Тотыу-тотысыздану реакцияларыны трлері

18 асырды аяында А.Лавуазье жануды оттекті теориясын сынан кезден бастап тотыу заттарды оттекпен осылуы, ал тотысыздану оттекті бліп алу процестері деп аралан.1920 1930 ж. химияда электронды тсінікті алыптасуына байланысты оттек атыспайтын реакциялардыда тотыу-тотысыздану реакциялар болатындыы аныталды. Тотыу-тотысыздану реакциялар процестері кбінесе электронды тедеулермен рнектеледі. Зарядтарды саталу заына айшы келмес шін Т отыу-тотысыздану реакциялар кезінде тотытырышты осып алан электрондар саны тотысыздандырышты берген электрондар санына те болуы керек деген жалпы ереже саталады.Тотыу-тотысыздану процесіні осы кнгі теориясын жасаан Ресей алымдары – Л.В.Писаржевский,Я.И.Михайленко, А.М.БеркенгеймжнеС.В.Даин. Ол теорияны нег аид- ы: Тотыу дегеніміз атомны, молекуланы,ионны электрон беру процесі. Na0-=Na+ I—=I0 N-3-5 =N+2 Тотысыздану дегеніміз атомны, молекуланы, ионны электрон осып алу процесі. Cr+6+3=r+3, S0+2=S-2, Mn+7+5 =Mn+2, Тотытырыш-электрон осып алушы блшек Тотысыздандырыш- электрон беруші блшек. Тотыу-тотысыздану реакцияларын теестіруді екі тсілі бар, электронды баланс жне ионды-электронды тсілдер. Электронды баланс тсілі бойынша мынадай реакцияны мысала алуа болады: Na2SO3+KMNO4+H2SO4Na2SO4+MnSO4+K2SO4+H2O

S+4 -2e=S+6

5 Mn+7 +5e=Mn+2 2

5S+4 + 2Mn+7 = 5S+6 + 2Mn+2

5Na2SO3 + 2KMnO4 + 3H2SO45Na2SO4 + 2MnSO4 + K2SO4 + 3H2O

Ионды-электрондытсілбойынша:

Na2SO3+KMNO4+H2SO4Na2SO4+MnSO4+K2SO4+H2O

SO32- +MnO4- +H+ SO42- +Mn2++ H2O 5

SO32- +H2O -2e= SO42- + 2Н+

2 MnO4- + 8H+ +5e= Mn2+ + 4H2O 5Na2SO3+KMnO4+3H2SO45Na2SO4+2MnSO4+K2SO4+3H2O

Барлыммкінболатынтотыу-тотысыздануреакцияларынштипкебліпарауаболады. 1.Атомаралыжнемолекулааралытотыу-тотысыздануреакциялары – ртрліатомдарды, иондарды, молекулалардыарасындаэлектронауысуынынтижесіндежреді.Блежиікездесетінреакциялар.
MnO2+ HClMnCl2 + Cl2 + H2O
Коэффициенттердітабушінекідістідепайдаланамыз:
Mn+4 +2e= Mn+2 1

MnO2 + 4H+ +2e= Mn2+ +2H2O 2 1

2C-l -2e= Cl2 2 1

2Cl- -2e = Cl2 2 1
Берілген Mn иондарынбайланыстырушінтаыда 2HCl ажетекенінескеріп, реакциянытолытедеуіжаз-з:

MnO2+ 4HCl= MnCl2 + Cl2 + 2H2O

2. Молекула ішіндегі тотыу-тотысыздану реакциялары – бір ана молекуладаы екі трлі атомны бірінен-біріне электрон блтыны ауысуынан болады. Кбіне мндай ре-р крделі заттарды ыдырауына сйкес келеді. Мселен, Бертолле тзыны ыдырауы: 2KClO32KCl + 3O2

Cl+5 +6e=Cl- 6 2

3O-2 -6e= 3/2O2 6 2

3. зіндік тотыу-тотысыздану н/е диспропорциялану р/яры – бір ана атомны тріні тотыып, рі тотысыздануынан шыады.Мндай реакция жру шін, диспропорцияланатын атомны тотыу дрежесі аралы кйде болуы шарт, сонда ана ол зі тотыып рі тотысыздана алады. Мысалы:

KMnO4+H2OKMnO4+KOH

Mn+6 -e=Mn+7 2

MnO42- -e=MnO4- 2

Mn+6 +2e=Mn+4 1

MnO42- +2H2O+2e=MnO2 + 4OH- 1
Екі коэффициентті бір молекуланы алдына ойылатынын ескеріп, оларды зара осып орта коэффициент табамыз: 3K2MnO4+2H2O2KMnO4+4KOH+MnO2 Тотыу-тотысыздану реакциялары жруіні басты шарты, оан міндетті трде тотысыздандырышпен тотытырыш атысу ажет. Тотысыздандырыштар ретінде:

-металдарды бейтарап атомдары (Na, Ca, Al), -кейбір бейметалдар (C,Si,H2), -бейметалдарды теріс зарядты арапайым иондары (Cl,Br,I) -здеріні тотыу дрежесін арттыра алатындай абілеті бар ме-ды о зарядты иондары (Ge , Sn , Cr ) -рамында аралы ТД-е ие атомдары бар, крделі иондар мен молекулалар олданылады (SO2 , NO , MnO2) Техникалы ж/е лабораториялы жмыстарда жиі олданылатын аса маызды тотысыздандырыштарды атарына мыналар жатады: С пен СО-металлургияда оксидті кендерден металл алуа, кейбір активтігі аз металды ерітінділерінен блуге жмсалады; темір,мырыш,алюминий ж/е алайы- органикалы заттарды ндіруде, сіресе нитроосылыстарды тотысыздандыруа ажет; ккірттіышыл H2SO3 жне оны тздары Na2SO3, NaHSO3- бейорганикалыжнеорганикалызаттардындіруде,фотографияда, мата нерксібінде т.б жерлерде олданылады;Натрий сульфиді Na2S органикалы ароматы нитро- ж/е азоосылыстарды тотысыздандырады; натрий тиосульфаты Na2S2O3- бояу ісінде ажет, металл кйдегі натрий-титан топшасыны элементтерін бос кйде бліп алуа жмсалады; атом кйіндегі- сутек- лабор- жмыстар кезінде жиі олданылады; электртогы – электролиз процесіні жргізуші кші, оны арасында кптеген Ме-р алынды. Тотытырыш ретінде -кштібейметалдар (F2,Cl2,Br2,I2,O2,O3) -рамында жоары ТД бар элементтерді атомы кіретін крделі иондар (NO , SO4 , MnO , ) -жоары валентті оксидтер(PbO2,SO3,CrO3,Mn2O7) пассив металдарды иондары (Aq , Au , Cu) т.б олдан-ды. Оларды ішіндегі аса маыздылары мыналар: Оттек-металлургия ж/е химия нерксібіні басты тотытырышы, жеке кйіндеде, рі баса газдар мен оспа тріндеде жмсала береді; Озон-оттектен де кшті тотытырыш, кптеген бояыш заттарды аартып, толып жатан анорганикалы зат-ды тотытырып, суды ж/е ауаны зарарсыздандыруа ажет; Калийперманганаты KMnO4 кптеген анорганикалы ж/е органикалы заттарды тотытыратын кшт т-тырыш; Азот N,ккірт S, дихромышылы – бос кйіндегі металдармен металл еместерді, крделі бейорганикалы ж/е орг- сан алуан заттарды тотытыратын, жиі олданылатын реагенттер; Сутек пероксиді-жмса тотытырыш,сйек,сабан,тері бояуларды аартады,медицинада дезинфекцияа ажет. Сонымен атар жиі тотысыздандырыштар атарына H3PO4,HCOOH,HClO3,NaClO,NaBrO,H2S2O8, (NH4)2S2O8 жатады.

34)Ерітінділерді коллигативтік асиеттері мен Рауль заын тсіндіріізБір затта екінші зат ерігенде еріткішті де, еріген затты да асиеті згереді. Еріткішті асиеті згеруден туатын жаа асиеттер барлы ерітінділерге орта асиетке айналады. Мндай асиеттерге : осмос, ерітінділер буыны ысымы, ерітінділерді ату жнеайнау тепературалары жатады. Осмос. Ерітінділерді, оны ішінде сйы ерітінділерді асиеттерін зерттегенде, ол ерітіндідегі затты кйі газ кйіне те сас екендігі аныталды. Газдарды негізгі асиеті-диффузия арылы мейлінше ке клем алуа тырысуы. Осындай асиет еріген затта да облады: 1 ыдыса антты конц.ерітіндісі йылады жне оны стіне араласып кетпейтіндей етіп, ептеп сол антты сйы ерітіндісін яды. Бл жадайда екі жаты диффузия жреді,яни антты молекулалары конц.ерітіндіден сйы ерітіндіге, ал сйы ерітіндіден конц.ерітіндіге диффузияланады. Біраз уаыттан кейін суды да, антты да молекулалары араласып ерітіндіге айналады. Енді суды молекулаларын ткізетін, одан ірірек ант мол-н ткізбейтін тбі жартылай ткізгіштен жасалан ыдыса ант ерітіндісімен таза су йылан екінші кеірек ыдысты ішіне ойса, 1 жаты диффузия байалады. Мнда су мол-ы диффузияланады, рі олар антты ерітіндісі йылан кіші ыдыса тез кшеді, кері туі баяуыра болады. осыны нтижесінде ант ерітіндісіні концентрациясы кемиді. Осындай шала ткізгіш арылы болатын, бір жаты диффузияны осмос деп атайды(грек.итеру, басу). Осмос ысымы ерітіндіні концентрациясына, температурасына туелді. 1886 жылы Вант-Гофф бл туелділік, брын газдара олданылып жрген Бойль-Мариот пен Гей-Люссак задарына те сас екендігін тапты. Р= cRT. Ерітіндіні осмос ысымы, сол еріген зат газ кйінде болып, осы температурада, ерітіндіні клеміндегі клем алып трандаы туызатын ысымына те. Буыны ысымы.Ерітінділерді бетіндегі буыны ысымы сумен салыстыранда едуір тмен болуы- ерітінділерді негізгі асиеттеріні бірі. рбір сйы белгілі темпе-да бетіндегі бумен тепе-тедікте болады, яни оны бетінен зіліп шыып буа айналатын молекулалар саны будан айтып сйыа онатын молекулалар санына те. Еріген зат еріткішті бу ысымын тмендетеді. 1887 жылы француз физигі Рауль ерітінділермен жмыс істей келе мынадай за ашты: Электролит емес заттарды сйы ерітінділеріні буыны ысымыны кемуі, еріткішті кесімді млшерінде еріген затты млшеріне пропорционал. Ерітінділерді атуы жне айнауы. рбір таза затты зіне тн ату жне айнау температуралары болады. сйыты ату темп.д\з-оны сйы жне атты кйлерінде бетіндегі буыны ысымдары біріне- бірі те болатын темп. Айталы 0º-та мз бен сйы суды бетіндегі буыны ысымы те болады. сондытан 0° С таза суды ату темп. Сйыты айнау темп.д\з- сйы бетіндегі буыны ысымы сырты атмосфералы ысыма теесетін темп.;суды алса 100ºС-та оны буыны ысымы 101,3 кПа, сондытан 1атм ысымда, су 100°С-та айнайды. Суда бір затты еріткенде бу ысымы кемиді. Ерітінділерді атуу мен айнау темп. лшеп осы мселені сан жаын есептеген Рауль болатын. Оны эксперименттік орытындылары Рауль (1887ж) заы деп аталады.1. ату темп- тмендеуі, еріткішті сол салма млшеріндегі еріген затты млшеріне пропорционал.2. Трлі заттарды эквимолекулалы млшерлері бір еріткішті бірдей етіп алынан млшерінде ерітілген болса, ол ерітінділерді ату темп-сы бірдей градус санына тмендейді. Мысалы, глюкозаны 0,1 молін (18г) 1000г суа ерітсек одан ату темп-сы 0,186ºС-а тмендейді. Енді этил спиртіні 0,1 молін (4,6г) не антты 0,1 молін (34,2г ) ерітсек, олар да ерітінідлеріні ату темп-н 0, 186ºС-а тмендетеді.
35 Осмос. айнау температурасыны жоарылауы мен ату температурасыны тмендеуі.

Бір затта екінші зат ерігенде еріткішті де, еріген затты да асиеті згереді. Еріткішті асиеті згеруден туатын жаа асиеттер барлы ерітінділерге орта асиетке айналады. Мндай асиеттерге : осмос, ерітінділер буыны ысымы, ерітінділерді ату жнеайнау тепературалары жатады. Осмос. Ерітінділерді, оны ішінде сйы ерітінділерді асиеттерін зерттегенде, ол ерітіндідегі затты кйі газ кйіне те сас екендігі аныталды. Газдарды негізгі асиеті-диффузия арылы мейлінше ке клем алуа тырысуы. Осындай асиет еріген затта да облады: 1 ыдыса антты конц.ерітіндісі йылады жне оны стіне араласып кетпейтіндей етіп, ептеп сол антты сйы ерітіндісін яды. Бл жадайда екі жаты диффузия жреді,яни антты молекулалары конц.ерітіндіден сйы ерітіндіге, ал сйы ерітіндіден конц.ерітіндіге диффузияланады. Біраз уаыттан кейін суды да, антты да молекулалары араласып ерітіндіге айналады. Енді суды молекулаларын ткізетін, одан ірірек ант мол-н ткізбейтін тбі жартылай ткізгіштен жасалан ыдыса ант ерітіндісімен таза су йылан екінші кеірек ыдысты ішіне ойса, 1 жаты диффузия байалады. Мнда су мол-ы диффузияланады, рі олар антты ерітіндісі йылан кіші ыдыса тез кшеді, кері туі баяуыра болады. осыны нтижесінде ант ерітіндісіні концентрациясы кемиді. Осындай шала ткізгіш арылы болатын, бір жаты диффузияны осмос деп атайды(грек.итеру, басу). Осмос ысымы ерітіндіні концентрациясына, температурасына туелді. 1886 жылы Вант-Гофф бл туелділік, брын газдара олданылып жрген Бойль-Мариот пен Гей-Люссак задарына те сас екендігін тапты. Р= cRT.

Ерітіндіні осмос ысымы, сол еріген зат газ кйінде болып, осы температурада, ерітіндіні клеміндегі клем алып трандаы туызатын ысымына те. Буыны ысымы.Ерітінділерді бетіндегі буыны ысымы сумен салыстыранда едуір тмен болуы- ерітінділерді негізгі асиеттеріні бірі. рбір сйы белгілі темпе-да бетіндегі бумен тепе-тедікте болады, яни оны бетінен зіліп шыып буа айналатын молекулалар саны будан айтып сйыа онатын молекулалар санына те. Еріген зат еріткішті бу ысымын тмендетеді. 1887 жылы француз физигі Рауль ерітінділермен жмыс істей келе мынадай за ашты: Электролит емес заттарды сйы ерітінділеріні буыны ысымыны кемуі, еріткішті кесімді млшерінде еріген затты млшеріне пропорционал. Ерітінділерді атуы жне айнауы. рбір таза затты зіне тн ату жне айнау температуралары болады. сйыты ату темп.д\з-оны сйы жне атты кйлерінде бетіндегі буыны ысымдары біріне- бірі те болатын темп. Айталы 0º-та мз бен сйы суды бетіндегі буыны ысымы те болады. сондытан 0° С таза суды ату темп. Сйыты айнау темп.д\з- сйы бетіндегі буыны ысымы сырты атмосфералы ысыма теесетін темп.;суды алса 100ºС-та оны буыны ысымы 101,3 кПа, сондытан 1атм ысымда, су 100°С-та айнайды. Суда бір затты еріткенде бу ысымы кемиді. Ерітінділерді атуу мен айнау темп. лшеп осы мселені сан жаын есептеген Рауль болатын. Оны эксперименттік орытындылары Рауль (1887ж) заы деп аталады.1. ату темп- тмендеуі, еріткішті сол салма млшеріндегі еріген затты млшеріне пропорционал.2. Трлі заттарды эквимолекулалы млшерлері бір еріткішті бірдей етіп алынан млшерінде ерітілген болса, ол ерітінділерді ату темп-сы бірдей градус санына тмендейді. Мысалы, глюкозаны 0,1 молін (18г) 1000г суа ерітсек одан ату темп-сы 0,186ºС-а тмендейді. Енді этил спиртіні 0,1 молін (4,6г) не антты 0,1 молін (34,2г ) ерітсек, олар да ерітінідлеріні ату темп-н 0, 186ºС-а тмендетеді.

36 Электролиттер ерітіндісі. Аррениусты электролиттік диссоциация теориясы.Электролиттер - негіздер, ышылдар, тздар балымалары мен ерітінділері электр тогын ткізеді.
Аррениус теориясыны негізгі аидалары:
1. Тздар, ышылдар, негіздер ерігенде жне балыанда иондара ыдырайды.
2. Ерітінділер мен балымаларды ток ткізгіштігі осы иондарды концентрациясына туелді болады. Электролит молекулаларыны иондара ыдырау процесін электролиттік диссоциация дейді. Иондарды о зарядталаны катода тартылатындытан катиондар деп, ал анода тартылатындары аниондар деп аталады. Аылшын физигі М. Фарадей XIX асырды 30-шы жылдары «электролит, ион, катион, анион» терминдерін енгізді. Ионды жне ковалентті полюсті байланысты молекулалар суда ерігенде иондара толыымен ыдырайды:
NaCl Na++ Cl-;
HCl Н++ CI-;
H2S04 2Н+ + S042-
Иондарды формулалары да зарядты табасы (+, - ) оны сан мнінен кейін жазылады. Негіздер дегеніміз судаы ерітінділерінде диссоциацияланып металды катионына жне гидроксидті анионына ыдырайтын электролит. KOHK+ +OH-
Ba(OH)2BaOH+ +OH- Ba2+ + OH-
ыш. Дег. Судаы ерітінділерде сутекті катионына жне ыш.ылдыыны аинонына диссоц. осылыс. HCl=H+Cl
H3PO4=H+H2PO4=2H+HPO4=3H+PO4
Тздар деп судаы ерітінділерінде метал катионы мен ыш.алдыы анионына ыдырайтын осылыс.
Диссоциациялану дрежесі, диссоциациялану константасы жне ерітіндіні концентрациясы бірімен бірі мына математикалы тедеумен байланысты (оны Оствальдты сйылту заы деп атайды). КД =2/ (1-)C
лсіз электролиттер шін диссоциациялану дрежесі те аз, сондытан (1-)=1 те деп алуа болады, сонда: KД=2/C ; =(K/c)

 

37.Тздар гидролизі- тзды рамындаы иондары мен су молекулаларыны арасында жретін, н7тижесінде лсіз электролит молекуласы не иондары тзілетінреакциялар.[1]
Тздар тзілу табиатына арай мынадай топа блінеді:
I. Кшті негіз бен кшті ышылдан KCl, K2S04, NaN03, NaCl;
ІІ. Кшті негіз бен лсіз ышылдан Na2S, Na2C03, K2S03, Na3P04;
ІІІ. лсіз негіз бен кшті ышылдан Al2(S04)3, FeS04, ZnCl2. IV. Кшті негіз бен кшті ышылдан бейтарап орта пайда болады.Сондытан тздар гидролизденбейді.
I. Натрий хлориді (NaCl) — NaOH кшті негіз (к.н.) жне HCl кштіышыл (к..) рекеттескенде тзілетін тз. NaCl —> Na++ CI- НОН —> Н++ ОН-
Диссоциация нтижесінде пайда болан р аттас иондар электростатикалы кштерді серінен тартылады. Сонда тзілген электролиттеркшті боландытан (NaOH, HCl) рамдас бліктеріне толы диссоциацияланады, сондытан су иондарыны концентрациялары згермейді .Сондытан кшті негіз бен кшті ышылдан тзілген тздар гидролизге шырамайды, оны ортасы бейтарап болады.
IІ. Натрий карбонаты Na2CO3- NaOH кшті негіз (к.н.) бен лсіз кмір (Н2СО3) ышылы (. к.) рекеттескенде тзілген тз. Na2CO3--> 2Na++ CO32- НОН —> Н++ OH-
Кшті негіз бен лсіз ышылды тзы гидролизденгенде тз рамындаы ышыл алды анионы су рамынан сутек катионын осып алып, ерітіндіге гидроксид ионы босап шыады, сондытан орта негіздік (сілтілік) болады. Гидролиздену реакциясыны молекулалы тедеуі: Na2C03+ НОН = NaHC03+ NaOH
IІI. Алюминий хлориді АlСl3- Аl(ОН)3лсіз негіз (.н.) бен HCl кшті кышыл (к..) рекеттескенде тзілген тз. АlСl ->3Аl3++ 3Cl- НОН -> Н++ ОН-
АlСl3ерігенде тзілген Аl3+иондары суды ОН-иондарымен бірігіп (Аl0Н)2+ионын тзеді, сутек ионы ерітіндіде алады, ал тзілген ышыл иондалады.Тздарды гидролизге шырауы жне оларды судаы ерітіндісіндегі ортасы тзды рамындаы иондарды асиеттеріне туелді. Гидролизге тек ерімтал тздар ана тседі, гидролиз айтымды деріс.
Гидролиздену дрежесі aг
Гидролизконстантасы- Кг
Кд–диссоциация константасы
лсіз ышыл (Кд.)
Негіз (Кд.негіз)
Кw= [H+].[OH–] = 10–14