Оксидтері және гидроксидтері

Na₂B₄O₇∙10H₂O + H₂SO₄ = 4 Н₃ВО₃ + Na₂SO₄ + 5H₂O

1.Алюминийді өндірісте алғанда жүретін электролиз процесі;

2.Алюминийдің металл еместермен қосылыстары;

3.Алюминийдің оксидтері,гидроксидтері, қасиеттері;

4.Алюминийдің тұздары, қасиеттері, қолданылуы;

5.Бор, галлий, таллий, индий қосылыстары, қасиеттері;

6.Бор, галлий, таллий, индий металдарын алу, қасиеттері.
Осы дәрістер материалымен танысқан соң, мына мағлұматтарды білу керек:

1. Бордың периодтық жүйедегі орны;

2. +3 тотығу дәрежелеріне сәйкес қосылыстары

3. VIIIA топша элементтері қосылыстарының химиялық қасиеттері.

Осы тақырып бойынша көрсетілген әдебиеттердің мына беттерін оқу керек:

1. Нұрахметов Н.Н., Ташенов Ә.К. Бейметалдар химиясы. – Алматы: ЖШС РПБК «Дәуір», 2011. – 373-397, 397-409 беттер.

2.Кабдулкаримова К.К., Омарова Н.М., Абекова Р.С. Жалпы химия курсы бойынша есептер мен жаттығулар. – Семей,2012 – 74-76 беттер.

3.Угай Я.А. Неорганическая химия. – М.: Высш.шк.,1988. – 138-147, 388-398 беттер.

ЗЕРТХАНАЛЫҚ САБАҚТАР
МОДУЛЬ 1.
Периодтық жүйедегі VІІ А топшасының элементтері.
Барлық омыртқалылар, адамды қоса, иодсыз тіршілік жасай алмайды. Иод қалқанша безінде жиналады, ол иоды бар гормондар түзеді. Бұл гормондар ағзадағы заттардың алмасуын жүргізеді. Егер ағзада иод болмаса, зоб ауруымен ауырады, сондықтан ас тұзына иод қосылады.

Фтор ағзаға судан түседі, фтор шайда көп. Егер фтор жетіспесе, тіс ауруына әкеледі.

1.VІІА топтың негізгі топшасының элементтер атомдарының электрондық конфигурациясын жазыңдар. Бұл элементтердің валенттіліктерін көрсетіңдер.

2.Галогендердің зертханада және өндірісте алу жолдарын көрсетіңдер.

3.НГ қышқылының ішінде неге НҒ ең әлсіз қышқыл?

4.Г^- анионын ерітіндіден табу үшін қандай катион қолданылады?

5.HClO, HClO₄, HClO₃, HClO₄ қышқылдары үшін олардың беріктіліктері, тотықтырғыш қасиеттері және қышқылдық күші қалай өзгереді? Бұл сұраққа жауап беру үшін қандай мәндер керек?

а)Үш пробиркаға 3-5 тамшыдан хлорлы, бромды, иодты суды құйыңдар: Хлорлы суға ерітінді лайланғанға дейін бірнеше тамшы күкіртті сутек ерітіндісін құйыңдар: бромды және иодты суға магний не алюминий ұнтақтарын салыңдар. Ерітінділерді жақсылап шайқаңдар. Ерітінділер түссізденеді. Реакциялар теңдеулерін жазыңдар. Галогендер қандай қасиет көрсетеді?

б)Екі пробиркаға 3-5 тамшы бромды және иодты құйыңдар. Екі пробиркаға да 1-2 кристалл темір (ІІ) сульфатын (Мор тұзы- (NH₄)₂SO₄*FeSO₄*6H₂O) салыңдар. Реакциялар теңдеулерін жазыңдар. Қай жағдайда Fe²⁺ -тотықпады? Неге? Хлорлы су Fe²⁺ тотықтыра ала ма? Е⁰Cl₂/2Cl^-, Е⁰Br₂/2Br^-, E⁰I₂/2I^- салыстырыңдар.

