Құрамында фтор тұтқан ең маңызды минералдар
флюорит СаҒ2
криолит Na3 [AlF6]
фторапатит Са5 (РО4)3 Ғ
Хлор ас тұзы (галит) NaСl құрамына кіреді. КСl сильвин т.б. табиғи қосылыстар құрамына да кіреді. Теңіз суы құрамында да әртүрлі хлоридтер көрінісінде ұшырайды.
Бром және иодтың негізгі табиғи көздері көл және теңіз сулары. Хлоридтар құрамында да бромидтер және иодидтар көрінісінде араласпа сипатында да ұшырайды. Иод мұнаймен жамбастас жүретін бұрғылау суларында ұшырайды.
Қасиеттері. Қалыпты жағдайда галогендер 2 атомнан құралатын жай заттар: фтор Ғ2 хлор Сl2, бром Вr2, иод У2. Бөлме жағдайында (қалыпты қысым және t= 20 0C) фтор ашық сары газ, хлор – сары жасыл газ, бром – қызыл қоңыр сұйықтық, иод - тоқ күлгін кристалл зат. Олар өткір иісті.
Хлор, бром, иод сумем әсерлесіп ериді. Хлордың, бромның, иодтың судағы ерітінділерін сәйкес түрде хлорлы, бромды, иодты су деп атайды.
Бром және иод органикалық ерітушілер спирт және бензол т.б.да жақсы ериді.
Галогендер физикалық қасиеттері.
Қасиет |
Ғ2
|
Сl2
|
Вr2
|
У2
|
Тығыздығы г/см3
Балқу t-сы 0С
Қайнау t-сы 0С
|
0,001693
-219,6
-188,1
|
0,003214
-101,0
-34,1
|
3,102
-7,25
59,2
|
4,940
113,6
185,5
|
Галогендер улы заттар. Олардың булары парлары тыныс жолдарын қызартып ауыртады. Көп мөлшерде болса, тынысты тарылтып буындырады. Газ күйіндегі фтор және сұйық бром өте ауыр теріні күйдіруі мүмкін. Сол себептен олармен жұмыс істеуде қауіпсіздік шаралары көрілуі керек.
Лекция №4 Тақырып : Хлор және оның қосылыстары химиясы.
Хим қасиеттері. Галогендер жоғары химиялық активтікті көрсетеді.
Ғ2 – Сl2 - Вч2 – У2 қатарында активтік азаяды.
-
Металлдармен өзара әрекеттеседі.
2Na + Cl2 2 NaCl; 2Al + 3У2 2АlУ3 реакцияға металдармен актив кіріседі.
-
Металл еместермен өзара әсерлесуі
Cl2 + H2 = 2HCl 5Вr2 + 2ЗР = 2Р Вr5
Хлордың сутегімен реакциясы қыздырғанда немесе жарық әсерінде жылдамдасады – радикалды механизмде (жұптаспаған электроны бар) жүреді.
Cl2 жарық 2 Cl .
Сl . + H2 HCl + H .
H. + Cl2 HCl + Cl .
Мұндай реакция тізбекті реакция деп аталады. Ең актив галоген фтор кейбір инерт газдармен де (криптон, ксенон және радон) реакцияға кіріседі.
Хе + 2 Ғ2 = Xe F4
-
Сумен өзара әрекеттеседі.
Ғ2 + Н2 О = 2 H F + O
Ажыралып жатқан оттегі атомы, молекулалық О2 және О3 озонды пайда етеді және фторидпен әрекетесіп оттегі дифторидін
пайда етеді.
О + Ғ2 = О Ғ2
Басқа галогендер сумен активтігі азырақ жағдайда әрекеттеседі
Cl2 + H2 HCl + HClO
Бром сумен хлорға ұқсас әрекеттеседі бірақ активтігі кемірек.
-
Сілтілермен әсерлесуі
Сl2 + 2 KOH = KCl + KClO + H2 O
Cілтіні 100C – қа дейін қыздырсақ реакция өнімдерінің ішінде КClO3 пайда болады.
3 Сl2 + 6 KOH = 5 KCl + KClO3 + 3 H2 O
-
Тотықтырушы қасиеттері
Еркін галогендер – күшті тотықтырушылар.
Тотықтырушы қасиет Ғ2 –Сl2 –Вr2 – У2 қатарында азаяды. Сол себептен галоген оңырақ тұрған галогендерді ығыстырып шығарады Ғ Сl Вr У – ты
Сl бром иодты
Вr иодты
Мысалы
2 KВr + Cl2 = Вr2 + 2 KCl
2 KУ + Cl2 = У2 + 2 КСl; КУ + Вr2 = У2 +2 КВr
Фтор басқа галогендерді қатты немесе балқытылған тұздарынан ығыстырып шығарады. Басқа галогендердің қатысуымен жүретін реакциялар ерітінділерде де жүреді.
Тотықтырушы қасиеті күштірек галоген әлсізрегін тотықтыруы мүмкін. Мысалы төмендегі реакцияда хлор тотықтырушы бром тотықсыздандырушы
Вr2 +5Cl2 +12 KOH = KВrO3 +10 KCl +6 Н2О
Алынуы.
Фторда, балқытылған фторидтер СаҒ2, КНҒ2 арқылы электр тогын өткізу арқылы алады.
Хлорды лабораториялық жағдайда
4HCl + MnO2 = Mn Cl2 + Cl2 + 2 H2O
16 HCl +2 KMnO4 = MnCl2 +5Cl2 +2 KCl + 8Н2О
Өндірісте хлордың негізгі массасын NaCl – дың сулы ерітіндісінен электр тогын өткізу арқылы алады.
Бром және иодты өндірісте бромид және иодид ерітінділері арқылы хлор өткізу арқылы алады.
Лекция 5
Тақырып: Сутекті галогендер жене оттекті галогендер химиясы.
Сутекті галогендер : НҒ, НСl, HВr, НУ
Алынуы
СаҒ2 + Н2SO4 = Ca SO4 + 2 HF
Сутекті хлор (хлорсутек) өндірісте :
Н2 + Сl2 = 2 HCl
Лабораторияда :
2 NaCl + H2 SO4 = NaHSO4 + 2HCl
қатты
Бром сутек және иод сутек өндірісте катализаторлар қатысуында жай заттардан алады.
