ПӘннің ОҚУ-Әдістемелік кешені «Жалпы химиялық технология» курсын оқытудың әдістемелік аспектілері» «6М011200 – Химия» мамандығы үшін ОҚУ-Әдістемелік материалдары



жүктеу 1.64 Mb.
бет3/10
Дата25.04.2016
өлшемі1.64 Mb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10
: ebook -> umkd
umkd -> Семей мемлекеттік педагогикалық институты
umkd -> 5 в 020500 «Бастауыш оқытудың педагогикасы мен әдістемесі»
umkd -> «Баспа қызметіндегі компьютерлік технологиялар»
umkd -> Гуманитарлық-заң, аграрлық факультетінің мамандықтарына арналған
umkd -> 5B050400 «Журналистика» мамандығына арналған
umkd -> Әдебиет (араб тілінде «адаб» үлгілі сөз) тыңдарман, оқырманның ақылына, сезіміне, көңіліне бірдей әсер беретін дарынды сөз зергерлерінің жан қоштауынан туған көрнек өнері
umkd -> 5В020500 «Филология: қазақ тілі» мамандығына арналған ХІХ ғасырдағы қазақ әдебиеті пәнінің
umkd -> «Өлкетану тарихы және мәдениеті»
umkd -> Қазақстан республикасы білім және ғылым министрлігі шәКӘрім атындағы семей мемлекеттік
umkd -> 5 в 011700 : -«Қазақ тілі мен әдебиеті» мамандығына арналған

КҮКІРТ ЖӘНЕ ОНЫҢ ҚОСЫЛЫСТАРЫ.

Табиғатта таралуы. Табиғатта күкірт бос күйінде де, қосылыс күйінде де кездеседі. Қосылыс түрінде күкірт сульфидтер және сульфаттар түрінде таралған. Күкірт белокты заттардың құрамына кіретіндіктен өсімдіктер және жануарлар организмдерінде болады. Күкірт мұнайдың да құрамында кездеседі.

Физикалық қасиеттері. Күкірт сары түсті қатты зат. Суда іс жүзінде ерімейді. Ол күкіртті көміртекте, анилинде жақсы ериді, ал спиртте нашар ериді. Күкірт бос күйінде бірнеше аллотропиялық түр өзгерістерін түзеді: ромба тәрізді, моноклинді, пластикалық. Бұлардың ішіндегі кәдімгі температурада ең тұрақтысы ромбалық күкірт. Ромбалық күкіртке табиғи күкірт жатады.

Кәдімгі жағдайда күкірттің молекуласы сегіз атомнан тұрады – S8. Қыздырғанда 1600С –тан бастап S6 айналып, 9000С-қа дейін S8→ S6 → S4→ S2 айнала береді, 1500-2000 0С-та жеке атомдарға айналады.



Химиялық қасиеттері. Химиялық қосылыстарында күкірт -2, +2, +4, +6 тотығу дәрежелерін көрсетеді. Күкірттің тотықтырғыштық қасиеттері оттекке қарағанда төмен. Сондықтан күкірттің басқа заттармен реакцияласу қабілеті қыздырғанда артады. Күкірт көптеген металдармен, металеместермен тікелей әрекеттесіп, оларды тотықтырады. Активтігі өзінен басым металеместермен күкірт тотықсыздандырғыш ретінде әрекеттеседі:

S+Cl2→SCl2

S+O2→SO2

Күшті тотықтырғыштар болып есептелетін күрделі заттармен әрекеттескенде күкірт тотықсыздандырғыш қызметін атқарады:

3S+2KClO3→3SO2+2KCl

S+2HNO3→H2SO4+2NO



Алынуы. Таза күкіртті бос күйіндегі күкірттен алады. Күкіртті бөгде қоспалардан тазарту үшін оның оңай балқығыштығын пайдаланады. Арнаулы пеште балқыған күкіртті қыздырып қайнатады. Буға айналған күкіртті камерада суытады. Суыған күкірт камераның қабырғасына күкірт түсі деп аталатын ақшыл сарғылт ұнтақ түрінде жиналады. Егер камераны 1200С-қа дейін қыздырса, күкірт буы сұйыққа айналады. Оны ағаш қалыптарға құйып таяқша тәрізді күкірт алады.

Күкіртті пиритті ауа қатыстырмай 6000С – та қызыдру арқылы шахта пештерінде алады:

FeS2→ FeS + S

Күкірттің сутекті қосылыстары. Күкіртсутек Н2S – түссіз, шіріген жұмыртқаның иісі бар, улы газ. Кәдімгі температурада бір көлем суда 25 көлем күкіртсутек ериді. Күкіртсутек өте улы зат.

Күкіртсутекті өндірісте сутек пен күкірттің тікелей әрекеттесуі нәтижесінде алады:

Н2+S→ Н2S

Зертханада күкіртсутекті негізінен темір (ІІ) сульфиді мен сұйытылған күкірт немесе тұз қышқылдарының әрекеттесуінен алады:

FeS+H2SO4→H2S+FeSO4

Күкіртсутек күшті тотықсыздандырғыштардың қатарына жатады. Ол ауада немесе оттекте жанып тотығады:

2S+3О2→2SO2+2H2O

Оттек жеткіліксіз жағдайда күкіртсутек бос күйіндегі күкіртке дейін тотығады:

2S+О2→2S+2H2O

Күкіртсутек тотқытырғыш қышқылдарды, тұздарды тотықсыздандырады:

2S+2HNO3→2S+2NO2+2H2O

3H2S+K2Cr2O7+4 H2SO4→3S+Cr2(SO4)3+K2SO4+7H2O

Күкіртсутектің судағы ерітіндісін күкіртсутекті су немесе күкіртсутек қышқылы дейді. Күкіртсутек қышқылы - әлсіз, екі негізді қышқыл қышқыл, біртіндеп диссоциацияланады:

H2S↔H++HS-↔2H++S2-

Күкіртсутек қышқылы басқа қышқылдар сияқты тұздармен, негіздік оксидтермен, негіздермен, металдармен әрекеттеседі. Күкіртсутек қышқылы екі негізді болғандықтан екі қатар: орта (сульфидтер) және қышқыл (гидросульфидтер) тұздар түзеді. Гидросульфидтердің барлығы суда жақсы ериді. Орта тұздардан сілтілік, сілтілік-жер металдардың және аммонийдың сульфидтері суда жақсы ериді. Басқа металдардың сульфидтері суда ерімейді және көпшілігінің өздеріне тән түстері болады. Осы сульфидтердің әр түрлі ерігіштіктері мен әр түрлі түстерін пайдаланып күкіртсутектің көмегімен металдардың катиондарын сапалық жолмен анықтайды.

Күкірттің гомотізбек түзгіштік қабілеті толып жатқан персульфидтерде (полисульфидтерде) М2Sn көрінеді. Персульфидтерді алу үшін сульфидтың концентрлі ерітіндісін күкіртпен реакцияластырады:

Na2S+(n-1)S→Na2Sn

Персульфид радикалы ирек тізбек түзеді.

Күкіртті сутектің өзінің толып жатқан персульфидтері алынған, жалпы формуласы Н2Sn (ондағы n=2-23) оларды көп күкіртті сутек немесе сульфандар деп атайды. Бұл май сияқты, сары түсті сұйықтықтар.

Персульфидтерде пероксидтер сияқты, жағдайына қарай тотықтырғыш

Na2S2+SnS→SnS2+Na2S

немесе тотықсыздандырғыш

4FeS2+11O2→Fe2O3+8SO2

кейде әрі тотықтырғыш, әрі тотықсыздандырғыш болып реакцияласады.

Na2S2→ Na2S+S

Күкірттің оттекті қосылыстары.

Күкіртің бірнеше тотығы бар – SO, S2O3, SO2, SO3, S2O7.



Күкірт (IV) оксиді SO2 түссіз, өзіне тән иісті, тұншықтырғыш газ. Бір көлем суда 40 көлем күкірт (IV) оксиді ериді. Күкірт (IV) оксиді күшті тотықсыздандырғыштармен тотықтырғыш ретінде әрекеттеседі. Күшті тотықтырғыштармен күкірт (IV) оксиді тотықсыздандырғыш ретінде әрекеттеседі.

Күкірт (IV) оксидін күкіртті жағу арқылы алуға болады. Өнеркәсіпте SO2 сульфидтерді, әсіресе пиритті өртеу арқылы алынады. Зертханада күкірт (IV) оксидін натрий сульфитына күкірт қышқылымен әсер ету арқылы алады.

Күкірт (IV) оксиді суда ерігенде күкіртті қышқыл түзіледі.

SO22О→H2SO3

Күкіртті қышқыл тек ерітіндіде болатын тұрақсыз, әлсіз, екі негізді қышқыл. Күкіртті қышқыл басқа қышқылдар сияқты негіздік оксидтермен, негіздермен, тұздармен және металдармен әрекеттеседі. Күкіртті қышқыл екі қатар тұздар: орта (сульфиттер) және қышқыл (гидросульфиттер) тұздар түзеді. Күкіртті қышқылмен оның тұздары әрі тотықтырғыш, әрі тотықсыздандырғыш бола алады.

Күкірт (VI) оксиді SO3 кәдімгі температурада түссіз сұйық зат. Ол 450С-та қайнайды, ал 170С-та төмен мөлдір ақ түсті кристалға айналып қатады. 500С –тан жоғары қыздырғанда SO3 балқымай бірден буға айналады.

Күкірт (VI) оксиді SO3 қышқылдық оксидтердің барлық қасиеттерін көрсетеді: негіздермен, негіздік оксидтермен әрекеттеседі. Күкірт (VI) оксиді SO3 өте күшті тотықтырғыш. Көптеген заттар оның әсерінен жанып кетеді немесе тотығады.

Күкірт (VI) оксиді SO3 суда өте жақсы еріп күкірт қышқылын(H2SO4) түзеді. Бұл кезде өте көп мөлшерде жылу бөлініп шығады.

SO32О→H2SO4

Күкірт қышқылы H2SO4 түссіз, май тәрізді, ауыр, сұйық зат. Күкірт қышқылы 10,40С қатады. Күкірт қышқылы өз бойына ылғалды күшті тартады және бұл жағдайда көп жылу бөліп шығарады.

Күкірт қышқылы көптеген органикалық заттардың суын тартып алып көміртекке айналдырады.

С12Н22О11H2SO412С+11Н2О

Сұйытылған күкірт қышқылы қышқылдарға тән барлық қасиеттер көрсетеді: негіздермен, негіздік оксидтермен, тұздармен активтік қатарында сутектен бұрын тұрған металдармен әрекеттеседі.

Концентрлі күкірт қышқылы активтік қатарында сутектен бұрын да, кейін де тұрған металдардың көпшілігімен әрекеттеседі.

Концентрлі күкірт қышқылы металдарды ғана емес, сонымен қатар металеместерді де, кейбір күрделі заттарды да тотықтырады.

C+2H2SO4→CO2+2SO2+2H2O

2KI+2H2SO4→I2+SO2+K2SO4+2H2O

Тұрақты күшті қышқыл болғандықтан күкірт қышқылы басқа қышқылдарды олардың құрғақ тұздарынан қыздырғанда ығыстырып шығарады.

2NaNO3+H2SO4→2HNO3+Na2SO4



Күкірт қышқылын өндіру.

Қазіргі кезде күкірт қышқылын алу негізгі үш процестен тұрады:



  1. Күкірт (IV)оксидін алу.

  2. Күкірт (IV)оксидін күкірт (VI) оксидіне тотықтыру.

  3. Күкірт (VI) оксидін күкірт қышқылына айналдыру.

Күкірт (IV) оксидін күкіртті тікелей жағу арқылы немесе түрлі металдар өндіруде әр түрлі сульфидтерді өртеу арқылы алады. Күкірт (IV) оксидін әр түрлі газ тәрізді және қатты зат қоспаларынан арнаулы аппараттарда тазартады және құрғатады. Бұдан соң SO2-ні SO3-ке тотықтыру нитрозалық немесе контактілік әдіспен іске асырады.

Нитрозалық әдісте: NO+1/2O2→NO2; SO2+ NO2→ SO3+ NO

Күкірт қышқылын өндірудің контактілік әдісінде SO2-ні SO3-ке катализаторлар платина немесе ванадий (V) оксидінің қатысуымен 400-6000С-та тотықтырады: 2SO2+ O2→ 2SO3

Контакт аппаратынан шыққан күкірт (VI) оксидін концентрлі күкірт қышқылы арқылы өткізгенде олеум түзіледі: SO3+H2SO4→ H2S2O7.

