ОҚулық Өңделіп, толықтырылып 2-Оисылуы •
жылы ағылшын ғалымы Д. Дальтон еселік
жүктеу/скачать 28,51 Mb. Pdf көрінісі
|
| § 4 . ЕСЕЛІК ҚАТЫНАС ЗАҢЫ
1803 жылы ағылшын ғалымы Д. Дальтон еселік қатынас заңын ашты. Ол былай айтылады: е ге р е к і э л е - м е н т бір-бірім ен б ір н еш е м о л е к у л а л ы қ к р сы лы с т у зе т ін болса, онда бір э л е м е н т т іқ б е л гіл і бір т ү р а қт ы м а сса - сы н а к е л е т ін е к ін ш і э л е м е н т т ің м а с с а л а р ы н ы қ ө за р а қ а т ы н а сы к іш і бүт ін са н д а р д ы қ қ а т ы н а сы н д а й б о ла д ы . Көміртегі оксидтері СО мен СО 2-дегі көміртегінің 12 масса мөлшеріне келетін оттегі массалары өзара 16 : 32 = 1 :2 қатынаста оттегінің 2 атомы болады. Қүрамы айнымалы болып келетін молекулалық қүрылысы мына тиган оксидтеріндегі ТіО 0л - ідз ТіО де _ та танның бірдей малшеріне келетін сптегі массаларының қатынасы бүтін сандар болмай бөлшек сандар болып ке- леді. Бүл айтылғандардан еселік қатынас заңын қүрылы- сы молекулалық емес қосылыстарға қолданыла-тынын байқаймыз. 8 5. ГАЗ КҮЙІНІҢ ЗАҢДАРЫ Газ күйін оның температурасы, қысымы және көлемі сипаттайды. Кез келген газ бөлшектерінің (атомдар мен молекулалар) өзіндік мөлшері, кеңістікте алатын белгілі 12 бір көлемі болады және олар бір-біріне белгілі дәрежеде әсер етеді. Газ бөлшектерінің арасындағы өзара физика- лық әрекеттесу олардың қозғалу қабілетін азайтады. Газ заңдары тек бөлшектерінің өз мөлшерлеріне қарағанда олардың ара қашықтықтары өте үлкен болатын және бөлшектері өзара әрекеттеснейтін снретілғен газдар үшін ғана қолданылады. Сондықтан ғылымда идеал газдар де- ғен түсінік енгізілген. Бүл түсінік бойынша газдар бір- бірімен әрекеттеспейтін, мөлшері нөлге тең геометрия- лық ноқаттар деп есептелінеді. Реал газдарда молекула- лар арасындағы өзара тартылу мен тебісу қүбылыстары оолады. Әрбір реал газ жеткілікті мөлшердегі жоғары температурада және темендегі қысымда идеал газдарға жақындайды. Сондықтан идеал газ дегеннің орнына газ- дың идеалдық күйі деген дүрыс. Газдың физикалық күшн газ заңдары — Бойль-Мариотт және Гей-Люссак заңдары анықтайды. Бойль-мариотт заңы. Түрақты температурада газдың массасындағы көлемі оның қысымына кері пропорционал тәуелділікте: У\ Р і у ^ - у немесе РУ = сопзі. Гей-люссак зақы. Түрақты қысымда газдың осы массадағы көлемі оның абсолюттік температурасына тура пропорционал тәуелділікте болады: = — немесе т ~ ^008*- Көлемі түрақты (жабық ыдыстағы газ) газдың қысьімы оның абсолюттік температурасына тура пропоо- ционал тәуелділікте: р, _ г , р ті немесе т = СОП8<- Менделеев-клапейрон тендеуі. Бойль-Мариогг пен Іеи-Люссак заңдарын біріктіру арқылы газ көлемі ( V) қасымы (Р) және температурасы (Т) арасындагы байла- нысты өрнектейтін газ күйінің теңдеуі шығады: Р\У \ _ РгТг ру РоҮп — = -=г- немесе — = — 0 . т\ т 2 Т Т о Кез келген газдың бір молі үшін қатынасы түрақты шама, соңцықтан оны универсал газ турацтысы деп атап, К әрпімен белгілейді. Олай болса, 13 соңғы теңдеуге Я әрпін қойып, былай жазамыз: РУ = ЯТ. Бүл теңдеу 1 моль газ үшін қолданылады, ал зат мөлшері п моль газ үшін былай жазылады: РҰ = пЯТ. Зат мөлшері зат массасын ( т) оның мольдік массасына ( М) бөлгенге тең болғандықтан, оны былай жазуға болады: РҒ = -— ЯТ. Теңдеудегі универсаль газ түрақтысының оан мәні қысым мен көлемнің қандай өлшем бірліктерімен алыну- ына байлансты. Егер көлем текше метрмен, ал қысым паскальмен алынса, К = 8,31 Дж/моль • К. Егер көлем литрмен, қысым мегапаскальмен (МПа = 10 6 Па) алынса, /? = 0,083 л.