Шпаргалка по "Химии"

2PbS+3O2= 2PbO+2SO2          Тотықсыздандыру:PbO+C=Pb+CO                       .

    83. Кремний, алынуы,физикалық және химиялық қасиеттері,қолданылуы Төртінші негізгі топтың коміртектен соңғы келесі элементі - кремний. Кремний, жаратылыста таралуы жағынан салмақ пайызы бойынша оттектен кейін екінші орын алады. Көміртек органикалық заттардың қүрамындағы негізгі элемент болатын болса, кремний жер қыртысын түзетін минералдық заттардың қүрамындағы негізгі элемент. Кремний жаратылыста қосылыстар түрінде гана болады; ол қосылыстары: кремний қос тотығы Si0₂ (кварц, қүм), жер қыртысының негізгі массасы силикатты жыныстар (далалық шпат, слюда каолин т.б.). Кремнийдің түрақты үш изотопы бар: 28Si (92,27%), 29Si (4,68%), 30Si (3,05%). 
 
 
 

Si+2KOH+H₂0=K₂Si0₃+2H₂ 

      Қүм мен кокеты тиісті мөлшерде араластырып қыздырса, кремний мен көміртектің қосылысы — кремний карбиді SiC түзіледі, оны көбіне карборунд деп атайды. 

Si0₂+3C=SiC+2CO 

     Таза карборунд — түссіз кристалдык, өте катты зат, қаттылығы алмаздан ғана кем, тығыздығы 3,2 г/см³. Техникада карборунд көп мөлшерде өндіріп, қаттылығын пайдаланып, қайрақ тастар, шлифтайтын дөңгелектер жасауға т.б. және отқа берік материал ретінде пайдаланады.

      Қүм мен магний арасындағы реакцияда, магнийді артығырақ алса, тотықсызданып шыққан кремний магниймен косылып магний силицидін Mg₂Si түзеді: 

4Mg+Si0₂=Mg₂Si+2MgO 

      Металдарды кремниймен тотықтырғанда (700-1200°С) металл оксидімен кремнийді араластырып инертті атмосферада қыздырғанда да силицидтер түзіледі: 

6MnO+5Si=2Mn₃Si+3Si0₂ 

     Силицидтер қасиеті және қүрылымы жағынан да карбидтарға үқсамайды. Қосылушы металдың қасиетіне тәуелді силицидтердегі байланыс ионды, коваленттіден металдыққа дейін өзгере береді, осыған байланысты кейбір силицидтер өткізгіш, кейбіреулері шалаөткізгіш болып келеді.

      Силицидтер қатты қыздырғанда айрылмайтын қосылыстар, кейбір активті металдың силицидтері сумен, қышқылмен реакцияласады.

     Силицидтерді отқа берік, қышқылға төзімді қүймалар, жоғары температурада үсталатын шала өткізгіштер (CrSi₂, COSi₂, ReSi₂) жасауда қолданады. Кейбір силицидтер атомдық техникада пайдаланылады.

      Магний силицидіне хлорсутекпен әрекет етсек, кремний сутексилан деп аталатын зат түзіледі: 

Mg₂Si+4HCl=2MgCl₂+SiH₄ 

     Силан SiH₄ - түссіз, ауада өзінен-өзі түтанып, жанып кететін газ, жанғанда кремнийдің диоксиді және су түзіледі.

     Кремнийдің     оттекті қосылыстары.

Кремнийдің көп кездесетін, әрі өте түрақты қосылысы оның диоксиді Si0₂, оның элементтерден түзілуі оңай, орі көп жылу бөліп шығаратын реакциялар қатарына жатады: 

Si+0₂=Si0 

ДН°=-848,5 кДж/моль 
 

Кремний диоксиді — түссіз қатты зат, t₆=1713°C.

      Кремнийдің бүдан басқа оксиді (SiO)_x бар, жаратшыста кездеспейді, қолдан сшады (1700°С): 

Si0₂+Si=2SiO

     Қошқыл сары түсті борпылдақ, үнтақ, баяу тотыгып S1O2 айналады, "монокс " деген бояу жасау үшін жоне изоляцияга қолданылады.

      Кремнийдің диоксиді — кремний ангидриді жоне кремнезем деп те аталады; бүл жаратылыста көп кездесетін зат, дербес күйінің өзі жер қыртысы масасының жартысынан артығы кремний диоксиді үлесіне келеді. Кремнезем кристалдық жоне аморфты күйде болады.

      Кристалдық кремнеземнің маңыздысы кварц деген минерал, ол түссіз, молдір алты қырлы пирамида болып бітетін кристалдар, оны may хрусталі (ІЗ.З.-сурет) деп атайды.

     Тау хрусталі түрлі түздар 
араласуынан түсі өзгереді, оның 
жасылдауын — аметист,

3708

күңгірттеуін тутінді (дымчатый) топаз дейді. Кварцтың бір түрі шақпақ тас. Кварцтың өте үсақ кристаллы түрін агат, яшма деп атайды.

     Кәдімгі қүм да кварц. Ақ қиыршық қүм таза кварц, бірақ түрлі қоспалардың (көбінесе темір түздарының) араласканынан түсі өзгеріп сары қүм, қызыл қүм, қара қүм деп аталады.

     Аморфты кремнезем жаратылыста азырақ. Кейбір қарапайым су осімдіктерінің панцырі (тас қабығы) негізінде аморфты кремнеземнен қүрылған. Сондай панцырлардың көп жиылып қалған жерінде трепел, инфузор топырагы деп аталатын тау жынысының бір түрі пайда болады. Кремний кышқылын қыздырса, суы үшып, қалған кремний диоксиді ақ түсті, аморфты, сусылдак үнтаққа айналады.

86 билет. Металдардың жалпы сипаттамасы 

       Барлық химиялық элементтердің ⁴/₅-нен көбі металдар. Менделеев кестесін сол жақтағы жоғарғы бүрышынан оң жақтағы төменгі бүрышына қарай, Be, А1, Ge, Sb, Ро элементтерінің үстімен екіге бөлсек, астыңғы үшбүрышта (және 8-топта) металдар болады. Кестеден металдар негізгі топтарда да, қосымша топтарда да бар екенін, ал косымша топтардағы элементтердің барлығы металдар, негізгі топтардан, біз әлі оқымаған III—, II-, І-топтардың да элементтерінің көпшілігі металдар екенін көреміз.

    Бүл тарауда металдардың жалпы сипаттамасына, табиғатта таралуына, алу тәсілдері, физикалық және химиялық қасиеттеріне т.т. тоқталамыз.

     Табиғаттағы металдар және оларды алудың негізгі тәсілдері. Табиғатта металдар көбіне түрлі қосылыстар түрінде кездеседі, кейбіреулері бос, еш затпен қосылыспаған күйде болады. Ондай жеке кездесетін түрін сап металдар дейді, ол - платина, алтын, күміс және мыс, қалайы, сынап сияқты металдар. Соңғы үш металл, көбіне қосылыс түрінде болады.

    Металдардың жер қыртысында кездесетін қосылыстары, түрлі минералдар түрінде болады.

    Ішінде минералдардың қосылыстары бар минералдар мен тау жыныстарын, қүрамындағы металды өнеркәсіптік жолмен шығарып алу экономика жағынан тиімді болса, кен (руда) деп атайды. Демек қандайда болсын кен қүрамында керекті бөлігімен қатар, керексіз қүм, саз, әктас т.б. бос жыныс деп аталатын бөлімі болады. Мысалы, темір кендерінде таза темір 50-70% болса, ондай кенді іске асыру экономика жағынан пайдалы дейді, мыс кендерінде, таза мыс 1% болса да, ол бай кен болып саналады, ал алтынға келеек, онда пайыздың оннан, жүзден бөліктері бар жыныстардың өзі тиімді деп есептеледі.

    Металдардың кені болып саналатын қосылыстар көбіне оксидтер, сульфидтер жоне түрлі түздар (карбонат, галогенид, сульфат, силикат, фосфат т.бУ

1. Оксид кендерінің мысалдары - қызыл темір тас (Fe₂0₃), қоңыр темір тас (2Ғе₂0₃ ЗН₂0), магнитті темір тас (ҒеО Ғе₂0₃); боксит (А1₂0₃-2Н₂0); пиролюзит (Мп0₂); қалайы тас (Sn0₂); қызыл мыс кені (Cu₂0), хромды темір тас [Fe(Cr0₂)₂] т.т.
2. Сульфцд кендері, жер қыртысында біраз терендікте жатады, мысалы, колчедандар: мыс колчеданы (CuFeS₂); темір колчеданы (FeS₂); жалтырлар: мыс жалтыры (Cu₂S); қорғасын жалтыры (PbS); алдауъштар: мырыштікі (ZnS), күмістікі ( 
   

сыр (HgS) т.б. Сульфид кендерінің көпшілігінде бірнеше металл аралас болады, мысалы, қорғасын мен мырыш аралас, оның үстіне алтын, күміс т.б. қоспасы болады. Мұндай көп металды кенді полиметалды кен деп атайды.

    3. Түз кендері Кейбір металдар, әсіресе, периодтық жүйенің І-, ІІ-негізгі топтарындағы металдар және сирек металдардың біразы жаратылыста көбінесе тұздар түрінде кездеседі. Ол тұздар теңіздердің, не ащы көлдердің суында еріген күйде және қазба тұз түрінде жер қабатында болады (бұлар да бұрынғы теңіздердің кдлдығы). Ол тұздардың да химиялық құрамына қарай химиялык атымен кдтар минералдық аты бар. Айталық, галогенидтер — карналит (KClMgCl₂-6H₂0), сильвинит (KONaCl), сильвин (КС1), галит (NaCl), флюорит (CaF₂), бишофит (MgCl₂-6H₂0).

    Сульфаттар - каинит (KClMgS0₄ ЗН₂0), серит (MgS0₄H₂0), полигалит (K₂S0₄MgS0₄2CaS0₄ ЗН₂0), лангбейнит (K₂S0₄-2MgS0₄), эпсомит (MgS0₄7H₂0), гипс (CaS0₄-2H₂0), ангидрид (CaS0₄), тенардит (NaS0₄), мирабилит (Na₂SO₄10H₂O).

    Карбонаттар — доломит (CaC0₃ MgC0₃), мрамор (СаС0₃), сидерит (FeC0₃), смитсонит (ZnC0₃), церусит (РЬС0₃), сода (Na₂CO₃.10H₂O) т.б.

    Енді кен ішінде осы қосылыстар түрінде болатын металдарды шыгарып алу мәселесіне келелік. Металды адам баласы мұнан 5000 жылдай бүрын өндіре бастаған. Содан кейінгі жердегі адамзаттың материалдық, рухани және мәдени тұрмысының дамуы, металл алу және оны пайдалана білумен байланысты болган. Бірақ, XX гасырдың басында бар болганы 15 металл, негізінен темір, мыс, қорғасын қалайы, мырыш, күміс, алтын ғана қолданылып келді. Соңғы қысқы мерзіаде алюминий, магний, хром, никель, марганец және ^!*басқа металдардың Г^ңызы артып, сонымен кдтар қазіргі гылым мен техника металдардың бәріне де қолданылатын орын тауып, барлығын адам баласының қызметіне қосты.

    Қазіргі кезде адам керегіне тұтынылатын металл мөлшері орасан көп, мысалы, осы ғасырдың ортасында бүкіл жер жүзінде жылына 150 миллион тонна темір, мыс, қорғасын, алюминий әрқайсысы 2 миллион тоннадан, қалайы, никель әрқайсысы 200 мың тоннадан артық өндіріледі.

    Металл қоры жагынан, оны өндіруде Қазақстанның қосар үлесі зор. Академик Қ.И. Сәтпаевтың айтуынша Қазақстан еліміздің гауһар қоры; Кдзақстан хром және ванадий байлығынан жер жүзінде бірінші орын алады, ал темір, мыс, қорғасын, мырыш, күміс, кадмий, ванадий, хром, вольфрам,^ молибден және баскд кейбір металдардың қоры жөнінде біздін^ елде бірінші орын алады. 

 

     Металдық байланыс металдардың барлық қасиеттерін: физикалық, механикалық, оптикалық, магниттік т.б. түсіндіре алады.

88 Билет     Металдардың     химиялық қасиеттері,тотықтырғыштық тотықсыздандырғыштық.Металдардың коррозиясы, Күресу жолдары

Металдардың химиялық реакцияласу қабілетін химиялық қасиеті дейміз. Металдар химиялық реакцияласқанда әрдайым электрондарын беріп оң валенттік көрсетеді. Металдарды химиялық жағынан толығырақ сипаттаушы қасиеті — бос жеке оң иондар түзуі. Бейметалдарда мүндай қасиет жоқ, айталық бейметалдардың кейбіреулері электрондарын беріп оң валентті болады, мысалы СО3²', NO3", S0₄" қүрамындағы көміртек, азот және күкірт оң валентті, бірақ олар металл сияқты оң валентті жеке бос ион түзіп түрған жоқ, оттек атомдарымен қосылысқан күрделі ион түзіп түр.

    Нағыз металдар еш уақыт өзіне электрон қосып алмайды, реакцияласушы екінші затқа үнемі электронын беріп отырады, демек, бүлар тотықсыздандырғыштар болады.

    Металдардың электрон бергіштік қабілеті, демек химиялық активтігі, әрине бірдей емес, электронын неғүрлым оңай беретін металдар активті металдар болады, олар оңай реакцияласқыш болады.

    Металдардың активтігін салыстыру үшін олардың химиялық реакцияларда бірін-бірі ығыстыруын салыстыру өте қолайлы. Мысалы, қорғасын түзының ерітіндісіне бір түйір мырыш салсақ, бүлар реакцияласа бастайды, мырыш еріп, ерітіндіден қорғасын бөлініп шығады, бүл ығыстыру реакциясының теңцігі өздеріңе бүрыннан таныс: 

Zn+Pb(N0₃)₂=Pb+Zn(N0₃)₂ 

ион түрінде:

Zn+Pb²⁺=Pb+Zn²⁺ 

    Бүл арада мырыш қорғасынды ығыстырып шығарып отыр, демек мырыш қорғасыннан гөрі активті екенін көреміз. Реакцияның мазмүнына келеек, мырыш томдары өзінің валенттік электрондарын Pb²⁺ иондарына беріп, олар нейтралданып, металдық қорғасын түрінде бөлініп шықты.

Қорғасынды мыспен салыстырсақ: 

Pb + Cu²⁺=Cu + Pb²⁺ 

қорғасынның мыстан активті екендігін көруге болады, сонымен бүл салыстырған үш металдың активтігі мына бағытта төмендейді: 14.6.-Кесте