Аналитикалық химияда әрекеттесуші массалар заныңиондық тепе-теңдіктің әр түріне қолдану

 

ҚАЗАҚСТАН  РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ  ДЕНСАУЛЫҚ  САҚТАУ  МИНИСТРЛІГІ

 

ОҢТҮСТІК  ҚАЗАҚСТАН  МЕМЛЕКЕТТІК  ФАРМАЦЕВТИКА  АКАДЕМИЯСЫ

 

Фармакогнозия және химя кафедрасы

 

Реферат

 

 

Тақырыбы: Аналитикалық химияда әрекеттесуші массалар заныңиондық тепе-теңдіктің әр түріне қолдану.

 

 

 

 

 

 

 

 

                                               Орыдаған: Елтузарбекова Ш.З.

                                               Тобы: 202 “А” ФК

                                               Қабылдаған:

 

Шымкент 2015 ж

Мазмұны

 

І.Кіріспе..............................................................................................................3

ІІ.Негізгі  бөлім

  1.Әрекеттесуші массалар  заның қышқылдық-негіздік-негіздік  тепе теңдікке қолдану.................................................................................................4

  2.Әрекеттесуші массалар  заңын "тұнба-ерітінді" типті гетерогендік  тепе-теңдікке қолдану және олардың  аналитикалық химиядағы  орны........6

  3.Әрекеттесуші массалар  заңының тотығу- тотықсыздану тепе-теңдігіне қолданылуы және аналитикалық химиядағы орны.........................................7

4.Әрекеттесуші массалар  заңының комплекс түзілу тепе-теңдігіне  колданылуы және оның аналитикалық  химиядағы орны..................................10

 ІІІ.Қорытынды...................................................................................................13

IV.Пайдаланылған  әдебиеттер........................................................................14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кіріспе

Аналитикалық химия – қосылыстардың құрамын талдау негізін құрайтын және химиялық элементтерді бөлу,анықтау және олардың химиялық құрылымын айқындайтын тәсілдерді дамытумен айналысатын химия ғылымының негізгі саласы.

Әрекеттесуші массалар заның иондық тепе-теңдіктің әр түріне қолдану маңызды .Өйткені бұл процестің қатысуымен көптеген маңызды реакциялар іске асады. Тотығу –тотықсыздану реакциялары,тұңбаның түзілуі, кешенді қосылыстар адам өмірінде атап айтқанда метаболизм т.б. үрдістер үшін өте қажет. Адам ағзасына және барлық тіршілікке қажеті d-элементтер (темір, кобальт, марганец, молибден, мырыш) күрделі органикалық қосылыстармен, ақсылдармен және азотты негіздермен байланысып күрделі кешенді қосылыстар түрінде кездеседі. Кейбір кешенді қосылыстардың биологиялық активтіліктері зерттелген.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Негізгі бөлім

 

Әрекеттесуші массалар заңын қышқылдық-негіздік тепе-теңдікке қолдану

 

Заттардың    қышқылдық немесе    негіздік   қасиеттері    көбіне   аналитикалық реакциялардың бағытын анықтайды. Қышқылдық және  негіздік қасиет-қосылыстардың маңызды аналитикалық қасиеттері болып табылады.Ерітіндіде    диссоциацияланғанда    Н+   иондарын түзетін заттар қышқылдар деп аталады.

Бұл процестің тепе-теңдік тұрақтысы Ка тең:

Мұны қышқылдардың диссоциация тұрақтысы деп атайды. Қышқыл күшті болған сайын Ка мәні жоғары болады. Ыңғайлы болуы үшін түрақтылық көрсеткішін жиі қолданамыз pKi=-lgKa, рКа мәні күшті кышқылдар үшін теріс мән, ал әлсіздер үшін-оң, рКа мәні қыщқылдылық төмендеген сайын өседі.

ЭОН қосылысы үшін элементтің электртерістілігі төмендегенсайын, Э - О байланысы арқыл ы диссоциация жүреді. Бүл жағдайда негіздер туралы айтады.

Бұл процестің тепе-теңдік константасы Кд мына түрде беріледі:

Кд-негіздің диссоциациялану константасы деп аталады. Кд мені жоғарылаған сайын негіздің күші өседі:

Кейбір гидроксидтерде Э(ОН)п Э-элементі мен Н-атомдарының электртерістігінің мәндері жақын болса, онда Э-О және О-Н байланыстарында бірдей диссоциация жүруі мүмкін, мұндай гидроксидтер бірдей қышқылдық және негіздік қасиетке ие болады. Олар амфотерлі, екідайлы, мысалы HJO амфотерлік қасиет корсетеді (иодтың электртерістілігі -2,2, сутектікі-2,1):

Амфотерлік қасиетті Ве(ОН)2, А1(ОҢ)3, Сг(ОН)3 гидроксидтері де көрсетеді. Сонымен бірге, бұл қасиетті периодтық кестенің орта тұсында орналасқан элементтер көрсетеді.

 

Буферлі жүйелер. Буферлі ертінділердің рН есептеу

 

Буферлі жүйелер деп кышкылдың немесе сілтінің аз молшерін қосқанда, сонымен қатар сұйылтқанда, сутек иондарының концентрациясы, яғни рН өзгермейтін ертінділерді айтады.

Адам ағзасындағы рН деңгейін сақтап тұру буферлі жүйелердің көмегімен жүзеге асырылады.

Буферлі ерітінділер әдетте әлсіз қышқыл мен күшті негіз тұзының қоспасынан (СН3COOН+СН3СООNа ацетатты буферлі қоспа) немесе әлсіз негіз бен оның күшті қышқыл тұзының қоспасынан (NH4OH+NН4CI аммиакты буферлі қоспа) тұрады. Сонымен бірге, әлсіз кышқылдардың кышқыл және орта тұздарының (NaHCO3+Na2CO3 карбонатты буферлі қоспа) немесе екі кышқыл тұздарының қоспасы (NaH2P04 NaHP04-фосфатты буферлi қоспа) буферлік қасиет көрсетеді

 

 

 

Маңызды буферлі ерітінділер

Буферлі ерітіндіге қышқыл не сілті қоспасында, не болмаса оларды сұйылтқанда  рН өзгермей  тұрақты болуын буферлік әсер деп атайды.

 

Әрекеттесуші массалар заңын "тұнба-ерітінді" типті гетерогендік тепе-теңдікке қолдану және олардың аналитикалық химиядағы  орны

 

Егер жүйе екі немесе одан да көп фазадан тұрса, онда мундай жүйе гетерогендік (біртекті емес) болып табылады. Мұндай фазалар газдар, сұйықтар, қатты заттар бола алады. Осыған сәйкес келесі жүйелерге бөлінеді газ-сұйық, газ-қатты, сұйық-сұйық және сұйық-қатты.

Фазааралық процестер тұнба түзілгенде және ерігенде, затты айдағанда, буланғанда, зат бip сұйық, фазадан екіншісіне өткенде, қатты денелердің бетіне адсорбциялағанда, қатты денелерден шаймалаған кезде (экстракциялағанда) пайда болады.

Фазааралық процестердің аналитикалық химияда маңызы жоғары: олар бөлуде, анықтауда кеңінен қолданылады.

Оның арасында тұндыру реакциялары сапалық және сандық талдауда көп қолданылады. Катиондар мен аниондарға сапалық реакциялар жасағанда көбіне тұнбалы реакциялар пайдаланылады.

Тұндыру процестері құрамы күрделі қоспаларды бөлуде, гравиметриялық талдауда және тұндыра титрлеу әдісінде көп қолданылады.

 

Әрекеттесуші массалар заңының тотығу- тотықсыздану тепе-теңдігіне қолданылуы және аналитикалық химиядағы орны

Тотығу-тотықсыздану реакциялары реакцияға қатысушы бөлшектердің біpeyi электрондарын беруімен (тотығу) және оларды екінші бip бөлшектің қабылдап алуымен (тотықсыздану) ерекшеленеді Кез-келген химиялық реакциялар сияқты тотығу-тотықсыздану реакциясы да қайтымды болып табылады. Тотығу-тотықсыздану реакцияларының өту бағыты тотықтырғыш пен тотысыздандырғыштың қалыпты (нормальды) электродтық потенциалдарының мәнімен анықталады. Маңызды бейорганикалық тотықтырғыш және тотықсыздандырғыштарға төмендегі заттар жатады:

Тотықтырғыштар:

O2, 03, Н202, HN03, KCIO3, К2Сг207, КМnO4, KJO3, Mn02, Na202, Na2S208, NaBi03, (NH4)2S2  O8, Pb02.

Тотықсыздандырғыштар: Актив металдар, Н2, HJ, H2SO, H2SO3, Na2S203.

Аналитикалық химияда тотығу-тотықсыздану реакцияларының маңызы ерекше, оның ішінде сапалық талдауда пайдаланылатын реакциялардың көбі тотығу-тотықсыздану процестерімен байланысты, ceбeбi осы процесс нәтижесінде тұнба түзіледі, ерітіндінің түci өзгереді, газ бөлінеді, т.б. өзгерістер болуы мүмкін. Тотығу-тотықсыздану процестері сандық талдауда да кеңінен қолданылады.

Медицина мен фармациядағы маңызына келетін болсақ тотығу-тотықсыздану реакциялары адам ағзасында және жан-жануарларда жүретін зат алмасу процесінде және энергия айналымында маңызды қызмет атқарады.

Ағзадағы тағамдык заттардың диссимиляциясының негізгі кезеңдерін қарастыру барысында ағзаны энергиямен қамтамасыз етудің 99% ондағы тотығу-тотықсыздану процестерінің үлесіне тиетін белгілі болды. Сонымен қатар, тотығу-тотықсыздану реакциялары көмегімен ағзадағы метаболизм нәтижесінде түзілетін кейбір улы заттардың ыдырауы да жүреді

Дәрі-дәрмектердің фармациялық қасиеттері және сақтау мерзімін анықтау, олардың тотығу-тотықсыздану қасиеттерімен тығыз байланысты.

 Тотығу-тотықсыздану реакциясы туралы негізгі түсініктер Тотығу-тотықсыздану реакциялары дегеніміз электрондардың бір атомдардан, молекулалардан, иондардан екіншілеріне ауысуымен байланысты жүретін процестер. Электронды бepiп жіберетін бөлшектер-тотықсыздандырғыштар, электронды қосып алатын болшектер-тотықтырғыштар болады. Сол себепті процесс барысында тотықсыздандырғыш электронды бepіп жіберіп өзінің оң тотығу дәрежесін жоғарылатады, ал тотықтырғыш электронды қосып алып, тотығу дәрежесін төмендетеді.

электрондарын   мыс   (II)   иондарына   береді сондықтан     ол     тотықсыздандырғыш,     ал     Сu2+ электрондарды қосып алып тотықтырғыш қасиет көрсетеді.

Жартылай реакциясың жазатын болсақ:

Zn° - 2 е →Zn2+   тотықсыздандырғыш, тотығады,

Сu2+ + 2 е → С2+ тотықтырғыш, тотықсызданады.

Электрондардьң ауысуы екі әдіспен жүруі мүмкін: химиялық және электрохимиялық.

Электрондардың химиялық жолмен ауысуын заттың сапалық өзгерістерінен байқауға болады (заттың түci өзгереді, не газ бөлінеді немесе тұнба түзіледі).

Электрондардьң электрохимиялық әдіспен ауысуы гальваникалық элементтер жұмысыньң нәтижесінде өтеді.

Реакцияның химиялық энергиясын электр энергия сына айналдыратын құрал гальваникалык элемент деп аталады.

Бұл кезде тотықсыздандырғыш электрондары откізгіш арқылы тотықтырғышқа көшiп, жүйеде электр тогын немесе гальваникалық элементтердің электр козғаушы күшін (эққ) туғызады.

ЭК, К = E()ox-E°Kcd Тотыққан       және       тотықсызданған       редокс жұптарының  стандартты       тотығу-тотықсыздану потенциaлдарының   айырымын   реакцияның   электр қозғаушы күші деп атайды.

 Тотығу-тотықсыздану реакцияларының аналитикальқ химиядағы маңызы

Тотығу-тотықсыздану реакциялары сапалық және сандық талдау әдістерінде қолданылады.

1. Тотығу-тотықсыздану реакциялары түрлі тұнбаларды еріту үшін пайдаланылады. Мысалы:

2. Катиондарды бip-бipiнен бөлу үшін қолданылады. Мысалы, хром(ІІІ) катионын басқа катиондардан болу үшін сілтілік ортада сутек пероксидімен тотықтырады:

3. Зерттелетін қоспада тотықтырғыштар мен тотықсыз дандырғыштарды болжау үшін қолданылады.

4. Тотығу-тотықсыздандыру реакцияларын көбінесе ұқсастыру үшін пайдаланады. Мысалы, Мп2+ катионын перманганатқа дейін тотықтырып, оның таңқурай түсінен анықтайды.

Тотығу-тотықсыздану процестері сандық талдауда да кеңiнен колданылады. Мысалы, титриметрияда, электроанализ, полярография, потенциометрия тағы басқа  әдicтер де тотығу-тотықсыздану процестерiне негізделген.

 

Әрекеттесуші массалар заңының комплекс түзілу тепе-теңдігіне қолданылуы және оның аналитикалық химиядағы орны.

Адам ағзасына және барлық тіршілікке қажеті d-элементтер (темір, кобальт, марганец, молибден, мырыш) күрделі органикалық қосылыстармен, ақсылдармен және азотты негіздермен байланысып күрделі кешенді қосылыстар түрінде кездеседі. Кейбір кешенді қосылыстардың биологиялық активтіліктері зерттелген. Солардың арасында платинаның кешенді қосылыстары ісікке қарсы дәрі ретінде медицинада қолданылады. Мысалы, кобальттың хелатты кешені В12-дәрумен ретінде қолданылады. Кешенді қосылыстардың дәрілік препараттары талдау кезінде        кеңінен        қолданылады. Мысалы, этилендиаминтетра сірке қышқылы ЭДТА (Тр-Б) кешенді тұзы кальцийдің құрамын анықтау үшін пайдаланылады.

Кешен түзілу реакцияларының аналитикалық химиядағы маңызы жоғары. Ол реакциялар заттарды анықтауда, табуда, ерітуде, бөлуде, концентрлеуде кеңінен қолданылады.

Кешенді қосылыстардың құрылысы, жіктелуі, аталуы.

Кешенді қосылыстар деп кристалдық күйде де, epiген кезде де құрамында бірнеше лиганд тобымен байланысқан орталық атомнан тұратын, кешенді ион деп аталатын құрылым түзетін күрделі химиялық қосылыстарды айтады. Алғаш рет кешенді қосылыстар  құрылысын А.Вернер 1893ж зерттеп, өзінің координациялық теориясын ұсынды, оның негізінде мына қағидалар алынған:

- атомдардың негізгі валенттіліктен баска қосымша деп аталатын валенттлігі кейбір реакцияларда байқалады.

- негізгі валенттіліктердің қанығуы нәтижесінде 1-ші ретті қосылыстар түзіледі мысалы Н2О, НСІ, CuCI, бинарлы қосылыстар.

- қосымша валеттіліктердің қанығуы арқылы жоғары ретті қосылыстар пайда болады. Мысалы:

Beрнер   теориясы  Л. Чугаев,   А.Гриберг,   И.Черняев еңбектерінде дамыды.

Лиганданың кешентүзуші атоммен байланыс түзу санына қарай комплексті қосылыстар екіге бөлінеді. Кешентүзуші  атоммен  әр  лиганд  тек   бip   ғана кешенді      атоммен     әр      лиганд     тек     ғана байланыс түзетін болса, онда мұндай қосылыстар монодентантты кешендер деп аталады. Мысалы: K3[AIF61]; [Со(NН3)6]СIз.