Қажетті концентрлі күкірт қышқылын алу үшін олеумді су қосып сұйылтады: H2S2O7+H2O→2H2SO4

Күкірт қышқылын өндірудің нитрозалық әдісіне қарағанда контактілік әдісінің біраз артықшылықтары бар.
Тақырыпты бекіту:


  1. Алтыншы негізгі топша элементтерінің электрондық-графикалық формулаларын жазып, олардың қалыпты және қозған күйлеріндегі валенттіоіктерін анықта және химиялық қосылыстардағы тотығу дәрежелерін көрсет.

  2. Оттек табиғатта қайда кездеседі, оның физикалық қасиеттері қандай? Оттектің тірі табиғат пен өнеркәсіпте қандай маңызы бар?

  3. Оттектің химиялық қасиеттері қандай?

  4. Оттектің алу жолдары қандай?

  5. Ауаның құрамын, физикалық және химиялық қасиеттерін түсіндір.

  6. Озонның химиялық қасиеттері қандай?

  7. Күкірт табиғатта қалай тараған? Оның физикалық және химиялық қасиеттері қандай?

  8. Күкіртсутектің физикалық қасиеттерін айтып, молекуласының пішінін сызып көрсет.

  9. Күкіртсутектің химиялық қасиеттері қандай? Алу жолдары?

  10. Күкіртсутек қышқылының қышқылдарға тән қасиеттерін көрсететін реакциялардың теңдеулерін жаз.

  11. Күкірттің оттекті қосылыстары: алынуы, физикалық және химиялық қасиеттері қандай?

  12. Күкірт қышқылының алынуы, қасиеттері қандай?


Ұсынылатын әдебиеттер:

  1. Бірімжанов Б.А., Нұрахметов Н.Н. Жалпы химия. – Алматы: Ана тілі, 1991.- 640 бет.

  2. Шоқыбаев Ж. Бейорганикалық және аналитикалық химия. - Алматы, 2003.- 320 бет.

  3. Аханбаев К. Химия. – Алматы: Ана тілі, 1993. - 280 бет.

  4. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия.-М.: Высшая школа, 1988.

  5. Глинка Н.Л. Общая химия / Под ред. Рабиновича В.А.- Л.: Химия, 1988. - 704 с.

  6. Угай Я.А. Общая и неорганическая химия.М.: Высшая школа, 2000.- 527 с.

8-10 Дәріс. V топтың негізгі топша элементтері.



Мақсаты: V топтың негізгі топша элементтерінің жалпы сипаттамасымен, табиғатта таралуымен, молекулаларының құрылымымен, өндірісте және зертханада алу тәсілдерімен, физикалық және химиялық қасиеттерімен және осы элементтердің маңызды қосылыстарымен танысып білу.
Негізгі сұрақтар:

  1. Элементтерге жалпы сипаттама.

  2. Азот және оның қосылыстары.

  3. Фосфор және оның қосылыстары.

  4. Мышьяк, сурьма, висмут және олардың қосылыстары. Салыстырмалы сипаттама.


Қысқаша мазмұны:

ЭЛЕМЕНТТЕРГЕ ЖАЛПЫ СИПАТТАМА.

V топтың негізгі топша элементтеріне азот, фосфор, мышьяк, сурьма, висмут жатады. Бұл топша элементтерінің сыртқы электрондық деңгейінде бес электрон ns2np3 болады. Сондықтан олар үш электрон қосып алып үш теріс зарядты ионға айналуға мүмкіндігі бар:

Э0+3е-→Э3-

Әр элементтің сыртқы қабатында үш дара р-электрондар бар, осыған сәйкес олардың қалыпты (қозбаған) жағдайдағы валенттілігі үшке тең болады. Азоттан басқа элементтердің сыртқы қабатында бос бес d- орбитальдар бар. Сондықтан олардың s – орбиталындағы жұп электрондары қоздырып біреуін d-орбиталына көшіруге болады. Осының нәтижесінде элементтердің сыртқы қабатының орбитальдарында бес дара электрондар пайда болып олар бес валентті күйге көшеді. Азоттың сыртқы қабатында бос d-орбитальдары жоқ болғандықтан оның жұп электрондарын қоздыруға болмайды. Ол тек s-электрондардың біреуін басқа бір элементке беріп жіберіп сыртқы қабатындағы дара электрондар санын төртке жеткізе алады және соның нәтижесінде төрт валентті күйге көшеді, ал өзі бір оң зарядты ионға айналады.

V топтың негізгі топша элементтері қосылыстарда -3тен +5-ке дейін тотығу дәрежесін көрсетеді.

Бесінші негізгі топша элементтерінің қатысуымен түзілген молекулалардың пішіндері үшбұрышты пирамида тәрізді болады.

Топша элементтерінің барлығы сутекпен ЭН3 типтес қосылыс түзеді. Алтыншы негізгі топша элементтеріне қарағанда бұл топша элементтері сутек атомдарымен өте берік қосылады да олардың сутекті қосылыстарын суға еріткенде сутек иондарын түзбейді. Топша элементтері оттекпен Э2О3, Э2О5 типтес оксидтер түзеді. Ол оксидтерге қышқылдар сәйкес келеді.

Элементтердің реттік нөмірлерінің өсуіне сәйкес металеместік қасиеттері кемиді де, металдық қасиеттері артады. Сутекті қосылыстарының NH3-тен ВіН3-ке қарай тұрақтылығының азаюы, оттекті қосылыстарының беріктігінің артуы осы қасиеттерімен түсіндіріледі.



АЗОТ ЖӘНЕ ОНЫҢ ҚОСЫЛЫСТАРЫ.

Азоттың физикалық және химиялық қасиеттері.

Алғаш рет азотты ауадан ағылшын химигі Резерфорд 1772 жылы бөліп алды. Азот табиғатта бос күйінде де және қосылыс түрінде де кездеседі.

Таза азот – түссіз, иіссіз, дәмсіз, суда аз еритін (100:2) газ. Ауадан сәл жеңілірек. Азот молекуласы екі атомнан тұрады (N2). Азот молекуласындағы атомдар өзара үш байланыс арқылы қосылған. Сондықтан ол үш байланысты үзіп молекуланы атомдарға ыдырату үщін өте көп энергия жұмсалады.

Химиялық қасиеті жағынан азот – инертті, қалыпты жағдайда ол реакцияласпайды. Инерттілігі екі атомды молекуласының өте беріктігіне байланысты. Азот қалыпты жағдайда тек қана литиймен, ал қыздырғанда басқа металдармен және кейбір бейметалдармен әрекеттесіп, тотықтырғыштық қасиет қорсетеді, тек фтор мен оттекпен әрекеттескенде ғана тотықсыздандырғыш болады.



Алынуы.

Өнеркәсіпте азотты ауаны сұйылту арқылы алады. Азот аз мөлшерде, зертханада керек болған кезде, оны мына әдістердің бірімен алады:



  • 3CuO+2NH3→3Cu+N2+3H2O

  • NH4NO2→N2+2H2O

  • (NH4)2Cr2O7→N2+Cr2O3+4H2O


Азоттың сутекті қосылыстары.

Азоттың сутекпен бірнеше қосылыс бар: аммиак NH3, гидразин N2H4, азидсутек қышқылы HN3 және бұлардың туындалары. Бұлардың ішіндегі өте маңыздысы аммиак.



N2H4 – азоттың сутекті қосылысының бірі, аммиактағы сутек толық тотықпаудан түзіледі. Гидразин – түссіз, түтінденіп тұратын, суда ерігіш сұйықтық. Гидразин улы зат, күшті тотықсыздандырғыш ретінде реактивтік қозғағыштардың отыны ретінде пайдаланылады.

HN3 – бұл да азот пен сутектің қослысының бірі, әлсіз қышқыл. Қалыпты жағдайда түссіз, өткір иісті, ұшқыш сұйық, сулы ерітінділерде тұрақты. Оны гидразин мен азотты қышқылды әрекеттестіріп алады. Тұздары азид деп аталады; қышқыл да, оның тұздары да өте қопарылғыш заттар. Азидсутек қышқылының тотықтырғыштық қасиеті бар, сондықтан бұл да «патша сұйығы» сияқты, асыл металдарды (платина, алтын) ерітеді.

Аммиактың физикалық және химиялық қасиеттері.

Аммиак – түссіз, өткір иісті газ. Судың бір көлемінде 700 көлем аммиак ериді. Аммиак ауадан екі есеге жуық жеңіл. Аммиактың судағы ерітіндісі аммиак суы немесе мүсәтір спирті деп аталады. Аммиактың молекуласы үш бұрышты пирамида тәрізді.

Аммиактың молекуласы қалыпты жағдайда тұрақты, берік, әжептәуір активтігі бар молекулалар қатарына жатады. Аммиактың химиялық қасиеттерін үш түрлі реакцияларға топтастырып көрсетуге болады:


  1. қосып алу

  2. тотығу

  3. құрамындағы сутегі басқа заттарға ауысу реакциялары.

Суда еріген кезде аммиак сумен әрекеттеседі. Судағы ерітіндісі сілтілік орта көрсетеді. Аммиактың судағы ерітіндісі немесе аммоний гидроксиді әлсіз негіздерге тән барлық қасиеттерді көрсетеді.

Химиялық реакциялар кезінде аммиак тотықсыздандырғыштық қасиет көрсетеді. Өйткені аммиактағы азот атомы өзінің -3 тең ең төменгі тотығу дәрежесін көрсетеді.

Күшті металеместер аммиакты азотқа дейін тотықтырады. Платина катализаторы қатысында оттек аммиакты азот (ІІ) оксидіне дейін тотықтырады. Қыздырғанда аммиак кейбір металдарды олардың оксидтерінен тотықсыздандырады да, өзі азотқа дейін тотығады.

Аммиак қышқылдармен оңай реакцияласып аммоний тұздарын түзеді. Аммиактың судағы ерітіндісі немесе аммоний гидроксиді басқа негіздер сияқты қышқылдармен, қышқылдық оксидтермен, тұздармен әрекеттеседі.



Аммиактың алынуы.

Зертханада аммиакты аммоний тұздары мен сілтілердің әрекеттесуінен алады. Өнеркәсіпте аммиакты көп мөлшерде азот пен сутекті синтездеу арқылы алады.



Аммоний тұздары.

Аммоний тұздары ақ түсті кристалды, суда жақсы еритін заттар. Аммоний тұздары судағы ерітінділерінде аммоний катионына және қышқыл қалдығының анионына ыдырайды. Аммоний тұздары қыздырғанда ыдырайды. Құрамындағы қышқылдың ұшқыштығына байланысты аммоний тұздары әр түрлі жолмен ыдырайды. Ұшқыш қышқылдың (тұз қышқылының) тұздары аммиак және хлорсутек түзе айырылады. Ұшпайтын қышқылдың тұздары жартылай ыдырайды.



Азоттың оттекті қосылыстары.

Азот оттекпен бес түрлі оксидтер түзеді: N2O, NO, N2O3, NO2, N2O5.



N2O – түссіз, жағымды иісті газ, аммоний нитратын айыру арқылы алынады.

NOауада электр разряды кезінде, зертханада мыс пен сұйытылған азот қышқылы әрекеттескенде түзіледі. Бұл оксид түссіз, иіссіз, суда нашар еритін, тұз түзбейтін оксид. Ауада тез тотығып NO2-ге айналады.

N2O3 – натрий нитриті мен сұйытылған күкірт қышқылы әрекеттескенде түзілетін көкшіл түсті сұйық. Бұл оксидке азотты қышқыл HNO2 сәйкес келеді және ол өте тұрақсыз. Азотты қышқылға оның тұздары – нитриттер сәйкес келеді. Нитриттер әрі тотықтырғыш, әрі тотықсыздандырғыштар.

NO2 – қызыл-қоңыр түсті улы газ. Оны зертханада ауыр металдардың нитраттарын қыздырып ыдырату арқылы немесе мыс пен концентрлі азот қышқылының әрекеттесуінен алады. NO2 суда ерігенде азот және азотты қышқылдардың қоспасы түзіледі.

N2O5 – азот қышқылын фосфор (V) оксидімен сусыздандыру жолымен немесе азот (IV) оксидін озонмен тотықтыру арқылы алынады. Бұл оксид түссіз кристалды зат, 32,30С-та балқиды, 470С-та қайнайды. Азот (V) оксиді қыздырған кезде азот (IV) оксиді мен оттекке айырылады. Азот (V) оксидін суда еріткенде азот қышқылы түзіледі.

Азот қышқылы HNO3.

Физикалық және химиялық қасиеттері.

Азот қышқылы таза күйінде түссіз, өткір иісті, сұйық зат. Азот қышқылы сумен кез келген қатынаста араласады.

Сусыз азот қышқылы тұрақсыз қосылыс, аздап қыздырғанда немесе жарықтың әсерінен оңай ыдырайды. Азот қышқылы күшті қышқылдардың қатарына жатады. Сұйытылған ерітіндісінде ол толық иондарға ыдырайды. Азот қышқылы басқа да қышқылдар сияқты негіздермен, негіздік оксидтермен, тұздармен әрекеттеседі.

Азот қышқылының ең басты химиялық қасиеті – күшті тотықтырғыш. Сондықтан ол барлық металдармен (алтын, платина, иридий, рутенийден басқаларымен) әрекеттеседі.



Алынуы.

Азот қышқылын зертханада натрий нитратына концентрлі күкірт қышқылымен әсер ету арқылы алады. Өнеркәсіпте азот қышқылын аммиакты катализатор қатысында тотықтыру арқылы алады. Бұл әдіспен азот қышқылын алу үш сатыдан тұрады:



  • платина катализаторы қатысында аммиакты ауадағы оттек арқылы тотықтырады

  • түзілген азот (ІІ) оксиді азот (IV) оксидіне оңай тотығады

  • азот (IV) оксидін оттек қатысында суға сіңіру арқылы азот қышқылын алады.

Осы әдіспен 60-62% азот қышқылы алынады. Бұл қышқылды концентрлі күкірт қышқылымен қосып қыздырып айдау және суыту арқылы 97% азот қышқылын алады.

Азот қышқылының тұздары нитраттар деп аталады. Олардың барлығы да суда жақсы ериді. Нитраттар қыздырғанда ыдырайды. Құрамындағы металдардың активтігіне байланысты нитраттар әр түрлі жолмен ыдырайды. Металдардың активтік қатарында магнийге дейін орналасқан металдардың тұздары нитриттер мен оттекке, магний мен мыстың арасындағы металдардың тұздары металл оксидін, азот (IV) оксидін және оттек түзе, ал мыстан кейін орналасқан металдардың тұздары металға, азот (IV) оксидіне және оттекке ыдырайды.


ФОСФОР ЖӘНЕ ОНЫҢ ҚОСЫЛЫСТАРЫ.

Фосфорды 1669 жылы неміс алхимигі Г.Бранд ашты. Фосфор бірнеше аллотропиялық түр өзгерістер түзеді. Олардың ішіндегі маңыздылары ақ және қызыл фосфор. Ақ фосфор - улы, түссіз, кристалды, суда ерімейтін қатты зат. Ауа қатыстырмай әлсіз қыздырғанда немесе жарықтың әсерінен қызыл фосфорға айналады. Қызыл фосфор – қызыл қоңыр түсті зат. Оның қасиеттері ақ фосфордан өзгеше. Ол усыз, суда ерімейді. Ауада қиын тотығады да, тек 360 0С жанады. Қатты қыздырғанда қызыл фосфор балқымай ұшып кетеді, ал оның буын тез салқындатса ақ фосфорға айналады. Қара фосфорды алу үшін ақ фосфорды 2000-та және 1,2*1010 Па қыздырады. Қара фосфор граыитқа ұқсайды.



Химиялық қасиеттері жағынан фосфор өте реакцияласқыш элемент, көпшілік заттармен тікелей қосылысады, әрі көп мөлшерде жылу бөліп шығарады. Оттек, галогендер, күкірт және бірсыпыра металдармен өте оңай қосылысады.

Фосфор металдармен әрекеттесіп фосфоридтер түзеді. Фосфидтер сумен әрекеттесіп фосфордың сутекпен қосылысы фосфин (РН3) түзеді. Фосфор күшті металеместер: оттекпен, хлормен әрекеттескенде тотықсыздандырғыш қызметін атқарады.



Алынуы.

Фосфорды фосфиттің, кокстың, құмның қоспасын электр пешінде ауа қатыстырмай қыздыру арқылы алады. Қосылған кокс фосфорды тотықсыздандырады, ал құм түзілген кальций оксидімен қосылыпоны шлакқа айналдырады.

Ca3(PO4)2+5C+3SiO2→2P+5CO+3CaSiO3

Түзілген бу түріндегі фосфор мен көміртек оксидінің қоспасын салқындатқанда ақ фосфор буы қатты күйдегі ақ фосфорға айналады.



Фосфордың сутекпен қосылыстары.