ГАЛОГЕНИДТЕРДІҢ ТОТЫҚСЫЗДАНДЫРҒЫШ ҚАСИЕТТЕРІ

Үш пробиркаға 2-4 мл калий дихроматын құйыңдар, оған 2-3 тамшы күкірт қышқылын (2н) тамызыңдар. Бірінші пробиркаға 2-3 тамшы калий иодидін, екінші пробиркаға калий бромидін, үшінші пробиркаға натрий хлоридін құйыңдар. Ерітінділерді араластырыңдар. Қай жағдайда дихромат тотықсызданбады? Реакциялар теңдеулерін жазыңдар. Калий дихроматы хром (ІІІ) сульфатына айналады.

AgCl, AgBr, AgI тұнбалары түзілуі – галоген-иондарына реакциялар. Алмасу реакциялары арқылы бұл тұнбаларды алыңдар. Керек ерітінділерден 4-5 тамшы алыңдар. Әр пробиркаға 2-3 тамшыдан 2 н азот қышқылын құйыңдар. Азот қышқылының әсерін көрсетіңдер.

1.Галогендерді қай жерде қолданады?

2.Иод қай тотығу дәрежесінде тотықтырғыш та, тотықсыздандырғыш та қасиет көрсетеді. Бұл қосылыстардың формуласын жазыңдар.

3.Хлордың +1, +3, +5, +7 тотығу дәрежесіне сәйкес келетін оксидтері мен қышқылдарының формулаларын жазыңдар. Оларды атаңдар.

4.Хлорлы сутек қышқылы қай металдармен әрекеттеседі? Қышқылдың концентрациясы әсер ете ме?
МОДУЛЬ 2.
ПЕРИОДТЫҚ ЖҮЙЕНІҢ VІ А ТОПШАСЫНЫҢ ЭЛЕМЕНТТЕРІ
Күкірт – ағзада негізінен органикалық қосылыстар құрамында және күкірт құрамды амин қышқылдарының құрамында кездеседі. Олар цистин, метионин, инсулин т.б. Егер ағзада күкірт жетпесе ақуыз түзілуі әлсірейді.

Оттегі өмірге керек барлық органикалық заттар құрамына кіреді: ақуызда, майларда. Оттегі арқылы тіршіліктің барлық процестері жүреді. Тыныс алу, аммиак қышқылдарының тотығуы, майлардың тотығуы.

2.Орбитальдардың энергетикалық диаграммасын құрыңдар. Молекуласының негізгі күйі (О₂) мен молекулалық иондардың О₂⁺, О₂^-, О₂^2- электрондық конфигурациясын келтіріңдер.

3.Мына молекулалардың KClO₃, KMnO₄, KNO₃ термиялық айрылу реакциялары тотығу-тотықсыздану реакциясының қай типіне жатады?

4.Негіздік, қышқылдық және амфотерлі оксидтерді сипаттайтын оларға тән реакцияларға мысалдар келтіріңдер.

5.Стандартты потенциал Е⁰₂₉₈ мәніне сүйеніп, мына заттардың О₃, О₂, Н₂О₂ тотықтырғыш қасиеттерін салыстырыңдар:

О₃ + 2Н⁺ + 2ē → О₂ + Н₂О Е⁰ = +2,07В

Н₂О₂ + 2Н⁺ + 2ē = 2 Н₂О Е⁰ = +0,68В

О₂ + 2Н⁺ + 2ē → Н₂О₂ Е⁰ = +1,78В

6.Күкірт тотықтырғыш та, тотықсыздандырғыш та бола алатын реакцияларға мысалдар келтіріңдер.

СУЛЬФИДТЕРДІҢ АЛЫНУЫ ЖӘНЕ ЕРІГІШТІГІ

Мына заттардың K⁺, Fe²⁺, Zn²⁺, Cd²⁺, Pb²⁺, Cu²⁺ тұздарының ерітіндісі бар пробиркаларға күкіртті сутек ерітіндісін құйыңдар. Қай пробиркаларда тұнба түзіледі?

