Атом-молекулалық ілім. Стехиометриялық заңдар
жүктеу/скачать 175.22 Kb.
|
2H2S + O2  2H2O + 2S
100. Мышьяк топшасы элементтерінің жалпы сипаттамасы. Қасиеттері, олардың қолдануы. Мышьяк топшасы. 5-негізгі топтың ішіндегі мышьяк, сурьма, висмут-3 элементті мышьяк топшасы дейміз, бұлардың жалпы қасиеттері азот, фосфорға ұқсас болғанымен олардан өзгешелігі де бар, оның себебі бұлар үлкен периодтың элементтері, бұлардың барлығында, анау екеуіндей емес, электрондық құрылымында d- электрондар бар. мышьяк топшасының элементтреінің дербес күйде металдық түрі болады, жылуды, электрді жақсы өткізеді, өйткенімен морт, нәзік, сондықтан ұнтақтау оңай. Активтік қатарында сутек пен мыстың арасынан орын алады. үшеуінің де ерімтал қосылыстары улы заттар. мышьяк жаратылыста кейде ғана бос күйде, көбінесе күкіртпен немесе металдармен қосылып кездеседі. мышьякты көбіне мышьякты колчеданнан FeAsS алады, колчеданды қыздырғында ол айырылып FeAsS=FeS+ As мышьяк ұшқыш болғандықтан оны буын салқындатып жинап алып, тағы тазалау үшін рафинациялайды. Мышьяктың аллотропиясы. жаңағы ацтқан әдіспен шығатын кристалдық мышьяк, қара сұр түсті, металл сияқты жылтыр, меншікті салмағы 5,73 және мышьякты сутекті айырғанда бөлініп шығатын аморфты қара мышьяк бар. мышьяк суда ерімейді, ауада өте баяу, ал қыздырса өте тез тотығып димышьяк триоксидке As2O3 айналады, осы сияқты қыздырғанда басқа да көп элементпен қосылып, қосылыстарында 3 және 5 валенттік көрсетеді. мышьяктың өзі де қосылыстары да күшті у. мышьяк жеке күйінде көп қолданылмайды. кейбір құймаларға- оларға қаттылық және коррозияға тұрақтылық қасиет беру үшін қосылады. мышьяктың қосылыстары тірі организмге физиологиялық күшті әсер ететіндіктен оларды көп пайдаланады. мысалы, медицинад көп заманнан бері дәрі есебінде тұтынылады, ауыл шаруашылығында зиянды жәндіктерді қыру үшін қолданылады. Мышьяк қосылыстары. Мышьяксутек AsH3 арсин. Мышьяктың қандай болмасын қосылысын, сутекпен бөлініп шығу моментінде тотықсыздандырса, арсин түзіледі. As2O3+ 6Zn+ 6H2SO4= 2AsH3 + 6ZnSO4+ 3H2O AsH3- сұйытылған қышқылдармен арсенидтерге әсер ету нәтижесінде де түзіледі. Mg3As2+ 6HCI= 3MgCI2+2AsH3 арсин түссіз, өте улы сарымсақ иісті газ, өзі тұрақсыз, қыздырса айырылып сутек және аморфты қара мышьяк береді. арсинның оңай түзіліп, оңай айырылатындық қасиетін, мышьякты табу үшін пайдаланады. аммиак сияқты емес, арсин су қосып алып реакциаласпайды, суды ерігіштігі де анағұрлым нашар, ауада мынадай реакция бойынша жанады. 2AsH3 +3O2= As2O3 +3H2O
As2O3+ 3H2O= 2 As(OH)3 = 2H3AsO3 As2O3- тің P2O3- тен ерекшелігі ол галогенсутек қышқылдармен әрекеттеседі. As2O3+ 8HCI= HAsCI4 +3H2O Бұл гидроксид суға еріген күйде ғана болады, қышқылдық қасиеті едәуір басым. мышьякты қышқыл H3AsO3- өте әлсіз қышқыл. тұздары арсениттен сілтімен нейтралдағанда түзіледі. As2O3+ 6NaOH= 2Na3AsO3 +3H2O арсениттер көбіне метаарсенит NaAsO2 түрінде болады. Үш валентті мышьяктың қосылыстары- күшті тотықсыздардырғыш. мышьякты қышқылды не димышьяк триоксиді, азот қышқылы сияқты, күшті тотықтырғышпен тотықтырғанда мышьяк қышқылы H3AsO4 түзіледі 3As2O3+ 4HNO3+7H2O= 6H3AsO4+ 4No бұл қатты зат, суда ерімтал, осы орто- қышқылдан басқа, фосфор қышқылындағы сияқты, мета және ди- қышқылдары да белгілі. Мышьяк қышқылының күші- фосфор қышқылындай, тұздары арсенаттар, түссіз, еруі қиын тұздар. фосфаттарға өте ұқсас, мышьяк қышқылын қатты қыздырса, айырылып димышьяк пентаоксиді As2O5 береді, бұл ақ түсті сияқты масса. мышьякты қышқыл мен мышьяк қышқылын салыстырсақ, соңғысының қышқылдық қасиеті күштірек. бұл барлық элементтерде де бар ортақ заңдылықтың көрінісі- элементтің валенттігі жоғарырақ гидроксидінің қышқылдық қасиеті күштірек, негіздік қасиеті әлсізірек болады. Сурьма жаратылыста сурьма сульфиді не антимонит Sb2S3 (сурьма жылтыры) түрінде кездеседі. Сурьманы олу оңай, сурьма сульфидін қатты қыздырса, тотығып, оксидке Sb2O3 айналады, оны барып көмірмен тотықсыздандырады, не болмаса мына реакциямен алады: Sb2S3 + 3Fe = 2Sb + 3FeS Сурьма күмістей ақ жылтыр металлб қаттылығы 3 тең. Ме- талдық сурьмадан басқа оның аллотропиялық үш түрі бар: сары сурьма (ақ фосфор ж/е сары мышьякқа сәйкес), қара сурьма ж/е аморфты сурьма. Сурьма құймаларға қаттылық беру үшін қосылады. Сурьма, қорғасын ж/е қалайы құймасынан баспахана шрифтарын жасайды. Подшипникке, бытыра, шрапнель оқтарын жасауға ұстайды. Химилық қасиеттері жағынан сурьма мышьякқа ұқсайды, бірақ одан металдық қасиеттері басым. Сурьмасутек SbH3 – стибин арсин сияқты, қасиеттері де сондай, улы газ. Оксидтері мен гидроксидтері. Дисурьма триоксиді Sb2O3 сурьмалы ангидрид деп атағанмен ол нағыз амфотерлі оксид, мысалы: Sb2O3 + 2KOH = 2KSbO2 + H2O Sb2O3 + 6HCl = 2SbCl3 + 3H2O шынына келгенде Sb2O3 негіздік қасиеті басымырақ. Үш валентті сурьманың гидроксидін алу үшін тұзын сілтімен әрекеттейді: SbCl3 + 3NaOH = ↓ Sb(OH)3 + 3NaCl Sb(OH)3 амотерлі болғандықтан сілтіде де, қышқылда да ериді, өйткені оны сурьмалы қышқыл деп атайды. Үш валентті сурьманың тұздары әлсіз негіздің тұздары болғандықтан суға еріткенде гидролизденеді. Гидролизінің бір ерекшелігі: SbCl3 + 2H2O ↔ Sb(OH)2Cl + 2HCl, Бұл түзілген негіздік тұз, бір молекула су бөліп шығарып негіздік тұздың басқа түріне ауады: Sb(OH)2Cl = SbOCl + H2O Осы тұздағы Sb тобы, бір валентті металл сияқты көрсетеді, оны антимонил деп, түзілген тұзды антимонил хлориді не оксосурьма хлориді деп атайды. Бес валентті сурьманың оксиді Sb2O5 дисурьма пентаоксиді, оның қышқылдық қасиеті басым, үш қышқыл түзеді-мета (HSbO3), ди (H4Sb2O7) ж/е орто (H3SbO4) қышқылдары, әрқайсысына сай тұздар бар. Сурьмада аралас оксид-дисурьма тетраоксиді-Sb2O4 бар, оның ішіндегі сурьманың біреуі үш, екіншісі бес валентті оны ортосурьма қышқылының сурьма тұзы SbSbO4 деп қарайды. Оксидтің тұз болып есептелетінімен ілгері де кездесеміз. Сурьманың сульфидтері Sb2S3, Sb2S5 мышьяктың сульфидтеріне өте ұқсас, солар сияқты тиотұздар да түзеді, шырпы ж/е резина өндірісінде қолданылады. Висмут жаратылыста дербес күйде, көбіне қосылыс – висмут охрасы Bi2O3, висмут жылтыры Bi2S3 түрінде кездеседі. Висмутты алу әдісі алдыңғы мышьяк пен сурьманікі сияқты. Висмуттың қасиеттерінде металдық қасиет өте басым, ол оның периодтық системадағы орнына, яғни бейметалдардың тобында болғанымен, бұл 7 не 6 топта емес 5 топта, әрі оның ең соңғы элементі болғандығына тура келетін қасиет. Дербес күйде висмут қызғылт тартқан ақ түсті жылтыр, бірақ морт металл. Висмуттың балқуы оңай (45-470С), құймалар жасау үшін қолданылады. Висмуттың қосылыстарынан мыналарды келтіруге болады. Висмутсутек BiH3 - өте тұрақсыз зат. Оксидтері мен гидроксидтері. Висмуттың төрт оксиді бар BiO, Bi2O3, Bi2O4 ж/е Bi2O5.. Висмутты ауада қатты қыздырса Bi2O3 висмут оксидіне айналады, мұның тек қана негіздік қасиеті бар, қышқылдарда ғана ериді, ал Bi2O5. әлсіз қышқылдық қасиеті бар оксид. Висмут гидроксиді Bi(OH)3 мынадай реакциямен алынады: Bi(NO3)3 + 3NaOH = ↓Bi(OH)3 + 3NaNO3 Висмут тұздарының көпшілігі суда ерімтал, оңай гидролизденіп негіздік тұз не оксовисмут (BiO) тұздарын түзеді. Мысалы: Bi(NO3)3 + 2H2O ↔ Bi(OH)2NO3 + 2HNO3 BiCl3 + 2H2O ↔ Bi(OH)2Cl + 2HCl Bi(OH)2Cl = BiOCl + H2O 102. 2KOH +CI2 KCI +KCIO +H2O
104. Na2SO3 + Br2 + H2O Na2SO4 + 2HBr
106. K2Cr2O7 + 14HCI 2KCI + 2CrCI3 +3CI2 + 7H2O
108. а) 2KMnO4 + 5NaNO2 + 3H2SO4 2MnSO4 + K2SO4 + 5NaNO3 + 3H2O
В) 2KMnO4 + 3NaNO2 + H2O 2MnO2 + 2KOH + 3NaNO3
110. HCIO- HCIO2 – HCIO3- HCIO4 қатаоында қалай өзгереді тұрақтылық, тотықтырғыш қасиеттер, қышқылдық қасиеттер. Хлордың валенттігі өскен бағытта барлық оттекті қосылыстарының беріктігі өседі, жалпы тотықтырғыштығы кемиді, қышқылдарының күші артады. HCIO (pk 7.2)- HCIO2 (pk 2.0)– HCIO3(pk -1)- HCIO4(pk-10 )
CIO- CIO2- CIO3- CIO4- қатары бойынша хлордың тотығу дәрежесі өсетіндіктен, аниондарының тұрақтылығы артады. Оны CIO- дан CIO4- ке өткенде сигма және пи байланыстарын түзуге қатысатын валенттік электрондар санының өсуімен түсіндірге болады. 112. Азот қышқылының мырышпен, сынаппен, магниймен, мыспен, күкіртпен, көмірмен, иодпен әреккетесу реакцияларының теңдеулерін жазып, оларды электрондық балланс және жартылай реакциялар әдісмен теңестір. Өте сұйт. 10HNO3 + 4Zn 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O
Сұйт. 10HNO3 + 4Mg 4Mg(NO3)2 + N2O + 5H2O
Сұйт. 8HNO3 + 3Cu 3Cu(NO3)2 + NO + 4H2O
Конц. 4HNO3 + Cu 116. а) KMnO4 + 3K2SO3 + H2O = 2MnO2 + 3K2SO4 + 2KOH MnO4- + 2H+ + 3e = MnO2 + 2OH- /2 SO32- + H2O – 2e = SO42- + 2H+ /3 Б) H2O2 + KMnO4 + H2SO4 = O2 + MnSO4 + K2SO4 + H2O H2O2 – 2e = O2 + 2H+ /5 MnO4- + 8H+ + 5e = Mn2+ + 4H2O /2 5H2O2 + 2MnO4- + 16H+ = 5O2 + 2Mn2+ + 10H2+ + 10H+ + 8H2O 5H2O2 + 2MnO4- + 6H+ = 5O2 + 2Mn2+ + 10H2+ + 8H2O 5H2O2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 5O2 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O
NH4NO3 = 2H2O + N2O 2NaNO3 = 2NaNO2 + O2 Активті магнийге дейінгі металдардың нитраттары оттектен басқалары нитрит береді. Магнийден бастап мысқа дейінгі металдардың нитраттары оттекпен қатар оксидтер береді. Cu(NO3)2 = 2CuO + NO2 +O2 Мыстан активтігі нашар металдардың нитраттары оттектен басқа азот диоксидін және дербес металл береді. 2AgNO3 = Ag + 2NO2 + O2 120. Азот қышқылының қай дәрежеге дейін тотықсыздануы, ол бір жағынан оның сол арадағы концентрациясына, екінші жағынан тотығып жатқан тотықсыздандырғыштың активтігіне байланысты. Қышқыл неғұрлым сұйық болса, ол соғұрлым оңай тотықсызданады. Концентрленген азот қышқылы әрдайым NO2 дуйін тотықсызданады, тотықсыздандырғыш ретінде активті металдар, мысалы – Fe, Zn, Mg болса, аммиак – NH3 дейін тотықсызданып, түзілген аммиак реакцияласып болмаған азот қышқылымен, азот аммоний тұзын NH4NO3 түзеді. 4Zn + 10HNO3 = 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + H2O өте сұйық 4Mg + 10HNO3 = 4Mg(NO3)2 + N2O +5H2O Сұйық 3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + NO + 4H2O Сұйық Cu + 4HNO3 = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O Конц.
Элемент Мырыш Кадмий Сынап Бұл элементтердің электрондық формуласы ns2 Zn, Cd, Hg атомдарының 3d10, 4d10, 5d10 қабаттары түгелдей толған, сол себептен бұл металдардың сыртқы қабатында 2, ал сырттан екінші ішкі қабатында 18 электрон болады. Мыс тобының металдарындай емес, мұндағы 18 электронды қабат қалыптасып тұрақты күйге келген, реакция кезінде ондағы электондар химиялық байланыс түзуге қатыспайды, сондықтан бұл металдар тек қана екі валентті. Мырыш топшасындағы металдардың негізгі топтағы сілтілік жер металдармен салыстырғанда химиялық белсенділігі біраз кем. Әрі негізгі топтағыдай емес, бұл топта атомдық масса өскен сайын, металдардың белсенділігі кемиді. (Активтік қатарын қараңыз). Бұлардың металдық қасиеті кем болуымен қатар, тотығуы да қиынырақ, сумен де кәдімгі жағдайда реакцияласпайды, гидроксидтері суда ерімейді, негізділігі де кемірек, тіпті мырыштың гидроксиді амфотерлі қасиет көрсетеді. Электрхимиялық кернеу қатарында мырыш пен кадмий сутекке дейін тұрғандықтан, олар сутекті тотықтырғыш емес қышқылдардан ығыстырады; Cd + 2H3J+ = Cd2+ +H2↑ +2H2O Сынап сутекке қарағанда көбірек электр оң болғандықтан, оны ерітіндіге тұрақты комплекстер түзетін аниондар қатысуында ғана көшіруге болады; Hg + 4HJ = H2[HgJ4] + H2↑ Тотықтырғыш қышқылдар, мысалы HNO3, үщ металды да ерітіндіге ауыстыра алады; 4Zn + 10HNO3(өте сұйық) = 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O 3Cd + 8HNO3 ( сұйық ) = 3Cd(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O Hg + 4HNO3(конц.) = Hg(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O ZnO және CdO оксидтері қыздыру әсеріне тұрақты, ал HgO қыздырғанда жай заттарға ыдырайды. 11-B тобының металдары комплекс түзуге бейім. Мырыш пен сынаптың (11)координациялық саны 4, ал кадмийдідікі – 6-ға тең. Мырыш көкшіл тартқан ақ металл, қалыпты жағдайда морт 100-150ºC-та иілгіш, жайылғыш созылғыш күйге келеді, ал 200 С тан жоғары температурада қайтадан морт болады. Өндірілетін металдардың жартысынан көбі темірдің бетін қаптауға жалатуға жұмсалады, ал қалғаны құймалардың құрамында, (жез – 60% Cu, 40% Zn; томпак 90% Cu, 10% Zn; нейзильбер – 65% Cu, 20% Zn, 15% Ni) гальваникалық элемент жасуға (Au,Ag алу үшін) қолданылады. Кадмий электртехникада үйкелетін сымдар жасуға, оңай балқитын құймалар құрамына және басқа металдардың болаттардың бетіне жалатуға, сілтілі аккумуляторларда, тіс пломбасында қолданылады. Сынап (11) HgO – медицмнада қолданылады. 124. Күкірт пен сутектің қосылысы күкіртсутек деп аталады. Күкіртсутек жаратылыста вулкандардан шығатын газдарда, Мацеста, Пятигорск, Алмаарасан, Қапаларасан сияқты жерлерде шығатын қайнарлардың сында еріген түрде болады және өсімдік, жәндіктердің қалдықтары шірігенде түзіледі. Күкірт сутекпен тікелец тек 310º-тан бастап қосылысады, ал 400º-тан асса қайтадан айырылады: H2 + S = H2S ∆Hº = -20,9 КДж/моль Лабораторияда күкіртсутекті алу үшін сульфидтерді сұйытылған қышқылмен әрекеттестіреді, мысалы : FeS + 2HCl = FeCl2 + ↑H2S Күкіртсутек - түссіз, шіріген жұмыртқа иістес газ. Адам мұның иісін өте сезгіш, ауаның 100000 көлеміне H2S – бір көлемі болса да сезіледі. Ауадан ауыр – 60,7º-та сұйылып, 83º-та қатады. Судағы ерігіштігі 1:2,5. Судағы ерітіндісін күкіртсутек деп атайды; бұл жарық жерде біраз тұрса айырылып күкірт бөлініп шыққандықтан ылайланып кетеді. Күкіртсутек – у, ауада 0,05% болса, қатты уландырады. Уланғанның белгісі адамның мұрны “иіс сезбей“ қалады. Күкіртсутек молекуласы бұрышты молекула HSH бұрышы 92º, d (SH) = 0,133 нм, сондықтан полюсті (µ=0,98D) болады. H2S-тің сутектік байланыс түзуі нашар, сондықтан да күкіртсутек кәдімгі жағдайда - газ. Күкіртсутек ауада көгілдір түсті жалынмен жанады: 2H2S + O2 = 2H2O + 2S Оттек жеткілікті болса, онда күкірт те тотығады: 2H2S + 3O2 = 2H2O + 2SO2 Күкіртсутек оңай тұтанғыш зат, оның ауамен қоспасы қопарылады. Күкіртсутек жақсы тотықсыздандырғыш, мысалы: H2S +Cl2 = 2HCl + s H2S + 2HNO3 = 2NO2 + 2H2O + S H2S + H2SO4 = SO2 + 2H2O + S 2H2S + SO2 = 2H2O +3S Күкіртсутек ерітіндісі лакмусты қызыл түске бояйды, ол екі негізді лсіз қышқыл (K1=1*10-7, K2=1*10-14) күкіртсутек қышқылы деп атайды. Күкіртсутек қышқылддддддарының тұздддарын сульфидтер деп атайды Сульфидтер күкірт пен металдардың тікелей қосылуынан түзіледі; Fe + S = FeS ∆Hº = -95,4 КДж/моль Сульфидтердің көпшілігі тиісті металдың тұздарының ерітіндісін күкіртсутекпен әрекеттеп алуға болады, мысалы; CuSO4 + H2S = ↓ CuS + H2SO4 Не болмаса сульфидтер ерітінділерін әрекеттестіріп алуға болады, мысалы; FeSO4 + Na2S =↓FeS + Na2SO4 Күкіртсутек қышқылының бұл тұздарынан басқа, қышқыл тұздары болады, оларды қышқыл сульфид, гидросульфид деп атайды. 128. Азот қышқылы ерімейді деген асыл металдар азот қышқылы мен тұз қышқылының қоспасында ериді. Ерте уақытта металдардың патшасы – алтын деп есептейтін заманда, сол “патшаны” еріте алатын сұйықты “патша сұйығы” (орысша “царская водка”, латынша aqua regia – патша суы дегеннен ) деп атаған. Патша сұйығының әрекеті былай түсіндіріледі, әуелі азот қышқылы тұз қышқылын тотықтырады, онда бос күйіндегі хлор мен нитрозол хлориді NOCl түзіледі. HNO3 + 3HCl = Cl2 + 2H2O + NOCl Енді нитрозол хлориді айырылып азот оксиді NO мен Cl2 түзіледі. Осы реакциялардан бөлініп шыққан хлор алтынмен қосылып алтын трихлоидін түзеді, алтын трихлориді суда ерігіш тұз, сондықтан үстіртін қарағанда алтын патша сұйығында еріген болып корінеді, реакцияның нәтижесін былай жазуға болады; Au + 3HCl + HNO3 = AuCL3 + NO + 2H2O AuCl3 + HCl = H[AuCl4] Азот қышқылы, азот қосылытарының ішінде , өте көп және әртүрлі маңызды жерлерде қолданылатын зат. Азот қышқылы көп мөлшерде , азот тыңайтқыштары және органикалық бояғыштар өндірісінде қолданылады. Химиялық өнеркәсіпте көп процесстерде тотықтырғыш ретінде, сонымен қатар түтінсіз мылтық дәрісін , қопарғыш заттарды жасауда қолдакнылыады. жүктеу/скачать 175.22 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|
тотықтырғыштығы күшейеді-