Фосфордың сутекпен екі қосылысы бар: РН3 (газ), Р2Н4 (сұйық). Фосфор сутекпен нашар қосылады. Сондықтан фосфорсутекті не фосфинді РН3 алу үшін кальций фосфидін тұз қышқылымен, тіпті сумен әрекеттестіреді. Фосфинді басқа жолмен ақ фосфорды сілтілік ортада реакцияластырса да түзіледі.



Фосфин сарымсақ иісті, улы газ, химиялық қасиеттері жөнінен аммиакқа ұқсас. Құрылымы NH3 сияқты, пирамида тәрізді. РН3 бөлінбеген қос электронды бұлты нашар гибридтенгендіктен оның электрон донорлық қасиеті аммиакқа қарағанда әлсіздеу, сондықтан фосфин аммиак сияқты емес, қосып алу реакцияларына бейімділігі кем, фосфоний тұздары кейбір қышқылдарда ғана болады, әрі өздері тұрақсыз. Фосфин суда ерігенмен қосылыс түзбейді. Фосфин да фосфоний туындылары да – күшті тотықсыздандырғыш.

Р2Н4 – дифосфин, гидразинның аналогы, түссіз сұйықтық, фосфидтердің гидролизінде РН3 қабат түзіледі. Күшті тотықсыздандырғыш, ауада өздігінен тұтанады.

Фосфордың оттекті қосылыстары.

Фосфордың үш оксиді бар: Р2О3, Р2О4, Р2О5.

Н3РО2 – фосфорлылау қышқыл – қатты кристалдық, суда жақсы еритін зат. Бұл қышқылдың тұздары гипофосфиттер деп аталады. Бұл қышқылдың құрамындағы фосфор +1 тотығу дәрежеде болады. Гипофосфиттер – күшті тотықсыздандырғыштар.

Р2О3 – фосфор баяу тотыққанда, немесе оттек жеткіліксіз болғанда түзілетін, ақ түсті кристалдық зат. Төмен температурада полимерленіп Р2О6 түзеді. Суық сумен қосылып фосфорлы қышқыл Н3РО3 түзеді, жылы сумен реакцияласқанда, фосфорлы қышқылдың термиялық айрылуында түзілетін заттар шығады. Бұл қышқылдың құрамындағы фосфор +3 тотығу дәрежеде болады. Фосфорлы қышқылдың тұздары фосфиттер деп аталады. Фосфорлы қышқыл және оның тұздары фосфиттер күшті тотықсыздандырғыштар.

Р2О4 – түссіз, жылтыр кристалдық зат. Бұл оксидті, N2O4 сияқты, аралас ангидрид деп қарауға болады, өйткені сумен реакцияласқанда фофсфор және фосфорлы қышқылдар түзеді.

Р2О5 фосфор ауада, не оттек ішінде жанғанда ақ қар сияқты көп көлем алатын масса болып түзіледі. Фосфор (V) оксиді бу күйінің өзінде де Р4О10 молекулаларынан тұрады. Р2О5 – сумен өте шабыт қосылады, суды тіпті басқа заттан тартып алып та қосылады. Температураға байланысты судың бір, екі немесе үш молекуласын қосып алып сәйкес үш түрлі қышқылдар түзеді: метафосфор қышқыл (НРО3), пирофосфор (Н4Р2О7), ортофосфор (Н3РО4). Бұл қышқылдардың ішіндегі ең маңыздысы ортофосфор немесе фосфор қышқылы. Фосфор қышқылы түссіз қатты зат, суда жақсы ериді, тұрақты қышқыл. Азот қышқылы сияқты фосфор қышқылының тотықтырғыштық қасиеттері болмайды. Күштілігі жөнінен орташа қышқылдардың қатарына жатады. Үш негізді қышқыл болғандықтан судағы ерітіндісінде үш сатыда иондарға ыдырайды. Фосфор қышқылы басқа қышқылдар сияқты негіздермен, негіздік оксидтермен, тұздармен және металдармен әрекеттеседі.

Фосфор қышқылын зертханада қызыл фосфорды азот қышқылымен қосып қыздыру арқылы алады. Өнеркәсіпте фосфор қышқылын термиялық және экстракциялық әдістермен алады. Ортофосфор қышқылы үш негізді болғандықтан үш қатар тұздар түзеді: дигидрофосфаттар, гидрофосфаттар, фосфаттар.



1   2   3   4   5   6   7   8   9   10


©netref.ru 2017
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет