29.Тотығу-тотықсыздану реакцияларының түрлері

18 ғасырдың аяғында А.Лавуазье жанудың оттекті теориясын ұсынған кезден бастап тотығу заттардың оттекпен қосылуы, ал тотықсыздану оттекті бөліп алу процестері деп қаралған.1920 1930 ж. химияда электрондық түсініктің қалыптасуына байланысты оттек қатыспайтын реакциялардыңда тотығу-тотықсыздану реакциялар болатындығы анықталды. Тотығу-тотықсыздану реакциялар процестері көбінесе электрондық теңдеулермен өрнектеледі. Зарядтардың сақталу заңына қайшы келмес үшін Тотығу-тотықсыздану реакциялар кезінде тотықтырғыштың қосып алған электрондар саны тотықсыздандырғыштың берген электрондар санына тең болуы керек деген жалпы ереже сақталады.Тотығу-тотықсыздану процесінің осы күнгі теориясын жасаған Ресей ғалымдары – Л.В.Писаржевский,Я.И.Михайленко, А.М.Беркенгейм және С.В.Даин. Ол теорияның нег қағид- ы: Тотығу дегеніміз атомның, молекуланың,ионның электрон беру процесі. Тотықсыздану дегеніміз атомның, молекуланың, ионның электрон қосып алу процесі. Cr+6+3ē=r+3, S0+2ē=S-2, Mn+7+5 ē=Mn+2, Тотықтырғыш-электрон қосып алушы бөлшек Тотықсыздандырғыш- электрон беруші бөлшек. Тотығу-тотықсыздану реакцияларын теңестірудің екі тәсілі бар, электронды баланс және ионды-электронды тәсілдер. Электронды баланс тәсілі бойынша мынадай реакцияны мысалға алуға болады: Na2SO3+KMNO4+H2SO4→Na2SO4+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 + 3H2SO4→5Na2SO4 + 2MnSO4 + K2SO4 + 3H2O

Ионды-электронды тәсіл бойынша:

Na2SO3+KMNO4+H2SO4→Na2SO4+MnSO4+K2SO4+H2O

SO3^2- +MnO4^- +H⁺ →SO4^2- +Mn2+ H2O

SO3^2- +H2O -2e= SO4^2- + 2Н⁺ 5

2 MnO^4- + 8H⁺ +5e= Mn2⁺ + 4H2O 2 5Na2SO3+KMnO4+3H2SO4→5Na2SO4+2MnSO4+K2SO4+3H2O

Барлық мүмкін болатын тотығу-тотықсыздану реакцияларын үш типке бөліп қарауға болады. 1.Атомаралық және молекулааралық тотығу-тотықсыздану реакциялары – әр түрлі атомдардың, иондардың, молекулалардың арасында электрон ауысуының нәтижесінде жүреді.Бұл ең жиі кездесетін реакциялар. MnO2+ HCl→MnCl2 + Cl2↑ + H2O Коэффициенттерді табу үшін екі әдісті де пайдаланамыз: Mn⁺⁴ +2e= Mn⁺² 2 2 MnO2 + 4H⁺ +2e= Mn²⁺ +2H2O 2 1

2Cl^- -2e= Cl2 2 1 2Cl^- -2e = Cl2 2 1 Берілген Mn иондарын байланыстыру үшін тағы да 2HCl қажет екенін ескеріп, реакцияның толық теңдеуі жаз-з:

MnO2+ 4HCl= MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O

2. Молекула ішіндегі тотығу-тотықсыздану реакциялары – бір ғана молекуладағы екі түрлі атомның бірінен-біріне электрон бұлтының ауысуынан болады. Көбіне мұндай ре-р күрделі заттардың ыдырауына сәйкес келеді. Мәселен, Бертолле тұзының ыдырауы: 2KClO3→2KCl + 3O2↑

Cl⁺⁵ +6e=Cl^- 6 2

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

2ClO3→2KCl+3O2

2. Өзіндік тотығу-тотықсыздану н/е диспропорциялану р/яры – бір ғана атомның түрінің тотығып, әрі тотықсыздануынан шығады.Мұндай реакция жүру үшін, диспропорцияланатын атомның тотығу дәрежесі аралық күйде болуы шарт, сонда ғана ол өзі тотығып әрі тотықсыздана алады. Мысалы:

K2MnO4+H2O→KMnO4+KOH

Mn⁺⁶ -e=Mn⁺⁷ 2

MnO4^2- -e=MnO4^- 2

Mn⁺⁶ +2e=Mn⁺⁴ 1

MnO4^2- +2H2O+2e=MnO2 + 4OH^- 1 Екі коэффициенттің бір молекуланың алдына қойылатынын ескеріп, оларды өзара қосып ортақ коэффициент табамыз: 3K2MnO4+2H2O→2KMnO4+4KOH+MnO2

30.Ерітінділердің коллигативтік қасиеттері мен Рауль заңын түсіндір.Бір затта екінші зат ерігенде еріткіштің де, еріген заттың да қасиеті өзгереді. Еріткіштің қасиеті өзгеруден туатын жаңа қасиеттер барлық ерітінділерге ортақ қасиетке айналады. Мұндай қасиеттерге : осмос, ерітінділер буының қысымы, ерітінділердің қату жәнеқайнау тепературалары жатады. Осмос. Ерітінділердің, оның ішінде сұйық ерітінділердің қасиеттерін зерттегенде, ол ерітіндідегі заттың күйі газ күйіне өте ұқсас екендігі анықталды. Газдардың негізгі қасиеті-диффузия арқылы мейлінше кең көлем алуға тырысуы. Осындай қасиет еріген затта да облады: 1 ыдысқа қанттың конц.ерітіндісі құйылады және оның үстіне араласып кетпейтіндей етіп, ептеп сол қанттың сұйық ерітіндісін құяды. Бұл жағдайда екі жақты диффузия жүреді,яғни қанттың молекулалары конц.ерітіндіден сұйық ерітіндіге, ал сұйық ерітіндіден конц.ерітіндіге диффузияланады. Біраз уақыттан кейін судың да, қанттың да молекулалары араласып ерітіндіге айналады. Енді судың молекулаларын өткізетін, одан ірірек қант мол-н өткізбейтін түбі жартылай өткізгіштен жасалған ыдысқа қант ерітіндісімен таза су құйылған екінші кеңірек ыдыстың ішіне қойса, 1 жақты диффузия байқалады. Мұнда су мол-ы диффузияланады, әрі олар қанттың ерітіндісі құйылған кіші ыдысқа тез көшеді, кері өтуі баяуырақ болады. осының нәтижесінде қант ерітіндісінің концентрациясы кемиді. Осындай шала өткізгіш арқылы болатын, бір жақты диффузияны осмос деп атайды(грек.итеру, басу). Осмос қысымы ерітіндінің концентрациясына, температурасына тәуелді. 1886 жылы Вант-Гофф бұл тәуелділік, бұрын газдарға қолданылып жүрген Бойль-Мариот пен Гей-Люссак заңдарына өте ұқсас екендігін тапты. Р= cRT.