МПа/Моль • К болады. Теңдеудегі Кельвин- мен (К) өлшенген абсолюттік температура (Т) мен Цельсия (°С) арсындағы байланыс: Г(К) = Н°С) + 273. Кейде есептеулер жүргізу үшін лаборатория жағдайында алынған газдың көлемін қалыпты жағдайға келтіру ке- рек болады^ (температура 273 К, қасым 101,325 КПа). Бүл жағдайда жоғарыдағы Клапейрон теңдеуін былай жазады т/ _ рут 0 РоТ Үлестік (парциальдық) қысым. Кей жағдайда зерт- теліп отырған газ түтіктегі су бетінде жиналады да су буларымен қанығады. Сондықтан да газдың нақты қысымын табу үшін су буы қысымын есепке алу керек. Мүндай газ қоспасында әр газдың өзінің үлестік (парци- альды) қысымы болады, ол Дальтонның үлестік кигымң заңына. бағынады: газ қоспасынық қысымы оны қүрай- шын және бір-бірімен әрекеттеспейтін газдар қысым- дарынық қосындысына теқ. Бүл заңнан шығатын қорытынды: су бетіне жи- налган гйздық қысымы жалпы атмосфералық қысым- нан су буы қысымын алып тастаганга теқ. Осыны есепке алып жоғарыдағы газ көлемін қалыпты жағдайға келтіру формуласын былай жазамыз: Үо = (Р .™ - Р су буы) • V ■ То/РоТ. § 6 . КӨЛЕМДІК ҚАТЫНАС ЗАҢЫ. АВОГАДРО ЗАҢЫ Реакцияға қатынасқан және оның нәтижесінде түзілген газдардың көлемдерін зерттей келіп, француз ғалымы Гей-Люссак газдардың көлемдік қатынас заңын ашты. 14 1 Я н і н Н І I : Реакцияга қатынасцан газдардың көлемдерініқ өза- ра ^ қатынасы және олардың реакция нәтижесінде тузілген газдардың көлемдеріне қатынасы кіиіі бутін сандардың қатынасындай болады. Мысалы 1 көлем сутегі мен 1 көлем хлор әрекет- теап, 2 квлем хлорсутегін түзеді, екі көлем сутегі мен бір көлем отгегі әрекетгесіп, 2 көлем су буын түзеді т. б. ей-Люссак Дальтонның қандай заттар болса да атомдардан түрады деген қагндасын пайдаланып: бірдей жагдаида газдардың бірдей көлемдеріндегі атомдар са- ны бірдеи деп қорытынды жасады. Осы түргыдан алып караганда хлордың 1 көлемі мен сутегінің 1 көлеміндегі атомдар саны бірдей болса, олардың әрекеттесуінен 1 калем хлорсутегі түзілген болар еді, бірақ реакцня нәтижесінде 2 калем хлорсутегі түзіледі. Сөйтіп, Гей- Люссактың жорамалы тәжірибе арқылы далелденбеді. Дегенмен заңы Италян физигі А. Авогадрога газдар мо- лекулалардан түруы мүмкін деген ой салды. 1811 жылы А. Авогадро аиналган тезасын үсынды: Бірдей жагдайда (бірдей температура мен қысым- оа) әр турлі газдардың бірдей көлемдеріндегі молекула- лар саны бірдей болады. Авогадро газ тәрізді жай заттардьщ молекулалары екі атомнан түрады деп көрсетті. газдардың қарапайым кө- лемдік қатынастары оңай түсіндіріледі. Мысалы, сутегі мен хлор молекулалары екі атомнан түратындықтан 1 көлем сутегі мен 1 көлем хлордың әрекеттесуінен 2 калем хлорсутегі түзіледі: Н 2 + С12 = 2НС1 1 : 1 : 2 в 7. АТОМ-МОЛЕКУЛАЛЫҚ ІЛЕМНІН НЕГІЗГІ ҚАҒИДАЛАРЫ Атом-малекулалық ілімнің ғылыми негізі XVIII ғасырдың ортасы мен XIX гасырдың басы аралыгында жасалды. Орыстың үлы ғалымы М. В. Ломоносов өзінің 1741 жылы шыққан “ Математикалық химия” деген еңбегщде атом-молекулалық ілімнің негізгі қағидаларын оылай түжырымдады: 15 1. Б а р л ы қ з а т т а р к о р п у с к у л а л а р д а н ( м о л е к у л а л а р - д а н ) т ур а д ы . * 2. Корпускулалар ( молекулалар) элементтерден (атомдардан) тұрады. 3. Бөлшектер — молекулалар мен атомдар унемі қозеалыста болады. 4. Ж а й з а т т а р д ы ң м о л е к у л а л а р ы бірдей а т о м д а р - д а н , к ү р д е лі з а т т ы ң м о л е к у л а л а р ы ә р т у р л і а т о м д а р - д а н тұ р а д ы. М. В. Ломоносов өмір сүрген кезден кейінгі көп жылдардың ішінде ол үсынған ілім жан-жақты тек- серіліп, оның дүрыс екендігі дәлелденді. Атом-молекула- лық ілім химияга толықтай XIX ғасырдың орта кезінде енді. 1860 жылы Карлсруэде өткен химиктердін Хал- қаралық съезінде молекула мен атомның анықтамалары қабылданды. Молекула двгеніміз осы заттық химиялык, қасиет- терін сақтап түратын еқ кіші бөлшегі. Молекуланық өзі атомдардан түрады. Атом элементтіқ химиялық қасиеттерін сақтап туратын еқ кіші бөлшегі. Элементтің химиялық қасиеттері оның қүрылысына байланысты. Осы түрғыдан қазір атомға мынадай анық- тама беріпеді. Атом — оқ зарядталгды^ атом ядросынан ^кәне теріс зарядталган электрондардан түратын электр- нейтрал бөлшек. Әр түрлі молекулалардың қүрамына әр түрлі гянды атомдар кіреді. Мысалы инертті ғаздардың молекулалары бір атомнан, оттегі, фтор молекулалары екі атомнан, көміртегі (IV), күкірт (IV) оксидтері үш атомнан түра- ды. Қазіргі кездегі көзқарас түрғысынан қарағанда газ тәрізді және бу күйіндегі заттар молекулалардан түрады. Мысалы, су, аммиак, көптеген органикалық заттар мо- лекулалық қүрылысты. Көптеген анорганикалық қатты және сүйық заттардың молекулалық қүрылысы болмай- ды, олар иондардан немесе атомдардан түрады. Мысалы, түздар мен оксидтер иондардан, алмаз бен кремний атомдардан түратын макроденелер. Бүл заттардын қасиет- тері олардың қүрамына кіретін иондардың немесе атом- дардың жиынтық қасиеттеріне байланысты болады. 8 8. ХИМИЯЛЫҚ ЭЛЕМЕНТТЕР. ЖАЙ ЖӘНЕ КҮРДЕЛІ ЗАТІГАР 1 Химиялық элемент деп белгілі бір қасиеттер жиын- тығымен сипатталатын атомдардың белгілі бір түрін айтады. Қазірп кезде 107 химиялық элемент белгілі. химиялық элементтер белгілі бір жағдайларда бір-бірімен әрекеттесіп, әр түрлі қосылыстар түзеді. Бүл қосылыстарды күрамына қарай ж а й және к ү р д е л і бөледі. Жай заттар бір элементтің атомынан түзіледі. Мысалы, жай зат мыс мыс атомдарынан оксидінің қүрамына кірген мыс хлор — хлор атомдарынан _ ,д- „ - ЗЗТТар әр. түрлі злементтердің атомдарынан түрады. Мысалы, күкірт қышқылы Н28 0 4 күрделі зат өиткеш ол әр түрлі элемеиттердің — сутегі, күкірт жәнё оттепшң атомдарынан түрады. Химиялық элемеиггі жай заттан аиыра бшу керек. Мысалы жай заггар: мыс қызыл түсті, оттегі түссіз газ, ал осы екі жай затгы