REDOX REAKSIYALARI
Reaksiyaga kiruvchi birikmalarni tashkil etuvchi elementlar atomlarining oksidlanish darajalari oʻzgarishi sodir boʻladigan reaksiyalar. chaqiriladi redoks.
Oksidlanish holati(c.o.) - birikmadagi elementning zaryadi, birikma ionlardan iborat degan taxminga asoslanib hisoblanadi.. Oksidlanish darajasini aniqlash quyidagi qoidalar yordamida amalga oshiriladi:
1. Oddiy moddadagi elementning oksidlanish darajasi, masalan, Zn, Ca, H 2, Br 2, S, O 2 da nolga teng.
2. Kislorodning birikmalardagi oksidlanish darajasi odatda –2 ga teng. Istisnolar peroksidlar H 2 +1 O 2 –1, Na 2 +1 O 2 –1 va kislorod ftorid O +2 F 2.
3. Vodorodning oksidlanish darajasi ko'pchilik birikmalarda +1 ga teng, tuzga o'xshash gidridlardan tashqari, masalan, Na +1 H -1.
4. Ishqoriy metallar doimiy oksidlanish darajasiga ega (+1); berilliy Be va magniy Mg (+2); ishqoriy tuproq metallari Ca, Sr, Ba (+2); ftor (-1).
5. Neytral molekuladagi elementlarning oksidlanish darajalarining algebraik yig`indisi nolga teng, kompleks ionda - ion zaryadi.
Misol tariqasida K 2 Cr 2 O 7 birikmasidagi xrom va aniondagi (NO 2) azotning oksidlanish darajasini hisoblaylik -
K 2 +1 Cr 2 X O 7 –2 2∙(+1)+ 2 x + 7 (–2) = 0 x = + 6
(NO 2) - x + 2 (–2) = –1 x = + 3
Oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalarida elektronlar bir atom, molekula yoki iondan boshqasiga o'tadi. Oksidlanish – Oksidlanish darajasining oshishi bilan birga atom, molekula yoki ion tomonidan elektronlarni yo'qotish jarayoni. Qayta tiklash – oksidlanish darajasining pasayishi bilan birga elektronlarni qo'shish jarayoni.
-4 -3 -2 -1 0 +1 +2 +3 +4 +5 +6 +7 +8
Qayta tiklash jarayoni
Oksidlanish va qaytarilish bir vaqtning o'zida sodir bo'ladigan o'zaro bog'liq jarayonlardir.
Oksidlovchi moddalar chaqiriladi reaksiya jarayonida elektron oladigan moddalar (atomlar, ionlar yoki molekulalar)., restavratorlar – elektronlarni beruvchi moddalar. Oksidlovchi moddalar sifatida halogen atomlari va kislorod, musbat zaryadlangan metall ionlari (Fe 3+, Au 3+, Hg 2+, Cu 2+, Ag +), murakkab ionlar va eng yuqori oksidlanish darajasidagi metall atomlarini o'z ichiga olgan molekulalar (KMnO 4, K 2 Cr 2 O 7, NaBiO 3 va boshqalar), musbat oksidlanish holatidagi metall bo'lmagan atomlar (HNO 3, konsentrlangan H 2 SO 4, HClO, HClO 3, KClO 3, NaBrO va boshqalar).
Odatiy qaytaruvchi moddalar deyarli barcha metallar va erkin holatda bo'lgan ko'plab metall bo'lmaganlar (uglerod, vodorod), manfiy zaryadlangan metall bo'lmagan ionlar (S 2-, I-, Br-, Cl- va boshqalar), musbat zaryadlangan metall ionlari. eng past oksidlanish holatida (Sn 2+, Fe 2+, Cr 2+, Mn 2+, Cu + va boshqalar).
Maksimal va minimal oksidlanish darajasidagi elementlarni o'z ichiga olgan birikmalar mos ravishda faqat oksidlovchi moddalar (KMnO 4, K 2 Cr 2 O 7, HNO 3, H 2 SO 4, PbO 2) yoki faqat qaytaruvchi moddalar (KI, Na) bo'lishi mumkin. 2 S, NH 3). Agar modda oraliq oksidlanish holatidagi elementni o'z ichiga olsa, u holda reaksiya sharoitlariga qarab, u ham oksidlovchi, ham qaytaruvchi bo'lishi mumkin. Masalan, oksidlanish holatida azotni o'z ichiga olgan kaliy nitrit KNO 2, oksidlanish darajasida kislorodni o'z ichiga olgan H 2 O 2 vodorod peroksidi -1 kuchli oksidlovchi moddalar ishtirokida va faol qaytaruvchi bilan o'zaro ta'sirlashganda qaytaruvchi xususiyatni namoyon qiladi. agentlar ular oksidlovchi moddalardir.
Oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalari uchun tenglamalarni tuzishda quyidagi tartibga rioya qilish tavsiya etiladi:
1. Boshlovchi moddalar formulalarini yozing. Uni o'zgartira oladigan elementlarning oksidlanish darajasini aniqlang, oksidlovchi va qaytaruvchini toping. Reaktsiya mahsulotlarini yozing.
2. Oksidlanish va qaytarilish jarayonlari tenglamalarini tuzing. Ko'paytirgichlarni (asosiy koeffitsientlarni) tanlang, shunda oksidlanish vaqtida berilgan elektronlar soni qaytarilish vaqtida qabul qilingan elektronlar soniga teng bo'ladi.
3. Reaksiya tenglamasidagi koeffitsientlarni joylashtiring.
K 2 Cr 2 +6 O 7 + 3H 2 S -2 + 4H 2 SO 4 = Cr 2 +3 (SO 4) 3 + 3S 0 + K 2 SO 4 + 7H 2 O.
oksidlovchi vosita qaytaruvchi vosita
oksidlanish S -2 – 2ē → S 0 ½3
kamaytirish 2Cr +6 + 6ē → 2Cr +3 ½1
Ko'pgina oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalarining tabiati ular sodir bo'lgan muhitga bog'liq. Kislotali muhitni yaratish uchun ko'pincha suyultirilgan sulfat kislota ishlatiladi va ishqoriy muhitni yaratish uchun natriy yoki kaliy gidroksidlari eritmalari ishlatiladi.
Oksidlanish-qaytarilish reaksiyalarining uch turi mavjud: molekulalararo, molekula ichidagi, nomutanosiblik. Molekulalararo Oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalari - bu oksidlovchi va qaytaruvchi moddalar turli moddalarda bo'lgan reaktsiyalardir. Yuqorida muhokama qilingan reaktsiya bu turga tegishli. TO intramolekulyar reaktsiyalar kiradi unda oksidlovchi va qaytaruvchi bir moddada bo'ladi.
2KCl +5 O 3 -2 = 2KCl -1 + 3O 2 0
qaytaruvchi Cl +5 + 6ē → Cl - ½2 Cl +5 - oksidlovchi
oksidlanish 2O -2 - 4ē → O 2 0 ½3 O -2 - qaytaruvchi
Reaktsiyalarda nomutanosiblik(avtooksidlanish - o'z-o'zini davolash) bir moddaning molekulalari bir-biri bilan oksidlovchi va qaytaruvchi sifatida reaksiyaga kirishadi.
3K 2 Mn +6 O 4 + 2H 2 O = 2KMn +7 O 4 + Mn +4 O 2 + 4KOH
oksidlanish Mn +6 - ē → Mn +7 ½ 2 Mn +6 - qaytaruvchi
qaytaruvchi Mn +6 + 2ē → Mn +4 ½ 1 Mn +6 - oksidlovchi
Dars turi. Yangi bilimlarni egallash.
Dars maqsadlari.Tarbiyaviy. Talabalarni elementlarning oksidlanish darajalarining o'zgarishiga asoslangan kimyoviy reaksiyalarning yangi tasnifi - oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari (OKR) bilan tanishtirish; talabalarni elektron balans usuli yordamida koeffitsientlarni tartibga solishga o'rgatish.
Rivojlanish. Mantiqiy fikrlashni, tahlil qilish va taqqoslash qobiliyatini rivojlantirishni davom ettirish, fanga qiziqishni rivojlantirish.
Tarbiyaviy. Talabalarning ilmiy dunyoqarashini shakllantirish; mehnat malakalarini oshirish.
Usullar va metodik texnikalar. Hikoya, suhbat, ko`rgazmali qurollar ko`rsatish, o`quvchilarning mustaqil ishlari.
Uskunalar va reaktivlar. Rodos Kolossu tasviri bilan ko'paytirish, elektron balans usuli yordamida koeffitsientlarni tartibga solish algoritmi, odatdagi oksidlovchi va qaytaruvchi moddalar jadvali, krossvord; Fe (tirnoq), NaOH, CuSO 4 eritmalari.
Darslar davomida
Kirish qismi
(motivatsiya va maqsadni belgilash)
O'qituvchi. 3-asrda. Miloddan avvalgi. Rodos orolida Heliosning (yunonlarning quyosh xudosi) ulkan haykali shaklida yodgorlik qurilgan. Dunyo mo''jizalaridan biri bo'lgan Rodos Kolossining ajoyib dizayni va mukammal ijrosi uni ko'rgan barchani hayratda qoldirdi.
Biz haykalning qanday ko‘rinishini aniq bilmaymiz, lekin uning bronzadan yasalgani va balandligi taxminan 33 m ga yetganini bilamiz.Haykal haykaltarosh Xaret tomonidan yaratilgan bo‘lib, qurilishiga 12 yil vaqt ketgan.
Bronza qobig'i temir ramkaga biriktirilgan. Bo'shliq haykal pastdan qurila boshlandi va u o'sib ulg'aygan sayin uni yanada mustahkam qilish uchun toshlar bilan to'ldiriladi. Tugallanganidan taxminan 50 yil o'tgach, Koloss qulab tushdi. Zilzila paytida u tizzalar darajasida singan.
Olimlarning fikricha, bu mo''jizaning mo'rtligining asl sababi metall korroziyasi edi. Korroziya jarayoni esa oksidlanish-qaytarilish reaksiyalariga asoslanadi.
Bugun darsda siz redoks reaktsiyalari haqida bilib olasiz; “qaytaruvchi” va “oksidlovchi” tushunchalari, qaytarilish va oksidlanish jarayonlari haqida bilish; Oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari tenglamalarida koeffitsientlarni joylashtirishni o‘rganing. Darsning sanasi va mavzusini ish daftaringizga yozing.
Yangi materialni o'rganish
O'qituvchi ikkita ko'rgazmali tajriba o'tkazadi: mis (II) sulfatning ishqor bilan o'zaro ta'siri va bir xil tuzning temir bilan o'zaro ta'siri.
O'qituvchi. Bajarilgan reaksiyalar uchun molekulyar tenglamalarni yozing. Har bir tenglamada boshlang'ich moddalar va reaksiya mahsulotlari formulalaridagi elementlarning oksidlanish darajalarini tartibga soling.
Talaba doskaga reaksiya tenglamalarini yozadi va oksidlanish darajalarini belgilaydi:
O'qituvchi. Bu reaksiyalarda elementlarning oksidlanish darajalari o'zgarganmi?
Talaba. Birinchi tenglamada elementlarning oksidlanish darajalari o'zgarmadi, ikkinchisida ular o'zgardi - mis va temir uchun.
O'qituvchi. Ikkinchi reaksiya oksidlanish-qaytarilish reaksiyasidir. Oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalarini aniqlashga harakat qiling.
Talaba. Reaksiyaga kirishuvchi moddalar va reaksiya mahsulotlarini tashkil etuvchi elementlarning oksidlanish darajalari o‘zgarishiga olib keladigan reaksiyalar oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari deyiladi.
O`quvchilar o`qituvchining diktanti bo`yicha daftarlariga oksidlanish-qaytarilish reaksiyalarining ta`rifini yozib boradilar.
O'qituvchi. Oksidlanish-qaytarilish reaktsiyasi natijasida nima sodir bo'ldi? Reaksiyadan oldin temirning oksidlanish darajasi 0 ga teng edi, reaktsiyadan keyin u +2 ga aylandi. Ko'rib turganimizdek, oksidlanish darajasi oshdi, shuning uchun temir 2 ta elektronni beradi.
Misning oksidlanish darajasi reaksiyaga qadar +2 ga, reaksiyadan keyin esa 0 ga teng.Ko`rib turganimizdek, oksidlanish darajasi pasaygan. Shuning uchun mis 2 ta elektronni qabul qiladi.
Temir elektronlarni beradi, u qaytaruvchi vositadir va elektronlarni uzatish jarayoni oksidlanish deb ataladi.
Mis elektronlarni qabul qiladi, u oksidlovchi vositadir va elektronlarni qo'shish jarayoni qaytarilish deb ataladi.
Keling, ushbu jarayonlarning diagrammalarini yozamiz:
Shunday qilib, "qaytaruvchi vosita" va "oksidlovchi agent" tushunchalariga ta'rif bering.
Talaba. Elektron beradigan atomlar, molekulalar yoki ionlar qaytaruvchi moddalar deb ataladi.
Elektron oladigan atomlar, molekulalar yoki ionlar oksidlovchi moddalar deb ataladi.
O'qituvchi. Qaytarilish va oksidlanish jarayonlarini qanday aniqlash mumkin?
Talaba. Qaytarilish - atom, molekula yoki ionning elektron olish jarayoni.
Oksidlanish - atom, molekula yoki ion tomonidan elektronlarni uzatish jarayoni.
O‘quvchilar diktantdan ta’riflarni daftarga yozib, chizadilar.
Eslab qoling!
Elektronlarni bering va oksidlang.
Elektronlarni oling - tiklang.
O'qituvchi. Oksidlanish har doim qaytarilish bilan kechadi va aksincha, qaytarilish doimo oksidlanish bilan bog'liq. Qaytaruvchi tomonidan berilgan elektronlar soni oksidlovchi tomonidan olingan elektronlar soniga teng.
Oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalari tenglamalarida koeffitsientlarni tanlash uchun ikkita usul qo'llaniladi - elektron balans va elektron-ion balansi (yarim reaksiya usuli).
Biz faqat elektron balans usulini ko'rib chiqamiz. Buning uchun elektron balans usuli yordamida koeffitsientlarni tartibga solish algoritmidan foydalanamiz (Watman qog'ozida ishlab chiqilgan).
MISOL Elektron balans usulidan foydalangan holda ushbu reaktsiya sxemasidagi koeffitsientlarni joylashtiring, oksidlovchi va qaytaruvchini aniqlang, oksidlanish va qaytarilish jarayonlarini ko'rsating:
Fe 2 O 3 + CO Fe + CO 2.
Elektron balans usuli yordamida koeffitsientlarni tartibga solish algoritmidan foydalanamiz.
3. Oksidlanish darajasini o‘zgartiruvchi elementlarni yozamiz:
4. Berilgan va qabul qilingan elektronlar sonini aniqlovchi elektron tenglamalar tuzamiz:
5. Berilgan va qabul qilingan elektronlar soni bir xil bo'lishi kerak, chunki Na boshlang'ich materiallar, na reaktsiya mahsulotlari zaryadlanmaydi. Biz berilgan va qabul qilingan elektronlar sonini eng kichik umumiy ko'p (LCM) va qo'shimcha omillarni tanlash orqali tenglashtiramiz:
6. Olingan ko'paytirgichlar koeffitsientlardir. Koeffitsientlarni reaksiya sxemasiga o'tkazamiz:
Fe 2 O 3 + 3CO = 2Fe + 3CO 2.
Ko'p reaktsiyalarda oksidlovchi yoki qaytaruvchi moddalar bo'lgan moddalar tipik deyiladi.
Whatman qog'oziga yasalgan stol osilgan.
O'qituvchi. Redoks reaktsiyalari juda keng tarqalgan. Ular nafaqat korroziya jarayonlari, balki tirik organizmda sodir bo'ladigan fermentatsiya, parchalanish, fotosintez va metabolik jarayonlar bilan ham bog'liq. Ular yoqilg'ining yonishi paytida kuzatilishi mumkin. Oksidlanish-qaytarilish jarayonlari tabiatdagi moddalarning aylanish jarayoniga hamroh bo'ladi.
Bilasizmi, har kuni atmosferada taxminan 2 million tonna nitrat kislota hosil bo'ladi, yoki
Yiliga 700 million tonna, yomg'ir bilan erga zaif eritma shaklida tushadi (odamlar yiliga atigi 30 million tonna nitrat kislota ishlab chiqaradi).
Atmosferada nima sodir bo'lmoqda?
Havoda 78% hajmli azot, 21% kislorod va 1% boshqa gazlar mavjud. Chaqmoq oqimlari ta'sirida va Yerda har soniyada o'rtacha 100 ta chaqmoq chaqadi, azot molekulalari kislorod molekulalari bilan o'zaro ta'sirlanib, azot oksidi (II) hosil qiladi:
Azot oksidi (II) atmosfera kislorodi bilan osongina azot oksidi (IV) ga oksidlanadi:
NO + O 2 NO 2 .
Olingan azot oksidi (IV) kislorod ishtirokida atmosfera namligi bilan reaksiyaga kirishib, nitrat kislotaga aylanadi:
NO 2 + H 2 O + O 2 HNO 3.
Bu reaksiyalarning barchasi oksidlanish-qaytarilishdir.
Mashq qilish . Elektron balans usuli yordamida berilgan reaksiya sxemalarida koeffitsientlarni joylashtiring, oksidlovchi, qaytaruvchi, oksidlanish va qaytarilish jarayonlarini ko'rsating.
Yechim
1. Elementlarning oksidlanish darajalarini aniqlaymiz:
2. Oksidlanish darajalari o'zgaruvchan elementlarning belgilarini ta'kidlaymiz:
3. Oksidlanish darajalarini o‘zgartirgan elementlarni yozamiz:
4. Elektron tenglamalar tuzamiz (berilgan va qabul qilingan elektronlar sonini aniqlang):
5. Berilgan va qabul qilingan elektronlar soni bir xil.
6. Elektron sxemalardan koeffitsientlarni reaksiya diagrammasiga o'tkazamiz:
Keyinchalik talabalarga elektron balans usuli yordamida koeffitsientlarni mustaqil tartibga solish, oksidlovchi, qaytaruvchini aniqlash, tabiatda sodir bo'ladigan boshqa jarayonlarda oksidlanish va qaytarilish jarayonlarini ko'rsatish taklif etiladi.
Boshqa ikkita reaksiya tenglamalari (koeffitsientlar bilan) quyidagi shaklga ega:
Vazifalarning to'g'riligi kodoskop yordamida tekshiriladi.
Yakuniy qism
O‘qituvchi o‘quvchilarga o‘rgangan materiali asosida krossvord yechishlarini so‘raydi. Ish natijasi tekshirish uchun taqdim etiladi.
Yechilgan Bosh qotirma, KMnO 4, K 2 Cr 2 O 7, O 3 moddalari kuchli ... (vertikal (2)) ekanligini bilib olasiz.
Gorizontal:
1. Diagramma qanday jarayonni aks ettiradi:
3. Reaksiya
N 2 (g.) + 3H 2 (g.) 2NH 3 (g.) + Q
oksidlanish-qaytarilish, qaytar, bir hil, ....
4. ... uglerod (II) odatiy qaytaruvchidir.
5. Diagramma qanday jarayonni aks ettiradi:
6. Oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari tenglamalarida koeffitsientlarni tanlash uchun elektron... usulidan foydalaning.
7. Diagrammaga ko'ra, alyuminiy ... elektrondan voz kechdi.
8. Reaksiyada:
H 2 + Cl 2 = 2HCl
vodorod H 2 – ... .
9. Qaysi turdagi reaksiyalar har doim faqat redoks hisoblanadi?
10. Oddiy moddalarning oksidlanish darajasi….
11. Reaksiyada:
kamaytiruvchi vosita -….
Uyga vazifa. O.S.Gabrielyanning “Kimyo-8” darsligi boʻyicha 43-§, s. 178–179, misol. 1, 7 yozma.
Vazifa (uy uchun). Birinchi kosmik kemalar va suv osti kemalarining dizaynerlari muammoga duch kelishdi: kema va kosmik stantsiyalarda doimiy havo tarkibini qanday saqlash kerak? Ortiqcha karbonat angidriddan qutulib, kislorodni to'ldirasizmi? Yechim topildi.
Kaliy superoksid KO 2, karbonat angidrid bilan o'zaro ta'sir qilish natijasida kislorod hosil qiladi:
Ko'rib turganingizdek, bu redoks reaktsiyasi. Bu reaksiyadagi kislorod ham oksidlovchi, ham qaytaruvchidir.
Kosmik missiyada har bir gramm yuk hisobga olinadi. Agar parvoz 10 kun davom etsa va ekipaj ikki kishidan iborat bo'lsa, kosmik parvozda olinishi kerak bo'lgan kaliy superoksid zaxirasini hisoblang. Ma'lumki, odam kuniga 1 kg karbonat angidridni chiqaradi.
(Javob: 64,5 kg KO 2. )
Topshiriq (qiyinchilik darajasini oshirish). Rodos Kolossusining yo'q qilinishiga olib kelishi mumkin bo'lgan oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalarining tenglamalarini yozing. Shuni yodda tutingki, bu ulkan haykal Egey dengizidagi orolda, O'rta er dengizining nam havosi tuzlar bilan to'ldirilgan zamonaviy Turkiya qirg'oqlari yaqinida joylashgan port shahrida joylashgan. U bronzadan (mis va qalay qotishmasi) yasalgan va temir ramkaga o'rnatilgan.
Adabiyot
Gabrielyan O.S.. Kimyo - 8. M.: Bustard, 2002;
Gabrielyan O.S., Voskoboynikova N.P., Yashukova A.V. O'qituvchi uchun qo'llanma. 8-sinf. M.: Bustard, 2002;
Koks R., Morris N. Dunyoning yetti mo'jizasi. Qadimgi dunyo, o'rta asrlar, bizning davrimiz. M.: BMM AO, 1997;
Kichik bolalar ensiklopediyasi. Kimyo. M.: Rus entsiklopedik hamkorligi, 2001; Bolalar uchun "Avanta+" ensiklopediyasi. Kimyo. T. 17. M.: Avanta+, 2001;
Xomchenko G.P., Sevastyanova K.I. Oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari. M.: Ta'lim, 1989 yil.
va tiklanish:
1. P + HNO3 + H2O = H3PO4 + NO
2. P + HNO3 = H3PO4 + NO2 + H2O
3. K2Cr2O7 + HCl = Cl2 + KCl + CrCl3 + H20
4. KMnO4 + H2S + H2SO4 = MnSO4 + S + K2SO4 + H2O
5. KMnO4 + HCl = Cl2 + MnCl2 + KCl + H2O
Elektron balans usulidan foydalanib, oksidlanish-qaytarilish reaktsiyasi sxemalarida koeffitsientlarni tanlang va oksidlanish va qaytarilish jarayonini ko'rsating:
CuO+ NH3= Cu + N2 +H2O
Ag +HNO3 = AgNO3 + NO +H2O
Zn + HNO3= Zn (NO3)2 + N2 + H2O
Cu +H2SO4= CuSO4 +SO2 +H2O
Menga hal qilishda yordam bering: ELEKTROLITIK DISSOCIATION. REDOX REAKSIYALARIA qism
A2 Turli moddalarning elektr o'tkazuvchanligini maxsus qurilma yordamida o'rganishda talabalar quyidagilarni kuzatdilar:
Quyidagi moddalardan qaysi biri stakanda bo'lgan?
1) shakar (eritma)
2) KS1 (qattiq) 3) NaOH (p-p) 4) spirt
A4 Bariy xlorid va sulfat kislota eritmalarining oʻzaro taʼsiri qisqartirilgan ion tenglamasiga toʻgʻri keladi.
1)H+ + SG=HC1
2)Ba2+ + SO42- =BaSO4
3) CO32- + 2H+ = H2O + CO2
4) Ba2+ + CO3- = BaCO3
A5 Kumush nitrat va xlorid kislota eritmalari orasidagi reaksiya tugallanadi, chunki
1) ikkala modda ham elektrolitlardir
2) kumush nitrat tuzdir
3) erimaydigan kumush xlorid hosil bo'ladi
4) eruvchan nitrat kislota hosil bo'ladi
A7 H+ + OH = H2O tenglamasi o'zaro ta'sirning mohiyatini aks ettiradi
1) xlorid kislota va bariy gidroksid
2) sulfat kislota va mis (II) gidroksid
3) fosfor kislotasi va kaltsiy oksidi
4) kremniy kislotasi va natriy gidroksid
A10 Oksidlanish jarayoni diagrammaga mos keladi
1) S+6 →S+4
2) Cu+2 → Cu0
3) N+5 →N-3
4) C-4 → C+4
B qismi
B2 Moddaning formulasi va ushbu moddaning 1 molining to'liq dissotsiatsiyasi paytida hosil bo'lgan ionlarning umumiy soni o'rtasidagi muvofiqlikni o'rnating: birinchi ustunning har bir pozitsiyasi uchun raqam bilan ko'rsatilgan ikkinchi ustundan mos keladigan pozitsiyani tanlang.
IONLAR FORMULA SONI (MOLDA)
A) A1(NO3)3 1) 1 B) Mg(NO3)2 2) 2
B) NaNO3 3) 3 D) Cu(NO3)2 4) 4
5) 5
Jadvaldagi tanlangan raqamlarni mos keladigan harflar ostiga yozing.
Javobni to'rtta raqam ketma-ketligi ko'rinishida, raqamlar tartibini o'zgartirmasdan, tegishli topshiriqning raqami ostida test shakliga o'tkazing.
Sizga o'zaro bog'liq tushunchalar ro'yxati taklif etiladi:
A) kislota
B) xlorid kislotasi
B) kislorodsiz kislota
D) kuchli elektrolitlar
Jadvaldagi tushunchalarni ifodalovchi harflarni yozing, shunda zanjirni ma'lum bir tushunchadan eng umumiy tushunchaga qarab kuzatish mumkin.
Olingan harflar ketma-ketligini harflar tartibini o'zgartirmasdan sinov shakliga o'tkazing.
Oksidlanish - oksidlanish darajasining oshishi bilan elektronlarni yo'qotish jarayoni.
Da oksidlanish qaytarilish natijasida hosil bo'lgan moddalar elektronlar ortadi oksidlanish darajasi. Atomlar oksidlanayotgan modda deyiladi donorlar elektronlar va atomlar oksidlovchi vosita - qabul qiluvchilar elektronlar.
Ba'zi hollarda, oksidlanish jarayonida asl moddaning molekulasi beqaror bo'lib, yanada barqaror va kichikroq tarkibiy qismlarga bo'linishi mumkin (2-rasmga qarang). Erkin radikallar). Bunday holda, hosil bo'lgan molekulalarning ba'zi atomlari dastlabki molekuladagi bir xil atomlarga qaraganda yuqori oksidlanish darajasiga ega.
Oksidlovchi vosita elektronlarni qabul qilib, qaytaruvchi xususiyatga ega bo'lib, konjugat qaytaruvchi vositaga aylanadi:
oksidlovchi+ e − ↔ konjugatsiyani kamaytiradigan vosita.
Qayta tiklash
Qayta tiklash moddaning oksidlanish darajasi pasaygan holda atomga elektron qo'shish jarayonidir.
Qayta tiklanganda atomlar yoki ionlari biriktir elektronlar. Shu bilan birga, pasayish kuzatiladi oksidlanish holatlari element. Misollar: tiklanish oksidlar metallar yordamida metallarni ozod qilish vodorod, uglerod, boshqa moddalar; tiklanish organik kislotalar V aldegidlar Va spirtli ichimliklar; gidrogenlash semiz va boshq.
Qaytaruvchi vosita, elektronlarni berib, oksidlovchi xususiyatlarga ega bo'lib, konjugat oksidlovchi agentga aylanadi:
kamaytiruvchi vosita - e − ↔ konjugat oksidlovchi.
Bog'lanmagan, erkin elektron eng kuchli qaytaruvchidir.
Oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari reaktivlar elektron olish yoki berish reaktsiyalaridir. Oksidlovchi vosita - elektronlarni qo'shadigan va yuqori oksidlanish holatidan pastroq holatga o'tadigan zarracha (ion, molekula, element), ya'ni. qayta tiklanmoqda. Qaytaruvchi vosita - elektronlarni beradigan va quyi oksidlanish holatidan yuqoriroq holatga o'tadigan zarracha, ya'ni. oksidlanadi.
Molekulyarlararo - oksidlovchi va qaytaruvchi atomlar turli moddalar molekulalarida joylashgan reaktsiyalar, masalan:
N 2 S + Cl 2 → S + 2HCl
Intramolekulyar - oksidlovchi va qaytaruvchi atomlar bir xil moddaning molekulalarida joylashgan reaktsiyalar, masalan:
2H 2 O → 2H 2 + O 2
Nomutanosiblik (avtooksidlanish-o'z-o'zini qaytarilish) - oraliq oksidlanish darajasiga ega bo'lgan atomlar yuqori va past oksidlanish darajasiga ega bo'lgan atomlarning ekvimolyar aralashmasiga aylanadigan reaktsiyalar, masalan:
Cl 2 + H 2 O → HClO + HCl
Reproporsiya (muvofiqlashtirish) - bir xil elementning ikki xil oksidlanish darajasidan bitta oksidlanish darajasi olinadigan reaktsiyalar, masalan:
N.H. 4 YO'Q 3 → N 2 O + 2H 2 O
Oksidlanish, qaytarilish
Oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalarida elektronlar bir atom, molekula yoki iondan boshqasiga o'tadi. Elektronlarni yo'qotish jarayoni oksidlanishdir. Oksidlanish jarayonida oksidlanish darajasi oshadi:
Elektronlarni qo'shish jarayoni qisqarishdir. Qaytarilish jarayonida oksidlanish darajasi pasayadi:
Berilgan reaksiyada elektron oladigan atomlar yoki ionlar oksidlovchi moddalar, elektron beruvchilar esa qaytaruvchi moddalardir.
Oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalari (elektrod potentsiali)
Elektronlar kimyoviy reagentlar rolini o'ynashi mumkin va yarim reaksiya amalda galvanik hujayralar deb ataladigan qurilmalarda qo'llaniladi.
Elektrodga sink sulfat eritmasiga botirilgan kristalli rux plastinkasini misol qilib keltirish mumkin. Plastinka suvga botirilgandan so'ng, 2 jarayon sodir bo'ladi. Birinchi jarayon natijasida plastinka manfiy zaryadga ega bo'ladi, eritmaga botgandan keyin bir muncha vaqt o'tgach, tezliklar tenglashadi va muvozanat paydo bo'ladi. Va plastinka ba'zi elektr potentsialiga ega bo'ladi.
Elektrod potentsiali standart vodorodning potentsialiga nisbatan o'lchanadi.
Mis-vodorod elektrodi- elektrod sifatida ishlatiladi mos yozuvlar elektrodi turli elektrokimyoviy o'lchovlarda va in galvanik hujayralar. Vodorod elektrodi (HE) gazni yaxshi singdiruvchi metalldan yasalgan plastinka yoki simdir. vodorod(odatda ishlatiladi platina yoki palladiy), vodorod bilan to'yingan (atmosfera bosimida) va suvga botiriladi suv eritmasi o'z ichiga olgan vodorod ionlari. Plitalar potentsiali [ belgilang ] eritmadagi H + ionlarining konsentratsiyasi haqida. Elektrod - bu aniqlanayotgan kimyoviy reaksiyaning elektrod potensiali o'lchanadigan standart. 1 atm vodorod bosimida proton kontsentratsiyasi 1 mol/l va harorat 298 TO SE ning potentsiali 0 V ga teng qabul qilinadi. SE dan galvanik elementni va aniqlanayotgan elektrodni yig'ishda platinaning yuzasida quyidagi reaksiya teskari tarzda sodir bo'ladi:
2N + + 2e - = H 2
ya'ni yoki sodir bo'ladi tiklanish vodorod yoki uning oksidlanish- bu aniqlanayotgan elektrodda sodir bo'ladigan reaksiya potentsialiga bog'liq. Standart sharoitlarda galvanik elektrodning emf ni o'lchash orqali (yuqoriga qarang) aniqlanadi standart elektrod potentsiali aniqlangan kimyoviy reaktsiya.
HE elektrokimyoviy reaktsiyaning standart elektrod potentsialini o'lchash, o'lchash uchun ishlatiladi konsentratsiyalar vodorod ionlarining (faoliyati), shuningdek, har qanday boshqa ionlari. VE eruvchanlik mahsulotini aniqlash va ba'zi elektrokimyoviy reaksiyalarning tezlik konstantalarini aniqlash uchun ham qo'llaniladi.
Nernst tenglamasi
Kislotali muhitda permanganat ionini kamaytirishning yarim reaktsiyasiga (va yuqorida aytib o'tilganidek, bir vaqtning o'zida Mn 2+ kationining permanganat ioniga oksidlanishining yarim reaktsiyasiga) mos keladigan oksidlanish-qaytarilish potentsialining bog'liqligi. kislotali muhit) Nernst tenglamasi bilan miqdoriy jihatdan tavsiflangan yuqorida sanab o'tilgan omillar bo'yicha
Nernst tenglamasidagi natural logarifm belgisi ostidagi kontsentratsiyalarning har biri yarim reaksiya tenglamasida berilgan zarrachaning stoxiometrik koeffitsientiga mos keladigan quvvatga ko'tariladi, n- oksidlovchi tomonidan qabul qilingan elektronlar soni; R- universal gaz doimiysi, T- harorat, F- Faraday raqami.
Reaksiya jarayonida reaksiya idishidagi oksidlanish-qaytarilish potentsialini o'lchang, ya'ni. muvozanatsiz sharoitlarda buning iloji yo'q, chunki potentsialni o'lchashda elektronlar qaytaruvchidan oksidlovchiga to'g'ridan-to'g'ri emas, balki elektrodlarni bog'laydigan metall o'tkazgich orqali o'tkazilishi kerak. Bunday holda, tashqi (kompensatsion) potentsial farqni qo'llash tufayli elektron uzatish tezligi (oqim kuchi) juda past bo'lishi kerak. Boshqacha qilib aytganda, elektrod potentsiallarini o'lchash faqat muvozanat sharoitida, oksidlovchi va qaytaruvchi vosita o'rtasidagi to'g'ridan-to'g'ri aloqani istisno qilganda mumkin. Shuning uchun Nernst tenglamasidagi kvadrat qavslar odatdagidek zarrachalarning muvozanat (o'lchov sharoitida) kontsentratsiyasini bildiradi. Reaksiya jarayonida redoks juftlarining potentsiallarini o'lchash mumkin bo'lmasa-da, ularni Nernst tenglamasiga joriylarni almashtirish orqali hisoblash mumkin, ya'ni. vaqtning ma'lum bir nuqtasiga mos keladigan konsentratsiyalar. Agar reaksiya davom etayotganda potentsialning o'zgarishi hisobga olinsa, avval bular boshlang'ich kontsentratsiyalar, keyin vaqtga bog'liq kontsentratsiyalar va nihoyat, reaktsiya tugagandan so'ng, muvozanatli konsentratsiyalar. Reaksiya davom etar ekan, Nernst tenglamasi yordamida hisoblangan oksidlovchining potentsiali pasayadi va ikkinchi yarim reaksiyaga mos keladigan qaytaruvchining potensiali, aksincha, ortadi. Ushbu potentsiallar tenglashtirilganda, reaktsiya to'xtaydi va tizim kimyoviy muvozanat holatiga qaytadi.
25. Kompleks birikmalar kristall holatda ham, eritmada ham mavjud bo'lgan birikmalar bo'lib, ularning o'ziga xos xususiyati ligandlar bilan o'ralgan markaziy atomning mavjudligidir.Kompleks birikmalarni yuqori tartibli murakkab birikmalar deb hisoblash mumkin, ular oddiy molekulalardan iborat. Eritmadagi mustaqil mavjudlik.Vernerning koordinatsiya nazariyasiga ko'ra har bir kompleks birikmada ichki va tashqi sfera ajratiladi. Markaziy atom atrofdagi ligandlari bilan kompleksning ichki sferasini tashkil qiladi. Odatda kvadrat qavslar ichiga olinadi. Kompleks birikmadagi qolgan hamma narsa tashqi sferani tashkil qiladi va kvadrat qavslar tashqarisida yoziladi. Markaziy atom atrofida ma'lum miqdordagi ligandlar joylashgan bo'lib, u koordinatsion raqam bilan belgilanadi. Koordinatsion ligandlar soni ko'pincha 6 yoki 4 tani tashkil qiladi. Ligand markaziy atomga yaqin koordinatsion joyni egallaydi. Koordinatsiya ligandlarning ham, markaziy atomning ham xususiyatlarini o'zgartiradi. Ko'pincha muvofiqlashtirilgan ligandlarni erkin holatda ularga xos bo'lgan kimyoviy reaktsiyalar yordamida aniqlab bo'lmaydi. Ichki sferaning yanada qattiq bog'langan zarralari kompleks (kompleks ion) deb ataladi. Markaziy atom va ligandlar o'rtasida jozibador kuchlar (kovalent bog'lanish almashinuv va (yoki) donor-akseptor mexanizmi orqali hosil bo'ladi) va ligandlar o'rtasida itaruvchi kuchlar mavjud. Agar ichki sferaning zaryadi 0 ga teng bo'lsa, tashqi koordinatsion sfera yo'q.Markaziy atom (komplekslashtiruvchi) - kompleks birikmada markaziy o'rinni egallagan atom yoki ion. Komplekslashtiruvchi vosita rolini ko'pincha erkin orbitallarga va etarlicha katta musbat yadro zaryadiga ega bo'lgan zarralar bajaradi va shuning uchun elektron qabul qiluvchi bo'lishi mumkin. Bu o'tish elementlarining kationlari. Eng kuchli komplekslashtiruvchi moddalar IB va VIIIB guruhlari elementlari hisoblanadi. Kamdan-kam hollarda d-elementlarning neytral atomlari va turli darajadagi oksidlanish darajasidagi metall bo'lmaganlar atomlari kompleks hosil qiluvchi moddalar sifatida ishlaydi. Kompleks tuzuvchi tomonidan taqdim etilgan erkin atom orbitallari soni uning koordinatsion raqamini aniqlaydi. Koordinatsion raqamning qiymati ko'plab omillarga bog'liq, lekin odatda kompleks hosil qiluvchi ionning ikki barobar zaryadiga teng. Ligandlar kompleks hosil qiluvchi agent bilan bevosita bog'liq bo'lgan va elektron juftlarning donorlari bo'lgan ionlar yoki molekulalardir. Bu erkin va harakatlanuvchi elektron juftlariga ega bo'lgan va elektron donor bo'lishi mumkin bo'lgan elektronga boy tizimlar. P-elementlarning birikmalari kompleks hosil qiluvchi xususiyatni namoyon qiladi va kompleks birikmada ligand vazifasini bajaradi. Ligandlar atomlar va molekulalar (oqsillar, aminokislotalar, nuklein kislotalar, uglevodlar) bo'lishi mumkin. Ligandlarning kompleks hosil qiluvchi bilan hosil qilgan bog'lanish soniga ko'ra ligandlar mono-, bi- va polidentatli ligandlarga bo'linadi. Yuqoridagi ligandlar - molekulalar va anionlar monodentatdir, chunki ular bitta elektron juftining donorlaridir. Bidentat ligandlari ikkita elektron juftini berishga qodir bo'lgan ikkita funktsional guruhni o'z ichiga olgan molekulalar yoki ionlarni o'z ichiga oladi. Kompleks birikmaning ichki sferasining 3-tartibi uni hosil qiluvchi zarrachalar zaryadlarining algebraik yig‘indisidir. Ionli tashqi sferaga ega bo'lgan murakkab birikmalar eritmada murakkab ionga va tashqi sfera ionlariga dissotsiatsiyalanadi. Ular suyultirilgan eritmalarda kuchli elektrolitlar kabi harakat qiladilar: dissotsiatsiya bir zumda va deyarli to'liq sodir bo'ladi. SO4 = 2+ + SO42-.Agar kompleks birikmaning tashqi sferasida gidroksid ionlari bo'lsa, bu birikma kuchli asosdir.
IA guruhiga litiy, natriy, kaliy, rubidiy, seziy va fransiy kiradi. Bu elementlar ishqoriy elementlar deb ataladi.Ba'zan vodorod ham IA guruhiga kiradi. Shunday qilib, bu guruh 7 davrning har biriga tegishli elementlarni o'z ichiga oladi. IA guruh elementlarining umumiy valentlik elektron formulasi ns1.Tashqi sathida 1 ta elektron bor.Yadrodan juda uzoqda.Ionlanish potensiali past.Atomlar 1 elektron beradi.Metalik vositalar talaffuz qilinadi.Atom soni ortishi bilan metall xossalari ortadi. Fizik xususiyatlari: Metalllar yumshoq, engil, yaxshi elektr o'tkazuvchanligi bilan eriydi va katta manfiy elektr potentsialiga ega. Kimyoviy xossalari: 1) Suyuq uglevodorodlar (benzol, benzin, kerazin) qatlami ostida saqlanadi 2) Oksidlovchi moddalar.Ishqoriy metallarni galogenidlar, sulfidlar, fosfidlargacha oson oksidlaydi. Li Na K Rb Cs metall radiusining oshishi ionlanish energiyasining kamayishi elektronegativlikning pasayishi erish va qaynash nuqtalarining pasayishi Natriy va kaliyning qo'llanilishi 1. Peroksidlarni tayyorlash. 2. Natriy va kaliy qotishmasi - atom elektr stantsiyalarida sovutish suvi. 3. Metallorganik birikmalar olish.
27. Davriy sistemaning I A va I B guruhlari elementlari va ularning birikmalarining umumiy qiyosiy tavsifi.Ishqoriy metallar kimyoviy elementlar davriy sistemasining 1-guruh elementlari (eskirgan tasnifga ko‘ra - I guruhning asosiy kichik guruhi elementlari). ): litiy Li, natriy Na, kaliy K, rubidiy Rb, seziy Cs va fransiy Fr. Ishqoriy metallar suvda eritilganda ishqor deb ataladigan eruvchan gidroksidlar hosil bo'ladi. Davriy jadvalda ular darhol asil gazlarni kuzatib boradilar, shuning uchun gidroksidi metall atomlari tuzilishining o'ziga xos xususiyati shundaki, ular tashqi energiya darajasida bitta elektronni o'z ichiga oladi: ularning elektron konfiguratsiyasi ns1. Shubhasiz, gidroksidi metallarning valentlik elektronlarini osongina olib tashlash mumkin, chunki atom elektrondan voz kechishi va inert gaz konfiguratsiyasiga ega bo'lishi energetik jihatdan qulaydir. Shuning uchun barcha ishqoriy metallar qaytaruvchi xossalari bilan xarakterlanadi. Bu ularning ionlanish potentsiallarining past qiymatlari (seziy atomining ionlanish potentsiali eng past ko'rsatkichlardan biri) va elektronegativlik (EO) bilan tasdiqlanadi. Ushbu kichik guruhdagi barcha metallar kumush-oq rangga ega (kumush-sariq seziydan tashqari), ular juda yumshoq va skalpel bilan kesilishi mumkin. Litiy, natriy va kaliy suvdan engilroq va uning yuzasida suzib, u bilan reaksiyaga kirishadi. Ishqoriy metallar tabiatda bir zaryadli kationlarni o'z ichiga olgan birikmalar shaklida uchraydi. Ko'pgina minerallar I guruhning asosiy kichik guruhining metallarini o'z ichiga oladi. Masalan, ortoklaz yoki dala shpati kaliy aluminosilikat K2 dan iborat bo'lib, natriy o'z ichiga olgan shunga o'xshash mineral - albit - Na2 tarkibiga ega. Dengiz suvida natriy xlorid NaCl, tuproqda esa kaliy tuzlari - silvit KCl, silvinit NaCl KCl, karnallit KCl MgCl2 6H2O, poligalit K2SO4 MgSO4 CaSO4 2H2O mavjud. Mis kichik guruhi kimyoviy elementlarning davriy jadvalining 11-guruhining kimyoviy elementlari (eskirgan tasnifga ko'ra, I guruhning ikkilamchi kichik guruhining elementlari). Guruhga an'anaviy ravishda tangalar yasaladigan o'tish metallari kiradi: mis Cu, kumush Ag va oltin Au. Elektron konfiguratsiyaning tuzilishiga ko'ra, roentgenium Rg ham xuddi shu guruhga tegishli, ammo u "tangalar guruhi" ga kirmaydi (bu qisqa muddatli transaktinid bo'lib, yarimparchalanish davri 3,6 soniya). Tanga metallari nomi rasman elementlarning 11-guruhi uchun qo'llanilmaydi, chunki alyuminiy, qo'rg'oshin, nikel, zanglamaydigan po'lat va rux kabi boshqa metallar ham tanga yasash uchun ishlatiladi. Kichik guruhning barcha elementlari nisbatan kimyoviy inert metallardir. Ular, shuningdek, yuqori zichlik qiymatlari, erish va qaynash nuqtalari, yuqori issiqlik va elektr o'tkazuvchanligi bilan ajralib turadi. Kichik guruh elementlarining o'ziga xos xususiyati ns-kichik sathdan elektronning sakrashi tufayli erishilgan to'ldirilgan oldingi tashqi pastki darajaning mavjudligi. Ushbu hodisaning sababi to'liq to'ldirilgan d-pastki darajaning yuqori barqarorligi. Bu xususiyat oddiy moddalarning kimyoviy inertligini, kimyoviy faolsizligini belgilaydi, shuning uchun ham oltin va kumush asil metallar deb ataladi 28. Vodorod. Umumiy xususiyatlar. Kislorod, galogenlar, metallar, oksidlar bilan reaksiya. Vodorod periks, uning oksidlanish-qaytarilish xossalari Vodorod koinotdagi eng keng tarqalgan kimyoviy elementdir. U Quyoshning, shuningdek, ko'plab yulduzlarning asosiy tarkibiy qismidir. Yer qobig'ida vodorodning massa ulushi atigi 1% ni tashkil qiladi. Biroq, uning birikmalari keng tarqalgan, masalan, suv H20. Tabiiy yonuvchi gazning tarkibi asosan uglerodning vodorod bilan birikmasi - metan CH4 dan iborat.Vodorod ko'plab organik moddalarda ham uchraydi. 1) Agar siz vodorodni yoqsangiz (tozaligini tekshirgandan so'ng, pastga qarang) va yonayotgan vodorodli trubkani kislorodli idishga tushirsangiz, idish devorlarida suv tomchilari paydo bo'ladi: aralashmalarsiz vodorod tinchgina yonadi. Biroq, vodorodning kislorod yoki havo bilan aralashmasi portlaydi. Eng portlovchi aralashma ikki hajmli vodorod va bir hajm kisloroddan iborat bo'lib, portlovchi gazdir. Agar shisha idishda portlash sodir bo'lsa, uning bo'laklari shikastlanishi mumkin
boshqalarga zarar etkazish. Shuning uchun vodorodni yoqishdan oldin uning tozaligini tekshirish kerak. Buning uchun probirkaga vodorod yig'iladi, u teskari olovga keltiriladi. Agar vodorod toza bo'lsa, u jimgina yonadi, xarakterli "p-pang" ovozi bilan. Agar vodorod havo aralashmasini o'z ichiga olsa, u portlab yonadi. Vodorod bilan ishlashda xavfsizlik qoidalariga rioya qilish kerak. 2) Agar, masalan, qizdirilganda, mis (II) oksidi ustidan vodorod oqimi o'tkazilsa, suv va metall mis hosil bo'ladigan reaktsiya sodir bo'ladi: Bu reaktsiyada qaytarilish jarayoni sodir bo'ladi, chunki vodorod ajralib chiqadi. mis atomlaridan kislorod. Qaytarilish jarayoni oksidlanish jarayoniga qarama-qarshidir. Kislorodni olib tashlaydigan moddalar qaytaruvchi moddalar sifatida tasniflanadi. Oksidlanish va qaytarilish jarayonlari o'zaro bog'liq (agar bir element oksidlansa, ikkinchisi kamayadi va aksincha). 3) Galogenlar vodorod bilan reaksiyaga kirishib, HX hosil qiladi, ftor va xlor bilan reaksiya biroz faollashuv bilan portlovchi tarzda boradi. Br2 va I2 bilan o'zaro ta'sir sekinroq sodir bo'ladi. Vodorod bilan reaksiya yuzaga kelishi uchun yorug'lik yoki issiqlik yordamida reagentlarning kichik qismini faollashtirish kifoya. Faollashgan zarralar faollashtirilmaganlar bilan o'zaro ta'sirlashib, HX va yangi faollashtirilgan zarrachalarni hosil qiladi, bu jarayonni davom ettiradi va asosiy reaktsiyada ikkita faollashtirilgan zarrachalarning reaktsiyasi mahsulot hosil bo'lishi bilan tugaydi. 4) Oksidlanish reaksiyalari. Vodorodni I va II asosiy kichik guruhlarning metallari bilan qizdirganda: 2Na + H2 (300 ° C)® 2NaH; Ca + H2 (500-700 ° C)® CaH2. Vodorod peroksid (vodorod peroksid), H2O2, peroksidlarning eng oddiy vakili. Suvda, spirtda va efirda cheksiz eriydigan "metall" ta'mga ega rangsiz suyuqlik. Konsentrlangan suvli eritmalar portlovchi hisoblanadi. Vodorod periks yaxshi hal qiluvchi hisoblanadi. U suvdan beqaror kristall gidrat H2O2 2H2O shaklida chiqariladi. Vodorod periks oksidlovchi va qaytaruvchi xususiyatlarga ega. U nitritlarni nitratlarga oksidlaydi, metall yodidlardan yod ajratadi va qoʻsh bogʻlanish joyida toʻyinmagan birikmalarni parchalaydi. Vodorod periks kislotali muhitda kaliy permanganatning suvli eritmasi bilan reaksiyaga kirishganda oltin va kumush tuzlarini, shuningdek kislorodni kamaytiradi. H2O2 kamaytirilganda H2O yoki OH- hosil bo'ladi, masalan: H2O2 + 2KI + H2SO4 = I2 + K2SO4 + 2H2O Kuchli oksidlovchi moddalar ta'sirida H2O2 qaytaruvchi xususiyatga ega bo'lib, erkin kislorodni chiqaradi: O22− - 2e− → O2 KMnO4 ning H2O2 bilan reaksiyasi kimyoviy tahlilda H2O2 tarkibini aniqlash uchun ishlatiladi: 5H2O2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 → 5O2 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O. ) sirka kislotasida.
29. 2-guruhdagi elementlar va ularning birikmalari xossalarining umumiy tavsifi. fizik-kimyoviy xossalari, qo'llanilishi. s-elementlarni o'z ichiga oladi. Be Mg Ca Br Ra Sr Bedan tashqari ular poliizotopdir. Tashqi darajadagi elementlarning atomlari qarama-qarshi spinli 2 ta S elementga ega; zarur energiya sarflanishi bilan bitta element s holatidan p holatga o'tadi. Bu metallar, ammo ular ishqoriylarga qaraganda kamroq faoldir. tabiatda eng ko'p tarqalgan Mg Ca Be, Be3AL2(SiO3)6 minerali shaklida topilgan Tayyorlash usuli: erigan xloridlarning elektrolizi Fizik xususiyatlari: engil metallar, lekin ishqoriy metallarga qaraganda qattiqroq. Kimyoviy xossalari: 1 Havoda Be va Mg sirti oksid parda bilan qoplangan. 2.yuqori haroratda azot bilan oʻzaro taʼsir qiladi 3.suv bilan oʻzaro taʼsir qilmaydi Be 4.kislotalardan vodorodni siqib chiqaradi (azotdan tashqari) Qoʻllanilishi: Kaltsiy metalining asosiy qoʻllanilishi metallar ishlab chiqarishda, ayniqsa, qaytaruvchi sifatida ishlatilishidir. nikel, mis va zanglamaydigan po'latga aylanadi. Kaltsiy va uning gidridi xrom, toriy va uran kabi qaytarilishi qiyin bo'lgan metallarni ishlab chiqarish uchun ham ishlatiladi. Kaltsiy-qo'rg'oshin qotishmalari batareyalar va podshipnik qotishmalarida qo'llaniladi. Kaltsiy granulalari vakuum qurilmalaridan havo izlarini olib tashlash uchun ham ishlatiladi
№ 31 Ishqoriy tuproq metallari - kimyoviy elementlar Asosiy kichik guruhning 2-guruhi, berilliy va magniydan tashqari: kaltsiy, stronsiy, bariy Va radiy. Yangi tasnifga ko'ra elementlarning 2-guruhiga tegishli IUPAC. Ular shunday nom olganlar, chunki ular oksidlar- "yer" (terminologiyaga ko'ra alkimyogarlar) - hisobot suv ishqoriy reaktsiya. Tuzlar ishqoriy tuproq metallari, radiydan tashqari, tabiatda shaklida keng tarqalgan minerallar.
Oksidlar- molekulalari ikkita elementning atomlaridan iborat bo'lgan moddalar, ulardan biri kislorod. Oksidlar metall atomlaridan hosil bo'lgan asosiylarga bo'linadi, masalan, K2O, Fe2O3, CaO; kislotali - metall bo'lmaganlar va ba'zi metallar atomlari tomonidan eng yuqori oksidlanish darajasida hosil bo'ladi: CO2, SO3, P2O5, CrO3, Mn2O7 va amfoter, masalan, ZnO, Al2O3, Cr2O3. Oksidlar oddiy va murakkab moddalarning yonishi, shuningdek, murakkab moddalarning (tuzlar, asoslar, kislotalar) parchalanishi natijasida hosil bo'ladi.
Oksidlarning kimyoviy xossalari: 1. Ishqoriy va ishqoriy tuproq metallar oksidlari suv bilan o'zaro ta'sirlashib, eruvchan asoslar - ishqorlar (NaOH, KOH, Ba(OH) 2) hosil qiladi.Na2O + H2O = 2NaOH
Aksariyat kislotali oksidlar suv bilan reaksiyaga kirishib, kislotalar hosil qiladi: CO2 + H2O = H2CO3
2. Ba'zi oksidlar asosiy oksidlar bilan o'zaro ta'sir qiladi: CO2 + CaO = CaCO3
3. Asosiy oksidlar kislotalar bilan o‘zaro ta’sir qiladi: BaO + 2HCl = BaCl2 + H2O
4. Kislotali oksidlar ham kislotalar, ham ishqorlar bilan reaksiyaga kirishadi: ZnO + 2HCl = ZnCl2 + H2O
ZnO + 2NaOH = Na2ZnO2 + H2O
gidroksidlar ( gidroksidlar) - kimyoviy elementlar oksidlarining birikmalari. Deyarli barcha kimyoviy elementlarning gidroksidlari ma'lum; ularning ba'zilari tabiiy ravishda mineral sifatida uchraydi. Ishqoriy metallar gidroksidlari ishqorlar deyiladi. Tegishli oksidning asosiy, kislotali yoki amfoter ekanligiga qarab, shunga qarab farq qilinadi:
asosiy gidroksidlar (asoslar) - asosiy xossalarni namoyon qiluvchi gidroksidlar (masalan, kaltsiy gidroksid Ca(OH) 2, kaliy gidroksid KOH, natriy gidroksid NaOH va boshqalar);
kislota gidroksidlari (kislorodli kislotalar) - kislotali xususiyatga ega gidroksidlar (masalan, nitrat kislota HNO3, sulfat kislota H2SO4, oltingugurt kislota H2SO3 va boshqalar).
amfoter gidroksidlar sharoitga qarab asosiy yoki kislotali xossalarni namoyon qiladi (masalan, alyuminiy gidroksid Al(OH) 3, rux gidroksid Zn(OH) 2).
Karbonatlar va gidrokarbonatlar - tuzlar va efirlar karbonat kislotasi (H 2 CO 3). Tuzlar orasida oddiy karbonatlar (anion CO 3 2− bilan) va kislotali yoki gidrokarbonatlar(bilan anion NSO 3 −).
Kimyoviy xossalari
Qizdirilganda kislotali karbonatlar oddiy karbonatlarga aylanadi:
Kuchli qizdirilganda oddiy karbonatlar oksidlar va karbonat angidridga parchalanadi:
Karbonatlar karbonat angidridni chiqarish uchun karbonat kislotasidan kuchliroq kislotalar (deyarli barcha ma'lum kislotalar, shu jumladan organiklar) bilan reaksiyaga kirishadi:
Ilova: Kaltsiy, magniy, bariy karbonatlar va boshqalar qurilishda, kimyo sanoatida, optikada va boshqalarda qo'llaniladi, ular texnikada, sanoatda va kundalik hayotda keng qo'llaniladi. soda (Na 2 CO 3 va NaHCO 3). Kislota karbonatlar muhim fiziologik rol o'ynaydi, bo'lish bufer moddalar reaksiyaning doimiyligini tartibga solish qon .
Silikatlar va aluminosilikatlar keng guruhni ifodalaydi minerallar . Ular murakkab kimyoviy tarkibi va ba'zi elementlarning izomorf almashinishi va elementlarning komplekslarini boshqalar bilan tavsiflaydi. Silikatlarni tashkil etuvchi asosiy kimyoviy elementlar Si , O , Al , Fe 2+, Fe 3+, Mg , Mn , Ca , Na , K , shuningdek Li , B , Bo'l , Zr , Ti , F , H , (OH) 1− yoki H 2 O shaklida va boshqalar.
Kelib chiqishi (genezis ): Endogen, asosan magmatik (piroksenlar, dala shpatlari ), ular uchun ham xosdir pegmatitlar (slyuda, turmalin, beril va boshqalar) va skarnov (granatalar, vollastonit). Metamorfik jinslarda keng tarqalgan - slanets Va gneyslar (granatalar, disten, xlorit). Ekzogen kelib chiqadigan silikatlar - birlamchi (endogen) minerallarning (kaolinit, glaukonit, xrizokolla) parchalanishi yoki o'zgarishi mahsulotlari
№ 32. III guruhga bor, alyuminiy, galiy, indiy, talliy (asosiy kichik guruh), shuningdek, skandiy, ittriy, lantan va lantanidlar, aktiniy va aktinidlar (yon kichik guruh) kiradi.
Asosiy kichik guruh elementlarining tashqi elektron darajasida uchta elektron (s 2 p 1) mavjud. Ular bu elektronlardan osongina voz kechadi yoki bitta elektronning p-darajaga o'tishi tufayli uchta juftlashtirilmagan elektron hosil qiladi. Bor va alyuminiy faqat oksidlanish darajasi +3 bo'lgan birikmalar bilan tavsiflanadi. Galliy kichik guruhining elementlari (galliy, indiy, talliy) tashqi elektron sathida ham uchta elektronga ega bo'lib, s 2 p 1 konfiguratsiyasini tashkil qiladi, lekin ular 18 elektronli qatlamdan keyin joylashgan. Shuning uchun, alyuminiydan farqli o'laroq, galyum aniq metall bo'lmagan xususiyatlarga ega. Ga, In, Tl qatoridagi bu xossalar zaiflashadi va metall xossalari ortadi.
Skandiy kichik guruhining elementlari tashqi elektron sathida ham uchta elektronga ega. Biroq, bu elementlar o'tish d-elementlariga tegishli bo'lib, ularning valentlik qatlamining elektron konfiguratsiyasi d 1 s 2. Har uchala element bu elektronlardan juda oson voz kechadi. Lantanidlar kichik guruhining elementlari tashqi elektron sathning o'ziga xos konfiguratsiyasiga ega: ularning 4f darajasi quriladi va d darajasi yo'qoladi. Seriydan boshlab, gadoliniy va lutetiydan tashqari barcha elementlar tashqi elektron darajasi 4f n 6s 2 elektron konfiguratsiyasiga ega (gadoliniy va lutetium 5d 1 elektronga ega). n soni 2 dan 14 gacha o'zgaradi. Shuning uchun s- va f-elektronlar valentlik bog'lanishlarini hosil qilishda ishtirok etadi. Ko'pincha lantanidlarning oksidlanish darajasi +3, kamroq +4.
Aktinid valentlik qatlamining elektron tuzilishi ko'p jihatdan lantanid valentlik qatlamining elektron tuzilishiga o'xshaydi. Barcha lantanidlar va aktinidlar tipik metallardir.
III guruhning barcha elementlari kislorodga juda kuchli yaqinlikka ega va ularning oksidlarining hosil bo'lishi ko'p miqdorda issiqlik ajralib chiqishi bilan birga keladi.
III guruh elementlari turli xil ilovalarni topadi.
33. Fizik xossalari. Alyuminiy kumush-oq rangli engil metall bo'lib, 660 ° C da eriydi. Juda plastik, osongina simga tortiladi va choyshabga o'raladi: undan qalinligi 0,01 mm dan kam bo'lgan folga tayyorlanishi mumkin. Alyuminiy juda yuqori issiqlik va elektr o'tkazuvchanligiga ega. Uning turli metallar bilan qotishmalari kuchli va engildir.
Kimyoviy xossalari. Alyuminiy juda faol metalldir. Kuchlanishlar qatorida u gidroksidi va ishqoriy tuproq metallaridan keyin keladi. Biroq, u havoda juda barqaror, chunki uning yuzasi metallni havo bilan aloqa qilishdan himoya qiladigan juda zich oksidli plyonka bilan qoplangan. Himoya oksidi plyonkasi alyuminiy simdan olib tashlansa, alyuminiy havodagi kislorod va suv bug'lari bilan kuchli ta'sir o'tkaza boshlaydi va bo'sh massaga - alyuminiy gidroksidga aylanadi:
4 Al + 3 O 2 + 6 H 2 O = 4 Al(OH) 3
Bu reaksiya issiqlik chiqishi bilan birga kechadi.
Himoya oksidi plyonkasidan tozalangan alyuminiy suv bilan reaksiyaga kirishib, vodorodni chiqaradi:
2 Al + 6 H 2 O = 2 Al(OH) 3 + 3 H 2
Alyuminiy suyultirilgan sulfat va xlorid kislotalarda yaxshi eriydi:
2 Al + 6 HCl = 2 AlCl 3 + 3 H 2
2 Al + 3 H 2 SO 4 = Al 2 (SO 4) 3 +3 H 2
Suyultirilgan azot kislotasi sovuqda alyuminiyni passivlashtiradi, lekin qizdirilganda alyuminiy unda eriydi va azot oksidi, azot yarim oksidi, erkin azot yoki ammiakni chiqaradi, masalan:
8 Al + 30 HNO 3 = 8 Al(NO 3) 3 + 3 N 2 O + 15 H 2 O
Konsentrlangan nitrat kislota alyuminiyni passivlashtiradi.
Chunki alyuminiy oksidi va gidroksid amfoterdir
xususiyatlariga ko'ra alyuminiy barcha ishqorlarning suvli eritmalarida oson eriydi, ammoniy gidroksiddan tashqari:
2 Al + 6 KOH + 6 H 2 O = 2 K 3 [Al (OH) 6 ] + 3 H 2
Kukunli alyuminiy galogenlar, kislorod va barcha metall bo'lmaganlar bilan osongina o'zaro ta'sir qiladi. Reaksiyalarni boshlash uchun isitish kerak, keyin ular juda jadal davom etadi va ko'p miqdorda issiqlik chiqishi bilan birga keladi:
2 Al + 3 Br 2 = 2 AlBr 3 (alyuminiy bromidi)
4 Al + 3 O 2 = 2 Al 2 O 3 (alyuminiy oksidi)
2 Al + 3 S = Al 2 S 3 (alyuminiy sulfid)
2 Al + N 2 = 2 AlN (alyuminiy nitridi)
4 Al + 3 C = Al 4 C 3 (alyuminiy karbid)
Alyuminiy sulfid faqat qattiq holatda bo'lishi mumkin. Suvli eritmalarda alyuminiy gidroksid va vodorod sulfidi hosil bo'lishi bilan to'liq gidrolizlanadi:
Al 2 S 3 + 6 H 2 O = 2 Al (OH) 3 + 3 H 2 S.
Alyuminiy boshqa metallarning oksidlari va tuzlaridan kislorod va galogenlarni osonlikcha olib tashlaydi. Reaktsiya katta miqdordagi issiqlik chiqishi bilan birga keladi:
8 Al + 3 Fe 3 O 4 = 9 Fe + 4 Al 2 O 3
Metalllarni oksidlaridan alyuminiy bilan qaytarish jarayoni aluminotermiya deb ataladi. Aluminotermiya kislorod (niobiy, tantal, molibden, volfram va boshqalar) bilan mustahkam bog'lovchi ba'zi nodir metallarni ishlab chiqarishda, shuningdek, relslarni payvandlashda qo'llaniladi. Agar siz nozik alyuminiy kukuni va magnit temir javhari Fe 3 O 4 (termit) aralashmasiga o't qo'yish uchun maxsus sug'urtadan foydalansangiz, aralashmaning 3500 ° C ga qizdirilishi bilan reaktsiya o'z-o'zidan davom etadi. Bu haroratdagi temir erigan holatda bo'ladi.
Kvitansiya. Alyuminiy birinchi marta alyuminiy xloridni natriy metall bilan qaytarish yo'li bilan olingan:
AlCl 3 + 3 Na = 3 NaCl + Al
Hozirgi vaqtda erigan tuzlarni elektrolitik vannalarda elektroliz qilish yo'li bilan olinadi (46-rasm). Elektrolit 85-90% kriolit - murakkab tuz 3NaF·AlF 3 (yoki Na 3 AlF 6) va 10-15% alyuminiy oksidi - alyuminiy oksidi Al 2 O 3 ni o'z ichiga olgan eritmadir. Bu aralash taxminan 1000 ° S haroratda eriydi.
Ilova. Alyuminiy juda keng qo'llaniladi. U radiotexnikada ishlatiladigan folga va oziq-ovqat mahsulotlarini qadoqlash uchun ishlatiladi. Po'lat va quyma temir mahsulotlari korroziyadan himoya qilish uchun alyuminiy bilan qoplangan: mahsulotlar alyuminiy kukuni (49%), alyuminiy oksidi (49%) va alyuminiy xlorid (2%) aralashmasida 1000 ° C gacha isitiladi. Bu jarayon aluminizatsiya deb ataladi.
Alyuminiylangan mahsulotlar korroziyasiz 1000 ° C gacha isitishga bardosh bera oladi. Katta yengilligi va mustahkamligi bilan ajralib turadigan alyuminiy qotishmalari issiqlik almashtirgichlar ishlab chiqarishda, samolyotsozlik va mashinasozlikda qo'llaniladi.
Alyuminiy oksidi Al 2 O 3. Bu erish nuqtasi 2050 ° C bo'lgan oq moddadir. Tabiatda alyuminiy oksidi korund va alumina shaklida uchraydi. Ba'zan chiroyli shakli va rangi shaffof korund kristallari topiladi. Xrom birikmalari bilan qizil rangga bo'yalgan korund yoqut deb ataladi, titan va temir birikmalari bilan ko'k rang esa sapfir deb ataladi. Yoqut va safir qimmatbaho toshlardir. Hozirgi vaqtda ularni sun'iy yo'l bilan olish juda oson.
Bor-element uchinchi guruhning asosiy kichik guruhi, ikkinchi davr kimyoviy elementlarning davriy jadvali D.I.Mendeleyev bilan atom raqami 5. Belgi bilan ko'rsatilgan B(Boriy). Erkin holatda bor- rangsiz, kulrang yoki qizil rangli kristalli yoki to'q rangli amorf modda. Borning 10 dan ortiq allotropik modifikatsiyalari ma'lum bo'lib, ularning hosil bo'lishi va o'zaro o'tishlari bor olingan harorat bilan belgilanadi.
Kvitansiya
Eng sof bor borgidridlarning pirolizi natijasida olinadi. Bu bor yarimo'tkazgichli materiallar va nozik kimyoviy sintezlarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.
1. Metallotermiya usuli (odatda magniy yoki natriy bilan qaytarilishi):
2. Bor bromid bug'ining vodorod ishtirokida issiq (1000-1200 ° S) tantal simida termik parchalanishi:
Jismoniy xususiyatlar
O'ta qattiq modda (olmos, uglerod nitridi, bor nitridi (borazon), bor karbid, bor-uglerod-kremniy qotishmasi, skandiy-titan karbididan keyin ikkinchi). U mo'rtlik va yarimo'tkazgich xususiyatlariga ega (keng bo'shliqli yarim o'tkazgich).
Kimyoviy xossalari
Ko'pgina fizik va kimyoviy xususiyatlarda metall bo'lmagan bor o'xshaydi kremniy.
Kimyoviy bor juda inert va xona haroratida faqat u bilan reaksiyaga kirishadi ftor:
Qizdirilganda bor boshqa galogenlar bilan reaksiyaga kirishib, trigaloidlar hosil qiladi azot bilan bor nitridi BN hosil qiladi fosfor- fosfid BP, uglerod bilan - har xil tarkibdagi karbidlar (B 4 C, B 12 C 3, B 13 C 2). Kislorodli atmosferada yoki havoda qizdirilganda bor ko'p miqdorda issiqlik chiqaradi va B 2 O 3 oksidini hosil qiladi:
Bor vodorod bilan to'g'ridan-to'g'ri o'zaro ta'sir qilmaydi, garchi ishqoriy yoki gidroksidi tuproq metallarining boridlarini kislota bilan qayta ishlash natijasida olingan turli xil tarkibdagi juda ko'p miqdordagi borogidridlar (boranlar) ma'lum:
Kuchli qizdirilganda, bor tiklovchi xususiyatga ega. U, masalan, tiklashga qodir kremniy yoki fosfor ularning oksidlaridan:
Borning bu xossasini bor oksidi B 2 O 3 tarkibidagi kimyoviy bog'lanishlarning juda yuqori mustahkamligi bilan izohlash mumkin.
Oksidlovchi moddalar bo'lmasa, bor gidroksidi eritmalarga chidamli. Issiq nitrat va sulfat kislotalarda va akva regiyada bor borik kislotasini hosil qilish uchun eriydi.
Bor oksidi odatiy kislotali oksiddir. Borik kislotasini hosil qilish uchun suv bilan reaksiyaga kirishadi:
Borik kislota ishqorlar bilan o'zaro ta'sir qilganda, tuzlar borik kislotasining o'zidan emas - boratlar (tarkibida BO 3 3-anion mavjud), lekin tetraboratlar hosil bo'ladi, masalan:
Ilova
Elementli bor
Bor (tolalar shaklida) ko'plab kompozit materiallar uchun mustahkamlovchi vosita bo'lib xizmat qiladi.
Bor elektron o'tkazuvchanlik turini o'zgartirish uchun tez-tez ishlatiladi kremniy.
Bor metallurgiyada mikro qotishma element sifatida ishlatiladi, bu po'latlarning qotib qolish qobiliyatini sezilarli darajada oshiradi.
34.hara4A guruhi elementlarining xususiyatlari. Qalay, qo'rg'oshin.
(qo'shimcha)
Guruh 5 ta elementni o'z ichiga oladi: davriy tizimning ikkinchi va uchinchi davrlarida joylashgan ikkita metall bo'lmagan - uglerod va kremniy va 3 ta metal - germaniy (metall bo'lmaganlar va metallar o'rtasidagi oraliq, qalay va qo'rg'oshin, yirik elementlarning oxirida joylashgan. davrlar - IV, V, VI Bu elementlarning barchasiga xos jihati shundaki, ular tashqi energetik sathida 4 ta elektronga ega.Shuning uchun ular +4 dan -4 gacha oksidlanish darajasini ko'rsatishi mumkin.Bu elementlar vodorod bilan gazsimon birikmalar hosil qiladi:CH4 , SiH4, SnH4, PbH4 da havoda qizdirilganda kislorod kichik guruhi elementlari, oltingugurt va galogenlar bilan birikadi.1s elektron erkin p-orbitalga oʻtganda +4 oksidlanish darajasi olinadi.
Atom radiusi ortishi bilan tashqi elektronlar va yadro o'rtasidagi bog'lanish kuchi kamayadi. Metall bo'lmagan xususiyatlar pasayadi va metall xossalari ortadi. (erish va qaynash nuqtalari pasayadi va hokazo)
Uglerod (C), kremniy (Si), germaniy (Ge), qalay (Sn), qo'rg'oshin (Pb) PSE asosiy kichik guruhining 4-guruh elementlari. Tashqi elektron qatlamda bu elementlarning atomlari 4 ta elektronga ega: ns 2 np 2. Kichik guruhda elementning atom raqami ortishi bilan atom radiusi ortadi, metall bo'lmagan xususiyatlar zaiflashadi va metall xossalari kuchayadi: uglerod va kremniy nometall, germaniy, qalay, qo'rg'oshin - metallar.
Umumiy xususiyatlar. Uglerod va kremniy
Uglerod, kremniy, germaniy, qalay va qo'rg'oshinni o'z ichiga olgan uglerod kichik guruhi davriy tizimning 4-guruhining asosiy kichik guruhidir.
Bu elementlar atomlarining tashqi elektron qavatida 4 ta elektron bo'lib, ularning elektron konfiguratsiyasini umuman quyidagicha yozish mumkin: ns 2 np 2, bu erda n - kimyoviy element joylashgan davrning soni. Guruhda yuqoridan pastgacha harakat qilganda, metall bo'lmagan xususiyatlar zaiflashadi va metall bo'lganlar kuchayadi, shuning uchun uglerod va kremniy nometalldir, qalay va qo'rg'oshin esa tipik metallarning xususiyatlarini namoyon qiladi. Vodorod atomlari bilan kovalent qutbli bog'lanish hosil qilib, C va Si ning rasmiy oksidlanish darajasi -4, faolroq nometallar (N, O, S) va galogenlar bilan +2 va +4 oksidlanish darajasi namoyon bo'ladi.Reaksiya mexanizmini aniqlaganda. , uglerod izotopi 13 ba'zan C ishlatiladi (yorliqli atom usuli). Shuning uchun uglerod izotoplarining ko'pligi: 12 C - 98,89% va 13 C - 1,11% ekanligini bilish foydalidir. Agar ko'pligi 0,01% dan ortiq bo'lgan izotoplarni sanab o'tish bilan cheklansak, kremniyda 3 ta, germaniyda 5 ta, qalayda 10 ta, qo'rg'oshinda 4 ta barqaror izotop mavjud.
Oddiy sharoitlarda uglerod ikkita allotrop shaklida mavjud bo'lishi mumkin
modifikatsiyalari: olmos va grafit; ultra toza kristalli kremniy
Yarimo'tkazgich.
Uglerod kichik guruhining (E) elementlarining vodorod bilan birikmalari orasida biz EN 4 tipidagi birikmalarni ko'rib chiqamiz. E atomi yadrosining zaryadi ortishi bilan gidridlarning barqarorligi pasayadi.
C dan Pb ga o'tishda oksidlanish darajasi +4 bo'lgan birikmalarning barqarorligi
kamayadi, +2 bilan esa ortadi. EO 2 oksidlarining kislotalilik xususiyati pasayadi, EO oksidlarining asosiy xususiyati ortadi.
Uglerod
Uglerod tabiatda olmos va grafit shaklida uchraydi. Qazib olinadigan ko'mirlar uni o'z ichiga oladi: antrasitda 92% dan, jigarrang ko'mirda 80% gacha. Kogerent holatda uglerod karbidlarda mavjud: CaCO 3 bo'r, ohaktosh va marmar, MgCO 3 CaCO 3 - dolomit,
MgCO 3 - magnezit. Havodagi uglerod karbonat angidrid shaklida (hajm bo'yicha 0,03%) mavjud. Uglerod dengiz suvida erigan birikmalarda ham mavjud.
Uglerod o'simliklar va hayvonlarda uchraydi va neft va tabiiy gazda mavjud.
Faol nometallar bilan reaksiyalarda uglerod oson oksidlanadi:
2 C + O 2 = 2 CO,
C + 2 F 2 = CF 4.
Uglerod, shuningdek, murakkab moddalar bilan o'zaro ta'sirlashganda kamaytiruvchi xususiyatga ega bo'lishi mumkin:
C + 2 CuO = 2 Cu + CO 2,
C + 2 H 2 SO 4 (konc) = CO 2 + 2 SO 2 + H 2 O,
2 C + BaSO 4 = BaS + 2 CO 2.
Metalllar va kamroq faol nometalllar bilan reaktsiyalarda uglerod oksidlovchi moddadir: 2C + H 2 = C 2 H 2,
2 C + Ca CaC 2,
3 C + 4 Al = Al 4 C 3.
Alyuminiy karbid haqiqiy karbiddir: har bir uglerod atomi metall atomlari bilan to'rtta valentlik bog'lari bilan bog'langan. Kaltsiy karbid asetileniddir, chunki uglerod atomlari o'rtasida uch tomonlama bog'lanish mavjud. Shuning uchun alyuminiy karbidlar suv bilan o'zaro ta'sirlashganda metan, kaltsiy karbid suv bilan o'zaro ta'sirlashganda asetilen ajralib chiqadi.
Al 4 C 3 + 12H 2 O = 4Al(OH) 3 + 3CH 4,
CaC 2 + 2H 2 O = Ca(OH) 2 + C 2 H 2.
Ko'mir yoqilg'i sifatida ishlatiladi va sintez gazini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Elektrodlar grafitdan tayyorlanadi, moderator sifatida grafit tayoqchalari ishlatiladi
yadro reaktorlarida neytronlar. Olmoslar kesish asboblari va abrazivlarni tayyorlash uchun ishlatiladi; kesilgan olmoslar qimmatbaho toshlardir.
Kremniy
Kremniy tabiatda faqat silika SiO2 va turli kremniy kislota tuzlari (silikatlar) shaklida bog'langan holda uchraydi. U yer qobig'ida ikkinchi (kisloroddan keyin) eng ko'p tarqalgan kimyoviy element (27,6%).
1811 yilda frantsuz J.L.Gey-Lyusak va L.J.Tener quyidagi reaksiya orqali jigarrang-jigarrang moddani (kremniy) oldilar:
SiF 4 + 4 K = 4 KF + Si
va faqat 1824 yilda shved J. Berzelius reaksiya orqali kremniy olgan:
K 2 SiF 6 + 4 K = 6 KF + Si,
yangi kimyoviy element ekanligini isbotladi. Endi kremniy silikadan olinadi:
SiO 2 + 2 Mg = Si + 2 MgO,
3SiO 2 + 4Al = Si + 2Al 2 O 3,
uni magniy yoki uglerod bilan kamaytirish. Silan parchalanganda ham chiqadi:
SiH 4 = Si + 2 H 2.
Metall bo'lmaganlar bilan reaktsiyalarda kremniy oksidlanishi mumkin (ya'ni Si qaytaruvchi moddadir):
Si + O 2 = SiO 2,
Si + 2 F 2 = SiF 4,
Silikon ishqorlarda eriydi:
Si + 2 NaOH + H 2 O = Na 2 SiO 3 + 2 H 2,
kislotalarda erimaydi (hidroflorik kislotadan tashqari).
Metallar bilan reaksiyalarda kremniy oksidlovchi xususiyatga ega:
2 Mg + Si = Mg 2 Si.
Magniy silisidi xlorid kislota bilan parchalanganda silan olinadi:
Mg 2 Si + 4 HCl = 2MgCl 2 + SiH 4.
Silikon temir va misga asoslangan ko'plab qotishmalarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi
va alyuminiy. Po'lat va quyma temirga kremniy qo'shilishi ularning mexanik xususiyatlarini yaxshilaydi. Kremniyning katta qo'shimchalari temir qotishmalarining kislotaga chidamliligini beradi.
Ultra toza kremniy yarimo'tkazgich bo'lib, mikrochiplar ishlab chiqarishda va quyosh batareyalarini ishlab chiqarishda ishlatiladi.
Kislorodli birikmalar. Tayyorlanishi, xususiyatlari va qo'llanilishi
Uglerod oksidlari
Uglerod (II) oksidi (CO - uglerod oksidi)
CO zaharli gaz, rangsiz va hidsiz, suvda yomon eriydi.
Kvitansiya
Laboratoriyada CO chumoli yoki oksalat kislotasining parchalanishi orqali olinadi (konsentrlangan H 2 SO 4 mavjud bo'lganda):
HCOOH = CO + H 2 O,
H 2 C 2 O 4 = CO + CO 2 + H 2 O
yoki rux changini kaltsiy karbonat bilan isitish orqali:
CaCO 3 + Zn = CaO + ZnO + CO.
Zavod sharoitida CO havo yoki karbonat angidridni issiq ko'mir orqali o'tkazish orqali ishlab chiqariladi:
2C + O 2 = 2CO,
Xususiyatlari
Uglerod oksidining zaharli ta'siri gemoglobinning uglerod oksidiga yaqinligi kislorodga qaraganda ko'proq bo'lishi bilan izohlanadi. Bunday holda, karboksigemoglobin hosil bo'ladi va shu bilan tanadagi kislorodning o'tkazilishini bloklaydi.
Uglerod (II) oksidi havoda osongina oksidlanadi va yonib, katta miqdorda issiqlik chiqaradi:
2 CO + O 2 = 2 CO 2 + 577 kJ / mol.
CO ko'plab metallarni oksidlaridan kamaytiradi:
FeO + CO = Fe + CO 2,
CuO + CO = Cu + CO 2 .
CO osonlikcha qo'shilish reaktsiyalariga uchraydi:
CO + Cl 2 = COCl 2,
CO + NaOH = HCOONa,
Ni + 4 CO = Ni(CO) 4 .
Sanoatda ko'pincha sof CO emas, balki uning boshqa gazlar bilan har xil aralashmalari ishlatiladi. Ishlab chiqaruvchi gaz havoni shaftali pechda issiq ko'mir orqali o'tkazish orqali ishlab chiqariladi:
2 C + O 2 = 2 CO + 222 kJ.
Suv bug'ini issiq ko'mir orqali o'tkazish orqali suv gazi hosil bo'ladi:
C + H 2 O = CO + H 2 - 132 kJ.
Birinchi reaksiya ekzotermik, ikkinchisi esa issiqlikni yutish bilan sodir bo'ladi. Agar ikkala jarayon ham almashtirilsa, pechda kerakli haroratni saqlab turish mumkin. Jeneratör va suv gazini birlashtirganda aralash gaz olinadi. Bu gazlar nafaqat yoqilg'i sifatida, balki, masalan, metanolni sintez qilish uchun ham ishlatiladi:
CO + 2H 2 = CH 3 OH.
Uglerod oksidi (IV) (CO 2 - karbonat angidrid)
CO 2 rangsiz, yonmaydigan, hidsiz gazdir. Hayvonlar nafas olayotganda chiqariladi. O'simliklar CO 2 ni o'zlashtiradi va kislorod chiqaradi. Havoda odatda 0,03% karbonat angidrid mavjud. Inson faoliyati tufayli (nazoratsiz o'rmonlarni kesish,
ko'mir, neft va gazni ko'proq yoqish), atmosferadagi CO 2 miqdori asta-sekin o'sib boradi, bu issiqxona effektini keltirib chiqaradi va insoniyatni ekologik falokat bilan tahdid qiladi.
Kvitansiya
Laboratoriyada CO 2 Kipp apparatida marmarni xlorid kislota bilan ishlov berish orqali olinadi:
CaCO 3 + 2HCl = CaCl 2 + H 2 O + CO 2.
CO 2 hosil bo'lishiga olib keladigan ko'plab reaktsiyalar mavjud:
KHCO 3 + H 2 SO 4 = KHSO 4 + H 2 O + CO 2,
C + O 2 = CO 2,
2 CO + O 2 = 2 CO 2,
Ca(HCO 3) 2 CaCO 3 Ї + CO 2 + H 2 O,
CaCO 3 = CaO + CO 2,
BaSO 4 + 2 C = BaS + 2 CO 2,
C + 2 H 2 SO 4 (konc) = CO 2 + 2 SO 2 + 2H 2 O,
C + 4 HNO 3 (konc) = CO 2 + 4 NO 2 + 2 H 2 O.
Xususiyatlari
CO 2 suvda eriganida karbonat kislota hosil bo'ladi:
H 2 O + CO 2 = H 2 CO 3.
CO 2 uchun kislota oksidlariga xos bo'lgan barcha reaktsiyalar ma'lum:
Na 2 O + CO 2 = Na 2 CO 3,
Ca(OH) 2 + 2 CO 2 = Ca(HCO 3) 2,
Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 + H 2 O.
Yonayotgan Mg karbonat angidridda yonishda davom etadi:
CO 2 + 2 Mg = 2 MgO + C.
Karbon kislotasi kuchsiz ikki asosli kislotadir:
H 2 O + CO 2 = H 2 CO 3
H + +HCO 3 - = H + +CO 3 2-
va kuchsiz kislotalarni tuzlari eritmalaridan siqib chiqarishi mumkin:
Na 2 SiO 3 + CO 2 + H 2 O = H 2 SiO 3 + Na 2 CO 3,
KCN + CO 2 + H 2 O = KHCO 3 + HCN.
Karbonat kislota tuzlari. Karbonatlar va bikarbonatlar
Tuzlarni olishning umumiy usullari karbonat kislota tuzlarini olish uchun ham xosdir:
CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca(HCO 3) 2,
Ca(HCO 3) 2 + Ca(OH) 2 = 2 CaCO 3 + 2 H 2 O.
Ishqoriy metall va ammoniy karbonatlar suvda yaxshi eriydi va
gidrolizga uchraydi. Boshqa barcha karbonatlar amalda erimaydi:
Na 2 CO 3 + H 2 O = 2 Na + + OH - + HCO 3 -.
Nisbatan past isitish bilan uglevodorodlar parchalanadi:
Ca(HCO 3) 2 = CaCO 3 + CO 2 + H 2 O.
Karbonatlar kaltsiylanganda metall oksidi va CO 2 olinadi:
CaCO 3 = CaO + CO 2.
Karbonatlar kuchliroq (karbonatga qaraganda) kislotalar bilan oson parchalanadi:
MgCO 3 + 2HCl = MgCl 2 + CO 2 + H 2 O.
CaCO 3 + 2HCl = CaCl 2 + CO 2 + H 2 O.
Karbonatlarni qum bilan kaltsiylashda SiO 2 ko'proq uchuvchi oksidni siqib chiqaradi:
Na 2 CO 3 + SiO 2 = Na 2 SiO 3 + CO 2.
Ilova
Natriy karbonat Na 2 CO 3 (sodali suv) va uning kristal gidrati Na 2 CO 3 10H 2 O
(kristalli soda) shisha, sovun, sellyuloza-qog‘oz sanoatida qo‘llaniladi. Natriy bikarbonat NaHCO 3 (pishirish soda)
oziq-ovqat sanoati va tibbiyotda qo'llaniladi. Ohaktosh - qurilish toshi va ohak ishlab chiqarish uchun xom ashyo.
Kremniy (IV) oksidlari (SiO 2 )
Silika SiO 2 tabiatda kristall (asosan kvarts) va amorf (masalan, opal SiO 2 nH 2 O) shakllarda mavjud.
Kvitansiya
SiO 2 kislotali oksid bo'lib, uni reaksiyalar orqali olish mumkin:
Si + O 2 = SiO 2,
H 2 SiO 3 = SiO 2 + H 2 O,
SiH 4 + 2O 2 = SiO 2 + 2H 2 O.
Xususiyatlari
Metall yoki uglerod bilan o'zaro ta'sirlashganda, SiO 2 kremniygacha kamayishi mumkin
SiO 2 + 2 Mg = Si + 2 MgO,
SiO 2 + 2 C = Si + 2 CO
yoki karborund (SiC) SiO 2 + 3 C = SiC + 2 CO ni bering.
SiO 2 metall oksidlari, ishqorlar va ba'zi tuzlar bilan eritilganda silikatlar hosil bo'ladi:
SiO 2 + 2 NaOH = Na 2 SiO 3 + H 2 O,
SiO 2 + K 2 CO 3 = K 2 SiO 3 + CO 2,
SiO 2 + CaO = CaSiO 3.
Kislotalar SiO 2 ga ta'sir qilmaydi. Istisno gidroflorik kislotadir:
SiO 2 + 4HF = SiF 4 + 2H 2 O,
SiF 4 + 2HF = H 2,
SiO 2 + 6HF = H 2 + 2H 2 O.
Kremniy kislotasi H 2 SiO 3 kremniy kislotasi oilasining eng oddiyidir. Uning umumiy formulasi xSiO 2 yH 2 O. Uni silikatlardan olish mumkin
Na 2 SiO 3 + 2 HCl = H 2 SiO 3 + 2 NaCl.
Qizdirilganda kremniy kislotasi parchalanadi:
H 2 SiO 3 = SiO 2 + H 2 O.
Silikatlar
Ko'p yuzlab silikat minerallari ma'lum. Ular er qobig'i massasining 75% ni tashkil qiladi. Ular orasida aluminosilikatlar ko'p. Silikatlar tsement, shisha, beton va g'ishtning asosiy tarkibiy qismidir.
Suvda faqat Na va K silikatlar eriydi.Ularning suvdagi eritmalari "suyuq shisha" deb ataladi. Gidrolizda bu eritmalar ishqoriy reaksiyaga ega. Ular kislotaga chidamli tsement va beton ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.
