Өзін өзі бақылауға және зертханалық жұмыстарды қорғауға арналған сұрақтар

1.Заттың эквиваленті дегеніміз не? 2.Эквиваленттің молярлық массасы дегеніміз не? 3.Күрделі заттардың (қышқылдар, негіздер, тұздар) және жай заттардың эквиваленттерінің молярлық массасы қалай анықталады? 4.Эквиваленттер заңы қалай оқылады? Математикалық өрнегі қандай? 5.Неше моль және неше грамм болады: а) 6,02∙10² ацетилен С₂Н₂ молекулаларын. б) 2,00∙10²³ азот молекулаларын.

№ 3 Зертханалық сабақ

Химиялық заттардың энергетикасы

Жұмыстың мақсаты: Химиялық реакция энергетикасын калориметрия өлшеп және термодинамикалық есептеу арқылы анықтау.

Жұмысты жүргізу:

Химиялық реакцияның энтальпиясын калориметр деген құрал арқылы өлшейді. 1- сыртқы стакан, 2- реакция жүретін стакан, 3- қақпақ, 4- воронка, 5- ерітінді араластыратын құрал, 6-термометр.

Күшті қышқылды күшті негізбен нейтралдау реакциясының энтальпиясы және реакцияның Гиббс энергиясын есептеу. Электролиттік диссоциация теориясы бойынша күшті қышқыл мен күшті негіз арасында мынадай реакция жүреді:

NaOH + HCl = NaCl + H₂O

NaOH + HNO₃ = NaNO₃ + H₂O

№4 сурет Калориметр

Нейтралдау реакциясының термохимиялық теңдеуін былай жазуға болады:
Н⁺ + ОН^- =Н₂О: ΔН=-57 кДж
Нейтралдау реакциясы үшін бірдей көлемдер алу керек, мысалы: 100 мл қышқыл, 100 мл негіз.

Реакция жүретін стаканға (2) негіздің белгілі көлемін (20 мл концентрациясы 1 М) құйыңдар да температурасын 0,1⁰К дәлдікке дейін өлшеңдер (Т₁), оны зертханалық дәптерге жазыңдар. (Қышқылдыңда температурасын осындай дәлдікпен өлшеңдер, екі температура тең болуы керек). Сондай көлем (20 мл) қышқылды кұйып (1М) араластырып, ең жоғары температураны өлшеңдер (Т₂).

Тәжірибе нәтижесінен мыналарды анықтаңдар:

1.Температуралар айырмашылығын ΔТ = Т₂- Т₁

2.Стакандағы ерітіндінің массасын (m) (ерітінді тығыздығын бірге тең деп алыңдар).

3.Реакция нәтижесінде бөлінген жылуды (q): q= C∙m∙ΔT

C- ерітіндінің жылу көлемі 4,18 кДж (кг∙К) m- ерітінді массасы

Тәжірибе нәтижесінде табылған жылу мөлшері 0,1 моль сілтіні нейтралдағандағы жылу мөлшері болып табылады.

4.1 моль үшін нейтралдау энтальпиясы (кДж/моль);

ΔН_{нейтралдау} = -q/0,1 кДж/моль

5.Теория бойынша нейтралдау энтальпиясы ΔН_{нейтралдау} = -57 кДж/моль болса, салыстырмалы қате %_қате = ((ΔН_теор. – ΔН_тәж.)/ ΔН_теор.)∙100

6.Энтропия мәндерін кестеден тауып, нейтралдау реакциясының энтропиясының өзгеруін табыңдар

7.Нейтралдау реакциясының Гиббс энергиясын есептеңдер.

ΔG = ΔH + TΔS

Күшті қышқыл мен күшті негіз әрекеттескенде неге энтропия азаяды, соны түсіндіріңдер.

Табылған ΔН, ΔS, ΔG мәндеріне сүйеніп, нейтралдау реакциясы өздігінен жүретіндігі туралы қорытынды жасаңдар.

Өзін өзі бақылауға және зертханалық жұмыстарды қорғауға арналған сұрақтар:

1.Термохимия нені зерттейді?

2.Экзотермиялық және эндотермиялық деп қандай реакцияларды айтады?

3.Гесс заңын және оның салдарын айтып беріңіз.

4.Ішкі энергия деген не?

5.Энтальпия деген не және оның физикалық мәні қандай?

6.Термодинамиканың бірінші заңын айтып беріңіз.

Энтропия деген не? Стандартты энтропия деген не? Энтропиялық бірлік деген не?

7.Изобаралы-изотермиялық потенциал деп немесе Гиббс энергиясы деп қандай шаманы айтады? ∆G қандай бірлікпен өлшенеді?

8.Жүйенің энтропиялық және энтальпиялық факторлары деген не?

9.ΔН пен ΔS байланысы қандай теңдеумен өрнектеледі?

№ 4 Зертханалық сабақ

№1 Тәжрибе. Әрекеттесуші заттардың концентрациясының реакция жылдамдығына әсері.

Әрекеттесетін заттардың концентрациясының реакция жылдамдығына әсерін мына реакция арқылы, яғни натрий тиосульфатының концентрациясын өзгерту арқылы қарауға болады.

Na₂S₂O₃ + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + SO₂ + H₂O + S↓

Реакцияның жүргендігін ерітіндінің күкірт бөлінуі нәтижесінде тұнбалануы арқылы анықтайды.

Үш пробиркада натрий тиосульфатының әр түрлі концентрациялы ерітіндісін дайындаңдар. Бірінші пробиркаға 9 мл натрий тиосульфатын, екінші пробиркаға 6 мл Na₂S₂O₃ және 3 мл су, үшінші пробиркаға 3 мл натрий тиосульфатын және 6 мл дистильденген су құйыңдар.

Төртінші пробиркаға 3 мл концентрлі күкірт қышқылын өлшеп алып бірінші пробиркаға тез қосыңдар, пробиркадағы ерітінділерді араластырыңдар, қышқылды құйысымен секундомерді қосыңдар. Тұнба байқалысымен уақытты жазыңдар. Қалған екі пробиркағада осындай қышқыл құйып уақытты жазыңдар. Тәжірибе нәтижесінен график сызыңдар. Абцисса осіне Na₂S₂O₃ концентрациясын, ординатаға υ=I/Δt қойыңдар.

Натрий тиосульфаты концентрациясының реакция жылдамдығына әсерін қорытындылаңдар.

№2 Тәжрибе. Реакция жылдамдығына температураның әсері.

Үш пробиркаға 5 мл-ден натрий тиосульфатын, үш пробиркаға 5 мл-ден күкірт қышқылын құйыңдар. Пробиркаларды қышқыл-тиосульфат етіп үш жұпқа бөліңдер.

Бірінші жұпты су құйылған стаканға қойыңдар, стаканға термометр салыңдар. 3-5 минут өткен соң, яғни пробиркадағы ерітінділер температурасы теңескен соң, температураны анықтаңдар. Екі ерітіндіні біріктіріп, араластырыңдар. Екі ерітіндіні бір-біріне құйғаннан соң, секундомерді қосыңдар. Тұнба байқалысымен уақытты жазыңыздар Стакандағы суды 10⁰С-қа көтеріп (ыстық су қую арқылы), екінші пробиркалардың жұбын орналастырыңдар да алдынғы тәжірибе сияқты тәжірибе жасаңдар. Осылай үшінші пробирканың жұбымен стакандағы суды 10⁰С-қа көтеріп, тәжірибе жасаңдар.

Тәжірибе нәтижесінен график сызыңыздар. Абсцисса осіне КNO₃ тамшысының санын, ордината осіне салыстырмалы жылдамдықты қойыңдар.

№5 Тәжрибе. Химиялық тепе-теңдіктің ығысуына зат концентрациясының әсер.

ҒеСl₃ + 3NH₄CNS ↔ Ғе (CNS)₃ + 3NH₄Сl

Алынған ерітіндіні сумен тағы сұйылтыңдар (1:2), оны бірдей етіп 5 пробиркаға бөліңдер. Біреуіне 2 тамшы ҒеСl₃ ерітіндісін екіншісіне 2 тамшы NH₄CNS ерітіндісін, үшінші пробиркаға 2 тамшы NH₄Сl ерітіндісін, төртінші пробиркаға 2 тамшы алғашқы ерітінді (NH₄CNS + ҒеСl₃) қоспасын қосыңдар. Алғашқы үш пробиркадағы ерітінді түсінің өзгеруін төртінші пробиркадағы ерітінді түсімен салыстырыңдар:

№	Не қосылды	Ерітінді түсінің өзгеруі	Тепе-теңдіктің ығысу бағыты (оңға, солға)
1
2
3
4

Темір хлориді мен аммоний роданиді арасында жүретін қайтымды реакция үшін тепе-теңдік константасын жазыңдар. Байқаған құбылыстарды Ле-Шателье принципі тұрғысынан түсіндіріңдер.

