Практикумы оқу құралы 2013 жыл Алматы 2013 1 0 0 0 6 0 0 4



Pdf көрінісі
бет9/33
Дата12.03.2017
өлшемі6,26 Mb.
#8932
түріПрактикум
1   ...   5   6   7   8   9   10   11   12   ...   33

№5 зертханалық жұмыс 
Жұмыстың мақсаты:  Химиялық реакцияның заттардың концентрациясына және тем-
ператураға тәуелді екенін зерттеу.Химиялық тепе-теңдіктің ығысуы мен заттардың 
концентрацияларының  арасындағы тәуелділікті зерттеу.   
Тәжірибелер: 
Қажет аспаптар мен реактивтер 
Үш  үлкен  және  үш  кішкене  сынауықтар,  ерітінділері,  дистилденген  су,  секундомер, 
ӛлшеуіш сынауық немесе бюреткалар, термометр. 
Әрекеттесуші заттар концентрациясының реакция жылдамдығына әсері. Нӛмірі бар 
үлкен үш сынауыққа натрий тиосульфатының сұйытылған ерітіндісін 1) 5 мл, 2) 10 мл, 3) 15 
мл құйыңдар. Бірінші сынауыққа  -10 мл су, екіншісіне 5 мл су қосыңдар. Тиосульфаты бар 
сынауықтарға  5  мл  күкірт  қышқылын  қосыңдар.  Секундомермен  күкірт  қышқылын  қосқан 
уақытты  белгілеп,  осы  ерітіндінің  ӛне  бойында  түзілетін  ақшыл  түсті  тұнбасы  байқалғанда 
секундомерді  тоқтатып,  уақытты  жазып  алыңдар.  Тәжірибе  нәтижесін  кесте  түрінде 
жазыңдар.  Осыдан  у-  осіне  жылдамдық 
t
V
1
,  х-сіне 
3
2
2
O
S
Na
-концентрациясын  салып 
график сызыңдар. Қорытынды шығарыңдар. 
Реакция теңдеуі:       
S
O
H
SO
SO
Na
SO
H
O
S
Na
2
2
4
2
4
2
3
2
2
 
10-кесте 
Сынауық 
нӛмірі 
3
2
2
O
S
Na
мл 
O
H
2
 
мл 
4
2
SO
H
мл 
Жалпы 
кӛлем 
Лай пайда 
болған 
уақыт,  
сек. 
Жылдамдық 
t
V
1
 


10 

20 
 
 

10 


20 
 
 

15 


20 
 
 
 

 
64 
2. Температураның реакция жылдамдығына әсері. Үш сынауыққа 5 мл 
3
2
2
O
S
Na
 және 
басқа  үш  сынауыққа  5  мл 
4
2
SO
H
  ерітінділерін  құйыңдар.  Бӛлме  температурасында  1- 
тәжірибедегі 
3
2
2
O
S
Na
пен 
4
2
SO
H
-ті  бір-біріне  қосып,  реакцияға  кеткен  уақытты  жазып  алу 
керек. Келесі сынауықты температурасы 10
0
С-қа кӛтерілген жылы суға салу арқылы ӛсіріп, 
бір-біріне  қосып,  лай  түзілу  уақытын  жазып  алады.  Нәтижесін  кестеге  жазады.  Абсцисса 
осіне температура (
0
), ордината осіне жылдамдықтың кӛрсеткішін жазып, график сызыңдар. 
Қорытынды жазыңдар. 
11-кесте 
Сына
уық 
нӛмірі 
3
2
2
O
S
Na
 
мл 
4
2
SO
H
 
мл 
0
t С 
Лай пайда 
болған уақыт,  
сек. 
Жылдамдық 
t
V
1
 



0
С 
 
 



0
С+10

 
 



0
С+20

 
 
 
3.  Химиялық  тепе-теңдіктің  ығысуы.  Бір  үлкен  сынауыққа  5  мл  0,001н 
3
FeCl
мен 
KCNS   араластырыңдар.  Реакция  теңдеуін  жазыңдар.  Алынған  ерітіндіні  4  сынауыққа 
бӛліңдер.  Біріншісіне  концентрлі 
3
FeCl
,  екіншісіне  концентрлі  KCNS   ерітіндісін,  ал 
үшіншісіне  аздап  калий  хлоридінің  кристалдарын  қосыңдар,  тӛртіншісін  салыстыру  үшін 
қалдырыңдар. Не байқалады?  Тепе-теңдік қай жаққа ығысады?  Қорытынды жасаңдар. 
 
Жаттығулар мен есептер 
1.Реакция  теңдеулері  тӛмендегідей  реакциялардың  жылдамдығының  математикалық 
түрін жазыңдар. 
HCl
Cl
H
2
2
2
;  
O
H
O
H
2
2
2
2
;
O
H
Cu
CuO
H
2
2
. 
2.Егер NO контентрациясы екі есе әссе: ә) NO мен O
2
-нің концентрациясы бір мезгілде 
үш есе ӛссе мына реакция2NO+O
2
=2NO
2
 жылдамдығы қалай ӛзгереді? 
3.Химиялық тепе- теңдіктің тұрақтысының математикалық ӛрнегін жазыңдар: 
N
2
+3H
2
=2NH
3
;                 2NO=N
2
O

 
4.Мына  тепе  теңдік  а)  температура  тӛмендегенде,  ә)  қысымды  кӛтергенде  қалай 
ығысады? 
2CO+O
2
=2CO
2
+568,48кДж 
2SO
2
+O
2
=2SO
3
+172,38кДж 
2HBr=H
2
+Br
2
-53,83кДж 
2H
2
+O
2
=2H
2
O-56,90кДж 
5.Реакцияға  қатысқан  заттардың  концентрациялары  мынандай  [H
2
]=0,3  моль/  л; 
[J
2
]=0,08моль/л;  [HJ
2
]=0,35моль/л болғанда тепе теңдік орнайды. Иод пен сутегінің бастапқы 
концентрациясын есептеңдер. 
6.[N
2
O
4
]бастапқы  концентрациясы  0,02моль/л  және  тепе-теңдік  кездегі  оның 
диссоциациясы  60%  болады,    N
2
O
4
2NO
2
  реакциясының  тепе  -  теңдік  тұрақтысын 
табыңдар. 
7.  Температуралық  коэффициенті  үшке  тең  жүйенің  температурасын  150
0
С  –тан 
200
0
С-қа дейін арттырса, реакция жылдамдығы неше есе артады?  
8.  Жүйенің  қысымын  екі  есе  арттырса,  бастапқы  газ  заттарының  әрекеттесу 
жылдамдығының ӛзгерісін анықтаңдар: 
а)  
2
2
NOCl
Cl
NO
 
      б)
HJ
J
H
2
2
2
 
   в)
4
2
2
2
O
N
NO

 
65 
Ерітінділер
 
 
Ерітінділердің концентрацияларын көрсету тәсілдері 
 
Ерітінділердің табиғатта маңызы ӛте зор.Табиғи сулардың барлығы ерітінділер болып 
саналады. Ерітінділерге физиологиялық маңызды сұйықтар-қан, лимфа және т.б.жатады. 
 
Химиялық  реакциялардың  кӛпшілігі  ерітінділерде  жүреді.Сонымен,ерітінділер 
дегеніміз-екі немесе одан да кӛп құрам бӛліктерінен және олардың әрекеттесуінен түзілетін 
заттардан тұратын біртекті гомогенді жүйе. 
 
Яғни ерітінді дегеніміз еріген заттардан және ерігіштен тұратын жүйе.Мысалы,калий 
нитраты  ерітіндісі  еріткіштен-судан  және  еріген  зат-тұздыңгидратталған  иондарынан 
тұрады. 
 
Ерітінділер агрегаттық күйіне сай қатты,сұйық және газ болуы мүмкін. 
Сұйық  ерітінділерге  тұздардың  судағы  ерітінділері  жатады.  Қатты-ерітінділерге,мысалы 
никель  мен  мыстың  (олардан  ұсақ  тиындар  жасайды)  құймасы  жатады.Ауа-газдардың 
қоспасы. Осы ерітінділердің ішіндегі маңыздысы-сұйық ерітінділер (сулы). 
 
Ерітінділердің  маңызды  сипаттамасы-оның  құрамы.Ерітіндінің  құрамындағы  еріген 
заттың мӛлшерін сипаттау үшін концентрация деген ұғым енгізілген.Еріген заттың массалық 
үлесі-бұл  еріген  зат  массасының  ерітіндінің  жалпы  массасына  қатынасына  тең  ӛлшемсіз 
физикалық шама. 
 
Ерітіндінің  концентрациясы  дегеніміз  -  ерітіндінің  белгілі  бір  кӛлеміндегі  немесе 
массасындағы еріген заттың мӛлшері. 
   Концентрацияның  түрлері:  массалық  үлес  (проценттік),  нормальдық,  молярлық  және 
молялдық. 
 
  1.Массасы  100г  ерітіндідегі  еріген  заттың  грамм  мөлшерін  көрсететін  шаманы 
ерітіндінің  проценттік концентрациясы (массалық үлес) деп атайды. 
%
100
(%)
1
m
m
 
 
%-ерітіндінің проценттік концентрациясы немесе массалық үлес, 
1
m
еріген заттың массасы, г., 
ерітіндінің массасы, г. 
 
1-мысал. 300 г ерітіндіде 60 г еріген заты бар. Осы ерітінідінің массалық үлесін анықтау. 
Берілгені: 
m
ерт
г
300  
m
ер.зат
60г 
Шығару жолы: 
%
20
100
300
60
%
100
(%)
1
m
m
 
Ерітіндінің концентрациясы - 20% болды. 
Табу керек:  
?
(%)
 
 
2.    Көлемі  1л  ерітіндідегі  еріген  заттың  эквивалент  саны  сол  ерітіндінің  нормальдық 
концентрациясын  көрсетеді.  Нормальдығы  «н»  әрпімен  белгіленеді.  Нормальдық 
концентрацияны мынадай формуламен есептеуге болады: 
V
m
m
C
Э
H
 
m
еріген заттың массасы,  г.; 
Э
m
еріген заттың грамм-эквиваленті; 
V
ерітіндінің кӛлемі, л. 
 
 
 

 
66 
2- мысал.  200 мл 1,96 г күкірт қышқылы ерітіндісінің нормальдық  концентрациясы қандай? 
Берілгені: 
V
ерт
200мл
2
,
0 л 
m
ер.зат
96
,
1
)
(
4
2
SO
H
г 
Шығару жолы: 
98
)
(
4
2
SO
H
M
г/моль;  Э
2
1
)
(
4
2
SO
H
моль;                     
Э
m
49
2
1
98
)
(
4
2
SO
H
г 
2
,
0
2
,
0
49
96
,
1
V
m
m
C
Э
H
н. 
Табу керек:  
?
H
C
 
 
3.  Көлемі  1л  ерітіндідегі  еріген  заттың  моль  саны  сол  ерітіндінің  молярлық 
концентрациясын көрсетеді: 
V
M
m
C
M
 
M
 -молярлық концентрация,  моль/л;  
m
еріген заттың массасы, г., 
M
еріген заттың грамм-молекулалық массасы, г.. 
V
ерітіндінің кӛлемі, л. 
 
3-мысал.  250  мл  ерітіндіде  2,5  г  натрий  гидроксиді  бар,  осы  ерітіндінің    молярлық 
концентрациясын анықтау керек. 
Берілгені: 
V
ерт
250мл
25
,
0
л 
m
ер.зат
5
,
2
)
(NaOH
г 
Шығару жолы: 
40
)
(NaOH
M
г/моль 
25
,
0
25
,
0
40
5
,
2
V
M
m
C
M
моль/л. 
 
Табу керек:  
?
M
C
 
 
 
4.  Массасы  1000  г  /1  кг./  еріткіште  еріген  заттың  мольдік  санын  көрсететін  шаманы 
ерітіндінің  моляльдық концентрациясы деп атайды. 
1000
1
m
n
C

 немесе 
1000
3
2
m
m
n
C

 немесе 
1000
)
(
3
2
3
m
m
M
m
C

 
  мұндағы, 
1
m
 еріткіштің массасы, г; 
2
m
ерітіндінің массасы, г; 
3
m
еріген заттың массасы, г; 
n
еріген заттың мӛлшері, моль; 
M
еріген заттың мольдік массасы, г/моль. 
4-мысал.200  г  ерітіндінің  құрамында  50,5  г  калий  нитраты  бар.  Осы  сулы  ерітіндінің 
молялдылығын анықтау. 
Берілгені: 
m
ерт
г
200  
m
ер.зат
5
,
50
)
(
3
KNO
г 
Шығару жолы: 
101
)
(
3
KNO
M
г/моль 
3
,
3
1000
)
5
,
50
200
(
101
5
,
50
1000
)
(
3
2
3
m
m
M
m
C


Демек,  1000 г суда 3,3 моль калий нитраты еріген. 
Табу керек:  
?

C
 
 
 

 
67 
Заттардың суда ерігіштігі 
 
  Ерігіштік - бұл заттың суда немесе басқа еріткішті еру қабілеті. 
           Суда ерігіштігі бойынша барлық заттар:  
1) жақсы еритін 
2) аз еритін 
3) іс жүзінде ерімейтін  болып үш топқа бӛлінеді.  
Заттардың ерігіштігі олардың табиғатына, температура мен қысымға тәуелді болады. 
Еріген заттың артық мӛлшерімен динамикалық тепе-теңдікте болатын ерітіндіні  қаныққан 
ерітінді деп атайды. 
           Қаныққан  ерітіндіні  дайындау  үшін  берілген  температурада  суға  араластыра  отырып 
затты  тұнба  түзілгенге  дейін  қосады.  Заттың  жаңа  мӛлшерін  еріте  алатын  ерітіндіні 
қанықпаған  ерітінді  дейді.  Іс  жүзінде  қаныққан  ерітінділер  аз  қолданылады,  кӛбінесе 
қанықпаған ерітінділер пайдаланылады.      
 
Ерітіндінің концентрациясын анықтауға шығарылатын есептер 
Ерітіндінің массалық үлесі немесе проценттік концентрациясы. Жоғарыда айтылғандай, 
ерітіндінің проценттік концентрациясы 100 г ерітіндідегі еріген заттың салмақ  мӛлшерімен 
ӛлшенеді. 
Мөлшері  белгілі  ерітіндіні  даярлауға  қажетті  еритін  зат  пен  еріткіштің  сандық 
қатынасын есептеу 
 
1-мысал. Ас тұзының 250 г 3 % ерітіндісін даярлау үшін неше грамм тұз және қанша грамм 
су керек болады? 
Берілгені: 
m
ерт
г
NaCl
250
)
(
 
%
3
 
Шығару жолы: 
100 г ерітіндіде ________3 г NaCl  
250 г ерітіндіде ________x  г  NaCl  
5
,
7
100
3
250
x
г  NaCl ;  
                            250 - 7,5 = 242,5 г (су) 
Табу керек:  
m
ер.зат
?
)
(NaCl
 
m
су   
-?  
 
 
  Ерітіндіні  даярлауда  алынған  еріткіш  пен  еріген  заттың  салмақ  мөлшері  белгілі 
болған жағдайда ерітіндінің массалық үлесін (проценттік концентрациясын) анықтау. 
 
2-мысал.  20  г  ерітіндіні  қайнатып  буландырғанда  4  г  тұз  алынды.  Ерітіндінің 
концентрациясы қандай болғаны? 
Берілгені: 
m
ерт
20г
 
m
ер.зат
4
г 
Шығару жолы: 
%
100
(%)
1
m
m
 
%
20
%
100
20
4
%
 
немесе   20 г ерітіндіде _______4 г тұз болса, 
100 г ерітіндіде _______xг тұз болады 
20
20
4
100
x
г немесе 20%. 
Табу керек:  
?  
 
 
 
  Еріткіш 
пен  еріген  заттың  мөлшерін  оның  массалық  үлесі  (проценттік 
концентрациясы) арқылы анықтау. 
3-мысал. 500 г 20 %  ас тұзының ерітіндісінде неше грамм тұз және қанша грамм су бар? 
 

 
68 
Берілгені: 
m
ерт
г
NaCl
500
)
(
 
%
20
 
Шығару жолы: 
100 г______20 г  ас тұзы  
500 г______ x  г   ас тұзы  
100
100
20
500
x
г тұз;  
400
100
500
г  су.  
Табу керек:  
m
ер.зат
?
)
(NaCl
 
m
су   
-?  
 
 
Ерітіндінің проценттік концентрациясы арқылы еріген заттың моль санын анықтау                                                                                                 
4-мысал.  Калий  иодиді  судағы  ерітіндісінің  100  мл-де  41,5  г  калий  иодиді  болса,  осы 
ерітіндінің 1 литрінде калий иодидінің неше моль болатынын есептеп шығарыңдар. 
Берілгені: 
100
)
(
1
KI
V
мл 
5
,
41
)
(KI
m
г 
1
)
(
2
KI
V
л  
Шығару жолы: 
 100 мл ерітіндіде 41,5 г
KI
 
 1000 мл ________  x  г. 
KI
 
415
100
5
,
41
1000
x
г 
KI
 
1 моль 
KI
______166 г.  
x моль  
KI
______ 415г 
5
,
2
166
1
415
x
моль 
KI
 
Табу керек:  
?
n
 
 
 
Концентрациясы  белгілі  ерітіндіге  су  қосып  сұйылтқаннан  немесе  екі-үш  ерітіндіні 
өзара  араластырғаннан  кейінгі  шыққан  ерітіндінің  массалық  үлесін  (проценттік  
концентрациясын) табу       
5-мысал.  Натрий  гидроксидінің  бір  молекуласына  судың  бес  молекуласы  келетін  ерітінді 
дайындау үшін натрий гидроксиді мен  суды қандай салмақ қатынасында алу керек? 
Шешуі.                 1 моль   NaOH - 40 г немесе 4 салмақ бӛлігі  
                              5 моль  
O
H
2
   - 90 г немесе 9 салмақ бӛлігі 
Натрий гидроксиді мен суды 4: 9 салмақ қатынасындай мӛлшерде араластыру керек. 
 
6-мысал.  Натрий  иодидінің  100г  20%  ерітіндісі  мен  300  г  10%  ерітіндісі  араластырылды.  
Осыдан шыққан ерітіндінің концентрациясы қандай? 
 
Берілгені: 
m
ерт
г
NaI
100
)
(
 
%
20
1
 
m
ерт
г
NaI
300
)
(
 
%
10
2
 
Шығару жолы: 
1-тәсіл:  1.Ерітіндінің массасы: 100г + 300г = 400г 
2. Екінші ерітіндідегі натрий иодидінің массасы: 
100г  ______10 г
NaI
 
            300г   ______  х г
NaI  
30
100
10
300
x
г 
3.
 
