III тарау. Химиялық реакциялар және олардың

77 
Электролит ерітінділеріндегі 
иондар арасындағы реакциялар 
нәтижесінде тұнба түзілетін, газ тәрізді зат бөлінетін және нашар 
диссоциацияланатын заттар түзілетін жағдайларда аяғына дейін 
жүреді. 
а) AlCl
3
+ 3AgNO
3
= 3AgCl↓ + Al(NO
3
)
3
б) 3KOH + H
3
PO
4
= K
3
PO
4
+ 3H
2
O 
в) K
2
CO
3
+ 2HBr = 2KBr + CO
2
↑ + H
2
O 
 
§ 3.2. Тотығу-тотықсыздану реакциялары 
 
1. 
Берілген 
реакция 
теңдеулеріндегі 
тотықтырғыш 
пен 
тотықсыздандырғышты анықтап, олардың тотығу дәрежесі қалай 
өзгеретінін табыңыздар. 
а) Zn + Cl
2
= ZnCl
2 
ә) P
2
O
5
+ 5C = 2P
+ 5CO
б) 2KClO
3
= 2KCl + 3O
2 
Шешуі:
 
а) Zn
0
+ Cl
2
0 
= Zn
+2
Cl
2
-
тотықсыздандырғыш Zn
0
– 2ē → Zn
+2
/1 тотығу 
тотықтырғыш Cl
2
0 
+ 2ē → 2Cl
-2
/1 тотықсыздану 
Zn + Cl
2
= ZnCl
2
ә) P
2
+5
O
5
-2 
+ C
0
= P
0 
+ C
+2
O
-2
тотықтырғыш Р
+5
+ 5ē → Р
0
/2 тотықсыздану 
тотықсыздандырғыш C
0
– 2ē → 2C
+2
/5 тотығу 
P
2
O
5
+ 5C = 2P
+ 5CO 
б) K
+1
Cl
+5
O
3
-2
= K
+
Cl
-
+ O
2
0
тотықтырғыш Cl
+5 
+ 5ē → Cl
-
/4 тотықсыздану 
тотықсыздандырғыш 2O
-2
– 4ē → O
2
0
/5 тотығу 
2KClO
3
= 2KCl + 3O
2
 
 
2. 
Берілген реакцияларды электрондық баланс әдісімен теңестіріңіздер: 
Шешуі: 
а) C
+ HNO
3
= CO
2
+ NO + H
2
O 
б) H
2
S + FeCl
3
= S↓ + FeCl
2
+ HCl 
в) KI + KIO
3 
+ H
2
SO
4
= I
2
+ K
2
SO
4
+ H
2
O 
а) C
0 
+ HN
+5
O
3
= C
+4
O
2
+ N
+2
O + H
2
O 
тотықсыздандырғыш C
0 
– 4ē → C
+4
/3 тотығу 
тотықтырғыш N
+5 
+ 3ē → N
+2 
/4 тотықсыздану 
3C
+ 4HNO
3
= 3CO
2
+ 4NO + 2H
2
O 
б) H
2
S
-2
+ Fe
+3
Cl
3
= S
0
↓ + Fe
+2
Cl
2
+ HCl 
тотықсыздандырғыш S
-2 
– 2ē → S
0
/1 тотығу 
тотықтырғыш Fe
+3 
+ 1ē → Fe
+2
/2 тотықсыздану 
H
2
S + 2FeCl
3
= S↓ + 2FeCl
2
+ 2HCl 

78 
в) KI
-
+ KI
+5
O
3 
+ H
2
SO
4
= I
2
0 
+ K
2
SO
4
+ H
2
O 
тотықсыздандырғыш 2I
-
– 2ē → I
2
0
/5 тотығу 
тотықтырғыш 2I
+5 
+ 10ē → I
2
0
/1 тотықсыздану 
5KI + 5KIO
3 
+ 5H
2
SO
4
= 5I
2
+ 5K
2
SO
4
+ 5H
2
 
§ 3.3. Ерітінділер мен балқымалардың электролизі 
 
2. 
Кальций хлоридінің балқымасын электролиздегенде қандай 
процестер жүреді? Электродтарда жүретін процестердің және 
электролиздің жалпы теңдеулерін иондық және молекулалық түрде 
жазыңыздар.
 
Шешуі:
эл.тогы
Катод (-): Са
2+ 
+ 2ē = Ca
0 
эл.тогы
Анод (+): 2Cl
- 
- 2ē = Cl
2
0 
эл.тогы
Са
2+ 
+ 2Cl
- 
= Ca
0 
+ Cl
2
0 
Қорытынды теңдеу: 
эл.тогы 
СаCl
2 
= Ca
0 
+ Cl
2
0 
3. 
Күкірт қышқылы мен күйдіргіш натрдың сулы ерітінділерінің 
электролизі кезінде қандай процестер жүреді? Электродтарда жүретін 
процестердің және электролиздің жалпы теңдеулерін иондық және 
молекулалық түрде жазыңыздар.
 
