Жетісай 2006 ж.
Кредит №1 (8 сағат)
Лекция №1
Тақырып: Мыс және оның қосылыстары химиясы
І топ қосымша топшасы Сu, Aq, Au
Сыртқы электрон қабаты (n-1)d10 nS1
+1 +2 +3 тотығу дәрежесін көрсетеді.
Алтын және +4 +5 тотығу дәрежесінде көрсете алады
Ең тұрақты тотығу дәрежелері Сu үшін +2
Aq үшін +1
Аu үшін +3
Сu жер қыртысындағы массалық үлес 0,01%
СuFeS2 – халькопирит
Сu2S – халькозин
CuS –ковеллин
Сu2O-кулрит СuCO3 – Сu (OH)2 – малахит
Мысалы :Мыс балқу t 1084,50C d8,96г/см3 химиялық активтігі кем металл қыздырғанда
2Сu + O2 2CuO
сумен, сілтілермен, тұз қышқылы және сұйылған Н2SО4 пен әрекеттеспейді.
Концентрленген HNO3 Н2SО4 – термен реакцияға кіріседі.
НNO3 сұйығымен де әрекеттеседі.
Сu +8 HNO3 (сұйық) 3 Сu (NO3)2 +2NO+ 4 Н2О
Сu +2 HNO3 (концентрленген) Сu (NO3)2 +NO2+ 2 Н2О
CO2 –сі бар ылғал ауада мыс жүзі жасыл түстегі негіздік карбонатпен жабылған болады.
2Сu +O2 +CO2 + Н2ОCu (ОН)2хСuCO3 +2тотығу дәрежесі ең тұрақтысы
СuO Мыс (ІІ) оксиді – қара зат.
Алынуы .
Сu (OH)2 CuO + H2O
Сu (OH)2 cуда аз еритін көк түсті зат. Қышқылдарда оңай ериді, қыздырғанда сілтілердің концентрленген ерітіндісінде еріп амфотерлік қасиеттерді де көрсетеді.
Cu (OH)2 + H2 SO4 =2 H2O+ Сu SO4
Cu (OH)2 + 2KOH K2 [Cu (OH)4]
Мыс (ІІ) үшін комплекс қосылыстар пайда ету характерлі. Координациондық сан 4 және 6 болуы мүмкін.
Cu (OH)2 +4NH3 [Cu (NH3)4] (OH)2
Cu (II) тұздарының сулы ерітінділері көк түске ие [Cu (H2O)6]2+
Тұздарының практикалық маңызы ең үлкені мыс сульфаты гидраты CuSO4x5H2O – мыс купоросы
Мыс (1) қосылыстары табиғатта жиі ұшырайды : Сu2O, Cu2S. Сулы ерітінділері тұрақсыз диспропорционирлеу реакциясына ұшырайды.
2CuУ Сu + CuУ2
Оңай тотығып мыс (ІІ) оксидіне айланады.
4СuCl + O2 + 4HCl 4CuCl2 + 2H2O
Мысты ашу үшін сульфидті рудалардан пайдаланылады. Металл массалық үлесі 1% көп жыныстарды өндеу рентабелді саналады.
Cu2S + 2O22CuO + SO2
2CuO +Cu2S 4Cu +SO2
Алынған мыс 97-98% Cu техникалық металл. Электролиттік мыс 99,98 –99,999%.
Қолданылуы. Негізінен электротехникалық өнеркәсіпте өткізгіш ретінде, балқытпалар дайындауда.
Бронза – құрамында 4-30% қалай болады. Қаттылығы бойынша мыс және қалайдың бірнеше есе асып түседі. Оңай балқиды. Алюминийлі берилийлі бронзалар қаттылығы, серпімділігі мықтылығы бойынша ажралып тұрады. Халық шаруашылығында Pв, Mn, Sв, Ғе, Ni, Si бар бронзалар кең қолданылады.
Мыс – никельді балқытпаларының құнды қасиеттері бар. Олар күміс ақ түсті болып ыдыс, әшекейлер, монеталар жасауда қолданылады (мельхиор Ni 18-20%) нейзильбер (Сu, Ni,Sn) балқытпасы әдебий бұйымдар, мед инструмент жасауда.
Константан, мангонин (n 40% Ni) үлкен электр қарсылыққа ие болғаны үшін электр өлшеуші приборлар жасауда қолданылады. Коррозияға шыдамды латундер (Сu,Sn, 50%). Латундерге жақсы қасиеттер беру үшін оған Аl, Ni,Si,Mn және басқа металлдар қосылады.
Лекция №2
Тақырып : Күміс, алтын және олардың қосылыстары химиясы
Күміс және алтын. Жер қыртысында 1х10-5 және 5х10-7%. Күміс таза күйінде және минерал аргентит Аq2S күйінде ұшырайды. Алтын негізінен таза күйінде ұшырайды.
Күміс және алтын жұмсақ, пластикалық металлдар. Күміс ақ, алтын сары tAqб9620С, tAuб10640С, dAq10,5г/см3, dAu19,3г/см3
Күміс ең жақсы электр тогін өткізетін металл күміс және алтын химиялық тұрғыдан өте активтігі аз сол себептен қымбат баға металлдар қатарына жатады.
Аq +2HNO3 (концентрленген) АqNO3 + NO2 +H2O
Алтын жалғыз патша арағында ғана ериді.
Аu+3HNO3 +3HCl AuCl3 + 3NO2 +3 H2O
AqNO3 – суда жақсы ериді. Сілті әсер етілсе АqOH жоқ болғандығы себепті. Аq2O тұнбаға түседі.
2АqNO3 +2NaOH Aq2O+2NaNO3 + H2O
АqNO3 + HCl AqCl +HNO3
АqNO3+HBr AqBr +HNO3
АqNO3 + HУr AqУ НNO3
Au2 O3 Au (OH)3 амфотер қосылыстар
Аu (OH)3 + KOH K [Au (OH)4]
Аu (OH)3 + 4HCl H [Au Cl4] + 3H2O
Бос жыныстардан алтын күмісті механикалық жолмен ажратады. Кедей тапшы рудалардан еркін алтын, күмісті химиялық жолмен ажратады.
Руда + NaCN O2
KCN ауа
Аq +8NaCN + O2 +2 H2O 4Na [Aq (CN)2] +4NaOH
Aq2S +4 NaCN2Na [Aq (CN)2] + Na2S
2Na [Aq (CN)2] +Sn Na2 [Sn (CN)4] +2Aq
Na [Au (CN)2] +Sn Na2 [Sn (CN)4] +2 Au
теле
Аu және Аq радиотехникалық бұйымдар контактарында, фотографияда (күміс) АqNO3 және АuCl3 күмістеуге, алтындауда қолданылады (бұйымдарды).
Лекция №3 Тақырып: Мырыш және оның қосылыстарының химиясы.
ІІ қосымша топшада орналасқан. Сыртқы электрон қабықтары (n-1) S2, p6, d10, nS2.
Химиялық байланыстар пайда етуде жалғыз сыртқы қабат электрондары қатнасқаны үшін ZnCd және Нq +2 т.д. көрсетеді (сынап +1 – ді де)
Мырыш. Жер қыртысында мырыштың массалық үлесі 5х10-3%. Қосылыстар құрамында ғана кездеседі. ZnS, ZnCO3. Күміс түсті ақ металл tб419,50С. Электр тогін, жылулықты жақсы өткізеді. Ауада оксид немесе, карбонат пленкасын пайда етіп металлдық жалтырауқтықты жоғалтады.
Химиялық қасиеттері. Актив металл
Қыздырғанда металл еместермен реакцияға түседі.
2Zn + O2 2ZnO
Сұйық және концентрленген қышқылдарда және сілтілерде (амфотер) ериді
Zn+ 2HCl Cl2 + H2
4Zn + 10HNO3 (сұйық) 4Zn (NO3)2 +NH4 NO3+H2O
Zn+2 NaOH +2H2O Na2 [Zn (OH)4] +H2
Қосылыстарында +2 т.д көрсетеді.
ZnO –ақ, суда ерімейді. ZnO және Zn (OH)2 амфотер қосылыстар.
ZnO +2НСl ZnCl2 + H2O
ZnO +2 KOH + H2O K2 [Zn (OH)4]
Zn (OH)2 +4NH4OH [Zn (NH3)4] (OH)2 + H2O
Zn (OH)2 +6NH3 [Zn (NH3)6] (OH)2
Алынуы
2ZnS +3O2 2ZnO +2SO2
ZnCO3 ZnO +CO2
ZnO + C Zn + CO
Таза мырыш металлын алу үшін мырышты күкірт қышқылында ерітіп электролиздеп алады.
Қолданылуы. Балқытпалар алуда : латунь (мыспен балқытпа), неизильбер (мыс және никельмен балқытпа). Машиналар жасауда, электрод алуда металдарды коррозиядан қорғау үшін оларды қаптауда ZnO бояу өндірісінде, және жарым өткізгіштер алуда
ZnCl2 флюс компоненті сипатында металдарды дәнекерлеуде. Ағаштарды шәруден сақтайды, Ол сіңірілсе ZnSO4 электролиздерде электролит есебінде, микротыңайтқыш сипатында.
Лекция №4
Тақырып :Кадмий, сынап және олардың қосылыстарының химиясы.
Кадмий және сынап. 5х10-5 % және 7х10-6 % мырышпен бірге ұшырайтын маңызды минералдары СdS CdCO3. Сынап жеке және киноварь НqS күйінде ұшырайды.
Екеуі де күміс түсті ақ металл. Сынап сұйық tб-38,90С tбсd3210C
Сынап көп металлдарды ерітіп (Zn, Sn,Na,Cu, Au) сұйық және қатты амальгамалар пайда етеді.
Сd – актив Нq- актив емес металл
1). Қыздырғанда металл еместермен әрекеттеседі.
2 Нq + O22 НqO Cd + O2CdCl2
2). Сd + H2SO4 CdSO4 + H2
сұйық
Сd +2 H2SO4 CdSO4+ SO2+2H2O
концентрленген
Ең маңызды қосылыстары
СdO Cd (OH)2 амфотер қосылыстар бірақ негіздік қасиеттері күштірек
Сd (OH)2 + 6NH3[Cd (NH3)6] (OH)2
2Нq + O22HqO
2HqO 4000C 2Hq + O2
Сынаптың гидроксидтері жоқ
Hq (NO3) +2NaOH HqO +2NaNO3 H2O
HqCl2 – сулема суда еритін ақ кристалл зат әлсіз электролит
Сынап +1 т.д. көрсететін қосылыстар да түзеді. Оларда сынап катионы 2 атомнан тұрады. Нq22+. Ерітінділерде де осы катиондар болады. Металлды сұйық және концентрленген азот қышқылында еріткенде :
6Нq + 8HNO3 (сұйық) 3Нq2 (NO3)2 +2NO +4 H2O
HqCl2 +HqHq2Cl2 каломель
Алынуы
СdO + H2 SO4CdSO4 + H2O
CdSO4+ZnZnSO4 +Cd
HqS + O2Hq + SO2
Кадмий және Нq қосылыстары улы.
Қолданылуы : балқытпа алуда Сd металдарда қорғаушы қаптау ретінде де қолданылады.
Сынап электрод есебінде. Люменисцент лампасы сынап буларымен толтырылады. Амальгамалары металлургияда кейбір металлдарды ажратып алу үшін қолданылады. (мысалы алтын). НqО бояу алуда қолданылады. Оның бояуы су кеме түптерін бояуда қолданылады. Балдырлар жабыспайды НqCl2 ауыл шаруашылығында ядохимикат есебінде қолданылады.
Лекция №5
Тақырып: Скандий және оның қосылыстарының химиясы.
Sc, иттрий У, және екі әулет әрқайсысы 15 элементтен лантаноидтар 57La-71Lu, актиноидтар 89Ас-103Lr. Бұл әулеттер элементтері кейбір қасиеттері бойынша ұқсас Sc, У, La Ac сыртқы электрондық қабықтары (n-1)d1nS2. T. Д. +3
Скандий – ашық сары түсті металл, иттрий – күміс ақ –металл. Актив қыздырғанда көпшілік металл еместермен реакцияласады.
4Sc +3O2═2Sc2O3 2У+3Сl2 ═2 УCl3
Лекция №6
Тақырып : Иттрий, лаптан және антиний қосылыстарының химиясы
Бұлар балқытпаларға қосылады (Sc,У) Лактаноид, актиноидтар ақ Актиноидтар +2 +7 –ге дейін т.д.көрсетеді.
түсті металлдар химиялық актив.
4La +3 O2═2La2O3 2La+6H2O═ 2La (OH)3 3H2
Лактоноидтар қосымша ретінде балқытпаларға. Магнит дайындауда. Электрондық приборлар деталдарында
Актиноидтар -барлығы радиоактив табиғатта И және Тh көп ұшырайды. Ядролық энергетикада Th,И және Рu шикізат есебінде қолданылады.
Лекция №7
Тақырып: Титан және оның қосылыстарының химиясы
ІV топ қосымша топша элементтері титан, цирконий Zr, және гафний және резерфордий сыртқы электрон қабаты (n-1)d2 ns2 қосылыстарында топша элементтері +1 – ден +4 – ке дейінгі т.д. көрсетеді.
Титан тарқалуы бойынша 9-шы элемент –0,6%.
Минералдары : рутил TiO2
ильменит Ғе ТіО3
перовоскит СаТіО3
Ақ күміс түсті металл, тығыздығы 4,5г/см3. Еру балқу t═16680C
Титан химиялық тұрғыдан тұрғын. Жүзінде оксид пленканың пайда болуы нәтижесінде инерттік байқалады.
Қыздырғанда титан көптеген металл еместермен (галоген, оттегі, сутегі, азот) әрекеттеседі.
Ті +2Cl2═ ТіCl4 2Ti +N2 ═ 2TiN
Титан көптеген агрессив заттардың әсеріне тұрақты (тұз ерітінділері, қышқыл, негіздер). Азот қышқылында пассивтеніп, HNO3 және HCl да қыздырғанда ғана ериді.
2Ті +6HCl ═ 2TiCl3+3H2
Фторид қышқылында еруі мүмкін
Ті +6НҒ ═Н2 [TiF6] +2H2
TiO2 – химиялық аз белсенді зат
Амфотер қасиетке ие. Қыздырғанда және балқытқанда
TiO2 +Н2SO4 t-pa Ti (SO4) O + H2O
TiO2 + 2КОН балқытқанда K2TiO3+ H2O
Ti (OH)4 (TiO2x H2O) – амфотер қосылыс қышқыл және негіз ерітінділерінде ериді.
2 Ті (SO4) O + Zn +2 H2SO4 ═Ti2 (SO4)3 + Zn SO4 +2 H2O
Ti (SO4) қосылыстары күшті тотықсыздандырушы
Титанды алу:
TiO2+2Сl2 +C ═ TiСl4 + CO2
сұйық
ТіСl4 +2Mq ═ Ti + 2МqCl2
Алынған титанды тазалау :
Ті +У2 ═ ТіУ4
ТіУ41300-15000C Ті +У2
Ті және балқытпалары (хром, Аl,V бар) корозияға шыдамды. Олар жеңіл және берік сол себептен конструкциондық материалдар есебінде қолданылады. Химия өнеркәсібінде авиа және ракета құрылысында қолданылады.
TiO2 бояу, резина, пластмасса, қағаз бояуда
TiO2 және ВаТіО3 диэлектрикалық қасиеттері болғаны үшін электроизоляциондық материалдар дайындауда қолданылады.
ТіС кесуші құрал есебінде және ыстыққа шыдамды және ыстыққа пысық балқытпаларды алу үшін қолданылады.
Лекция №8
Тақырып : Цирконий, гафний және олардың
қосылыстарының химиясы.
Кредит №2 (7сағат)
Лекция №9
Тақырып : Цирконий, гафний және оксид
қосылыстарының химиясы
Цирконий және гафний. Жер қыртысында
0,02 және 3,2 х 10-4%.
Циркон Z rSiO4
Баделеит ZrO2
Ал гафний минералдары әдетте цирконий минералдарымен бірге ұшырайды.
tб Zr═18550C tб Hf═22300C
Оксид пленкаларының пайда болуы нәтижесінде химиялық активтігі өте аз.
Қыздырғанда концентрленген H2 SO4 – де ериді, НҒ және патша арағында ериді.
Z r +6HF═H2 [Z rF6] +2H2
Қосылыстарында +4 т.д көрсетеді. Тотықтары және гидроксидтері амфотерлік қасиет көрсетеді. Бірақ қышқыл негіздермен қатты (жесткий) жағдайларда ғана әрекеттеседі.
Z rO2 +2KOH ═K2 Z rO3 + H2O
Hf (OH)4+2HCl═ Hf (Cl)2 O + 3 H2O
Металлдық цирконийді алу титанды алуға ұқсас. Гафнийді циркониймен бірге жолаушылас алады.
Цирконий және гафний нейтрондарды ұстау, жұту қабілеттері болғаны үшін ядролық реакторларда конструкциондық материалдар есебінде қолданылады.
Цирконий және балқытпалары химиялық машиналар құрылысында және әртүрлі балқытпаларға (мыс, темір т.б) ыстыққа және коррозияға шыдамдылығын арттыру үшін қолданылады.
Цирконий порошогы қопарылғыш заттарда тез жану қабілетіне ие болғандығы үшін детенатор есебінде қолданылады.
Z rO2 ыстыққа шыдамды материалдар – керамикалық заттар алуда, электроизоляторлар алуда қолданылады.
Z rO2, НfO2 – арнайы шишалар алуда шихта компоненттері
Z rС НfС абразив материел (егеу) және керамика өндірісінде қолданылады.
Лекция №10
Тақырып: Ванадий, ниобий, тантал және олардың
қосылыстары химиясы
Ванадий, ниобий, тантал, дубний (105)
Сыртқы электрон қабаттары
V3d3 4S2 Nв 4d45s1 Ta 5d36s2 қосылыстарында көрсететін т.д. +1-ден +5 ке дейін.
V жер қыртысында 0,015 %. Бірақ тарқалған (рассеянный) элемент. V – ға бай минерал жоқ. Титан, темір рудаларына жолдас күйде ұшырайды.
V – күміс күлгін металл d═5,96г/см3 tб═19200С
Химиялық қасиеттері.
Қарапайым жағдайда пассив
Қыздырғанда 4V+5O2═2V2O5
2V+5F2═2VF5
Бөлме t-да НҒ және патша арағында ериді.
Қыздырғанда
2V+10HNO3═V2O5 +10NO2 +5 H2O
Ең көп тарқалған, қосылыстарында +4 +5 т.д.
V2O5 – қызыл, улы қышқылдық оксид, бірақ әлсіз негіздік қасиетте көрсетеді.
V2O5 +2КОН ═2КVO3+ H2O
V2O5 +4KOH ═K4V2O7+2 H2O
V2O5 +6KOH ═ 2K3VO4 +3 H2O
Тотықтырушы қасиеті
V2O5 +6НCl (концентрленген) ═ 2 (VO) Cl2 +Cl2 +3 H2O
хлорид
ванадила
VO2 – амфотер
VO2 + H2SO4═(VO) SO4 + H2O
VO2 +2NaOH ═ Na2 V4 O9 + H2O
Ванидийді алу
V2 O5 +10Al ═ 6V+5Al2O3
Ваннадий балқытпаларға қосылады. Осы қосылған болат өте берік және серпімді болады. (Al + 2 –3% V) өте қатты балқытпа саналады. (Ni + V) химиялық төзімді.
V2 O5 арнайы шишаларды дайындауда
SO2 SO3 каталитикалық тотықтыруда және күкірт
V2O5
қышқылын алуда қолданылады.
Лекция №11
Тақырып: Хром, молибден, вольфрам және олардың қосылыстарының химиясы.
Хром, молибден, вольфрам.
Сыртқы электрон қабаттары
Сr 3d5 4S1
MO 4d55S1 Сыртқы қабатында
W 5d4 6S2 6 электроннан
+1 - +6 т.д. қосылыстарда көрсетеді.
Хром. Табиғатта0,02%
Ғе (СrO2)2 хромит
Күміс түсті күлгін металл. tб═18900 С d═7,19 г/см3
Химиялық активтігі аз
1). Қалыпты жағдайда металл еместерден жалғыз фтормен әрекеттеседі.
Азот және концентрленген H2SO4 – те қорғаныс оксид пленкасы пайда болуы нәтижесінде пассивтеледі.
НСl және сұйық H2SO4 – те ериді.
Сr +2 НСl═CrCl2+H2
4Cr +12 НСl +O2═4Cr Cl3 +4H2 +2 H2O
-3e
Cr0 Cr3+ 3 4
O2-2 -4e
2O-2 4 3
Хром төмендегі оксидтер және гидроксидтерді пайда етеді.
Cr O және Cr (ОН)2 Cr2О3 және Cr (ОН)3
Cr О3 және Н2CrО4
Cr О және Cr(ОН)2 негіздік қасиетті көрсетеді.
Cr О + Н2SО4 = Cr SО4+ Н2О
Cr2О3 және Cr (ОН)3 амфотер қасиетке ие.
Cr2О3 + 6NaOH +3 Н2О = 2Na3[Сr(ОН)6]
Cr 2O3 +2KOH = 2K Cr O2 + H2 O балкытканда
Cr 2O3 + 6HCl = 2 CrCl 3 +3 H2 O
2 Cr(ОН)3 + 3Н2 SO4 = Cr 2 (SO4)3 + 6 H2 O
CrCl 3 – фиолет тус, Cr F3 – жасыл, Cr(NО3)3 . 9 H2 O – пурпур.
Ерітінділері – фиолет немесе жасыл фиолет тусте комплекс ион [Cr (H2 O)6]3+ пайда болу есебіне.
Хром оксиді - Cr 2O3
2Cr(ОН)3 t- pа--------------- Cr 2O3 + H2 O
(NH4)2 Cr 2O7 куйдіру Cr 2O3 + N2 + 4 H2 O
Cr(ОН)3 – алынуы
CrCl 3 + 3 KOH = Cr(ОН)3 + 3KCl
Cr O3 – кышкылдык оксид.
K 2Cr2 O7 + Н2 SO4 = 2 Cr O3 + K2 SO4 + H2 O
Хром гидроксидітері екі кышкыл - Н2 Cr O4 - хром жане дихром кышкылы Н2Cr 2O7 саналады. Екеуіде жалгыз сулы ерітінділерде гана туракты.
Хром мысалында корінгендей металлдын т.д. осуіне байланысты кышкылдык касиеті кобейіп негіздік ( тотык жане гидроксидтерінде) касиеті азаяды.
K 2Cr O4 – хромат калия
K 2Cr2 O7 – дихромат ( бихромат) калия
Cr O3 + 2Na OH = Na 2Cr O4 + H2 O
K 2Cr2 O7 + Н2 SO4 = Na 2 Cr2 O7 + Na 2 SO4 + H2 O
Na 2 Cr2 O7 + 2Na OH = 2Na 2Cr O4 + H2 O
2 Cr O42- + 2H+ Cr2 O72- + H2 O
Cr2 O7 2- + 2OH 2 Cr O42-+ H2 O
Кышкылды ерітінділерде- бихромат басым, ал негіздік ерітінділерде – хроматтар басым.
Хром косылыстары ушін тотыгу – тотыксыздану реакциялары характерлі. Хром (ІІ) косылыстары – кушті тотыксыздандыргыштар. Хром (ІІІ) – те солай :
4 CrCl 2 + О2 +4НСІ = 4 CrCl 3 + 2 H2 O
5 Cr2 (SO4)3 + 6КMnO4 + 11 H2 O = 3 K 2Cr2 O7 + 2 H2 Cr2 O7 + 6Mn SO4 + 9 H2 SO4
Хромат жане бихроматтар кушті тотыктырушылар. Олар әсіресе қышқылдық жағдайда тотықтырушы қасиетті күшті көрсетеді.
3 Na 2 SO3 + K 2Cr2 O7 + 4 H2 SO4 =3 Na 2 SO4 + Cr2 (SO4)3 + K2 SO4 + 4 H2 O
Хромды алу:
-
Хромды темір + сода + ауа - Na 2 Cr O4
-
Na 2 Cr O4 + қышқыл Na 2 Cr2 O7
-
Na 2 Cr2 O7+ 3С = Na 2O + Cr2 O3 + 3CO
-
Cr2 O3 + 2Al = 2Cr + Al2 O 3
2 Cr2 O3 + 3Si = 4Cr + 3Si O2
Хром қолданылуы:
Өндірісте тотықпайтын болат алуда, металлдар жүзін қаптап хромдауда, K 2Cr2 O7, Na 2 Cr2 O7, (NH4)2 Cr 2O7 терілерді аштау үшін күкірт алуда, краска, қопарылғыш заттар алуда қолданылады. Хромды араласпа ыдыстар жуу үшін қолданылады.
KCr(SO4)2 . 12 H2 O . Хром калиилі квасцы және хром (ІІІ) сульфат Cr2 (SO4)3 . 18 H2 O маталарды бояуда протрава, теріні аштау және керамиканы бояуда қолданылады.
Майлы бояуларды алуда Cr қосылыстары қолданылады. Pb CrO4 (сары крон) Sr CrO4- (стронциан сарысы).
Молибден және вольфрам.
Сирек, табиғатта тарқалуы 3. 10-4 және 1. 10-4 %. Маңызды минералдары – молибденит MOS2, шеелит CaWO4, Вольфрамит (Fe. Mn). WO4.
t б Mo = 2660 0C. t б W = 3387 0C.
Металлдардан ең балқу температурасы жоғары вольфрам. Хромға қарағанда химиялық активтігі төменірек. Металл еместермен қатты қыздырғанда әрекеттеседі. HCl. HNO3. H2 SO4. де ерімейді. Азот және фтор сутекті қосылыстарда ғана ериді.
W + 6HNO3 + 8HF = H2[WF 8] + 6NO2+ 6H2O
+6 т.д. көрсететін қосылыстары тұрақты MoO3 және WO3 оксидтері қышқылдық қасиеттер көрсетеді.
MoO3+ 2 Na OH = Na2 MoO4+ H2O
WO3 + 2NH4OH = (NH4)2 WO4 + H2O
H2 MoO4 – ақ қиын еритін қышқыл
H2 WO4 – сары қиын еритін қышқыл
Қолданылуы:
Молибден және вольфрам болаттарды легирлеу үшін қолданылады. Қышқылға шыдамды материал алу үшін молибденді шойынға да қосады. Вольфрам W ыстыққа шыдамды балқытпа алу үшін. Вольфрам карбиді WC қырқатын инструмент алу үшін.
Моибден аммонии – микротыңайтқыш компоненті есебінде. MoO3 және WO3 керамика және эмаль алуда.
Вольфрамды бронзалар – NaхWO3 қосылыстары немесе Кх WO3 жарым өткізгіш материал есебінде.
Лекция №12
Тақырып: Марганец, технеций, рений және олардың қосылыстарының химиясы
Сыртқы электрон қабаты : (п –1) dsns2 қосылыстардағы т.д. +2 ден +7 ге дейін. Марганец 0,09 % пиролюзит – MnO2. Ашық күлгін қатты морт металл. Tбалқу = 1245 0C
Химиялық қасиеттері:
Әжептеуір актив
Mn + H2SO4 = MnSO4 + H2
3Mn + 8HNO3 (сұйық) = 3Mn(NO3)2 + 2NO + 4H2O
концетрленген күкірт және азот қышқылдығында пассивтелгені үшін ерімейді.
Оксидтері MnO , Mn2O3, MnO2, Mn2O7, MnO Mn(OH)2, Mn2O3 Mn(OH)3 негізгі характерге ие. Mn(OH)2 + 2HCl = Mn Cl2 + 2H2O
MnCl2 MnSO4 Mn(NO3)2 - суда жақсы ериді. Сулы ерітінділері ашық қызғылт түске боялған болады. [Mn(H2O)6 ]2+ комплекс ионы сол түстің пайда болуына жауапты. Mn(II) тұздары әлсіз тотықсыздандарғыш қасиеттерді көрсетеді.
2Mn(NO3)2 + 5PbO2 + 6HNO3 = 2HMnO4 + 5Pb(NO3) 2 + H2O
MnO2 – қара қоңыр зат суда ерімейді.
MnO2 , Mn(OH)4 – амфотер зат.
MnO2 + H2SO4= Mn(SO4)2 + 2H2O
MnO2 + KOH = K2MnO3 + H2O
4HCl + MnO2 = MnCl2 + Cl2 + 2H2O тотықтырғыш зат.
2MnO2 + 3PBO2 + 6HNO3 = 2HМnO4 + 3Pb(NO3)2 + 2H2O тотықсыздандырушы.
Mn2O7 – қышқылдық оксид
Mn2O7 + H2O = 2HMnO4 күшті қышқыл.
Mn2O7 , HMnO4 күшті тотықтыру шылар
Тотықсыздандарушы + KMnO4 қышқыл орта Mn2+ Mn(II)
нейтрал орта MnO2 Mn(IV)
негіздік орта MnO42- Mn(VI)
мысалдар :
5K2SO3 + 2KMnO4 + 3H2SO4= 2MnSO4 + 6K2SO4 + 3H2O
3K2SO3+ 2KMnO4+H2O=2MnO2+2K2SO4+2KOH
K2SO3+2KMnO4+2KOH = 2K2MnO4+K2SO4+H2O
Алынуы
MnSO3 cулы ерітіндісін электролиз жасау. Шойын құрамына кіреді. Болатты алуда оттегі және күкіртті байлау үшін қолданылады.
Mn+O2=MnO,Mn+S=MnS
Марганецтен негізінде көптеген балқытпалар алынады. Марганец (мыс және никель мен балқытпа ) марганецті бронза (мыс пен балқытпа ) феромарганец (темір мен балқытпа).
MnSO4 микроудобрения. MnO2 химиялық ток көзі, шиша өндірісінде. KМnO4 медицинада маталарды ағартуда, органикалық қосылыстар алуда қолданылады.
Технеций және рении
Технеций 1937 жылы ядролық реакцияда синтез жасау жолымен алынады. Жасанды радиоактив элемент. Рении 1925 жылы ашылды. Жер қыртысында сирек кездесетін элемент. 1*10-7 %.
Екеуіде ақ метал. Балқу темтературасы – 22000 С , рениидің балқу температурасы – 31900С
Химиялық активтігі аз, 4 және 7 валентті қосылыстары тұрақты. КTcO4 тотықтырушы.
2КTcO4 + 7Zn+16HCl=2TcO2*2H2O+7ZnCl2+2KCl+4H2O
рении (VII) қосылыстары әлсіз тотықтырушылар.
Алынуы:
2NH4 ReO4 + 4H2=2Re+N2+8H2O
Ренидің молибден және вольфраммен балқытпасы қиын балқушы отқа шыдамды. Рениден электрондық прибор және электролампалар бөліктерін жасайды. Рении және қосылыстары химиялық өнеркәсіпте катализатор есебінде қолданылады.
Лекция № 13
Тақырып: Темір және оның туыстастары химиясы
Fe 3d64S2
Co 3d74S2 +2 +3 т.д. көрсетеді.
Ni 3d84S2 Fe(IV) және Fe(VI) қосылыстары да алынған.
Fe табиғатта таралуы бойынша 4-ші орында 5,1%.
Тау жыныстары : Fe3O4 – магнетит
Fe2O3 - гематит
Fe2O3 - H2O- гетид
2Fe2O3 * 3H2O- лимонит
Fe CO3 – сидерит құрамдарында ұшырайды.
Темір тазасы – күміс түсті ақ металл. Ауада коррозияға ұшырайды. Жұмсақ пластик металл. D=7.87 гр /см 3 балқу температурасы – 15390С.
Екі түрлі кристалл структурасын пайда ету қабілетіне ие. 1-ші жай жағдайда 2-ші 910-13900С аралығында полиморфизм.
Химиялық қасиеттері.
1).Металл еместермен
Fe+S=FeS, 2Fe+3Cl2=2FeCl3
2). Сумен
3Fe+4H2O=Fe3O4+4H2
3). Қышқылдармен
Fe+H2SO4= FeSO4 + H2
Әжептеуір концентрленген Н2SO4
Fe+2H2SO4= FeSO4 +SO2+H2O
Жоғары концентрленген H2SO4 : Fe пассивтеніп реакцияға кіріспейді.
4Fe + 10HNO3=4Fe(NO3)2+NH4NO3+3H2O сұйық HNO3 концентрация ортадан жоғары.
Fe +6HNO3= Fe(NO3)3 +3NO2+3H2O жоғары концентрациясы HNO3-те Fe пассивтеледі.
4). Тұздармен
Ғе + Cu SO4 = Ғе SO4 + Сu
5). Көміртегі ІІ оксидімен
Ғе +5СО= [Ғе (СО)5]
Бұл қосылыс таза металл алу үшін қолданылады.
ҒеО,Ғе2О3, Ғе3О4, Ғе(ОН)2, Ғе(ОН)3 суда ерімейді
ҒеО Ғе(ОН)2 негіздік характерлі қосылыстар
Ғе(ОН)2 + Н2SO4 FeSO4 +2 H2O
ҒеО алынуы Ғе(ОН)2 алынуы
Ғе2О3 + Н2 2 ҒеО + H2O
FeSO4 + 2NaOH Ғе(ОН)2 + Na2SO4
Ауалы жайда
4Ғе(ОН)2 +О2 +2 H2O4Ғе (ОН)3
Ғе2О3 Ғе(ОН)3 әлсіз амфотерлік қасиет көрсетеді.
Ғе2О3 +6НCl 2FeCl3 +3 H2O
Ғе(ОН)3 +3KOH K3 [Ғе (OH)6]
Ғе2О3 +2KOH 2KFeO2 + H2O
FeCl3+3 KOH Fe (OH)3 + 3KCl
2Fe (OH)3 t-pa Fe2O3 +3 H2O
Темір (ІІ, ІІІ) оксиді Ғе3О4 (ҒеОх Fe2O3)
Fe3O4+4 Н2 SO4 ҒеSO4 + Ғе2 (SO4)3 +4 H2O
Ғе (ІІ) тұздары тотықсыздандырғыш қасиеттерді көрсетеді.
10 ҒеSO4 +2КMnO4+8 Н2 SO4 5Fe2 (SO4)3 +2 MnSO4+ + K2SO4 + 8H2O
Fe (III) тұздары - әлсіз тотықтырғыштар
2ҒеСl3 + 2KУ 2ҒеСl2 + У2 +2КСl
Fe (II) және Ғе (ІІІ) иондарының ерітіндіде барлығын төмендегі сапалы реакцияларды жүргізу нәтижесінде анықтау мүмкін
берлин лазурі.
ҒеSO4 + К3 [Fe (CN)6] K [FeFe (CN)6] + K2SO4
турнбул көгі
FeCl3 + K4 [Fe (CN)6] K[FeFe (CN)6] +3 KCl
FeCl3 +3K (NCS) Fe (NCS)3 +3KCl
қызыл
Қолданылуы :
Балқытпалары – негізгі конструкциондық материалдар саналады.
Катализатор
ҒеS2 күкірт, және күкірт қышқылы өндірісінде қолданылады. Ғе2О3 бояу алуда, керамика эмаль, цемент, термит араласпа. Магний материалдарын алуда
ҒеSO4 және темір купоросы ҒеSO4 х7 H2O
Гальвотехникада электролит есебінде және улы химикат орнына ауыл шаруашылығында ҒеСl3 маталарды бояуда протрава ретінде
Шойын, болат және таза темір алу
Шойын Ғе + (2-6%) C, Si, P, Mn, S, т.б
Полат (құрыш) Ғе +1 – 2% C
Таза Ғе алу :
Ғе +5СО [Fe (CO)5]
[Fe (CO)5] 2500 C Fe +5 CO
99, 98 % - 99,999 % таза темір алынады
99,9999 % зоналы балқыту жолымен алынады.
Лекция №14 Тақырып : Кобальт және никель химиясы
Табиғатта тарқалуы. Жер қыртысындағы массалық үлесі 3х10-3 және 8х10-3 %
Минералдары кобальтин Со АS s
миннеит Со3 АS4
пентландит (Ғе,Ni) S
никелин NiAS
Бір – бірімен бірлікте ұшырайды
Қасиеттері : кобальт – күміс күлгін металл
Никель – күміс – ақ металл
tбсо 14920 C tNi 14550C
d8,84г /см3 : d8,91 г/см3
Химиялық қасиеттері
Темірге қарағанда активтігі азырақ сұйылған қышқылдармен :
Со + 2НСl COCl2 +H2 , Ni + H2SO4 NiSO4 + H2
Концентрленген азот қышқылында күкірт қышқылында пассивтеледі
Со үшін қосылыстарда т.д. +2 +3 оксидтері СоО Со2О3 Со3О4
Со3О4 СоО х Со2О3
Гидроксидтері Со (ОН)2 Со (ОН)3
Ni үшін т.д. +2 +3
Оксиді NiO Ni (OH)2 және Ni (OH)3
алынған
Со (ІІІ) және Ni (III) қосылыстары – тотықтырушылар
Алынуы :
Со3О4 + 4С 3Со + 4 СО NiO + C Ni + CO
Таза металлдарды электролиз ету жолымен екеуі бірге ұшырайды. Ажрату әжептеуір проблема : электролиз
экстракция
ионообмен
Қолданылуы : кобальт никель болаттарды легирлеу үшін. Балқытпалар алуда. Никель металдарды қаптауда (жүзін) қолданылады. Шиша және керамиканы бояу үшін СоО NiO қолданылады. СоSO4 x 7 H2O микротыңайтқыш. Со, Ni көптеген реакцияларда катализатор.
Лекция №15
Тақырып: Платина және оның туыстары химиясы
Сирек элементтер Ru – 5x10-7 %; Rh –1x10-7%, Pd –1x101-6 %;
OS-S x10-7 %; pt –5x10-7% қосылыс күйінде.
Барлығы күміс – ақ немесе күміс күлгін металл. Осмий ең ауыр металл d 22,5г/см3. Бұл металлдар сутегіні жұтады. Рd 1 көлемі 900 көлемге дейін сутегіні жұтады.
Күміс және алтынға ұқсас платина туыстастары қымбат металлдарға кіреді. Себебі активтігі аз.
2рt + O2 5000C 2pto pt + Cl2 ptCl2
Рутений, радий и иридий патша сұйықтығында да ерімейді.
Осмий концентрленген азот қышқылында ериді.
OS +8HNO3 OsO4+8NO2 +4 H2O
Pd +2H2SO4 PdSO4 + SO2 +2 H2O
концентрленген
Платина металлдарына комплекс пайда ету характерлі +2 және +4 тотығу дәрежесіндегі платина 4 және 6 коор санды комплекстер пайда етеді. [pt (NH3)4] Cl; K2 [pt Cl6]
Платина металлдары химиялық өнеркәсіпте катализаторлар есебінде қолданылады. Жоғары температураларды өлшеу үшін термопаралар жасауда қолданылады.
Арнайы балқытпаларды легирлеу үшін де қолданылады.
Қолданылатын әдебиеттер.
Негізгі.
1. К. Аханбаев Жалпы және анорганикалық химия А.Санат 1999
602бет.
2. Н.С. Ахметов Общая и неорганическая химия М.В.Ш 1988 639 б.
3. Я. А. Угай Неорганическая химия М. В. Ш. 1989 462 б.
4. Ф. Котттон Дж Уилкинсон Современная неорганическая химия М.
Мир 1969 1,2,3 т.
5. Б. А. Бірімжанов т.б. Жалпы және анорганикалық химияның
теориялық кіріспесі А. 1977 360б.
6. Р. Насиров Жалпы және анорганикалық химия А. Ғылым 2003.
7. И.Г. Хомченко Общая М. Новая волна 2004.
8. Н.Н. Павлов Общая и неорганическая химия М. Дрофа 2002.
Қосымша әдебиеттер:
1. Р. Насиров Жалпы және анорганикалық химия А, ғылым 2003 402 б.
2. И. Г. Хомченко. Общая химия М, Новая волна 2004 463 б.
3. Н.Н Павлов Общая и неорганическая химия. М, Дрофа 2002 438 б.
4. С. Сегізбаев және т.б. Химия пәнінен семинарлық лабораториялық сабақтарға методикалық нұсқау. А. Қазақ университеті 2003 42 б.
-
М.М. Бүркітбаев және т.б. Анорганикалық химия бойынша тест сұрақтары.Қазақ университеті 2002 92 б.
6. М.М.Бүркітбаев және т.б.”Бейорганикалық химия практикумы” оқу құралы А.,2005ж.
Қазақстан Республикасы Білім және ғылым министрлігі.
“Сырдария” университеті.
Достарыңызбен бөлісу: |