Ерітіндінің осмос қысымы, сол еріген зат газ күйінде болып, осы температурада, ерітіндінің көлеміндегі көлем алып тұрғандағы туғызатын қысымына тең. Буының қысымы.Ерітінділердің бетіндегі буының қысымы сумен салыстырғанда едәуір төмен болуы- ерітінділердің негізгі қасиеттерінің бірі. әрбір сұйық белгілі темпе-да бетіндегі бумен тепе-теңдікте болады, яғни оның бетінен үзіліп шығып буға айналатын молекулалар саны будан қайтып сұйыққа қонатын молекулалар санына тең. Еріген зат еріткіштің бу қысымын төмендетеді. 1887 жылы француз физигі Рауль ерітінділермен жұмыс істей келе мынадай заң ашты: Электролит емес заттардың сұйық ерітінділерінің буының қысымының кемуі, еріткіштің кесімді мөлшерінде еріген заттың мөлшеріне пропорционал. Ерітінділердің қатуы және қайнауы. Әрбір таза заттың өзіне тән қату және қайнау температуралары болады. сұйықтың қату темп.д\з-оның сұйық және қатты күйлерінде бетіндегі буының қысымдары біріне- бірі тең болатын темп. Айталық 0º-та мұз бен сұйық судың бетіндегі буының қысымы тең болады. сондықтан 0° С таза судың қату темп. Сұйықтың қайнау темп.д\з- сұйық бетіндегі буының қысымы сыртқы атмосфералық қысымға теңесетін темп.;суды алсақ 100ºС-та оның буының қысымы 101,3 кПа, сондықтан 1атм қысымда, су 100°С-та қайнайды. Суда бір затты еріткенде бу қысымы кемиді. Ерітінділердің қатуу мен қайнау темп. өлшеп осы мәселенің сан жағын есептеген Рауль болатын. Оның эксперименттік қорытындылары Рауль (1887ж) заңы деп аталады.1. Қату темп-ң төмендеуі, еріткіштің сол салмақ мөлшеріндегі еріген заттың мөлшеріне пропорционал.2. Түрлі заттардың эквимолекулалық мөлшерлері бір еріткіштің бірдей етіп алынған мөлшерінде ерітілген болса, ол ерітінділердің қату темп-сы бірдей градус санына төмендейді. Мысалы, глюкозаның 0,1 молін (18г) 1000г суға ерітсек одан қату темп-сы 0,186ºС-қа төмендейді. Енді этил спиртінің 0,1 молін (4,6г) не қанттың 0,1 молін (34,2г ) ерітсек, олар да ерітінідлерінің қату темп-н 0, 186ºС-қа төмендетеді. 31. Осмос. Ерітінділердің қайнау температурасының жоғарылауы мен қату температурасының төмендеуі. Бір затта екініш зат ерігенде еріткіштің де, еріген заттың да қасиеті өзгереді. Еріткіштің қасиеті өзгеруден туатын жаңа қасиеттер барлық ерітінділерге ортақ қасиетке айналады. Мұндай қасиеттерге : осмос, ерітінділер буының қысымы, ерітінділердің қату жәнеқайнау тепературалары жатады. Осмос. Ерітінділердің, оның ішінде сұйық ерітінділердің қасиеттерін зерттегенде, ол ерітіндідегі заттың күйі газ күйіне өте ұқсас екендігі анықталды. Газдардың негізгі қасиеті-диффузия арқылы мейлінше кең көлем алуға тырысуы. Осындай қасиет еріген затта да болады: 1 ыдысқа қанттың конц.ерітіндісі құйылады және оның үстіне араласып кетпейтіндей етіп, ептеп сол қанттың сұйық ерітіндісін құяды. Бұл жағдайда екі жақты диффузия жүреді,яғни қанттың молекулалары конц.ерітіндіден сұйық ерітіндіге, ал сұйық ерітіндіден конц.ерітіндіге диффузияланады. Біраз уақыттан кейін судың да, қанттың да молекулалары араласып ерітіндіге айналады. Енді судың молекулаларын өткізетін, одан ірірек қант мол-н өткізбейтін түбі жартылай өткізгіштен жасалған ыдысқа қант ерітіндісімен таза су құйылған екінші кеңірек ыдыстың ішіне қойса, 1 жақты диффузия байқалады. Мұнда су мол-ы диффузияланады, әрі олар қанттың ерітіндісі құйылған кіші ыдысқа тез көшеді, кері өтуі баяуырақ болады. осының нәтижесінде қант ерітіндісінің концентрациясы кемиді. Осындай шала өткізгіш арқылы болатын, бір жақты диффузияны осмос деп атайды(грек.итеру, басу). Осмос қысымы ерітіндінің концентрациясына, температурасына тәуелді. 1886 жылы Вант-Гофф бұл тәуелділік, бұрын газдарға қолданылып жүрген Бойль-Мариот пен Гей-Люссак заңдарына өте ұқсас екендігін тапты. Р= cRT. Ерітіндінің осмос қысымы, сол еріген зат газ күйінде болып, осы температурада, ерітіндінің көлеміндегі көлем алып тұрғандағы туғызатын қысымына тең. Буының қысымы.Ерітінділердің бетіндегі буының қысымы сумен салыстырғанда едәуір төмен болуы- ерітінділердің негізгі қасиеттерінің бірі. әрбір сұйық белгілі темпе-да

бетіндегі бумен тепе-теңдікте болады, яғни оның бетінен үзіліп шығып буға айналатын молекулалар саны будан қайтып сұйыққа қонатын молекулалар санына тең. Еріген зат еріткіштің бу қысымын төмендетеді. 1887 жылы француз физигі Рауль ерітінділермен жұмыс істей келе мынадай заң ашты: Электролит емес заттардың сұйық ерітінділерінің буының қысымының кемуі, еріткіштің кесімді мөлшерінде еріген заттың мөлшеріне пропорционал. Ерітінділердің қатуы және қайнауы. Әрбір таза заттың өзіне тән қату және қайнау температуралары болады. сұйықтың қату темп.д\з-оның сұйық және қатты күйлерінде бетіндегі буының қысымдары біріне- бірі тең болатын темп. Айталық 0º-та мұз бен сұйық судың бетіндегі буының қысымы тең болады. сондықтан 0° С таза судың қату темп. Сұйықтың қайнау темп.д\з- сұйық бетіндегі буының қысымы сыртқы атмосфералық қысымға теңесетін темп.;суды алсақ 100ºС-та оның буының қысымы 101,3 кПа, сондықтан 1атм қысымда, су 100°С-та қайнайды. Суда бір затты еріткенде бу қысымы кемиді. Ерітінділердің қатуу мен қайнау темп. өлшеп осы мәселенің сан жағын есептеген Рауль болатын. Оның эксперименттік қорытындылары Рауль (1887ж) заңы деп аталады.1. Қату темп-ң төмендеуі, еріткіштің сол салмақ мөлшеріндегі еріген заттың мөлшеріне пропорционал.2. Түрлі заттардың эквимолекулалық мөлшерлері бір еріткіштің бірдей етіп алынған мөлшерінде ерітілген болса, ол ерітінділердің қату темп-сы бірдей градус санына төмендейді. Мысалы, глюкозаның 0,1 молін (18г) 1000г суға ерітсек одан қату темп-сы 0,186ºС-қа төмендейді. Енді этил спиртінің 0,1 молін (4,6г) не қанттың 0,1 молін (34,2г ) ерітсек, олар да ерітінідлерінің қату темп-н 0, 186ºС-қа төмендетеді. 32.Аррениустың электролиттік диссоциация теориясын түсіндіріңіз.

Электролиттер - негіздер, қышқылдар, тұздар балқымалары мен ерітінділері электр тогын өткізеді. Аррениус теориясының негізгі қағидалары: 1. Тұздар, қышқылдар, негіздер ерігенде және балқығанда иондарға ыдырайды. 2. Ерітінділер мен балқымалардың ток өткізгіштігі осы иондардың концентрациясына тәуелді болады. Электролит молекулаларының иондарға ыдырау процесін электролиттік диссоциация дейді. Иондардың оң зарядталғаны катодқа тартылатындықтан катиондар деп, ал анодқа тартылатындары аниондар деп аталады. Ағылшын физигі М. Фарадей XIX ғасырдың 30-шы жылдары «электролит, ион, катион, анион» терминдерін енгізді. Ионды және ковалентті полюсті байланысты молекулалар суда ерігенде иондарға толығымен ыдырайды: NaCl↔ Na⁺+ Cl^-; HCl ↔ Н⁺+ CI^-; H2S04 ↔ 2Н⁺ + S04^2- Иондардың формулалары да зарядтың таңбасы (+, - ) оның сан мәнінен кейін жазылады. Негіздер дегеніміз судағы ерітінділерінде диссоциацияланып металдың катионына және гидроксидтің анионына ыдырайтын электролит. KOH↔K⁺ +OH^- Ba(OH)2↔BaOH⁺ +OH^- ↔Ba2⁺ + OH^- Қыш. Дег. Судағы ерітінділерде сутектің катионына және қыш.қылдығының аинонына диссоц. Қосылыс. HCl=H+Cl H3PO4=H+H2PO4=2H+HPO4=3H+PO4 Тұздар деп судағы ерітінділерінде метал катионы мен қыш.қалдығы анионына ыдырайтын қосылыс.

33.Тұздар гидролизін мысалмен түсіндіріңіз. Гидролиздену констансасы және дәрежесі арасындағы байланысты сипаттаңыз. Тұздар гидролизі- тұздың құрамындағы иондары мен су молекулаларының арасында жүретін, нәтижесінде әлсіз электролит молекуласы не иондары түзілетін реакциялар.

Тұздар түзілу табиғатына қарай мынадай топқа бөлінеді: I. Күшті негіз бен күшті қышқылдан KCl, K2S04, NaN03, NaCl; ІІ. Күшті негіз бен әлсіз қышқылдан Na2S, Na2C03, K2S03, Na3P04; ІІІ. Әлсіз негіз бен күшті қышқылдан Al2(S04)3, FeS04, ZnCl2. IV. Күшті негіз бен күшті қышқылдан бейтарап орта пайда болады.Сондықтан тұздар гидролизденбейді. I. Натрий хлориді (NaCl) — NaOH күшті негіз (к.н.) және HCl күштіқышқыл (к.қ.) әрекеттескенде түзілетін тұз. NaCl —> Na⁺+ Cl^- НОН —> Н⁺+ОН^- Диссоциация нәтижесінде пайда болған әр аттас иондар электростатикалық күштердің әсерінен тартылады. Сонда түзілген электролиттеркүшті болғандықтан (NaOH, HCl) құрамдас бөліктеріне толық диссоциацияланады, сондықтан су иондарының концентрациялары өзгермейді .Сондықтан күшті негіз бен күшті қышқылдан түзілген тұздар гидролизге ұшырамайды, оның ортасы бейтарап болады. IІ. Натрий карбонаты Na2CO3- NaOH күшті негіз (к.н.) бен әлсіз көмір (Н2СО3) қышқылы (ө. к.) әрекеттескенде түзілген тұз. Na2CO3--> 2Na⁺+ CO3^2- НОН —> Н⁺+ OH^- Күшті негіз бен әлсіз қышқылдың тұзы гидролизденгенде тұз құрамындағы қышқыл қалдық анионы су құрамынан сутек катионын қосып алып, ерітіндіге гидроксид ионы босап шығады, сондықтан орта негіздік (сілтілік) болады. Гидролиздену реакциясының молекулалық теңдеуі: Na2C03+ НОН = NaHC03+ NaOH IІI. Алюминий хлориді АlСl3- Аl(ОН)3әлсіз негіз (ө.н.) бен HCl күшті кышқыл (к.қ.) әрекеттескенде түзілген тұз. АlСl ->3Аl3⁺+ 3Cl^- НОН -> Н⁺+ ОН^- АlСl3ерігенде түзілген Аl3+иондары судың ОН-иондарымен бірігіп (Аl0Н)2+ионын түзеді, сутек ионы ерітіндіде қалады, ал түзілген қышқыл иондалады.Тұздардың гидролизге ұшырауы және олардың судағы ерітіндісіндегі ортасы тұздың құрамындағы иондардың қасиеттеріне тәуелді. Гидролизге тек ерімтал тұздар ғана түседі, гидролиз қайтымды үдеріс. Гидролиздену дәрежесі aг Гидролизконстантасы- Кг Кд–диссоциация константасы Әлсіз қышқыл (Кд.қ) Негіз (Кд.негіз) Кw= [H+].[OH–] = 10–14

38.Октаэдрлік, тетраэдрлік, квадратты комплекстердің өрісінде d-орбиталды деңгейшенің жіктелуін көрсетіңіз. Қазіргі заманғы кристалдық өріс теориясы Коссель (1916ж) ұсынған электростатикалық модельдің жалғасы болып табылады.КӨ теориясында комп.қосылыстардағы байланысты иондық деп қарастырады. Электростатикалық модель б/ша

комплекстің құрылысын анықтау үшін мүмкін бола алатын әртүрлі конфигурациялардың түзілу энергияларын есептейді. Түзілу энергиялары ең үлкен, демек ең тұрақты конфигурация комплекстің шын конфигурациясы деп есептеледі. Сонымен қарапайым иондық модель комплектсі қосылыстардың түзілуін және кеңістіктегі құрылысын түсіндіре алады. Комплекс түзушінің Д- деңгейшесі тетраэдрлік квадратты және сызықты комплекстерде де жіктеледі.Тетраэдрлік комплестерде Дε – орбитальдар Ду- орбитальдарға қарағанда лигандтарға жақындау орналасқан, сондықтан олар қаттырақ тебіледі. Демек, тетраэдрлік комплексте Д-орбитальдардың жіктелуі октаэдрлік комплекстерге керіснше болады. Әртүрлі комплекстердегі ионның қоршауында Д-деңгейшенің жіктелуі:1-сфералық;2-сызықтық қоршауда;3-тетраэдрлік;4-жазық квадрат;5-октаэдрлік.МО теориясы да кристалдық өріс теориясындай жоғары және төмен спинді комплекстер алуға болатынын есептеуге мүмкіндік береді.Комплекстер ішкі сфераның зарядына қарай, катионды,анионды, бейтарап болып үш топқа бөлінеді. Катионды комп-р орталық ионның айналасына бейтарап молекулалар (Н2О,NH3)координацияланғанда түзіледі. Мысалы, {Al(H2O)6}Cl3 және {Cr(NH3)4}Cl3. Анионды компл-де комп түзушінің рөлін оң зарядталған ион, ал лигандтар рөлін аниондар атқарады.Мысалы, K4{Fe(CN)6}, K2{BeF4}. Бейтарап ком-р атомның айналасына молекулалар коорд-да н/е оң зарядталға комп түзушінің айналасына анион мен молекулалар қатар коорд-да түзіледі. Мыс,{Pt(NH3)2Cl2} . Комп қос-р аталуы лигандтың атымен және оның санын n көрсеетін сандық қосымша мен орталық атомның атын атау арқ көрсетіледі. Күрделі лиганды бар ком-ді атау үшін лигандтардың атауы жақшаға алынып бис-(2), трис-(3),тетракис-(4),пентакис-(5),гексакис-(6) қосымш-мен көрсетіледі. мыс:(NH2CH2CH2NH2)4-тетракис(этилендиамин).Жаңа номенклатура бойынша комп құрамындағы теріс зарядталған анион лигандтардың атауына -о деген жалғау жалғанады, Мыс:F- фторо,Cl--хлоро, OH--гидроксо.Катионды комп-ді атау үшін алдымен анион аталып, содан соң комп катион аталып, комп түзуші орталық атомның ТД көрсетіледі. Мыс:{Ag(NH3)2+}-диаминкүміс(І)катионы,{Al(H2O)6}Cl-гексаакваалюминий(ІІІ)хлориді.{Bi6(OH)12}6+-додекагидроксогексависмут(ІІІ)катион Анионды ком-ді атау үшін, алдымен комплекс анионға -аты деген жалғау жалғап,комп түзушінің ТД көрсетіліп, соңынан анионды атау керек.Мыс:Na3{Ag(SO3S)2}-натрий бис(тиосульфато)аргентаты (І), K4{Fe(CN)6}- калий гексацианоферраты(ІІ).

40.Металдардың физикалық және химиялық қасиеттері бойынша жіктелуін атаңыз.Металдар– Электр тоғы мен жылуды жақсы өткізетін, пластикалық қасиеті жоғары, жылтыр заттар. Мұндай қасиеттердің болуы металдардың ішкі құрылымымен байланысты. Металдардың (сынаптан басқа) кристалдық тор көздерінде металл атомдары орналасқан. Олар бір-бірімен металдық байланыспен байланысады. Металдардың иондану энергиясы аз болғандықтан олардың валенттік электрондары оңай бөлініп, бүкіл кристалдың бойында еркін қозғала алады. Сондықтан олардың жиынтығын электрон газы деп те атайды. Су ерітінділеріндегі реакциялар үшін металдың активтілігі оның активті қатардағы орнына байланысты. Металдардың қаттылығы, температураға төзімділігі күнделікті тәжірибеде шешуші рөл атқарады. Егер шыны хроммен кесілсе, алцезийді адам тырнағымен-ақ кесе алады. Кейбір металдар жұмсақ (күміс, алтын, т.б.) болғандықтан таза металдардың орнына олардың бір-бірімен құймалары қолданылады. Ең алғаш алынған құймалардың бірі – қола. Темір мен оның құймалары (шойын, болат) қара металдар, ал қалғандары түсті металдар; алтын, күміс, платина химиялық реактивтергетөзімділігіне байланысты асыл металдар; сумен әрекеттесіп сілті түзетін металдарды сілтілік (Lі, Na, K, Rb, Cs), ал жер қыртысының негізін құрайтындарын сілтілік жер металдар; массалық үлесі 0,01%-дан аспайтындарын сирек металдар деп атайды. Өнеркәсіпте металдарды негізіненпирометаллургия, гидрометаллургия және электрметаллургия әдістерімен алады. Металдар электр сымдарын, тұрмысқа қажет бұйымдар (қазан,балға, т.б.) жасауда, т.б. кеңінен қолданылады.

Металдардың химиялық қасиеттері Металдардың көпшілігі химиялық активті элементтер болғандықтан жай және күрделі заттармен әрекеттеседі: Жай заттармен:

2Mg + 02 = 2MgO + Q жану реакциясы Fe + S = FeS темір (II) сульфиді Са + Сl2 = СаСl2 кальций хлориді Металл гидридтері тұз сияқты қатты заттар. Металл гидридтерінде ғана сутегінің тотығу дәрежесі - 1 болады, себебі металдар электрондарын сутектің атомдык радиусыкіші болғандықтан оңай береді. Күрделі заттармен: Сілтілік және сілтілік жер металдар сумен куатты әрекеттесіп, судағы сутекті ығыстырып шығарады. 2Na + 2Н2O = 2NaOH + Н2↑

Металдар қышқылдармен әрекеттеседі. Реакция нәтижесінде түзілетін өнімнің табиғаты металдың белсенділігіне жөне қышқылдардың концентрациясына тәуелді

Zn + H2SO4 (сұйык) = ZnSO4 + Н2

Zn + 2H2SO4(конц.) = ZnSO4 + SO2↑ + 2H2O

4Mg + 10HNO3 (сұйық) = 4Mg(NO3)2+ NH4NO3 + 3H2O

Ag + 2HNO3 (конц.) = AgNO3 + NO2↑ + H2O

Металдар тұздармен әрекеттеседі. Белсендірек металдар (химиялық белсенді металл) белсенділігі темен металды оның қосылыстарынан ығыстырып шығарады.

Cu + Hg (NO3)2 = Cu (NO3)2+Hg

Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu

2Mg + TiCl4 = 2MgCl2 + Ti Металдар оксидтермен әрекеттеседі:

2Al + Fe2O3= Al2O3 + 2Fe

Mg + CO2=MgO + CO

Металдар органикалық қосылыстармен де әрекеттеседі:

Na + C2H5OH = C2H5ONa + 0,5H2

2Na + CH3Cl = C2H6 + 2NaCl

Металдарды алу әдістері.Құрамында металл қосылыстары бар минералдар мен тау жыныстарынан металды өнеркөсіптік жолмен беліп алу экономикалық тиімді болса, олар кен деп аталады. Металдар табиғи кендерден алынады. Кендегі металды бос жынысынан айыру арқылы байыту жүргізіледі — олардың бірі флотацияәдісі. Алу әдістері металдардың химиялық белсенділіктеріне негізделген. Қазақстандагы металл кендері және металл өндірісі аймақтарда төмендегідей болып шоғырланған. Pb, Zn - Текелі, Малеевск, Ащысай; Mg, Ti, Zn, In, Be, Ta, Nb - Өскеменде өндіріледі (Қорғасын-мырыш, Титан-магний комбинаттары, Қазмырыш АҚ); Металлургия өндірісі үш топқа бөлінеді: пирометаллургия, гидрометаллургия, электрометаллургия. Бұл өндірістерде сәйкес жылу, су және электр куаты пайдаланылады. 41.Металдардың химиялық қасиеттеріне мысалмен түсіндіріңіз. Металдардың коррозиясымен қалай күресуге болады.

Металдардың химиялық реакцияласу қабілетін хим-қ қасиеті дейміз.Металдарды хим-қ жағынан толық сипаттаушы қасиеті-бос жеке оң иондар түзуі. Металдар тотықсыздандырғыштар.Метал-ң активтігі бірдей емес, электронын неғұрлым оңай беретін металдар активті металдар болады, олар оңай реакцияласқыш болады.Металдардың активтігін алғаш толық зерттеген Н.Н.Бекетов болды. металдарды активтігінің төмендеу ретімен тізіп, оны "ығыстыру қатары "д.а.Бұл қатардағы әрбір Ме өзінен кейін орналасқан Ме-ң барлығын,олардың тұздарының ерітінділерінен ығыстырып шығарады. Сутек те сол сияқты, оның алдында тұрған Ме-р оны қышқылдардың сұйытылған ертіндісінен ығыстырып шығарады. Сутектен кейін келетін Ме-р сутекті қышқылдардын ығыстырып шығара алмайды. Қатар бойынша сол жақта тұрған Ме активтеу болады.Р-ясушы екі Ме-ң арасы неғұрлым қашығырақ болса, бірінен бірінеэлектрон көшу оңайырақ болады.Қоршаған ортаның әсерінен металдың жаңа химиялық қосылыс түзе күйреуін коррозия «жемірілу») дейді. Коррозияның күнде кездесетін мысалы-темірдің таттануы-темір ауадағы оттекпен тотығып, беті таттанады (Fe2O3*H2O ).Жалпы алғанда, металдардың және олардың құймаларыныңқоршаған орта әсерінен жемірілуге ұшырауын химиялық және электрохимиялық деп екіге бөледі Коррозияның бір түрін химиялық коррозия дейді, ол қышқыл, сілті, тұздардың ерітінділерінің және түрлі газдардың (CO2, H2S, SO2, HCl т.т.) тікелеі әрекеті, мысалы металдан жасалған көп заттар-машиналар, көпірлер, түрлі каркастар, станоктар, механизмдер, үйдің шатыры, рельс, провод т.б. ашық ауада, судың, түрлі ерітінділердің және газдардың әсері тиетін жерлерде болады. Бірақ, халық шаруашылығының түрлі салаларына өте көп зиян келтіретін электрхимиялық коррозия. Электрохимиялық коррозия болу үшін электрхимиялық процесс өту керек; ондай процесс үшін екі электрод және электродтар батырылып тұратын электролит болуы шарт. Металл таза болса коррозияланбайды. Тіпті темір сияқты металдың өзі де таза болса таттанбайды. Бірақ техникада алынатын металдар еш уақыт таза болмайды, оларда аралас көбіне басқа металдар қоспалары болады, міне, осыдан коррозияға қолайлы жағдай туады. Металдар мен құймалар әр түрлі заттармен жанасқанда, олармен әрекеттесіп, химиялыққосылыстар түзеді. Әсіресе жаңбыр, топырақ ылғалы, ауа әсерінен қоршаған ортадағы металдар бүлініп желінеді. Металдардың бәрі бірдей жемірілуге ұшырай бермейді. Кернеу қатарында күмістен соң орналасқан металдар "бекзат металдар" деп аталады, олар іс жүзінде бүлінбейді. Сондықтан бұл металдарды және олардың құймаларын жемірілуге тыйым салынған жерлерде

қолданады. Мысалы, электрондық өнеркәсіпте, ғарыштық техникада контактілер жасау үшін алтынды пайдаланады. Кернеу қатарында магнийдің сол жағында орналасқан сілтілік және сілтілікжер металдар "бекзат металдарға" қарама-қарсы қасиетке ие. Олар көдімгі жағдайдың өзінде қоршаган ортадағы көптеген заттармен (ең алдымен, оттекпен және сумен) оңай әрекеттеседі, сондықтан қондырғылар мен аппараттар жасауға пайдаланылмайды. Кернеу қатарының орта шенінде жемірілуге баяу ұшырайтын металдар орналасқан. Олардың біразы, мысалы, Mg, Zn, Al, Cr, Ni жемірілуге төзімді, себебі металдардың бетінде оксидтен тұратын өте жұқа қабықша пайда болып, металдарды қоршағанортамен жанасудан сақтап тұрады.

Коррозиямен күресудің қазіргі кезде көп әдістері бар. Олардың маңыздылары:1)сыртын қаптау; 2)тұрақты құйма жасау; 3)қоршаушы ортаны өзгерту;4)электрохимиялық қорғау. 42.Металдардың құймалар түрлерін ата және күй диаграммаларын қолдана отырып, эвтетика деген ұғымды түсіндіріңіз. Осы кезде металдарды жеке, тазакүйінде сирек қолданады, өйткені ғылым мен техниканың талабың жеке металдардың қасиеттері қанағаттандыра алмайтын болды.1 Металдардыараластырып қүйма жасаса, қүймалардың қүрамын қажетке сөйкес өзгерту арқылы, техниканың талабына сай, арнаулы қасиеті бар қүймалар алуға болады. Сондықтан жер жүзінде өндірілетін металдардың дені түрлі қүймалар жасауға жүмсалады. Қазіргі кезде өнеркөсіп пен өндірісте 8000-нан астам қүймалар қолданылады. Ал олардың өрқайсысын арнайы өндеуден өткізіп, қалаған мақсатта қолданылатын түрлерін алуға болады. Қүйма жасау үшін керекгі металдарды тиісті мөлшерде алып араластырып, отқа төзімді қазандарда, не арнаулы пештерде балқығанша қыздырады. Металдардың көпшілігі балқыған күйде бірінің ішінде бірі жақсы ериді, араласады. Сол балқыған күйдегі металдар қайтадан қатқан кезде қүйма түзеді. Қүйманың не екенін түсіну үшін металдар балқысып, қүйысып қатып қүйма болғанда, олардың арасында не қүбылыс болатындығын қаралық. Онда үш түрлі қүбылыс болуы мүмкін. 1. Балқыған күйде араласқанмен, қатқан кезде эр металл өз жөнінде кристалданады. Мүндай жағдайда қүйма дейініміз жеке металдардың таза кристалдарының қоспасы. Ондай қүйма біртекті болмайды. Оған мынадай металдар жүбынан шығатын қүймаларды мысалға алуға болады: Pb-Sn, Bi-Cd, Ag-Pb. Бұлардың кристалдары Ван-дер-Ваальс күштерінің арқасында байланысып тұрады. Микроскоппен қарағанда онда әр металдың кристалдарының жеке түрғандығын байқау қиын емес. 2. Қүйма түзуші металдар бірінің ішінде бірі ериді. Қатқан қүйманы қатты ерітінді деп атайды. Қатты ерітіндіде металдар, кристалдық қүрылымын бұзбай, бірінің орнына екіншісі тұра береді. Қатты ерітінді біртекті. Мәселен, Ag-Cu, Cu-Ni, Mn-Fe, Ag-Au, Pt-Au қүймалары қатты ерітінділер түзеді.Қатты ерітінділердің беріктігі де, қаттылығы да, серпімділігі де, электротехникалық қасиеттері де, химиялық түрақтылығы да оны қүрайтын металдардікінен әрдайым жоғары болады. Тот баспайтын болаттар осытопқа жатады. 3. Құйма түзуші металдар құрамы кесімді химиялық қосылыс түзеді (AuZn, Au2Zn5, AuZn3, Na4Sn, NaSn, NaSn2).Мұндай қосылыстардыинтерметалдық қосылыс дейді. Металдар ғана емес кейбір бейметалдар да балқысқан күйде металдармен химиялық қосылыстар түзеді (Ғе3С, Ғез8І2, СІІзР, Cu2Si). Мүндай жағдайда да қүйма біртекті. Интерметалдық қосылыстар металдардың валенттігіне сай түзілмейді, олардың құрамы біртіндеп баяу өзгереді. Сондықтан оларды бертоллидтердеп те атайды. (Қүрам түрақтылық заңын қара).Бірақ көпшілік жағдайда қүйма біртекті болмайды, өйткені қүймалардың көпшілігі, онда түзілген интерметалдық қосылыспен қосылыспай, артық қалған металдың қоспасы болып табылады.Ғылым мен техниканың

өскелең талабына сай керекті жаңа қүймалар жасау өтеқауырт дамуда. Мысалы, аса қатты қуймалар жасап шығу үшін болаттарға бор, азот және басқа элементтер қосылады. Металдардың ең жеңілі литийді негізге алып аса жеціл қуймажасап шығаруда алыс болмас деп сенуге болады. Эвтектика - жеділ балқығыш деген сөз. Екі немесе онан да көп минералдарды (немесе металдарды) белгілі бір мөлшерде алып араластырса, сол қоспа ең жеңіл балқитын болса, осыны эвтектикалык, қоспа дейді. Эвтектикалық қоспаның балқу температурасы сол қоспаны құрушы әрбір минералдардың жеке қалпындағы балқу температурасынан төмен болады. Демек, кейбір жеке минералдардың кристалдануынан бұрын олардың эвтектикалық қоспасы кристалданады. Сондықтан эвтектикалық коспалар минералдардың парагенезисін түзуші ерекше жағдай болып табылады. Эвтектикалық кристалдануда екі минералдың айқасып өскен әдемі құрылысы пайда болады. Оны эвтектикалық структура немесе эвтектикалық текстура деп атайды. Эвтектикалық құрылыстын, айқын мысалы оның ортоклаз бен кварц эвтектикасында пайда болады. Кварц ортоклаз минералының арасына белгілі бір тәртіп бойынша жазған жазу сияқты ретпен орналасады. Оны пегматит деп атайды, өйткені мұнда эвтектикалық структура пегматит аталатын калдық магмадан пайда болады. Сонымен, пегматит деген сөз екі мағынада қолданылады. Пегматит эвтектикалык, мағынада қолданғанда оны шимай гранит, жазулы тас, немесе «еврей тас» деп атайды).