Т., Асылбекова Г. Т. Элементтер химиясы
Кремний қышқылы, силикаттар
жүктеу/скачать 1.45 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Алынуы:[ өңдеу ]
Кремний қышқылы, силикаттарH2Si03 - метакремний қышқылы H4Si04 - ортокремний қышқылы Метакремний қышқылы іркілдек (коллоид) күйінде болады. Алынуы:[өңдеу]Тұзынан күшті қышқылмен бөліп алуға болады. Na2Si03 + H2S04 (конц.) = H2Si03 ↓+ Na2S04 H2Si03 - екі негізді, әлсіз, тұрақсыз қышқыл. Екі сатыда диссоциацияланады; тұздары силикаттар деп аталады. NaHSiO3- натрий гидросиликаты Na2Si03 - натрий силикаты Na2Si03 + H20 + 2C02 = 2NaHC03 + H2Si03 ↓ ақ тұнба Осыған қарағанда кремний қышқылы көмір қышқылынан да әлсіз қышкыл. Н2Si03 оңай айырылады. H2Si03 = Н20 + Si02 Na2Si03, K2Si03 - ерімтал тұздар, оларды сұйық шыны деп атайды, желім ретінде қолданылады. Практикалық сабақ 8. IІІ топтың негізгі топша элементтері Элементтер атомына жалпы сипаттама, жай заттардың физикалық және химиялық қасиеттері. Бор. Аллотропиялық модификациясы, кристаллдық бордың маңызды физикалық және химиялық қасиеттері, алынуы және қолдануы. Борсутектерінің құрылымының ерекшелігі, олардың қасиеттері. Металдар боридтері. Бордың оксидтері және гидроксидтері, құрылысы, қасиеттері, қолдануы. Алюминий, физикалық химиялық қасиеттері, алынуы. Алюминотермия.Алюминийдің маңызды қосылыстары: оксидтер, гидроксидтер, тұздар, олардың қасиеттері және практикада қолдануы. Бор (лат. Borum), B — элементтердің периодты жүйесінің ІІІ тобындағы хим. элемент, ат. н. 5, ат. м. 10,84; қара сұр түсті кристалды немесе аморфты зат (өте таза Бор түссіз). Табиғи Бордың тұрақты екі изотопы бар: 10В (19%) және 11В (81%). Борды алғаш рет 1808 ж. француз химиктері Ж. Гей-Люссак пен Л. Тенар бор ангидридін металл калиймен тотықсыздандыру арқылы алған. Жер қыртысындағы үлес салмағы 3•10–4%. Б. табиғатта тек қосылыстар құрамында (бор қышқылы H3BO3, бура Na2B4O10H2O) кездеседі. Қазақстанда бор кендері, ашарит, борацит, гидроборацит, пандермит, т.б. минералдар түрінде кездеседі. Таза кристалды Бордың тығыздығы 2,3 г/смі, балқу t 2075оC, қайнау t 3860оC, қаттылығы жағынан алмаздан кейін екінші орында. Кристалды Бор — шала өткізгіш. Қалыпты жағдайда электр тогын нашар өткізеді, бірақ 800оС-қа дейін қыздырғанда оның электр өткізгіштігі артады. Бор комплексті қосылыстар түзуге бейім, көпшілік қосылыстарында үш валентті. Борды 700оС-қа дейін қыздырғанда Бор ангидриді (В2О3), ал оны суда еріткенде бор қышқылы (Н3ВО3) түзіледі. Бор қышқылының тұздарын бораттар деп атайды. 