Ерітіндідегі натрий иодидінің массасы: 20 г + 30г = 50г  
        4.    400г  ______   50 г
NaI
 
               100г   ______  х г  
NaI  
5
,
12
400
50
100
x
г немесе 12,5% 
 
Табу керек:  
?
3
 
 
2-тәсіл: 
%
5
,
12
300
100
10
300
20
100
2
1
2
2
1
1
3
m
m
m
m
 
 
 

 
69 
Ерітінділермен химиялық реакцияларды жүргізу үшін қолданғанда жүргізілетін 
есептеулер 
 
1)  Молярлы  ерітінділермен  химиялық  реакциялар  жүргізудегі  есептеулерге 
мысалдар 
 
1-мысал.100  мл  1  М  темір  (ІІІ)  хлоридінің  ерітіндісімен  қалдықсыз  әрекеттесуі  үшін 
1М күміс нитраты ерітіндісінің қандай кӛлемі қажет? 
 
Берілгені: 
100
)
(
3
FeCl
V
мл 
M
FeCl
C
M
1
)
(
3
 
M
AgNO
C
M
1
)
(
3
 
Шығару жолы: 
 Реакция теңдеуін жазамыз: 
3
3
3
3
)
(
3
3
NO
Fe
AgCl
AgNO
FeCl
 
Есеп шарты бойынша берілген ерітінділердің концентрациялары 
бірдей, ал реакция теңдеуі бойынша  1 моль темір (ІІІ) хлоридіне 3 
моль күміс нитраты жұмсалады, сондықтан темір (ІІІ) хлоридінің 
100 мл ерітіндісіне күміс нитратының 300 мл жұмсалады. 
Табу керек:  
?
)
(
3
AgNO
V
 
 
2-мысал.  20  мл  0,5  М  мыс  (ІІ)  сульфаты  ерітіндісіндегі  мыс  иондарының  толық 
2
)
(OH
Cu
түрінде тұнбаға түсіру үшін 2 М натрий гидроксидінің қандай кӛлемі қажет? 
 
Берілгені: 
20
)
(
4
CuSO
V
мл 
M
CuSO
C
M
5
,
0
)
(
4
 
M
NaOH
C
M
2
)
(
 
Шығару жолы: 
 Реакция теңдеуін жазамыз: 
4
2
2
4
)
(
2
SO
Na
OH
Cu
NaOH
CuSO
 
Реакция теңдеуі бойынша 1 моль мыс (ІІ) сульфатына 2 моль 
натрий гидроксиді қажет болар еді. Ал 2М натрий гидроксиді 
ерітіндісінен мыс сульфаты ерітіндісінің концентрациясы неше есе 
артық болса, сонша есе кӛлемі кем жұмсалады, яғни;  
5
,
0
2
40
V

10
2
5
,
0
40
)
(NaOH
V
мл. 
Табу керек:  
?
)
(NaOH
V
 
 
2)  эквивалентті  (нормальдық)    концентрациялары  көрсетілген  ерітінділер 
химиялық реакцияға қатысқанда жүргізілетін есептеулер 
Эквивалентті  (нормальдық)  концентрациясы  белгілі  ерітінділердің  есептеуге 
қолайлылығы  бұлардың  эквивалентті  концентрациялары  бірдей  болғанда,  бірдей 
кӛлемдердегі  заттардың  эквиваленттік  мӛлшері  бірімен-бірі  қалдықсыз  әрекеттеседі. 
Мысалы,  20  мл  1н  (эквивалентті)  кез  келген  қышқыл  20  мл  1н  (эквивалентті)  кез  келген 
сілтіні  бейтараптайды.    Егер  концентрациялары  тең  болмаса,  реакцияға  түсетін  заттар 
кӛлемдері эквивалентті концентрацияларына кері пропорционал, яғни,  
 
1
2
2
1
C
C
V
V
  немесе  
2
2
1
1
C
V
C
V
 
 
мұндағы,  
1
және 
1
- бірінші ерітіндінің кӛлемі мен эквивалентті концентрациясы, 
2
V
және 
2
- екінші ерітіндінің кӛлемі мен концентрациясы. 

Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   5   6   7   8   9   10   11   12   ...   33




©emirsaba.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет