1. Сутек, алынуы, физикалық және химиялық қасиеттері, қолданылуы.

Сутегінің алынуы

Сутектің жерде кездесетін ең мол көзі - су,   сондықтан оны өндірісте суды тұракты электр тогының көмеимен айыру арқылы алады: 2Н₂O = 2Н₂↑ +0₂ ↑ бұл реакцияны алғаш рет А. Лавузье мен Ж. Менье қыздыру арқылы іске асырған (жоғары бағытталған бағдарша заттың үшқыштығын көрсетеді).

Сутегіні ендірістік мақсатта алудың басқа да тәсілдері бар.

Ал зертханаларда белсенді металдын, (Zn, Mg) қышқылдармен әрекеттесу реакциясы арқылы алады. Көп жағдайда мырышты пайдаланады.  ↑

2Na + 2HOH = 2 NaOH + Н₂ ↑

Са+ 2НОН = Са (ОН)₂+ Н₂↑

Физикалық қасиеттері

Сутек элементінен тұратын жай зат — сутегі, ол екі атомнан тұрады, формуласы Н₂; М(Н₂)=2, М=2 г/моль. Бұл түссіз, иіссіз, дәмсіз, өте жеңіл (р=0,09 г/л) газ күйіндегі бейметалл, оның қайнау (-252,76°С) және балқу (-259,2°С) температурасы өте төмен. Суда нашар ериді (100 көлем суда 2 көлем газ (t=20°С).^[1]

Сутегінің химиялық қасиеттері

Кәдімгі жағдайда сутегі тұрақты зат, ал қыздырғанда кейбір жай заттармен реакцияға түседі. Сутегі оттегінде көзге көрінбейтін жалынмен су түзе жанады. Бұл үдеріс баяу жүреді.

2Н₂+ 0₂ = 2Н₂0 + 572кДж

Жай заттардан күрделі зат олардың тікелей әрекеттесуі аркылы алынса синтез деп аталады.

Қыздырылған күкірт арқылы сутегін өткізсек, жағымсыз иісті күкіртті сутек газы түзіледі:

Н₂+ S H₂S↑

Бейметалдардың сутекпен қосылыстарын атау үшін сутекті қосылыс түзуші, элемент атына ды, ді, ты, ті, лы, лі жалғаулары жалғанып, сутек сөзі қосылып оқылады.

Мысалы: HCl - хлорлы сутек; НВr - бромды сутек; H₂S - күкіртті сутек; НҒ - фторлы сутек.

Кейбір бейметалдардың сутекті қосылыстарының тарихи қалыптасқан атаулары бар:

• Н₂0 - су;

• NH₃ - аммиак;

• СН₄ - метан;

• РН₃ - фосфин;

• SiH₄ - силан.

Сутегі өте белсенді металдармен әрекеттескенде гидридтер деп аталатын тұз төрізді қатты заттар түзіледі:

H₂+2Na=2NaH натрий гидриді

Н₂+Са=СаН₂ кальций гидриді

Сутектің металдармен қосылыстарын атау үшін металл атына гидриді деген сөз қосылып оқылады.

Күрделі заттарменәрекеттесуі: Егер мыс (II) оксидін қыздырып, оған сутегін жіберсек мыс оксидінің қара түсі жойылып қызыл түсті мыс бөлінеді:

CuO + Н₂ = Н₂О+Cu

Бұл реакцияда тотықсыздану үдерісі жүреді, өйткені сутек мыс (II) оксидіндегі оттекті өзіне қосып алады, сөйтіп сутек тотығады, ал мыс тотықсызданады.

Қолданылуы

Өнеркәсіпте сутек метанда конвергенциялау  несмесе суды электролиздеу  арқылы ашылады. Мұнай және химия өнеркәсібінде қосымша өнім ретінде сутек бөлінеді. Лабараторияда сутекті сұйытылған тұз немесе күкірт қышқылдарына мырышпен әсер етіп алады. Дүние жүзінде жылына шамамен 350*109 тонна сутек өндіріледі. Сутек, аммиак, тұз қышқылы, жасанды сұйық отын алуда, майларды гидрогенезациялауда, металдарды сутек-оттек жалынында кесуде, мұнай фракцияларын гидротазалау мен гидрокрекингісінде, тағыда басқа қолданылады. Атом энергетикасында изотоптары маңызды орын алады. Сутекті экологиялық таза орын ретінде қолданудын болашағы зор.

Сутектің қолданылуы, оның жанғанда көп жылу бөлінетіндігіне негізделген. Әсіресе экологиялық таза отын ретінде сутектің болашағы зор. Себебі сутек жанғанда түзілетін өнім – су ауаны ластамайды. Әзірше сутекті көп мөлшерде метан мен судан алу қымбатқа түседі. Сутектің тиімдіракета отыны болатыны туралы кезінде Ц.Е.Циолковский де айтқан. Қазіргі кездегі негізгі энергия көзі – табиғи газ , мұнай, таскөмір. Жер қыртысындағы олардың қоры да шектеулі. Оның үстіне бұл аталған шикізаттарды пайдалануды сыртқы ортаның ластануына жол беріледі.

2. . Су және оның аномальдық қасиеттері.

Ең маңызды аномалияларға мыналар кіреді:

Су Жер бетіндегі үш  күйде кездесетін (қатты, сұйық, газ)  бірден-бір минерал. Бұл оның физикалық қасиеттерінің ерекшеліктеріне байланысты, яғни, қайнау және қату нүктелері аномалиясы.

Су химиялық қасиеті бойынша оттегі гидриді деп аталады. Судың химиялық аналогтарына H₂S, H₂Se, H₂Te жатады.

Cуды 0°С –ден  4°С аралығында қыздырғанда көлемі артпайды, керісінше кемиді, ал оның ең жоғарғы тығыздығы  оның қатқан кезінде емес(0°С), 4°С кезінде болады.(дәлірек 3, 98°С)

Cу қатқанда  барлық денелер секілді қысылмайды, керісінше кеңейеді. Тығыздығы кемиді.

Су ерекше жылулық қасиеттерге ие.Оның меншікті жылу сыйымдылығы өте жоғары. Судың бұл қасиетінің ерекшелігі оның климатты жұмсартып әсер етуінде. Ол Күннен өте көп жылу алады, бірақ өзі қатты қызбайды. Ал суынғанда ол жылуды біртіндеп шығарады да, ауа температурасының ауытқуын реттеп тұрады.

Су басқа сұйықтықтарға қарағанда үлкен беттік керіліске ие. – 75 эрг-см²

Судың  диэлектрлік өткізгіштігі өте жоғары. Қалыпты жағдайда судың диэлектрлік өткізгіштігі 80-81. Ал басқа сұйықтықтарда ол 10-50 аралығында өзгереді,  кейбірлерінікі 2-2,5 нан аспайды.

Судың қату температурасы қысымның көбеюінен жоғарылау орнына төмендейді.

3. Судың табиғаттағы айналымы

Табиғаттағы су айналымы — жер шарындағы судың күн қуаты мен салмақ күшінің әсерінен үздіксіз тұйық айналу процесі. Су жер шарындағы мұхиттар мен құрлықтардың бетінен буланады, су булары ауа ағындары мен жоғары көтеріледі де, қоюланып тамшыға айналады және атмосфералық жауын-шашын түрінде мұхитқа немесе құрлыққа қайта оралады, ал құрлықтан мұның біразы өзендер арқылы мұхиттарға қайтадан ағып барады (судың үлкен тұйық айналымы). Бұдан басқа жергілікті немесе құрлық ішіндегі су айналымы болады. Табиғаттағы су (ылғал) айналымы— күн энергиясы мен салмақ күші әсерінен туындай отырып, жер шарына тән ылғалдың (судың) толассыз қозғалысын камтамасыз ететін тұйықталған процесс: ауа ағындарымен аспанға көтерілген Әлемдік мұхит айдыны мен құрлық бетінен буланган ылғал (су) түйіршіктері конденсацияга ұшырайды да жауын-шашындар түрінде жер бетіне (Әлемдік мұхит және кұрлық бетіне) қайтадан түсіп отырады

4. Сутек пероксиді, оның алынуы, физикалық және химиялық қасиеттері, қолданылуы.

Сутек пероксиді немесе Сутегінің асқын тотығы — сутек пен оттектің қосылысы, формуласы - Н₂О₂. Жаратылыста ауадағы оттек түрлі заттарды тотықтырып оксид түзгенде, соған қосалқы зат ретінде сутек пероксиді түзіліп, артынша айырылып жатады. О-О арасындағы байланыс энергия (210 кДж), екі есеге жуық кем. Сутек пероксиді молекуласындағы оттек атомдары полюссіз байланыс арқылы, ал оттек пен сутек атомдары полюсті байланыспен қосылысқан. Н-О арасындағы байланыстар молекула ішінде симметриясыз орналасқандықтан, сутек пероксиді молекуласы өте полюсті молекула. Н₂О₂ молекулалары арасында туатын сутектік байланыс берік болып, молекулалар ассоциацияланып жүреді. Сондықтан сутек перексоді қалыпты жағдайда - түссіз, қою сұйықтық (S=1,44) қайнау температурасы да едәуір жоғары (150,2 °С) қатуы -0,43 °С. Н₂О₂ су сияқты сутектік байланыс түзетіндіктен, сумен кез келген мөлшерде араласып ериді, ертіндіден кристаллогидрат Н₂О₂·2Н₂О түрінде (тұрақсыз, T=-52,0 °С) бөлінеді.

5, Оттек, оның алынуы, физикалық және химиялық қасиеттері, қолданылуы.

Оттегі (латынша Oxygenium), O – элементтердің периодты жүйесінің VI-тобындағы химиялық элемент. Реттік нөмірі 8, атом массасы 15,999. Оттегі –химияның ең маңызды элементі және Жер бетіндегі көптеген тірі ағзалардың тыныс алуын қамтамасыз етеді. Оттегісіз біз бірнеше минут қана өмір сүре аламыз. Жасушалар мен талшықтар өмір тіршілігіне қажетті өздеріндегі энергияны босата отырып, органикалық заттарды тотықтыру үшін оттегіні пайдаланады. Оттегінің физиологиялық әсері өте көп қырлы, алайда, оның емдік әсерінде маңызды рөлді ағза талшықтардағы оттегі жетіспеушілігін орнына қайта келтіру қабілеті атқарады.

Адам ағзасының барлық мүшелері мен талшықтары қалыпты жұмыс істеуі үшін біздің айналамыздағы ауаның құрамында кем дегенде 21% таза оттегі болуы керек. Үлкен қала – бұл өте жылдам өмір ырғағы (біз күн сайын энергия жоғалтамыз), газдалған ауа (созылмалы гипоксия)! Ірі мегаполис тұрғындарының оттегіне мұқтаждықтары орасан зор. Экологиялық ахуалдың жалпы деңгейде нашарлауы ірі қалаларда ауадағы таза оттегі мөлшері кейде 10-12%-дан артпауына алып келді. Осының салдарынан гипоксия (оттегі жетіспеушілігі) туындайды.

Оттегінің алынуы

Оттегін өнеркәсіпте ауаны қысып сұйылтады да, азот пен оттегінің қайнау температураларының айырмашылығына қарай буландырып бөліп алады. Осылайша алынған оттегі көгілдір түсті баллондарда сақталады, себебі сұйық оттегі ашық-көгілдір түсті болады. Ал зертханалық алу әдістері кейбір оттегіге бай күрделі қосылыстарды айыруға негізделген (8-сурет).

1. Тұрмыста жиі қолданылатын «марганцовканы» айыру.

1. Калий хлоратын айыру.

1. Ауадан сөл ауыр болғандықтан (М_r(O₂)=32, М_r(ауа)=29) ауаны ығыстыру арқылы (8, а-сурет).

2. Суда нашар еритіндігінен суды ығыстыру арқылы жинау (8, ә-сурет).

Оттегін сынап (II) оксидін (HgO) айырып ағылшын ғалымы Д. Пристли алған (1774).

Оттегінің қасиеттері

Физикалық қасиеттері

Оттегі (O₂) түссіз, суда аз еритін (20°С-та судың 100 көлемінде 3,1 көлем O₂ ериді) газ күйіндегі зат. Қалыпты жағдайда (0°С, 1 атм=101,3 кПа) 1 л оттегінің салмағы 1,43 г, ал 1 л ауа - 1,29 г болады.

Химиялық қасиеттері

Оттегі қыздырған кезде көптеген заттармен әрекеттеседі, бұл үдеріс жану деп аталады, ол жылу мен жарықты бөле жүреді.

Жай заттармен әрекеттесуі

Бейметалдармен әрекеттесуін көру үшін оттегі толтырылған сынауыққа көмірдің түйірін салсақ, ол жарқырап жана бастайды (10-сурет):

С + O₂ = СO₂

Түзілген көмір қышқыл газын әк суына жіберсек оның лайланатыны сендерге белгілі. Бұдан басқа күкірт, фосфор, т.б. бейметалдар да оттегінде жанады (11-сурет):

S + O₂ = SO₂

4Р + 5O₂ = 2Р₂O₅

Кейбір металдар да оттегінде жанып оксидтер түзеді. Мысалы, оттегімен толтырылған сынауыққа магний ұнтақтарын сепсек, оның жарқырап жанғанын көруге болады.

2Mg + O₂ = 2МgО

Болат сымның ұшына кішкентай көмір түйірін шаншып алып, оны тұтатып оттегімен толтырылған ыдысқа салсақ жанған көмірден бөлінген жылудың әсерінен темір жана бастайды (12-сурет).

ЗFе + 2O₂ = Fе₃O₄ (FеO•Fе₂O₃)

Элементтер оттегімен әрекеттесіп оксидтер түзеді, бұл тотығу үдерісі. Оксидтер дегеніміз молекула құрамы екі элементтен тұрып, оның бірі оттек болатын күрделі заттар.

Оксидтерді атағанда элемент таңбасынан кейін жақшаның ішіне валенттілігі көрсетіледі де оксиді деген сөз қосылады. Мысалы, SO₂ - күкірт (IV) оксиді, SО₃ күкірт (VI) оксиді. Халықаралық номенклатура (атау әдісі) бойынша оксидтердің құрамындағы элемент атомдарының сандары грек сандарымен көрсетіліп аталады: CO - кеміртек монооксиді, СО₂ - көміртек диоксиді, МnO₂ - марганец диоксиді, Мn₂O₇ - димарганец гептаоксиді.