900оС-тан жоғары қыздырғанда Бор азотпен бор нитридін (ВN), көмірмен бор карбидін (В4С), металдармен боридтер түзеді. Бjhды таза күйінде бор ангидридін (В2О3) тотықсыздандыру арқылы алады. Бjh және оның қосылыстары — диэлектриктер мен шала өткізгіш заттар ретінде және ядролық реакторларда, медициналық препараттар, полимерлер алуға қолданылады. Алюминий (лат. Aluminium),– ашудас, Al – элементтердің периодтық жүйесінің ІІІ тобындағы химиялық элемент, реттік нөмірі 13, атомдық массасы 26,9815. Бір тұрақты изотопы бар. Жер қыртысында таралуы бойынша элементтер арасында 4, металдар арасында 1-ші орында. Табиғатта жүздеген минералдары кездеседі, оның көпшілігі – алюмосиликаттар болып келеді. Алюминий латынша Alumіnіum; алюминий алу үшін пайдаланылатын негізгі шикізат – боксит. Алюминийді бос күйінде алғаш рет 1825 жылы даниялық физик Ханс Кристиан Эрстед алған. Алюминий – күміс түсті ақ металл, жылуды және электр тогын жақсы өткізеді, созуға, соғуға икемді, меншікті салмағы 2,7 г/см3; балқу температурасы 660ӘС, қайнау температурасы 2500ӘС; коррозияға берік, қалыпты температурада тұрақты, себебі бетіндегі алюминий оксидінен тұратын жұқа қабыршақ оны тотығудан қорғайды. Сондай-ақ ол амфотерлі элемент, сондықтан қышқылдармен де, сілтілермен де әрекеттеседі. Алюминий – практикалық маңызы зор металл. Ол негізінен жеңіл құймалар өндіру үшін пайдаланылады. Алюминий құймалары авиа, авто, кеме, ядролық реактор, химиялық аппараттар жасауда, құрылыста, т.б. салаларда, таза металл түрінде электртехникасында ток өткізгіш сымдар, тұрмысқа қажетті бұйымдар дайындау үшін қолданылады. Техникалық қасиеттері жағынан өте бағалы құймасы – дюралюминий. Оның құрамында 94% алюминий, 4% мыс және аздаған магний, марганец, темір, кремний болады. Алюминий өндірісі химиясы Тау кеңінен бокситтер алу. Глинозем өндіру. Бокситті бөлшектеу, су қосу, құрамындағы кремнийді ығыстыру үшін жоғары температурада қыздыру. Сілтісіздендіру. Автоклавқа салу, сілтімен өңдеу, оттек сілті ерітіндіге өтеді, қалғаны қызыл шлам түрде түзіледі. Декомпозиция. Натрий алюминат ерітіндісін декомпозерде бірнеше тәулік араластыру, алюминий оксидінің глиноземі тұнба ретте пайда болуы. Алюминий электролизі. 950°C-дағы ваннаға криолетпен салу, 400kA тоқ өткізу, алюминий мен оттек атом байланыстары үзіледі, ванна түбінде сұйық металл п.б. Алғашқы алюминий. Кесек түрде тұтынушыға жеткізу. Алюминий құймасы. Формаға құю арқылы өнім жасау, кремний/мыс/магний қосу. Автобөлшектер, авиақозғалтқыш, көлік дискілерін жасау. Прокат. Алюминий созылымдылығы арқасында 9м тіртөртбұрыш кесек жасау. Қақтама/жұқалтыр, сусын банкалары, автобөлшектер жасау. Экструзия. Арнайы пішін алу үшін металді тесу. Көзілдірік ілдірігі, телефон корпусы, ұшақ фюзеляжы, ғарыш кемесін жасау. Қайта құю. Алюминий коррозияға ұшырамайды, қайта қолдану мүмкіндігі бар. Бірінші алюминий өндіруге кеткен энергияның 9% алады. Алюмотермия(гр. therme — жылу) — кейбір баяу балқитын металдарды алу кезінде тотықсыздандырғыш ретінде алюминий қолданылады, өйткені алюминий тотықканда өте көп жылу бөліп шығарады. Бұл реакцияны шағын ыдыста өткізсе, 3500 °-қа дейін қызу береді. Бұл әдісті баяу балқитын таза металдарды хром, берилий, марганец, молибден және т. б. тотықтарынан ұнтақ алюминийді қосып өңдеу процесін алюминотермия дейді. Оны орыс ғалымы Н. Н. Бекетов ұсынған. Алюминийдің басқа металдарды олардың оксидтерінің құрамынан ығыстырып шығаруының ашылуы алюмотермия процесіне негіз болды. Қазіргі металлургияның алдында тұрған басты міндеттердің бірі — кейбір металдарды аса таза күйінде бөліп алуда мұның маңызы ерекше зор. Aлюминий элементі III топтың негізгі топшасында орналасқан элемент, сыртқы қабатында 3 электрон болғандықтан, ол қосылыстарда тұрақты +3 тотығу дəрежесін көрсетеді. III топшаның ішінде ядро заряды жоғарлаған сайын атомның иондану энергиясы төмендеп, элементтің металдық қасиеттері артады. Алюминий металл, оның оксиді мен гидроксидтері екідайлы қасиет көрсетеді. Қалыпты жағдайда III топша элементтерінің барлығында бір дара р электрондары болады. Сондықтан ол химиялық қосылыстарда бір валентті болуы мүмкін. Ал қозған күйде сыртқы қабаттың S - ұяшығындағы жұп электрондардың біреуі көршілес р - ұяшығына көшуінің нәтижесінде 3 дара электрондар түзіледі де, элементтің қосылысындағы валенттігі 3-ке тең. Алюминийдің табиғатта кездесуі. Алюминий латынның «алюмин» ашудас деген мағына береді. Табиғатта ең кең тараған элемент. Табиғатта таралу жөнінен үшінші орында, ал металдық негізінде бірінші орында. Жер қыртысындағы массасы 8, 8%. Алюминийдің маңызды қосылыстарына алюмосиликаттар, боксит, корунд, криолит Алюминийдің табиғаттағы маңызды қосылыстары Алюмосиликаттар дегеніміз – құрамында Al, Si, O2, сілтілік жер металдарының оксидтері арқылы түзілетін тұздар. Бокситтер - негізінен гидратталған Al2O3 және қызыл түс беретін Fe2O3 тұратын тау жынысы. Бокситтен алюминий алады. Қазақстанда бокситтердің белгілі кен орындары бар, олар Қостанай және Ақтөбе облыстарында орналасқан. Корунд – құрамында Al2O3бар өте қатты минерал. Криолит - жасанды жолмен дайындалады, алюминий металлургиясында қолданады. Практикалық сабақ 9. II A топша элементтері. 1. Элементтер атомдарына жалпы сипаттама, жай заттарының физикаық және химиялық қасиеттері. Жер қыртысында таралуы, изотоптық құрамы, маңызды табиғи қосылыстары. Сілтілік-жер металдарды сақтау ережелері. Элементтер қосылыстары: оксидтер, гидроксидтер, пероксидтер, тұздар. Оларды алу, физикалық қасиеттері, химиялық қасиеттерінің өзгеру заңдылақтары. Сөңдірілген және сөңдірілмеген әктас, қасиеті, алынуы, қолдануы. Судың кермектілігі және оны жөю әдістері. Ион алмастырғыш смолалар көмегімен суды тазарту. Сілтілік жер металдар — екінші топта орналасқан металдар. Оларға: бериллий, магний, кальций, стронций, барий, радий жатады. Бұл элементтердің сыртқы электрондық қабаттарында екі электрондары болады, оларды оңай беріп жіберіп, өзінің алдында тұрған бекзат газдардан аяқталған электрондық құрылысын қабылдайды. Бериллий(лат. Beryllіum), Ве — Элементтердің периодтық жүйесінің ІІ тобындағы химиялық. элемент, атомдық нөмірі 4, атомдық массасы 9,0122, жеңіл, ашық сұр түсті металл. Тұрақты бір изотопы (9Ве) бар. 1798 ж. берилл минералынан француз химигі Л. Воклен тапты. Металл күйінде алғаш рет неміс химигі Р. Влер алды. Бериллий алюминийден жеңілірек, тығыздығы 1,816 г/см3, балқу температурасы 12840С, қайнау температурасы 24500С, химиялық қосылыстарында 2 валентті, беткі қабаты тотығып, қорғауыш қабыршақ түзілетіндіктен ауада өзгермейді. 