Файл: Zантn 5302 Заманауи аналитикалы химияны теориялы негіздері пнінен Дрістер жинаы шымкент, 2023 растырушылар философия докторы (PhD) х.. к., Шертаева Н. Т. Заманауи аналитикалы химияны теориялы негіздері.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 30.11.2023
Просмотров: 272
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
[Ag+ ]2[S2- ];
Ks (PbF2) = [Pb2+] [F-]2;
Ks (Agl) = [Ag+][ l− ];
4
Ks (Ca2(PO4)2 ) = [Ca2+]3[PO3-]2.
MgAh формуласымен аз еритін электролит үшін:
Ks ( ???????? A h)=[M????+-]????[A????-]ℎ
Ерігіштік көбейтіндісін қолдану аналитикалық үдеріс үшін маңызды қорытындылар жасап, қажетті есептеулерді жүргізуге мүмкіндік береді.
Аз еритін қосылыстың қаныққан ерітіндісінде ион концентрациясының көбейтіндісі ерігіштік көбейтіндісіне тең.
Дәріс №4. Пайдаланылатын химиялық реакциялардың түрлері
1.Қышқылдық пен негізділік тұрақтылары
2.Кешендітүзгіш реакциялары
3.Тотықтыру-қалпына келтіру реакциялары
1.Қышқылдық пен негізділік тұрақтылары
Бұл — қышқыл-негіздік әрекеттесу, тотығу-тотықсыздану, комплекс құрағыш және тұнбалану реакциялары.
Аналитикалық химияда қолданылатын реакциялардың бірыңғай базасы жоқ. Әдетте оларды тәжірибелік мәні бойынша қарастырады. Мұндай реакциялардан протонды донордан акцепторға тасымалдаумен байланысты қышқыл-негізді реакциялар барлығынан оңай сипатталады. Заттардың көптеген қышқыл-негізді қасиеттері мен олардың қатысуымен су ерітінділерінде өтетін реакциялар Й.Бренстед (1879—1947) және Т.Лоуридің (1874—1936) 1928-1929 жылдары ұсынылған протолиттік теориясы негізінде қанағаттанарлықтай түсіндіріледі,
оған сәйкес қышқылдар–протондардыжаруғақабілетті заттар (донорлар), ал негіздер — оларды қосуға қабілетті заттар (акцепторлар).
Протонды беріп, қышқыл негіз болып табылатын бөлшекті (молекуланы, ионды) түзеді. Қышқылды және осылай түзілген негізді түйіндескен деп атайды.
Бейтарап молекулалар, сондай-ақ иондар – катиондар мен аниондарда қышқылдар және негіздер бола алады.
Ерітіндіде қышқыл және негіз тәрізді әрекет ететін заттарды амфотерлі (греч. amphoteros — сол және басқасы) немесе амфолиттер деп атайды. Заттардың бұл тобының ең қарапайым өкілі протонды қоса және бере алатын су болып табылады. осы топқа бір уақытта қышқылды және негізді топтамалардан тұратын заттар кіреді, мысалы, аминқышқылдары, аминофенолдар, катиондық және аниондық жартылай функционалды қышқылдар мен негіздер кіреді
Ерітінділерде қышқылдар мен негіздер еріткіш молекулаларымен әрекеттеседі. Иондарға ыдырау диссоциациясы - әрекеттесудің соңғы сатысы болып табылады. күшті қышқылдар мен негіздер жағдайында, тепе-теңнің толығымен оңға қарай ығыстырылған. Әлсіз қышқылдар мен негіздер толық диссоциацияланбайды. Көрсетілген тепе-теңдіктің константасы негізі қышқылдың немесе негіздің константасы болып табылады. Қышқылдар жағдайында оны қышқылдық константасы деп атайды, ал негіз жағдайында — негіз константасы деп атайды. Оларды сәйкесінше Ка және Кь деп белгілейді.
Қышқылдық және негіздік константаларын ыңғайлылық үшін, теріс ондық логарифмдер болып табылатын рКконстанталарының
көрсеткіштері ретінде ұсынады:
pKa =-lgKa; pKb = - lgKb
Негіздердің сипаттамалары үшін қышқылдық (негіздік) константасының орнына протондау константасы KH деп аталатын протонды қосу реакциясын қолданады. Ол түйіске қышқылдың кері Кашамасы болып табылады. Протонның негізбен байланысы күшті болған сайын, түзілетін қышқыл соғұрлым әлсіз, оның Ка аз және KH көп.
Әр еріткіште әрбір түйіскен жұп үшін қышқыл – негіз қышқылдық константасы мен негіз константасының көбейтіндісі осы еріткіштің автопротолизінің константасына тең (иондық көбейтіндіге):
???????? ???????? = ????????; p???????? + p???????? = p ????????
2.Кешендітүзгіш реакциялары
Бұл — нәтижесінде үйлестіру (комплексдік) қосылыстардың молекулалары немесе иондары түзілетін реакциялар. Комплекстік (үйлестіру) қосылысының құрамына әдетте комплекс түзгіш деп аталатын орталық атом және иондар немесе лиганда деп аталатын комплекс түзгіштермен тікелей байланысты молекулалар кіреді. Комплекс түзгіш ион және лигандалар комплекснің ішкі үйлестіруөрісінтүзеді. Комплексті иондарда қарсы белгінің иондарымен түзілген сыртқы үйлестіру өрісі бар. Үйлестіру қосылыссының ішкі формуласын жазғанда, ішкі үйлестіру өрісін төртбұрышты
жақшаларға салады; сыртқы өріс атомдары төртбұрыш жақшалардың сыртында болады. Мысал: күмісдиамині хлоридінің молекуласында [Ag(NH3)2]Cl Ag+ ионы комплекс түзгіш болып табылады, ал NH3 молекулалары — лигандалар, Cl- иондары сыртқы өрісті түзеді.
Көбінесе металдардың оң зарядталған иондары комплекс түзгіштер болып табылады — Fe2+, Fe3+, Co2+, Ni2+, Cu2+, Ag+, Au3+, Zn2+, Hg2+, Bi3+ және б. CN-, I-, F-, Cl-, OH-, CO2-, SO2-, C2O2- түріндегі иондар, табиғи электрондық жұптардан тұратын — H2O, NH3, CO, NO молекулалар және бірқатар органикалық қосылыстар лигандалар болуы мүмкін.
Лигандалар донорлық-акцепторлық механизм (үйлесімдік байланыс) бойынша түзілген коваленттік байланыстың комплекс түзгіш орталық атомымен байланысты. Лигандалар әдетте электрондық жұптардың донорлары болып табылады, ал орталық атом акцептор болып табылады. Үйлестіру байланысын кейде донордан электрондардың акцепторына бағытталған (→) нұсқармен белгілейді. Комплекс түзгішпен үйлестірілген лигандалар саны үйлестіру саны деп атайды.
Комплекс түзгіштердің көбісі үшін үйлестіру сандары 2, 4, 6 тең. Комплексдіңионның заряды ішкі өріске кіретін ион зарядтарының сомасына тең. Осылай, [Fe(CN)6]3- үшін (-3) сомалық заряды Fe3+(+3) және 6CN-(-6): +3+(-6) = -3 зарядтар сомасына тең. Егер электробейтарап молекулалар (H2O, NH3) лиганда
ретінде болса, комплексдік ионның заряды комплекс түзгіш ионның зарядына тең.
3.Тотықтыру-қалпына келтіру реакциялары
Нәтижесінде әсер етуші заттардың құрамына кіретін элементтердің тотығу деңгейі өзгеретін химиялық реакциялар тотығу-тотықсыздану реакциялары деп аталады. Бұл реакцияларда бір әрекет етуші бөлшектерден басқаларына электрондардың алмасуы (тасымалдануы) болады. Тотығу деңгейі — элементтер арасындағы химиялық байланыстар иондық болып табылады деген болжамда есептелетін, қосылыстағы элементтің шартты заряды.
Тотығу — электрондарды атоммен, молекуламен немесе ионмен беру үдерісі. Тотығуға қатысатын зат тотықсыздандырғыш деп аталады. Тотықсыздану — электрондардың атоммен, молекуламен немесе ионмен қосылу үдерісі. Тотықсыздандыруға қатысатын зат тотықсыздандырғыш деп аталады.
Тотығу және тотықсыздану — өзара байланысты үдерістер, себебі заттар реакцияға электрондарды қабылдауға қабілетті басқа зат болса ғана электрондарды бере алады, бұл химиялық реакцияларда зарядты сақтау заңымен анықталады.
Тотықтырғыш қасиеттер қарапайым, сондай-ақ күрделі заттарды айқындай алады. Типтік тотықтырғыштарға (күшті) фтор, галогендер, оттек, сонымен қатар KClO3, HClO3, HNO3, H2SO4(конц.), MnO2, KMnO4, K2Cr2O7, PbO2 және б. жатады.
Н2, С (графит), НО (конц.), KI, KBr, H2S, CO, FeSO4 металдар және б. тотықсыздандырғыштар болып табылады.
Тотығу-тотықсыздану реакцияларының тәжірибелік мәні аса үлкен. Олар металл, аммиак, күкірт және азот қышқылдары өндірісі тәрізді
Ks (PbF2) = [Pb2+] [F-]2;
Ks (Agl) = [Ag+][ l− ];
4
Ks (Ca2(PO4)2 ) = [Ca2+]3[PO3-]2.
MgAh формуласымен аз еритін электролит үшін:
Ks ( ???????? A h)=[M????+-]????[A????-]ℎЕрігіштік көбейтіндісін қолдану аналитикалық үдеріс үшін маңызды қорытындылар жасап, қажетті есептеулерді жүргізуге мүмкіндік береді.
Аз еритін қосылыстың қаныққан ерітіндісінде ион концентрациясының көбейтіндісі ерігіштік көбейтіндісіне тең.
Дәріс №4. Пайдаланылатын химиялық реакциялардың түрлері
1.Қышқылдық пен негізділік тұрақтылары
2.Кешендітүзгіш реакциялары
3.Тотықтыру-қалпына келтіру реакциялары
1.Қышқылдық пен негізділік тұрақтылары
Бұл — қышқыл-негіздік әрекеттесу, тотығу-тотықсыздану, комплекс құрағыш және тұнбалану реакциялары.
Аналитикалық химияда қолданылатын реакциялардың бірыңғай базасы жоқ. Әдетте оларды тәжірибелік мәні бойынша қарастырады. Мұндай реакциялардан протонды донордан акцепторға тасымалдаумен байланысты қышқыл-негізді реакциялар барлығынан оңай сипатталады. Заттардың көптеген қышқыл-негізді қасиеттері мен олардың қатысуымен су ерітінділерінде өтетін реакциялар Й.Бренстед (1879—1947) және Т.Лоуридің (1874—1936) 1928-1929 жылдары ұсынылған протолиттік теориясы негізінде қанағаттанарлықтай түсіндіріледі,
оған сәйкес қышқылдар–протондардыжаруғақабілетті заттар (донорлар), ал негіздер — оларды қосуға қабілетті заттар (акцепторлар).
Протонды беріп, қышқыл негіз болып табылатын бөлшекті (молекуланы, ионды) түзеді. Қышқылды және осылай түзілген негізді түйіндескен деп атайды.
Бейтарап молекулалар, сондай-ақ иондар – катиондар мен аниондарда қышқылдар және негіздер бола алады.
Ерітіндіде қышқыл және негіз тәрізді әрекет ететін заттарды амфотерлі (греч. amphoteros — сол және басқасы) немесе амфолиттер деп атайды. Заттардың бұл тобының ең қарапайым өкілі протонды қоса және бере алатын су болып табылады. осы топқа бір уақытта қышқылды және негізді топтамалардан тұратын заттар кіреді, мысалы, аминқышқылдары, аминофенолдар, катиондық және аниондық жартылай функционалды қышқылдар мен негіздер кіреді
Ерітінділерде қышқылдар мен негіздер еріткіш молекулаларымен әрекеттеседі. Иондарға ыдырау диссоциациясы - әрекеттесудің соңғы сатысы болып табылады. күшті қышқылдар мен негіздер жағдайында, тепе-теңнің толығымен оңға қарай ығыстырылған. Әлсіз қышқылдар мен негіздер толық диссоциацияланбайды. Көрсетілген тепе-теңдіктің константасы негізі қышқылдың немесе негіздің константасы болып табылады. Қышқылдар жағдайында оны қышқылдық константасы деп атайды, ал негіз жағдайында — негіз константасы деп атайды. Оларды сәйкесінше Ка және Кь деп белгілейді.
Қышқылдық және негіздік константаларын ыңғайлылық үшін, теріс ондық логарифмдер болып табылатын рКконстанталарының
көрсеткіштері ретінде ұсынады:
pKa =-lgKa; pKb = - lgKb
Негіздердің сипаттамалары үшін қышқылдық (негіздік) константасының орнына протондау константасы KH деп аталатын протонды қосу реакциясын қолданады. Ол түйіске қышқылдың кері Кашамасы болып табылады. Протонның негізбен байланысы күшті болған сайын, түзілетін қышқыл соғұрлым әлсіз, оның Ка аз және KH көп.
Әр еріткіште әрбір түйіскен жұп үшін қышқыл – негіз қышқылдық константасы мен негіз константасының көбейтіндісі осы еріткіштің автопротолизінің константасына тең (иондық көбейтіндіге):
???????? ???????? = ????????; p???????? + p???????? = p ????????2.Кешендітүзгіш реакциялары
Бұл — нәтижесінде үйлестіру (комплексдік) қосылыстардың молекулалары немесе иондары түзілетін реакциялар. Комплекстік (үйлестіру) қосылысының құрамына әдетте комплекс түзгіш деп аталатын орталық атом және иондар немесе лиганда деп аталатын комплекс түзгіштермен тікелей байланысты молекулалар кіреді. Комплекс түзгіш ион және лигандалар комплекснің ішкі үйлестіруөрісінтүзеді. Комплексті иондарда қарсы белгінің иондарымен түзілген сыртқы үйлестіру өрісі бар. Үйлестіру қосылыссының ішкі формуласын жазғанда, ішкі үйлестіру өрісін төртбұрышты
жақшаларға салады; сыртқы өріс атомдары төртбұрыш жақшалардың сыртында болады. Мысал: күмісдиамині хлоридінің молекуласында [Ag(NH3)2]Cl Ag+ ионы комплекс түзгіш болып табылады, ал NH3 молекулалары — лигандалар, Cl- иондары сыртқы өрісті түзеді.
Көбінесе металдардың оң зарядталған иондары комплекс түзгіштер болып табылады — Fe2+, Fe3+, Co2+, Ni2+, Cu2+, Ag+, Au3+, Zn2+, Hg2+, Bi3+ және б. CN-, I-, F-, Cl-, OH-, CO2-, SO2-, C2O2- түріндегі иондар, табиғи электрондық жұптардан тұратын — H2O, NH3, CO, NO молекулалар және бірқатар органикалық қосылыстар лигандалар болуы мүмкін.
Лигандалар донорлық-акцепторлық механизм (үйлесімдік байланыс) бойынша түзілген коваленттік байланыстың комплекс түзгіш орталық атомымен байланысты. Лигандалар әдетте электрондық жұптардың донорлары болып табылады, ал орталық атом акцептор болып табылады. Үйлестіру байланысын кейде донордан электрондардың акцепторына бағытталған (→) нұсқармен белгілейді. Комплекс түзгішпен үйлестірілген лигандалар саны үйлестіру саны деп атайды.
Комплекс түзгіштердің көбісі үшін үйлестіру сандары 2, 4, 6 тең. Комплексдіңионның заряды ішкі өріске кіретін ион зарядтарының сомасына тең. Осылай, [Fe(CN)6]3- үшін (-3) сомалық заряды Fe3+(+3) және 6CN-(-6): +3+(-6) = -3 зарядтар сомасына тең. Егер электробейтарап молекулалар (H2O, NH3) лиганда
ретінде болса, комплексдік ионның заряды комплекс түзгіш ионның зарядына тең.
3.Тотықтыру-қалпына келтіру реакциялары
Нәтижесінде әсер етуші заттардың құрамына кіретін элементтердің тотығу деңгейі өзгеретін химиялық реакциялар тотығу-тотықсыздану реакциялары деп аталады. Бұл реакцияларда бір әрекет етуші бөлшектерден басқаларына электрондардың алмасуы (тасымалдануы) болады. Тотығу деңгейі — элементтер арасындағы химиялық байланыстар иондық болып табылады деген болжамда есептелетін, қосылыстағы элементтің шартты заряды.
Тотығу — электрондарды атоммен, молекуламен немесе ионмен беру үдерісі. Тотығуға қатысатын зат тотықсыздандырғыш деп аталады. Тотықсыздану — электрондардың атоммен, молекуламен немесе ионмен қосылу үдерісі. Тотықсыздандыруға қатысатын зат тотықсыздандырғыш деп аталады.
Тотығу және тотықсыздану — өзара байланысты үдерістер, себебі заттар реакцияға электрондарды қабылдауға қабілетті басқа зат болса ғана электрондарды бере алады, бұл химиялық реакцияларда зарядты сақтау заңымен анықталады.
Тотықтырғыш қасиеттер қарапайым, сондай-ақ күрделі заттарды айқындай алады. Типтік тотықтырғыштарға (күшті) фтор, галогендер, оттек, сонымен қатар KClO3, HClO3, HNO3, H2SO4(конц.), MnO2, KMnO4, K2Cr2O7, PbO2 және б. жатады.
Н2, С (графит), НО (конц.), KI, KBr, H2S, CO, FeSO4 металдар және б. тотықсыздандырғыштар болып табылады.
Тотығу-тотықсыздану реакцияларының тәжірибелік мәні аса үлкен. Олар металл, аммиак, күкірт және азот қышқылдары өндірісі тәрізді