Күкіртті сутек ерітіндісін құйғанда тұнба түзілмеген пробиркаларға (NH₄)₂S ерітіндісін құйыңдар. Бұл жағдайда қай пробиркаларда тұнба түзіледі? Қандай сульфидтер суда ериді?
СУЛЬФИДТЕРДІҢ ТОЛЫҚ ГИДРОЛИЗІ
Al³⁺ ионы бар ерітіндіге аммоний сульфиді (NH₄)₂S ерітіндісін құйыңдар. Қандай заттың тұнбасы түзілгенін тәжірибе жасап, дәлелдеңдер.
СУЛЬФИТ-ИОНЫНЫҢ ТОТЫҚСЫЗДАНДЫРҒЫШ ҚАСИЕТІ
Пробиркаға 3-4 см³ калий перманганаты ерітіндісін және 2-3 см³ 2н тұз қышқылы ерітіндісін құйыңдар. Енді бұл пробиркаға бірнеше натрий сульфитінің кристалдарын салыңдар. Ерітіндінің түссізденгенін байқаңдар, яғни MnO₄^- ионы Mn²⁺ -ге айналады. Натрий сульфиті қандай қосылысқа айналады? Барий сульфиті (BaSO₃) азот қышқылында еритіндігін, ал барий сульфаты BaSO₄ бұл қышқылда ерімейтіндігін пайдаланып, SO₃^2- ионының SO₄^2- ионына айналғанын көріңдер. Ол үшін ерітіндіге 1-2 см³ 2н азот қышқылын құйып, сонша барий хлоридін құйып, қандай зат тұнбаға түскенін көріңдер. Барлық жүрген реакциялар теңдеулерін жазыңдар.
НАТРИЙ ТИОСУЛЬФАТЫ ЖӘНЕ ОНЫҢ ҚАСИЕТТЕРІ
а)Тиосульфаттың қышқыл ортада тұрақсыздығы. Пробиркаға 5-6 см³ натрий тиосульфаты ерітіндісін (Na₂S₂O₃) құйыңдар да оған 3-4 см³ күкірт қышқылын құйыңдар. Қандай газ бөлінді? Натрий тиосульфатының графикалық формуласын келтіріңдер. Тиосульфаттың күкірт қышқылымен әрекеттескен реакциясының теңдеуін жазып, тотықтырғыш пен тотықсыздандырғышты көрсетіңдер.

б)Натрий тиосульфатының тотықсыздандырғыш қасиеттері.

Бір пробиркаға 5-6 см³ бром суын, бір пробиркаға иод суын құйыңдар. Екі пробиркаға да ерітінділердің түссізденгеніне дейін натрий тиосульфатын тамызыңдар. Бром тиосульфатты сульфатқа дейін тотықтырады, реакцияда су қатысады (күкірт қосымша реакция нәтижесінде түзіледі). Иод тиосульфатты тетратионатқа (Na₂S₄O₆) дейін тотықтырады. Бұл реакцияларда бром мен иод қандай тотығу дәрежесіне дейін өтеді? Натрий тиосульфатын хлорлы су тотықтыра ала ма? Реакциялар теңдеуін жазыңдар.
Өзін өзі бақылауға және зертханалық жұмыстарды қорғауға арналған сұрақтар:

1.а)суда еритін; б)суда ерімейтін, бірақ сұйытылған қышқылда еритін; в)қышқылда ерімейтін сульфидтерді келтіріп, реакция теңдеулерін жазыңдар.

2.Күкіртті сутек қышқылының сатылап жүретін диссоциациясын жазыңдар. а)хлорлы сутек қышқылын; б)қорғасын (ІІ) нитратын; в)сілті құйса, тепе-теңдік қай жаққа ығысады?

3.Олеум деген не? Су мен концентрлі күкірт қышқылын қалай араластыру керек? Неге?

4.Сұйытылған және концентрлі күкірт қышқылдарымен мырыш әрекеттескенде қандай заттар түзіледі? Тотығу-тотықсыздану реакцияларының теңдеулерін жазыңдар.

5.Атом құрлысы теориясы тұрғысынан оттегі күкіртке қарағанда күштірек тотықтырғыш екенін түсіндіріңдер.

6.Күкірт атомының тотығу дәрежесі неге жұп сан болады? Неге оттегінің валенттілігі тұрақты, ал күкірттікі –айнымалы.

МОДУЛЬ 3.
ПЕРИОДТЫҚ ЖҮЙЕНІҢ VА ТОПШАСЫНЫҢ ЭЛЕМЕНТТЕРІ
Фосфор тұздары ағзада сүйекті қалыптастыруға қатысады. Фосфордың органикалық қосылыстары биологиялық қышқылдану барысында босайтын энергияның аккумуляторы болып табылады. Фосфордың ең жақсы көздері – сыр, сүзбе, ет.

Азот ағзада органикалық қосылыстардың құрамында кездеседі. Оның негізгі атқаратын ролі зат алмасу – метаболизм – процесіне қатысады.

1.Азот молекуласының химиялық инерттілігін түсіндіріңдер.

2.Азот табиғатта бос күйінде және қосылыста кездеседі, ал фосфор тек қосылыстарда ғана кездеседі. Неге?

3.Өте таза азотты натрий азидін қыздырғанда оның айрылу реакциясы арқылы алады, онша таза емес азотты аммоний нитратының айрылу реакциясы арқылы алады: а)осы процесстердің ΔН⁰ 298 және ΔS⁰ 298 есептеңдер; б)бұл процестер қайтымды ма, әлде қайтымсыз процестер ме?

4.Азот оттегінде тотыққанда қай оксиді түзіледі. Неге?

5.Зертханада аммиакті алу реакциясының теңдеуін жазыңдар.

Үш пробиркаға мына заттардың ерітінділерін 3-4 см³ құйыңдар: а)бром суын; б)калий перманганатын; в)калий дихроматын. Әр пробиркаға 3-5 см³ концентрлі аммиак ерітіндісін қосыңдар. Барлық пробиркадағы ерітінділердің түрлері өзгергенге дейін аздап қыздырыңдар. Реакциялар теңдеулерін жазыңдар. Аммиак молекулалық азотқа айналады. KMnO₄ MnO₂-ге дейін, ал K₂Cr₂O₇ Cr₂O₃-ге дейін тотықсызданады. Ерітінділер түсі қалай өзгереді?

Үш пробиркаға 5-6 см³ лакмус ерітіндісін құйыңдар. Бір пробиркаға аммоний хлоридінің, екіншісіне – аммоний нитратының, үшіншісіне – аммоний ацетатының 2-3 кристалдарын салыңдар. Әр ерітіндіні шайқаңдар. Барлық жағдайда лакмус түсі қалай өзгереді? Гидролиз реакцияларының теңдеулерін молекулалық және иондық түрде жазыңдар.

Әр жағдайдағы ерітінді түсінің өзгергенін байқаңыз. Пробиркаларда өткен реакциялар теңдеулерін жазыңдар: бірінші пробиркада калий нитриті NO-ға дейін тотықсызданады, екіншісіне калий перманганаты марганец (ІІ) сульфатына өтеді, үшіншісіне – калий бихроматы хром (ІІІ) сульфатына өтеді. Екінші және үшінші пробиркаларда калий нитриті қандай қосылысқа айналады? Нитрит қай жағдайда тотықтырғыш, қай жағдайда тотықсыздандырғыш болды? Неге нитриттер осындай қасиеттер көрсете алады?

К_дисс НРО₄^2- =4,5*10^-12 КН₃ РО₄ =7,9*10^-3

а)Кальцийдің гидрофосфатын алу.

Пробиркаға 4-5 тамшыдан кальций хлориді мен натрий гидрофосфатының (Na₂HPO₄) ерітінділерін тамызыңдар. Қандай түсті тұнба түзілді? Реакция теңдеулерін молекулалық және иондық түрде жазыңдар.

б)Темір (ІІІ) мен алюминийдің фосфаттарын натрий ацетаты қатысуымен тұнбаға түсіру.

Екі пробиркаға 3-4 тамшыдан мына ерітінділерді құйыңдар: бірінші пробиркаға- темір (ІІІ) хлоридін, екінші пробиркаға алюминий хлоридін не сульфатын. Әр пробиркаға 2-3 тамшы натрий ацетатын және натрий гидрофосфатының (Na₂HPO₄) ерітінділерін құйыңдар. Тұнбалар түсі қандай?

Натрий ацетаты буферлік орта жасайды, сондықтан бұл металдардың ортофосфаттары тұнбаға түседі. Бұл тұнбалар сірке қышқылында ерімейді.

Реакция теңдеулерін молекулалық және иондық түрде жазыңдар.
Өзін өзі бақылауға және зертханалық жұмыстарды қорғауға арналған сұрақтар:
1.Сұйық аммиактың өздігінен ионизациялануының теңдеуін жазыңдар.

2.а)азотқа; б)аммоний тұзына; в)азот қышқылына; г)алюминий нитридіне қандай затпен әрекеттестіріп, аммиак алуға болады? Осы реакциялардың теңдеулерін жазыңдар.

Аммиак молекуласында, аммоний ионында неше байланыс бар және олар қандай типке (ковалентті ме, ионды ма, донорлы-акцепторлы ма) жатады? Аммиак пен хлорлы сутектен аммоний хлоридінің түзілуін түсіндіріңдер.

3.а)Концентрлі азот қышқылының күміспен, фосформен әрекеттесу реакциясының; б)сұйытылған азот қышқылының мыспен, магниймен әрекеттесу реакцияларының теңдеулерін жазыңдар.

1. 
   кг гидразин жанғанда қанша жылу бөлінетін есептеңдер.
   

6.1,5 г фосфор тотыққанда 3,43 г оксид түзілсе, фосфор оксидінің формуласы қандай болады? Фосфор оксидінің буының сутегі бойынша тығыздығы 142,1. Жауабы: Р₄О₁₀

7.К₂НРО₄ ерітіндісінің гидролиздену дәрежесін есептеңдер. С=0,06 моль/л.

8.К₂НРО₄ гидролизі реакциясының теңдеуін жазыңдар. Ерітінді ортасын көрсетіңдер.

9.Табиғи кальций фосфатынан фосфорды алғанда жүретін реакциялар теңдеулерін жазыңдар.

10.Мына қышқылдардың эмпириялық және графикалық формулаларын жазыңдар: а)фосфор қышқылы; б)дифосфор қышқылының. Фосфордың тотығу дәрежесін анықтаңдар.

1.Көміртегінің электрондық конфигурациясын келтіріңдер?

2.Көміртегіде неге көп аллотропиялық түр өзгерістер бар?

3.Көміртегі қосылысының тек тотықтырғыш не тек тотықсыздандырғыш болатын қосылыстарын атаңдар.

4.Көміртегі (ІІ) оксидінің ағзаға тигізетін физиологиялық әсерін түсіндіріңдер.

5.Сілтілік-жер металдарының, қорғасынның карботнаттары суды көмір қышқыл газымен қанықтырса, суда жақсы ериді. Неге? Бұл жағдайдың табиғатқа қандай мәні бар?

6.Көміртегі (ІІ) оксидін алу жолының реакциялар теңдеулерін жазыңдар.
МЕТАЛДАРДЫҢ ГИДРОКСОКАРБОНАТТАРЫНЫҢ ТҮЗІЛУІ

Магний, кобальт және кадмий тұздарына (2-3 мл) 2-3 мл-ден натрий карбонатын құйыңдар. Тәжірибені үш пробиркада жасау керек. Бұл металдардың гидроксокарбонаттарының тұнбасы түзіледі, газ бөлінеді. Реакциялар теңдеулерін жазыңдар. Реакциялар теңдеулерін молекулалық, иондық түрде жазыңдар. Реакция теңдеуінде суды көрсету керек.

Осы екі тұздың да гидролиз реакциясының теңдеулерін жазыңдар.

Газдың бөлінгенін және темір мен қалайының гидроксидтерінің тұнбаға түскенін көріңдер. СО₃^2- қосылғанда гидролиз неге аяғына дейін жүреді. Бұл реакциялар теңдеулерін жазыңдар.

Пробиркаға 4-5 тамшы лакмус ерітіндісін құйып, оған активтелген көмір салыңдар. Пробирканы саусақпен жауып 2-3 минут жақсылап шайқаңдар. Ерітіндіні біраз уақытқа қойыңдар, аздан соң ерітіндінің түсі түссізденеді.

Қалайы сұйытылған азот қышқылымен әрекеттескенде NO газы бөлінді, ал қалайы Sn²⁺ ионына айналады. Қалайы сұйытылған тұз қышқылымен, күкірт қышқылымен әрекеттескенде қандай газ бөлінеді? Қалайы концентрлі күкірт қышқылымен әрекеттескенде Sn⁴⁺ ионына дейін тотығады, ал күкірт қышқылы SO₂ газға дейін тотықсызданады. Қалайы концентрлі азот қышқылымен әрекеттескенде ақ тұнба β-қалайы қышқылын түзеді /хSnO₂yH₂O/, ал азот қышқылы NO₂ газына дейін тотықсызданады. Реакция теңдеулерін жазыңдар.

Екі пробиркаға 2-3 см³ 2н тұз қышқылының және 3-4 см³ қалайы тұзы ерітіндісін құйыңдар. Бір пробиркаға тамшылатып калий дихроматы ерітіндісін, екінші пробиркаға калий перманганаты ерітіндісін құйыңдар. Нені байқадыңдар. Реакциялар теңдеулерін жазыңдар.

Мынандай қосылысқа сәйкес келетін 2PbCO₃*Pb(OH)₂ тұнба түзіледі. Алынған тұзды қандай қышқылда ерітуге болады? Қорғасын нитраты гидролизінің бірінші сатысын жазыңдар. Натрий карбонаты бұл процеске қалай әсер етеді?

1.СО молекуласындағы үш байланыстың түзілуін МО және ВБ әдістері арқылы түсіндіріңдер.

2.Көміртегі диоксидінің судағы ерітіндісінде қандай заттар молекула күйінде, қандай заттар ион күйінде болады? Бұл тепе-теңдіктің схемасын жазыңдар. Ерітіндіге сілті құйғанда диоксидтің концентрациясы қалай өзгереді?

3.Метан молекуласының геометриялық формуласын көрсетіңдер.

4.Қорғасынның және қалайының тотықтырғыштық қасиеттерін көрсетіңдер. Тотығу-тотықсыздану реакциялар теңдеулерін жазыңдар.

5.Электрондық конфигурациясын жазыңдар. Қай электрондар мен орбитальдар валенттілікті көрсетеді?

6.Қалайы мен қорғасын құймаларының қолданылуы.

7.Мына қатардағы элементтердің Ge – Sn – Pb металдық қаситетінің күшейетінін көрсететін реакция теңдеулерін жазыңдар.

8.Қалайы және қорғасын тұз қышқылы, азот және күкірт қышқылдарымен (сұйытылған және концентрлі) қалай әрекеттеседі? Реакциялар теңдеулерін жазыңдар. Қай қышқылда қорғасын толық ериді.

9.Мына қатардағы иондардың Sn²⁺, Pb²⁺ тотықсыздандырғыш қасиеті мына қатардағы иондардың Sn⁴⁺, Pb²⁺ тотықтырғыш қасиеттері қалай өзгереді?

2.Алюминий, қалайы және қорғасын тұз қышқылы, азот және күкірт қышқылдарымен (сұйытылған және концентрлі) қалай әрекеттеседі? Реакциялар теңдеулерін жазыңдар. Қай қышқылда қорғасын толық ериді.

3.Алюминийді оксидінен тотықсыздандыру арқылы алу өндірісте тиімді ме? Оны өндірісте қалай алады?

4.Неге алюминий судан сутегін ығыстырып шығармайды? Алюминий а)концентрлі азот және күкірт қышқылдарымен; б)сұйытылған азот және күкірт қышқылдарымен; в)натрий гидроксидінің судағы ерітіндісімен қалай әрекеттеседі? Реакциялар теңдеулерін жазыңда.

5.Алюминий гидроксидінің амфотерлі қасиетін қалай дәлелдеуге болады? Реакциялар теңдеуін жазыңдар.

6.Бордың бор қышқылынан алыну реакциясының теңдеуін жазу керек.

7.Бордың концентрлі азот және күкірт қышқылдарымен әрекеттескенде бор қышқылының түзілу реакцияларының теңдеулерін жазу керек.