8000С-тан жоғары температурада қыздырғанда жылдам тотығады; қышқылдарда да, сілтілерде де ериді. Магний (лат. Magnesіum) Mg, элементтердің периодтық жүйесіндегі ІІ топтың элементі, атом нөмірі 12, атом м. 24,312. Табиғатта үш изотопы бар: 24Mg, 25Mg, 26Mg. 1808 ж. ағылшын ғалымы Г.Дэви (1778 — 1829) ашқан. Жер қыртысындағы масса бойынша мөлш. 2,1%. Ол барлық қосылыстарында екі валентті. Магний күмістей ақ, өте жеңіл, берік металл; тығыздығы 1,74 г/см3, балқу t 650ӘС, қайнау t 1107ӘС. Ол қорғағыш оксид пленкамен қапталғандықтан, құрғақ ауада 350ӘС-қа дейінгі температурада тотықпайды, бірақ 600 — 650ӘС-та өздігінен тұтанып, жарқырай жанып, Магний оксидін (MgO) және аздап нитридін (Mg3N2) түзеді. Құрамында бос оттек (О2) жоқ суық сумен әрекеттеспейді; қайнап жатқан судан Н2-ні ығыстырады. Кальций -IV период, II топтың негізгі топшасының элементі. Реттік немірі 20, ендеше ядросында 20 протон мен 20 нейтроны бар (Аr=40), электрондарының жалпы саны да 20. Кальцийдің электрондық формуласы ls22s22p63s23p64s2, валенттілік электрондары 4s2 болғандықтан кальций косылыстарында II валентті.Кальций ақ түсті, жеңіл (р=1,55 г/см3), сілтілік металдардан қаттырақ зат, t°балқу = 851°С, керосиннің астында сақталады.Ат. н. 20; ат. м. 40,08; балқу t 842°С; қайнау t 1495°С тығыздығы 1,55 г/см2. Кальцийді 1808 жылы ағылшын ғалымы Г.Дэви ашқан. Түсі күмістей ақ, жеңіл металл, белгілі изотоптары 14, табиғи изотоптары 6. Негізгі минералдары: кальцит, ангидрит, гипс, флюорит, апатит, т.б. Стронций, Strontium (Sr) - Менделеевтің Периодтық кестесінің 5-ші периодының ІІ-ші негізгі тобындағы химиялық элемент; сілтік-жер металлдар қатарына жататын химиялық белсенді элемент. Рет нөмірі - 38, атомдық массасы - 87,62. Стронцийдің төрт тұрақты изотоптары бар, көбірек таралғаны 88Sr (88,56%). Радиоактивті изотоптары жасанды жолмен алынған. Жер қыртысындағы салмақ мөлшері 3,4*-2%. Табиғатта қосылыс түрінде ғана кездеседі. Маңызды минералдары - целестин SrSО4 және стронцианит SrSО3. Аз мөлшерде Стронций адамның ағзасында да табылады. Бірақ оның адам үшін бір белгілі биологиялық маңызы жоқ. Стронций тұздарының шипалық қасиеттері зерттелуде. Сондай-ақ, бүгінгі күнде стронцийдің ранелатінің остеопороз ауруының ағымдағы емдік әсері зерттелуде. Барий(Barium, гр. barys «ауыр») Ba — химиялық элементтердің периодтық жүйесінің 6-шы периодының ІІ тобына жататын элемент, реттік нөмірі 56, атомдық массасы 137,34. Жерсілтілі элементтерге жатады. Табиғатта барит (Ba2SO4) және витерит (BaCO3) деген минералдары кездеседі. Барийді 1774 жылы Карл Шееле ашқан. Барий — жұмсақ, күміс түсті металл. Химиялық активтілігі жоғары, ауада тез тотығады, сумен реакцияға түсіп, барий гидрототығын түзеді. Басқа да көптеген элементтермен қосыла алады. Қосылыстарда валенттілігі 2+. Оның қорытпалары газ жұтқыштар ретінде, электронды лампыларда, ал оның оксиді катодтарға қаптау жасау үшін қолданылады. Радий - химиялық радиоактивті ІІ-топқа жататын, атомдық номері — 88, атомдық салмағы 226,0254, құрамында салмақтык сандары 213-тен 230-ға дейін және жартылай ыдырау кезеңдері 10"3 секундтан бастап. 1600 жылға дейін созылатын изотоптар болатын элемент. Массалық саны 226-дан тұратын радий изотопы медициналы, гамма-терапиялы емшаралар жүргізу үшін пайдаланады. Cудың кермектігі— құрамында кальций (Са2+) мен магний (Мg2+) иондарының (негізінен карбонат түрінде) болуынан қалыптасатын судың қасиеті. Cудың кермектігі көрсеткіші 1 литр судағы миллиграм-эквивалентпен (мг-экв/л), кей елдерде градуспен өлшенеді. Табиғи сулардың кермектігі өте кең ауқымда ауытқиды: тайга мен тундра белдеміндегі өзен, көлдерде 0,1-0,2 мг-экв/л-ден кейбір жер асты сулары мен мұхит, теңіз суларында 80-100 мг-экв/л-ге дейін. Кермек су тұщы болса да, нашар сабындалады, бу қазандықтарының қабырғаларына тат түзеді, қант, былғары және басқа да көптеген өнеркәсіп салаларында пайдалануға жарамайды. Cудың кермектігі анықтамасы бойынша: жалпы, уақытша (жойылатын), тұрақты, карбонаттық, қалдық болып бөлінеді. Жалпы кермектік суда кальций мен магнийдің барлық тұздарының болуынан қалыптасады. Уақытша және карбонаттық кермектік онда кальций мен магнийдің тек гидрокарбонаттық (HCO3)және карбонаттық (СО32~) тұздарының болуымен байланысты. Мұндай кермектілікті суды қайнату арқылы кетіруге болады. Тұрақты (жойылмайтын) кермектік жалпы және жойылатын кермектіктердің айырымына тең. Қалдық (бейкарбонаттық) кермектік жалпы және карбонаттық кермектіктердің айырымына тең. Біздің елімізде судың кермектігі 1 дм3 судағы Са2+мен иондарының миллиграмм-эквиваленттік мелшерімен көрсетіледі. Кермектіктің бір мг-экв-ті 20,04 мг/дм3 кальций мен 12,16 мг/дм3 магнийдің косындысына тең. Шетелдерде cудың кермектігі неміс (H°), француз (F°), ағылшын және американ (А°) градусымен өлшенеді. Осы өлшемдермен салыстырғанда 1 мг-экв - 2,8 Н°, 5,0 F°, 3,5 А° ағылшын, 50,0 А° американ градусына тең. Табиғи сулар кермектік дәрежесіне қарай бес топқа бөлінеді: өте жұмсақ су (1,5 мг-экв-ке дейін), жұмсақ су (1,5—3,0 мг-экв), орташа кермек су (3,0—6,0 мг-экв), кермек су (6,0—9,0 мг-экв) және өте кермек су (9,0 мг-экв-тен жоғары). Қазақстанда ауыз су ретінде жалпы кермектігі 7—20 мг-экв болатын жер асты сулары пайдаланылады. Табиғи сулар кермектік дәрежесіне қарай: өте жұмсақ су (1,5 миллиграм-эквивлентке дейін) жұмсақ су (1,5-3,0 миллиграм-эквивлентті) орташа кермек су (3,0-6,0 миллиграм-эквивлентті) кермек су (6,0-9,0 миллиграм-эквивлентті) өте кермек су (9,0 миллиграм-эквивленттен жоғары) болып бес топқа бөлінеді. Қазақстанда ауыз су ретінде жалпы кермектігі 7-20 миллиграм-эквивлентті табиғи сулар пайдаланылады. жүктеу/скачать 1.45 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|