Күшті мен әлсіз электролиттердің арасында бірнеше айырмашылык бар, мысалы

Күшті мен әлсіз электролиттердің арасында бірнеше айырмашылык бар, мысалы:

NaOH → Na⁺ + OH^-

AlCl₃ → Al³⁺ + 3Cl^-
Б) Күшті электролиттерге “К_д” жазылмайды.

В) Әлсіз электролиттер біртіндеп диссоциацияланады:

Күшті электролиттер ерітіндісінде толық диссоциацияланады, бірақ аз еритін күшті электролит пен ерітінді шекарасында тұнбаның иондары ерітіндіге ауысып содан кейін қайтадан қатты заттың бетіне оралады, яғни тұнба мен оның иондарының арасында тепе-теңдік орналасады, мысалы

CaSO₄ Ca²⁺ + SO₄^2-

тұнба ерітінді

Заттың еру процесі ерітіндегі иондар мен тұнбаның арасында тепе-теңдік орналасканша жүре береді. Тепе-теңдік қалыптасу кезінде ерітінді қаныққан деп аталады.

Бұл процестің тепе-теңдік тұрақтысын мынадай түрінде жазуға болады:

Өте аз еритін қатты тұздың концентрациясы –тұрақты шама болатындықтан, оны тепе-теңдік тұрақтысымен біріктіріп көбейткенде жана тұрақты шама алынады:

Егер иондардың концентрациясы көбейтіндісі ерігіштіктің көбейтіндісінен (ЕК) үлкен шама болса, зат тұнбаға түсе бастайды. Химиялық реакция кезінде тұнбалардың пайда болуы немесе еруі ерігіштіктің көбейтіндісі (ЕК) мәнімен тығыз байланыста болады.

Екі пробиркаға 0,1 н аммоний гидроксид (NH₄OH) ерітіндісінен 5-6 мл және фенолфталеин ерітіндісінен 1-2 тамшы құйыңыз. Индикатор түсінің өзгеру себебін түсіндіріңіз. 1-ші пробиркаға аммоний хлоридінің 2-3 кристалын қосып, оны ерігенше араластыру қажет. Пробиркалардың түсін салыстырып, диссоциацияның молекулалық тендеуін пайдаланып аммоний гидроксидінің диссоциация бағытының алмасуын түсіндіріңіз. Теңдеулер жазаңыз.

2 тәжірибе. Амфотерлі электролиттер.

Пробиркаға мырыш сульфатының ерітіндісінен 2-3 мл және натрий гидроксиді ертіндісін аз мөлшерінде құйыныз. Пайда болған тұнбаны екі пробиркаға бөліп : 1- шіге – 2 н HCl ертіндісін ; 2- сіне – 10 % NaOH тұнба ерігенше қосыңыз. Реакция теңдеуін жазып, мырыш гидроксиді неліктен екі жақты қасиеттерді көрсететінің түсіндіріңіз.

3 тәжірибе. Иондық алмасу реакциялары.

а) Екі пробиркаға натрий сульфидінен 2-3 мл құйыныз. Бірінші пробиркаға аз мөлшерінде темір (II) сульфатының ертіндісін қосыныз; екіншісіне – мыс (II) сульфатынын ертіндісін құйыңыз. Пайда болған тұнбаларды байқаңыздар. Тұнба түзілу реакциялардың молекулалық, толық және қысқартылған иондық тендеулерін жазыңыздар.

б) Үш пробиркаға 2-3 мл ерітінділері құйыңыз: 1-ші -натрий сульфатын, 2-ші –магний сульфатын, 3-шіге – алюминий сульфатын. Барлық пробиркаларға 1 -2 мл барий хлоридінің ерітіндісін косыңыз. Реакция теңдеулерін жазыңыз. Тұнба түзілгенін байқап неге осы реакциялар қайтымсыз екенін түсіндіріңіз.

4 тәжірибе. Тұнбалардың еруі және ерігіштік көбейтіндісі

Үшінші тәжірибеде алынған FeS мен CuS тұнбаларына аз мөлшерінде 2 н. түз қышқылының ерітіндісін қосыңыз. Тұнбалардың қайсысы еріді? Реакция теңдеуін құрыныз. Ерігіштіктің көбейтіндісі тұсінігін колдана отырып, тұнбалар айырмашылығын дәлелдеңіз.

Бақылау сұрақтары
1.Электролиттер деп қандай заттарды атаймыз?

2. Әлсіз және күшті электролиттер айырмашылығы ?

3. Қандай факторлар электролиттік диссоциация процесіне әсер етеді?

4. Әлсіз электролиттерге қандай заттар жатады?

5. Оствальд сұйылту заңының математикалық теңдеуін келтіріңіз.

6. 0,05 М алюминий хлоридінің ерітіндісің диссоциациялану дәрежесі =60% бойынша хлор ионының концентрациясы қандай болады?

7. 0,1 М сірке қышқылының ерітітіндісінің диссоциациялану дәрежесі 1,32 10^-2 тең. Осы қышқылдың диссоциация тұрақтысын есептеңіз.
8 лабораториялық жұмыс. Тотығу-тотықсыздану реакциялар

Жұмыстың мақсаты.

1 Кең таралған тотықтырғыш пен тотықсыздандырғыштардың қасиеттерін білу;

2 тотығу-тотықсыздану реакциялар теңдеулерін құрастыруын үйрену.

Теориялық кіріспе. Реакцияға қатысатын заттардың құрамына кіретін атомдардың тотығу дәрежелері өзгеру арқылы жүретін реакциялар тотығу-тотықсыздану реакциялары деп аталады.

Тотығу дәреже – ионның шартты заряды; ол бүтін, бөлшек сандарға ие болуы мүмкін. Жай және күрделі заттардағы элементтердің тотығу дәрежелері бейтарап, оң, теріс болуы мүмкін. Тотығу дәрежені анықтау үшін мынадай ережелерді қолдану керек :

1. 
   Сутегінің қосылыстарындағы тотығу дәрежәсі: а) бейметалдармен 1+ тең (мысалы ); б) металдармен 1- тең (мысалы, гидридтерде NaH).
   
2. 
   Оттегінің тотығу дәрежесі 2- (тек пероксидтерде 1-; мысалы Н2О2 );
   
3. 
   Металдардың тотығу дәрежесі оң зарядты болады;
   
4. 
   Бейметалдардың тотығу дәрежесі оң немесе теріс зарядты бола алады (мысалы N , N , N );
   
5. 
   жай заттардың тотығу дәрежесі нөлге тең ( мысалы Zn , Al, Сl2);
   
6. 
   Берілген химиялық қосылысты құрайтын элементтердің тотығу дәрежелерінің қосындысы нөлге тең.
   

1) атомның, молекуланың немесе ионның электрондарын беру процесін тотығу деп атайды;

2) атомның, молекуланың немесе ионның электрондарды қабылдау процесін - тотықсыздану деп атайды;

3) тотықтырғыш деп электронды қосып алушы бөлшекті (бейтарап атомдар, молекулалар немесе иондар) атайды;

4) тотықсыздандырғыш деп электрондарын беруші бөлшекті (бейтарап атомдар, молекулалар немесе иондар) атайды;

5) тотығу процесі барлық кезде тотыксызданумен бірге жүреді және керісінше.

Тотығу – тотықсыздану реакцияларының теңдеуін құрастыру үшін екі әдісті пайдалануға болады: электрондық баланс және жартылай реакция әдісі.

Электрондық баланс әдісі. Бұл әдіс реакцияға қатысатын және түзілетін заттардың атомдарының тотығу дәрежесін салыстыруға негізделген. Мұнда тотықсыздантырғыш беретін электрондардың саны тотықтырғыш қосып алатын электрондардың санына тең болу керек.. Мысал. Концентрленген тұз қышқылының марганец (IV) оксидімен әрекеттесу реакциясының теңдеуін жазып шығару.

Реакцияның бастапқы және соңғы заттарының формулаларын анықтаймыз:

2Cl - 2ē = Cl │2 │1 ― тотығу

MnO + 4HCl = MnCl + Cl + 2HO

Иондық-электрондық әдіс тотықтыру және тотықсыздандыру процесі үшін иондық теңдеулерін құрастырып, одан кейін оларды жалпы теңдеуге біріктіруге негізделген.

Мысалы ретінде электрондық баланс әдісін түсіндіруге пайдаланған реакцияның теңдеуін қарастырайық:

Қышқылды ерітіндіде марганец оксиді MnO₂ ериді және түссіз ерітінді пайда болады, яғни Mn²⁺ ионына ауысады.

Схеманың екі жақтағы зарядтарын теңестіру үшін, схеманың сол жағына 2 электрон қосу керек:

Концентрленген тұз қышқылды ортада бос күйіндегі хлор бөлінетіні анық, яғни мына процесстің жүретінін көрсетеміз:

2Cl - 2ē = Cl

Реакцияның жалпы теңдеуін құру үшін берілген және қосылған электрондар санын теңестіріп, одан кейін жартылай реакция теңдеулерін бір-біріне қосу керек. Осы кезде реакция теңдеулерін қысқартылған электрондар санына немесе көбейткіштерге көбейтіп, мынадай тұрде жазамыз:

2Cl - 2ē = Cl │2│1

_______________________________________

MnO₂ + 4H⁺+2Cl = Mn²⁺ + 2H₂O + Cl

Атомаралық және молекулааралық - әр түрлі атомдардың, иондардың, молекулалардың арасында электрон ауысуының нәтижесінде жүреді (жоғарыда келтірілген мысал).

