтік қатарында ол ақырғы орын-да тұр. Оттекпен тікелей еш жағдайда да қосылмайды. Сұйық заттардан калий немесе натрийцианидының ерітіндісінде, хлор суында және “патша сұйығында” ериді. “Патша сұйығы” үш көлем тұз қышқылымен бір көлем азот қышқы-лының қоспасы: 3HCI+HNO3=2CI+NOCI+2H2O Au+2CI+NOCI=AuCI3+NO AuCI3+HCI= H|AuCI4| Алтынның оңай алынатын қосылысы AuCI3 өзге қосылыстары осыдан алы-нады. Алтынның барлық қосылыстары айырылғанда металдық алтын бөлініп шығады. Мырыш. Қосылыстары. Қасиеттері. Мырыш табиғатта қосылыс түрінде кездеседі, ішіндегі мырышты алуға жарайтын минералдар-мырышты алдамыш және галмей. Қасиеттері . Мырыш көкшіл тарқан ақ металл, қалыпты жағдайда морт. Мырыш сумен реакцияласпайды, өйткені оның сыртын бірден түзілген гидроксид қорғап тұрады. Мырыш қышқылдарда да, сілтілерде де ериді. Ол оның амфотерлік қасиетін көрсетеді. Мысалы: Zn+2HCI=ZnCI2+H2↑ Сілтілермен реакцияласуы: Zn+2NaOH=Na2ZnO2+H2 Мырыштың қосылыстары. Мырыш қосылыстарында амфотерлік қасиет көрсетеді. Мырыш оксиді ZnO галмейді (ZnCO3), не мырыштың өзін күйдіру арқылы алынады. Ақ түсті борпылдақ ұнтақ. Мырыш гидроксиді Zn(OH)2. Мырыштың ерімтал тұздары мен сілтілер арасындағы реакцияда түзіледі: Zn..+2OH’=↓Zn(OH)2 Өзі көлемді, ақ түсті тұнба.Бірақ амфотерлі қасиеті болғандықтан қышқылдарда да, сілтілерде де ериді, мысалы: Zn(OH)2+H2SO4=ZnSO4+2H2O Zn(OH)2+2NaOH=Na2ZnO2+2H2O Мырыш сульфиді - ZnS табиғатта кездеседі.Қолдан алынғаны ақ түсті болады. Мырыш хлориді – ZnCI2. Мырыш хлоридін алу үшін Zn, ZnO не ZnS-ті тұз қышқылында ериді. Ол суда ерігіш, гигроскопиялық, дымқыл тартып былжырап кететін зат. Хром және оның қосылыстары. Хромды 1797 француз химигі Вокален ашты. Жер қыртысының 0,03 салмақ пайызы хромның үлесіне тиеді. Хром ақ түсті, жылтыр, өте қатты металл. Кәдімгі температурада хром ауада және суда өзгермейді. Хром қосылыстарда 2+, 3+, 6+-тең тотығу дәре-желерін көрсетеді. Қалыпты температурада хром тек фтормен әрекеттеседі. 2Cr + 3F2→ 2CrF2 Жоғарғы температурада хром оттекпен, галогендермен, күкіртпен, азотпен, көміртекпен әрекеттеседі 4Cr + 3O2→ 2Cr2O3 2Cr + N2→ 2CrN 2Cr + 3S→ Cr2S3 2Cr + 3CI2→ 2CrCI3 Сұйық күкірт және тұз қышқылдарында хром еріп сутек бөліп шығарады: Cr + 2HCI→ CrCI3+ H2↑ Cr + H2SO4→ CrSO4 + H2↑ Хромның оксидтері.Хромның оттекпен үш түрлі қосылысы бар: CrO, Cr2O3, CrO3. Хром оксиді CrO қызыл түсті. Ол негіздік қасиетке ие. Бұл оксид хлорсутекпен әрекеттесіп тұздар түзеді: CrO + 2HCI → CrCI2+ H2O Сутектің әсерінен металды хром түзіледі. CrO+ H2→ Cr+ H2O CrO оксидке гидроксид сәйкес Cr(OH)2 келеді. Бұл гидроксид хром хлоридіне сілті қосқанда түзіледі. CrCI2 + 2NaOH → Cr(OH)2 + 2NaCI Хром гидроксиді. Cr(OH)2 - сары түсті зат. Негізді қасиеті бар, қышқыл-дармен әрекеттесіп тұздар түзеді. Cr(OH)2+ H2SO4 → CrSO4 + 2H2O Хром (III) оксиді Cr2O3 - жасыл түсті, суда, қышқылдарда ерімейтін ұнтақ зат. Бұл амфотерлі оксид. Оны лабораторияда аммоний дихроматын қыздыру арқылы алады. (NH4)2 Cr2O7 → Cr2O3 + N2+ 4H2O немесе хром Cr(OH)2 гидроксидінің термиялық ыдырау арқылы алады. t0 2Cr(OH)3 → 3H2O + Cr2O3 Хром гидроксиді.Хром оксидіне хром гидроксиді сәйкес келеді Cr(OH)3 - сұрғылт жасыл түсті қатты зат, суда ерімейді. Бұл гидроксидті хромның (III) тұздарын сілтімен диссоциалау арқылы алады. CrCI3 + 3KOH → Cr(OH)3 ↓ + 3KCI Cr(OH)3 - амфотерлі қосылыс. Сондықтан ол қышқылдармен және сілтілермен әрекеттеседі. Cr(OH)3 + 3HCI → CrCI3 + 3H2O Cr(OH)3 + NaOH → Na3|Cr(OH)6| натрий хромиті. Хром оксиді (VI) оксиді- CrO3 қызыл қоңыр түсті, кристалды зат. Қышқылды оксидтер қатарына жатады. Суда өте жақсы ериді. Бұл оксидті калий дихроматы мен концентрлі күкірт қышқылының әрекеттесу нәтижесінде алады. K3 Cr2O7 + H2SO4 → CrO3 + H2O+ K2SO4 Хром қышқылының тұздары хроматтар деп аталады.Na2CrO4 натрий хроматы. Дихромат қышқылының тұздары – дихроматтар. Мысалы: Na2Cr2O7 натрий дихроматы. Хроматтар және дихроматтар күшті тотықтырғыштар Марганец және оның қосылыстары. Менделеевтің периодтық жұйесінің VII В тобының элементтерін марганец топшасы дейді. Марганец иопшасына марганец, техниций және рений жатады Бұл элементтердің ішінде маңыздысы марганец пен рений. Химиялық қасиеттері . Оттекпен ұнтақ түріндегі марганец пен рений шабытты реакцияласып, MnO2 және Re2O7 түзеді. Тұтасқан түріндегі металды тотықтырса, олар пассивтеніп өте жұқа оксид қабыршағымен қапталады. Галогендермен оңай реакцияласып, галогенидтер түзеді. Марганецтің тұрақты қосылыстары: MnF2, MnCI2, MnBr2, MnI2 . Марганецтің оксидтерін галоген, сутек қышқылдарымен әрекеттесе, жоғарырақ дәрежеде тотыққан қосылыстары түзіледі: Mn2O3 +6HF = 2MnF3 + 3H2O Көміртекпен марганец балқыған күйде реакцияласады, одан Mn4C, Mn3O6, Mn3C, Mn5C2, Mn7C3 сияқты қосылыстар түзіледі. Құрылымы хромның темірдің карбидтері сияқты. Жақсы зерттелгені Mn3C , цементит (Fe3C) сияқты, ромбалық торлы, аса қатты зат, болатқа марганец араластырғанда ғана қаттылығы артады. Күкіртпен марганец екі сульфид MnS, MnS2 түзеді. Химиялық актив заттар, MnS2 жаратылыста минералдар құрамында кездеседі. Екеуі де қыз-дырса ауада жана бастайды, қышқылдар әрекетінен айырылғыш. Болаттар металлургиясында үлкен мәні бар қосылыстар. Марганец – қатты, жылтыраған, морт сынғыш металл: сырт қарағанда темірге ұқсайды. Азот қышқылы және қою күкірт қышқы-лымен әрекеттескенде Mn2+ ионына дейін тотығады. 3Mn + 8HNO3 = 3Mn(NO3)2 + 2NO + 4H2O Mn + 2H2SO4 = MnSO4 + SO2 + 2H2O Салқындатқан азот қышқылында марганец, ауадағы оттектің әсерінен түзілетін оксид-қабыршағынан да гөрі берік тығыз қабыршақпен қапталады. Темір .Темір қосылыстары. Темір табиғатта көп тараған элемент. Жер қыртысы массасының 4,2 салмақтың проценті темірдің үлесіне тиеді. Бос күйінде темір табиғатта тек меториттердің құрамында кездеседі.Темірдің кендер: .Fe2O3 - қызыл теміртас немесе гематит;Fe3O4 - магнит теміртасы немесе магнетит;Fe2O3 H2O - қоңыр теміртас немесе лимонит;FeS2 - темір колчеданы немесе пирит;FeCO3 - сидерит. Физикалық қасиеті. Таза темір күміс тәрізді, ақ түсті қиын балқитын (t0балқу =15390С) ауыр (ты-ғыздығы 7,8г/см3) металл. Химиялық қасиеттері. Таза темір дымқыл ауада өзгермейді. Темірдің химиялық активтілігі орташа металл.Темір қосылыстарданөл, екі, үш және алты валенттік көрсетеді. Темір қосылыстары: Темір оксиді FeO - жасыл сұр түсті, суда ерімейтін негіздік оксид. Ол темір (III) оксидін сутекпен немесе көміртек оксидімен тотықсыздандыру арқылы алады. Fe2O3 + H2 → 2FeO + H2O Fe2O3 + CO → 2FeO + CO2 Темір оксидіне FeO темір (II) гидроксиді сәйкес келеді. Оны темірдің екі валентті тұздарына сілтімен әсер ету арқылы алады. FeO4 + 2NaOH → Na2O4 + Fe(OH)2 ↓ Fe(OH)2 - ақ түсті, суда ерімейтін, ауада оңай тотығатын негіз. 4Fe(OH)2 + O4 + 2H2O → 4Fe(OH)3 Fe(OH)2 - негіз болғандықтан қышқылдармен ғана әрекеттеседі. Fe(OH)2 + 2HCI →FeCI2 + 2H2O Екі валентті темірдің күшті қышқылдардан түзілген тұздары – суда ерімтал, гидролиз кезінде сәл қышқылдық реакция көрсетеді. Әлсіз қышқылдардың тұздары (FeCO3, Fe3(PO4)2 ) нашар еритін заттар. Маңызды тұздары – темір сульфаты FeSO4 7H2O (өсімдік зиянкестерін қыруға, бояу жасағанда қолданылады.) Қыздырғанда былайша ыдырайды. 2FeSO4 → Fe2O3 + SO2 + SO3 Лекция -15. ЭЛЕКТРОХИМИЯ жоспар: 1. Стандартты электродтық потенциал. 2. Электрохимиялық процесстердің анықтамасы, классификациясы. 3. Электродтық потенциалдар. Гальваникалық элементтер. Электр қозғаушы күш, оны есептеу. Нернст теңдіктері. 4. Электролиз. Электродтық процесстер , Фарадей заңдары. жүктеу/скачать 1,65 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|