Химиялық тепе теңдік.Тепе теңдік константасы,оның физикалық маңызы.Ле-Шателье-Браун принципі

Химиялық тепе-теңдік — бір немесе бірнеше қарама-қарсы жүретін қайтымды реакциялар жылдамдықтарының теңескен күйі.Қайтымды реакция аяғына дейін жүрмейді, ол басталғанда тура жүретін реакцияның жылдамдығы (v1) жоғары, кері реакцияжылдамдығы (v2) баяу болады. Тура реакция жүрген сайын реакцияға алынған заттың концентрациясы азайып, v1 — жылдамдығы кемиді, керісінше, тіке реакциядан пайда болған өнімнің концентрациясы артып, v2 күшейеді. Біртіндеп екі реакция жылдамдығы теңеседі: v1=v2. Осындай жағдайды химиялық тепе-теңдік деп атайды. Тепе-теңдік орнағанмен қарама-қарсы бағытталған екі реакция да тоқтамай жүре береді. Егер сыртқы жағдай (қысым, концентрация, температура) өзгермесе реакция жылдамдықтары тең болып, химиялық тепе-теңдік орнаған қалпында қала береді, сондықтан оны жылжымалы немесе [динамикалық] тепе-теңдік деп те атайды. Реакцияласушы жүйенің бір тепе-теңдік күйден басқа басқа тепе-теңдік күйге ауысуынхимиялық тепе-теңдіктің ығысуы дейді. Химиялық тепе-теңдік орнаған кездегі реакцияға қатысқан әр заттың концентрациясы тепе-теңдік концентрациясы деп аталады. Химиялық тепе-теңдікті сан жағынан сипаттайтын көрсеткіш тепе-теңдік константасы (тұрақтысы) (К) деп аталады: aA+bB=pP+qQ, мұндағы бас әріптер — заттардың формулалары, кіші әріптер — реакциядағы молекула сандарын көрсететін коэффициенттер. Тепе-теңдік константасы тура және кері реакциялардың жылдамдық константаларының (k1,k2) қатынасы деп те аталады: K=k1/k2. К — белгілі температурада тура реакция өнімдері мен реакциясы алынған заттардың мольдік көбейтінділерінің қатынасын көрсететін тұрақты шама. Тепе-теңдік константасының теңдеуі реакцияға қатысқан заттардың тепе-теңдік концентрацияларының бір-біріне тәуелділігін көрсетеді. Химиялық тепе-теңдікті зерттеудің теориялық және практикалық маңызы бар.Ле Шателье-Браун принципі, Ле Шателье — Браун принципі, тепе-теңдіктің ығысу принципі — жүйені термодинамикалық тепе-теңдік күйден ауытқытатын сыртқы әсердің салдарынан сол жүйедегі тепе-теңдік осы әсерді әлсірететін (немесе оған қарсы әсер ететін) реакция бағытына қарай ығысатындығын тұжырымдайтын принцип. Жүйедегі тепе-теңдіктің ығысуына реагенттер мен өнімдердің концентрацияларының, қысымның (газдар үшін) және температураның өзгеруі әсер етеді. Мысалы, аммиактыHӘ=–46кДж/моль.Dсинтездеу реакциясы: N2+3H22NH3,

Тепе-теңдік күйге келген жүйеде тура және кері реакциялардың жылдамдықтары бірдей болады. Жүйедегі азот немесе сутектіңконцентрациясын арттырғанда Ле Шателье принципі бойынша тепе-теңдік олардың концентрациясын кемітетін, яғни аммиак түзілетін бағытқа қарай ығысады. Керісінше, жүйедегі аммиак концентрациясын арттырғанда тепе-теңдік аммиактың концентрациясын азайтатын, яғни сутек пен азот түзілетін реакция бағытына қарай ығысады. Тура реакция жылу бөле жүретін болғандықтан жүйенің температурасын жоғарылатқанда тепе-теңдік Ле Шателье принципі бойынша сол әсерді бәсеңдететін, яғни жылу сіңіре жүретін реакция бағытына, яғни сутек пен азоттың түзілу реакциясы бағытына қарай ығысады. Керісінше жүйенің температурасын төмендеткенде тепе-теңдік жылу бөле жүретін реакция бағытына қарай ығысады.

Қысымның тепе-теңдікке әсерін болжау үшін реакция теңдеуінің сол және оң жақтарындағы молекулалар сандарын салыстыру керек. Қысымды ұлғайтқанда Ле Шателье принципі бойынша тепе-теңдік молекулалар саны азаятын, яғни аммиак түзілу реакциясы бағытына қарай ығысады. Керісінше қысымды кеміткенде тепе-теңдік молекулалар саны көбейетін жаққа ығысады. Егер қайтымды реакция теңдеуінің оң және сол жақтарындағы молекулалар саны бірдей болса, онда қысымның өзгеруі тепе-теңдіктің ығысуына әсер етпейді. Ле Шателье принциін 1885 ж. А. Ле Шателье (1850 — 1936) тұжырымдап, ал теорилық тұрғыдан 1887 ж.К.Ф. Браун (1850 — 1918) негіздеген

17.Қазіргі заманғы электролиттердің физика-химиялық теориясы (Каблуков және кистяковский теориясы) 1890-1891 ж.ж орыс ғалымдары И.Каблуков және В.А.Кистяковсикй, Д.И.Менделеевтің ерітінділердің химиялық теориясына сүйеніп, электролиттердің диссоциациялануының негізгі себебі бұл еріген зат пен еріткіштің арасындағы күрделі физика-химиялық әрекеттесуі деп түсіндірді. Еріген зат пен еріткіштің арасындағы әрекеттесу сольватация, егер еріткіш су болса гидротация, ал салватация нәтижесінде түзілген молекулярлық агрегаттар сольваттар деп аталады. Қазіргі заманғы теория бойынша еріген зат ерітіндіге ауысқан кезде оның молекулалары еріткіштің молекулаларымен әрекеттеседі, химиялық байланыс түзіледі. Иондық және полюсті коваленттік байланысы бар молекулалар оңай диссоциацияланады. Полюстігі аз немесе полюссіз молекулалар аз диссоциацияланады немесе диссоциацияланбайды.

18.Диссоциациялану дәрежесі. Диссоциациялану константасы. Электролиттердің күшіне байланысты диссоциациялану дәрежесі мәнінің өзгеруі.Бір түрлі еріткіштерде әр түрлі электролиттер диссоциацияланады, сондықтан диссоциациялану дәредесі қабылданған. Еріген зат молекулаларының қаншасы диссоциацияланғандығын көрсететін шаманы диссоциациялану дәрежесі деп атайды, оны α деп белгілеп, диссоциацияланған молекулалар санының жалпы еріген молекулалар санына қатынасы арқылы анықтайды. α = Nдис/Nжалпы. Nдис-диссоциацияланған молекулалар саны, Nжалпы-молекулалардың жалпы саны. α – изотондық коэффициентпен байланысты.Әлсіз электролиттің диссоциациясы: АВ↔А+Вˉ тепе теңдік болғанда әсер етуші массалар заңына бағынады, сонда Кд=[A][B]/[AB]. Осы тепе-теңдік константасы диссоциациялану константасы деп аталады. Ол электролиттің иондарға диссоциацияланғыштық қабілетін көрсетеді.

19.Бейэлектролит ерітінділері. Сұйытылған бейэлектролит ерітінділерінің коллигативті қасиеттері. Бейэлектролиттер – ерітінділері электр тогын өткізбейтін, ерігенде иондарға ыдырамайтын полюссіз байланысы бар бейорганикалық және органикалық қосылыстар. Мыс., оттек, азот, қант, эфир, спирт, глицерин, т.б. Ерітінді қасиеті құрамындағы жекеленген бөліктердің қасиетінен өзгеше болады. Ерітіндіні сипаттайтын қасиеттерге: осмостық қысым, қату және қайнау температуралары, бу қысымы, т.б. жатады. Бейэлектролиттердің сұйық ерітінділері мен заттардың газ күйінің арасында ұқсастық барын алғаш рет голланд ғалымы Я. Вант-Гофф байқаған (1887). Ол газ күйге арналған теңдеуін ерітінділер үшін де қолданған. Бейэлектролиттердің қату және қайнау температураларындағы өзгеріс Рауль заңымен сипатталады

22. d-элементтерінің медико-биологиялық маңызы. Платина — ақ сұр, қатты металл. Қыздырған кезде оны соғуға, пластина жасауға, созуға болады. Ол өте пластикалық металл. Платина — активсіз, бағалы металл. Ол қыздыру кезінде ауада тотыкпайды, ешбір қышқылда ерімейді. Одан лабораториялык ыдыс, термопара, қышқылға төзімді тигельдер жасайды. Өсімдік, жануар өмірі үшін мыстың маңызы зор.Ол- микроэлемент.Өсімдік организмінде мыс фотосинтезді,тыныс алуды, көмірсу алмасу процестерін жеделдетеді.Топырақта мыс жетіспесе өсімдіктер ауруға ұшырайды.Мыс мал организмінде кейбір ақуыз бен ферменттер құрамына кіріп, бауырға жиналады.Ол жетіспеген жағдайда организм «қаназдық» ауруына шалдығады.Мыс гемоглобин,фосфолипидтер синтезіне қатысады.

23.А.Вернердің координациялық теориясы. Комплексті қосылыстардың құрылысы. Комплексті қосылыстар деп күрделі иондардан немесе молекулалардан тұратын, қатты күйінде де және еріген күйінде де тұрақта болып келетін жоғары ретті қосылыстарды атайды. 1893 ж Швейцария ғалымы Альфред Вернер комплексті қосылыстардың құрылысы мен қасиеттерін түсіндіретін координациялық теориясын ұсынды.Негізгі қағидалары:1.Комплексті қосылыстағы басты орын комплекс түзушінің үлесіне тиеді. Комплекс түзуші көбінесе оң зарядты металл иондары болады.2.Комплекс түзушінің маңайына теріс зарядталған аниондар немесе электронейтрал молекулалар лигандалар жиналады.3.Комплекс түзушінің маңайына орналасқан лигандалардың жалпы саны комплекс түзушімен координациялық саны болып табылады.4.Комплек түзүшімен лигандалар-комплекс қосылысының ішкі сферасы.5.Ішкі сфераға симай қалған иондар-комплекс қосылыстың сыртқы сферасы.Комплекс түзуші ретінде негізінен ең қабілетті 8 топтың үш қосымша топшалардың элементтері, сонымен бірге лантаноидтар және актиноидтар атомдары болып табылады. Комплекс түзуші металл еместер де болуы мүмкін, мысалф лигандтар ретінде полярлы молекулалар, қышқыл аниондар , гидроксил тобы болуы мүмкін. «Координациялық химия» түсінігі екі мағынаның тарихи симбиозы ретінде қалыптасты: кешенді қосылыстардың химиясы және координациялық теороия. Координациялық теорияны алғаш ойлап тапқан А Вернер (1893ж.). Оның пікірі бойынша бастапқыда координациялық теорияны құрайтын қосылыстар кешенді қосылыстар деп аталды, содан соң біртіндеп оны координациялық қосылыстар деп атау қабылдана бастады.

24.Комплексті қосылыстардың диссоциауиясы. Тұрақтылық және тұрақсыздық константасы.Комплексті қосылыстың диссоциациясы екі сатыда өтеді. Бірінші сатыда комплексті қосылыстар сыртқы және ішкі сфераларға диссоциацияланады. Бұл сатыда диссоциация қайтымсыз жүреді, екінші сатыда түзілген комплексті ион аз мөлшерде диссоциацияланады. Мысалы: [Ag(NH3)2]CI↔[Ag(NH3)2]+CI-біріншілік диссоциациясы. [Ag(NH3)2] ↔ Ag+ 2NH3-екіншілік диссоциация. Тепе теңдік жағдайы үщін әрекеттесуші массалар заңын қолданып Кт-сыз=: [Ag][ NH3]2 дәрежесі /: [Ag(NH3)2]=6,8*10-8 дәрежесі және диссоциациялану константасы тұрақсыздық константасы деп аталады. Неғұрлым тұрақсыздық константасының мәні кіші болса, соғұрлым ерітіндідегі иондар консентрациясы азырақ, яғни комплексті ион тұрақты. Мысалы, біртипті қосылыстар үшін: [Ag(NО2)2] [Ag(NН3)2] [Ag(S2О3)2]3- дәрежесі [Ag(СN)2] Ктұрақсыз 1,3*10-3 дәре 608*10-8дәре 1*10-13дәрежесі 1*10-21дәКомплекстің тұрақтылығы [Ag(NО2)2] комплекті ионнан [Ag(СN)2] комплексті ионға дейін артады. Тұрақсыздық константаның шамасына кері шаманы тұрақтылық константасы деп атайды. Кт-лық=1/Кт-сыз=[Ag(NH3)2]/ [Ag][ NH3]2 дәрежесі. Кт-лық неғұрлым үлкен болсы, комплекс соғұрлым тұрақты.

25. Комплектесі қосылыстардың изомериясы және номенклатурасы

Комплектесі қосылыстардың алғашқы номенклатурасын А.Вернер ұсынған .1960 жылы ИЮПАК комплексті қосылыстардың жаңа номенклатурасын жария етті .Бұл бойынша комплексті қосылыстарды 3 топқа бөлді.1.Комплексті катиондары бар қосылыстардың аттары 2.Құрамында комплексті анион болатын ктмплексті жүйеліктің аты.3.Сыртқы сферасы жоқ нейтрал комплекстардің аттары

Изомерия (изо... және грекше meros – үлесі, бөлігі) – құрамы мен молекулалық массасы бойынша бірдей, бірақ физикалық және химиялық қасиеттері әр түрлі болатын қосылыстардың (негізінен, органикалық) болуын сипаттайтын құбылыс. Мұндай қосылыстар изомерлер деп аталады

Гидратты изомерлерде су молекуласының жалпы саны бірдей,ал ішкі және сыртқы сфералардағы су молекуласының саны әр түрлі болады

Иондық изомерлерде қосылысты4 құрамы бірдей болады да тек ыдырағанда әртүрлі иондарға ыдырайды

Геометриялық изомерия А.Вернердің ұсынысы бойынша кейбір қосылыстарда лигадалардың өзара әртүрлі орналасқан түрі

Оптикалық изомерия комплексті қосылыстардың молекуласының ассиметриялығына байланысты екі түрлі изомерия болуы мүмкін Комплекстті қосылыстардың изомериясы мен номенклатурасы. Комплексті қосылыстар туралы ілімнің негізін жасаған Швейцария ғалымы Альфред Вернер (1893 жылы).

Комплексті қосылыстармен танысу үшін мынадай мысал келтірейік. HF және SiF₄ реакцияласқанда:

2HF+SıF₄=H₂SiF₆

кремний фторсутек қышқылы түзіледі. Мұндай химиялық қосылыстың түзілуін валенттікке сай химиялық байланыстың түрлерімен түсіндіре алмаймыз, шынында HF мен SiF₄ молекулаларының құрамындағы атомдардың валенттіктері қанақ бұл молекулаларда химиялық байланыстың негізі—электрон жұбын түзетін не бұлттары тоғысып қаптасатын жалқы электрон жоқ. Солай бола тұрса да екі газ жап-жақсы реакцияласады, су ерітіндісінде екеуі түгел қосылады.

Мұндағы қосылысудың ретін түзілген HF2SiF6 қасиеттері көрсетеді, бұл екі негізді күшті қышқыл былай диссоциацияланады:

H₂SiF₆ 2H⁺+SiF₆^2-

SiF₆^2- ионының түзілуі бейтарап молекула SiF₄ фтор ионымен F^- қосылысатындығын көрсетеді. Айталық, HF мен SiF₄ арасындағы реакцияны көрнекті түрде былай жазуға болады:

2HF+SiF₄=

Демек, SiF₄ құрамындағы кремний HF құрамындағы F^- ионын өзіне тартып алады. Осы арадағы теріс зарядты фтор иондары, әрине, кейін тебіседі, бірақ оң зарядтыкремнийдің оларды өзіне тартуы басым болғндықтан, оң 4 зарядты бір кремний теріс зарядты алты фтормен бірігіп, өткенде көрсеткендей комплекс түзеді, ол комплекс теріс 2 зарядты ион болып шығады. Комплекс иондары әдетте квадрат жақшаға алып жазылады.

Құрамында осындай комплекс ионы бар қосылыстар комплексті қосылыстарға жатады.

Координациялық теория бойынша комплексті қосылыстар орталық орын алып тұрған ион, не атом (мысалымызда кремний) комплекс түзушідеп аталады. Мысалы, мына қосылыстар CuSO₄*4NH₃ не PtCl₄*2KCl комплексті қосылыстар болады.

Комплексті қосырыстардың изомериясы

Изомерия деп, құрамы және молекулалық массасы бірдей, ал молекула құрылысы, химиялық және физикалық қасиеттрі әртүрлі қосылыстар болатын құбылысты айтады. Комплексті қосылыстар үшін изомерияның келесі түрлері тән:

1. Сольватты (гидратты) изомерияның негізінде су (еріткіш) молекулаларының сыртқы және ішкі координациялық сфера арасында әртүрлі таралуында жатыр.

2. Ионизациялық изомерия табиғаты әр текті иондардың сыртқы және ішкі координациялық сфераларда әртүрлі таралуына байланысты туындайды, осыған байланысты осы қосылыстың диссоциация сипаты өзгереді:

3. Координациялық изомерия лигандтар комплексті катион арасында әртүрлі орналасуына байланысты осы қосылыстың диссоциация сипаты өзгереді:

4. Геометриялық изомерия координациялық саны 4 және 6,2-ден төмен емес әр түрлі лигандтары бар қосылыстарға тән. Химиялық құрамы әр түрлі, лгандтар саны неғұрлым көп болса, соғұрлым изомерлер де көп болады.

5. Оптикалық изомерия, комплексті қосылыстардың молекуласының ассиметриялығына байланысты, екі түрлі изомері болуы мүмкін: L- изомер сәуленің бағытын солға айналдыратын, D—изомер сәуле бағытын оңға айналдыратын изомер.

Комплексті қосылыстардың номенклатурасы

Құрамында комплекс катионы бар қосылыстардың систематикалық аты былай құрастырылады. Ең бірінші қышқылдық қалдық лигандалар аталады, олардың саны грек тілінде көрсетіледі. 2-ди, 3-три, 4-тетра, 5-пента, 6-гекса, 7-пента, 8-окта. Қышқылдық қалдыққа «О» жұрнағы қосылады. Br^—бромо, Cl^—хлоро, F^—фторо және т.б.

Бұлардан кейін электронейтрал молекулалар айтылады. Мысалы, H₂O-аква, NH₃ -аммин және т.б.

Әшкә сферадағы лигандаларды атағаннан кейін, комплекс түзуші атау септігінде аталады, рим санымен заряды көрсетіледі, ең соңында сыртқы сферадағы анион ы, і әрпін қосып айтылады.

Құрамында комплекс анионы бар қосылыс былай аталады: Алдымен сыртқы сфера атау септігінде аталады. Осыдан кейін ішкі сфераны бұрыңғы ретпен атап, комплекс түзушіге «аты» деген жұрнақ қосып, соңынан жақша ішінде оның тотығу жәрежесін көрсетеді: KAg(NH₃)₂Cl—калий дицианоаргентаты.

Сыртқы сфера жоқ қосылыстардың аталуы: Cr(C₆H₆)₂—дибензолхром

26.Тотығу-тотықсыздану реакциялары және олардың жіктелуі. Заттардың құрамындағы атомдардың тотығу дәрежелері өзгере жүретін реакциялар тотығу-тотықсыздану реакциялары (ТТР) деп аталады. Мұндай реакциялар, міндетті түрде, тотығу мен тотықсыздану процестерінен құралады және тотықтырғыш пен тотықсыздандырғыштың қатысуымен орындалады.

Реакция барысында электрондарын беретін атомдар, иондар және молекулалар тотықсыздандырғыш болып есептеледі.

Реакция барысында электрондардың берілуі тотығуға, ал электрондардың қосып алынуы тотықсыздануға жатады. Сол себепті тотығу-тотықсыздану реакцияларының нәтижесінде тотықсыздандырғыш электрондарын беріп, тотығады, ал тотықтырғыш электрондарды қосып алып, тотықсызданады.

Электрондардың тотықсыздандырғыштан тотықтырғышқа тасымалдануы барысында белгілі бір атомның, молекуланың немесе ионның тотығу дәрежесі өзгереді және тотығатын заттың тотығу дәрежесі жоғарылайды, ал тотықсызданатын заттікі-төмендейді.

Тотығу-тотықсыздану реакцияларын теңестірудің екі тәсілі бар, электронды баланс және ионды-электронды тәсілдері. 2 тәсілдің де негізі бірдей: ол-тотығу-тотықсыздану процесінде тотықсыздандырғыш берген электрондардың саны тотықтырғыш қосып алған электрондар санына тең болуы шарт.

Электронды баланс тәсілі:

Na₂SO₃+KmnO₄+H₂SO₄→Na₂SO₄+MnSO₄+K₂SO₄+H₂O

Реакция кезінде тотығу дәрежесі өзгеретін элементтерді тауып, олардың үстіне жазамыз:

+4 +7 +6 +2

Na₂SO₃+KMnO₄+H₂SO₄→Na₂SO₄+MnSO₄+K₂SO₄+H₂O

ТОТЫҚСЫЗДАНДЫРҒЫШ ТОТЫҚТЫРҒЫШ

S⁺⁴-2e=S⁺⁶

Mn⁺⁷+5e=Mn⁺²

Тотығу және тотықсыздану процесіне қатысушы заттардың коэффициенттері электрондық баланс тәсілінің шарты бойынша тотықсыздандырғыш берген, тотықтырғыш қосып алған электрондар санына тең болады:

5S⁺⁴-2e=S⁺⁶

2Mn⁺⁷+5e=Mn⁺²

Қысқартылған теңдеуден соң, реакцияның молекулярлық теңдеуін жазамыз:

5Na₂SO₃+2KMnO₄+3H₂SO₄→5Na₂SO₄+2MnSO₄+K₂SO₄+3H₂O

Ионды-электронды тәсіл:

Бұл үшін реакцияға қатысатын, яғни тотығып, тотықсызданатын не байланысатын бөлшектерді ғана қалдырып, реакцияның иондық теңдеуін жазайық:

SO₃^2-+MnO₄^-+H⁺→SO₄^2-+Mn²⁺+H₂O

Тотығу және тотықсыздану реакцияларының жартылай иондық теңдеулері түрінде жазамыз:

5SO₃^2-+H₂O-2e=SO₄^2-2H⁺

2MnO₄^-+8H⁺+5e=Mn²⁺+4H₂O

Соңғы теңдеуде MnO₄^- анионындағы 4 оттек атомын байланыстыру үшін 8Н⁺ керектігін бірдей ескеріп жазамыз. Табылған коэффициенттерге теңдеулердің оң жағы мен сол жағын көбейтіп қоссақ, иондық теңдеудің теңескен түрі шығады:

5Na₂SO₃+2KMnO₄+3H₂SO₄→5Na₂SO₄+2MnSO₄+K₂SO₄+3H₂O

27.Негізгі тотықтырғыштар мен тотықсыздандырғыштар. Медицинада қолданылуы. Практикада көп қолданылатын аса маңызды тотықтырғыштарға металл еместер (F₂, Cl₂, Br₂, I₂, O₂), калий перманганаты KmnO₄, калий дихроматы мен хроматы K₂Cr₂O₇, K₂CrO₄, азот қышқылы және оның тұздары, концентрлі H₂SO₄, галогендердің құрамында оттегі бар қышқылдары және олардың тұздары (KClO₃ -калий хлораты және KClO–гипохлориті), және жоғары тотығу дәрежедегі металл иондары, сутек ионы +1тотығу дәрежесінде (негізінен қышқылдардың құрамында).

Аса маңызды тотықсыздандырғыштарға кернеу қатарында сутектен бұрын орналасқан активті металдар (сілтілік және сілтілік жер металдар, Zn, Al, Fe), сондай-ақ кейбір металл еместер H₂, C, P, Si, галогенсутектер, күкіртсутек(HCl, HBr, HI, H₂S) және кейбір төменгі зарядты металл иондары (Sn²⁺, Fe²⁺, Cu⁺) жатады.

Қорыта айтқанда, жоғары тотығу дәрежесіндегі элементтер тек қана тотықсыздана алады, себебі олардың атомдары электрондарды тек қана қабылдауға қабілетті. Мысалы, күкірт +6 (H₂SO₄), азот +5 (HNO₃, нитраттар), марганец +7 (перманганаттар), хром +6 (K₂Cr₂O₇, K₂CrO₄), қорғасын +4 (PbO₂), т.б. ал төменгі тотығу дәрежесіндегі элементтр тек қана тотыға алады, себебі олардың атомдары электрондарды тек беруге қабілетті: S-2 тотығу дәрежеде (H₂S,сульфидтер), азот-3 ( NH₃ және оның туындылары), йод-1 (HI, йодидтер).

Заттың құрамында аралық тотығу дәрежесіндегі элементтер реакцияның жүру жағдайларына қарай тотықсыздандырғыш та, тотықтырғыш та бола алады. Мұндай заттар электрондарды беруге және қабылауға қабәлетті.

28.Дисперстік жүйелер. Жіктелуі мен алыну жолдары. Каллоидты химия гетерогенді жоғары дисперсті жүйелердің физика-химиялық қасиеттерін зерттейді. Организмде, клеткада, ұлпаларда жүретін биохимиялық көптеген өзгерістер каллоиддық күйде болатын заттарға негізделген. И.И.Жуков «адам-жүріп тұратын коллоиддық жүйе» деп айтқан. Мысалы: қан, лимфа, плазма, асқазан сөлі, жұлын сұйықтығы, т.б. биологиялық сұйықтар коллоидтық жүйелер болып табылады. Сонымен қатар адам организмінде коллоидтарға тән ісіну және синерезис, коагуляция және пептизация, қорғау түршігу сияқты құбылыстар жүріп жатады. Санитарлық жұмыстарда ас суын тазарту заттардың осы адсорбция және коагуляция сияқты қасиеттеріне негізделген. Коллоидтардың қасиетін білу медицина және санитарлық іс үшін аса маңызды.

Көптеген дәрілік заттар ұнтақтар, эмульсиялар, суспензиялар, аэрозольдер, яғни диспресті жүйелер түрінде дайындалады. Коллоидтық химияның теориялық заңдылықтарын білмей дәрілерді дайындау, қолдану мерзімі мен сақтау шарттарын білу мүмкін емес. Электрофорезді, ультрафильтрацияны, электродиализді оқу дәрігер тәжрибесінде аса қажет.

Дисперстідеп газ, сұйық немесе қатты ортада біркелкі таралған көптеген ұсақ бөлшектерден тұратын жүйелерді айтады. Кез-келген заттың майдалану дәрежесін дисперстілік шамасы Dсипаттайды:

D=1/a, a-бөлшектің размері, см

Барлық дисперсті жүйелерге тән негізгі екі белгі бар: жоғары дисперстілік (майдалану) және гетерогендік. Дисперсті жүйелердің гетерогенділігі мынадан көрінеді: олар өзара ерімейтін кем дегенде екі фазадан—дисперсті фазадан және дисперсиялық ортадан тұрады. Дисперсті фаза—ұнтақталған ұсақ бөлшектер, дисперсиялық орта—дисперсті фаза бөлшектерін біркелкі таратушы газ, сұйық не қатты газ.

Дисперсті жүйе түсінігі «коллоидты жүйе» түсінігіне қарағанда кеңірек. Коллоидты жүйелер деп дисперсті фаза бөлшектерінің ұнтақталу дәрежесі жоғары гетерогенді жүйелерді айтады. Дисперсті жүйелерді әртүрлі белгілеріне байланысты жіктейді. Бөлшектердің ұнтақталу дәрежесіне (дисперстілігіне) байланысты дисперсті жүйелерді үш топқа бөледі:

1. Ірі дисперсті жүйелер (жүзінділер, суспензия, эмульсия, ұнтақтар), бөлшектер радиустары 10^-4—10^-7 м.

2. Коллоидтық-дисперсті жүйелер (зольдер), бөлшектер радиустары 10^-7—10^-9 м.

3. Молекулалық-иондық ерітінділер, бөлшектер радиустары 10^-9 м-ден кіші.

Демек, коллоидтық жүйелер бөлшектер өлшемдері бойынша ірі дисперсті және молекулалық-иондық жүйелердің ортасында тұр. Адам қанныңэритроциттері (7*10^-6 м), ішек таяқшалары (3*10^-6 м), тұмау вирусы (1*10^-7 м) коллоидты-дисперсті жүйелерге жатады.

Фазалардың агрегаттық күйлері бойынша жіктеу

Дисперсті жүйелердің агрегаттық күйлері бойынша 8 түрі бар. Дисперсті жүйені белгілегенде алдымен дисперсті фаза, сонан соң бөлшек сызық арқылы дисперсиялық орта жазылады.

Қатты-сұйық түріне қатысты жоғары дисперсті коллоидты жүйелер зольдер деп аталады. Дисперсиялық ортасы су болатын зольдер—гидрозольдер, ал егер орта органикалық орта болса—органозольдер деп аталады. Дисперсиялық ортаның агрегаттық күйіне байланысты лиозольдер—дисперсиялық ортасы сұйық зольдер, аэрозольдер—дисперсиялық ортасы газды зольдер, қатты зольдер—дисперсиялық ортасы қатты болып жіктеледі. Ірі дисперсті жүйелерге суспензиялар—қатты-сұйық және эмульсиялар—сұйық-сұйық жатады.

Дисперсті фаза бөлшектері арасындағы өзара әрекеттесулерге байланысты дисперсті жүйелер 2 топқа бөлінеді:

1. Ірі дисперсті жүйелер, дисперсті фаза бөлшектері өзара байланыспаған, олар өзара тәуелсіз қозғалады (лиозольдер, аэрозольдер, суспензиялар, эмульсилар)

2. Байланған дисперсті жүйелер: фазалардың біреуі құрылымды байланған, еркін қозғалмайды. Оларға гельдер, ұйымаар, көбіктер, түтікшелі-кеуек денелер, қатты ерітінділер жатады.

Дисперсті фаза мен дисперсиялық ортаның өзара әрекеттесуі бойынша жіктелуі:

Дисперсті жүйе фазаларының өзара әрекеттесуі дегеніміз сольватация (гидратация) процестері, яғни дисперсті фаза бөлшектерінің айналасында дисперсиялық орта молекулаларының сольватты (гидратты) қабықшаларының түзілуі. Фазалардың молекулааралық әрекеттесуінің дәрежесі бойынша дисперсті жүйелер 2-ге бөлінеді:

1. Лиофильді (гидрофильді) жүйелер—дисперсті фаза мен дисперсиялық орта бөлшектері арасындағы әрекеттесулер өте жоғары.

2. Лиофобты (гидрофобты)—екі фаза арасындағы молекулааралық әрекеттесулер әлсіз.

Дисперсті жүйелердің алынуы. Дисперсті орта қызметін атқаратын бейорганикалық заттар сұйықтарда мүлдем ерімейтін болса, одна олардан лиофобты зольдерді алуға болады.

Дисперсті фазаның бөлшектері (мицеллалар) күрделі құрылымға ие және ол зольдің алыну жағдайына тәуелді. Дисперсті жүйелерді екі жолмен алады:

1. Физикалық және химиялық конденсация арқылы иондар мен молекулалардың агрегаттарға бірігуі;

2. Заттарды өлшемі 10^-7-10^-9 м-ге тең коллоидты бөлшектерге дейін дисперстілеу (майдалау)

Физикалық конденсация бұларды салқындату арқылы немесе еріткішті ауыстырғанда заттардың ерігіштігін төмендету арқылы жүзеге асырылады.

Химиялық конденсация дисперсиялық ортада нашар еритін өосылыстар түзілуімен қатар жүретін химиялық реакциялар нәтижесінде жүзеге асады.

Коллоидты жүйелердің айтарлықтай тұрақты екендігін түсіну үшін бөлшектердің құрылысын қарастыру керек. Коллоидты қарапайым бөлшек мицелла деп аталады, яғни золь (коллоидты ерітінді) мицелла мен мицеллааралық сұйықтықтан тұрады. Мицеллалар зольдің дисперсті фазасын, ал мицеллааралық сұйықтық құрамына еріген электролиттер, бейэлектролиттер және беттік-активті заттар (БАЗ) енетін дисперсті ортаны құрайды, соңғылар коллоидты жүйенің стабилизаторлары болып табылады.

29.Электрофорез, электроосмос, медицинада қолданылуы.

Электроосмос-сұйықтың капиллярлар арқылы қозғалуы. Электроосмос-электрокинетикалық құбылыстардың негізгілерінің бірі. Электроосмос құбылысын 1-болып 1807 ж Мәскеу университетінің профессоры Ф.Ф.Рейсс ашқан. Электроосмос құбылысы физиологиялық эксперименттерде жеке жасуша ішіне микроэлектрод арқылы заттардың өтуінде қолданылады. Электроосмос гидротехникалық құрылыста және транспорт магистралдарын құруда артық суды шығаруда, торфты құрытуда, суды таартуда, техникалық сұйықтарда пайдаланылады.

30.Ірі дисперсті жүйелер, аэрозольдер, суспензия, эмульсия.

Аэрозоль ^[1] (немісше: sol — ерітінді) — газды ортада (ауада) қалықтаған сұйық не қатты бөлшектерден тұратын дисперстік жүйелер. Терминді алғаш 1945 жылы ағылшын химигі Ф.Дж. Доннан енгізген.

Аэрозоль - шашырату жүйесінің газдық ортада өлшенген жағдайда болатын сұйық тамшысы немесе қатты дененің бөлшегінен тұрады.^[2]

Аэрозольдің мөлшері оның массасы мен бөлшек саны бойынша анықталады. Олардың сұйық бөлшегінің радиусы 10-5 — 10-1 см, ал қатты бөлшектерінікі 10-8 — 10-3 см болады. Аэрозоль дисперстену (ірі бөлшектердің ұсағырақ бөлшектерге айналуы, мысалы, шахта шаң-тозаңы) және конденсаттану (ұсақ бөлшектердің ірірек бөлшектерге бірігуі, мысалы, тұманнан бұлт пайда болуы) салдарынан түзіледі.

Дисперстену жолмен көбінде полидисперстік және тұрпайы дисперстік аэрозоль түзіледі, ал жоғары дисперстік және біртекті (монодисперстік) аэрозоль конденсаттану арқылы алынады. Көбінесе аэрозольдың түзілуі зиянды болады. Мысалы, өндірістік процестерде қажетті заттар тозаңмен бірге кетеді (металлургия, цемент, химия өндірістері); атмосферадағы аэрозольмен азық-түлік ластанады; кейбір аэрозольдар ауамен қосылып қопарылғыш қоспалар түзеді (көмір, қант, ұн тозаңдары). Аэрозоль медицинада (организмге дәрі-дәрмек енгізуде, жұқпалы микробтарды залалсыздандыруда), метеорологияда (тұманды сейілту, жасанды жаңбыр жауғызуда) ауыл шаруашылығында (инсектицидтер шашуда) тұрмыста т.б. қолданылады.

Суспензия — дисперсиялық фазасы қатты зат түрінде, ал дисперсиялык ортасы сұйықтар күйінде ұшырасатын қалқыма не дисперсиялык жүйе. Суспензияның дисперсиялық шекарасы коллоидті атыраптар шекарасымен және қалыпты жағдайда тез тұнатын бөлшектердің мөлшерлік көрсеткіштерімен анықталады. Суспензияның дисперсиялылығы әдетте седименттік талдау әдістері арқылы немесе дисперсиялық ортаға енгізілген қосымшалардың адсорбция мөлшері тұрғысынан анықталады.

31.Органикалық қосылыстардың жіктелуі. Функциональды топтар бойынша органикалық қосылыстардың жіктелуі. Органикалық қосылыстар құрылымына қарай ашық тізбекті (алифаттық қатар немесе май қатары) және циклдік қосылыстарға жіктеледі. Кейінгілердің өзі карбоциклдік және гетероциклдік қосылыстар болып екі топқа бөлінеді.Карбоциклдік қосылыстар өз алдына алициклдік және ароматтық болып екі қатарға бөлінеді.Ароматтық қатарға бензол және оның туындылары, сол сияқты көп бензол сақиналы қосылыстар да жатады, айталық нафталин, антрацен және т.б.Бірнеше мыңдаған органикалық қосылыстарды үлкен екі топқа бөліп қарастырған ыңғайлы:Молекуласының құрамында тұйық тізбегі жоқ ациклді заттар.Құрамында тұйық тізбегі бар циклді органикалық қосылыстар.Ациклді заттардың молекуласын құрастырып тұратын көміртегі атомдары кеңістіктік бір түзудің бойында немесе алуан түрлі тармақталып орналасуы мүмкін. Алайда, олар бір-бірімен ешуақытта тұйық тізбек түзбейді.Органикалық заттардың молекуладағы көміртегі қаңқасының орналасуына қарай екі топқа бөледі.а) қаныққан көмірсутектері; б) қанықпаған көмірсутектері. Циклді органикалық заттар да екі топқа бөлінеді: 1.карбоциклді қосылыстар; 2.гетероциклді қосылыстар. Өз кезегінде карбоциклді органикалық қосылыстардың өзі екі топшаға бөлінеді:а) алициклді қосылыстар ә) ароматты қосылыстар (арендер) деп бөлінеді.Алициклді қосылыстардың молекулалық құрылысында циклдер (тұйық тізбек) болғанымен, олардың физикалық және химиялық қасиеттері ациклді заттардың қасиеттеріне өте ұқсас.Карбоциклді заттардың да екі түрі бар: қаныққан карбоциклдер және қанықпаған карбоциклдер.Органикалық қосылыстардың, оның ішінде алифатты қатардағы қосылыстардың жіктелуінің бір түрі ол олардың құрамындағы функциональды топтардың табиғатына байланысты жіктелуі. Белгілі кластарға жататын заттардың химиялық қасиеттерін құрамындағы функциональдық топ анықтайды. Функциональ дық топ Қосылыстардың аты Қарапайым өкілдері Аталуы формуласы Галоген Галогентуындылар йодты метил CH3J Гидроксил -ОН Спирттер метил спирті CH3OH Фенолдар Фенол C6H5OH Карбонил =С=О Альдегидтер сірке альдегиді CH3- COH Кетондар Ацетон CH3-CO-CH3 Карбоксил - СООН Карбон қышқылдары сірке қышқылы CH3COOH Нитротоп - NO2 Нитроқосылыстар Нитрометан CH3NO2 Аминотоп -NH2 Аминдер Этиламин CH3-CH2-NH2 Меркаптан тобы - SH Меркаптандар (тиоспирттер) метилмеркаптан, метантиол CH3SH Сульфотоп - SO3H Сульфоқышқылдар метансульфо- қышқылы CH3SO3H Егер органикалық қосылыстың молекуласында бірдей бірнеше функционалды топтар болса, ондай молекуланы полифункциональдық деп, әртүрлі функциональдық топтар болса гетерофункциональдық деп атайды.Органикалық химияда өте маңызды жайт – гомолықтық қатар туралы түсінік. Химиялық қасиеттері ұқсас, бір-бірінен бір немесе бірнеше СН2 топқа айырмашылығы бар қатарды гомолықтық деп атайды. Мысал, метан СН4 және этан С2Н4, метил спирті СН3ОН және пропил спирті С3Н7ОН өзара гомолықтар. Сонымен гомолықтық қатарға функционалдық топтары бірдей тек көмірсутек радикалдарының шамасы әртүрлі қосылыстар жатады.

32.Спирттер, олардың жіктелуі. Бір атомды спирттердің гомологиялық қатары. Спирттер немесе алкогольдер деп құрамында бір немесе бірнеше гидроксил топтары бар көмірсутектерді айтады. Көмірсутек радикалдарының құрылымына қарай қаныққан спирттер, қанықпаған спирттер, ароматты оксиқосылыстар деп бөлінеді. Ароматты көмірсутектерде гидроксил тобы тікелей бензол сақинасымен байланысса-фенолдар, ал гидроксил тобы бүйір тізбекте орналасса-спирттер деп аталады. Гидроксил топтарының санына байланысты спирттер 1 атомды, көп атомды (2,3 және т.б.) болып бөлінеді.

35.Триолдар, меркаптандар. Триолдардың гомологиялық қатары.Триолдар деп спирттерге ж»не фенолдарға ұқсас құрамында оттектің орнына кукірт атомы бар қосылыстарды айтады,Олардың жалпы формуласы R-SH.Жай эфирлер мен органикалық пероксидтерге ұқсас қосылыстарды сульфидтер ж»не дисульфидтер деп атайды.Тиолдар алкилгалогенидтерді натрий гиддросульфидімен әрекеттестіру арңылы,Қыздырылған катализатор арқылы спирт пен кукіртсутектін буын өткізгенде,қышқылды ортада алкендерді кукіртсутекпен реакциялау аркылы.

Кетондар. . Кетондар дегеніміз карбонил тобы арқылы байланысқан екі коміртек радикалынан тұратын органикалық заттар.Оларды құрамына кіретін радикалдар атына кетон созі қосып атайды, ал халықаралық атау бойынша құрамындағы көміртек атомына сәйкес алканның атына –он жұрнағын жалғау арқылы айтылады.Кетондардың ең қарапайым өкілі-ацетон. Ол –өткір иісті, түссіз сұйыктык,судан жеңіл, бірак суда жаксы ериді, ұшқыш. Көптеген органикалық заттарды жақсы ерітеді. Мысалы.лакты, нитроцеллюлозаны т.б. Кетондарды екіншілік спирттерден алады. Алкендерді тотықтыру арқылы алуға болады....Кетондардағы карбонил топшасы кушті полюстенген топша.Карбонилди қосылыстардың химиялық қасиеттерін қарастырғанда, альдегидтер мен кетондардың реакциялық қабілеттерінің айырмашылықтарына көңіл бөлу керек, Альдегидтер кетондарға қарағанда активтілеу болып келеді.

Жалпы ф.сы:

R-C-R^`

Егер кетонның құрамындағы радикалдары бірдей болса, симметриялы, ал егер әр түрлі болса, аралас деп аталады. Мысалы, ацетон (диметилкетон, пропанон) симметриялы, ал ацетофенон (метилфенилкетон) аралас кетондарға жатады. Кетондарда халықаралық ИЮПАК номенклатурасы бойынша көмірсутегінің атына –он суффиксі жалғанып, карбонил тобының орны көрсетіледі. Радикалдық номенклатура бойынша радикалдардың атына кетон деген сөз жалғанып айтылады.

37.Альдегидтер.Альдегидтердің изомериясы мен номенклатурасы.Нуклеофильді орынбасу реакциялары. Альдегидтердің жалпы формуласы R-CH=O. Альдегидтердің изомериясы радикалдардың құрылысына байланысты. Альдегидтер өздері тотыққанда түзілетін қышқылдардың атымен немесе соңына аль деген жалғау қосып қаныққан көмірсутектердің атымен аталады. Альдегидтер реакциялық қабілеттілігі жоғары. Альдегидтер спирттерди тотықтыру және дегидрлеу ,алкиндерді гидратациялау ,дигалогеналкандарды гидролиздеу арқылы алады, Ең қарапайым альдегид құмырсқа альдегиді. Альдегидтерге қысқа толқынды српектрлер сәйкес келеді, Альдегидтер кетонға қарағанда активтілеу.

ИЮПАК халықаралық номенклатурасы бойынша альдегидтердің аты көмірсутегінің атынан және аль суффикісінен құралады. Мысалы, НСНО метаналь, СН₃СНО этаналь. Атомдардың санмен белгіленуі альдегид тобындағы көміртегі атомынан басталады. Сонымен қатар, альдегидтердің тарихи немесе ескі аттары да сақталған, мысалы, НСНО құмырсқа альдегиді немесе формальдегид, СН₃СНО сірке альдегиді, немесе ацетальдегид. Алициклды альдегидтердің аты карбоциклдың атынан және карбальдегид суффиксінен тұрады.

Жалпы ф.сы:

R-C-R^`

Карбон қышқылдары .Карбон қышқылдары дегеніміз құрамында бір не бірнеше карбоксил тобы СООН болатын органикалық қосылыстар.Карбоксил тобының саныны байланысты карбон қышқылдары бір негізді ,екі негізді және көп негізді болып жіктеледі.Бұл қышқылдар өз кезегінде қаныққан және қанықпаған болып бөлінеді.Ал молекуласындағы көміртек атомының санына қарай төменгі және жоғары не майлы қышқылдар болып классификацияланады.Көміртек атомдары 3 жеңіл қышқылдар өзіндік өткір иісті түссіз сұйықтық.олар сумен кез келген мөлшерде араласады.Қышқылдыардың қайнау температурасы молекулалык салмағы өскен сайын арта береді.Карбон қышқылдарының қышқылдық қысиеттері айқын байқалады.Оны карбоксил тобындағы атомдарының өз ара әсері деп түсіну керек,карбоксил тобындағы электрондық тығыздығы куштірек атом

Карбон қышқылдары дегеніміз құрамында бір не бірнеше карбоксил тобы (СООН) болатын органикалық қосылыстар. Карбоксил тобының саныны байланысты карбон қышқылдары бір негізді, екі негізді және көп негізді болып жіктеледі. Бұл қышқылдар өз кезегінде қаныққан және қанықпаған болып бөлінеді. Ал молекуласындағы көміртек атомының санына қарай төменгі және жоғары, не майлы қышқылдар болып классификацияланады. Көміртек атомдары 3 жеңіл қышқылдар өзіндік өткір иісті түссіз сұйықтық. Олар сумен кез келген мөлшерде араласады. Қышқылдардың қайнау температурасы молекулалық салмағы өскен сайын арта береді. Карбон қышқылдарының қышқылдық қысиеттері айқын байқалады. Оны карбоксил тобындағы атомдарының өз ара әсері деп түсіну керек, карбоксил тобындағы электрондық тығыздығы куштірек атом.

Оксиқышқылдар және оксоқышқылдар. Олардың қасиеттері, қолданылуы. Оксиқышқылдар деп-қурамында карбоксил топтарынан басқа бір не бірнеше гидроксил топтары бар органикалық карбон қышқылдарын айтады.Оксиқышқылдар аттарын көбінесе, өздеріне сәйкес карбон қышқылдарының окситуындылары ретінде алады. Гидроксил және карбоксил топтарының орналасу орындары грек алфавитінің әріптерімен көрсетіледі. Бір негізді оксиқышқылдардың гомолоктық қатары оксиқұмырсқа немесе көмір қышқылынан басталады. Оксиқышқылдардың арасында ассиметрлік көміртек атомдарының болуына байланысты оптикалық изомерияның өте жиі кездесетіндігі байқалады. Оксиқышқылдар қышқылдардың да спирттердің де қасиеттерін көрсетеді. Бұлар қышқылдар тәрізді тұздар, күрделі эфирлер, амидтер және т.б. өнімдерді береді.

ОКСОҚЫШҚЫЛДАР деп құрамында карбоксил тобынан басқа карбонил тобы бар қосылыстарды айтады. Оксоқышқылдар аралас функциялық қосылыс болғандықтан олар бір жағынан карбон қышқылдарының қасиеттерін көрсетіп, тұздар, күрделі эфирлер береді, Екінші жағынан альдегидтер мен кетондарға тән реакцияларға түседі. Атап айтқанда, олар тотықсызданғанда спирт түзетін альдегид пен кетондар сияқты тотықсызданып гидроксиқықылдарға айналады. Глиоксил қышқылы ең қарапайым окскқышқыл болып табылады: НООС-СНО. Көптеген оксоқышқылдар организмде Кребс циклына қатысады. Оларға пирожүзім СН2-С(ОН)-СООН, қымыздық сірке НООС- СН2-С(О)-СООН, а-кетоглутар Ноос-С(О)- СН2 -СН2-СООН қышқылдары жатады. Организмде майлы қышқылдардың метаболизмі нәтижесінд