гидр
ӛрнектеледі.
Гидролиз дәрежесі – ол гидролизденген тұз молекуласы санының еріген
молекуласының жалпы санына қатынасы:
• 100
мұндағы [С]
гидр
– гидролизденген молекулалар саны;
[С]
еріген
– еріген молекулалардың жалпы саны.
90
Гидролиз дәрежесі тұздардың химиялық табиғатына, ерітіндінің концентрациясы мен
температурасына тәуелді. Ерітіндіні сұйылтқанда және температурасын жоғарылатқанда
гидролиз дәрежесі артады.
Тұздардың гидролиз тұрақтысы К
гидр
үшін ӛрнекті гидролиз процесінен, су
молекуласының тепе – теңдік тұрақтысынан және концентрация тұрақтылығынан алады.
Мысалы:
OH
COOH
CH
HOH
COO
CH
3
3
]
][
[
]
][
[
2
3
3
O
H
COO
CH
OH
COOH
CH
K
Кгидр
COO
CH
OH
COOH
CH
O
H
K
]
[
]
][
[
]
[
3
3
2
яғни
]
][
[
]
[
2
OH
H
O
H
K
, онда
COOH
CH
O
H
гидр
K
K
K
3
2
Гидролизге бейорганикалық қосылыстар да, органикалық қосылыстар да түседі.
Бақылау сұрақтары:
1. Судың иондық кӛбейтіндісі дегеніміз не?Судың диссоциациялану тұрақтысы қандай?
Оларға әсер ететін факторлар.
2. Сутегі иондары концентрациясының кӛрсеткіші нені білдіреді?
3. Тұздар гидролизінің мәнісі неде? Гидролиз түрлері.
4. Катион бойынша жүретін гидролизге мысал келтіріп, теңдеуді молекулалық, толық
иондық және қысқартылған иондық түрде жазыңыз.
5 Анион бойынша жүретін гидролизге мысал келтіріп, теңдеуді молекулалық, толық
иондық және қысқартылған иондық түрде жазыңыз.
6.Гидролиздену дәрежесі неге тәуелді ?
7. Қандай жағдайда гидролиз сатылап жүреді?
8. Толық гидролизге мысал келтіру.
№9 зертханалық жұмыс
Жұмыстың мақсаты:Тұздардың гидролиздену реакцияларын зерттеу, ортаның
pH
-тың
өзгеруiн және гидролиздiң температура мен сұйылтуға тәуелді екенін байқау.
Тәжірибелер
Керекті аспаптар мен реактивтер: сыйымдылығы 10 мл ӛлшеуіш цилиндр, спирт
шамы, воронка, шыны таяқша, штатив сынауықтарымен, магний ұнтағы, лакмус
қағаздары, сүзгі қағазы, ерітінділер:
тұз қышқылы
HCl
(2н ), натрий гидроксиді
NaOH
(2н),
аммоний сульфаты
4
2
4
)
(
SO
NH
(2н), алюминий (ІІІ) хлориді
3
AlCl
(2н), темір (ІІІ) хлориді
3
FeCl
(2н), мыс (ІІ) сульфаты
4
CuSO
(0,5н), натрий нириті
2
NaNO
(2н), натрий сульфиді
S
Na
2
(2н),
натрий сульфиті
3
2
SO
Na
(2н), натрий ацетаты
COONa
CH
3
(2н), натрий карбонаты
3
2
CO
Na
(2н), натрий хлориді
NaCl
(2н), , сурьма хлориді
3
SbCl
(0,5н), фенолфталейн, индикатор қағазы.
1.Ерітінді ортасын анықтау. Оқытушыдан ерітіндіні алып рН анықтаңдар.
Индикатор қағазын пайдаланып, жұмыс істеу ережесін оқып біліп алыңдар. Олереже
универсал индикатор қағазы бар кітапшалар сыртында жазылған. Ережеге сәйкес тәжірибе
жасап, зерттелген ерітіндінің
pH
-ы туралы қорытынды жасаңдар. Ортаның реакциясы
кандай? Сутегі иондар концентрациясын есептеңдер.
2.Гидролизге ұшыраған тұздар ерітінділерінің ортасы. Тӛрт сынауық алып
біріншісіне натрий карбонаты, екіншісіне мыс (II) сульфаты, үшіншісіне мырыш ацетаты,
тӛртіншісіне натрий хлориді ерітінділерін құйып, индикатор қағазы арқылы ерітінді ортасын
91
анықтаңдар. Тұздардың қай типке жататынынеске алып, гидролизге ұшырауы жӛнінде
қорытынды жасаңдар. Гидролиздің молекулалық, иондық теңдеуін құру арқылы ерітінді
ортасының ӛзгергенін түсіндіріңдер. Нәтижесін кестеге жазыңдар.
15-кесте
Тұз
формуласы
Лакмус
түсі
Реакция
ортасы
рН кӛрсеткіші
рН>7, рН<7, рН=7
3.Гидролиз өнімдерінің касиеті. Сынауыққа темір (III) хлоридінің ерітіндісін құйып,
лакмус қағазына әсерін тексеріңдер. Темір(III) хлориді гидролизінің1-ші сатысының теңдеуін
жазыңдар. Сол ерітіндіге аздаған магний ұнтағын салыңдар. Қандай газ түзіледі?
Түсіндіріңдер.
4.Гидролиз дәрежесіне температураның әсері. Сынауыққа 3мл темір (III) хлориді мен
3мл натрий ацетаты ерітінділерін қосыңдар. Реакция жүре ме? Ерітіндініқайнағанша
қыздырыңдар. Не байқалады? Темір(III)ацетатының сатылы гидролизінің теңдеулерін
жазыңдар.
5.Ерітіндіні сұйылтудың гидролиз дәрежесіне әсері. Сынауыққа 1мл сурьма (III)
хлоридінің
3
SbCl
ерітіндісін құйып, оған тұнба түзілгенше тамшылатып дистилденген су
қосыңдар. Сұйылтудан бұрын гидролиз бірінші сатысында ғана жүретінін ескеріп, гидролиз
реакциясының теңдеуін жазыңдар. Сұйылтудың әсерінен гидролиздің екінші сатысы
күшейеді де, сурьманың(III) дигидроксидінің ыдырауы нәтижесінде сурьманың оксохлориді
түзіледі. Ерітіндіні келесі тәжіриеге сақтап қойыңдар.
6.Гидролиздің қайтымдылығы. а) 5-тәжірибеде алынған ерітіндіге тұнба ерігенше тұз
қышқылын қосып, кейін қайтадан су құйыңдар. Гидролиз тепе-теңдігіне сутегі иондарының
концентрациясының ӛзгеруі қалай есер етеді?
ә) Натрий ацетатының гидролиздену теңдеуін иондық түрде жазыңдар. Ерітінді ортасы
қандай?
Натрий ацетаты
COONa
CH
3
ерітіндісіне
2-3
тамшы фенолфталеинтамызыңдар.
Ерітіндіні екі сынауыққа бӛліп, біріншісін қыздырыңдар. Ерітінді түсі ӛзгере ме? Ерітіндіні
сұйылтып бастапқы ерітіндімен салыстырыңдар. Байқалған құбылыстарды түсіндіріңдер.
7.Гидролизге толық ұшырау. Алюминий хлоридінің
3
AlCl
ерітіндісіне натрий
карбонатының
3
2
CO
Na
ерітіндісін қосыңдар. Сынауықты қыздырыпсүзіңдер. Алынған тұнба
кӛмір қышқылының тұзы емес, алюминий гироксиді екенін дәлелдеңдер. Алюминий
карбонатының түзілуін жәнетолық гидролизденуінің иондық теңдеулерін жазыңдар.
Есептер мен жаттығулар
1.Формулалары мынадай:
3
4
3
2
3
2
;
;
;
;
KNO
CuSO
CO
K
NaBr
CO
Na
тұздарының қайсысы
гидролизденеді?
2.Тӛменде формулалары жазылған тұздар ерітінділерінің ортасы қандай?
3
4
2
3
;
;
;
;
;
NaNO
NaCN
ZnSO
S
K
AlCl
KJ
.Реакция теңдеулерін иондық түрде жазыңдар.
3.
3
2
CO
Na
-ныңсатылы гидролизін иондық түрде жазыңдар. Қай сатысында гидролиз
күшті?
4.
3
4
2
)
( SO
Al
ерітіндісі мен натрий сульфиді
S
Na
2
ерітіндісін қосқанда
3
)
( OH
Al
түзіледі. Реакция теңдеуін жазып, себебін түсіндіріңдер.
5.Ерітіндінің
3
pH
және
10
pH
болғандағы сутегі және гидроксил иондарының
концентрациясын есептеңдер. Осы ерітіндінің ортасы қандай?
6.Сутегі иондарының ерітіндідегі концентрациясы 2,5·10
-5
моль/л-ге тең. Ерітіндінің
pH -ын есептеңдер.
7.Ерітіндідегі
4
,
2
pH
болса, сутегі иондарының концентрациясы қандай?
92
Комплексті қосылыстар
Химиялық қосылыстардың электробейтарап молекулаларының ӛзара әрекеттесуінде
түзілген қосылыстар немесе жоғары ретті күрделі молекулалар комплексті қосылыстар деп
аталады. Комплексті қосылыстарға кристаллогидраттар, аммиакаттар, қостұздар т.б. жатады.
Оларды алудың бірнеше мысалдары:
O
H
OH
NH
Cu
OH
NH
OH
Cu
OH
NH
OH
Cu
Cl
NH
Ni
NH
NiCl
NH
NiCl
CN
Fe
K
KCN
CN
Fe
KCN
CN
Fe
O
H
SO
O
H
Fe
O
H
FeSO
O
H
FeSO
2
2
4
3
4
2
4
2
2
4
3
3
2
3
2
6
4
2
2
2
4
6
2
2
4
2
4
4
)
](
)
(
[
4
)
(
4
)
(
]
)
(
[
4
4
]
)
(
[
4
)
(
4
)
(
]
)
(
[
7
7
Комплексті қосылыстарда донорлы-акцепторлы байланыс болады.
Комплексті қосылыстар дегеніміз құрамында бір немесе бірнеше донорлы-акцепторлы
байланыс болатын жоғары ретті қосылыстар.
Комплексті қосылыстардың құрылысы мен қасиеттерін Швецария ғалымы Альфред
Вернер ұсынған (1893) координациялық теориясы жақсы түсіндіреді. Бұл теорияның негізгі
қағидалары мынадай:
1.
Комплексті қосылыстарда басты орын комплекс түзушінің үлесіне тиеді. Комплекс
түзуші кӛбінесе оң зарядталған металл иондары болады.
2.
Комплекс түзушінің маңайына теріс зарядталған аниондар немесе электробейтарап
молекулалар – лигандалар орналасады.
3.
Комплекс
түзушінің
маңайына
орналасқан
немесе
координацияланған
лигандалардың жалпы саны комплекс түзушінің координациялық саны деп аталады.
4.
Комплекс түзуші мен лигандалар комплексті қосылыстың ішкі сферасын түзеді.
5.
Ішкі сфераға сыймай қалған иондар комплексті қосылыстың сыртқы сферасын
түзеді.
Комплексті қосылыстардың формулаларын жазғанда ішкі сфера квадрат жақшаға
алынып, сыртқы сферадан бӛлінеді.
Негізгі комплекстүзушілерге Д.И. Менделеевтің периодтық жүйесінің қосымша
топшаларында орналасқан d элементтері жатады.
Кейбір кӛп кездесетін комплекс түзушілер және олардың координациялық сандары
тӛменде келтірілген:
16-кесте
Координациялық сан
Комплекс түзуші
2
Au
Ag
Cu
,
,
4
2
2
2
2
2
2
2
2
2
,
,
,
,
,
,
,
,
Sn
Ni
Cd
Pb
Pt
Pd
Au
Hg
Cu
6
4
4
4
3
2
3
3
2
3
,
,
,
,
,
,
,
,
Pd
Pb
Pt
Fe
Fe
Co
Cr
Zn
Al
8
6
6
2
2
,
,
,
Mo
W
Sr
Ca
Маңызды лигандаларға мына тӛмендегі полюсті молекулалар мен аниондар жатады:
1.
Полюсті молекулалар:
2
2
2
4
2
3
2
,
,
,
,
,
,
,
Cl
Br
J
H
N
NO
CO
NH
O
H
және т.б.;
2.
Аниондар:
3
2
2
4
2
2
3
2
4
2
3
2
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
NO
NO
O
C
CO
SO
O
S
CNS
CN
OH
J
Br
Cl
F
және т.б.
Комплексті қосылыстың сыртқы сферасында аниондар немесе катиондар болуы
комплекс ионының зарядына байланысты. Егер қосылыстағы комплекс ионының заряды оң
болса, сыртқы сферада аниондар орналасады, ал комплексті ионының заряды теріс болса,
сыртқы сферада катиондар орналасады.
93
Комплексті қосылыстың формуласын құру үшін комплекс түзушінің координациялық
санын, оның зарядын, лигандалардың зарядтарын, комплексті ионның зарядын, сыртқы
сфераның зарядтарын анықтау керек.
Мысалы, комплекс түзуші екі оң зарядты темір ионының теріс бір зарядты циан
қышқылы қалдықтары түріндегі лигандалардан және сыртқы сферасында калий катиондары
болатын комплексті қосылысының формуласын құрастырайық.
Жоғарыда келтірілген мәліметтерден
2
Fe
ионының координациялық саны 6 екенін
білеміз, олай болса, комплекс түзушінің маңайына CN
6
- орналасатынын ескеріп, ішкі
сфераны былай жазамыз:
]
)
(
[
6
CN
Fe
Енді комплекс ионының зарядын табамыз. Комплексті ионының заряды комплекс
түзушінің заряды мен лигандалардың зарядтарының алгебралық қосындысына тең:
4
6
)
1
(
2
Комплексті ионының заряды – 4 болғандықтан сыртқы сферада +1 зарядты калиийдің 4
ионы болады. Олай болса, бұл комплекс қосылысының формуласы мынандай болады:
]
)
(
[
6
4
CN
Fe
K
калийдің гексацианоферраты.
Комплексті қосылыстар жай және күрделі заттардың бейтарап, қаныққан («валенттілік»
түсінік тұрғысынан) молекулаларынан түзіледі.
Мысалы:
4
4
3
3
4
2
2
2
2
2
4
2
2
2
4
3
]
)
(
[
4
]
)
(
[
]
[
]
[
2
]
[
SO
NH
Cu
NH
CuSO
NO
Ag
K
AgNO
KNO
CuCl
H
HCl
CuCl
HgJ
K
HgJ
KJ
HF
Na
HF
NaF
HBF
BF
HF
Комплексті қосылыстардың ішінде бейорганикалық заттар болуы мүмкін: тұздар,
қышқылдар, негіздер және т.б.. Комплексті қосылыстар оң немесе теріс зарядталған күрделі
комплекстік ионнан тұрады.
Байланыстар теориясы комплекстің құрылысын донорлы-акцепторлы байланыстың
түзілуімен түсіндіреді. Комплекс түзуші мен лигандалардың арасында донорлы-акцепторлы
байланыс болады. Лигандалар ӛздерінің дайын электрон жұбын комплекс түзушінің бос
орбитальдарына береді, ал комплекс түзуші оларды қабылдап алады. Сондықтан комплекс
түзуші акцептор, ал лигандалар донор болады.
Мысалы,
2
4
3
]
)
(
[
NH
Zn
ионында тӛрт аммиак молекулаларының электрондар жұбы
мырыштың тӛрт гибридті
3
sp
орбитальдарына орналасады.
2
4
3
3
2
]
)
(
[
4
NH
Zn
NH
Zn
Комплекс ионның құрылысы тетраэдр тәрізді:
Кристалдық
өріс
теориясы.
Валенттік
байланыс
теориясы
комплексті
қосылыстарында қос электрондар арқылы донорлы-акцепторлы байланыстардың түзілуін,
комплекс түзушінің орбитальдарының гибридтелуі нәтижесінде байқалатын, олардың
94
координациялық сандарын, осыған сәйкес түзілген комплексті иондарының геометриялық
түрлерін, магниттік қасиетттерін жақсы түсіндіреді.
Дегенмен, бұл теорияның жетімсіз жағы да бар. Мысалы, ол комплексті қосылыстардың
оптикалық қасиеттерін, түр – түсін анықтай алмайды. Комплексті қосылыстардың бұл
қасиеттерін кристалдық ӛріс теориясы анықтайды.
Кристалдық ӛріс теориясы комплекс түзуші мен лигандалардың арасында байланыс
иондық – дипольдық деп жорамалдайды.
