Шпаргалка по "Неорганической химии"

1 сұрақ. Оксидтер. Оксидтердің жіктелуі.Номенклатурасы. Алыну жолдары.Физикалық  және  химиялық қасиеттері.Қолданылуы. Қышқылдар.Қышқылдардың  жіктелуі. Номенклатурасы.Алыну жолдары.Физикалық  және химиялық қасиеттері.Қолданылуы.

Элементтің оттекпен қосылуынан түзілетін қосылысты оксид деп атайды.Оксидтердің көпшілігі әрбір элементтің оттекпен тікелей синтезінен алынады.Мысалы,Li2O, MgO, SO2, P2 O 5.Құрамында екі металдық атомы болатын  қос оксидтер де кездеседі. Әдетте олардың формуласын жазғанда тұздармен шатастырмау үшін екі металдың таңбасын жақшаға алады. Мысалы, (Ca Ti ) O3 - титан – кальций триоксиді.Оксидтерді өздері түзетін оттекті қышқылдардың ангидриді ретінде де қарауға болады.Мысалы, В2 О3- бор ангидриді, өйткені ол бор қышқылының сусыз түрі. Оксидтердің суға қатынасына қарай, одан түзілетін гидраттың қасиетіне қарай, оксидтерді, қышқылдық, негіздік, амфотерлі деп бөледі.

Қышқылдық оксидтерді, көбіне бейметалдар түзеді, бірақ кей металдардың жоғары валентті оксидтері де, қышқылдық оксид.Қышқылдық оксидтердің көпшіілігі сумен тікелей қосылып қышқыл түзеді.

Негіздік оксидтердің барлығы металл оксидтері. Өте актив металдардың оксидтері болмаса, қалған негіздік оксидтер сумен әрекеттеспейді.

Амфотерлі оксидтерде әрі қышқылдық, әрі негіздік , әрі қышқылдық оксидтердің қасиеті бар.

Осы оксидтердің үш тобының ортақ қасиеті- тұз түзу, сондықтан бұлардың басын құрап тұз түзуші оксидтер деп атауға болады.

Номенклатурасы. Оксидтердің формуласын құру үшін әуелі тиісті элемент атомы, одан соң оттек атомының таңбасы жазылады. Халықаралық жүйеге сай атағанда оксидтердегі элемент атомынан соң жақша ішіне оның валенттігін рим санымен көрсетіп, одан кейін оксид деген сөз қосады. Оксидтерді атаудың тағы бір әдісі бар. Мұнда формуладағы оксид түзуші элементтің атомдар санынан басталып өзінің аталуы, одан соң оттек атомдарының саны беріліп оксид сөзімен аяқталуы тиіс.Мысалы, CuO мыс монооксиді, SO3 күкірт триоксиді.Атомдар саны грекше оқылады, яғни моно- бір, ди- екі, три- үш.

Алынуы.Оксидтер жай және күрделі заттар жанғанда, тотыққанда түзіледі, мысалы.

                 Fe + O2 = Fe2 O3

Күрделі заттар әрекеттескенде оксидтер түзіледі.

                 Cu(OH)2 = CuO + H2 O

 Физикалық қасиеті жағынан  оксидтер әртүрлі, көпшілігі –  қатты заттар, біразы – газ, кейбіреудері  – сұйықтық.Химиялық жағынан, алдымен суға қатынасын қарайды.Оксидтердің көпшілігі тікелей болсын жанама болсын сумен қосылыс түзеді. Сумен, көмірқышқыл газымен, фосфор оксидімен әрекеттеседі.

Қышқылдар – сутек атомдары мен қышқыл қалдығы деп аталатын топтардан құралған күрделі заттар.Қышқылдардың көбісі суда жақсы ериді және иондарға диссоциацияланады.

Қышқылдар құрамына қарай оттекті, оттексіз қышқылдар болып бөлінеді.Ал құрамындағы сутек атомдарының санына қарай қышқылдарды бірнегізді, екінегізді және үшнегізді деп жіктейді.

Аталуы.Қышқылдардың формуласында сутек атомдары бірінші орынға жазылады.Оттекті қышқылдарда оттек атомдары үшінші орынға , қышқыл түзуші бейметалл атомы ортаға жазылады. Мысалы, HNO3.Көп атомды аниондары бар қышқылдарға – ат, - ит жалғауларымен аяқталатыны бұрынырықта айтылады. Сонымен бірге дәстүрлі оттекті қышқылдарға тән – лылау, - лы , - лау, жалғаулары да сақталады.Мысалы, хлорлылау қышқыл, хлорлы қышқыл.

