Шпаргалка по "Химии"

  3. алтыншы  және жетінші топтардағы бейметалдардың  сутекті қосылыстарындай аммиактың  көрініп тұрған айқын қышқылдық  қасиеттері жоқ. Бірақ аммиактың құрамындағы сутек металға ауыса алады.

     Жоғары температурада сутектің  металға ауысуы оңайырақ өтеді: 

  2Al+2NH3 = 2AlN+3H2            ΔНº= -577,4 кДж/моль

Аммиак  құрамындағы үш сутек те металға  ауысқаннан түзілген қосылыстарды нитридтер деп атайды. Жаопы алғанда нитрид дейтініміз, азот жоғары температурада металл және бейметалдар тотықтырып, өзі теріс үш валентті болатын қосылыстар (Mg3N2, BN, H3N).

  Аммиак  азот тыңайтқыштарын өңдіруде  қолданылады, олардың маңыздылары:  азот қышқылының аммоний және басқа тұздары, сода өңдіру үшін де аммиак қажет. өндірілген аммиактың едәуір бөлігі тоңазытқыш қондырғыларда пайдаланылады. 

62. кобальттың, никельдің  жалпы сипаттамасы,  олардың алынуы, физикалық  және химиялық  қасиеттері, қолданылуы. Кобальт дербес күйде жер қыртысында болмайды, метеориттерде кездеседі. Табиғатта күкіртті күшәнді қосылыстар түрінде, никельдің, темірдің сондай қосылыстарымен аралас кездеседі, мысалы кобальтит  CoAsS, шмальтит CoAs2.

   Кобальтты алу өте қиын. өйткені  алдымен никельмен екеуін темірден, сонан соң бірінен бірін ажырату керек, сонымен қатар бұл үш металдың қасиеттерінде көп ұқсастық бар.

  Кобальт  күмістей ақ, жалтыраған металл. Ауа мен судың әрекетіне берік.  Сұйық қышқылдарда ериді.

  Кобальттың  радиоактивті изотопы Co-60 бар, жартылай ыдырау мерзімі 5 жыл. Бұл кобальттан өте күшті түрде  -сәулелері шығады, сондықтан металдардың дефектоскопиясында, медицинада қауыпты ісіктерді емдеуде қолданылады.

  Кобальт  құймалар құрамына кіретін маңызды  металдың бірі, ол құймаларға ерекше қаттылық қасиет береді, мысалы стеллит деген құйма (Cr-15-35%, W-10-25%, Co-40-60%, (не Ni), C-0,5-2,5%, қалғаны темір) жоғары температураға шыдамды тез кесетін құралдар жасауға жұмсалады. Победит – біздің елімізде шығарылатын аса қатты құйма, белгілі құймалардың ең қаттысының бірі. Мұның да құрамында 10% Co бар. Кобальттың қосылыстарын көк бояу жасауға қолданады.

   Кобальт екі және үш валентті  болады. CoO-кобальт (II) оксиді, оның  гидроксиді Co(OH)2-нің негіздік қасиеттер  бар. Кобальтта аралас оксид Co3O4 бар, ол Co2O3·CoO-кобальт (II), (III) оксидтері. Бұлардан басқа CoO2 бар. Ішіндегі ең тұрақтысы  CoO.

  Co(OH)2 тотығып, Co(OH)3 айналады.

   2Co(OH)2+NaClO+H2O = 2Co(OH)3+NaCl

  Енді   Co(OH)3 қышқылмен әрекеттессек, үш  валентті кобалттың тұзы түзілмей екі валентті кобальттың тұзы және оттек түзіледі:

  4Co(OH)3+4H2SO4 = 4CoSO4+10H2O+O2

  Сонымен  үш валентті кобальттың оксиді  де, гидроксиді де марганец (IV) оксиді  сияқты тотықтырғыш.

  Галогендермен  кобальт қыздырғанда қосылады:

  Co+Cl2 = CoCl2

  Азотпен  тікелей әрекеттеспейді, тек жанама  жолмен қосылып нитрид түзеді.

  Көміртекпен  жоғары температурада реакцияласып  Co3C, Co2C типтес карбид береді.

Кремниймен  де жоғары температурада қосылып  құрамы әр түрлі силицидтер, бормен түрлі боридтер, күкіртпен сульфидтер түзеді.

Нөл валентті кобальттың қосылыстарынан карбонилдер  белгілі, оның қарапайым Co2(CO)8-дикобальт  октокарбонил.

  Екі  валентті кобальттың толып жатқан  қосылыстары бар, олардың барлығы  түсті (көк, жасыл, қара) болады. Кобальт – комплекс түзгіш металдардың бірі.

  Үш  валентті кобальттың жай қосылыстары  тіпті аз, өйткені тұрақсыз. Тұрақтырағы  Co2O3 қоңыр түсті, кобальт (III) оксиді, Co2O3 күшті тотықтырғыш.

    Никель. Никель де метеориттерде  кездеседі, жер қыртысының құрамында  дербес кездеспейді. Ол да күкіртті және күшән қосылыстар түрінде кобальттыңжәне темірдің сондай қосылыстарымен аралас болады, мысалы, никель жылтыры NiAsS, купперникель NiAs, миллертит NiS/

   Оралда, қазақстанда, (Батыс Қазақстан,  силикатты кендер) және Таймыр, Қола түбегінде ірі никель кендері бар.

   Никель де кобальт сияқты , күрделі  технологиялық әдіспен алынады.  Ең ақырында таза никель электролиз  арқылы алынады.

   Таза никель сарғылттау ақ  түсті, өте жылтырауық, қатты металл. Никель ауада өзгермейді, азот  қышқылында оңай ериді.

  Никель  негізінде құймалар жасауда қолданылады.  Құрамында никель көбірек құймалар  тіпті коррозияланбайды. Мұндай  құймалар химиялық өнеркәсіпте  аппаратура жасауға, кеме, ұшақ  жасау өнеркәсібінде қолданылады.  Құрамында никель азырақ құймадан тиын ақша жасалады.

  Бұлардан  басқа никельдің маңызды, арнаулы  құймалары бар: инвар - 35% Ni бар  болат, ісіну коэффициенті жоққа  жуық (сағат және басқа құралдардың  механизмі); нихром – никель мен  хромнан тұрады (электрмен қызатын  пештер), платинит – 0,15% C, 44% Ni бар болат, ұлғаю коэффициенті шынынікіндей (электр шамдарының сымы).

  Никельдің  мыспен аралас құймалары: константин (45% Ni) және никелин (электр сымдар).

  Никель  химиялық белсенділігі жағынан  темір емн кобальттан нашар,  оның себебі никельдің d-қатпары электронға толысқандықтан, оның атомы тұрақтырақ болады.

  Никельдің  тотығуы темірден кем, бірақ  ұнтақ түрінде бұл да өздігінен  тұтанып пирофорлық қасиет көрсетеді.  Никельдің тұрақты қосылысы NiО  жасыл сұр түсті зат, оған  сәйкес гидроксиді Ni(OH)2-ашық жасыл түсті тұнба, никельдің тұздарымен сілтінің реакцияласынан түзіледі, қыздырғанда NiO-ға айналады.

  Никель  гидроксиді Ni(OH)3 қара қоңыр түсті  зат, никель гидроксидін күшті  тотықтырғыш әрекетімен тотықтырғаннан  түзіледі:

   2Ni(OH)2+Cl2+2KOH= 2Ni(OH)3+2KCl

  Никель металдармен кейде қатты ерітінді, көбіне металдық байланысты қосылыстар түзеді, оның маңыздылары: Ni3Al, Ni3Ti, Ni3Mn, Ni3Cr, Ni3Fe, NiAl, NiMn т.б. осы қосылыстар түрлі құймалардың құрамына кіріп, олардың механикалық, физика-химиялық қасиеттерін жақсартады. 

64.

Көміртек  өте көп тараған элементтер қатарына жатпайды, бірақ оның маңызы ерекше, өйткені оның қосылыстары бүкіл  тірі ағзаның негізі болып табылады. Көміртек жаратылыста дербес күйде, әрі толып жатқан әр түрлі қосылыстардың құрамында болады.

  Көміртек  барлық тірі ағзалардың бойында  болумен қатар, солардың ыдырауының  нәтижесінде жаралған тас көмір,  мұнай т.б. органикалық заттардың,  онымен қатар анорганикалық заттарда  да, көпшілік минералдардың құқрамында  болады. ондай минералдар – жер бетінің әр жерінде тау-тау болып, жиналып кездесетін кальцит – CaCO3 (әктас, мәрмәр, бор түрлерінде) және магнезит MgCO3 пен доломит -  CaCO3·MgCO3. Көміртек көміртек диоксиді түрінде жер шарын айнала қоршаған атмосферада және табиғи сулардың барлығында еріген түрде болады.

  Көміртектің  табиғатта тұрақты екі изотопы  бар:¹²C(98,892%) және  ¹³C(1,108%). Космос  сәулелерінің әсерінен ß-радиобелсенділігі  бар изотоп түзіледі:

    N+ n =  C+ H

  Мұнан  басқа массасы 10-нан 16-ға дейінгі  радиобелсенді изотоптары да алынды.

  Жер  қыртысында дербес көміртек екі  жай зат алмаз және графит  түрінде кездеседі. Жаратылыста  көп кездесетін қазба көмірлердің  де кейбіреулерінің құрамында  99%-ға дейін көміртек болады. көміртектің  қазір зерттелген қосылыстарының  ғана саны 7-8 миллионнан артықтау, ал қалған барлық элементтердің барлық қосылыстарының саны 25-30 мыңнан артпайтындығы көміртектің ерекше маңызы бар екенін көрсетеді.

  Көміртектің аллотропиясы. Көміртектің негізгі екі аллотроптық түрі бар – алмаз және графит.

  Карбин  қолдан алынған модификациясы.  Кейде аморфты көміртегін (ағаш  көмірі, күйе) көміртектің аллотроптық  үшінші түрі деп есептейді,  оны графиттің ерекше түрі  деп те қарайды. Алмаз-түссіз, мөлдір, қатты заттардың ең қаттысы,  ρ=3,5. Графит – қара сұр түсті, күңгірт, сәл жылтыр, өте жұмсақ, денеге жұққыш, кристалдық зат, тығыздығы 2,2 г/см³.

  Алмаз  аса қатты болғандықтан, түрлі  қатты материалдардың бетін өңдеуге,  шыны кесуге, жер бұрғылауға қолданылады.  Алмаз жарық сәулесін өте күшті  сындыратындықтан, түрлі әдемі түс шығарып жарқырай алады, соны күшейту үшін, алмаздың таза дұрыс түзілген кристалдарын, алмаздың өз ұнтағымен үйкеп өңдейді, мұндай алмазды гауһар дейді, бұл қымбат тастың бірі.

  Графит  электродтар, металл балқытатын  қазандар, машиналардың жоғары температура жағдайында үйкелетін бөлшектерінің арасын «майлауға», қарындаш, бояу жасауға қолданылады. Соңғы кезде ядролық реакторлардағы реакцияларды баяулатқыш ретінде пацдаланылады.

  Көміртектің  ерекше бір қасиеті қыздырғанда  балқымайды, 3500ºС маңында бірден  ұша бастайды. Көміртек қолданылып  жүрген еріткіштердің ешқайсысында  ерімейді, бірақ балқыған металдарда, мысалы, темір, никель, платинада  ериді; ол металды салқындатқанда  графит түрінде бөлініп шығады.

  Химиялық  жағынан көміртек, кәдімгі жағдайда  инертті зат, бірақ жоғары температураларда  химиялық активтеніп металдардың  да, бейметалдардың да көпшілігімен  реакцияласады. Көміртек әсіресе  оттекпен жақсы қосылады, сондықтан  оны тотықсыздандырғыш ретінде қолданады.

   Қатты заттардың сыртқы бетіменен  газ, бу және еріген заттарды  сіңіре алу қабілетін адсорбция  деп атайды, 1785 жылы Ресей академигі  Т.Е. Ловиц көмірдің еріген  заттарды адсорбциялайтындығын  алғаш ашып, оны этил спиртін  тазалауға пайдаланған.

  Көміртектің химиялық қасиеттері. Кәдімгі температурада көміртек инертті, тек күшті тотықтырғыштармен ғана реакцияласады. Қыздырғанда көміртектің активтілігі өседі, металдармен де, бейметалдармен де реакцияласады. Металдармен қосылыстарын жалпы карбидтер деп атайды, бейметалдармен – сутек, оттек, күкірт, кремний, бор т.б. қосылыс түзеді.

  Карбидтер.  Көміртектің металдармен және  өзінен гөрі электртерістігі  кем элементтермен қосылыстарын  карбидтер деп атайды.

  Металды  көмірсутектердің буында, болмаса металдың өзін не оксидін қыздырғанда карбид түзіледі.

  Карбидтер  қатты кристалдық заттар, ерімейді, ұшпайды, балқуы да қиын. Кәдімгі  температурада инертті, жоғары  температурада реакцияласа бастайды, металлургияда тотықсыздандырғыш  ролін атқарады.

  Карбидтерді  үш топқа бөледі:

1. тұз тәрізді карбидтер – бұл периодтық кестенің I-III- топтарындағы электр оң металдардың карбидтері, бұларда иондық қосылыстардың сипаты болады. Өздері түссіз, мөлдір кристалдар, өз бойынан электр өткізбейді, құрамындағы көміртек теріс зарядты болады. Су және сұйық қышқылдардың әсерінен көмірсутек бөліп шығарады. Бұлардың бір бөлігі мысалы, Be2C, Al4C3 гидролизденгенде  CH4 бөліп шығарады, мысалы:

         Be2C+4H2O =  2Be(OH)2+CH4

           Екіншілері  CaC2, Al(C2)3, Na2C2,      K2C2    

         гидролизденгенде  C2H2 бөліп шығарады:

         CaC2+2H2O =  C2H2+Ca(OH)2

2. сіңу карбидтері – бұл периодтық кестенің IV, V, VI қосымша топтарындағы металдардың карбидтері. Бұлар түзілген металдардың кристалдық торларында металл атомдарының арасындағы бос орындарға көміртектің атомдары, құрамы кішкене болғандықтан, сіңіп кетіп түзіледі. Қасеиттері жағынан

 

 VII,VIII Cr Mo CaC2

   CaO+3C = CaC2+CO 
 

66-билет 

Гидроксиламин 

Аммиактың құрамындағы сутек гидроксидке ауысады,сонда NH2OH-гидроксиламин түзіледі.Гидроксиламинді алу үшін азот қышөылын электрохимиялық жолмен бөлініп шығу сәтіндегі сутекпен тотықсыздандырады.

HNO3+6H  2H2O + NH2OH