Мысалы, кристалдық ӛріс теориясы бойынша дицианоаргентат (І) ионында күміс пен
цианид иондарының арасында болатын иондық байланыс, ал тетрааква мыс (ІІ) ионында мыс
ионы мен полюсті су молекуласының арасында түзілетін ионды – полюсті байланыстан
тұрады:
2
2
2
2
2
2
];
[
OH
Cu
O
H
CN
Ag
CN
O
H
O
H
Бұл теория бойынша кәдімгі комплексті қосылыстарының оптикалық қасиеттерін
анықтайды. Осы аталғандар кристалдық ӛріс теориясының маңызды қағидалары. Бірақ
кристалдық ӛріс теориясы иондық комплекс қосылыстарының қасиеттерін жақсы
түсіндіргенімен ковалентті байланыс арқылы түзілетін комплексті қосылыстарының
қасиеттерін түсіндіре алмайды. Мысалы, ол аммоний тобының, карбонилдердің түзілуін
түсіндіре алмайды.
Молекулалық орбитальдар теориясы соңғы кезде кеңірек қолданып келеді. Бұл
теория комплекс түзуші мен лигандалардың электрондық құрылысын толық есепке алып,
комплекс осы бӛлшектердің ядролары мен электрондарынан тұратын тұтас жүйе деп
қарайды.
Комплексті қосылыстардағы молекулалық орбитальдардың түзілуі және қасиеттері
атомдық қосылыстарының молекулалық орбитальдардың түзілу принципі мен қасиеттеріне
ұқсас болады. Әрине кӛптеген бӛлшектерден - иондардан, молекулалардан, атомдар
тобынан тұратын комплексті қосылыстың энергетикалық диаграммасына қарағанда
күрделірек және ӛздеріне тән ерекшеліктері болады.
Комплексті
қосылыстардың
тұрақсыздық
константасы.
Комплексті
қосылыстардың сыртқы және ішкі сфераларының арасындағы байланыстар иондық
болғандықтан суға еріткенде олар толықтай комплекс ионы мен қарапайым сыртқы
сфераның иондарына ыдырайды, мысалы:
]
)
(
[
]
)
(
[
]
)
(
[
]
)
(
[
2
2
2
3
2
3
CN
Ag
K
CN
Ag
K
Cl
NH
Ag
Cl
NH
Ag
Түзілген комплекс иондары ӛте аз мӛлшерде ӛздерінің құрамына кіретін бӛлшектерге
(иондарға, молекулаларға) ыдырайды:
CN
Ag
CN
Ag
NH
Ag
NH
Ag
2
]
)
(
[
2
]
)
(
[
2
3
2
3
Комплекс иондарының диссоциациялары аз мӛлшерде жүретін қайтымды процесс
болғандықтан оларға әрекеттесуші массалар заңын қолдануға болады. Процестер сан
жағынан диссоциация константасы арқылы анықталады:
21
2
2
8
2
3
2
3
10
0
,
1
]
]
)
(
[[
]
][
[
10
8
,
6
]
]
)
(
[[
]
][
[
CN
Ag
CN
Ag
K
NH
Ag
NH
Ag
K
Келтірілген комплекс иондардың диссоциациялану константаларын олардың
тұрақсыздық константасы К
тз
деп атайды.
95
Тұрақсыздық константаларының сандық мәндері комплекс иондарының тұрақтылығын
немесе беріктігін кӛрсетеді. Мысалы, жоғарыда келтірілген
]
)
(
[
2
3
NH
Ag
комплекс ионына
қарағанда (
8
10
8
,
6
тз
K
),
]
)
(
[
2
CN
Ag
комплекс ионы
21
10
0
,
1
тз
K
біршама тұрақты.
Ӛйткені, бірінші ион кӛбірек ыдырайтындықтан, оның тұрақсыздық константасының мәні
кӛбірек (
8
10
8
,
6
тз
K
), ал екінші комплекс ионы азырақ ыдырайтындықтан оның
тұрақсыздық константасының мәні (
21
10
0
,
1
тз
K
) тӛмен.
Комплексті иондардың тұрақсыздық константаларын пайдаланып комплекс
қосылыстарының арасындағы реакция қай бағытта жүретінін анықтауға болады. Мысалы,
]
)
(
[
2
3
NH
Ag
ионы үшін
8
10
8
,
6
K
болса,
]
[
4
NH
комплекс ионы үшін
10
10
4
,
5
K
болады. Сондықтан
]
)
(
[
2
3
NH
Ag
ионы қышқылдарының әсерінен бұзылып, тұрақты
комплекс ионын
]
[
4
NH
түзеді:
]
[
2
2
]
)
(
[
4
2
3
NH
Ag
H
NH
Ag
Достарыңызбен бөлісу: |