Қасиеттері :
НҒ – ренгсіз сұйықтық t қайн = + 19,50C
Басқа галоген сутектер қалыпты жағдайда – түссіз газдар. Фторсутекте қайнау температурасының жоғары болуы сутекті байланыстардың барлығымен түсіндіріледі.
Н – Ғ ….. Н – Ғ ….. Н – Ғ
Галоген сутектер суда өте жақсы ериді. Сулы ерітінділері қышқылдар НҒ, HСl, HВr, HУ қышқылдық қасиет оңға жылжыған сайын күшейеді. НҒ - әлсіз қышқыл қалғандары күшті. НҒ байланыс мықты болғаны үшін және сутекті байланыс болғаны үшін әлсіз қышқыл. Фтор сутек және оның қышқылы өте кеміруші зат. Оларды шиша ыдыстарда сақтап болмайды. Себебі НҒ шиша құрамына кіретін кремний диоксидімен әрекеттеседі.
4 НҒ + SiO2 = SiF4 + 2 H2 O
Іші парафинмен қапталған ыдыстарда немесе пластмасса ыдыстарда сақтайды.
НСl – түссіз сұйықтық
200 С концентрленгені 40 %
Өндірісте жай заттардан алынған хлорсутекті суға жұттырып алынады. Барлық қышқылдарға тән қасиеттерге ие
Mq + 2 HCl = MqCl2 + Н2
НСl + Na2O= 2 NaCl + H2O
HCl + Cu (OH)2 = CuCl2 + 2 H2O
HCl + Рв (NO3)2 = РвСl2 +2 HNO3
Бром сутекті және иод сутекті қышқылдарда барлық қышқылдарға тән қасиеттерге ие.
Тұздары – металл галогенидтері : фторид, хлорид, бромид, иодид.
Сілтілік металлдар және NH4F басқа бромид, иодидтер суда жақсы ериді.
Газ тәріздес НСl, HВr,НУ және олардың қышқылдары, түздары тотықсыздандырғыш қасиеттерді көрсетеді. НСl дан HУ қа қарай тотықсыздандырғыш қасиеті күшейеді.
Мысал
4НУ + MnO2 = У2 + MnУ2 + 2 Н2О
10КВr + 2 KMnО4 + 8H2SO4 = Вr2 +2 MnSO4 +6 K2SO4+8 H2O
HF және фторидтер тотықсыздандырғыш қасиет көрсетпейді.
Галогенид иондарға сапалы реакциялар
Cl- + Aq+= AqCl Вr - + Aq+ = AqВr
ақ ашық сары
У - + Aq+ =AqУ
сары
Хлордың оттекті қышқылдары
Галогендер оксидтер, оттекті қышқылдар және олардың тұздарын пайда етеді. Бұлардың ішіндегі ең маңыздылары хлордың оттекті қышқылдары және оның тұздары есептеледі.
HClO – хлорнаватистый к/г гипохлорит
HClO2 – хлористая күші хлорит
HClO 3 – хлорноватая артады хлорат
HClO 4 – хлорная перхлорат
HClO - әлсіз қышқыл сулы ерітінділері бар. Оңай жарықта ыдырайды.
НСlO = HCl +O
Тұздары гипохлориттер деп аталады
КСlO – калий гиппохлорит
HClO2 – хлорит қышқыл орташа күшті
Қышқыл – NaClO2 – натрий хлориті
HClO 3 – сулы ерітінділерде ғана сақталатын күшті қышқыл
КСlO3 – бертоле тұз
HClO 4 – Ең күшті анорганикалық қышқылдардың бірі
саналады. Тұрақсыз болса да еркін күйде ұшырауы мүмкін.
Сусыз хлор қышқылы (HClO4) қыздырғанда және орг. заттармен
жанасқанда жарылыс береді. Сулы ерітінділері тұрақты.
Тұздары перхлораттар деп аталады.
Өндірісте алынуы
КСlO4 +H2SO4 = HClO 4 + KHSO4
Хлордың оттекті қышқылдары (және басқа галогендердің) және олардың тұздары тотықтырушылар. Тотығу – тотықсыздану реакцияларына мысал.
NaУ +3 НСlO = NaУO3 +3 НСІ
6 NaУ + КClO3 + 3 H2 SO4 = 3У2 + КСl +3 Na2 SO4 +3 H2O
Тотықтырушы қасиет қышқылдар және олардың тұздарында
НClO – HClO2 – НСlO3 – HClO4
қатарында әлсізденіп барады
гипохлорит күшті тотықтырушы
перхлорат әлсіз тотықтырушы
Галогендер және олардың анорганикалық қосылыстарының
қолданылуы.
Галогендер және олардың қосылыстары өндірісте, ауыл шаруашылығында және тұрмыста кең қолданылады.
Ғ2 уран (VI) фторидін UF6 алуда қолданылады. Ол уран изотоптарын ажратуда қолданылады. Ол көптеген органикалық және анорганикалық қосылыстарды фторлаушы агент есебінде де қолданылады. ОҒ2 және СlҒ тотықтырушы сипатында ракета жанармайларына қосылады.
НҒ – көптеген анорганикалық және органикалық фторидтерді алу үшін бастапқы шикізат саналады. Криолит Na3 [AlF6] алюминий өндірісінде қолданылады. Оны алу үшін НҒ қолданылады. НҒ жәрдемінде шыныларды өңдейді.
Сl2 – химиялық өндірісте. Хлорлы су мата және қағаздарды ағартуда қолданылады. Хлормен суды (ішімдік) залалсыздандырады.
Хлорсутекті қышқыл НСl анорганикалық хлоридтер өндірісінде, көмір қышқылы дәрі, хлор жұтқан бояу, көптеген органикалық заттар өндірісінде қолданылады.
NaCl – ас тұзы ретінде. Хлор, хлор сутекті қышқыл, натрий, сода натрий гидроксиді, сабын, бояулар, өндірісінде қолданылады. КСl калиилі тыңайтқыш есебінде қолданылады.
КВr және NaВr медицинада және фотографияда қолданылады. AqCl және AqВr жарық нұры әсерінде ыдырау қабілетіне ие, сол себептен олар жарық сезгіш материалдар сипатында фотографияда қолданылады.
КСlО және NaClO мата және қағаздарды ағартушы сипатында кең қолданылады. Ағартуды көміртегі (ІV) оксидін тұз ерітіндісі арқылы өткізу жолымен жүргізеді :
КСlО + CO2 + H2O = KHCO3 + HClO
Пайда болған гипохлорит қышқылы оттегінің атомар күйіндегі атомын ажратуымен ыдырауы нәтижесінде барлық нәрсе ағарады. Атомар оттегі – күшті тотықтырушы
Са (СlО)2 + CaCl2 дезинфекциялаушы қоспа және ағартушы есебінде қолданылады.
2 Са (ОН)2 +2 Сl2 = Ca (OCl)2 + CaCl2 + 2H2O
Бертоле тұзы күкірт (шырпы) өндірісінде қолданылады.
У2 – иод титан, хром және басқа металлдарды тазалау үшін қолданылады. Медицинада дезинфекциялаушы есебінде.
Лекция 6.
Тақырып: VI топ негізгі топшасы элементтері химиясы.
Оттегі О, күкірт S, селен Se, теллур Те және полоний Ро.
Жалпы аталуы – Хальхогендер
Электрон түзілісі : Хальхогендер атомдарының сыртқы электрон қабатында алты электроннан nS2, np4 бар.
Оттегі атомы сыртқы электрон қабатында
2S2 2p4
-
S P
-
Екі жұптаспаған электрондар есебіне оттегі атомы екі ковалент байланыс пайда етеді. Бұл жағдайда ол –2 тотығу дәрежесін көрсетеді. Мысал : Н2О, Аl2O3, H2SO-24. Электротерістігі ең үлкен элемент фтор мен пайда еткен қосылысында оттегіге оң тотығу дәрежесін береді. О+2 Ғ2. О- О байланысы бар қосылыстар мәлім мысалы : Н2О2 , Ва О2. Бұл қосылыстарда оттегінің тотығу дәрежесі –1 деп қабылданады.
|
O
|
S
|
Se
|
Те
|
Ро
|
Тәртіп нөмірі.
Сал. атомдық масса Табиғи изотоптары.
|
8
15,999
160
170
180
|
16
32,06
32s 33s
34s 36s
|
34
78,9
74se,76se
77se,78se
80se,82se
|
52
127,6
120, 120-126
128,130
массалы изотоптар
|
84
209
өте аз
210-218
массалы изотоптар
|
Сыртқы энергетикалық қабат электрондары
|
2S22p4
|
3S23p4
|
4S24p4
|
5S25p4
|
6S26p4
|
Характерлі тотығу дәрежесі
|
-2
|
-2+4+6
|
-2+2+4+6
|
-2+2+4+6
|
-2+2+4+6
|
Оттегіден басқа халькогендер сыртқы энергетикалық қабатында еркін – бос орбиталдары бар. Мысалы күкірт атомында сыртқы энергетикалық деңгейде электрондар төмендегіше орналасуы мүмкін
S P d
негізгі
3
S P d
3 қозғалған
S P d
3
осыған сәйкес :
тотығу дәрежесі –2 +4 +6 болуы мүмкін
Лекция 7
Тақырып : Оттегі
Тарқалуы : оттегі жердегі ең көп тарқалған элемент. Жер қыртысындағы массалық үлесі 47,2 %. Көптеген табиғи қосылыстар құрамына –су, оксидтер, гидроксидтер, тұздар, ауа құрамы (21 %) – енеді. Оттегі барлық өсімдіктер және жануарлар организмдері құрамына кіреді.
Қасиеттері. Екі жай зат оттегі О2 және О3 – озон пайда етеді. Олар оттегінің аллатропиялық модификациялары саналады. О2 – молекулалық оттегі – иіссіз, түссіз газ. t балқу = -218,8 0 C. Қайнау
t-сы –183 0 С. Сұйық оттегі көк түсті. Суда аз ериді. 20 0 С t – да ең жоғары судағы массалық үлесі 0, 004 %.
Химиялық активтігі жоғары.
-
Көптеген жай заттар : металлдар және металл еместермен реакцияға кіріседі. Көбінесе оксидтер : сирек, жағдайда пероксидтер пайда болады.
О2 + 2Са = 2 CaO 2C + O2 =2 CО
C + O2 = CO2 2Na + O2 = Na2 O2
Практикалық тұрғыдан бірнеше инерт газдардан басқа барлық
химиялық элементтермен оксидтер түзеді. Хлор, бром, алтын оксидтері айланба (косвенный) жолдармен алынуы мүмкін.
Көпшілік металлдардың ауа оттегісі әсерінде бүлінуі – коррозия деп аталады.
-
Күрделі заттармен әсерлесуі көптеген күрделі заттармен оттегі әрекеттескенде тотықтырушы сипатында әсер етеді. Заттардың жануын қолдайды. Жану процессі механизмін бірінші болып Лавуазье зерттеді.
СН4 +2 О2 = СО2 + 2 Н2О
2 Н2 S + 3 O2 = 2 SO2 +2 H2O
Тірі организмдер тыныс алу үрдісінің негізінде органикалық заттардың оттегімен тотығуы нәтижесінде көміртегі (ІV) оксиді және су пайда болу реакциясы жатады. Органикалық заттардың шіру үрдісінде де оттегі қатнасады.
Тотығу реакциясы катализаторлар қатысуында тездеседі.
Рt
4NH3 +502 = 4NO + 6 H2 O
Осы басқыш арқылы азот қышқылын өндіреді.
Алынуы.
Лабораторияда
2 КMnO4 t-pa K2 MnO4+ MnO2 + O2
2 KClO3 t-pa 2 KCl +3 O2
2K NO2 2K NO2 + O2
ең қолайы :
2 Nа2О2+ 2H2O = 4 NaОН + O2
Өндірісте : Ауадан : Ауаны сұйылтып айдайды (компоненттерге ажралады)
Қолданылуы : Металлургияда - өндірістік қолданылуы
2 ZnS + 3 O2 = 2 ZnO+ 2 SO2
Шойын, болат алуда қолданылады.
Химиялық өндірісте : NO, SO2 және SO3 алу үшін.
Н2 немесе С2 Н2 жандырып металлдарды кесу немесе пісіру істерінде қолданылады. Сұйық оттегі ракеталық жанармайды тотықтырушы ретінде қолданылады.
Сүнгуір қайықтарда, космоста, су астында, шахталарда өте жоғары биіктіктерде, медицинада қолданылады.
Озон : Аз мөлшерде ауа құрамында ұшырайды. Найзағай жарқылдағанда пайда болады. Атмосферада 20-25 км биіктікте “озон қабаты” “озон белдігі” жерді УФ нұрланудан сақтайды.
Озон О3 көк түсті өткір иісті газ.
Балқу t – cы = - 192,7 0 С. tқайнау = - 111,90C. Суда оттегіге қарағанда жақсы ериді.
Озон – күшті тотықтырушы, өйткені ыдырағанда
О3 = O2 + O Атомар О ажратады.
К + О3 = КО3 озонид
Озонды озонаторда – электр разряды жәрдемінде алса болады.
3 О2 = 2 O3
Маталарды ағарту. дезинфекциялау. Суды залалсыздандыру. Көп мөлшерде зиян.
Лекция 8
Тақырып: Күкірт S.
Тарқалуы. Жетерлі дәрежеде кең тарқалған жер қыртысының шамамен 0,05%. Таза күйінде және көптеген минералдар құрамында (сульфидтер). Олардан ең көп ұшырайтындары : Пирит – ҒеS2, холькопирит – Fe CuS2, киноварь НqS, мирабилит, Na2SO4x10х H2O. Гипс Са SO4x2H2O. Күкірттің органикалық қосылыстары мұнай құрамына кіреді.
Қасиеттері.
Бірнеше аллатропиялық модификациялары бар : - күкірт немесе ромбылық в – күкірт немесе моноклиникалық . Бұлар криссталдары формасы мен және бірнеше физикалық қасиеттерімен бір – бірінен ажыралып тұрады.
Ромбылық күкірт – лимон сары түсті tбалқу 112,80С ;d2,07г/см3
Маноклиникалық күкірт тоқ сары түсті. tбалқу119,30С; d1,96г/см3 -және в-күкірт кристалдары S8 молекулалардан түзілген.
Балқытылған күкіртті тез суытсақ тұрақты болмаған және бір аллатропиялық модификациясы пайда болады. Ол – пластикалық күкірт деп аталып ұзын Sx молекулалардан тұрады. (х-саны бірнеше мыңға тең).
Күкірт буында S8,S6, S4, S2 және S молекулалары болады.
Күкірт суда ерімейді бірақ көміртекті күкіртте СS2 – жақсы ериді.
Күкірт жай зат есебінде әрі тотықтырушы әрі тотықсыздандырушы қасиет көрсетеді. Өйткені ол +4 +6 және -2 тотығу дәрежелерін көрсетеді.
Химиялық қасиеттері.
1. Металлдармен әрекеттеседі
2Na + S Na2S Fe + SFeS
Бұл реакциялар қыздырғанда жүреді.
2. Металл еместермен
S+O2 SO2 H2+SH2S
қыздырғанда жүреді
3. Қышқылдармен
S +4 HNO3SO2 +4NO2+2H2O
конц
4. Сілтілермен :
қыздырғанда
3S+6 NaOH 2Na2S + Na2SO3 +3 H2O
Бұл реакция диспропорционирлау реакциясы деп аталады.
Алынуы. Таза күкіртті құм балшықтардан тазарту жолымен алады. Ол үшін есе қатты қыздырылған су буымен оны балқытып, балқыма қатты жыныстан оңай ажралады. Алынған түйір күкіртті айдау жолымен және тазалайды. Минерал пириттен қыздыру жолымен
Ғе S2 Ғе S + S
FeS – тен айдау жолымен арылады.
Қолданылуы Н2 SO4 алу негізгі қолданылуы
Na2SO3 ,Ca (HSO3)2 –алу. Бояу, резина, порох, күкірт, дәрі, алуда, ауалы шар, зиянкестерге қарсы күресте қолдынылады.
Күкірт сутек және күкірт оксиді.
S + H2 Н2S
жоғ t-pa
Түссіз газ иісі шіріген жұмыртқа. Өте улы суда ериді.
Химиялық қасиеттері. Күшті тотықсыздандырушы сулы ерітіндісі - әлсіз қышқыл.
1. 5Н2S +2KМnO4+3Н2SO4 5S +2 MnSO4+K2SO4+8H2O
H2S +6 HNO3SO2 +6 NO2+4H2O
2H2S +3022SO2+2H2O 2H2S +O2 2S+2H2O
артықша
2. 200С – та судағы ең жоғары ерітіндісі 0,36% күкіртсутекті қышқыл - әлсіз қышқыл Н2S. Екі басқышта диссоцияланады
1- ші басқыш Н2 S H++HS-
HS- H+ +S2-
2-ші басқыш мардамсыз дәрежеде орындалады. Тұздары 2NaОН+H2S NaHS +H2O
артықша
Гидросульфидтер күкірт сутегі артықша болғанда пайда болады
3. Тұздармен әрекеттесуі
Н2S + Рв (NO3)2 Рв S + 2HNO3
Күкірт сутегін сапалы ашу үшін қолданылатын реакция саналады.
Алынуы.
Н2+S t-pa H2S
Лабораториялық жағдайда
Fes + HCl FeCl2 + H2 S
Күкірт (ІV оксиді) SO2
Түссіз өткір иісті газ
Тойынған сулы ерітіндісі 10,3% -200C
SO2 +n H2O SO2 x n H2 O
Бұл гидратты күкіртті қышқыл деп –Н2SO3 аталуы да мүмкін.
Әлсіз қышқыл – орта тұздары К2SO3 қышқыл тұздары КНSO3
+4
SO2 болғандығы үшін (+4)тотығу дәрежесі Т. Д. бұл әрі тотықтырушы әрі тотықсыздандырушы болуы мүмкін.
SO2 +2H2S 3S +2 H2O
5SO2 +2KMnO4+2H2O 2H2 SO4 +2 MnSO4+K2SO4
Бірінші реакцияда SO2 – тотықтырушы
Екінші реакцияда SO2 – тотықсыздандырушы
Тотықсыздандырғыш қасиетке бейімірек болады (SO2)
Алынуы:
Лабораторияда
Сu+ H2SO4 СuSO4+SO2+2H2O
S+O2SO2
2KHSO3+H2SO4 K2SO4 +2SO2+2H2O
Өндірісте
2Рвs +3 O2 2Рво +2SO2
Күкірт (VІ) оксиді SO3:
Түссіз сұйықтық t-балқу16,8 0С
t-қайнау44,7 0С
Бұл да қышқылдық оксид
SO3+H2O H2 SO4
SO3 – тотықтырушы, реакцияларда SO2 дейін тотықсызданады
Алынуы
2SO2 + O2 kaт-р 2SO3
Катализаторлар – ванадий немесе темір қосылыстары
Күкірт қышқылы
Қою түссіз сұйықтық Р1,83г/мл (200С)
t-балқу 10,3 0С ; tқайнау 296,20С
Хим қасиеттері :
-
Металлдармен реакция
Сұйық Н2 SO4
Fe + H2SO4FeSO4+H2
Cu, Aq, Au – сұйық Н2SO4 пен реакцияға кіріспейді.
Концентрленген Н2SO4 күшті тотықтырушы саналады.
Сu+2H2SO4CuSO4 + SO2+2Н2О
Mq +2 H2SO4MqSO4+ SO2+2Н2О
немесе
Mg4+5H2 SO44MqSO4+H2S +4H2O
Актив металлдар әрекеттескенде ғана
Н2S және S пайда болады қалған жағдайларда SO2 пайда
болады.
Н2SO4 жоғары концентрациясы (олеум) темірмен реакцияға
кіріспейді (металлдың пассивтенуі нәтижесінде). Пассивтену
процессі металл жүзінде берік –бір тұтас оксид немесе басқа
қосылыстан пайда болған пленка пайда болады да металлдың
ары қарай қышқылмен реакцияласуына не жол қоймайды.
Осыған байланысты конц Н2 SO4 полат цистерналарда
тасымалдау мүмкіншілігі бар. Концентрленген Н2 SO4. темірден
басқа алюминий, никель, хром,титан металлдарында
пассивтендіреді.
-
Металл еместермен әрекеттеседі
S+2 Н2 SO4 3SO2 +2H2O
Конц
Конц Н2 SO4үшін тотықтырушы қасиет қайтарушылар
тотықсыздандырушылармен реакцияларда көрінеді.
2 КВr +2 Н2 SO4 Вr2+SO2+K2 SO4+2H2O
-
Негізгі оксид және негіздермен
Қышқылдық қасиет көрсетеді.
Екі негізді болғандығы үшін орта түз және қышқылды тұздар пайда болады.
Аl2O3 + 3H2SO4Al2(SO4)3+3H2O
амфотер
2КОН + Н2 SO4 K2 SO4+ 2 H2O
сульфат
КОН + Н2 SO4 KНSO4+ H2O
гидросульфат
калий
Қышқыл артықша мөлшерде алынғанда гидросульфаттар пайда болады. Көп тұздары ерітіндіден кристаллогидраттар көрінісінде ажратылады. Аl2(SO4)3x18 H2O
Na2 SO4 x10 H2O
-
Тұздармен әрекеттеседі
СаСО3+Н2 SO4 СаSO4+CO2 +H2O
ВаСl2 + H2SO4 ВаSO4 +2HCl
Соңғы реакция күкірт қышқылы және тұздарына сапалы реакция болып табылады. Конц азот қышқылында да ерімейтін ВаSO4 пайда болады.
5. Сумен әрекеттеседі
nH2O + H2SO4 H2SO4x nH2O осы реакцияға негізделіп құрғатушы есебінде кең қолданылады.
Қанттың көмірленуінде суда тартып алады.
N C12 H22O4 + H2SO11 12nC + H2SO4 x 11nH2O
6. Қышқыл диссоциациясы
сулы ерітінділерде
1 басқыш H2SO4 H+ + HSO4- гидросульфат ион
2 басқыш H SO4- H+ + SO42 – сульфат ион
Сулы ерітіндіде толық диссоциалануы себепті - өте күшті
Сусыз H2 SO4 аз диссоцияцияланады әлсіз
Күкірт қышқылы өндірісі : 3 басқыш стадия
1). Күкірт диоксидін алу
3). Триоксидға тотықтыру
4). Үш оксидті жұттыру
1). 4ҒеS2 +1102 2 Fe2O3+8SO2
2). SO2 +2O2 2 SO3
3). SO3 +Н2SO4 Н2SO4+ SO3
98% олеум
Қолданылуы. Минерал тыңайтқыштар, волокно талшық, пластмасса, бояу, қопарылғыш заттар, металлургияда мыс алуда, никель, уран басқа металдарды алуда қолданылады. Газдарда құрғату үшін. Тұздары мыс темір купоростары а/ш –да.
Гиппс СаSO4x 2H2O құрылыста
СаSO4х 0,5 Н2О алебастр құрылыста
Алебастр сумен араласса тез қатып гипсқа айналады.
СаSO4х 0,5 х Н2О+1,5 Н2О СаSO4 x 2H2O
Na2SO4 шиша өндірісінде .Ол табиғи глаубер тұзы құрамында ұшырайды. Na2SO4х 10Н2О – глаубер немесе миробилит деб аталады.
К2SO4 және (NH4)2 SO4 минерал тыңайтқыштар.
К Аl (SO4)2 x 12H2O Алюмокалийлі квасқы, ашутас теріні аштау үшін дубящий. Маталарды бояуда да істелінеді.
Ва SO4 қағаз, резина ақ минерал бояулар өндірісінде медицинада қолданылады.
Лекция 9
Тақырып: Селен, теллур.
Табиғатта тарқалуы. Көп емес. Жер қыртысында 6х10-5 және 1х10-6 %. Бытыранқы элементтер қатарына кіреді. Өздерінің рудалары жоқ. Күміс, мыс, қорғасын, күкірт және басқа элементтердің табиғи қосылыстарына қоспа ретінде ұшырайды.
Қасиеттері.
Селен және теллур бірнеше аллотропиялық модификациялары бар. Олардың ішіндегі тұрақтылары күлгін кристалл селен және күміс –күлгін кристалл теллур – металлдық жалтыр көріністі.
те
Балқу tse-cы 217 tб-у 4500С
Химиялық қасиеттер:. Күкіртте ұқс ас бірақ тотықтырушы қасиеті төмендеу ал тотықсыздандырушы қасиеті күштірек.
Себебі валент электрондар ядродан қашығырақ орналасқан.
Те +2 Н2О ТеО2 +2Н2
Концентрленген НNO3 және Н2SO4 пен тотықсызданады.
Se +4 HNO3 H2SeO3 + 4NO2+H2O
Se0 – 4e Se+4 4 1
N+5 +1e N+4 1 4
Cутекті қосылыстары :
Сутекті күкіртке ұқсас Н2Se H2 Te
Қалыпты жағдайда жағымсыз иісті газдар .Улы.
t-pa
Se + H2 H2Se алынуы
К2Те +Н2SO4 K2SO4 + H2Te
H2Se, H2 Te сулы ерітінділері - әлсіз қышқылдар тұздары Na2Se натрий селениді, Рв Те қорғасын теллуриді
Оттекті қосылыстары.
Se + O2 SeO2; 2H2Se+3O2 2 SeO2+2H2O
Теллур да осылайша реакцияға кіріседі. SeO2 және ТеО2 ақ кристалл затта,р сумен әрекеттесіп әлсіз қышқылдар пайда етеді.
SeO2 + H2O H2SeO3 TeO2 +H2O H2TeO3
Селенді теллурлі
қышқыл қышқыл
Бұл қышқылдар сулы ерітінділерде ғана болып жасай алады.
SeO3 және ТеО3
Н2 SeO4, H2 TeO4
күшті орташа күшті
Н2 SeO4 концентрленген күкірт қышқылымен салыстырғанда күштірек тотықтырушы қасиетке ие.
Қолданылуы. Se және Те жарым өткізгішті приборлар жасауда және
әртүрлі балқытпаларға қасиетін өзгерту үшін қоспа ретінде.
Лекция 10
Тақырып: V топ негізгі топша элементтері химиясы.
(N, P, AS, Sв, Вi)
Сыртқы электрон қабаты nS2np3 3-тен +5 –ке дейін тотығу дәрежелерін көрсете алады.
S p
7 N 2S2 2p3
Жұптаспаған 3 электрон есебіне 3ковалент байланыс жасай алады. Бұдан басқа бөлінбеген жұп электроны есебіне және донор – акцепторлы 1 және ковалент байланыс жасай алады.
S P d
13 Р 3
Фосфор атомында бос d орбиталдары бар. Осыған ұқсас электрон орбиталдар АS Sв және Ві-тарда да бар.
Жалпы сипаттама
Көрсеткіштер |
N
|
P
|
AS
|
sв
|
Ві
|
Тәртіп номірі
|
7
|
15
|
33
|
51
|
83
|
Атом массасы
|
14,0067
|
30,9738
|
74,9216
|
121,75
|
208,9804
|
Табиғи изотоптар
|
15N14N
|
31p
|
75AS
|
121Sв 123Sв
|
209 Вi
|
Сыртқы қабат электрондары
|
2S22p3
|
3S23p3
|
4S24p3
|
5S25p3
|
6S26p3
|
Характерлі Т.д
|
-31-2
-1 +1
+2+3
+4+5
|
-3 +3
|
-3 +3
|
-3 +3
|
-3 +3
|
Лекция 11
Тықырып: Азот және оның қосылыстары химиясы.
Азот табиғатта тарқалуы. Ауаның негізгі компоненті. Көлемдік үлесі 78%. Көптеген табиғи анорганикалық заттар құрамына кіреді. Жер қыртысындағы массалық үлесі 0,01%.
Қасиеттері.
N 1 Б екі П байланыс болғандығы үшін молекулалық азот өте берік – реакцияға кірісу қабілеті өте аз N2 – түссіз, иіссіз газ. Суда аз ериді. 200 С та 100г суда 15,4мл азот ериді.
N2 – жоғары температурада ғана реакцияға кіріседі.
t-pa
3Мq +N2 Mq3 N2 нитрид Литий нитриді ғана бөлме температурасында пайда болуы мүмкін.
6 Li + N2 2Li3 N
30000 C оттегімен реакцияға кіріседі.
N2 + O2 2NO
Басқа оксидтерді де пайда етеді. Жоғары қысымда және t-да Н2-ге қосылып аммиак
N2 +3H2 2NH3
Катализатор қатысуында реакция тездеседі.
(Ғе + К2О немесе Ғе + Аl2O3)
Алынуы және қолданылуы.
Лабораторияда
t-pa
NH4 NO2 N2 + 2H2O
Өндірісте : ауадан сұйылтып кейін айдау арқылы нег,ізгі массасы аммиак алу үшін қолданылады және электролампаларды толтыру үшін химиялық реакцияларда инерт атмосфера жасау үшін (О2 болуы кедергі жасаса) (Полярография).
Аммиак және аммоний тұздары.
Қасиеттері. Аммиак түссіз өткір иісті газ -33,40С сұйық күйге өтеді.
Химиялық қасиеттері.
1). Сумен әрекеттесіп NH3 x nH2O (n1,2,3….) Қалыпты жағдайда 100г суда 87,5г немесе (115л) NH3 ериді. Аммиак сулы ерітіндісі сілтілік реакция береді. Фенол фтолейн– малина түске енеді.
NH3 x H2O NH4+ +OH-
NH4OH – гидроксид аммоний - әлсіз негіз себебі [OH-] көп емес 10%-ті сулы ерітіндісі – нашатыр спирті – медицинада – тітіркендіргіш
2). Қышқылдармен
NH3 + НСl NH4 Cl; 2NH3 + H2 SO4 (NH4)2 SO4
Аммоний аммоний
хлорид сульфат
NH4Cl NH4+ +Cl-
H Н +
H : N : + Н+ H : N : Н
H Н
4 байланыс бірдей, біреуі басқаша табиғатта пайда болғанымен
NH4 Cl + NaOH NH4 OH + NaCl
NH3 + H2O
Аммиак иісі шығады – сапалы реакция
3). Тотықсыздандырғыш қасиеттері.
4 NH3 +O2 2N2 +6 H2 O
Cr2O3
4 NH3 +5O2 4 NO +6 H2O
2 NH3 + 3Вr2 6 HВr + N2
2NH3 +3 CuO 3Cu+N2+3H2O
Бұл реакциялар әдетте қыздырғанда жүреді.
Алынуы. Лабораторияда
2NH4 Cl + Ca (OH)2 2NH3 + CaCl2 +2 H2O
Өндірісте.
Fe + AlO3
3Н2 + N2 2 NH3
p
Қолданылуы. Азот қышқылын алу үшін сода алу үшін
Аммиак (сұйық), оның сулы ерітіндісі аммоний тұздары (NH4 NO3, (NH4)2 HPO4, NH4H2 PO4,(NH4)2 SO4 және басқалар) азотты тыңайтқыштар есебінде қолданылады.
Сұйық аммиак ерітуші сипатында да қолданылады : көп заттар ерітіледі әсіресе калий, натрий ерітіліп амидтер алынады.
N2 H4 –гидразин күшті тотықсыздандырғыш электр тогының химиялық көздерінде қолданылады.
Нашатыр – медицинада.
Азот оксидтері.
N2O, NO, N2 O3 - диазот үш оксиді NO2 – азот диоксид (N2O4) N2O5. Азот (І) оксиді, азот (ІІ) оксиді, азот (ІІІ) оксиді, азот (ІV) оксиді, азот (V) оксиді.
N2O – азот (І) оксиді – жағымды иіссіз, түссіз газ.
Алынуы. t-pa
NH4NO3 N2O +2H2O
Медицинада наркотикалық зат есебінде қолданылады “веселящий газ”
NO N2 + O2 жоғ 2NO
t-pa
Өндірісте :
4NH3 +502 pt 4NO +6 H2O
NO түссіз газ
2NO + O2 2NO2
ауа
NO2 немесе N2O4 бұлар аралас ұшырап бір-біріне оңай өтіп тұрады.
2NO2 N2 O4
-11,20C қатады. Қатты күйде N2O4 ғана болады. Сұйық күйде –11,20C +210C аралығында және газ күйінде 210C жоғарыда екі оксид аралас күйде болады. 1350C жоғарыда жалғыз NO2 ғана болады.
NO2 – қоңыр, улы газ, көз және тыныс жолдарын қызартады. Химиялық өндірістің зиянды шығындысы саналады.
Лабораторияда алынуы.
t-ра
2Рв (NO3)2 4NO2 +2Рво +О2
Cu + 4HNO 3 Cu (NO 3)2 +2 NO2 +2H2O
Химиялық қасиеті.
2NO2 + H2O HNO3 +HNO2
Оттегінің артықша мөлшері қатысуында жалғыз азот қышқылы пайда болады.
4NO2 +O2 +2 H2O 4 HNO3
Азот (ІІІ) және (V) оксидтері N2O3 және N2O5 тұрақсыз. Бөлме t-да ыдырайды.
N2O3 NO2 + NO 2 N2O5 4 NO2 +О2
Суда ерігенде
N2O3 + H2O 2 НNO2
N2O5 + H2O 2 НNO3
НNO2 – әлсіз қышқыл, тұздары нитриттер деп аталады. NаNO2, KNO2 т.б.
Азот қышқылы.
Түссіз сұйықтық, сақталғанда сарғаяды tқайн 82,60С. tбалқу - 41,60С. Сумен әрқандай қатнаста араласады. Сулы НNO3 өте күшті қышқыл. Толық диссоцияланады.
НNO3 Н+ +NO3-
Қышқылдың барлық қасиетері тән :
1. негізгі оксид және негіздермен реакцияға кіріседі :
ВаО +2 НNO3 Ва (NO3)2 +Н2О :
КОН + НNO3KNO3+H2O
2. Тұздармен өзара әсерлеседі.
СаСО3 +2 НNO3 Са (NO3)2 + CO2 + H2O
3. Термиялық ыдырау жарықта қыздырғанда азот қышқылы бір бөлігі ыдырайды.
4НNO3 4 NO2 + O2 + 2H2O
NO2 ажралып жатқан азот қышқылына қоңыр сары түс береді.
4. Тотықтырушы қасиеттері. Күшті тотықтырушы қасиет көрсетеді (концентрлі және сұйылғандары да)
S+6 HNO3 H2 SO4 +6NO2 +2H2O
конц
Көптеген металдарды тотықтырып NO2, NO, N2O, N2, NH3 және NH4NO3 пайда етеді. Бұл өнімдердің пайда болуы
1). Қышқыл концентрациясы
2). Металл активтігіне байланысты болады.
Концентрленген HNO3 кейбір металлдарда мысалы : Fe, Al, Cr
пассивтендіреді.
HNO3 + HCl 1:3 патша арағы деп аталады. Барлық нәрселерді Аu және pt-ны да ерітеді. Күшті тотықтырушы қасиетке ие.
Аu +3 HNO3 +3 HCl AuCl3 +3NO2 +3 H2O
Азот қышқылының металдармен тотықсызданғандағы өнімі.
-
Металл
|
Қышқылдық тотықсызданған негізгі өнімі
|
Концентрленген НNO3
сілтілік және сілтілік жер мет. актив металлды Мq, Zn, Fe, Al, Cr, Au, Pt,
Cu, Aq,Pв, Ві және басқа аз актив металл
Сұйық HNO3
Сілтілік және сілтілік жер металл Мq, Zn,Fe актив металлдар
Сu,Aq,Pв,Ві және басқа аз активті металлдар
|
N2O немесе N2
реакцияға кірмейді.
NO2
NH3 немесе NH4 NO3
NO
|
Мысалдар
3Сu +8HNO3 3см (NO3)2 +2 NO +4H2O
сұйық
Cu –2e Cu2+ 2 3
N+5 +3e N+2 3 2
4Са +10НNO3 4Ca (NO3)2 + N2 O+5 H2O
Ca0 –2e Ca+2 2 4
N+5 +Se N+1 8 1
Алынуы :
Өндірісте азот қышқылын аммиактан
pt
2NH3 +2,502 2NO +3 H2O
Cr2O3+Fe2O3
NO +O2 NO2
4NO2 +2 H2O + O2 4 HNO3
Лабораторияда NaNO3 +H2SO4 NaHSO4 + HNO3. Азот қышқылын араласпадан айдау жолымен ажратып алады.
Нитраттар. Азот тыңайтқыштары.
Металлдарға, негізгі оксид және негіздерге азот қышқылын әсер етіп нитраттарды алса болады.
4Zn +10 HNO3 4Zn (NO3)2 + NH4 NO3 +3H2O
CuO +2 HNO3 Cu (NO3)2 +H2O
Al (OH)3 +3 HNO3 Al (NO3)3 +3 H2O
Нитраттарда да азот, азот қышқылындағыдай +5 т.д көрсеткенімен, ерітінділерде нитраттар күшті тотықтырушы қасиеттерді көрсетпейді. Олардың тотықтырушы қасиеттері балқытпаларда ғана күштірек амалға асады.
Ғе2О3 +3 КNO3 + 4 KOH 2K2 FeO4 +3 KNO2 +2 H2O күшті қыздырғанда нитраттар ыдырайды
1). Сілтілік, сілтілік жер металлдары нитритке және оттегіге ыдырайды
2КNO3 2KNO2 +O2
2). Күміс, алтын, платина (ІІ) сынап (І) және (ІІ) төмендегіше
2 AqNO3 2Aq +2NO2 + O2
3). Басқа нитраттар
2Сu (NO3)2 2CuO +4 NO2 +O2
NaNO3 –чилийская селитра (натриилі)
КNO3 – индийская селитра (калиилі)
NH4 NO3 – аммонийлі селитра
Са (NO3)2 – известі, норвегия селитра (кальцийлі)
Селитралар ауыл гаруашылығында тыңайтқыштар есебінде.
КNO3 x NH4NO3 – қопарылғыш заттар дайындауда қолданылады.
Азоты тыңайтқыштар.
Азот өсімдіктердің өсуі - өмір сүруі үшін өте керек болған элементтердің бірі саналады.
Азотты тыңайтқыштар – органикалық минералды
Минерал тыңайтқыштар – тук деп аталады. Тук өндірісі
Азотты тыңайтқыштар NH4OН
(NH4)2 SO4
Селитралар КNO3, NaNO3, NH4 NO3 Ca (NO3)2 және Са (СN)2
Комплекс тыңайтқыштар бірнеше тыңайтқыштар араласпасы.
Лекция №12
Тақырып:Фосфор
Тарқалуы. Жер қыртысында 0,08 %. Табиғатта фосфор минералдары Са5(РО4)3 Ғ және фтораппатит.
Са3 (РО4)2 фосфорит ұшырайды.
Қасиеттері. Қасиеттерімен әжептеуір өзгершеленетін бірнеше аллатропиялық модификациялары ұшырайды.
Ақ фосфор – Р4 жұмсақ кристалл зат
t – балқу 44,10С күкіртті көміртегі СS2-де жақсы ериді. Оңай жанады. Өте улы .
Ақ фосфорды қыздырса қызыл фосфорға айланады. Ол бірнеше модификациялар араласпасы болып әртүрлі ұзындықтағы молекулалардан тұрады.
Қызыл фосфор алыну әдісі және жағдайына байланыста ашық қызылдан күлгін және тоқ қоңыр түске дейін өзгеруі мүмкін. Балқу t-cы5850 –6000С.
Қара фосфор –ең тұрақты модификация сыртқы көрінісі бойынша графитқа ұқсас. Ақ фосфордан өзгешелігі қызыл және қара фосфор күкіртті көміртегіде ерімейді улы емес, өртке қауіпті емес.
Фосфор азотқа қарағанда химиялық активрек. Активтігі аллатропиялық модификациясына байланысты болады. Ең активі ақ фосфор активтігі ең азы, қара фосфор. Химиялық реакцияларда әдетте фосфор молекуласын Р4 деп жазады. (ақ фосфорда). Қызыл және қара фосфорды Р деп жазады. Егер модификациясы беймәлім болса да Р деп жазады.
Химиялық қасиеттері. Жай зат металл еместермен
1). Р+3 Вr2 2PВr5 оттегі, күкірт, галогендермен реакцияға кірісуі мүмкін. Сутегімен реакцияға кіріспейді.
2). Металлдармен
3Мq +2P 3 Mq (OH)2 +2PH3
фосфин
Фосфин химиялық қасиеттері бойынша аммиакка ұқсайды.
3). Сілтілермен
0 -3 +1
Р4 +3 NaOH +3H2O PH3 + 3 NaH2 PO2
Алынуы :
Өндірісте
а) фосфориттен және фтораппатиттен
Са3 (РО4)2 ажратып алынады.
2 Са3 (РО4)2 +10С +6 SiO2 Ca SiO3 +P4 +10CO
Электр печінде
Араласпасы болған үшін ақ фосфор сары түсте шығады. Сол себептен оны сары фосфор деп өндірісте атайды.
Фосфордың оттекті қосылыстары.
Достарыңызбен бөлісу: |