1.Қандай реакцияларды гомогенді, гетерогенді деп атайды?

2.Химиялық реакциялардың жылдамдығы дегеніміз не?

3.Гомогенді, гетерогенді реакциялардың жылдамдығы қандай факторларға байланысты?

4.Массалар әсерлесу заңын оқыңдар. Жылдамдық қонстантасының мәнін анықтаңдар.

5.Химиялық реакциялардың жылдамдығы температураға байланысты неге және қалай өзгереді?

6.Активтену энергиясы деген не?

7.Химиялық тепе-теңдік дегеніміз не? Тепе-теңдіктің ығысуына қандай факторлар әсер етеді? Мысал келтіріңдер.

9.Ле-Шателье принципінің маңызы.
№ 5 Зертханалық сабақ
Ерітінділер. Ерітіндлер концетрациясы.Электролиттер.
Жұмыстың мақсаты: Белгілі концентрациялы ерітінділер дайындап үйрену. Титрлер әдісі бойынша ерітінділер концентрациясын анықтау.

№1 Тәжрибе. Ерітінді концентрациясын оның тығыздығы арқылы

анықтау.

Концентрациясын анықтайтын ерітінділерді ~ 100 мл цилиндрге құйыңдар, оның температурасын анықтаңдар. Егер ерітінді температурасы 20⁰С-қа тең болмаса, цилиндрді не жылы суға салып, не суық суға салып, ерітіндіні шыны таяқшамен араластырып, 20⁰С жеткізіңдер. Ерітінді тығыздығын ареометр арқылы анықтаңдар. Таза, құрғақ сүртілген ареометрді ақырындап цилиндрдегі ерітіндіге түсіріңдер. Ареометр цилиндр қабырғаларына тимеу керек. Ерітінді ернеуіне сәйкес келген ареометр шкаласы ерітіндісінің тығыздығын көрсетеді. Тығыздықты анықтауды тағы да екі рет қайталаңдар.

Ерітінді тығыздығын анықтайтын ареометр

С_х = С₁ + (С₂ –С₁)∙ ((ρ_х -ρ₁)/(ρ₂ -ρ₁))

ρ_х- өлшеген тығыздық

ρ₁ және ρ₂- таблицадағы өлшенген тығыздыққа жақын тығыздықтар;

С_х, С₁, С₂- оларға сәйкес концентрациялар.
№2 Тәжрибе. Массалық үлесі (%) белгілі тұздың ерітіндісін дайындау.
Мұғалімнен тапсырма алыңдар. Қанша тұз және су керек екенін есептеңдер.

Таразыда есептелген тұзыдың мөлшерін өлшеңдер де 300 мл колбаға салып ерітіңдер. Судың мөлшерін цилиндрмен өлшеңдер. Ерітінді жасау үшін суды аздап құйыңдар, ерітіндіні араластыра отырып тұзды ерітіңдер. Дайындалған ерітіндіні колбадан цилиндрге құйып, ареометр арқылы оның тығыздығын анықтаңдар. Дайындалған ерітіндінің молярлы, нормальды концентрацияларын және титрін анықтаңдар.

Тәжірибе нәтижесін мына кестеге жазыңдар:

1. 
   Стаканға 20-30 мл дистильденген су құйыңдар. Шам жана ма?
   
2. 
   Стаканға 2-4грамм қант салып дистильденген суда ерітіңдер. Шам жана ма?
   
3. 
   Электродтарды жақсылап жуып құрғатыңдар да стакандағы құрғақ ас тұзына (NaCl) тигізіңдер. Шам жана ма? Енді 20-30 мл дистильденген су құйып тұзды ерітіңдер. Шам жана ма? Жеке дистильденген су және құрғақ тұз электр тоғын өткізбейді, ал ас тұзының ерітіндісі тоқ өткізеді. Неге?
   
4. 
   Төрт стаканға 20-30 мл 0,1 н мына ерітінділерді құйыңдар: бірінші стаканға- тұз қышқылын, екіншіге- натрий гидроксидін, үшіншіге- сірке қышқылын, төртіншіге- аммиак ерітіндісін. Осы ерітінділердің электр өткізгіштігін тексеріңдер. Электродтарды ерітіндіге салған сайын алдын-ала жеке стаканда тұрған дистильденген сумен жақсылап жуып отыру керек. Тәжірибе кезінде шамның жарықтығына қарап, қышқылдар мен негіздердің күші туралы айтыңдар.
   
5. 
   Соңғы екі стакандағы ерітінділерді (сірке қышқылы мен аммиакты) бір-біріне құйып, шамның жарықтығын салыстырыңдар. Неге шамның жарықтығы әр түрлі?
   

1. Ерітінділер дегеніміз не?

2. Концентрацияның өлшем бірліктері қандай?

3. Электролиттік диссоциация дегеніміз не?

4. Көмір қышқылының диссоциациялану сатылап теңдеулерін жазындар.

№ 6 Зертханалық сабақ

№1 Тәжрибе. Ерітіндінің рН-ын универсиал индикатор қағазымен анықтау.

Натрий карбонаты және гидрокарбонаты ерітіндісінің, қорғасын нитраты ерітіндісінің рН-ын анықтаңдар. Ол үшін 3 пробиркаға 2-3 мл осы ерітінділерден құйыңдар, универсал индикатор қағазын бір-екі секундтай осы ерітіндіде ұстаңдар. Қағазды алып, индикатор шкаласымен салыстырыңдар. Тексеріп отырған ерітіндінің рН-ын анықтап, реакция ортасын жазыңдар және сутегі ионының концентрациясын есептеңдер.

№2 Тәжрибе. Тұздар ерітіндісінің ортасын анықтау.

4 пробиркаға 5-6 мл дистильденген су құйып, 2-6 кристалдан мына тұздарды салыңдар да, ерітіңдер: 1-ге натрий ацетатын, 2-ге натрий силикатын, 3-ге күміс нитратын, 4-ге алюминий сульфатын. Бірінші және үшінші пробиркадағы ерітінділердің рН-ын универсал индикатор қағазымен, екінші пробирканы фенолфталеинмен, төртінші пробирканы метилоранжбен тексеріңдер. Сосын бірінші пробиркаға 1-2 тамшы фенолфталеин, ал үшінші пробиркаға 1-2 тамшы метилоранж тамызыңдар. Бірінші және үшінші пробиркаларда ерітінділер түсі өзгереді ме? Көрген құбылыстарыңды жазып түсіндіріңдер. Алынған тұздардың гидролиз реакцияларының теңдеуін молекулалық және иондық түрде жазыңдар.

№3 Тәжрибе. Қышқыл тұздар гидролизі.

2 пробиркаға 2-3 мл-ден мына тұздардың ерітіндісін құйыңдар: біреуіне натрий карбонатын, біреуіне- натрий гидрокарбонатын Екі пробиркаға да 1-2 тамшыдан фенолфталеин тамызыңдар. 2-ерітіндінің түсі көбірек өзгереді. Қай тұз көбірек гидролизге түсті, яғни қай ерітінді де ОН^- ионы көбірек, неге? Гидролиз теңдеуін жазыңдар.

№4 Тәжрибе. Ақырына дейін жүретін гидролиз.

Алюминий сульфаты ерітіндісіне натрий карбонаты ерітіндісін құйыңдар. Түзілген алюминий карбонаты алюминий гидроксидінің тұнбасын және көмір қышқыл газын түзе гидролизге түседі. Реакция теңдеуін жазыңдар. Алюминий карбонаты тұнба құрамына кірмейтіндігін дәлелдеңдер. Ол үшін тұнбаны судан бөліп алып, жуып, тұнбаға тұз қышқылын құйыңыздар. Егер көмірқышқыл газы бөлінбесе, тұнбада Al₂(CO₃)₃ жоқ.

№5 Тәжрибе. Ерітіндіні сұйылтқанда гидролиз тепе-теңдігінің ығысуы. Концентрлі қорғасын нитратының түссіз екенін бірінші көріп алыңдар.

Пробиркаға 10-15 мл краннан су ағызыңдар да, оған 1-2 тамшы концентрлі қорғасын нитратының ерітіндісін (Pb(NO₃)₂) тамызыңдар. Тұнба пайда болғанын байқаңдар. Гидролиз теңдеуін жазыңдар, неге концентрлі Pb(NO₃)₂ ерітіндісі түссіз, тұнбасыз екенін түсіндіріңіздер. Метилоранж арқылы ортасын анықтаңыздар. Гидролиз реакциясына ерітіндісінің сұйылту әсері туралы қорытынды жасаңыздар.

№6 Тәжрибе. Температураны өзгерту нәтижесінде гидролиз тепе-теңдігін ығыстыру.

Пробиркаға 5-6 тамшы фенолфталеин тамызыңдар, түсін байқаңдар. Пробирканы ерітінді қайнағанға дейін қыздырыңыздар. Ерітінді түрі қалай өзгереді? Фенолфталеин түсінің өзгеруі арқылы ОН^- ионының концентрациясының өзгеруі туралы қорытынды жасаңдар. Гидролиз теңдеуі қай жаққа ығысады? Температура өзгеруіне байланысты неге гидролиз дәрежесі өзгереді?

Өзін өзі бақылауға және зертханалық жұмыстарды қорғауға арналған сұрақтар:

1.Төмендегі тұздардың гидролиз реакциясының теңдеуін иондық және молекулалық түрде жазыңдар: K₂S, Na₃PO₄, Mg(NO₃)₂, ZnSO₄, AlCl₃, CH₃COONH₄, (NH₄)₂CO₃, Cu(CH₃COO)₂, Al₂S₃. Бұл тұздардың ерітіндісіндегі реакция ортасын көрсетіңдер.

2.Гидролиз деген не? Қандай тұздар гидролизге көбірек түседі? Қандай тұздар гидролизге түспейді?

3.Гидролиз дәрежесі деген не және ол неге байланысты?

4.Қайтымсыз гидролиз деген не? Мысал келтір.

№ 7 Зертханалық сабақ

Үш пробиркаға 3 мл калий перманганаты ерітіндісін құйыңдар. Бірінші пробиркаға 2 мл күкірт қышқылын, екіншіге 2 мл калий гидроксидін құйыңдар, үшіншісіне 2 мл су. Әр пробиркаға 3 мл натрий сульфитін құйыңдар.

Калий перманганатының түрінің қалай өзгеретіндігін байқаңдар. ТТР-ның теңдеуін жазыңдар.

MnO₄^- -қызыл көк, Mn²⁺- түссіз, MnO₄^2—жасыл, MnO₂ қоңыр тұнба.

№2 Тәжрибе. Тотығу-тотықсыздану реакцияларындағы күкірт (ІҮ) қосылыстары.

Бір пробиркаға калий дихромат K₂Cr₂O₇ ерітіндісін, екінші пробиркаға натрий сульфиді ерітіндісін Na₂S құйыңдар. Екі пробиркаға да 3 мл күкірт қышқылын және 3 мл натрий сульфиті Na₂SО₃ ерітіндісін құйыңдар. Бірінші пробиркадағы ерітінді түрі қалай өзгереді? Екінші пробиркадағы ерітінді түрі неге бұлыңғырланды? Екі ТТР-ның да теңдеуін жазыңдар.

Пробиркаға 5 мл темір хлоридінің және 3 мл калий иодиды ерітінділерін құйыңдар. Ашық сары түске боялғанша бұл ерітіндіні сумен сұйылтыңдар да 2-3 тамшы жаңадан жасалған крахмал ерітіндісін тамызыңдар. ТТР теңдеуін жазып, тәжірибе нәтижесін түсіндіріңдер.

Екі пробиркаға 2-3 тамшы натрий сульфиті кристалдарын салыңдар. Бір пробирканы салыстыруға қалтырыңдар. Екінші проибрканы 5-6 минут қыздырыңдар. Пробирканы суытыңдар. Екі пробиркаға да 5-6 тамшы дистильденген су құйыңдар да тұздарды ерітіңдер. Әр пробиркаға 2-3 тамшы мыс (ІІ) сульфаты құйыңдар. Екі пробиркадағы да тұнбаның түсін салыстырыңдар. Екінші пробиркада пайда болған қара тұнба мыс сульфиді.

Натрий сульфитін қыздырғанда екінші шыққан зат натрий сульфаты. Натрий сульфитін қызыдрғанда жүрген ТТР теңдеуін жазыңдар.

№5 Тәжрибе. Молекулааралық ТТР.

Пробиркаға бірнеше мыс нитраты Cu(NO₃)₂∙3H₂O кристалдарын салыңдар. Пробирканы ақырындап. Кристалл түрі өзгереді және одан газ бөлініп шығады. Мыс нитратының ыдырауы нәтижесіндегі ТТР-ның теңдеуін жазыңдар.

Cu(NO₃)₂- ақ; Cu(NO₂)₂- болмайды; CuO- қара; Cu- қызыл; N₂, NO, O₂- түссіз; NO₂- буырыл. Мыс нитраты молекуласындағы тотықтырғыш пен тотықсыздандырғышты көрсетіңдер.