Шешуі:
NaOH ерітіндісінің электролизі кезінде жүретін процестер: 
Сулы ерітінділерде катодта натрий иондарының орнына су 
молекулалары тотықсызданады, ал анодта ОН
-
иондары тотығады. 
эл.тогы
Катод (-): 2H
2
O + 2ē → H
2
+ 2OH
-
/2 
эл.тогы
Анод (+): 4OH
-
- 4ē → O
2
0 
+ 2H
2
O /1 
эл.тогы
4H
2
O + 4OH
- 
→ 2H
2
0
+ 4OH
- 
+ O
2
0 
+ 2H
2
O 
Қорытынды теңдеу: 
эл.тогы
2H
2
O → 2H
2
0
+ O
2
0
Күкірт қышқылының сулы ерітіндісінің электролизі кезінде жүретін 
процестер: 
эл.тогы
Катод(-): 2H
+
+ 2ē → H
2
/2 
эл.тогы
Анод(+): 2H
2
O - 4ē → O
2
↑ + 4Н
+
/1 

79 
эл.тогы
4H
+
+ 2H
2
O → 2H
2
+ O
2
↑ + 4Н
+ 
эл.тогы
2H
2
O → 2H
2
+ O
2
↑ 
4. 
Күміс нитратының, калий нитратының, марганец (II) нитратының 
сулы ерітіндідегі қоспалары берілген. Осы ерітіндіні электролиздегенде 
электродтарда қандай заттар және қандай ретпен бөлінеді? 
Жауаптарыңызды негіздеңіздер. Жүретін реакция теңдеулерін иондық 
және молекулалық түрде жазыңыздар.
 
Шешуі:
Калий нитратының сулы ерітіндісінің электролизі кезінде жүретін 
процестер: 
эл.тогы
Катод(-): 2H
2
O + 2ē → H
2
↑ + 2OН
-
/2 
эл.тогы
Анод(+): 2H
2
O - 4ē → O
2
↑ + 4Н
+ 
/1 
эл.тогы
6H
2
O → 2H
2
↑ + 4OН
-
+ O
2
↑ + 4Н
+
эл.тогы
2H
2
O → 2H
2
↑ + O
2
↑ 
Күміс нитратының сулы ерітіндісінің электролизі кезінде жүретін 
процестер: 
эл.тогы
Катод(-): Ag
+
+ 1ē → Ag
0
/4 
эл.тогы
Анод(+): 2H
2
O - 4ē → O
2
↑ + 4Н
+
/1 
эл.тогы
4Ag
+ 
+ 2H
2
O → 4Ag
0
+ O
2
↑ + 4Н
+
эл.тогы
4AgNO
3
+ 2H
2
O → 4Ag
0
+ O
2
↑ + 4НNO
3 
Марганец (II) нитратының сулы ерітіндісінің электролизі кезінде 
жүретін процестер: 
эл.тогы
Катод(-): Mn
2+
+ 2H
2
O + 4ē → H
2
↑ + 2OН
-
+ Mn
0 
эл.тогы
Анод(+): 2H
2
O - 4ē → O
2
↑ + 4Н
+
эл.тогы
Mn
2+
+ 4H
2
O → H
2
↑ + 2OН
-
+ Mn
0 
+ O
2
↑ + 4Н
+
эл.тогы
2Mn(NO
3
)
2
+ 4H
2
O → H
2
↑ + Mn(OН)
2 
+ Mn
0 
+ O
2
↑ + 4НNO
3 

80 
Берілген қоспалардың ерітінділерін электролиздеген кезде заттар 
келесі ретпен бөлінеді: Ag
0
, Mn
0
, H
2
↑. 
 