қыздырғанда әрекеттесіп күрделі зат мыс (II) оксилін түзеяі. Бүл мыс (II) ■ и ' сидш өзінің қызыл түсін, соғылғыштығын жояды, соңдай-ақ оттеп оксидте газ күйінде болмайды. Мыс (II) оксвдінде мыс — мыс элементі, оттегі — оттегі элементі түрінде бо- лады. Тшсп реакциялардың жәрдемімен мыс (П)ок- свдшен мыс және оттегі жай заттары бөлінеді. Көптеген химиялық элементтер бірнеше жай заттар Ьүлар бір-бірінен өздерінің қүрылысы және қасиеттері арқылы ажырайды. Бір элементтің бірнеше жаи заттар түзуш аллотропиялық кдбылыстар дейді р іс т е р ^ ^ т . ЖЗИ ЗЗТТаРДЫ алмпропиялық тур өзге- Мысалы, көміртегі химиялық элементі алмаз, гоа- фит, карбин деп аталатын үш жай зат түзеді. Алмаз — мөвдір, өте катты, гр а ф и т -сү р түсті, майлы тәрізді, үикегенде із қалдыратын жүмсақ, ал карбин — аморфгы күие тәрізді заттар. Үшеуі де көміртегінен түратын бүл жаи заттардың физикалық қасиетіндегі айырмашы- ™ ^ с ^ рДағы көміртеп атомдарының орналасу ретіне түзеді ЭЛЕМЕНТТЕРДІҢ САЛЫСТЫРМАЛЫ Қазіргі гылым өте Атомдардың ы нәтижесіңде абсолюттік ^ қтау мүмкін болды. асШ 0 ДИҚі РШ№Һі 4 киі] колданатын (грамм, [академик С.Бейсембае . { атьждағы ғыльш а К ІТ А Л Х А Н А С Ы килограмм) өлшемдерімен көрсетсек, олар өте кіші сан- дар болар еді. МысаЛы сутегі атомының массасы 1,67 • 10 7 кг, көміртегішкі— 19,93 • 1 0 “ 27 кг, от- тегінікі — 2 6 ,6 0 - 1 0 ” 27 кг. Элементтер атомдары масса- сының мүндай аз мәндерін еске үстау және оларды пайдаланып әр түрлі есептер шығару өте қолайсыз. Со- ндықтан химияда атомдар массаларының абсолюттік мәндерінің орнына салыстырмалы атомдық массалары қолданылады. 1961 жылы халықаралық келісім бойынша атом мас- сасының өлшемі ретінде массаның атомдық бірлігі (кысқаша м. а. б.) қабылданды. 1 массаның атомдық бірлігі көміртегі атомы массасының 1 / 1 2 бөлігіне тең, яғни, 1,66 • 10 " 27 кг-ға тең. Элемент атом массасының абсолюттік мәнін массаның атомдық бірлігіне бөлу неме- се онымен салыстыру арқылы оның салыстырмалы атом- дық массасын табады. Мысалы, осы әдіспен табьілған сутегінің, көміртегінің, оттегінің салыстырмалы атомдық массаларын (Аг) жазамыз: Барлық химиялық элементтің салыстырмалы массала- рын осы әдіспен табады. Элементтің салыстырмалы атомдық массасы сол элемент атомы массасының кө- міртегі атомы массасының 1 / 1 2 бөлігінен неше есе ауыр екенін көрсететін сан. Элементтің салыстырмалы атомдық массасы өлшемсіз сан және оның Аг әріптерімен белгіленетін себебі ағылшынша геіаііуе деген сөз, “салыстырмалы” деген үғым береді. Массаның атомдық бірлігімен (м. а. б.) көр- сетілген элемент атомының массасынан оның салыстыр- малы атомдық массасының өлшемсіз шамасын ажырата білу керек. Элемент атомының массасын ( т а) оның са- лыстырмалы атомдық массасын (Аг) массаның 1 атом- дық бірлігіне көбейту арқылы табады. Мысалы, жоға- рыда келтірілген элементтер үшін оны былай табады: 19.93 • 10 Аг(О) 26,60 • 10 кг — 27 ’ 1,66 * 10 кг та(Н) = 1 * 1 м. а. б. = 1 м. а. б; та(С) = 12 , - Л м. а. б. = 12 м. а. б та(О) = 1 6 - 1 м. а. б. = 1 6 м. а. б. 18 аэ Г Г ^ с^ - Г Рн ж г а г т д - и- Метаелеевті" - » і 8 10. ЗАТТАРДЫҢ САЛЫСТЫРМАЛЫ МОЛЕКУЛАЛЫҚ МАССАСЫ онынаіЗ п ^ салыстырмалы молекулалық массасы дегеі молекуласы массасының көміртегі атомы массасы ™ Т ?осЭ ь Г ^ Р« „ . СаЛЫСТ“ РМаЛЫ атомдык ма“ алаР“ - лы сты ^лы ТаН»пДа ЗЗТТЫҢ Формуласы арқылы оның са- лыстырмалы молекулалық массасын есептеп шығаоу КИ^ болманды. Мысал ретіңде ортофосфор қышқылы- салыстырмалы молекулалық массасын анықтайық- Аг(Н) 1 - 3 = 3 Аг(Р) = 3 1 1 Аг(0) = 31 16 • 4 = 64 Мг(Н 3 Р 04) = 3 + 31 + 64 98 Ал молекулалық массасьш (тт) табу ГЯШіаи о *п _ ___ . # щ заттың = г = ? г г і т а ё т а а » ^іт^НзРО^) = 9 8 - 1 м. а. б. 98 м. а. б. 8 1 1. МОЛЬ. МОЛЯРЛЫҚ МАССА. м о л ь д ы қ КӨЛЕМ „„„■3.аІ - МелшеРІНІН <мтем бірлігі ретівде химияда моль иоВДар„ан Л^ у 3Г м \Рм Г е? а ™ Г акгГлы ™ ТкаГ ™ е “ е терд* мөлшерін моль аркылы аныктаВДТ Ш“ ~ м ы ^ Т о 0 / 2 ^ МаССаСЫ П г е т еІ* к ө м ір т е гі а т о - ™ ИЫ1 ° : 0. ‘ 2. “ « Т « * * омбар 6олса, ^рамында сон- ассасы О Пі? ™ көміртегщде 6,02 • Ю 23 атом бола- тыны анықталды. 6,02 б ө л ш ек ті Аөогадро саны 19 деп атайды. Жоғарыдагы анықтамаға сәйкес кез келген заттың мсшінде 6,02 • 10 23 бөлшек болады. Зат мөл- шерінің 1 молінің массасьі оның молярлык, массасы деп аталады немесе зат массасының зат мөлшеріне катына- сына тең шаманы молярлык, масса деп атайды. Моляр- лық массаны г/мольмен немесе кг/мольмен көрсетеді. Заттың г/мольмен көрсетілген молярлық массасы сан жағынан оның салыстырмалы атомдық немесе молекула- лық массасына тең. Мысалы, гелнйдің салыстырмалы атомдық массасы 2 , ал судың салыстьірмалы молекула- лық массасы 18, ал олардың сәйкес молярлық массала- ры 2 г/моль, 18 г/моль. Заттың атомдық күйі үшін, молекулалық күйі үшін молярлық массаны есептеп шығаруға болады. Мысалы, атомдық азоттың бір молінде 6,02 • Ю 23 атом бар, ал молекулалық азоттың бір мо- лінде де 6,02 • 1023 молекула бар, ал олардың сәйкес салыстырмалы атомдық және молекулалық массалары 14 және 28. Олай болса, атомдық азоттың бір молінің мас- сасы 14 г/моль, молекулалық азоттың бір молінің мас- сасы 28 г/моль. Затмассасының (т, г) зат мөлшерінің (V мопь), мо- лярлық массаның (М, г/моль) арасындағы карапайым байланыс былай жазылады: т = V • М; V = — ; М = — . Осы формулаларды пайдаланып, белгілі бір заттың массасы немесе зат мөлшері, яғни заттың моль саны не- месе заттың моль массасы есептелініп шығарылады. Авогадро заңы бойынша бірдей жағдайда әр түрлі газдардың молекула сандары бірдей болса, олар бірдей көлем алады. Бкінші жағынан анықтама бойынша кез келген заттың 1 моліндегі бөлшектер саны бірдей. Ал Авогадро саны — 6,02 • 1023. Бүдан бірдей температурада және қысымда, кез келген газ тәріздес заттың 1 молі бірдей көлем алады деген қорытынды жасауға болады. Осыған сәйкес газ тәрізді заттардың қалыпты жағдайда, яғни 760 мм. с. б. (101,325 кПа) қысымда, 0°С темпе- ратурада қандай көлем алатынын есептеу қиын болмай- ды. Мысалы, қалыпты жағдайда оттегінің 1 л массасы— 1,43 г, көміртегі оксидінің — 1,25 г, ал осы газдардың сәйкес молярлық массалары — 32 г/моль, 28 г/моль. Енді әрбір газдың молярлық массасын 1 л массасына немесе тығыздығына бөлу арқылы мольдік көлемдерін табады. 20 ^ (02) = 32 г/моль : 1,43 г = 22,4 л; и(СО) = 28 г/моль : 125 г = 22,4 л. Осы келтірілген мысалдардан кез келген газдың 1 молі калыпты жагдайда 22,4 көлем алатынын көруге бо- лады. 22,4 л-ді газдардың қалыпты жагдайдағы мольдік көлемі деп атаиды. Газдардың мольдік көлемдерін пайдаланып, олардың малекулалық массаларын есептеп пшгаруга болады және ол газдарға байланысты әр түрлі есептер шыгаруга жиі 812. ЭКВИВАЛЕНТ. ЭКВИВАЛЕНТТЕР ЗАҢЫ Хнмиялық элементтер бір-бірімен әрекетгесіп қосы- лыс түзгеңде, оңдагы элементтердің мөлшерлері әр Е 2 5 І 2 І.үрақты болатынын күрам түрақтылық заңы көрсетті. Осыған сәикес химияға эквивалент түсінігі ен- пзілді. Химияда “эквивалентті ” деген сөз екі элементгің немесе екі заггың бір-бірімен қалдықсыз әрекетгесетін тең мөлшерлерш көрсетеді. Қазіргі кезде эквиваленттің анықтамасы былай айты- лады: Элементтіқ эквиваленті дегеніміз сутегі атомда- рынық 1 молімен әрекеттесетін немесе сондай мольді қосылыстан ыгыстырып иіыгаратын мөлшерін айта- Мысалы, иодсутекте НІ сутегінің 1 молімен қосылып түрғавдықтан, иодтың эквиваленті 1 мольге, күкіртсутек- .СД еТ Ң->еИ молшен косылатындықтан, күкірттің 1 : 2 мольге, аммиакта ҺЩ 3 сутегінің үш 1 :3 эквиваленті эквиваленті молімен қосылатындықтан, азоттың Силанда„ 5іН 4 сутегінің төрт молімен қосылатын дықтан, кремниидің эквиваленті 1 : 4 мольге тең. Элементтің 1 эквивалентінің массасын оның эквива- массасы лейді, ал ол г/мольмен көрсетіледі. Жоғарьіда келтірілген қосьілыстардың иодтың, күкіртгің азоттың, кремнийдің сәйкес эквиваленттік массалары г/моль, 32 :2 = 16 г/моль, 1 4 : 3 = 4,67 г/ моль, 28 : 4 = 6,5 г/моль. Қосылыстағьі элемент молінің қаңдай бөлігі сутегі 1 молше эквивалентті екенін көрсететін және оны / атомдарының санды эквиваленттік фактор дейді әрпімен белгілейді. Эквиваленттік фактор өлшемсіз сан ш* 21 оны 1-ді қосылыстағы сол элементтің валенттігіне (В) бөлу арқылы табағы: / ЭІСВ® 1 :В . Мысалы, жоғарыда келтірілген қосылыстардагы иод- тың, күкіртоң, азоттың, кремниидщ сәикес эквива- ленттік факторлары мынадай: 1 : 1 ; 1 : 2 ; 1 : 3 ; 1 : 4 . Бүдан элементтің эквиваленттік массасы Э немессе 1 элемент эквивалентшщ молшщ массасы элементтщ эквиваленттік факторын оның молярлық массасына (М) көбейткенге тең: Э = / аса. М. Элементтің эквиваленттік массасын оның эквива- лентінің молярлык, массасы деп атайды. Элементтің эквивалентін немесе эквиваленттік » * сын анықтарда оның сутегімен қосылыс түзуі міі емес. Қосылыстағы элементтерді талдау арқылы анық етп ерлері және біреуінің эквиваленті элементтің эквивалентін табуға бо- лады. Сондай-ақ химиялық реакция кезінде бір эле- талған массалық белгілі болса. еків менттщ қосылыстағы і і і элементтщ і і і мөлшерін ығыстырғаны белғілі болса, бір элементтің белгілі экви валенті арқылы екіншісінікі табылады. Бүл айтылғандарды мына мысалдардан көрелік: 1 - м ы с а л . 1,2 г көміртегін жаққанда 4,4 г көміртегі (IV) ок- сиді түзілді. Егер оттегінің эквиваленті 8 болса, онда осы қосылыстағы көміртегінін эквиваленті қанша? Ш е ш у і: қосылыстағы оттегінің массасын табамыз: т (0 ) = 4,4 г - 1,2 г = 3,2 г. 1,2 г көміртегі 3,2 г оттегімен қалдықсыз әрекеттеседі. Әрекетгесетін заттардың массаларын және белгілі оттегінің эквивалент- терін пайдаланып, пропорция құру арқылы көміртегінің эквивалентін табамыз: , . 1,2 г 3,2 г 8 г/моль 1 , 2 - 8 * , х = —^~ 2 — = 3 г/моль 2 - м ы с а л . 7,1 г хлор калий бромңдінен 16 г бромды ығыстырып шығарды. Хлордың эквиваленті 35,5 г/моль екенін ескеріп, бромның эквивалентін есептеп шығар. Ш е ш у і : 7,1 г хлор 16 г бромды ығыстырса, 35,5 г/моль қанша эквивалентін эквиваленттік 7,1 г 35,5 _ 16 • 35,5 0 \ 5 г х х “ Щ 80 г/моль. Бромның эквиваленттік массасы 80 г/моль, ал эквиваленті 80. ■ Егер элемент аинымалы валенттік көрсетіп, әр түрлі қосылыстар түзетін болса, онда бүл қосылыстардағы сол элементпң эквиваленттері де әр түрлі болады. Мысалы, оттегтшң эквиваленті 8 екенін еске алып, қүрамдары арқылы анықтапған көміртегі оксидтері С 02-дегі көміртегінің эквиваленті 3, ал СО-дағы көміргегінің эк- виваленті 6 -ға тең. Эквиваленттік көлем деп осы жағдайда затгың 1 эквивалентше сәйкес келетін көлемді айтады. Мысалы қалыпты жағдаида сутегінін 1 эквиваленті (1 г/моль) И ,2^ л , оттегшің 1 эквиваленті (8 г/моль) 5,6 көлем Эквивалент, эквиваленттік масса, эквиваленттік фак- тор үғымдары күрделі заттарға да (оксидтерге, непздерге, қышқылдарға, түздарға) қолданылады. Курделі заттың эквиваленті дененіміз — онын. су- тег отомдарының 1 молімен немесе кез келген зат- тады. эквивалентімен әрекеттесетін мөлиіерін ай- Алмасу реакциясына қатысатын негіздер мен кышқылдардың эквивалентгік массаларын олардың мо- лярлық массаларын реакция кезінде, жоғалтатын гидрок- СИД немесе сутегінің иондарының сандарына бөлү арқылы табады, мысалы: КаОН + Н28 0 4 = КаН304 + Н20 Э _ 40 г/моль ІЛ , ^аОН-------- 1 ----- = 40 г/моль г* _ 98 г/моль лп >^Н2304 -------- 1 ----- = 98 г/моль. ^аОН + Н25 0 4 = Ка$ 0 4 + Н 2 0 . Э 1' " _ 40 г/моль . МаОН ----------- 1 ------- = 4 0 Г/МОЛЬ. г* __ _ 98 г/моль АГк ^«2504 -------- 2 ----- = 49 г/моль. Түздардың эквиваленттік массалары олардың моляр- лық массаларын катионның немесе анионның зарядын 23 ион санына көбейткеннен шыққан санга бөлгенге тең, мысалы: Эаі 2 ( 804)2 — - 5 7 г / м о л ь . 6 Түз түзетін негіздік, қышқылдық және амфотерлік оксидтердің эквиваленттік массалары оларга сәйкес ке- летін негіздердің катиондарының немесе қышқылдардың аниондарының саны және олардың зарядтары арқылы анықталады. Мысал ретінде магний оксиді мен фосфор (VI) оксидінің әрекеттесу реакциясын келтірейік: МеО + Р20 3 = М£ з (Р 0 4)2 * мүндагы магний оксиді бір екі зарядты магний катионын түзеді, ал фосфор оксиді екі үш зарядты фосфат ионын түзетіндіктен, олардың эквиваленттік массаларын былай табады: г~\ 2 4 + 16 40 п а / ЭмвО^ = —\~~~2— = ~2 = г/МОЛЬ, гл 31 • 2 + 16 • 5 142 <м £.£. / . Эр^Оі = ----- ^ з----- = , = 23,66 Г/МОЛЬ. Химияда эквивалент, эквиваленттік масса түсініктерін кеңінен қолданудың нәтижесінде эквиваленттер заңы ашылды. Оның анықтамасы былай айтылады: Элементтердіқ немесе курделі заттардыц бір-бірі- мен әрекеттесетін мөлшерлері олардың химиялық эк- виваленттеріне пропорционал боладьи Бүл заңды есептер шығаруға қолайлы болу үшін бы- лай айтуға болады: Әрекеттесетін заттардың массалары (көлемдері) олардың эквиваленттік массаларына ( көлемдеріне) пропорционал болады. Бүл заңның математикалық өрнегі мынадай: ті _ Э, лі 2 Эг ’ т\ мен ті — бірінші және екінші заттардың массала- ры, Э\ мен Эг — сәйкес бірінші және екінші заттардың эквиваленттері. 9 13. ГАЗДАРДЫҢ МОЛЕКУЛАЛЫҚ МАССАЛАРЫН АНЫҚТАУ ТӘСІЛДЕРІ I I Авоғадро заңын қоданып газ тәрізд кулалық массаларын анықтауға болады X — ----------- » дардың бірдей болады. Олай бойь көлемдеріңдегі болса жағдаидағы әр түрлі газ- молекулалар саны бірдей молекулаларының саңдары бірдей массаларының өзара қатынасы олар- молекулалық массаларының қатынасындай т, тг М\ ■ N Мг - N ’ мүндағы гп\ — біршші газдың белгілі көлемінің массасы, т} — екінші газдың сондай көлемінің массасы, М, — бірінші газдың молекулалық массасы, М2 — екінші газ- дың молекулалық массасы, N — газдардың бірдей көлем- деріндегі молекулалар саны. БіріЕ I II а газдың массасының екшші газдың сондай көлемінің массасына қатынасы бірінші газдың екінші газбен салыстырмалы тыеыздыгы деп аталады, оны £> әрпімен белгілеп, жоғарыда келтірілген формуланы бы- лай жазамыз: Ә Мі Мг М I М г • Б. Газдың молекулалык, массасы оның екінші газбен салыстыргандагы тыгыздыгын екінші газдың молекула- лык, массасына көбейткенге тең. Көбінесе газдардың молекулалық массаларын сутегі немесе ауа арқылы табады. Сутегінің молекулалық мас- сасы 2,16 немесе жуық шамамен 2 және ауаның оргаша 29. Жоғарыдағы формулаға қою табудың массасы молекулалык арқылы газдардың молекулалық массаларын формулаларын былай жазады: М = О н - 2; М = Д , • 29. 2 . Газдардың салыстырмалы молекулалық массаларын олардың мольдік массалары арқылы табуға болады. Өйткені кез келген газдың салыстармалы молекулалық массасы сан жагынан мольдік массаға тең болады. Бүл үшін газдың белгілі массасының қалыпты жағдайдагы (0 С және 101,325 кПа) алатын көлемін анықтайды, ал 25 1 ч* содан кейін осы газдың 22,4 л көлемінін массасын анықтау арқылы салыстырмалы молекулалық массасын табады. Мысалы, қалыпты жағдайда көміртегі (IV) ок- сидінің 0,44 г 0,224 л көлем алады. Осы деректер арқылы алдымен газдың мольдік массасын табамыз. <ШЛ = й Ж Л х = М 4 . 2 2 , 4 л = 4 4 г / м о л ь 22,4 л 0,224 л Көміртегі (IV) оксндінің салыстырмалы молекулалық массасы 44-ке тең. Күйі қалыпты жагдайдан өзгеше болганда газдардың мольдік массаларын және соган сәйкес салыстырмалы молекулалық массаларын Менделеев-Клапейронның идеал газдар үшін теңдеуін пайдаланып табуға болады: р ү = КТ, М мүндағы Р — газдың қысымы, V — газдың көлемі, т — газдың массасы, М — мольдік масса, Т — абсолюттік температура ( К), К — универсал газ түрақтысы, оның мәні көлем мен қысымының өлшемдеріне байланысты: К = 8,314 Дж /моль • град. К = 62360 мм. мл./моль • гр. К = 0,082 л. ат/моль • град. К = 1,986 кал/моль • град. жүктеу/скачать 28,51 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|