ოქსიდები ბუნებაში ნაერთების ფართოდ გავრცელებული სახეობაა, რომელიც შეიძლება შეინიშნოს ყოველდღიურ ცხოვრებაშიც კი. მაგალითებია ქვიშა, წყალი, ჟანგი, ცაცხვი, ნახშირორჟანგი და მრავალი ბუნებრივი საღებავები. მრავალი ძვირფასი ლითონის საბადო ბუნებით ოქსიდია, რის გამოც იგი დიდ ინტერესს იწვევს სამეცნიერო და სამრეწველო კვლევებისთვის.

ქიმიური ელემენტების კომბინაციას ჟანგბადთან ეწოდება ოქსიდები. როგორც წესი, ისინი წარმოიქმნება ჰაერში რაიმე ნივთიერების გაცხელებისას. არსებობს მჟავე და ძირითადი ოქსიდები. ლითონები ქმნიან ძირითად ოქსიდებს, ხოლო არალითონები მჟავე ოქსიდებს. გარდა ქრომისა და მანგანუმის ოქსიდებისა, რომლებიც ასევე მჟავეა. ამ სტატიაში განხილულია ძირითადი ოქსიდების წარმომადგენელი - CuO (II).

CuO(II)

სპილენძი, თბება ჰაერში 400–500 °C ტემპერატურაზე, თანდათან იფარება შავი საფარით, რომელსაც ქიმიკოსები უწოდებენ ორვალენტიან სპილენძის ოქსიდს, ან CuO(II). აღწერილი ფენომენი წარმოდგენილია შემდეგ განტოლებაში:

2 Cu + O 2 → 2 CuO

ტერმინი "დივალენტური" ეხება ატომის უნარს, მოახდინოს რეაგირება სხვა ელემენტებთან ორი ქიმიური ბმის მეშვეობით.

Საინტერესო ფაქტი!სპილენძს, რომელიც სხვადასხვა ნაერთებშია, შეიძლება ჰქონდეს განსხვავებული ვალენტობა და განსხვავებული ფერი. მაგალითად: სპილენძის ოქსიდებს აქვთ ნათელი წითელი (Cu2O) და ყავისფერი-შავი (CuO) ფერები. ხოლო სპილენძის ჰიდროქსიდები იძენენ ყვითელ (CuOH) და ლურჯ (Cu(OH)2) ფერებს. ფენომენის კლასიკური მაგალითი, როდესაც რაოდენობა ხარისხად იქცევა.

Cu2O-ს ზოგჯერ უწოდებენ ოქსიდს, სპილენძის (I) ოქსიდს, ხოლო CuO არის ოქსიდი, სპილენძის (II) ოქსიდი. ასევე არის სპილენძის (III) ოქსიდი - Cu2O3.

გეოლოგიაში, ორვალენტიან (ან ორვალენტიან) სპილენძის ოქსიდს ჩვეულებრივ უწოდებენ ტენორიტი, მისი სხვა სახელია მელაკონიტი. სახელი ტენორიტი მომდინარეობს ბოტანიკის გამოჩენილი იტალიელი პროფესორის მიქელე ტენორეს (1780-1861) სახელიდან. მელაკონიტი განიხილება სახელწოდების ტენორიტის სინონიმად და რუსულად ითარგმნება როგორც სპილენძის ნიელო ან შავი სპილენძის მადანი. ამა თუ იმ შემთხვევაში, საუბარია ყავისფერ-შავი ფერის კრისტალურ მინერალზე, რომელიც გაცხელებისას იშლება და დნება მხოლოდ ჟანგბადის ჭარბი წნევის ქვეშ, წყალში ხსნადია და არ რეაგირებს მასთან.

ხაზი გავუსვათ დასახელებული მინერალის ძირითად პარამეტრებს.

ქიმიური ფორმულა: CuO

მისი მოლეკულა შედგება Cu ატომიდან, რომლის მოლეკულური წონაა 64 ა. e.m. და O ატომი, მოლეკულური წონა 16 ა. ე.მ., სადაც ა. ე.მ - მასის ატომური ერთეული, ასევე ცნობილი როგორც დალტონი, 1 ა. ე.მ = 1,660 540 2(10) × 10 −27 კგ = 1,660 540 2(10) × 10 −24 გ შესაბამისად ნაერთის მოლეკულური წონაა: 64 + 16 = 80 ა. ჭამე.

კრისტალური უჯრედი:მონოკლინიკური სისტემა. რას ნიშნავს ამ ტიპის კრისტალური სიმეტრიის ღერძი, როდესაც ორი ღერძი იკვეთება ირიბი კუთხით და აქვთ სხვადასხვა სიგრძე, ხოლო მესამე ღერძი მდებარეობს მათ მიმართ 90° კუთხით.

სიმჭიდროვე – 6,51 გ/სმ3. შედარებისთვის, სუფთა ოქროს სიმკვრივეა 19,32 გ/სმ³, ხოლო სუფრის მარილის სიმკვრივე 2,16 გ/სმ3.

დნება 1447 °C-ზეჟანგბადის წნევის ქვეშ.

იშლება 1100 °C-მდე გაცხელებისას და გარდაიქმნება სპილენძის (I) ოქსიდად:

4CuO = 2Cu2O + O2.

არ რეაგირებს წყალთან და არ იხსნება მასში.

მაგრამ ის რეაგირებს ამიაკის წყალხსნართან და წარმოქმნის ტეტრაამინის სპილენძის (II) ჰიდროქსიდს: CuO + 4NH3 + H2O = (OH) 2.

მჟავე გარემოში წარმოქმნის სულფატს და წყალს: CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O.

ტუტეზე რეაგირებისას წარმოქმნის კუპრატს: CuO + 2 NaOH → Na2CuO2 + H2O.

რეაქცია CuO NaOH

ჩამოყალიბდა:

• სპილენძის (II) ჰიდროქსიდის კალცინით 200 °C ტემპერატურაზე: Cu(OH)2 = CuO + H2O;
• ჰაერში სპილენძის ლითონის დაჟანგვის დროს 400–500 °C ტემპერატურაზე: 2Cu + O2 = 2CuO;
• მალაქიტის მაღალტემპერატურული დამუშავებისას: (CuOH)2CO3 -> 2CuO + CO2 + H2O.

დაყვანილია სპილენძის ლითონად -

• წყალბადთან რეაქციაში: CuO + H2 = Cu + H2O;
• ნახშირბადის მონოქსიდით (ნახშირბადის მონოქსიდი): CuO + CO = Cu + CO2;
• აქტიური ლითონით: CuO + Mg = Cu + MgO.

ტოქსიკური. ადამიანის სხეულზე მავნე ზემოქმედების ხარისხის მიხედვით, იგი კლასიფიცირდება, როგორც მეორე საშიშროების კლასის ნივთიერება. იწვევს თვალების ლორწოვანი გარსების, კანის, სასუნთქი გზების და კუჭ-ნაწლავის სისტემის გაღიზიანებას. მასთან ურთიერთობისას აუცილებელია ისეთი დამცავი აღჭურვილობის გამოყენება, როგორიცაა რეზინის ხელთათმანები, რესპირატორები, უსაფრთხოების სათვალეები და სპეციალური ტანსაცმელი.

ნივთიერება ფეთქებადი და აალებადია.

გამოიყენება ინდუსტრიაშიროგორც შერეული საკვების მინერალური კომპონენტი, პიროტექნიკაში, ქიმიური რეაქციების კატალიზატორების წარმოებაში, როგორც შუშის, მინანქრების და კერამიკის შეღებვის პიგმენტი.

სპილენძის (II) ოქსიდის ჟანგვის თვისებები ყველაზე ხშირად გამოიყენება ლაბორატორიულ კვლევებში, როდესაც საჭიროა ელემენტარული ანალიზი ორგანული მასალების შესასწავლად წყალბადისა და ნახშირბადის არსებობისთვის.

მნიშვნელოვანია, რომ CuO (II) საკმაოდ ფართოდ არის გავრცელებული ბუნებაში, ისევე როგორც მინერალური ტენერიტი, სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ეს არის ბუნებრივი საბადო ნაერთი, საიდანაც შეიძლება სპილენძის მიღება.

ლათინური სახელი Cuprumხოლო მისი შესაბამისი სიმბოლო Cu მოდის კუნძულ კვიპროსის სახელიდან. სწორედ იქიდან, ხმელთაშუა ზღვის გაღმა, ძველი რომაელები და ბერძნები ამ ძვირფას ლითონს ექსპორტზე გაიტანეს.

სპილენძი მსოფლიოში შვიდი ყველაზე გავრცელებული მეტალიდან ერთ-ერთია და უძველესი დროიდან ადამიანების სამსახურშია. თუმცა, თავდაპირველი, მეტალის მდგომარეობაში ის საკმაოდ იშვიათია. ეს არის რბილი, ადვილად დასამუშავებელი ლითონი, რომელიც ხასიათდება მაღალი სიმკვრივით და დენის და სითბოს ძალიან მაღალი ხარისხის გამტარობით. ელექტრული გამტარობით, ის მეორე ადგილზეა მხოლოდ ვერცხლის შემდეგ, თუმცა არის იაფი მასალა. ფართოდ გამოიყენება მავთულის და თხელი ფურცლების სახით.

სპილენძის ქიმიური ნაერთები განსხვავებულიაგაიზარდა ბიოლოგიური აქტივობა. ცხოველურ და მცენარეულ ორგანიზმებში ისინი მონაწილეობენ ქლოროფილის სინთეზის პროცესებში, ამიტომ მინერალური სასუქების ძალიან ღირებულ კომპონენტად ითვლება.

სპილენძი ასევე აუცილებელია ადამიანის დიეტაში. ორგანიზმში მისმა ნაკლებობამ შეიძლება გამოიწვიოს სისხლის სხვადასხვა დაავადება.

ვიდეო

ვიდეოდან შეიტყობთ რა არის სპილენძის ოქსიდი.

სპილენძი (Cu) მიეკუთვნება d- ელემენტებს და მდებარეობს D.I. მენდელეევის პერიოდული ცხრილის IB ჯგუფში. სპილენძის ატომის ელექტრონული კონფიგურაცია ძირითად მდგომარეობაში იწერება როგორც 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 1 მოსალოდნელი ფორმულის ნაცვლად 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 9 4s 2. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, სპილენძის ატომის შემთხვევაში შეინიშნება ეგრეთ წოდებული „ელექტრონული ნახტომი“ 4s ქვედონიდან 3d ქვედონეზე. სპილენძისთვის, ნულის გარდა, შესაძლებელია ჟანგვის მდგომარეობები +1 და +2. +1 დაჟანგვის მდგომარეობა მიდრეკილია დისპროპორციებისკენ და სტაბილურია მხოლოდ უხსნად ნაერთებში, როგორიცაა CuI, CuCl, Cu 2 O და ა.შ., ისევე როგორც რთულ ნაერთებში, მაგალითად, Cl და OH. +1 ჟანგვის მდგომარეობაში მყოფ სპილენძის ნაერთებს არ აქვთ სპეციფიკური ფერი. ამრიგად, სპილენძის (I) ოქსიდი, კრისტალების ზომიდან გამომდინარე, შეიძლება იყოს მუქი წითელი (დიდი კრისტალები) და ყვითელი (პატარა კრისტალები), CuCl და CuI თეთრია, ხოლო Cu 2 S არის შავი და ლურჯი. სპილენძის დაჟანგვის მდგომარეობა, რომელიც ტოლია +2, ქიმიურად უფრო სტაბილურია. ამ ჟანგვის მდგომარეობაში სპილენძის შემცველი მარილები ლურჯი და ლურჯი-მწვანე ფერისაა.

სპილენძი არის ძალიან რბილი, ელასტიური და დრეკადი ლითონი მაღალი ელექტრული და თბოგამტარობით. მეტალის სპილენძის ფერი წითელ-ვარდისფერია. სპილენძი განლაგებულია ლითონების აქტივობის სერიაში წყალბადის მარჯვნივ, ე.ი. მიეკუთვნება დაბალაქტიურ ლითონებს.

ჟანგბადით

ნორმალურ პირობებში სპილენძი არ ურთიერთქმედებს ჟანგბადთან. მათ შორის რეაქციის წარმოებისთვის საჭიროა სითბო. ჟანგბადის ჭარბი ან დეფიციტიდან და ტემპერატურის პირობებიდან გამომდინარე, სპილენძის (II) ოქსიდი და სპილენძის (I) ოქსიდი შეიძლება ჩამოყალიბდეს:

გოგირდით

გოგირდის რეაქციამ სპილენძთან, პირობებიდან გამომდინარე, შეიძლება გამოიწვიოს როგორც სპილენძის (I) სულფიდის, ასევე სპილენძის (II) სულფიდის წარმოქმნა. როდესაც დაფხვნილი Cu და S ნარევი თბება 300-400 o C ტემპერატურაზე, წარმოიქმნება სპილენძის (I) სულფიდი:

თუ გოგირდის ნაკლებობაა და რეაქცია მიმდინარეობს 400 o C-ზე მაღალ ტემპერატურაზე, წარმოიქმნება სპილენძის (II) სულფიდი. ამასთან, მარტივი ნივთიერებებისგან სპილენძის (II) სულფიდის მისაღებად უფრო მარტივი გზაა სპილენძის ურთიერთქმედება ნახშირბადის დისულფიდში გახსნილ გოგირდთან:

ეს რეაქცია ხდება ოთახის ტემპერატურაზე.

ჰალოგენებით

სპილენძი რეაგირებს ფტორთან, ქლორთან და ბრომთან, წარმოქმნის ჰალოიდებს ზოგადი ფორმულით CuHal 2, სადაც Hal არის F, Cl ან Br:

Cu + Br 2 = CuBr 2

იოდის შემთხვევაში, ჰალოგენებს შორის ყველაზე სუსტი ჟანგვითი აგენტი, წარმოიქმნება სპილენძის (I) იოდიდი:

სპილენძი არ ურთიერთქმედებს წყალბადთან, აზოტთან, ნახშირბადთან და სილიციუმთან.

არაჟანგვის მჟავებით

თითქმის ყველა მჟავა არის არაჟანგვის მჟავა, გარდა კონცენტრირებული გოგირდის მჟავისა და ნებისმიერი კონცენტრაციის აზოტის მჟავისა. ვინაიდან არაჟანგვის მჟავებს შეუძლიათ დაჟანგონ მხოლოდ ლითონები აქტივობის სერიაში წყალბადამდე; ეს ნიშნავს, რომ სპილენძი არ რეაგირებს ასეთ მჟავებთან.

ჟანგვის მჟავებით

- კონცენტრირებული გოგირდის მჟავა

სპილენძი რეაგირებს კონცენტრირებულ გოგირდმჟავასთან როგორც გაცხელებისას, ასევე ოთახის ტემპერატურაზე. როდესაც თბება, რეაქცია მიმდინარეობს განტოლების მიხედვით:

ვინაიდან სპილენძი არ არის ძლიერი აღმდგენი აგენტი, ამ რეაქციაში გოგირდი მცირდება მხოლოდ +4 დაჟანგვის მდგომარეობამდე (SO 2-ში).

- განზავებული აზოტის მჟავით

სპილენძის რეაქცია განზავებულ HNO 3-თან იწვევს სპილენძის (II) ნიტრატის და აზოტის მონოქსიდის წარმოქმნას:

3Cu + 8HNO 3 (განზავებული) = 3Cu(NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O

- კონცენტრირებული აზოტის მჟავით

კონცენტრირებული HNO 3 ადვილად რეაგირებს სპილენძთან ნორმალურ პირობებში. განსხვავება სპილენძის რეაქციას კონცენტრირებულ აზოტმჟავასთან და რეაქციას განზავებულ აზოტმჟავასთან შორის მდგომარეობს აზოტის შემცირების პროდუქტში. კონცენტრირებული HNO 3-ის შემთხვევაში, აზოტი მცირდება ნაკლებად: აზოტის ოქსიდის (II) ნაცვლად წარმოიქმნება აზოტის ოქსიდი (IV), რაც განპირობებულია აზოტის მჟავას მოლეკულებს შორის კონცენტრირებულ მჟავაში შემამცირებელ აგენტში (Cu) უფრო დიდი კონკურენციის გამო. ) ელექტრონები:

Cu + 4HNO 3 = Cu(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O

არალითონური ოქსიდებით

სპილენძი რეაგირებს ზოგიერთ არამეტალურ ოქსიდთან. მაგალითად, ოქსიდებთან, როგორიცაა NO 2, NO, N 2 O, სპილენძი იჟანგება სპილენძის (II) ოქსიდამდე, ხოლო აზოტი მცირდება დაჟანგვის მდგომარეობამდე 0, ე.ი. წარმოიქმნება მარტივი ნივთიერება N 2:

გოგირდის დიოქსიდის შემთხვევაში მარტივი ნივთიერების (გოგირდის) ნაცვლად წარმოიქმნება სპილენძის(I) სულფიდი. ეს გამოწვეულია იმით, რომ სპილენძი და გოგირდი, აზოტისგან განსხვავებით, რეაგირებენ:

ლითონის ოქსიდებით

როდესაც მეტალის სპილენძი აგლომერდება სპილენძის (II) ოქსიდით 1000-2000 o C ტემპერატურაზე, სპილენძის (I) ოქსიდი შეიძლება მივიღოთ:

ასევე, მეტალის სპილენძს შეუძლია კალციაციისას რკინის (III) ოქსიდი რკინის (II) ოქსიდად დაიყვანოს:

ლითონის მარილებით

სპილენძი ანაცვლებს ნაკლებად აქტიურ ლითონებს (მარჯვნივ აქტივობის სერიაში) მათი მარილების ხსნარებიდან:

Cu + 2AgNO 3 = Cu(NO 3) 2 + 2Ag↓

საინტერესო რეაქციაც ხდება, რომლის დროსაც სპილენძი იხსნება უფრო აქტიური ლითონის - რკინის მარილში +3 დაჟანგვის მდგომარეობაში. თუმცა, არ არსებობს წინააღმდეგობები, რადგან სპილენძი არ ანაცვლებს რკინას მისი მარილისგან, მაგრამ მხოლოდ ამცირებს მას დაჟანგვის მდგომარეობიდან +3 დაჟანგვის მდგომარეობამდე +2:

Fe 2 (SO 4) 3 + Cu = CuSO 4 + 2FeSO 4

Cu + 2FeCl 3 = CuCl 2 + 2FeCl 2

ეს უკანასკნელი რეაქცია გამოიყენება მიკროსქემების წარმოებაში სპილენძის მიკროსქემის დაფების აკრავის ეტაპზე.

სპილენძის კოროზია

სპილენძი კოროზირდება დროთა განმავლობაში ტენიანობასთან, ნახშირორჟანგთან და ატმოსფერულ ჟანგბადთან შეხებისას:

2Cu + H 2 O + CO 2 + O 2 = (CuOH) 2 CO 3

ამ რეაქციის შედეგად, სპილენძის პროდუქტები დაფარულია სპილენძის (II) ჰიდროქსიკარბონატის ფხვიერი ლურჯი-მწვანე საფარით.

თუთიის ქიმიური თვისებები

თუთია Zn არის IV პერიოდის IIB ჯგუფში. ქიმიური ელემენტის ატომების ვალენტური ორბიტალების ელექტრონული კონფიგურაცია ძირითად მდგომარეობაშია 3d 10 4s 2. თუთიისთვის შესაძლებელია მხოლოდ ერთი დაჟანგვის მდგომარეობა, +2-ის ტოლი. თუთიის ოქსიდს ZnO და თუთიის ჰიდროქსიდს Zn(OH) 2 აქვს გამოხატული ამფოტერული თვისებები.

თუთია ჰაერში შენახვისას ბნელდება და დაფარულია ZnO ოქსიდის თხელი ფენით. დაჟანგვა განსაკუთრებით ადვილად ხდება მაღალი ტენიანობის დროს და ნახშირორჟანგის არსებობისას რეაქციის გამო:

2Zn + H 2 O + O 2 + CO 2 → Zn 2 (OH) 2 CO 3

თუთიის ორთქლი იწვის ჰაერში, ხოლო თუთიის თხელი ზოლი, დამწვრობის ცეცხლში ინკანდესენტის შემდეგ, იწვის მომწვანო ალით:

როდესაც თბება, მეტალის თუთია ასევე ურთიერთქმედებს ჰალოგენებთან, გოგირდთან და ფოსფორთან:

თუთია უშუალოდ არ რეაგირებს წყალბადთან, აზოტთან, ნახშირბადთან, სილიციუმთან და ბორთან.

თუთია რეაგირებს არაჟანგვის მჟავებთან წყალბადის გამოყოფისთვის:

Zn + H 2 SO 4 (20%) → ZnSO 4 + H 2

Zn + 2HCl → ZnCl 2 + H 2

ტექნიკური თუთია განსაკუთრებით ადვილად ხსნადია მჟავებში, რადგან ის შეიცავს სხვა ნაკლებად აქტიური ლითონების, კერძოდ კადმიუმის და სპილენძის მინარევებს. მაღალი სისუფთავის თუთია მდგრადია მჟავების მიმართ გარკვეული მიზეზების გამო. რეაქციის დასაჩქარებლად თუთიის მაღალი სისუფთავის ნიმუში შეჰყავთ სპილენძთან ან მჟავას ხსნარს უმატებენ ცოტა სპილენძის მარილს.

800-900 o C ტემპერატურაზე (წითელი სიცხე), თუთია ლითონი, რომელიც დნობის მდგომარეობაშია, ურთიერთქმედებს ზედმეტად გახურებულ წყლის ორთქლთან, ათავისუფლებს წყალბადს მისგან:

Zn + H 2 O = ZnO + H 2

თუთია ასევე რეაგირებს ჟანგვის მჟავებთან: კონცენტრირებულ გოგირდთან და აზოტთან.

თუთიას, როგორც აქტიურ ლითონს, კონცენტრირებულ გოგირდმჟავასთან ერთად შეუძლია შექმნას გოგირდის დიოქსიდი, ელემენტარული გოგირდი და წყალბადის სულფიდიც კი.

Zn + 2H 2 SO 4 = ZnSO 4 + SO 2 + 2H 2 O

აზოტის მჟავას შემცირების პროდუქტების შემადგენლობა განისაზღვრება ხსნარის კონცენტრაციით:

Zn + 4HNO 3 (კონს.) = Zn(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O

3Zn + 8HNO 3 (40%) = 3Zn(NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O

4Zn +10HNO 3 (20%) = 4Zn(NO 3) 2 + N 2 O + 5H 2 O

5Zn + 12HNO 3 (6%) = 5Zn(NO 3) 2 + N 2 + 6H 2 O

4Zn + 10HNO3 (0.5%) = 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O

პროცესის მიმართულებაზე ასევე გავლენას ახდენს ტემპერატურა, მჟავის რაოდენობა, ლითონის სისუფთავე და რეაქციის დრო.

თუთია რეაგირებს ტუტე ხსნარებთან და წარმოიქმნება ტეტრაჰიდროქსიცინატებიდა წყალბადი:

Zn + 2NaOH + 2H 2 O = Na 2 + H 2

Zn + Ba(OH) 2 + 2H 2 O = Ba + H 2

უწყლო ტუტეებთან შერწყმისას წარმოიქმნება თუთია ცინატებიდა წყალბადი:

უაღრესად ტუტე გარემოში თუთია არის უკიდურესად ძლიერი შემამცირებელი აგენტი, რომელსაც შეუძლია ნიტრატებში და ნიტრიტებში აზოტის შემცირება ამიაკად:

4Zn + NaNO 3 + 7NaOH + 6H 2 O → 4Na 2 + NH 3

კომპლექსურობის გამო, თუთია ნელ-ნელა იხსნება ამიაკის ხსნარში, ამცირებს წყალბადს:

Zn + 4NH 3 H 2 O → (OH) 2 + H 2 + 2H 2 O

თუთია ასევე ამცირებს ნაკლებად აქტიურ ლითონებს (მისგან მარჯვნივ აქტივობის სერიაში) მათი მარილების წყალხსნარებიდან:

Zn + CuCl 2 = Cu + ZnCl 2

Zn + FeSO 4 = Fe + ZnSO 4

ქრომის ქიმიური თვისებები

ქრომი არის პერიოდული ცხრილის VIB ჯგუფის ელემენტი. ქრომის ატომის ელექტრონული კონფიგურაცია იწერება როგორც 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 1, ე.ი. ქრომის შემთხვევაში, ისევე როგორც სპილენძის ატომის შემთხვევაში, შეინიშნება ე.წ. „ელექტრონის გაჟონვა“.

ქრომის ყველაზე ხშირად გამოვლენილი დაჟანგვის მდგომარეობებია +2, +3 და +6. ისინი უნდა გვახსოვდეს და ქიმიაში ერთიანი სახელმწიფო გამოცდის პროგრამის ფარგლებში შეიძლება ვივარაუდოთ, რომ ქრომს არ აქვს სხვა დაჟანგვის მდგომარეობა.

ნორმალურ პირობებში, ქრომი მდგრადია კოროზიის მიმართ როგორც ჰაერში, ასევე წყალში.

ურთიერთქმედება არალითონებთან

ჟანგბადით

600 o C-ზე მეტ ტემპერატურაზე გაცხელებული, ფხვნილი ქრომის ლითონი იწვის სუფთა ჟანგბადის წარმომქმნელ ქრომის (III) ოქსიდში:

4Cr + 3O2 = ო ტ=> 2Cr 2 O 3

ჰალოგენებით

ქრომი რეაგირებს ქლორთან და ფტორთან დაბალ ტემპერატურაზე, ვიდრე ჟანგბადთან (250 და 300 o C, შესაბამისად):

2Cr + 3F 2 = ო ტ=> 2CrF 3

2Cr + 3Cl2 = ო ტ=> 2CrCl 3

ქრომი რეაგირებს ბრომთან წითელ ტემპერატურაზე (850-900 o C):

2Cr + 3Br 2 = ო ტ=> 2CrBr 3

აზოტით

მეტალური ქრომი ურთიერთქმედებს აზოტთან 1000 o C-ზე ზემოთ ტემპერატურაზე:

2Cr + N 2 = ოტ=> 2CrN

გოგირდით

გოგირდთან ერთად ქრომს შეუძლია შექმნას როგორც ქრომის (II) სულფიდი, ასევე ქრომის (III) სულფიდი, რაც დამოკიდებულია გოგირდისა და ქრომის პროპორციებზე:

Cr+S= o t=> CrS

2Cr + 3S = o t=> Cr 2 S 3

ქრომი არ რეაგირებს წყალბადთან.

ურთიერთქმედება რთულ ნივთიერებებთან

წყალთან ურთიერთქმედება

ქრომი არის საშუალო აქტივობის ლითონი (მდებარეობს ლითონების აქტივობის სერიაში ალუმინსა და წყალბადს შორის). ეს ნიშნავს, რომ რეაქცია მიმდინარეობს წითელ ქრომს და ზედმეტად გაცხელებულ წყლის ორთქლს შორის:

2Cr + 3H2O = o t=> Cr 2 O 3 + 3H 2

ურთიერთქმედება მჟავებთან

ქრომი ნორმალურ პირობებში პასიურდება კონცენტრირებული გოგირდის და აზოტის მჟავებით, თუმცა იხსნება მათში ადუღებისთანავე, ხოლო იჟანგება ჟანგვის ხარისხამდე +3:

Cr + 6HNO 3 (კონს.) = ტ ო=> Cr(NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O

2Cr + 6H 2SO 4(კონს.) = ტ ო=> Cr 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O

განზავებული აზოტის მჟავის შემთხვევაში, აზოტის შემცირების ძირითადი პროდუქტია მარტივი ნივთიერება N 2:

10Cr + 36HNO 3(dil) = 10Cr(NO 3) 3 + 3N 2 + 18H 2 O

ქრომი მდებარეობს წყალბადის მარცხნივ აქტივობის სერიაში, რაც ნიშნავს, რომ მას შეუძლია H2 გამოათავისუფლოს არაჟანგვის მჟავების ხსნარებიდან. ასეთი რეაქციების დროს, ატმოსფერული ჟანგბადის წვდომის არარსებობის შემთხვევაში, წარმოიქმნება ქრომის (II) მარილები:

Cr + 2HCl = CrCl 2 + H 2

Cr + H 2 SO 4 (განზავებული) = CrSO 4 + H 2

როდესაც რეაქცია ტარდება ღია ცის ქვეშ, ორვალენტიანი ქრომი მყისიერად იჟანგება ჰაერში შემავალი ჟანგბადით დაჟანგვის მდგომარეობამდე +3. ამ შემთხვევაში, მაგალითად, ჰიდროქლორინის მჟავასთან განტოლება მიიღებს ფორმას:

4Cr + 12HCl + 3O 2 = 4CrCl 3 + 6H 2 O

როდესაც მეტალის ქრომი ერწყმის ძლიერ ჟანგვის აგენტებს ტუტეების თანდასწრებით, ქრომი იჟანგება +6 დაჟანგვის მდგომარეობამდე, წარმოიქმნება ქრომატები:

რკინის ქიმიური თვისებები

რკინა Fe, ქიმიური ელემენტი, რომელიც მდებარეობს VIIB ჯგუფში და აქვს სერიული ნომერი 26 პერიოდულ სისტემაში. ელექტრონების განაწილება რკინის ატომში ასეთია: 26 Fe1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2, ანუ რკინა მიეკუთვნება d-ელემენტებს, ვინაიდან d-ქვედონე მის შემთხვევაში ივსება. მას ყველაზე მეტად ახასიათებს ორი დაჟანგვის მდგომარეობა +2 და +3. FeO ოქსიდს და Fe(OH) 2 ჰიდროქსიდს აქვს უპირატესი ძირითადი თვისებები, ხოლო Fe 2 O 3 ოქსიდს და Fe(OH) 3 ჰიდროქსიდს აქვს შესამჩნევად ამფოტერული თვისებები. ამრიგად, რკინის ოქსიდი და ჰიდროქსიდი (lll) გარკვეულწილად იხსნება ტუტეების კონცენტრირებულ ხსნარებში მოხარშვისას და ასევე რეაგირებს უწყლო ტუტეებთან შერწყმის დროს. უნდა აღინიშნოს, რომ რკინის +2 ჟანგვის მდგომარეობა ძალიან არასტაბილურია და ადვილად გადადის +3 ჟანგვის მდგომარეობაში. ასევე ცნობილია რკინის ნაერთები იშვიათი ჟანგვის მდგომარეობაში +6 - ფერატები, არარსებული "რკინის მჟავას" H 2 FeO 4 მარილები. ეს ნაერთები შედარებით სტაბილურია მხოლოდ მყარ მდგომარეობაში ან ძლიერ ტუტე ხსნარებში. თუ გარემოს ტუტე არასაკმარისია, ფერატები სწრაფად იჟანგება წყალსაც კი, გამოყოფს მისგან ჟანგბადს.

ურთიერთქმედება მარტივ ნივთიერებებთან

ჟანგბადით

სუფთა ჟანგბადში წვისას რკინა წარმოქმნის ე.წ რკინის მასშტაბი, რომელსაც აქვს ფორმულა Fe 3 O 4 და რეალურად წარმოადგენს შერეულ ოქსიდს, რომლის შემადგენლობა შეიძლება პირობითად იყოს წარმოდგენილი ფორმულით FeO∙Fe 2 O 3. რკინის წვის რეაქციას აქვს შემდეგი ფორმა:

3Fe + 2O 2 = ტ ო=> Fe 3 O 4

გოგირდით

როდესაც თბება, რკინა რეაგირებს გოგირდთან და წარმოქმნის შავი სულფიდს:

Fe + S = ტ ო=> FeS

ან ჭარბი გოგირდით რკინის დისულფიდი:

Fe + 2S = ტ ო=>FeS 2

ჰალოგენებით

მეტალის რკინა იჟანგება ყველა ჰალოგენით, გარდა იოდისა +3 დაჟანგვის მდგომარეობამდე, წარმოქმნის რკინის ჰალოგენებს (lll):

2Fe + 3F 2 = ტ ო=> 2FeF 3 - რკინის ფტორიდი (lll)

2Fe + 3Cl 2 = ტ ო=> 2FeCl 3 - რკინის ქლორიდი (lll)

იოდი, როგორც ყველაზე სუსტი ჟანგვის აგენტი ჰალოგენებს შორის, ჟანგავს რკინას მხოლოდ +2-მდე:

Fe + I 2 = ტ ო=> FeI 2 - რკინის იოდიდი (ll)

უნდა აღინიშნოს, რომ რკინის ნაერთები ადვილად ჟანგავს იოდიდის იონებს წყალხსნარში თავისუფალ იოდ I 2-მდე, ხოლო ამცირებენ ჟანგვის მდგომარეობამდე +2. მსგავსი რეაქციების მაგალითები FIPI ბანკისგან:

2FeCl 3 + 2KI = 2FeCl 2 + I 2 + 2KCl

2Fe(OH) 3 + 6HI = 2FeI 2 + I 2 + 6H 2 O

Fe 2 O 3 + 6HI = 2FeI 2 + I 2 + 3H 2 O

წყალბადით

რკინა არ რეაგირებს წყალბადთან (მხოლოდ ტუტე ლითონები და ტუტე მიწის ლითონები რეაგირებენ ლითონების წყალბადთან):

ურთიერთქმედება რთულ ნივთიერებებთან

ურთიერთქმედება მჟავებთან

არაჟანგვის მჟავებით

ვინაიდან რკინა მდებარეობს წყალბადის მარცხნივ აქტივობის სერიაში, ეს ნიშნავს, რომ მას შეუძლია წყალბადის გადაადგილება არაჟანგვის მჟავებისგან (თითქმის ყველა მჟავის გარდა H 2 SO 4 (კონს.) და HNO 3 ნებისმიერი კონცენტრაციისა):

Fe + H 2 SO 4 (განზავებული) = FeSO 4 + H 2

Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2

თქვენ უნდა მიაქციოთ ყურადღება ასეთ ხრიკს ერთიანი სახელმწიფო გამოცდის ამოცანებში, როგორც კითხვა თემაზე, თუ რა ხარისხით დაიჟანგება რკინა განზავებული და კონცენტრირებული მარილმჟავას ზემოქმედებისას. სწორი პასუხია +2-მდე ორივე შემთხვევაში.

ხაფანგი აქ მდგომარეობს რკინის უფრო ღრმა დაჟანგვის ინტუიციურ მოლოდინს (დ.ო. +3-მდე) კონცენტრირებულ მარილმჟავასთან მისი ურთიერთქმედების შემთხვევაში.

ურთიერთქმედება ჟანგვის მჟავებთან

ნორმალურ პირობებში რკინა არ რეაგირებს კონცენტრირებულ გოგირდოვან და აზოტმჟავებთან პასივაციის გამო. თუმცა, ის რეაგირებს მათთან მოხარშვისას:

2Fe + 6H 2 SO 4 = o t=> Fe 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O

Fe + 6HNO3 = o t=> Fe(NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O

გთხოვთ გაითვალისწინოთ, რომ განზავებული გოგირდის მჟავა აჟანგებს რკინას +2-მდე, ხოლო კონცენტრირებული გოგირდის მჟავას +3-მდე.

რკინის კოროზია (ჟანგი).

ტენიან ჰაერში რკინა ძალიან სწრაფად ჟანგდება:

4Fe + 6H 2 O + 3O 2 = 4Fe(OH) 3

რკინა არ რეაგირებს წყალთან ჟანგბადის ნაკლებობისას, არც ნორმალურ პირობებში და არც ადუღებისას. წყალთან რეაქცია ხდება მხოლოდ წითელ სიცხეზე (>800 o C) ზემოთ ტემპერატურაზე. იმათ..

როგორც ყველა d-ელემენტი, ისინიც მკვეთრად შეფერილია.

ისევე, როგორც სპილენძთან, ეს შეინიშნება ელექტრონის უკმარისობა- s-ორბიტალიდან d-ორბიტალამდე

ატომის ელექტრონული სტრუქტურა:

შესაბამისად, არსებობს სპილენძის 2 დამახასიათებელი დაჟანგვის მდგომარეობა: +2 და +1.

მარტივი ნივთიერება:ოქროს ვარდისფერი ლითონი.

სპილენძის ოქსიდები:Сu2O სპილენძის (I) ოქსიდი \ სპილენძის ოქსიდი 1 - წითელ-ნარინჯისფერი ფერი

CuO სპილენძის (II) ოქსიდი \ სპილენძის ოქსიდი 2 - შავი.

სხვა სპილენძის ნაერთები Cu(I), ოქსიდის გარდა, არასტაბილურია.

სპილენძის ნაერთები Cu(II), პირველ რიგში, სტაბილურია და მეორეც, ლურჯი ან მომწვანო ფერისაა.

რატომ ხდება სპილენძის მონეტები მწვანე? სპილენძი წყლის თანდასწრებით ურთიერთქმედებს ჰაერში ნახშირორჟანგთან და წარმოქმნის CuCO3-ს, მწვანე ნივთიერებას.

კიდევ ერთი ფერადი სპილენძის ნაერთი, სპილენძის (II) სულფიდი, არის შავი ნალექი.

სპილენძი, სხვა ელემენტებისგან განსხვავებით, წყალბადის შემდეგ მოდის და, შესაბამისად, არ ათავისუფლებს მას მჟავებისგან:

• თან ცხელიგოგირდის მჟავა: Cu + 2H2SO4 = CuSO4 + SO2 + 2H2O
• თან ცივიგოგირდის მჟავა: Cu + H2SO4 = CuO + SO2 + H2O
• კონცენტრირებულით:
  Cu + 4HNO3 = Cu(NO3)2 + 4NO2 + 4H2O
• განზავებული აზოტის მჟავით:
  3Cu + 8HNO3 = 3 Cu(NO3)2 + 2NO +4 H2O

ერთიანი სახელმწიფო გამოცდის C2 პრობლემის მაგალითი 1:

სპილენძის ნიტრატი კალცინირებული იყო და მიღებული მყარი ნალექი იხსნება გოგირდმჟავაში. ხსნარში წყალბადის სულფიდი გადაიტანეს, მიღებულ შავ ნალექს გამოწვავდნენ, ხოლო მყარი ნარჩენი იხსნება აზოტმჟავაში გახურებით.

2Сu(NO3)2 → 2CuO↓ +4 NO2 + O2

მყარი ნალექი არის სპილენძის (II) ოქსიდი.

CuO + H2S → CuS↓ + H2O

სპილენძის (II) სულფიდი შავი ნალექია.

"გაშეშებული" ნიშნავს, რომ იყო ურთიერთქმედება ჟანგბადთან. არ უნდა აგვერიოს „კალცინაციაში“. კალცინატი - სითბო, ბუნებრივია, მაღალ ტემპერატურაზე.

2СuS + 3O2 = 2CuO + 2SO2

მყარი ნარჩენი არის CuO, თუ სპილენძის სულფიდი მთლიანად რეაგირებს, CuO + CuS, თუ იგი ნაწილობრივ რეაგირებს.

СuO + 2HNO3 = Cu(NO3)2 + H2O

CuS + 2HNO3 = Cu(NO3)2 + H2S

ასევე შესაძლებელია სხვა რეაქცია:

СuS + 8HNO3 = Cu(NO3)2 + SO2 + 6NO2 + 4H2O

ერთიანი სახელმწიფო გამოცდის C2 პრობლემის მაგალითი 2:

სპილენძს ხსნიდნენ კონცენტრირებულ აზოტმჟავაში, მიღებულ გაზს ურევენ ჟანგბადს და ხსნიან წყალში. მიღებულ ხსნარში იხსნება თუთიის ოქსიდი, შემდეგ ხსნარს ემატება დიდი ჭარბი ნატრიუმის ჰიდროქსიდის ხსნარი.

აზოტმჟავასთან რეაქციის შედეგად წარმოიქმნება Cu(NO3)2, NO2 და O2.

NO2 შერეული იყო ჟანგბადთან, რაც ნიშნავს, რომ დაჟანგდა: 2NO2 + 5O2 = 2N2O5. წყალთან შერეული: N2O5 + H2O = 2HNO3.

ZnO + 2HNO3 = Zn(NO3)2 + 2H2O

Zn(NO 3) 2 + 4NaOH = Na 2 + 2NaNO 3

Cuprum (Cu) არის ერთ-ერთი დაბალაქტიური ლითონი. ახასიათებს ქიმიური ნაერთების წარმოქმნა დაჟანგვის მდგომარეობებით +1 და +2. მაგალითად, ორი ოქსიდი, რომელიც წარმოადგენს ორი ელემენტის Cu და ჟანგბადის ნაერთს: +1 ჟანგვის მდგომარეობით - სპილენძის ოქსიდი Cu2O და ჟანგვის მდგომარეობით +2 - სპილენძის ოქსიდი CuO. იმისდა მიუხედავად, რომ ისინი შედგება ერთი და იგივე ქიმიური ელემენტებისაგან, თითოეულ მათგანს აქვს საკუთარი განსაკუთრებული მახასიათებლები. სიცივეში ლითონი ძალიან სუსტად ურთიერთქმედებს ჰაერის ჟანგბადთან, იფარება სპილენძის ოქსიდის ფირით, რაც ხელს უშლის კუპრის შემდგომ დაჟანგვას. გაცხელებისას ეს მარტივი ნივთიერება პერიოდულ სისტემაში სერიული ნომრით 29 მთლიანად იჟანგება. ამ შემთხვევაში წარმოიქმნება აგრეთვე სპილენძის (II) ოქსიდი: 2Cu + O2 → 2CuO.

აზოტის ოქსიდი არის მოყავისფრო-წითელი მყარი მყარი მასა 143,1 გ/მოლი. ნაერთს აქვს დნობის წერტილი 1235°C და დუღილის წერტილი 1800°C. წყალში უხსნადია, მაგრამ მჟავებში ხსნადი. სპილენძის ოქსიდი (I) განზავებულია (კონცენტრირებული) უფერო კომპლექსის + წარმოქმნით, რომელიც ჰაერში ადვილად იჟანგება ლურჯ-იისფერი ამიაკის კომპლექსად 2+, იხსნება მარილმჟავაში და წარმოქმნის CuCl2-ს. ნახევარგამტარების ფიზიკის ისტორიაში Cu2O ერთ-ერთი ყველაზე შესწავლილი მასალაა.

სპილენძის (I) ოქსიდს, რომელიც ასევე ცნობილია როგორც ჰემიოქსიდი, აქვს ძირითადი თვისებები. მისი მიღება შესაძლებელია ლითონის დაჟანგვით: 4Cu + O2 → 2 Cu2O. მინარევები, როგორიცაა წყალი და მჟავები, გავლენას ახდენს ამ პროცესის სიჩქარეზე, ისევე როგორც შემდგომ ჟანგვის ორვალენტიან ოქსიდამდე. კუპროს ოქსიდი შეიძლება დაითხოვოს სუფთა ლითონში და წარმოიქმნება მარილი: H2SO4 + Cu2O → Cu + CuSO4 + H2O. მსგავსი სქემის მიხედვით, ხდება +1 ხარისხის ოქსიდის ურთიერთქმედება სხვა ჟანგბადის შემცველ მჟავებთან. როდესაც ჰემიოქსიდი რეაგირებს ჰალოგენის შემცველ მჟავებთან, წარმოიქმნება ერთვალენტიანი ლითონის მარილები: 2HCl + Cu2O → 2CuCl + H2O.

სპილენძის (I) ოქსიდი ბუნებრივად გვხვდება წითელი მადნის სახით (მოძველებული სახელი, ლალის Cu-სთან ერთად), რომელსაც მინერალს "კუპრიტი" უწოდებენ. ჩამოყალიბებას დიდი დრო სჭირდება. მისი წარმოება შესაძლებელია ხელოვნურად მაღალ ტემპერატურაზე ან ჟანგბადის მაღალი წნევის ქვეშ. ჰემიოქსიდი ჩვეულებრივ გამოიყენება როგორც ფუნგიციდი, როგორც პიგმენტი, როგორც დაბინძურების საწინააღმდეგო საშუალება წყალქვეშა ან საზღვაო საღებავებში და ასევე გამოიყენება როგორც კატალიზატორი.

თუმცა, ამ ნივთიერების ზემოქმედება ქიმიური ფორმულით Cu2O სხეულზე შეიძლება საშიში იყოს. შესუნთქვისას იწვევს ქოშინი, ხველა და სასუნთქი გზების დაწყლულება და პერფორაცია. მიღების შემთხვევაში ის აღიზიანებს კუჭ-ნაწლავის ტრაქტს, რასაც თან ახლავს ღებინება, ტკივილი და ფაღარათი.

H2 + CuO → Cu + H2O;

CO + CuO → Cu + CO2.

სპილენძის (II) ოქსიდი გამოიყენება კერამიკაში (როგორც პიგმენტი) მინანქრების წარმოებისთვის (ლურჯი, მწვანე და წითელი და ზოგჯერ ვარდისფერი, ნაცრისფერი ან შავი). იგი ასევე გამოიყენება როგორც საკვები დანამატი ცხოველებში, რათა შეამციროს კუპრის დეფიციტი ორგანიზმში. ეს არის აბრაზიული მასალა, რომელიც აუცილებელია ოპტიკური აღჭურვილობის გასაპრიალებლად. იგი გამოიყენება მშრალი ბატარეების წარმოებისთვის, სხვა Cu მარილების მისაღებად. CuO ნაერთი ასევე გამოიყენება სპილენძის შენადნობების შედუღებაში.

ქიმიური ნაერთის CuO ზემოქმედება ასევე შეიძლება საშიში იყოს ადამიანის ორგანიზმისთვის. ინჰალაციის შემთხვევაში იწვევს ფილტვების გაღიზიანებას. სპილენძის (II) ოქსიდმა შეიძლება გამოიწვიოს ლითონის კვამლის ცხელება (MFF). Cu ოქსიდი იწვევს კანის გაუფერულებას და შეიძლება წარმოიშვას მხედველობის პრობლემები. თუ ის შედის ორგანიზმში, ჰემიოქსიდის მსგავსად, იწვევს მოწამვლას, რომელსაც თან ახლავს სიმპტომები ღებინების და ტკივილის სახით.

სპილენძი და მისი ნაერთები

გაკვეთილი მე-11 საბუნებისმეტყველო კლასში

მოსწავლეთა შემეცნებითი აქტივობისა და დამოუკიდებლობის ასამაღლებლად ვიყენებთ გაკვეთილებს მასალის კოლექტიური შესწავლისთვის. ასეთ გაკვეთილებზე თითოეული მოსწავლე (ან მოსწავლეთა წყვილი) იღებს დავალებას, რომლის შესრულებაზეც მან უნდა მოახდინოს მოხსენება იმავე გაკვეთილზე და მისი მოხსენება კლასის დანარჩენი მოსწავლეების მიერ ჩაიწერება რვეულებში და წარმოადგენს შინაარსის ელემენტს. გაკვეთილის სასწავლო მასალისგან. თითოეული მოსწავლე მონაწილეობს კლასში ამ თემის შესწავლაში.
გაკვეთილის მსვლელობისას მოსწავლეთა მუშაობის რეჟიმი იცვლება ინტრააქტიურიდან (რეჟიმი, რომელშიც ინფორმაციის ნაკადები დახურულია მოსწავლეებში, დამახასიათებელია დამოუკიდებელი მუშაობისთვის) ინტერაქტიულზე (რეჟიმი, რომელშიც ინფორმაციის ნაკადები ორმხრივია, ანუ ინფორმაცია გადადის ორივედან. სტუდენტს და სტუდენტს უცვლიან ინფორმაციას). ამ შემთხვევაში მასწავლებელი მოქმედებს როგორც პროცესის ორგანიზატორი, ასწორებს და ავსებს მოსწავლეების მიერ მოწოდებულ ინფორმაციას.
მასალის კოლექტიური შესწავლის გაკვეთილები შედგება შემდეგი ეტაპებისგან:
ეტაპი 1 – ინსტალაცია, რომელშიც მასწავლებელი განმარტავს გაკვეთილის მიზნებსა და სამუშაო პროგრამას (7 წუთამდე);
ეტაპი 2 – მოსწავლეთა დამოუკიდებელი მუშაობა ინსტრუქციის მიხედვით (15 წუთამდე);
ეტაპი 3 – ინფორმაციის გაცვლა და გაკვეთილის შეჯამება (განახორციელებს მთელ დარჩენილ დროს).
გაკვეთილი „სპილენძი და მისი ნაერთები“ განკუთვნილია ქიმიის სიღრმისეული შესწავლის კლასებისთვის (კვირაში 4 საათი ქიმია), ტარდება ორ აკადემიურ საათზე, გაკვეთილი განაახლებს მოსწავლეთა ცოდნას შემდეგ თემებზე: „ზოგადი თვისებები ლითონები“, „დამოკიდებულება ლითონებთან კონცენტრირებული გოგირდმჟავით“ მჟავა, აზოტმჟავა“, „ხარისხობრივი რეაქციები ალდეჰიდებსა და პოლიჰიდრულ სპირტებზე“, „გაჯერებული მონოჰიდრული სპირტების დაჟანგვა სპილენძის(II) ოქსიდით“, „კომპლექსური ნაერთები“.
გაკვეთილის დაწყებამდე მოსწავლეები იღებენ საშინაო დავალებას: გაიმეორეთ ჩამოთვლილი თემები. მასწავლებლის წინასწარი მომზადება გაკვეთილისთვის შედგება მოსწავლეებისთვის ინსტრუქციის ბარათების შედგენასა და ლაბორატორიული ექსპერიმენტებისთვის კომპლექტების მომზადებაში.

გაკვეთილების დროს

ინსტალაციის ეტაპი

მასწავლებელი მოსწავლეებს პოზირებს გაკვეთილის მიზანი: ნივთიერებების თვისებების შესახებ არსებული ცოდნის საფუძველზე, პროგნოზირება, პრაქტიკულად დადასტურება, შეჯამება სპილენძისა და მისი ნაერთების შესახებ.
მოსწავლეები ადგენენ სპილენძის ატომის ელექტრონულ ფორმულას, გაარკვიონ, რა დაჟანგვის მდგომარეობები შეიძლება გამოავლინოს სპილენძს ნაერთებში, რა თვისებები ექნება (რედოქსი, მჟავა-ტუტოვანი) სპილენძის ნაერთებს.
მოსწავლეთა რვეულებში ჩნდება ცხრილი.

სპილენძისა და მისი ნაერთების თვისებები

მეტალი	Cu 2 O – ძირითადი ოქსიდი	CuO - ძირითადი ოქსიდი
შემცირების აგენტი	CuOH არის არასტაბილური ბაზა	Cu(OH) 2 - უხსნადი ბაზა
	CuCl - უხსნადი მარილი	CuSO 4 - ხსნადი მარილი
	ფლობენ რედოქს ორმაგობას	ჟანგვის აგენტები

დამოუკიდებელი მუშაობის ეტაპი

ვარაუდების დასადასტურებლად და დასამატებლად მოსწავლეები ინსტრუქციის მიხედვით ატარებენ ლაბორატორიულ ექსპერიმენტებს და წერენ შესრულებული რეაქციების განტოლებებს.

ინსტრუქციები დამოუკიდებელი მუშაობისთვის წყვილებში

1. აანთეთ სპილენძის მავთული ცეცხლში. გაითვალისწინეთ, როგორ შეიცვალა მისი ფერი. მოათავსეთ ცხელი კალცინირებული სპილენძის მავთული ეთილის სპირტში. გაითვალისწინეთ მისი ფერის ცვლილება. გაიმეორეთ ეს მანიპულაციები 2-3 ჯერ. შეამოწმეთ შეიცვალა თუ არა ეთანოლის სუნი.
ჩაწერეთ განხორციელებული გარდაქმნების შესაბამისი რეაქციის ორი განტოლება. სპილენძის და მისი ოქსიდის რა თვისებები დასტურდება ამ რეაქციებით?

2. სპილენძის(I) ოქსიდს დაამატეთ მარილმჟავა.
რას აკვირდები? ჩაწერეთ რეაქციის განტოლებები, იმის გათვალისწინებით, რომ სპილენძის(I) ქლორიდი უხსნადი ნაერთია. სპილენძის(I) რა თვისებები დასტურდება ამ რეაქციებით?

3. ა) მოათავსეთ თუთიის გრანულა სპილენძის(II) სულფატის ხსნარში. თუ რეაქცია არ მოხდა, გაათბეთ ხსნარი. ბ) სპილენძის (II) ოქსიდს დაუმატეთ 1 მლ გოგირდმჟავა და გაათბეთ.
რას აკვირდები? ჩაწერეთ რეაქციის განტოლებები. სპილენძის ნაერთების რა თვისებები დასტურდება ამ რეაქციებით?

4. მოათავსეთ უნივერსალური ინდიკატორის ზოლი სპილენძის(II) სულფატის ხსნარში.
ახსენით შედეგი. ჩაწერეთ ჰიდროლიზის იონური განტოლება I საფეხურზე.
ნატრიუმის კარბონატის ხსნარს დაამატეთ თაფლის(II) სულფატის ხსნარი.
რას აკვირდები? ჩაწერეთ ერთობლივი ჰიდროლიზის რეაქციის განტოლება მოლეკულურ და იონურ ფორმებში.

5.
რას აკვირდები?
მიღებულ ნალექს დაამატეთ ამიაკის ხსნარი.
რა ცვლილებები მოხდა? ჩაწერეთ რეაქციის განტოლებები. სპილენძის ნაერთების რა თვისებებს ამტკიცებს ეს რეაქციები?

6. სპილენძის(II) სულფატს დაამატეთ კალიუმის იოდიდის ხსნარი.
რას აკვირდები? დაწერეთ რეაქციის განტოლება. სპილენძის (II) რა თვისებას ამტკიცებს ეს რეაქცია?

7. მოათავსეთ სპილენძის მავთულის პატარა ნაჭერი სინჯარაში 1 მლ კონცენტრირებული აზოტის მჟავით. დახურეთ მილი საცობით.
რას აკვირდები? (აიღეთ სინჯარა მონახაზის ქვეშ.) ჩაწერეთ რეაქციის განტოლება.
ჩაასხით მარილმჟავა სხვა სინჯარაში და მოათავსეთ სპილენძის მავთულის პატარა ნაჭერი.
რას აკვირდები? ახსენით თქვენი დაკვირვებები. სპილენძის რა თვისებები დასტურდება ამ რეაქციებით?

8. სპილენძის(II) სულფატს დაამატეთ ნატრიუმის ჰიდროქსიდის ჭარბი რაოდენობა.
რას აკვირდები? გააცხელეთ ნალექი. Რა მოხდა? ჩაწერეთ რეაქციის განტოლებები. სპილენძის ნაერთების რა თვისებები დასტურდება ამ რეაქციებით?

9. სპილენძის(II) სულფატს დაამატეთ ნატრიუმის ჰიდროქსიდის ჭარბი რაოდენობა.
რას აკვირდები?
მიღებულ ნალექს დაამატეთ გლიცერინის ხსნარი.
რა ცვლილებები მოხდა? ჩაწერეთ რეაქციის განტოლებები. სპილენძის ნაერთების რა თვისებებს ამტკიცებს ეს რეაქციები?

10. სპილენძის(II) სულფატს დაამატეთ ნატრიუმის ჰიდროქსიდის ჭარბი რაოდენობა.
რას აკვირდები?
მიღებულ ნალექს დაამატეთ გლუკოზის ხსნარი და გაათბეთ.
Რა მოხდა? დაწერეთ რეაქციის განტოლება ალდეჰიდების ზოგადი ფორმულის გამოყენებით გლუკოზის აღსანიშნავად

სპილენძის ნაერთის რა თვისებას ამტკიცებს ეს რეაქცია?

11. სპილენძის(II) სულფატს დაუმატეთ: ა) ამიაკის ხსნარი; ბ) ნატრიუმის ფოსფატის ხსნარი.
რას აკვირდები? ჩაწერეთ რეაქციის განტოლებები. სპილენძის ნაერთების რა თვისებებს ამტკიცებს ეს რეაქციები?

ინფორმაციის გაცვლისა და შეჯამების ეტაპი

მასწავლებელი სვამს კითხვას კონკრეტული ნივთიერების თვისებებთან დაკავშირებით. მოსწავლეები, რომლებმაც ჩაატარეს შესაბამისი ექსპერიმენტები, ანგარიშს უწევენ ჩატარებულ ექსპერიმენტს და რეაქციის განტოლებებს წერენ დაფაზე. შემდეგ მასწავლებელი და მოსწავლეები ამატებენ ინფორმაციას ნივთიერების ქიმიური თვისებების შესახებ, რაც ვერ დადასტურდა სკოლის ლაბორატორიაში მომხდარი რეაქციებით.

სპილენძის ნაერთების ქიმიური თვისებების განხილვის პროცედურა

1. როგორ რეაგირებს სპილენძი მჟავებთან, რა სხვა ნივთიერებებთან შეუძლია სპილენძს?

სპილენძის რეაქციის განტოლებები იწერება:

კონცენტრირებული და განზავებული აზოტის მჟავა:

Cu + 4HNO 3 (კონს.) = Cu(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O,
3Cu + 8HNO 3 (განსხვავებები) = 3Cu(NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O;

კონცენტრირებული გოგირდის მჟავა:

Cu + 2H 2 SO 4 (კონს.) = CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O;

ჟანგბადი:

2Cu + O 2 = 2CuO;

Cu + Cl 2 = CuCl 2;

მარილმჟავა ჟანგბადის თანდასწრებით:

2Cu + 4HCl + O 2 = 2CuCl 2 + 2H 2 O;

რკინის (III) ქლორიდი:

2FeCl 3 + Cu = CuCl 2 + 2 FeCl 2.

2. რა თვისებებს ავლენენ სპილენძის(I) ოქსიდი და ქლორიდი?

ყურადღებას იქცევს ძირითადი თვისებები, კომპლექსების ფორმირების უნარი და რედოქსის ორმაგობა.სპილენძის(I) ოქსიდის რეაქციების განტოლებები დაწერილია:

მარილმჟავა CuCl-ის წარმოქმნამდე:

Cu 2 O + 2HCl = 2CuCl + H 2 O;

ჭარბი HCl:

CuCl + HCl = H;

Cu 2 O-ის შემცირების და დაჟანგვის რეაქციები:

Cu 2 O + H 2 = 2Cu + H 2 O,

2Cu2O + O2 = 4CuO;

არაპროპორციულობა გათბობისას:

Cu 2 O = Cu + CuO,
2CuCl = Cu + CuCl 2 .

3. რა თვისებებს ავლენს სპილენძის(II) ოქსიდი?

ყურადღებას იქცევს ძირითადი და ჟანგვითი თვისებები სპილენძის(II) ოქსიდის რეაქციების განტოლებები იწერება:

მჟავა:

CuO + 2H + = Cu 2+ + H 2 O;

ეთანოლი:

C 2 H 5 OH + CuO = CH 3 CHO + Cu + H 2 O;

წყალბადი:

CuO + H 2 = Cu + H 2 O;

ალუმინი:

3CuO + 2Al = 3Cu + Al 2 O 3.

4. რა თვისებებს ავლენს სპილენძის(II) ჰიდროქსიდი?

ყურადღებას იქცევს ჟანგვითი, ძირითადი თვისებები, ორგანულ და არაორგანულ ნაერთებთან კომპლექსების წარმოქმნის უნარი.რეაქციის განტოლებები იწერება:

ალდეჰიდი:

RCHO + 2Cu(OH) 2 = RCOOH + Cu 2 O + 2H 2 O;

მჟავა:

Cu(OH) 2 + 2H + = Cu 2+ + 2H2O;

ამიაკი:

Cu(OH) 2 + 4NH 3 = (OH) 2;

გლიცერინი:

დაშლის რეაქციის განტოლება:

Cu(OH) 2 = CuO + H 2 O.

5. რა თვისებებს ავლენენ სპილენძის(II) მარილები?

ყურადღებას იქცევს იონური გაცვლის, ჰიდროლიზის, ჟანგვითი თვისებების და დაკომპლექსების რეაქციები. სპილენძის სულფატის რეაქციების განტოლებები:

ნატრიუმის ჰიდროქსიდი:

Cu 2+ + 2OH – = Cu(OH) 2;

ნატრიუმის ფოსფატი:

3Cu 2+ + 2= Cu 3 (PO 4) 2;

Cu 2+ + Zn = Cu + Zn 2+;

Კალიუმის იოდიდი:

2CuSO 4 + 4KI = 2CuI + I 2 + 2K 2 SO 4;

ამიაკი:

Cu 2+ + 4NH 3 = 2+;

და რეაქციის განტოლებები:

ჰიდროლიზი:

Cu 2+ + HOH = CuOH + + H +;

ნატრიუმის კარბონატთან ერთობლივი ჰიდროლიზი მალაქიტის წარმოქმნით:

2Cu 2+ + 2 + H 2 O = (CuOH) 2 CO 3 + CO 2.

გარდა ამისა, შეგიძლიათ მოუყვეთ მოსწავლეებს სპილენძის(II) ოქსიდისა და ჰიდროქსიდის ტუტეებთან ურთიერთქმედების შესახებ, რაც ადასტურებს მათ ამფოტერულ ბუნებას:

Cu(OH) 2 + 2NaOH (კონს.) = Na 2,

Cu + Cl 2 = CuCl 2,

Cu + HgCl 2 = CuCl 2 + Hg,

2Cu + 4HCl + O 2 = 2CuCl 2 + 2H 2 O,

CuO + 2HCl = CuCl 2 + H 2 O,

Cu(OH) 2 + 2HCl = CuCl 2 + 2H 2 O,

CuBr 2 + Cl 2 = CuCl 2 + Br 2,

(CuOH) 2 CO 3 + 4HCl = 2CuCl 2 + 3H 2 O + CO 2,

2CuCl + Cl 2 = 2CuCl 2,

2CuCl = CuCl 2 + Cu,

CuSO 4 + BaCl 2 = CuCl 2 + BaSO 4.)

სავარჯიშო 3. შექმენით შემდეგი სქემების შესაბამისი ტრანსფორმაციების ჯაჭვები და განახორციელეთ ისინი:

დავალება 1. სპილენძისა და ალუმინის შენადნობი დამუშავდა ჯერ ჭარბი ტუტეებით, შემდეგ კი ჭარბი განზავებული აზოტის მჟავით. გამოთვალეთ ლითონების მასური წილები შენადნობაში, თუ ცნობილია, რომ ორივე რეაქციაში (იგივე პირობებში) გამოთავისუფლებული აირების მოცულობა ტოლია.
.

(უპასუხე . სპილენძის მასური წილი – 84%).

დავალება 2. როდესაც 6,05 გ სპილენძის (II) ნიტრატის კრისტალური ჰიდრატი კალცინირებული იყო, მიღებული იქნა 2 გ ნარჩენი. განსაზღვრეთ ორიგინალური მარილის ფორმულა.

(უპასუხე. Cu(NO 3) 2 3H 2 O.)

დავალება 3. 13,2 გ მასის სპილენძის ფირფიტა ჩაყარეს 300 გ რკინის(III) ნიტრატის ხსნარში მარილის მასის ფრაქცია 0,112. როდესაც ამოიღეს, აღმოჩნდა, რომ რკინის(III) ნიტრატის მასური წილი წარმოქმნილი სპილენძის(II) მარილის მასური წილის ტოლი გახდა. განსაზღვრეთ ფირფიტის მასა ხსნარიდან ამოღების შემდეგ.

(უპასუხე. 10 წელი)

Საშინაო დავალება.ისწავლეთ რვეულში ჩაწერილი მასალა. გააკეთეთ სპილენძის ნაერთების გარდაქმნების ჯაჭვი, რომელიც შეიცავს მინიმუმ ათ რეაქციას და განახორციელეთ იგი.

ლიტერატურა

1. პუზაკოვი S.A., Popkov V.A.სახელმძღვანელო ქიმიის შესახებ უნივერსიტეტებში აბიტურიენტებისთვის. პროგრამები. კითხვები, სავარჯიშოები, ამოცანები. საგამოცდო ნაშრომების ნიმუშები. მ.: უმაღლესი სკოლა, 1999, 575 გვ.
2. კუზმენკო ნ.ე., ერემინ ვ.ვ. 2000 ამოცანა და სავარჯიშო ქიმიაში. სკოლის მოსწავლეებისთვის და აპლიკანტებისთვის. M .: 1st Federative Book Trading Company, 1998, 512 გვ.