5. 
Массасы
 
200 г мыс (II) сульфатын электролиздегенде оның 
массасының кемігені байқалады: а) 8 г; б) 16 г; в) 25 г. Ерітіндідегі 
қосылыстардың массалық үлестерін және әрбір жағдайда енжар 
электродтарда бөлінген зат массаларын есептеңіздер. 
Шешуі:
Электр тогымен мыс (II) суьфатының ерітіндісіне қанша әсер еткенде 
де электродтарда мыс (катодта) және газ тәріздес оттек (анодта) 
бөлінеді, олай болса берілген жағдайда электролиздің толық 
критерилері жалпы түрде бастапқы ерітіндідегі тұздың мөлшері сәйкес 
келетін келесідей ерітінді массасының кемуін ∆ = (m(Cu) + m(O
2
)) 
таңдау қажет. Мұның бағалау критериін келтіреміз. 
Ерітіндідегі мыс (II) суьфатының массасы:
m(CuSO
4
) = 200
⨯
0,16 = 32 г 
Оның зат мөлшері:
ν(CuSO
4
) =
m(CuSO
4
)
M(CuSO
4
)
=
3 2 г
160 г/моль
= 0,2 моль
∆ = (m(Cu) + m(O
2
)) = M(Cu)
⨯
ν(Cu) + M(O
2
)
⨯
ν(O
2
) = 64 г/моль
⨯
0,2 моль + 32 
г/моль
⨯
0,1 моль = 12,8 г + 3,2 г = 16 г 
Егер электролиз кезінде CuSO
4 
ерітіндісінің массасының кемуі ∆ = 
16 г шамасынан аз болса, онда процесс жоғарыда көрсетілген механизм 
бойынша жүреді. Егер массасның кемуі толық электролиздену 
критериіндегі шамадан жоғары болса, онда процестің механизмі 
өзгеріске ұшырайды: тұздың CuSO
4 
толық электролизінің нәтижесінде 
қышқыл Н
2
SO
4 
түзіледі. Қышқыл ерітіндісіне Н
2
SO
4 
әрі қарай электр 
тоғымен әсер еткенде судың электролизі жүреді. 
Осылайша қарастырылып отырған тапсырманың а) – в) 
жағдайларында электролиз процесінің үш әртүрлі жағдайы орын алады: 
а) ерітінді массасының (8 г) кемуі ∆ шамасынан аз – тұздың электролизі 
жарым-жартылай өтті: электродтарда мыс (катодта) және газтәріздес 
оттек (анодта) бөлінеді, ал ерітіндіде қалған тұздан басқа күкірт 
қышқылы түзіледі. 
Электродтарда түзілген заттардың мөлшерлері:
ν(Cu) = 0,1 моль; ν(O
2
) = 0,05 моль, 
ал массалары: m(Cu) = 6,4 г; m(O
2
) = 1,6 г. 

81 
Ерітіндідегі заттардың мөлшерлері:
ν(CuSO
4
) = 0,1 моль; ν(Н
2
SO
4
) = 0,1 моль, 
ал массалары: m(CuSO
4
) = 16 г; m(Н
2
SO
4
) = 9,8 г. 
Ерітіндінің массасы: m(ер-ді) = 200 - m(Cu) - m(O
2
) = 192 г. 
Ерітіндідегі заттардың массалық үлестері:
ω(CuSO
4
) = 8,33%, ω(Н
2
SO
4
) = 5,10%. 
б) ерітінді массасының кемуі (16 г) ∆ шамасына тең – тұздың 
электролизі толығымен жүреді: электродтарда мыс (катодта) және газ 
тәріздес оттек (анодта) бөлінеді, ал ерітіндіде электролиз кезінде 
түзілетін күкірт қышқылы ғана қалады. 
Электродтарда түзілген заттардың мөлшерлері:
ν(Cu) = 0,2 моль; ν(O
2
) = 0,1 моль, 
ал массалары: m(Cu) = 12,8 г; m(O
2
) = 3,2 г. 
Ерітіндідегі күкірт қышқылының мөлшері: ν(Н
2
SO
4
) = 0,2 моль, 
ал оның массасы: m(Н
2
SO
4
) = 19,6 г. 
Ерітіндінің массасы: m(ер-ді) = 200 - m(Cu) - m(O
2
) = 184 г 
Ерітіндідегі күкірт қышқылының массалық үлесі: ω(Н
2
SO
4
) = 10,65% 
в) ерітінді массасының (25 г) кемуі ∆ шамасынан жоғары – тұздың 
электролизі толығымен жүріп, одан кейін судың электролизі жүреді 
(ν(Н
2
О) = (25 – 16)/18 = 0,5 моль): электродтарда мыс пен сутек 
(катодта) және газтәріздес оттек (анодта) бөлінеді, ерітіндіде қалған 
жалғыз зат – күкірт қышқылының концентрациясы өседі (оның 
мөлшері өзгеріссіз сақталса да). 
Электродтарда түзілген заттардың мөлшерлері:
ν(Cu) = 0,2 моль; ν(Н
2
) = 0,5 моль (катодта) 
ν(О
2
) = 0,1 + 0,25 = 0,35 моль (анодта) 
ал массалары: m(Cu) = 12,8 г; m(Н
2
) = 1 г; m(O
2
) = 11,2 г 
Ерітіндідегі күкірт қышқылының мөлшері: ν(Н
2
SO
4
) = 0,2 моль, 
ал оның массасы:m(Н
2
SO
4
) = 19,6 г. 
Ерітіндінің массасы: m(ер-ді) = 200 - m(Cu) - m(O
2
) - m(Н
2
) = 175 г. 

82 
Ерітіндідегі күкірт қышқылының массалық үлесі: ω(Н
2
SO
4
) = 11,2%. 

жүктеу/скачать 2,05 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: