Гравиметрияның мәні

                                                                                 284 284   

□     2Mg + 2MgO                            v, моль                                   2       1       2                                                                             m(Mg) + m() m(Mg O)                      Mr                                            24   32   40                                                                                                                      

                                                                    М, г/моль                              24    32   40  

                                                                   m,r                                           48     32   80                                                                            Ғалымдар өз тәжірбиелерінде (қорғасын, қалайы, сынап) металдарын пайдаланып, ол металдардың барығы жабық системада қыздырды, бастапқы зат пен реакция өнімдерін  таразыға салып өлшеп отырды. Заттар массасының сақталу заңын   атом-молекулалық ілім тұрғысынан  да түсіндіруге болады. Химиялық реакцияға кіріскен заттың бастапқы атомдар жойылмайды және жанадан пайда болмайды, тек қайта топтасады.

 

1-мысал

Ауыз жабылған мәрмәр ыдыста 18,6 г темір ұнтағымен 13,4 г күкірт ұнтағын қыздырды. Нәтижесінде 29,3 г темір сульфиді алынды.

Экспериментті зат массасының сақталу заңы тұрғысынан қалай түсіндіруге болады?

Шешуі:

1. Реакцияға дейінгі заттардың массасын анықтаймыз:

18,6 + 13,4 32,0

2. Мынадай болжам жасаймыз

бастапқы заттардың  біреуі немесе екі зат та толық әрекеттеспеген.

 

                                                                 2.   Құрам тұрақтылық заңы

Алыну жолына қарамастан кез – келген химиялық сандақ құрамы бірдей болып келеді.                                                (Ж.Пруст. 1801-1808 ж.ж.). Қосылыс құрамына кіретін элементтер массаларының қатынасы тұрақты. Бұл заң тек газ және сұйық түрдегі заттарға қолданылады. Ал қатты күйдегі заттар қасиеттері бұл заңға негізделмеген. Сеебі кез – келген қатты заттың кристалл құрылысында атоммен толтырылмаған бос қуыстар, басқа элементтердің атомдық қоспалары, идеалды құрылыстан ауытқуы байқалад.                                                                                                                                            Мысалы, висмуттың таллиймен қосылысында таллийдің масса бірлігі 1,24 – тен 1,82 – ке дейін висмуттың масса бірлігі сәкес келеді. Тi титан диоксидіне титанның масса бірлігіне 0,65 – тен 1,67 – ге дейін оттегінің масса бірлігі сәйкес келіп, формуламен беріледі: . Тi . Бұл формула зат құрамының шекарасын көрсетеді.                               Элементтің изотопттық құрамын өзгерткенде оның массалық құрамы да өзгереді. Мысалы , суда 11%, ал ауыр суда 20% суттегі болады.

 

Су молекуласын мынадай тәсілдермен алуға болады:

2О                                                                                                                                                                                     2NaOH + HCl NaCl + O                                                                                                                                                                   Cu(OHCuO + O                                                                                                                                                                                        C + 2 C+ О                                                                                                                                                                                     Кейбір элементтер әр түрлі пропорцияда қосылып, әр түрлі қосылыстар түзеді. Мысалы: оттек азотпен әрекеттесіп 5 түрлі оксид түзеді оның әрқайсысында азот пен оттектің массалық қатынастары әр түрлі болады.

Оксидтің атауы	Молекулалық формуласы	Массалық қатынастары mN/ mO
Азоттың (I) оксиді	O	7:4
Азоттың (II) оксиді	NO	7:8
Азоттың (III) оксиді		7:12
Азоттың (IV) оксиді		7:16
Азоттың (V) оксиді		7:20

 

Құрам тұрақтылық заңы берілген қосылысқа немесе жеке молекуға макроскопиялық сандық құрамын анықтау үшін қолданылады. Бұл заң қосылыстың молекулалық формуласын, сандық құрамын анықтау үшін де қолданылады. Технологиялық процесте құрам тұрақтылық заңын бастапқы реагенттерді ысырапсыз қолданады және өнімді ластанудан қорғайды.

Қосылыстар

              Дальтонидтер                                              Бертоллидтер

             C, , S                                             CuZn, C, WC   

Мысалдар :

NaCl   v(Na) : v(Cl) = 1 : 1                                          m(Na) : m(Cl) = 23 : 35,5

2Na + C = 2NaCl                                                       2Na + 2HCl NaCl + O

NO + 2HCl 2NaCl + O                                    NaOH + HCl NaCl + O

 

 

                                                                3. Эквиваленттер заңы 

Эквиваленттер заңы-химиялық заңдардың ең бір негізгісі. Олар химиялық элементтер бір-біріне өздерінің химиялық эквивалеттеріне сай, белгілі сандық қатынаста әрекеттесетінін белгілейді. Эквивалент дегеніміз бағаларын тең деген сөз.(И.Рихтер 1791 ж)                                                                                                                                                                                 эквивалент деп берілген қышқылдық негіздік реакцияда сутектің 1 катионына, немесе берілген тотығу-тотықсыздану реакциясында 1 электронға сәйкес шарттың немесе нақты бөлшекті айтады 3тың эквиваленттің 1  моль мөлшерінің массасын оның эквивалентінің  молярлық массасы деп атайды. оның өлшем бірлігін-г/моль.                                                                                                                                                                  "Эквивалентті " дегеніміз "тең құнды" "тең бағалы" дегеніміз.

 

Элемент эквивалентті деп оның моль сутегі атомдарына тең құнды болған (эквивалент болған) мөлшерін айтамыз.

HCl                           O                                N                         C

 Эсl 1моль         Эсl 1/2моль             Эсl 1/3моль          Эсl 1/4моль   

Эквивалент моляр массасы (г/моль). Эквивалент көлем (көлем бірлігі). Эквивалентік факторы.

                Әсерлесуші заттар массаларының  бір-біріне қатынасын олардың  эквиваленттерінің моляр массаларының қатынасындай қабылдаса болды.

                                 m1 Мэ (1)                                                                                                                                                                             

                                 m2 Мэ (2)

m1, және m2- әсерлесуші заттар массалары, Мэ (1) және Мэ (2) олардың  эквиваленттерінің моляр массалары.

□    Мысалдар:

   m1: m2 mэкв(1) : mэкв(2)                 2NaOH + + 2O

  v, моль                                    2                 1                 1                 2                            

  Mr                                            40               98               142             18

  М, г/моль                                40                98               142            18                     

  m,r                                             80               98                142            36                    

 

m(NaOH): m()= mэкв(NaOH): mэкв()

mэкв(NaOH) 40г

 

 

                                                                     4 Авогадро заңы

Авогадро заңы. (А.Авогадро, 1811 ж.). Бірдей температура мен қысымда әр түрлі газдардың бірдей көлемдеріндегі молекулалар саны бірдей болады.                                                                                                                                                            Бұл заң ғылымға молекула заттардың кіші бөлшегі туралы қағида енгізеді. Сонымен қатар атом элементтің ең кіші бөлшегі ретінде көзқарас та сақталады. Авогадро газ тәрізді жай заттардың молекулалары екі атомнан тұрады деп  көрсетті.                                                                                                                                                                                                                Авогадро заңынан мынадай салдар шығады: бірдей жағдайда әр түрлі газдардың бірдей молекулалары бірдей көлем алады.

Әр түрлі газдар молекулаларын мөлшерінің бір-бірінен үлкен айырмасы бола тұрса да (мысалы, мен ) бірдей сандары неге бірдей көлем алады? Оының себебі қалыпты температура мен қысым газдар молекуларының арақашықтығы  молекулалар  мөлшерінен бірнеше есе үлкен болады. Сондықтан газдар көлемі бірдей жағдайда молекулалар мөлшеріне емес, олардың арақашықтығына ғана байланысты болады. Газдар қысымын арттырып, жағдайларда газдар сұйық немесе қатты күйіп айналуы мүмкін. Бұл сұйық немесе қатты заттардың көлемдері молекулалардың өздерінің алатын көлемдеріне байланысты болады.

Авогадро заңынан келесі өте маңызды салдар шығады: барлық заттардың моліндегі молекулалар саны бірдей, олай болса әр түрлі газдардың моліндегі молекулалар саны бірдей болғандықтан олар бірдей жағдайда бірдей көлем алады.

Мысалы, әр түрлі газдардың қалыпты жағдайда  алатын көлемін есептейік. Тәжірбие бойынша қалпты жағдайда  1л сутектің массасы 0,09 г, 1 л оттектің массасы 1,43 г, 1 л азоттың массасы 1,25 г. Газдардың әрқайсысының молінің массасын бір литр массасына бөліп, қалыпты жағдайда олардың бірдей көлем алатынын табамыз:

Vн2 2г/моль/0,09г/л 22,4 л/моль

Vо2 32г/моль/1,43г/л 22,4 л/моль

VN2 28г/моль/1,25г/л 22,4 л/моль

Сонымен кез – келген газ моль қалыпты жағдайда 22,4 л көлем алады. Бұл көлемді газдардың мольдік көлемі деп атайды, оның есеп шығаруда маңызы зор.

 

                                                                    5.      Еселік қатынас заңы

Еселік қатынас заңы – хиимияның негізгі заңдарының   (стехиометрия заңдарының) бірі. Бұл заң бойынша екі элемент бір-бірімен бірнеше молекулалық қосылыс түзетін болса онда бір элементтің екінші бір элементтің масса бірлігіне келетін массаларының қатынастарын бүтін сандардың қатынасындай болады. Ал құрлымы молекула емес қосылыстар үшін олардың құрамына кіретін элементтердің бірінің екінші элементтің белгілі бір массалық бөлігіне келетін мөлшерінің өзара қатынасы бөлшек сандар қатынасындай болуы мүмкін. Соңғы кездері құрам тұрақтылық заңына бағынбайтын көптеген стехиометриялық емес қосылыстар белгілі болды.                                                                    Мысалы, титанның құрамы алу жолына тәуелді болатын Ті , Ті және Тіформуларымен сипатталатын оксидтерінде еселік қатынас заңы сақталмайды. Тіпті құрамы молек. Қосылыстар үшін де еселік қатынас  заңы орындалмайды. Мысалы, азот қосылыстарындағы оттектің белгілі бір массасына келетін азот массасының қатынасы бүтін сандардың қатынасындай болмайды. Сол сияқты, көміртектің оксидтерінде еселік қатынас заңы тек бір жақты орындалады. Дегенмен, еселік қатынас заңының  тұжырымдалуы атом түсінігінің қалыптасуында үлкен рөл атқарады. Еселік қатынас заңын 1803 жылы ағылшын ғалымы Дж.Дальтон ашты.

Мысалы:

 N      қосылыстар         m (M)            m(O)

1                     O               28                  16

2             28                  48

3                                  28                   80

 

m(N) const           m(N) 28     

m1(O): m2(O): m3(O)= 16:48:80

m1(O): m2(O): m3(O)= 1:3:5

 

 

                                               6. Газдардың көлемдік қатынас заңы

Реакцияға қатысқан және оның нәтижесінде түзілген тұздардың көлемдерін зерттей келіп, француз ғалымы Гей – Люссак газдардың көлемдік қатынас заңын ашты.

Реакцияға қатынасқан газдардың көлемдерінің өзара қатынасы және реакция нәтижесінде түзілген газдардың көлемдеріне қатынасы кіші бүтін сандардың қатысындай болады. Мысалы, екі көлем сутегі бір көлем оттегімен әрекеттескенде екі көлем су буы түзіледі. Бұл сандар реакция теңдеуіндегі стехиометриялық, коэффиценттермен сәйкес. Өнеркәсіпте қолданылатын газ анализ әдісі осы заңға негізделінген.

               Реакцияға түскен және шыққан  заттар газ күйінде болатын  үрдістердің теңдеулердің жазып  көрелік:

2СО + 2С

Теңдеуде берілген заттардың зат мөлшерін жазсақ, ол 2:1:2 қатынасындай болатынын көреміз.Енді осы газдардың қалыпты жағдайда көлемдерінің қатынастарын алсақ:

V(CO) : V() : V(CO2)= 44,8 : 22,4 : 44,8

Сонда 2CO + = 2C

Осы мәліметтерге қарасақ, заттардың көлемдерінің қатынастары теңдеудегі газдардың формуласының алдындағы коэффиценттерінің қатынасындай болад екен.

Реакцияласушы және реакциядан шығатын газдардың көлемдерінің  қатынас (бірдей жағдайда өлшенген) кішкене бүтін сандар қатынасындай болады. Бұл заңды Гей – Люссак ашқан.

 

Мысалы, + =

v, моль 1  3  2

V, л 22,4 22,4 22,4

V() : V() : V() =  22,4 : 67,2 : 44,8 – 1:3:2.

 

Бұл заңнан шығатын қорытынды: есеп шығатын кезде көлемдер қатынасы үшін газдардың формулаладрының  алдындағы коэффициенттер қатынасын да алуға болады.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                II-III аналитикалық топ аниондарының  жеке реакциялары

 

      Әдебиеттерден конспект жазып, келесі  реакцияларды орындау (Мендалиева Д.К., Чекотаева К.А, Наурызбаев М.К. Сапалық анализ(оқу құралы)III бөлім. Алматы, КазМУ, 1994-135б.):

 

Cl – анионы

Мына реакцияларды орындау керек:

1.  Ag-пен. Тұнбаға Н пен OH-тың әсерін тексеріңіз.

2.  Pb(-мен реакцияны білу керек.

 

 

I – анионы

Мына реакцияларды орындау қажет:

1. Ag-пен. Түзілген тұнбаға Н пен OH-тың әсерін тексеріңіз.

2. Pb(-мен реакцияны білу керек.

 

 – анионы

Мына реакцияларды орындау керек:

1. Темір  сульфатымен / II /