ПӘннің ОҚУ-Әдістемелік кешені «химия есептерін шығару әдістемесі»

болғандықтан, мыс ерітіндіде темірді темір (ІІІ) тұздарының құрамынан ығыстырып шығара алмайды. Сондықтан мынадай реакция ғана жүреді:

( w(FeCl₃) ) = w(CuCl₂) m (FeCl₃) = m(CuCl₂).

Бастапқы ерітіндідегі темір (ІІІ) хлоридінің зат мөлшері:

Кейінгі ерітіндіде:

Демек, еріген мыстың массасы:

Пластинканың кейінгі массасы:

Шешуі: Оствальдтың сұйылту заңының негізінде Kg=α²c/1-α

формуласын қолданып, белгілі мәндерді орнына қойсақ

2·10^-5=α²·0,1/1-α

Одан әрі жалпы квадраттық теңдеу түріне келтірсек: 0,1α²+2·10^-5α-2·10^-5=0 теңдеуін аламыз,

бұдан α_1,2=-2·10^-5± 4·10^-10+4·0,1·2·10^-5

0,2

α₁=-2·10^-5+2,83·10^-3=1,14·10^-2

α₂-теріс мәнде болғандықтан, оның физикалық мәнісі жоқ.

Жауабы: α=1,14·10^-2

Әдебиеттер:

1. 
   Ерыгин Д.П., Шишкин Е.А. Методика решения задач по химии. - М.: Просвещение, 1989 - 173 с.
   
2. 
   БекішевК.Б. Химия есептері (оқу құралы)Алматы. «Білім».2007ж
   
3. 
   Усманова М.Б.,Сақариянова К.Н. Химия сандық есептер шығару әдістемесі Алматы «Атамұра» 2004
   
4. 
   Дайнеко В.И. Как научить школьников решать задачи по органической химии.М.-Пр. 1987.
   
5. 
   Химия:Жалпы білім беретін 11-сыныбына арналған оқулық / Ә .Темірболатова ,
   

6. 
   Химия:Жалпы білім беретін 10-сыныбына арналған оқулық /Н.Н.Нұрахметов, К.Б.Бекишев, Н.Н.Заграничная. Алматы : «Мектеп» баспасы ,-2005. –
   
7. 
   Химия:Жалпы білім беретін 9-сыныбына арналған оқулық /И.Нұғыманов , Р.Жұмаділова , Ж.Кембебаева . Алматы : «Мектеп» баспасы ,-2005. -
   
8. 
   Химия:Жалпы білім беретін 8-сыныбына арналған оқулық /Н.Н.Нұрахметов, К.Сарманова ,К.Жексембина Алматы : «Мектеп» баспасы ,-2005. -176б
   
9. 
   ТемірболатоваӘ.Е.Химия есептері мен жаттығуларының жинағы. Алматы:Рауан, 2000. 96б
   
10. 
    Когисов С.М. Сапалық есептерді шығарудың әдістері. Ақтөбе, 2006, https://www.google.kz/webhp?sourceid=chrome-instant&ion=
    

үйретудің әдістемесі

Жоспары:

1. 
   Молекулалық формуласы бойынша органикалық қосылыстардың изомерлерінің формулаларын құрастыру
   
2. 
   Атауы бойынша органикалық қосылыстың құрылым формуласын жазу және құрылым формуласы бойынша қосылысты атау
   
3. 
   Органикалық қосылыстарды синтездеу
   

Органикальщ косылыстардың изомерленуін негізінен күрылымдьщ жөне кеңістік деп екі топқа бөледі. Қүрылымдық изомерлер молекула-дағы атомдардың байланысу ретіне төуелді болады. Ал кеңістік изомерлер қүрылымдары бірдей заттар атомдарының кеністікте әр түрлі орналасуларына байланысты болады.

Қүрылымдык изомерлердің бірнеше түрлері болады: көміртек каңкасының изомерленуі; еселі байланыстың орнына сәйкес изомер-лену және функционалдық топтардың орнына байланысты изомер-лену.

Изомерлердіц күрылым формулаларын қүрастырғанда молекула-дагы атомдардың өзара орналасу ретін (көміртек қаңқасының изомер-ленуі) төмендегі алгоритмді пайдаланып анықтауға болады:

1) берілген кеміртек атомдарының санына сәйкес қалыпты тізбекті (тармақталмаған) көміртек қаңқасын күрастырады;

2) көміртек қаңқасын біртіндеп (бір көміртек атомына) қысқарта отырып, бір немесе бірнеше СН._; топтарының орнын өзгертудің барлық жағдайлары карастырылып, сәйкес изомерлердің формулалары күрастырылады.

1-жаттығу. Қүрамы С₇Н₁₆-ға сәйкес көмірсутектердің барлық изомерлерінің формулаларын қүрастырыңдар.

Ш е ш у і. 1) Қүрамында жеті көміртек атомы бар қалыпты тізбекті (тармақталмаған) көміртек қаңқасын қүрастырамыз да, әр көміртек атомы төрт валентті болатынын ескере отырып, тізбектегі көміртек атомдарының жетіспейтін валенттік бірліктерін сутек атомдарымен толыктырамыз:

2. 
   Тізбекті бір көміртек атомына қысқартып, бірдей косылыс-тардың алыну мүмкіндігін тудырмай, СН₃ тобының орындарын ауыстырамыз:
   
3. 
   
   

4. 
   Тізбекті тағы бір көміртек атомына (барлығы үш С атомына) кысқартып, енді үш СН₃ тобының орындарын ауыстырамыз. Бірдей қосылыс түзіліл кететін болғандыктан бүл жағдайда бір СН₃ пен бір С₂Н₅ топтарының немесе бір С₃Н₇ тобының орындарын ауыстыра алмаймыз:
   

Бүдан өрі қарай көміртек каңкасын қысқарту мүмкін емес. Олай болса, С₇Н₁₆- ға сай барлық изомерлердің (барлығы тоғыз) күрылым формулаларьш жаздьщ. Изомерлердің қүрылым формулаларын дүрыс қүрастырғанда халыкдралық атау жүйесі бойынша бірдей атаулар шықпау керек екені естеріңде болсын.

Еселі байланыстың немесе функционалдық топтардың орындарына байланысты қүрылым изомерлерін жазғанда төмендегі алгоритмді колданады:

1) кеміртек каңкасына байланысты барлық қүрылым изомерлері

қүрастырылады;

2) көміртек атомының терт валенттігі ескеріле отырып, еселі байланыстың немесе функционалдық топтардьщ орындары ауыстырылады.

Шешуі.1) Көміртек канкасына байланысты изомерлердін бөрінің құрылым формулаларын құрастырып аламыз:

2) Еселі байланыстың орындарын (а) және (ө) жагдайлары үшін ауыстырамыз. Ал б-жағдайында еселі байланыстың орнын ауыстыру мүмкін емес.

Цис-изомерде радикалдар (СН₃— пен С₂Н₅—) кос байланыстың бір бетінде, транс-изомерде радикалдар қос байланыстың екі жағында орналасады.

Пентеннің С₅Н₁₀ жеті изомерінің қүрылым формулаларын жаздық.

3-жаттығу. Қүрамы С_дН₁₂ ароматты көмірсутектің барлық изомер-лерінің күрылым формулаларын күрастырыңдар.

Ш е ш у і. 1). Көмірсутектің формуласынан молекула күрамына ароматты бензол сақинасынан басқа көміртектің үш атомы (С₃) кіретінін табуға болады. Бүйір тізбегінде үш көміртек атомы бар ароматты көмірсутек изомерінің формуласын күрамыз:


2. Бүйір тізбекті бір көміртек атомына кыскартамыз жөне метил (СН₃) тобының орындарын алмастырамыз (өуелі бүйір тізбекте сосын бензол сақинасында):

3) Бүйір тізбекті тағы бір көміртек атомьша қысқартамыз (барлығы екі көміртек атомына) жөне метил (СН₃) топтарының орындарын алмастырамыз:

4-жаттығу. Қүрамы С₄Н₁₀О болатын органикалык қосылыстардың барлык изомерлерінің қүрылым формулаларын қүрастырыңдар.

Ш е ш у і. 1) Қосылыстың қүрамында бір оттек атомы бар. Есептің шартында косылыстың қай класқа жататыны талап етілмегендіктен, біратомды спирттерге сай жөне жай эфирлер класына да жататын изомерлердің күрьілым формулаларын жазу қажет болады.

1) Қүрамында төрт көміртек атомы бар көмірсутектің мүмкін болатын барлык изомерлерінід қаңқасын күрастырамыз:

2) Көміртектің әр қаңкасында гидроксил тобының орнын алмас-тырып, функционалдык топтың орындарына байланысты изомерлерді жазамыз:

3) Қүрамында 4 көміртек атомы бар, бірак радикалдары әр түрлі болатын жай эфирлердің изомерлерінің формулаларын қүрамыз:

Қүрамы С₄Н₁₀О формуласымен өрнектелген органикальщ қосылыс-тың біратомды спиртке сай 4 изомері, жай эфирге сай 3 изомері болады екен.

5-жаттығу. 2,5-диметил-З-этилгексанның қүрылым формуласын жазыңдар.

Ш е ш у і. 1) Формула жазуды негізгі көмірсутектен (гексаннан) бастаймыз. Жүрнак -ан болып түрғандьщтан көмірсутек қаныккан. Гексанның қүрамындағы алты көміртек атомдары өзара тізбек түзіп тек қана дара байланыстар арқылы байланысады. Негізгі тізбекті жазып алып, бір шетінен бастап нөмірлейміз. Берілген кемірсутек үшін немірлеуді кез келген шетінен бастауымызға болады:

12 3 4 5 6

С—С—С—С—С—С

2) Екінші және бесінші кеміртек атомдарында екі метил СН₃ — топтары (2,5-диметил-) және үшінші көміртекте этил С₂Н₅— тобы бар. Орынбасар радикалды көрсетілген көміртек атомдарына тіркеп жазамыз:


3) Кеміртек атомдарының қалған байланыстарын сутек атомдары-мен қаньщтырамыз. Органикалық қосылыс күрамындагы көміртек атомдарының төрт валентті болатынын білеміз. Байланысқа бір валенттігін жүмсап түрған шеткі көміртек атомдары үш сутекпен (бірінші және алтыншы С атомдары), екі көміртек атомдарымен байла-нысып түрған ортадағы көміртек атомдары екі сутекпен (төртінші С атомы), ал үш жагынан байланысып түрған көміртек атомы бір сутекпен (екінші, үшінші және бесінші С атомдары) байланыса алады:



6-жаттығу. Формуласы келтірілген қосылысты халықаральщ атау жүйесі бойынша атаңдар:

Ш е ш у і. 1) Беріліп түрған косылыс қанықпаган көмірсутек. Өуелі қүрамында еселі байланысы бар ең үзын тізбекті тауып алып, еселі байланыс жақын орналасқан шетінен бастап нөмірлейміз. Егер қанықпаған байланыс тізбектің ортасында орналасқан болса, онда радикалдың қай шетіне жақын орналасқанын ескеру керек:

3) Барльгқ радикалдардың орнын көрсетіп, атап болғаннан кейін ең соңынан негізгі тізбекке сай көмірсутекті еселі байланыстын орнын көрсетіп (қос байланыс -ен жүрнағы арқылы белгіленеді және ол қай көміртектен кейін түр, сол көміртек көрсетіледі) атаймыз: гексен-2.

Формуласы берілген көмірсутек 3-метил-4-этилгексен-2 деп ата-лады.

2. Органикалық қосылыстардың әр түрлі кластарының арасындағы генетикалық байланысқа жаттығулар орындау

7-жаттығу. Төменде келтірілген айналымдарды орындауға мүмкіндік беретін химиялық реакция теңдеулерін жазып, реакция онімдерін атаңдар:

Ш е ш у і. 1) Ацетиленді кальций карбидін сумен әрекеттестіріп

алуға болады:

3. 
   Ацетиленді металл өршіткі қатысында гидрлегенде этилен түзіледі:
   

3) Этилен галогенсутекті қосып алып галогеналканға айналады:

4) Галогеналканнан сілтінің судағы ерітіндісі қатысында спирт алынады:

8-жаттығу. Төменде келтірілген езгерістерді орындауға мүмкін-дік беретін реакция теңдеулерін жазып, олардың жүру жагдайларын көрсетіңдер:

Ш е ш у і. 1) Жоғары температурада метанның крекингі ацетилен түзу арқылы жүреді:

2) Қанықпаған көмірсутек ацетилен галогенсутекпен қосылу реакциясына түсіп, оның екі молекуласын қосып алады:

3) Сілтілердің спирттегі ерітіндісі қатысында көмірсутектердің галогентуындылары галогенді сутек бөле айырылады:

4) Ацетиленді гидрлеу металл өршіткі (никель) қатысында қыздыр-ғанда жүреді:

5) Қанықпаған қосылыстарға галогенсутектер косылғанда қаныққан көмірсутектердің галогентуындылары түзіледі:

6) Көмірсутектердің галогентуындылары металл натриймен әрекеттескенде (Вьюрц реакциясы) көміртек қаңқасы үзарып, гало-генид ионы бөлінеді:

9-жаттығу. Органикалық косылыстардың төменде келтірілген айналымдарын орындауға мүмкіндік беретін реакция теңдеулерін жазындар:

Ш е ш у і. 1) Метанды кыздырғанда ацетилен түзіледі:

2) Сынап (II) түздарының катысында ацетиленді гидраттағанда сірке альдегиді алынады:

3) Сірке альдегидін күміс оксидінің аммиактағы ерітіндісі каты-сында тотықтырғанда сірке кышқылы түзіледі:

4) Сірке қышкылын жарыктың қатысында хлорлау СН₃- тобыи-дағы сутек атомының хлор атомына алмасып, монохлорсірке кышқылының түзілуіне әкеледі:

5) Сілтілік ортада аммиак катысында хлор атомы амин тобына алмасып, аминсірке қышкылыныд калий түзы түзіледі:

6) Аминсірке кышкылының калий түзына бір моль НСІ-мен әсер еткенде аминсірке кышқылы түзіліп, ол НСІ-дің екінші молімен түз түзеді:

3. Заттардың қасиеттерін салыстыру мен талдауға жаттығулар

Бүндай есептерді шешкенде окушының талдауға, салыстыруға, қорытынды жасауға бейімділік қасиеттері мен химиялық мағлүматы қандай екені байкалады.

Органикалык қосылыстың химиялық қасиеттері мен реакция өнімінің қасиеттеріне сүйеніп қүрылымын анықтау алгоритмі мына-дай:

1) келтірілген барлық реакциялардың сызбанүсқаларын күру;

2) реакция өнімдері косылыстардың кандай класына жататынын болжап жөне бүл өнімдерді кандай қосылыстар класынан алуға болатынын талдау;

3) кейбір реакция өнімдерінің берілген қүрылыстары мен қасиет-теріне сүйеніп бастапкы заттың қүрылым формуласын қүру.

10-жаттығу. Қүрамы С₃Н₈О формуласымен өрнектелетін В затын жайлап тотыктырғанда А заты түзіледі. А заты күміс оксидінің

Окулықтарда органикалық косылыстар гомолог катарларының алғашқы өкілдерінің химиялык қасиеттері тольпқ келтірілді. Осы кластың барлық мүшелері кірісетін жалпы реакциялармен қатар әр заттың ерекше қасиеттерін де сипаттай білу керек.

Қоспаны кұрам бөліктеріне бөлу алгоритмі:

1) әр құрауышы органикалык қосылыстардың қай класына жататынын анықтап алу керек;

2) егер заттардың бірнешеуі бір класқа жататын болса, заттарды бөлу үшін олардын әркайсысының ерекше қасиетін пайдалану керек;

3) заттар әр түрлі кластарға жататын болса, заттарды бөлу орга-никалық косылыстардың осы класына тән реакцияға негізделеді.

13-жаттығу. Диметилацетиленнің химиялық касиеттерін сипаттай-тын реакциялардың теңдеулерін жазыңдар. Ацетилен мен диме-тилацетиленнің қоспасын калай бөлуге болатынын көрсетіңдер.

Ш е ш у і.

Диметилацетиленнің (бутин-1-дің) қасиеттерін ацетиленнің қасиеттеріне ұксастырып, осы класқа төн реакциялардың теңдеулерін жазамыз:

а) косылу реакциялары:

ә) диметилацетиленнің кұрамында үш байланыс жанындағы көміртек атомымен байланысып түрран сутек атомы болмағандыктан бүл қосылыс орынбасу реакциясына түспейді.

Диметилацетилен мен ацетилен касиеттерінің арасындағы айыр-машылықка сүйеніп оларды бөлуге болады. Олардың коспасына күміс оксидінің аммиактағы ерітіндісімен әсер еткенде түссіз күміс ацетиле-ниді (АgС = САg) түнбаға түседі. Түскен түнбаны бөліп алып, кон-центрациялы түз қышкылымен әсер еткенде ацетилен бос күйінде бөлініп шығады:



14-жаттығу. Қүрамында бутан, бутен-1 жөне бутин-1 бар газ қоспасынан жеке газдарды калай бөліп алға болады? III е ш у і. Газдар коспасын мыс (I) оксидінің аммиакты-сулы срітіндісіарқылы еткізсек, бутин-1 ғана әрекеттесіп, мыс (I) ацетилеиидінің тұнбасы түзіледі. Түнбаны бөліп алып, оған концентрациялы тұз қышкылымен әсер еткенде бутин-1 бөлінеді:


Қалган бутан мен бутен-1-дің коспасын қараңгы жерде бромның хлороформдағы ерітіндісі аркылы өткіземіз. Тек бутен-1 ғана әре-ксттесіп дибромидке айналады:


Бром мен хлороформның артық мөлшерлерін айдап тастағаннан кейін, алынран дибромидті мырыш үнтағымен кыздырып, кайтадан бутен-1-ді аламыз:

* 5. Органикалық қосылыстарды синтездеу

Органикалык химияда "синтез" үғымы бір органикальщ заттан бір немесе бірнеше химиялык реакциялардың нәтижесінде белгілі бір ісүрылымды органикалық зат алуды түсіндіреді. Синтезді жоспар-лауды келесі алгоритм арқылы жүргізуге болады.

1) Есептің шартында берілген бастапқы зат пен талап етіліп түрған реакция енімінің формулаларын жазып, өзгерістерді химиялың сызбанұсқа түрінде бейнелейміз:

2) Бастапқы зат пен синтезделетін заттардың күрылым формула-ларын салыстырып, олардың органикалық заттардың қай класына жататынын, көміртек тізбегінің үзындығын және тізбектегі бай-ланыстарды анықтаймыз. Көміртек тізбегін үзарту немесе кыскарту ісоректігі, көміртек атомдарының байланысу ретін өзгерту, молекулаға жада қандай функционалдық топтар кіргізу қажеттігі жөнінде шешім былдаймыз.

3) Синтезделетін зат молекуласында функционалдық топтың түзілуінің барлык жолдарын ойша сараптаймыз. Нөтижесінде бастаігқы А затын өзгертудің ең тиімді жолын таңдап аламыз. Барлык аралык кезеңдердің мүмкін жолдарын қарастырамыз.

4) Бастапқы заттан өнімді аралык сатылар аркылы алудың ең тиімді жолын таңдап аламыз:

Синтез сызбанүсқасын қүрастырғанда берілген кағидаларды еске үстау керек:

• бірішше мүмкін жолдардың ішіндегі аралық сатылары ең азы таңдалады;

• реагенттерді таңдағанда олардың қолда барларын қарастыру керек;

• 
  синтезді таддағанда реакция өнімінің шығымын, жұмысқа жүмсалатын еңбек пен уақыттың тиімділігіне көңіл аударылу керек.
  

Ш е ш у і. Есеитің шартында берілген зат пен реакция өнімінің күрылым формулаларын келтіріп химиялык сызбанүсқа қүрамыз:

Бастапқы зат көмірсутектің галогентуындысы да реакция енімі күрамында кос байланысы бар этилен көмірсутек. Реакция өніміндегі көміртек атомдарының саны мен олардың байланысу реті бастапқы косылыстағыдай. Сондықтан көміртек тізбегін өсірудің немесе кыскар-тудың қажеттілігі жоқ. Енді қос байланыстың түзілу жолдарын талдап қарастырып, өзара салыстырайык. Қосылыс молекуласына қос байланысты төмендегі жолдармен енгізуге болады:

• 
  сөйкес қаныққан көмірсутекті дегидрлеп:
  

• 
  немесе сәйкес ацетилен көмірсутегін біртіндеп гидрлеу аркылы:
  

• 
  спирттерді сусоргыш заттар катысында дегидраттап:
  
• 
  көмірсутектің галогентуындысын дегидрогалогендеп:
  

Енді осы карастырылған жолдардың ең тиімдісін таңдау керек.

Дегидрлеу тәсілі (1) тишсіз, себебі реакция нәтижесінде изомер бутендердің қиын бәлінетін коспасы түзіледі. Ңалған үш тәсілдің ішіндегі 1-бромбутаннан кай затты оңай алуға болатын реакция теңдеулерін салыстырып, 2-бромбутан аркылы алу керек деген тоқтам жасауға болады:

Бірінші және соңғы сатыларда көмірсутектердің моногалоген туындыларынан галогенсутекті айыру жолы қолданылады. Бүл реакциялар спирттердің дегидратталуы сияқты Зайцев ережесі бойынша сутек атомы аз гидрогенделген көміртек атомынан бөлінуі аркылы жүреді.

1. 
   Ерыгин Д.П., Шишкин Е.А. Методика решения задач по химии. - М.: Просвещение, 1989 - 173 с.
   
2. 
   БекішевК.Б. Химия есептері (оқу құралы)Алматы. «Білім».2007ж
   
3. 
   Усманова М.Б.,Сақариянова К.Н. Химия сандық есептер шығару әдістемесі Алматы «Атамұра» 2004
   
4. 
   Дайнеко В.И. Как научить школьников решать задачи по органической химии.М.-Пр. 1987.
   
5. 
   Химия:Жалпы білім беретін 11-сыныбына арналған оқулық / Ә .Темірболатова ,
   

6. 
   Химия:Жалпы білім беретін 10-сыныбына арналған оқулық /Н.Н.Нұрахметов, К.Б.Бекишев, Н.Н.Заграничная. Алматы : «Мектеп» баспасы ,-2005. –
   
7. 
   Химия:Жалпы білім беретін 9-сыныбына арналған оқулық /И.Нұғыманов , Р.Жұмаділова , Ж.Кембебаева . Алматы : «Мектеп» баспасы ,-2005. -
   
8. 
   Химия:Жалпы білім беретін 8-сыныбына арналған оқулық /Н.Н.Нұрахметов, К.Сарманова ,К.Жексембина Алматы : «Мектеп» баспасы ,-2005. -176б
   
9. 
   ТемірболатоваӘ.Е.Химия есептері мен жаттығуларының жинағы. Алматы:Рауан, 2000. 96б
   
10. 
    Когисов С.М. Сапалық есептерді шығарудың әдістері. Ақтөбе, 2006, https://www.google.kz/webhp?sourceid=chrome-instant&ion=