2.3 Қышқылдар мен негіздер туралы білімнің дамуын анықтау барысында біулімалушылардың танымдық-ізденушілік қабілеттерін дамыту
Мектепте гидролиз тақырыбын өтудің алдында қышқылдар мен негіздер туралы білім беру керек.
4-Кесте. Қышқылдардың индикатор түсін өзгертуі
Индикатор
|
Қышқылды ортадағы индикатор түсі
|
Лакмус
|
Қызыл
|
фенолфталеин
|
Қызыл
|
метилоранж
|
Түссіз
|
5-Кесте. Сілтінің судағы ерітінділерінің индикатор түсін өзгертуі:
Индикатор
|
Сілті ерітіндісіндегі индикатор түсі
|
Лакмус
|
Көк
|
фенолфталеин
|
Қызыл-күрең
|
метилоранж
|
Сары
|
Реакция тұнбаға түсетін иондар арасында жүреді. Тұздардың металдармен және сілтілермен әрекеттесуі — катиондары арқылы, қышкылдармен әрекеттесуі аниондары арқылы жүзеге асады. Аниондарының құрамында тотықтырғыш қасиеті бар қанықпалы қыщқылдардың сульфат, нитрат, т. б. Аниондары реакцияларының мәніне көңіл аударылады. Олардан әр түрлі тотықсыздану өнімдері бөлінеді. Бұл мәселе жеке элементтердің қосылыстарын еткенде толығырақ қарастырыладыМәселелік әдіс, әсіресе, тұздар гидролизімен таныстырғанда жиі қолданылады.
Гидролиздің ерітіндісіндегі тұздың иондарын су иондарымен арасындағы алмасудағы реакциялары. Бұл алмасудағы реакцияларына: а) әлсіз қышқылдар және күшті сілтілерден; ә) күшті қышқылдар және әлсіз негіздерден; б) әлсіз қышқылдар мен әлсіз негіздерден түзілетін тұздардың ұшырайтындығын талдау, бұрынғы білімдермен тәжірибелер арасындағы қайшылықтарды түсіндіреді.
1. Натрий хлориді – күшті сілті мен күшті қышқылдың тұзы:
Na + + СІ- + H2O
∕ \
H+ + OH-
Мұндағы өз-ара байланыстың иондары жоқ, сутегімен және гидроксидтер иондарының концентрациясын бірдей ет іп, сондықтанда ерітіндіні бейтараптау қасиеттерін көрсетеді. Күшті сілтілер мен күшті қышқылдардан түзілетін тұздардың гидролизі ұшырамайды деген қорытындылар жалпы жасалынды.
2. Магний хлориді әлсіз негіз /Mg(OH)2/ бен күшті қышқылдан (HCl) түзілген. Ерітіндідегі алмасу реакциясының толық иондық теңдеуі:
Mg2+ + 2Cl- + H2O = MgOH+ + 2Cl- + H+
↓↑
H+ + OH-
Қысқаша иондық теңдеуі:
Mg2+ + H2O = MgOH+ + H+
Магнийдің катионың гидроксиді анионмен байланысып, ерітіндідегі артық сутектің иондары пайда болатындықтан индикаторлар қышқылдық ортадағысын білдіреді.
3. Натрийдің карбонаттары күшті сілтілермен (NaOH) мен әлсіз қышқылдардың (H2CO3) түзілген. Ерітінділерде жүретін алмасудың реакциялары толық иондық теңдеулері мынадай болады екен:
Na+ + CO32- + H2O = 2Na+ + HCO3- + OH-
↓↑
H+ + OH-
Қысқаша иондық теңдеуілері:
CO32- + H2O = 2Na+ + HCO3- + OH-
Карбонаттар ион сутегі катиондарын гидрокарбонаттың ионға дейін байланысуын да, гидроксидтің иондарын босатып шығады, индикатордың сілтілік қасиеттерін білдіреді.[42-44]
Көптеген химиядағы реакцияларды қайтымды болады, себебі бір уақыттардың ішіндегі қарама-қарсылық бағытта жүреді екен. Қайтымды реакциялардың тұздар гидролизін жатқызады. Тұздың көпшіліктері суға еріткенде олардың иондары судың сутектегі не гидроксид ионымен қосылысады.
Сулар мен тұздың алмасып ыдырау процесін әлсіз элетролиттердің бейтараптану молекулаларының түзілуімен қатар жүретіндерді тұздар гидролизі деп атайды.
Гидролиз кезіндегі еріген зат пен су құрамындағы иондардың қосылысуы нәтижесінде нашар диссоциацияланатын заттар түзілетіндіктен, сутек және гидроксид иондарының концентрациясы өзгереді. Сондықтан гидролиз нәтижесінде тұздардың көпшілігінің ертінділері қышқылдық немесе сілтілік қасиет көрсетеді.
І. Тұзды қышқыл мен негізден тұрады деп қарасақ, онда негізінде төрт түрлі тұз болуы мүмкін:
1.Әлсіз қышқылмен күшті негізден түзілген тұз.
2.Әлсіз негізбен күшті қышқылдан түзілген тұз.
3.Әлсіз негізбен әлсіз қышқылдан түзілген тұз.
4.Күшті қышқыл мен күшті негізден түзілген тұз.
Гидролиз – қайтымды процесс. Сондықтан әртүрлі себертердің әсері Ле-Шателье принципі негізінде түсіндірілуі мүмкін: -температураның жоғарылауы гидролиздің тез жүруін (жылдамдығын) көтереді, себебі ол эндотермиялық процесс; -сумен сұйылту (судың сіңірілуімен байланысқан) гидролиздің күшеюіне ықпал етеді.
Тұздың табиғатына қарай гидролиз жүреді (кесте 9):
6-Кесте. Тұздың табиғатына қарай гидролиз түрлері
№
|
Тұздар табиғаты
|
Тұздар гидролизі
|
1
|
Әлсіз қышқыл анионы және күшті негіз катионынан түзілген тұз
|
Na2SO3, Na2СO3 , К2SіO3 , Na2S, СН3СOОNa, КСN, NaСN сулы ерітіндіде анион бойынша гидролизге түседі. Бұл жағдайда тұз анионы әлсіз электролит түзіп, судың Н+ ионын байланыстырады. Ертіндіде ОН- ионы жиналады, ортаның реакциясы сілтілік болады.
К СN + Н2О КОН + НСN
Бұл теңдеуді ионды түрде жазамыз:
С N- + Н2О НСN + ОН-
Гидроксид иондары көбейген сайын процесс реакцияға кірісетін жаққа ығысады. Бос күйіндегі гидроксид-иондарының OH- концентрациясы жоғарылайды, сондықтан ерітінділер сілтілі реакция көрсетеді (рН >7).
|
2
|
Әлсіз негіз және күшті қышқылдан түзілген тұз
|
ZnCl2, AI2(SO4)3, FeCl2 , NH4Cl) сулы ерітіндіде катион бойынша гидролизге түседі. Тұз катионы әлсіз электролит түзіп гидроксид ионды байланыстырады.
NH4Cl +Н2О → NH4ОН +НCl
NH4Cl → NH4+ +Cl-
NH4+ + H+ OH- → NH4ОН + H+
Ертіндіде Н+ иондары көбейіп орта қышқыл болады. Әлсіз негіз және күшті қышқыл тұзының гидролизі нәтижесінде сутек ионы H+ артық мөлшері пайда болып, ортаны қышқылды реакциясына әкеледі (рН<7)
|
3
|
Әлсіз қышқыл мен әлсіз негізден түзілген тұздардың
|
AI2S3, (NH4)2CO3, Cr2S3, Fe2S3, CH3COONH4 гидролизі катион бойынша да және анион бойынша да жүреді.
CH3COONH4↔ CH3COО- +NH4+
Немесе иондық көріністе:
NН+4 + СН3СОО- + НОН NН4ОН + СН3СООН
NН4СН3СОО + НОН NН4ОН + СН3СООН яғни pH 7.
Мұндай тұздар суда ерігенде қиын диссоцияланатын қышқыл мен негіз түзеді.
|
4
|
Ерімейтін немесе ұшатын әлсіз негіз бен ерімейтін немесе ұшатын әлсіз қышқылдан түзілген тұздар
|
Мұндай тұздар сулы ерітіндіде бола алмайды (мысалы: Al2 S3 , Fe2 (CO3)3 , (NH4)2SiO3 , және т.б.) қайтымсыз (толық) гидролизге түседі. Алюминий сульфидінің мысалындағы гидролиз іс жүзінде соңына дейін толық жүреді де алюминий гидроксиді мен күкірттісутек түзіледі:
Al2 S3 + 6Н2О = 2Al (OH)3 ↓+ H2 S3
Сондықтан кейбір тұздардың судағы ерітінділердің арасындағы алмасу реакцияларының нәтижесінде екі жаңа тұз әрқашанда түзіле бермейді. Бұл тұздардың біреуі ерімейтін негізді және ұшатын әлсіз (ерімейтін) қышқылды түзе келіп, қайтымсыз гидролизге түсуі мүмкін. Мысалы:
3Nа2 S + 2FeBr3 = Fe2 S3 + 6NаBr
Fe2 S3 + 6Н2О = 2Fe (OH)3 ↓+ 3H2 S3
Бұлтеңдеулердіқосындысы:
3Nа2 S + 2FeBr3 + 6Н2О = 2Fe (OH)3 ↓+ 3H2 S3 + 6NаBr
Немесе иондық түрде:
3S2 + 2Fe3-+ 6Н2О = 2Fe (OH)3 ↓+ 3H2 S3
|
Достарыңызбен бөлісу: |