Алынуы. Мысалы, кейбір бейметалл оксидтерін суда еріту арқылы оттекті қышқылдар алуға болады.

                                            SO2 + H 2O = H2 SO3

                                            SO3  + H2 O = H2 SO4

                                            P2 O5 +  H 2O= H3 PO4

Оттексіз қышқылдарды алу үшін кейбір хлор, бром, күкірт сияқты бейметалдарды тікелей сутекпен әрекеттестіреді. Оларды суда ерітіп қышқылдар алады.

Физикалық қасиеттері. Қышқылдар өздерінің аттарына сәйкес дәмдері қышқыл болады. Қышқылдардың көпшілігі дерлік күйдіргіш, мысалы, тұз, күкірт, азот қышқылдары сондықтан олармен жұмыс жасағанда өте сақ болу керек.Қышқылдардың барлығына жуығы суда ериді.Қышқылдар қатты күйде, мысалы, бор, фосфор қышқлы, сұйық  күйде,мысалы, күкірт, азот қышқылы, газ күйінде,мысалы, тұз, күкірт қышқылы, бола алады.

Химиялық қасиеттері.Индикаторларға әсері. Қышқылдар судағы ерітінділерінде индикаторлар түсін өзгертеді. Оларда күлгін түсті лакмус ерітіндісі қызыл түске, метилоранждың алқызыл түсті ерітіндісі де қызғылт түске өзгереді, ал фенолфтолеин ерітіндісі түссіз күйде болады. Барлық  қышқылдардың индикаторларды бірдей түске өзгертуін электролиттік диссоциация тұрғысынан олардың ерітінділерінде барлығына ортақ бірдей иондар – Н + сутек катиондары болуымен түсіндіріледі.

Металдармен әрекеттесуі. Сұйытылған күкірт қышқылы, тұз қышқылы т.б электрохимиялық кернеу қатарындағы сутектің сол жағында орналасқан металдармен әрекеттеседі. Реакция  нәтижесінде тұз және газ күйіндегі сутек бөлінеді.Сонымен бірге негіздік және екідайлы оксидтермен, негіздермен, екідайлы гидроксидтермен , тұздармен әрекеттеседі.

Қолданылуы. Қышқылдар өздерінің химиялық қасиеттеріне сәйкес газдар жаңа қышқылдар, жаңа тұздар алуға қолданылады. Ұшқыш қышқылдар мен суда ерімейтін қышқылдарды көбіне тұздарына күшті қышқылмен әсер ету арқылы алады. Сонымен қатар , металлургияда металдарды оксидтерінен тазарту үшін, таза металдар алуға тыңайтқыштар, бояулар мен дәрі- дәрмектер, қопарғыш заттар алуға, мұнай өнімдерін тазартуда қолданылады.

2.Гидроксидтер.Еритін және  ерімейтін гидроксидтер.Алу әдістері. Гидроксидтердің атау жүйесі олардың физикалық қасиеттері. Қолданылуы. Тұздар,олардың аталу жүйесі.Физикалық химиялық қасиеттері.Қолданылуы.Негіздер– ерітінділерінде бір немесе бірнеше гидроксид иондарын түзіп, диссоциацияланатын күрделі заттар. Егер элемент бірнеше гидроксид түзетін болса, оның тотығу дәрежесі рим цифрымен көрсетіледі. Мысалы, Cu(OH)2 – мыс (ІІ) гидроксиді, CuOH – мыс (І) гидроксиді. Негіздердің көпшілігі суда ерімейді немесе аз ериді. Суда жақсы еритін Негіздерді сілтілер деп атайды. Оларға LіOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH, Sr(OH)2, Ca(OH)2, Ba(OH)2, NH4OH (NH3*H2O аммиак суы) жатады. Сілтілердің судағы ерітінділері теріні, матаны, т.б. күйдіреді. Осыған байланысты кейде оларды күйдіргіш калий, күйдіргіш натр, т.б. деп те атайды. Құрамында екі не үш гидроксид тобы бар Негіздер ерітіндіде сатыланып диссоциацияланады. Мысалы, Ca(OH)2*Ca(OH)++OH (бірінші саты), Ca(OH)+Ca2++OH– (екінші саты). Сонымен қатар бір мезгілде қышқылдық және негіздік типпен диссоциациялана алатын Негіздер (гидроксидтер) де болады. Негіздердің маңызды химиялық қасиеттері олардың қышқылдармен, қышқылдық және амфотерлік оксидтермен немесе гидроксидтермен тұз түзе әрекеттесуі. Сілтілік металдаргидроксидтері қыздыруға төзімді. Суда жақсы еритін Негіздерді негіздік оксидтерін сумен тікелей әрекеттестіру арқылы алады. Мысалы, CaO+HА2O*Ca(OH)2. Суда аз еритін немесе ерімейтін Негіздерді сәйкес элементтің тұзына ерімтал гидроксидтермен әсер ету арқылы жанама жолмен алады. Мысалы, FeCl3+ +3NaOHFe(OH)3+ 3NaCl. [1]Негіздердің алынуы1. Белсенд металдардың сумен әрекеттесуі нәтижесінде:

2Li+2HOH=2LiOH+H2↑

Sr+2HOH=Sr(OH)2+H2↑

2. Белсенді металдардың оксидтерінің сумен әрекеттесуі нәтижесінде:

К2O+Н2O=2КOН

3. Ерімейтін және екідайлы негіздерді  олардың ерімтал тұздарына сілті ерітіндісімен әсер ету арқылы алуға болады:

ZnSO4+2NaOH=Zn(OH)2↓+Na2SO4

Pb(NO3)2+2KOH=Pb(OH)2↓+2KNO3

4. Өндірісте ерімтал негіздерді олардың тұздарының ерітінділерін электролиздеу арқылы алады. Олай болса, негіздерге мынадай анықтама беруге болады:

Негіздер дегеніміз молекула құрамында металл атомдарымен байланысқан бір немесе бірнеше гидроксотоп (ОН) бар күрделі қосылыстар.Гидроксотоп бір валентті болғандықтан негіз құрамындағы металдың валенттілігі қанша болса гидроксотоптың саны да сонша болады.

Негіздердің аталуы

Негіздердің аталуы: Металл аталып оның валенттілігі жақша ішінде көрсетіліп гидроксиді деген сөз косылады:

NaOH—натрий гидроксиді, Са(ОН)2—кальций гидроксиді халықаралық номенклатура бойынша гидроксотоптардың сандары аталып айтылады. Аl(ОН)3 —алюминий үшгидроксиді Ғе(ОН)2—темірдің дигидроксиді, Ғе(ОН)3—темірдің үшгидроксиді

Кейбір негіздер үшін бұрыннан пайдаланып келген атаулары да бар, олар ерекше қасиеттеріне, белгілеріне қарай қойылған.

NaOH—күйдіргіш натр; Са(ОН)2—сөндірілген әк.

Негіздердің жіктелуі

Қышқылдардың негізділігі түсінігіне негіздердің ышқылдылығы сәйкес келеді, ол гидроксотоптардың санымен анықталады,химиялық реакцияларда олар қышқыл қалдығына алмасады. Негіздердің калдықтарының валенттіліктері қышқыл қалдықтарына алмасқан гидроксил топтарының санымен анықталады.

Химиялық формулалардың молекуладағы атомдардыңбайланысу реті мен элементтердің валенттіліктерін көрсететін түрі — құрылымдық формула деп аталады. Мұндай формулалардағы әрбір сызықша бір валенттілікке сәйкес келеді.

Физикалық қасиеттері

Негіздердің судағы ерітінділері қолға сабындалып тұрады; матаны, теріні, қағазды күйдіреді, сондықтан куйдіргіш сілтілер (КОН, NaOH) деп аталады.Олармен жұмыс істегенде аса абай болу керек. Негіздерді еріткенде әдетте кәрлен ыдыстар колданылады, онын, себебі шыны ыдыстар сілтілермен әрекеттескенде тез бүлінеді.

Қышқылдар сияқты барлығына ортақ анықтағыштары (индикатор) бар, себебі олардың барлығына ортақ гидроксотоптары бар. Негіздерді анықтауға фенолфталеин деп аталатын анықтауыш қолданылады.

Негіздердің химиялық қасиеттері

Барлық негіздерге ортақ қасиет - олардың қышқылдармен әрекеттесіп, тұз және су түзуі.

Негіздердің қышқылдармен әрекеттесуі

Негіздердің қышқылдармен әрекеттесуін мына тәжірибеден көруге болады. Стаканға шамалап калий гидроксидін құйып алып, оған 1-2 тамшы фенолфталеин ерітіндісін тамызсақ ол таңқурай түсіне боялады. Енді осы стаканға жайлап шыны таяқшаменараластыра отырып күкірт қышқылының ерітіндісін тамызсақ, ерітіндінің түсі біртіндеп жойылады. Себебі мына реакция жүреді:

2КОН + H2SO4 = K2SO,4 + Н2О

Суда ерімейтін негіздер де қышкылдармен әрекеттеседі

Ғе(ОН)3+ЗНСl=ҒеСl3+ЗН2O

Осы реакцияның жүргенін бастапқы қызыл-коңыр түстің біртіндеп сарғыш тартқанынан және тұнбаның еруінен білуге болады. Бұдан мынадай тұжырымға келеміз:

негіз + қышқыл = тұз + су

Сілтілердің қышқылдық оксидтермен әрекеттесуі

Сынауыққа жаңадан әзірленген әк суынан аздап құйып алып, оған шыны түтікпен үрлесек, біраздан кейін лай пайда болады, себебі біз тыныс алғанда бөлінген көмірқышқыл газы реакцияға түседі:

Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O

сілті + қышқылдық оксид = тұз + су

Суда ерімтал негіздердің (сілтілер) ерекше қасиеттері - ерімтал тұздармен әрекеттесе алуы.

Сілтілердің суда ерімтал тұздармен әрекеттесуі

Бұл реакция жүру үшін нәтижесінде бір зат тұнбаға түсуі керек.

3NaOH+FeCl3=Fe(OH)3↓+3NaCl

Ba(ОH)2+Na2SО4=BaSО 4↓+2NaOH

Сонда мынадай қорытынды жасауға болады:

ерімтал жаңа жаңа сілті + тұз = тұз + негіз

Суда ерімейтін негіздердің термиялық ыдырауы олардың ерекше қасиеттері болып табылады

Cu(ОH)2→СuО+H2О—Q

Екідайлы негіздердің қасиеттері

Олар қышқылдармен әрекеттескенде тұз және су түзеді, негіздік қасиет көрсетеді.

Zn(ОH)2+H2SО4=ZnSО4+2H20

Ал сілтілермен әрекеттескенде қышқылдың қасиет көрсетеді. Ендеше негіздің формуласын қышқыл ретінде жазып аламыз:

Zn(OH)2→H2ZnO2

H2ZnO2+2NaOH=Na2ZnO2+2H2O

су + тұз сілті + екідайлы гидроксид+ қышқыл→тұз + су[2]

Тұздардың түрлерi

Тұздар орта, қышқыл, негіздік, қос және кешенді болып бөлінеді.

• Орта тұздар – сутек атомдары толық ауысса (Na2CO3, K3PO4, MgSO4);
• қышқыл тұздар – сутек атомдары металл атомдарымен біртіндеп алмасса (NaHCO3, K2HPO4);
• негіздік тұздар – құрамына гидроксил тобы енсе (MgOHCl, A1(OH)2Cl), қос тұздар – сутектің орнын бірнеше металл катиондары басса (KAl(SO4)2, NaK2PO4);
• кешенді тұздар – құрамында кешенді катион ([Cu(NH3)4]SO4) немесе кешенді анион (K[Fe(CN)6]) болса түзіледі.

Тұздар көбіне халықаралық номенклатура бойынша аталады. Тұздар суда ерігенде иондарға ыдырап, ерітінділері электр тогын өткізеді.

Гидролиз тұрғысынан тұздар 4 топқа жіктеледі:

1. күшті негіз бен күшті қышқылдан;
2. күшті қышқыл мен әлсіз негізден;
3. әлсіз негіз бен күшті қышқылдан;
4. әлсіз негіз бен әлсіз қышқылдан түзілген.

Күшті қышқыл мен күшті негізден түзілген тұздардан [KCl, NaCl, Ca(NO3)2] басқасы гидролизденеді. Тұздар қышқылдармен, сілтілермен және өзара ион алмасу реакцияларына түседі, металдармен әрекеттеседі. Тұздарды алудың 10-нан аса жолы бар. Тұздар табиғатта кең таралған. Тұздар қатты (ас тұзы) және еріген күйінде көл, теңіз, мұхит суларында, өсімдіктер мен жануарлар организмінде кездеседі. Тамақ өнеркәсібінде, ауыл шаруашылығында, медицинада, металлургия, шыны, т.б. өнеркәсіп салаларында, тұрмыста кеңінен қолданылады.