Молекула ішіндегі тотығу-тотықсыздану реакциялары – бір ғана молекуладағы екі түрлі атомның бірінен-біріне электрон бұлтының ауысуынан болады. Көбіне мұндай реакциялар күрделі заттардың ыдырауына сай келеді:
KClO3 → KCl + O2

Cl + 6ē = Cl | 6 | :3 | 2

3O - 6ē = 3/2 O| 6 | :3 | 2

2KClO = 2KCl + 3O

Өзіндік немесе диспропорциялану реакциялары – бір ғана атомның түрінің тотығып, әрі тотықсыздануынан шығады:
KMnO + HO →KMnO + MnO + KOH
Mn - ē = Mn | 2 |

Mn +2ē = Mn | 1

Тотығу-тотықсыздану реакциялардың жүруі ортаға (рН) байланысты.

1 тәжірибе. Калий перманганатынын әр түрлі ортадағы тотықтырғыш қасиеттері.

Калий перманганатының ерітіндісін үш пробиркаға құйыңдар. Оның біріншісіне – дәл осындай көлемде күкірт қышқылын, екіншісіне -концентрленген сілті ерітіндісін (NaOH), ал үшіншісіне -ештеңе да құймандар. Үш пробиркаға бір-бір тамшыдан Na₂SO₃ ерітіндісін (немесе осы заттың ұнтағын) қосындар: біріншісіне-ерітінді түссіз болғанша, екіншісіне-ерітінді жасыл түске боялғанша /K₂MnO₄/, ал 3-шіне-қүрең тұнба түзілгенше / MnO₂/.

2 тәжірибе. Калий бихроматының тотықтырғыш қасиеттері.

Екі хромды қышқыл H₂Cr₂O₇ және оның тұзы, мысалы К₂Cr₂O₇ қышқыл ортада Cr⁺⁶→Cr⁺³ ету нәтижесінде күшті тотықтырғыштар болып саналады.

Үш пробиркаға К₂Cr₂O₇ ерітіндісін құйындар және дәл осындай көлемде H₂SO₄ /2н/ ерітіндісін құйындар. Тотықтырғыш ретінде келесі заттар қосылады:1-ші пробиркаға -құрғақ тұз FeSO_{4 ;} 2-ші пробиркаға -құрғақ тұз NaNO₂(немесе Na₂SO₃ ұнтағын); 3-ші пробиркаға - SnCl₂ ерітіндісін қосындар. Барлық пробиркаларда калий бихроматтың тоқ-сары түсі жасыл түске айналады. Бұл хромның тотықтырғыш дәрежесі +6-дан +3-қа-дейін өзгергені білінеді.

3. 
   тәжірибе. Галогендер теріс иондарының тотықтырғыш қасиеттері. Пробиркаға 1 мл мөлшерде Fe₂(SO₄)₃ немесе FeCl₃ тұзының ерітіндісін және 1 тамшы КI ерітіндісін құйындар. Пробиркаға дистиллинген суды ерітінді ашық сары түске айналғанша қосындар және 1-2 тамшы крахмал қосындар. Ерітіндінің көк түске айналуы оның құрамында бос күйдегі I₂ бар екені білдіреді.
   

2. Неге барлық металдар тотықсыздандырғыш қасиеттін, ал бейметалдар тотықтырғыш пен тотықсыздандырғыш қасиеттерін көрсетеді?

3. Азотпен хлордың келесі қосылыстардағы тотығу дәрежесін көрсетіндер: HNO₃, NO, NO₂, NH₄Cl, HCl, HClO, HClO₄.

4. Қандай жағдайда электрондар беріледі, ал қандай жағдайда-қабылданады?

S S^2– ; Fe⁰ Fe⁺²; Fe⁺³ Fe⁺²; Sn⁺² Sn⁺⁴; I ^-  I ⁰

5. Неге S^2–ионы тотықтырғыш қасиетін, S⁰ атомы тотықтырғыш және тотықсыздандырғыш¸ ал S⁺⁶-тек қана тотықтырғыш қасиетін белдіреді ?

6. FeS +HNO₃ Fe(NO₃)₂ + S + NO +H₂O реакциясында азот қышқылының қанша молі тотықтырғыш ретінде қатысады?

7. С +HNO_{3 (сұйыт.)}  СO₂ + NO +H₂O тендеуінде 8 моль тотықтырғышпен әрекеттесетін тотықсыздандырғыштың массасын анықтаңыз?

Электролиттердің балқымалар мен сулы ерітінділерінің электролиз процесінде бірнеше айырмашылық бар. Мысал ретінде калий хлоридінің балқымасының электролизін қарастырайық:

1. 
   Тұздар балқымаларының электролизі
   

анодта: 2Сl^- -ē → Cl₂ 1 -тотығу

2KCl→2K⁰ + Cl₂⁰↑

2. 
   Тұздардың сулы ерітінділерінің электролизі
   

Мысалы: калий хлоридінің сулы ерітіндісінің электролизін қарастырайық. Ерітінді арқылы электр тоғы өткенде K⁺ катионы катодқа, ал Cl^- анодқа қарай қозғалады. Бірақ катодта калий ионың орнына су молекулалары тотықсызданады. Анодта хлор ионы тотығады. Осы процестер нәтижесінде жалпы теңдеу жазылады:

H₂O ↔ H⁺ + OH^-

Электродтарда қандай процесс жүретінін білу үшін, мына ережелерді қолданамыз: