22) . Қышқылдар және олардың классификациясы. Қышқылдардың алынуы химиялық қасиеттері.

Қышқыл-сутек катионынан және қышқыл анионынан тұратын қосылыс.Ол құрамына қарай отекті және оттексіз деп бөлінеді.Олардың классификациясы:

-бір негізді: HCl,HBr

-екі негізді: H₂SО₄,H₂CO₃

-үш негізді: H₃PO₄

Оттексіз қышқылдарды жай заттардың тікелей әрекеттесуі (синтез әдісі) бойынша алады:

H₂+Cl₂=2HCl

H₂+S=H₂S

Түзілген газдарды суда еріткенде қышқылдар алынады.

Кейбір оттекті қышқылдарды сәйкес оксидтерін сумен әрекеттестіріп алады:

SО₂+H₂О=H₂SО₃

SО₃+H₂О=H₂SО₄

Егер фосфорды жағып алып, түзілген ак буға су қосып шайқасақ, ерітінді лакмусты қызғылт түске бояйды, себебі мына реакциялар жүреді:

4P+5O₂=2P₂O₅

P₂O₅+3H₂O=2H₃PO₄

қышқылдық оксид + су = қышқыл

Кейбір ұшқыш, тұрақсыз және ерімейтін қышқылдарды олардың тұздарына концентрлі қышқылмен әсер етіп алуға болады.

Ас тұзының кристалдарына концентрлі күкірт қышқылын қосқанда хлорлы сутектің ақ тұманы газ күйінде бөлінеді, оны суда ерітіп тұз қышқылын аламыз.

NaCl+H₂SO₄=2HCl↑+Na₂SO₄

Осы реакцияны кеңсе желіміне концентрлі тұз қышқылымен әсер ет

Na₂SiО₃+ 2HCl = H₂SiO₃↓ + 2NaCl

Қышқылдардың қасиеттері алуан түрлі болып келеді, оны көрсету үшін мынадай сұлба жазып аламыз:

Қышқылдар:

1. белсенді металдармен

2. негіздік оксидтермен

3. негіздермен

4. тұздармен

5. қыздырудың әсері (кейбір қышқылдар үшін)

Қышқылдардың металдармен әрекеттесуі металдың белсенділігіне қарай жүреді; белсенді металдардың көпшілігі қышқылдардан сутегін ығыстырады

H₂SO₄+Ca=CaSO₄+H₂↑

H₂SO₄+Zn=ZnSO₄+H₂↑

белсенді металл + қышқыл = тұз + сутегі

Қышқылдардың негіздік оксидтермен әрекеттесуі нәтижесінде тұз бен су түзіледі

H₂SО₄+CaО=CaSО₄+H₂О

2HCl+ZnО=ZnCl₂+H₂О

қышқыл + негіздік оксид = тұз + су

Қышқылдар еритін де, ерімейтін де негіздермен әрекеттеседі:

HCl+NaOH=NaCl+H₂O

2HCl+Cu(OH)₂↓=CuCl₂+2Н₂O

қышқыл + негіз = тұз + су

Қышқылдар тұздармен алмасу реакциясына түседі

H₂SО₄+BaCl₂=BaSО₄↓+2HCl

HCl+AgNО₃=AgCl↓+HNО₃

2НСl+СаСO₃=СаСl₂+Н₂O+СO₂↑

қышқыл + тұз = жаңа тұз + жаңа қышқыл

Кейбір қышқылдар қыздырғанда айырылады

H₂SiO₃→SiO₂+H₂0

23) Электрохимия негіздері. Электродтық потенциалдар.

Сынаптан басқа металдардың құрылысы кристалды. Кристалдық тордың түйінінде атомдар немесе метал иондары болады. Металл пластинасын полярлы еріткіш суға батырса, метал пластинасы бет жағындағы электрондарын жоғалтады. Бұл кулондық тартылу күші нәтижесінде металл катионы мен пластинаға өзінің теріс жағымен орналасқан су диполі арасында болады. Металл катиондары суға кетеді де, пластина бетінде электрондар қалады және моноэлектрондық қабат түзеді. Пластина теріс зарядталады. Пластина бетіне моноиондық қабат түзген оң зарядталған гидратталған иондар тартылады.

Zn⁰-2е=Zn⁺²+H₂O Zn(H₂O)_n²⁺

Фазалардың электрод-ертінді арасында қос электрлі қабат түзіледі де потенциал  өсіп кетеді. Егер суды 1М металл тұзына ауыстырса (мысалы ZnSO₄), онда барлық параметрлер (m,t⁰) тұрақты болса, металл белгілі мөлшерде ериді және потенциалдық өсуі де тұрақты болады. 1М ертіндіде фазалар арасындағы түзілген потенциал металдың «стандартты электродтық потенциалың деп аталады және ⁰ деп белгіленеді. Барлық металдардың потенциалдары өлшенген және металдардың электрохимиялық активтілігінің қатары – кернеу қатары жасалған. Бұл қатар сілтілік металдардан басталады. Потенциалдары оң және теріс металдар потенциалы 0-ге тең сутекпен бөлінген

Lі	Rb	K	Cs	Ba	Ca	Na	Mg	Al	Mn
-3.045	-2.925	-2.925	-2.923	-2.90	-2.87	-2.71	-2.37	-1.7	-1.18
Zn	Cr	Fe	Cd	Co	Nі	Sn	Pb	H	Cu
-0.76	-0.74	-0.44	-0.40	-0.28	-0.25	-0.14	-0.13	0	+0.34
Ag	Hg	Au
+0.80	+0.85	+1.50

Кернеу қатарынан екі жағдай туады: 1) сутекке дейін тұрған металдар тотықтырғыш емес қышқылдар құрамынан сутекті ығыстырып шығарады; 2) алдында (сол жақта) орналасқан металл кейін (оң жақта) тұрған металды ығыстырып шығарады.

1) Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂

2) Cd+CuSO₄=CdSO₄+Cu.

Электродтық потенциалды өлшеу үшін сутектік жартылай элементті қолданады. Жартылай элемент – электродтан (металл пластинкасы) және электролит ертіндісінен тұратын жүйе. Сутектік жартылай элемент тегіс платина бетіне престелген платина үнтағын жаққан көптеген майда кеуектері бар платинадан және платина үнтағының майда кеуектеріне адсорбцияланған газ күйіндегі сутектен тұрады.

Осылардың бәрі иондарға – Н₂SO₄=2H⁺+SO₄^-2 диссоциацияланған 1М Н₂SO₄ ертіндісіне батырылады. Pt мен жанасқан ертіндінің газ-сұйықтық бөлінген арасында потенциал 2Н/2Н⁺ өсіп кетеді, яғни асқын потенциал туады. Оны өлшеу мүмкін емес, сондықтан оны _Н2⁰=0,00В деп алады. Сутектің нөлге тең потенциалына салыстырылып металдардың потенциалдары өлшенген және ол «металл потенциалың деп бекітілген.

Гальваникалық элементтер теориясы

Екі жартылай элементтен тұратын жүйе «гальваникалық элементң деп аталады. Гальваникалық элементте бір электрод ериді, екіншіде металдар немесе сутегі катиондары тотықсызданады.

Мысалы:

Zn⁰ Zn⁺² Cu⁺² Cu⁰

Потенциал Zn E_Zn⁰= -0.76B, потенциал Cu E_Cu⁰= +0.34B.

Zn-электродының потенциалы теріс таңбалы болғандықтан ол активтілеу, ериді және электрондар цинк пластинасынан бірінші ретті өткізгіш пен өлшегіш құрал арқылы екінші мыс электродына ағады, онда мыс катиондары тотықсызданады (3 сурет).

Zn⁰-2e=Zn²⁺, тотықсыздандырғыш.

Cu²⁺+2e=Cu⁰, тотықтырғыш.

Гальваникалық элементтің электр қозғаушы күші ЭҚК, яғни потенциалдар айырмашылығы УҚР ретінде табылады. ЭҚК =Е_т-ш-Е_{т-сызд-ш}, ЭҚК – мәні барлық уақытта оң таңбалы. Сонымен

эдс=E_Cu⁰ – E_Zn⁰ =+0.34-(-0.76)=1.1B.

Бірінші ыдыста мырыштың еруі Zn²⁺ концентрациясымен шектеледі, концентрациясы өте жоғары болғанда ертінді оң зарядталады да, процесс тоқтайды. Оны «оң полярлауң дейді.Екінші ыдыста уақыт өткен сайын SO₄^2- аниондары көбейеді. Мыс катиондары тотықсызданатындықтан теріс поляризация түзіледі және мұнда да процесс тоқтайды. «+ң және «-ң поляризация болғызбау үшін екі ыдыс U-тәрізді трубкамен қосылады. Осы трубка арқылы аниондар екінші ыдыстан бірінші ыдысқа ауысады, иондар тепе-теңдігі пайда болады да процесс ары қарай жүреді.

Егер тұздар концентрациясы 1М емес, басқалай болса, онда электродтар потенциалдары Нернст формуласын пайдаланып табылады. Оның көрінісі мынандай:

Тұрақтылар R,T,F мәнін қойып және ln=2.303lg есептеп, мынадай формула аламыз:

мұнда n – металл валенттілігі немесе электрондар саны.

Есеп: Fe/Fe²⁺(10^-3моль/л) // Sn²⁺(10^-1моль/л) / Sn жүйесінің Эқк-н табыңыз.

Нернст формуласын пайдаланып темір мен қалайының потенциалдарын табамыз::

УҚК=Е_Sn-Е_Fe=-0.169-(-0.527)=+0.358B

Гальваникалық элементтер – токтың химиялық көздері. Олар тотығу-тотықсыздану реакциялары арқылы электроток туғызады. Бұл реакциялар «электрохимиялық реакцияларң деп аталады.