На казахском языке Авторлы? ба?дарлама: Химиялы? есептерді шешу ?дістері (10-класс)

Бағдарлама
Тақырыбы: Химиялық есептерлі шешу әдістері
(10-11 сынып)

Химия пәні мұғалімі: Қаназарова Қ
2015-2016 оқу жылы
Түсінік хат
10-11сыныпқа арналған "Химиялық есептерді шешу әдістері" таңдау курсы бойынша химиялық есептерің шешудің әдіс-тәсілдері қарастырылған. Аптасына 1сағат, барлығы 34 сағат. Есептерді шығара білу химия пәнінде маңызды мәселе болып табылады. Химиялық есептерді шығару және әдіс-тәсілдерін білу-білімді тереңдету, өзіндік жұмыстарды орындау, оқыған материалды жетік меңгеруді қамтамасыз ету. Химиялық есептер жаңа химиялық ұғымдар мен әдістерді үйретуді, сарамандық іскерліктер мен дағдыларды қалыптастыруды, білімнің материалды пысықтау , жалпылау, қайталау, оқушылардың шығармашылық қабілетін тәрбиелеу үшін қолданылады. Сонымен қатар оқушылардың ой-өрісін дамытудың негізгі құралдарының бірі, теориялық білім мен тәжірибе арасындағы байланысты ұштастыра білудің тиімді жолы.
Мақсаты:
Есептер мен жаттығулар арқылы химиядан алған білімдерін тиянақтау, басқа пәндермен байланыстыра отырып (алгебра, физика)оқушылардың білімін, біліктілігін арттыру
Міндеті:
-Оқушылардың жеке тапсырмаларды орындауға бейімдеп, олардың талпынысын, икемділік қабілетін дамыту
- Берік, нақты, жүйелі жұмыс үрдісін қалыптастыру
- Жаратылыстану пәндерімен байланысты нығайту
-Қорытынды жасай білуге дағдыландыру
Оқушының дайындығына қойылатын талаптар:
-Химия пәні бойынша алдымен техникалық қауіпсіздік ережесін сақтау
-Химиялық терминдерді дүрыс атау
-Химиялық формула мен теңдеулерді дүрыс жазу
-Заттарды өз мөлшеріндеқұйып алу
-Химиялық заттармен уланғанда алғашқы көмек бере білу
Күтілетін нәтиже:
Мемлекеттік стандартты меңгереді, пәнге деген қызығушылығы артады. Болашақ мамандық таңдауына көмегі тиеді, олимпиада резервін дайындауға оқушыларға ғылыми, логикалық және шығармашылық ойлауды үйрету, заттарды зерттеу кезінде жоба құру ,өз ойын айту, ұжыммен жұмыс жасай білу дағдылпрын меңгерту, тереңдетіліп берілген теориялық білімнің сапасын анықтау мақсатында оқытудың жоспарланған нәтижесін деңгейлік тапсырмалар арқылы тексеріп, сипаттама жасау.
р/с Сабақ Мазмұны сағат күні
1 1 Кіріспе 1 I-тарау.Химиялық есептер шығарудың жалпы әдістемелік талаптары 5 2 1.1 Химиялық есептердің жүйесі 1 3 1.2 Химиялық есептердің бөлімдері 1 4 1.3 Химиялық есептерді талдау 1 5 1.4 Химиялық есептерді шығаруда физикалық және математикалық білімдерді пайдалану 1 6 1.5 Есептер мен тапсырмалар 1 II-тарау. Әдістер мен үлгілер 13 7 2.1 Химиялық есептерді шығаруда қолданылатын негізгі әдістер 9 8 2.1.1 Зат массаларының қатынасы 1
9 2.1.2 Зат массаларын салыстыру 1 10 2.1.3 Моль ұғымын пайдалану арқылы есептеу 1 11 2.1.4 Пропорция әдісі 1 12 2.1.5 Алгебралық формулалармен есептеу 1 13 2.1.6 Эквивалент заңын қолдану 1 14 2.1.7 Бірлікке келтіру әдісі 1 15 2.1.8 Пропорционалдық коэффициенттерді пайдалану 1 16 2.2 Химиялық есептерді шығарудың графикалық әдістері 1 17 2.3 Алгебралық әдіспен есептеп шығару 1 18 2.4 Типтік есептерді шешу жолдары 19 2.5 Есептер мен тапсырмалар 1 III-тарау. . Күрделі есептерді шығарудың әдістері 9 20 3.1 Есептерді талдап, шығарту арқылы оқушылардың ой - өрісін дамыту 1 21 3.2 Қоспаларға арналған есеп түрлері 1 22 3.3 Бейорганикалық және органикалық заттардың ең қарапайым және молекулалық формулаларын табуға арналған есептерді шешу әдістері 1 23 3.4 Белгісіз заттың формуласын табу әдістеріне арналған есептер 1 24 3.5 Ерітінді дайындауға байланысты есептер 1 25 3.6 Химиялық термодинамика 1 26 3.7 Химиялық кинетика 1 27 3.8 "Электролиттік диссоциация теориясы" шығарылатын типтік есептер мен жаттығуларды орындау әдістемесі 1 28 3.9 Эксперименттік есептер шығару 1 IV-тарау. Сапалық анализ 6 29 4.1
Сапалық анализге арналған тәжірибелік есептерді шешу әдістемесі.
1 30 4.2 Калий катионын анықтау реакциялары 1 31 4.3 Аммоний катионын анықтау реакциялары 1 32 4.4 Күміс катионына тән сапалық реакция 1 33 4.5 Қорғасын катионына тән сапалық реакция 1 34 4.6 Қорытынды 1 Барлығы:34 сағат
Курс мазмүны
Оқушыларды курс мазмұнымен таныстыру. Бұл курс бағдарламасы бойынша жыл бойы есептердің шығару әдіс-тәсілдері мен іс жүзінде жүргізілетін жұмысар жайлы айтылады. 10-11сыныпқа арналған "Химиялық есептер" таңдау курсында химиялық есептерді шешудің әдіс-тәсілдері қарастырылған. Есептер оқушылардың жас ерекшеліктерін ескере отырып топтастырылған. Тақырыптық жоспарда оқушылардың формулалар бойынша есептердің шығару жолдарын еске түсіру: Химиялық формулалар бойынша, ерітінділерге арналған есептер, химиялық теңдеулер арқылы есептеулер, заттардың формуласын табуға арналған есептеулер, олимпиадалық есептер,тәжірибелік есептердің шығару әдіс-тәсілдері топтастырылған.
Бұл таңдау курсы бойынша химия ғылымына қызығушылығын арттыра алатын, келешекте химия пәнін таңдауға септігін тигізетін ерекшелігі бар курс
Химиялық есептерді шешу әдістері
Кіріспе
Химиялық есептерді шығарту – білім алудың негізгі көзі болып саналады. Оқыту процесіне есептерді кіргізу арқылы оқытудың мынадай дидактикалық принциптерін іс жүзіне асыруға болады:
1. Оқушылардың белсендігін және өз бетімен жұмыс істеуін қамтамасыз етуге болады.
2. Білім мен біліктің жинақтығын қамтамасыз етеді.
3. Оқытудың өмірмен байланыстығын қамтамасыз етеді.
4. Кәсіптік бағдар мен, политехникалық білім береді.
Химиядан сабақ бергенде негізгі дидактикалық принципті еске ұстау керек. Ол оқытудың, яғни білім беру мен тәрбие және дамытудың бірлігі. Есеп шығаруда химиялық ұғымдар қайталанып бекиді. Алынған білімдер тереңдей түседі, оқушылардың ой-өрісі дамиды, оқушыларды өз бетімен жұмыс істеуге итермелейді. Есеп шығару арқылы оқушылар еңбекке үйренеді, жауапкершілік пайда болады, бір бағыттылық, мақсатқа жету үшін қайтпайтын қайсарлық пайда болады. Есеп шығаруда пән аралық байланыс та іске асады, табиғаттың тұтастығы туралы көз-қарас қалыптасады. Есеп шығаруда оқушылардың ой әрекеті мен іс әрекеті дамиды. Мысалы, ойға тоқу, дәлелдеу, талдау сияқты ойлау элементтерін үйренеді.
Психологтар мен дидактиктер «Есеп шығаруды – ойлау іс-әрекеттің кешенді моделі» деп атаған.
I-тарау.Химиялық есептер шығарудың жалпы әдістемелік талаптары
1.1 Химиялық есептердің жүйесі
Жалпы есепті екі топқа бөлеміз: 1) сандық; 2) сапалық.
Сандық есепті 3-ке топтастыруға болады.
1. Химиялық формула арқылы есеп шығару
2. Химиялық реакция теңдеуі арқылы есеп шығару
3. Ерітінділерге арналған есептер.
Әр топтың есептерінің бірнеше түрлері болады. Мысалы: Бірінші топқа -15түрлі есеп кіреді.
Қосылыстың салыстырмалы молекулалық массасын анықтау;
Заттың құрамындағы элементтердің массаларының ара қатынасы;
Қосылыстардағы элементтердің массалық үлесін анықтау;
Белгілі заттың массасынан элементтің массасын анықтау;
Элементтің массасы арқылы заттың массасын анықтау;
Салыстырмалы тығыздық арқылы газдардың молекулалық массасын анықтау ;
Газдардың салыстырмалы тығыздығын анықтау;
Массасы арқылы заттың саның анықтау;
Заттың белгілі мөлшері бойынша массасын анықтау;
10) Қосылыстағы элементтердің массалық үлесі бойынша, заттың қарапайым формуласын анықтау;
Газдардың тығыздығы мен элементтердін массалық үлесі бойынша заттардың молекулалық формуласын анықтау;
Жаңу өнімінің массасы арқылы заттың формуласын анықтау;
Заттың массасы, мөлшері мен көлемі бойынша (газдар үшін) молекулалардың сандарын анықтау;
Көлемі бойынша газ тәрізді заттардың массасын анықтау;
Заттың массасы, мөлшері бойынша газ тәрізді заттардың көлемін анықтау.
Сандық есептерді мынадай типтерге бөлуге болады (С.Г.Шаповаленко):
1 тип. Моль ұғымы арқылы есептер шығару;
2 тип. Элементтердің масаларының арақатынасы мен химиялық формула арқылы есептеу;
3 тип. Заттың құрамындағы элементтердің массаларының формуласы арқылы есептеу;
4 тип. Салыстырмалы тығыздыққа байланысты және газдың көлемі арқылы салыстырмалы молекулалық массаны анықтау;
5 тип. Химиялық теңдеу арқылы есептеу;
6 тип. Ерітінділерге арналған есептер;
7 тип. Жай және молекулалық формуланы құрастыру.
Ю.В.Плетнер, В.С. Полосин бойынша сандық есептер мынадай типтерге бөлінеді:
1 тип. Формула арқылы есептеу;
2 тип. Ерітінділерге арналған есептер;
3 тип. Реакцияға қатысқан газдардың көлемдік қатынасын анықтауға байланысты есептер;
4 тип. Заттың салыстырмалы молекулалық массасын анықтауға байланысты есептер.
5 тип. Реакция өнімінің шығымына байланысты есептер;
6 тип. Реакцияға қатысқан заттың біреуі артық мөлшерде алынған жағдайда заттың сандық мөлшерін анықтауға байланысты есептер;
7 тип. Қоспаға байланысты есептер;
8 тип. Реакцияға қатысқан газтәрізді заттардың сандық мөлшерін анықтауға байланысты есептер.
Сапалық есептер де бірнеше типтерге бөлінеді:
1 тип. Заттарды алу;
2 тип: Заттын сапалық құрамын анықтау;
3 тип. Химииялық заттарды бір-бірінен ажырата білу;
4 тип. Химиялық құбылыстарды бақылау және түсіндіру;
5 тип. Заттар мен құбылыстарды типтерге және жеке кластарға жатқыза білу;
6 тип. Берілген мөлшердегі ерітінділерді даярлау.
7 тип. Берілген заттарда қоспаның бар екендігін анықтау және затты қоспадан тазарту.
1.2 Химиялық есептердің бөлімдері
Есепті шығарғанда негізгі екі мәнге көңіл бөлу керек. Ол есептің химиялық бөлімі мен математикалық бөлімі . Есептің химиялық мәнін ескеру қажет. Есепті шығарудың алгоритмдік ретін төмендегі схема арқылы қарастырайық:

Есепті шығарудың химиялық бөлімі:
Текст

Есептің шартын схема түрде жазу

Есепті зерттеу




Есепті талдау
Есепті шығарудың математикалық бөлімі:
Есепті шығарудың әдісі

Шығару, есептеу
Жауабы

Шығаруды талдау, тексеру


Есеп шығарғанда оқушылар есептің химиялық бөліміне көңіл бөлмей , бірден математикалық есептеу жағына көп көңіл бөледі. Сондықтан да есептер жаттанды шығарылады. Оқушыларға заттарды қарастырғанда оның сандық жақтары мен қоса сапалық жағы да бар екендігін айту керек. Мысалы: 1-тапсырма. Мына қосылыстардың 5 Н2О, O2 , 2 Cu , H2SO4 , CaCO3, 3 NaOH
а) сандық;
б) сапалық құрамын анықтаңдар.
Шешуі: 5 Н2О- бес молекула судың сандық құрамы:
1) қандай элементтен құралған (Н.О)
2) молекула саны (5)
3) Заттың типі (күрделі)
4) қосылыстың типі (оксидтер)
Сапалық құрамы:
1) Салыстырмалы молекулалық массасы(Mr(Н2О))=18
2) Молярлық масса – М(Н2О) = 18 г/моль
3) Зат саны (ν) , моль ν (Н2О) = 5 моль
4) Масса (m), r. m (Н2О) = 90 г 5) Молярлық көлем (Vm) , л/моль-0,018 (18:1000)
6) Көлем (V), л -0.09 л 7) Элеметтердің массалық үлесі (W)
W(H) =0.11
W(O) =0.89
8) Элементтердің массасы
m(H): m(O) : 1:8
Есеп шығарғанда ең бірінші есептің химиялық мазмұнына да мән беру керек, сонан кейін есептің есептеу бөліміне ауысу керек.
Мысалы, № 1есеп.
80 г 15% Na2SO4 ерітіндісіне 20 г су қосқан. Алынған ерітіндідегі еріген заттың массалық үлесін табу керек.
Бұл есепте есептің химиялық бөлімінің негізіне мынадай ұғымдар кіреді: ерітінді, еріген зат, ерітіндідегі еріген заттың массалық үлесі. Сондықтан оқушылар осы ұғымдарды еске түсіріп , мына формуланы жазады:

W = m (е.з) / m(ерт)
m(е.з) = m (ерт). W
Алынған ерітіндінің массасы, алғашқы ерітіндінің массасы мен суды қосқанда тең болатын нәрсе. Енді барып есептің сұрағына жауап беруге болады. Ол үшін берілген мәліметтерді формулаға қоямыз.
Есеп №2 Сұйытылған азот қышқылы салқында күкіртті сутегін (H2S) бос күкіртке (S) дейін тотықтырады. Нәтижесінде NO мен су түзіледі. 3,36 л H2S тотыққанда қанша көлем NO мен қанша грамм күкірт алынады?
Есепті шығарудың химиялық бөліміне химиялық тілді меңгеру жатады, яғни аталған заттардың формуласын, реакция теңдеуін жаза білу, коэффициенттерін қоя білу, тотықтырғыш-тотықсыздандырғышын анықтау.

2 HNO3 + 3 H2S = 3 S + 2 NO + 4 H2O
Сонымен бірге газдардың молярлық көлемінің мөлшерін табу керек, сол арқылы газдың көлемінен заттың санына көшуге болады.

ν = V / Vm
Сонан кейін заттың сандық мөлшерінен салмағына және көлеміне көшуге мүмкіндік болады.
m = ν· M
V = ν · Vm.
Есепті шығарудың әдістері әр түрлі. Есепті шығару көптеген сатылардан тұрады.Олар бір-бірімен өте байланысты және бір жүйелі, бір сатылы болуы керек. Іс әрекеттердің алгаритмі болады:
1. Есептің мазмұнын ұқыпты оқып, оның мәнін түсінуге тырысу керек.
2. Есеп шығарудың химиялық бөлімін орындау керек:
а) есептің шартын жазу (белгілер арқылы)
б) қосымша мәліметтерді жазу
в) есепті талдау және шығарудың жоспарын құру.
3. Тиімді шығару әдісін таңдап алу.
4. Керекті есептеулер жүргізу.
5. Есептің жауабын жазу.
6. Алынған нәтижені тексеру (басқа әдіспен).
1.3 Химиялық есептерді талдау
Есепті шығарарда оны мұқият оқып және есепте не туралы айтылып тұрғаның анықтау керек. Химиялық процесс пе немесе тек қана зат туралы ма? Бірінші жағдайда реакция теңдеуін жазады, ал екінші жағдайда –заттың формуласы жазылады.
Есеп № 1. Құрамы 80% магнитті темірден тұратын әр бір тонна темір рудасынан 570 кг шойын алынады. Оның құрамында 95% темір болады. Теориямен салыстырғандағы темірдің массалық үлесінің шығымын анықтаңдар.
Бұл есепте тек қана заттың формуласын жазу керек. Ал шойынды балқытуға байланысты жүретін комплексті химиялық реакцияларды сұрамаған. Сондықтан Fe3O4 – формуласы жазылып есеп шығарылады.
Есеп № 2. Лабораторияда сутегін алюминиймен сілті қосып алуға болады немесе HCl қосуға болады. Егер реакцияға 9г Al қатысса, бөлінетін сутегі екеуінде бірдей бола ма?
Есепте екі химиялық процесс туралы айтылған. Сонымен қатар , бір затпен екі түрлі зат әрекеттесіп тұр. Сондықтан есепті екі реакция теңдеуін жазу арқылы шығаруға болады.

2 Al + 2 NaOH + 2 H2O = 2 NaAlO2 + 3 H2 ↑
2 Al + 6 HCl = 2 AlCl3 + 3 H2 ↑
Есеп № 3 . 5 т 60% HNO3 алу үшін қанша тонна NH3 керек, егер өндірісте NH3 шығыны 2,8 % болса.
Есептің мазмұнында нақтылы химиялық процесс туралы ештеме айтылмаған. Бірақ формула бойынша бұл есепті шығару мүмкін емес. Себебі NH3 азот қышқылының құрамына кірмейді.Сондықтан бұл жерде оқушы HNO3 өндірісін еске түсіру керек.Ол 3 сатыдан тұрады:

а) 4 NH3 + 5 O2 k→ 4 NO + 6 H2O
б) 2 NO + O2 = 2 NO2
в) 4 NO2 + 2 H2O + O2 = 4 HNO3
Бұдан әрі зерттеу кезінде мынау ескеріледі: есепті шығару үшін бастапқы шикі заттың мөлшері мен (NH3) соңғы алынған заттың мөлшерінің (HNO3 ) арақатынасы белгілі болса болғаны. Сөйтіп аралық процестер ескерілмейді, егер бастапқы мен соңғы заттың сан мәндері бірдей болса. Есепті шығару үшін барлық теңдеудің қосындысы алынады, немесе тізбе нұсқасы алынады:

4 NH3 + 5 O2 = 4NO + 6 H2O
+ 4 NO + 2 O2 = 4 NO2
4 NO2 + 2 H2O + O2 = 4 HNO3
4 NH3 + 8 O2 = 4 HNO3 + 4 H2O

немесе NH3 → HNO3
Есепті талдау арқылы оқушылардың ойлау іс-әрекеттері дамиды. Есепті талдаудың екі жолы бар:
а) есептің мазмұнан сұраққа қарай, яғни белгілі өлшемнен белгісіз өлшемге қарай талдау. Бұны талдаудың синтетикалық әдісі дейді.
б) ізделіп отырған шамадан белгілі шамаға қарай талдауды аналитикалық әдіс дейді.
Мұғалім бұл екі әдісті оқушыларға түсіндіру керек. Сонда оқушылар өз ерекшелігіне қарай бұл әдістерді пайдалана алады.
Синтетикалық әдісте : не берілді, оны қандай өлшеммен анықтауға болады, соңында нені анықтау керек, белгісіз өлшемді анықтау үшін мәліметтер жеткілікті ме, қандай қосымша анықтамалар керек ,оны қалай анықтауға болады, міне осылар анықталады.
Енді есептің талдауын қарастырайық:
Есеп №4. 1 кг 17% NH3 ерітіндісін алу үшін аммоний хлориді тұзымен сөндірілген известьтің қандай массасын әрекеттестіруге болады?
Синтетикалық әдіс: Мазмұннан мынаны білеміз: амиактың массасы, проценттік мөлшері, сөндірілген известьтің массасын табу. Есептің қысқаша мазмұның жазамыз:


Шешуі:
Берілгені: W = m(е.з) / m(ерт)
m (NH3) =1кг Ерітіндінің массасы мен ерітіндегі
W (NH3 ) =0,17 амиактың массалық үлесі арқылы m (Ca(OH)2 - ? еріген амиактың салмағын формуламен
Қосымша мәліметтер: анықтауға болады. Ол үшін жоспар құрамыз.
M(NH3 ) =17 г/моль
M (Ca(OH)2 =74 г/моль

Есептің жоспары:

1. 1 кг 0,17 NH3 массасын табу.

m(е.з) = W ∙ m(ерт) =0,17 ∙ 1000 г =170 г

2. Реакция теңдеуі арқылы известің массасын табу.
x г 170 г
2 NH4Cl + Ca (OH)2 = CaCl2 + 2NH3 + 2 H2O
74 г 34 г х = 74· 170 / 34 = 370 г
Егер оқушыға белгілі өлшеммен белгісіз өлшем арасындағы байланыс түсініксіз болса, онда есепті зерттеудің аналитикалық әдісіне көшу керек.
Бұл кезде белгісіз өлшемге көңіл аударады, оны қалай анықтау керек, яғни бұл үшін қандай теориялық ілім, заңдылық керек, оны қалай пайдалану керек. Бұл сұрақты шешкеннен кейін, белгісіз өлшеммен белгілі өлшем арасындағы тура және жанама байланыстарды анықтайды.
1) Мысалы есептің шарты бойынша Ca (OH)2 массасын анықтау керек болса, реакция теңдеуі бойынша қорытынды жасайды, яғни реакцияға 2 моль NH4Cl мен 1 моль Ca (OH)2 әрекеттесіп , 1 моль CaCl2 мен 2 моль NH3 пен 2 моль H2O шығады.
2) Ca (OH)2 массасын табу үшін реакцияға қатысқан заттардың төртеуінің біреуінің массасын анықтаса да болғаны, ондай зат NH3. Оның массасын формула бойынша анықтауға болады. Олай болса Ca (OH)2 салмағын да амиактың массасымен салыстыра отырып анықталынады. Сонымен аналитикалық әдіс те есептің жоспарына әкеліп отыр. Аналитикалық әдісті төмендегі есепке қолданайық:
Есеп №2 Құрамы 80% магнитті темірден тұратын әрбір тонна темір рудасынан құрамында 95% Ғе бар 570кг шойын алуға болады. Теориямен салыстырғанда шыққан темірдің массалық үлесінің шығымын анықтаңдар.
Есеп талқыланғаннан кейін, оның шарты жазылады. Жоспар құрылады.
Берілгені: Есепті шығару үшін шығымға байланысты
m (руда) =1т анықтамаларды еске түсіреді. Оны анықтайтын
m (шойын) = 570кг формуланы жазады.
ω(Ғе) = 0,95
ω(Ғе3О4) = 0,8 η = mпрак(Ғе) / mтеор (Ғе)

η(Ғе)-?
Практика жүзінде алынған темірдің массасын шойынның массасы мен
ондағы темірдің проценттік мөлшерімен анықтайды. Сонан кейін бір тонна рудадағы темірдің массасын табу үшін алдымен бір тоннадағы Ғе3О4 массасын табады. Сосын химиялық формула арқылы Ғе3О4 және оның молярлық массасы арқылы рудадағы Ғе массасын табуға болады. Осындай талқылаудан кейін барып,есептің шығару жоспары құрылады.
Шойындағы темірдің массасын табу.

m = 570 · 0,95 = 541,5 кг.
Бір тонна рудадағы Ғе3О4 массасын табу.
m (Ғе3О3) = 0,8· 1000 кг = 800 кгҒе3О4 құрамындағы темірдің массасын табу.(теориялық масса)

800 ----------------------- х
232 ----------------------- 168
х = 800 ·168 / 232 = 579
4.Темірдің массалық үлесінің шығымын анықтау.
η = mпрак(Ғе) / mтеор (Ғе) = 541,5 / 579 = 0,94 = 94 %
Күрделі есептерді талқылағанда көрнекілік материалдың орны ерекше. Мәліметтерді графика түрінде өрнектеудің маңызы өте зор. Себебі графика арқылы өрнектеп, есептің мазмұнын анық, нақтылы түсінуге болады.
Есеп №3. Бидайдан орташа есеппен астық алғанда бір сезонда әр бір гектар жерден 75кг азот алынып кетіледі.Бұл кемістіктің орнын аммиак селитрасының қандай мөлшері толтыра алады, егер мынаны ескерсек өсімдіктер үшін қажетті азоттың 20% топыраққа табиғи процесс арқылы қайтарылатын болса. Есептің шартын жазамыз:
Шешуі:
Мг(N) =14 М(N) =14г/моль
m (N)=75кг М(NН4 NО3) = 80г/моль
ω(Nқайтатын) =0,2

m (NН4 NО3) = ?
Есепті талдай келе мынадай міндеттерді шешуді қажет етеді. Бір сезонда астықпен бірге бір га жерден 75 кг азот кететін болса, бұл азоттың массасын төрт бұрышты геометриялық формамен өрнектейміз. Осы азоттың 20%, яғни 1/5 бөлігі табиғи жолмен топыраққа қайтарылады. Оларды шартты түрде былай белгілейміз :
а) Азоттың шартты түрдегі массасы:

75кг N


б) 20 % азоттың массасын берілген тік бұрыштың 1/5 бөлігімен белгілейміз.
75кг N
20%
в) Топыраққа NН4 NО3 енгізілгенде азотпен бірге Н,О элементтері енгізіледі. Оларды өрнектеу үшін тік бұрышты сызықта әрі қарай созамыз.

75 кг N
20 %

m ( NН 4NО3)-?

1 Сурет. Мәліметтердің графикалық түрде жазылуы

Азоттың 1/5 бөлігі табиғи жолмен толтырылады.Олай болса тыңайтқыш арқылы азоттың 4/5 бөлігін толтыру керек. Сөйтіп в) схеманы шығарамыз. Осыдан келіп есептің жоспары құрылады:
Табиғи жолмен қайтарылатын азоттың массасын анықтау.
Тыңайтқыш арқылы берілетін азоттың массасын анықтау.
Азоттың массасы арқылы NН4 NО3 массасын анықтау.
Есепті екінші әдіспен, графикалық схема арқылы да қысқа жолмен
шығаруға болады. Егер 20% азот топыраққа табиғи жолмен келетін болса, онда тыңайтқыш арқылы 75кг-ның 80% енгізу керек. Ол: 75кг · 0,8 = 60кг. Одан әрі қарай жоғарғыдағы жоспар бойынша NН4 NО3 массасы анықталады.
1.4 Химиялық есептерді шығаруда физикалық және математикалық білімдерді пайдалану
Оқушылар химияны оқуға кіріскенде оларда біршама физикадан,
математикадан алған білімдері болады. Сондықтан есеп шығарғанда оларды пайдалану керек. Оқыту процесінде оқушыларға қолданылатын жалпы физикалық өлшем бірліктерді қалай пайдалану керек екендігін үйрету керек.
Кесте №1. Физикалық өлшем бірліктерін белгілеу
Өлшемі Бірлігі
Мысал
Мазмұны белгісі Мазмұны белгісі Зат массасы m килограмм Кг
m (Н2О)=3кг
Атом массасы mа килограмм Кг
m а (О)=26,5·10 -27кг
Зат мөлшері Ν,n Моль моль
γ(НСl)=0,5моль
Молярлық масса М Кг/моль
г/моль Кг/моль
г/моль М(СаО)=56·10 -3кг/моль
М(СаО)=56 г/моль
Салыстырмалы атомдық масса Аr шексіз - Аr (С)=12
Салыстырмалы молекулалық масса Мr шексіз Мr(СаСО3)=100
Көлем V Куб/метр
Литр М3
Л V(СО2)=2,5м3
V(КОН)ерт=35л
Молярлық көлем Vм Куб метр/моль
Литр/моль М3/моль
л/моль Vм(СО2)=22,4·10-3 м3/моль
Vм(О2)=22,4 л/моль
Тығыздық Ρ Кг/м3
г/см3 Кг/м3
г/см3 ρ (Н2SO4)=1840кг/м3
ρ (Н2SO4)=1,84г/м3
Молекула саны N Моль-1 N(Н2О)=3·1023
Массалық үлес W w ( С)=0,27=27%
Салыстырмалы тығыздық а) ауа dауа dауа(СО2)=1,5
б) сутегі dН2 dН2(СН2)=8
Молекула саны N N(Н2О)=3·1023
Элементтің массалық үлесі W w ( С)=27%
w ( К 2СО 3)=15%
Зат шығымының массалық үлесі η шексіз - Η (НNO3)=82%
Заттың көлемдік мөлшері φ шексіз - φ (О2)=21%
Молярлық концентрация С Моль/литр Моль/м3
Моль/л С(К2СО3)=0,05моль/л
Эквиваленттік молярлық концентр. Сэ Моль/л Моль/л Сэ(1/2 Н2SO4)=0,1моль/л
Заттың ерігіштігі S г/л
г/л S(КСl)=450г/л
Қысым Р Паскаль
Па Р(О2)=132кПа
Температура Т
t Кельвин
градус цельсия К
0С Т=273,16К
t=15 0С
Хим.реакц.жылд. υ моль/м3секунд
моль/м3с υ=0,01моль/м3с
Жылу саны Q Джоуль
Дж Q=318Дж=0,318кДж
Молярлық энталпия Нм Джоуль/моль Дж/моль ∆Нобр298(SО2(г))=-296,9 кДж/моль
Молярлық энтропия Sм дж/мольК S0298(SО2)(г)=248,1кДж
/мольК
Термодинамикалық потенциал G Дж ∆G0298(SО2)(г)=-300,1
кДж/моль

Есеп шығарғанда мына ұғымдарды дұрыс пайдалана білу керек: заттың саны,
мөлшері, моль, молярлық масса, молярлық көлем. Физикалық өлшем жүйесі
екі бөліктен тұрады:
Негізгі физикалық өлшем (масса, көлем, зат мөлшері)
Туынды физикалық өлшемдер. Бұл бірлікті былай көрсетеміз:
М , г/моль
m ,кг(г) γ (моль)

ρ Vm
V,м3(л)
Физикалық өлшемдер арасындағы байланысты формула арқылы өрнектеуге болады.
Vm= V/ ν ; М = m / ν ; ρ = m / V
Есеп шығарғанда есептің мазмұнындағы өлшем бірлікті нақты анықтай білу керек. Мысалы, зат мөлшері десек бұл ұғым екі өлшемді біріктіреді: зат массасы (г/моль) және заттың көлемі (л/моль)
Есептеу кезінде сандық мәннің қасына міндетті түрде оның өлшемін де жазу керек. Мысалы: а) М(МдО) = 40г/моль немесе 40·10-3 кг/моль
Тығыздыққа байланысты: б) газға p (О2)=1,429 г/л ; қатты, сұйық затқа
ρ (Н2SО4) = 1840 кг/м3
Көлемге байланысты: в) Vm=22,4·10-3 м3/моль немесе 22,4 л/моль деп жазылады. Есептеу кезінде сандық өлшеммен бірге, өлшем бірліктері де қатар жүреді. Мысалы, массасы 1кг тең NаОН мөлшерін былай анықтаймыз:
ν = m / М m (NаОН) =1кг =1000г ; М (NаОН) = 40г/моль
ν(NаОН) = 1000 г/моль / 40 г = 25 моль
Есеп шығарғанда алгебралық тәсілдерді де пайдалануға болады. Мысалы:
Есеп №2. 200мл ерітіндіде 20г NаОН бар. Сілті ерітіндісінің молярлық концентрациясын анықтаңдар.

V(NаОН)=200мл C= ν/ V; ν= m/М; С = m / V ·М
m(NаОН)=20г
C(NаОН)=? C(NаОН)= 20 г/моль/ 40г ·0,20л = 0,25моль/л
М(NаОН)= 40г/моль

Сонымен химиялық есептерді шығарғанда мынадай қорытынды жасауға болады:
1.Есеп шығарту химияны оқыту процесінің негізгі компоненті болып саналады. Жүйелі түрде әртүрлі есептерді шығарту арқылы (жазбаша,ауызша,сапалық) оқушыларды есеп шығартуға үйретуге болады.
2.Есеп шығаруда мынаны ескеру керек: химиялық құбылыстың екі жағы бар: сандық және сапалықтың бірлігі. Сондықтан ең бірінші есептің химиялық бөліміне назар аудару керек, сосын барып есептеу керек.
3.Есеп шығарғанда есеп шығарудың алгоритмдік жүйесін сақтаған жөн.Сонда оқушылар іс-әрекеттерін бір бағытта жұмсайды.
4. Есептің шартын дұрыс жаза білу-есепті шығарудағы ең негізгі нәрсе болып саналады.
5. Есептің физикалық өлшем бірліктерін дұрыс пайдалана білуге оқушыларды үйрету керек.

1.5 Есептер мен тапсырмалар
1. Мына мәліметтер нені білдіреді: Аr(O); Ar(Си); Mr; m0 (Ji); m(Ji);
m0(Н)=1,66·10-27кг; М(СО2); Mr(С2Н5ОН); m0(СО2)=7,3·10-23кг; Mr(СО2)=44;
ω(Н2SO4); С(NаОН)=0,1моль/л; γ(Н2О); γ(Аl); η(Ғе); V(СО2); Vm; dн2(СО2)=22;
ω=m/Vp; η = mтеорН2SО4/ mтеорН2SО4 ; NА; dауа(СО2)=1,5; p(Н2SO4)=1840кг/м3.
2.Шартты таңбалар арқылы белгілеу: а) салыстырмалы кальции атомының массасы, б) кальцийдің молярлық массасы, кальций ионының молярлық массасы.
3. Мына таңбалар нені білдіреді: а) Мг(СН3СООН); М(СН3СООН)г/моль; m(СН3СООН); mМ(СН3СООН); б) ω(S)=(Н2SО4); ω(Н)=(СН4); аммиак шығымының массалық үлесі η(NН3)=30%; в) V(С3Н6); Vm(С2Н2).
6. Элементтердің массалық үлесін анықтаңдар: Н2SО4 (ω(Н); ω(S); ω(О)-? ω(NаОН)-? ω(NН4NО3)-?
7. Төмендегі өлшемдердің айырмашылығы мен ұқсастығы қандай: оттегі атомының массасы, оттегінің салыстырмалы атомының массасы, оттегі молекуласының салыстырмалы массасы, оттегі атомының молярлық массасы, оттегінің массасы. Осыларды арнаулы белгілер арқылы өрнектеңдер.
9. Лабораторияда тек қана кристальдық сода бар. Массалық үлесі 0,05 тен 600г Nа2СО3 ерітінді алу үшін қанша грамм сода және қандай көлем су алу қажет.
10.  700г 14,2% Nа2SО4 ерітіндісін дайындау үшін қанша грамм глаубер тұзы мен су қажет.
II-тарау. Әдістер мен үлгілер
2.1 Химиялық есептерді шығаруда қолданылатын негізгі әдістер
Химиядан есептер шығарғанда көбінесе мұғалім дәстүрлі бір әдіспен
қана есеп шығартуды үйретеді. Мүндай әдіспен есеп шығарту көбінесе
оқушылардың ойлау іс-әрекетінің дамуына кедергі келтіреді. Олардың жеке
ерекшелігі ескерілмей, мұғалімнің іс-әрекетімен ғана шектелуіне мәжібұр
етеді. Сондықтан да әрбір есептің жеке ерекшелігіне қарай, оны шығарғанда
бірнеше әдіспен шығаруды көрсеткен жөн. Сонда ғана оқушылар өздеріне
тиімді әдіспен есептерді шығара алады. Есептер шығарғанда оқушылардың
математикалық дайындықтарын да ескеру қажет. Әртүрлі әдіспен есептерді
шығарту арқылы оқушылардың ойлау-іс әрекеттерін дамытуға болады.
Әртүрлі әдіспен есептерді шығартуды екі мысал арқылы көрсетейік.
Есеп 1. Заводқа 464т. магнитті теміртас Fe3O4 бар руда әкелінді. Осы
рудада неше тонна темір бар? (формула арқылы есептеу)
Есеп 2. 16г. SO2 түзілуі үшін HCl-мен неше грамм Na2SO4
реакцияласуы керек? (реакция теңдеуі арқылы шығарылады)
Бірінші есепте химиялық процесс туралы сөз қозғамаған, тек формула
арқылы рудадағы темірдің (Fe) массасын табу керек деген. Формуладан
Fe3O4 көрініп тұр, егер 1 моль Fe3O4 алсақ, онда темір 3 моль болады, егер
руданың моль санын 2 есе арттырсақ, онда соған сәйкес темірдің де моль
саны 2есе артады. Яғни руданын массасы мен темірдің массасының арасында
тура пропорциональдық тәуелділік бар.
Ал, екінші есепте химиялық реакцияға қатысқан заттар арасында тура тәуелділік бар. Есептің шартында үш зат туралы айтылған. Нәтижесінде SO2 түзіледі. Реакция теңдеуін жазғанда түзілген H2SO3 тұрақсыз екендігін оқушыларға ескерту керек. Ол SO2 мен H2O айырылады. Реакция теңдеуін жазып, мынадай қорытынды жасаймыз:
SO2
Na2SO4 + HCl = 2NaCl +H2SO3
H2O
Теңдеу бойынша бір моль Na2SO3 пен бір моль HCl қосылып бір моль SO2 түзіледі. Мұнда да бір-бірімен тура тәуелділік бар. Күкіртті газды SO2 қанша алсақ, сонша Na2SO3 көбейту не азайту керек. Енді осы тура тәуелділікті пайдаланып есепті әртүрлі әдіспен шығарайық.
2.1.1 Зат массаларының қатынасы
№1
m (Fe3O4)=464г Шығару жолы:
Бір моль Fe3O4 құрамында үш моль темір (Fe) бар.
m (Fe)-? m= νM m (Fe3O4) = 1 моль·232 г/моль = 232г
m (Fe)=3 моль · 56 г/моль =168г
М (Fe3O4) =232г/моль m (Fe) = 168 = 1
М(Fe) =56г/моль m (Fe3O4) 232 1,38
Темірдің массасы магнитті тастың массасынан 1,38 есе аз болады, яғни m (Fe) = 464т :1,38 =336т

Жауабы: 464т Fe3O4 құрамында 336т Fe бар.
№-2
m (SO2) =16 г Шығару жолы:
16·1,97 16
m (Na2SO3)-? Na2SO3 + 2HCl = 2NaCl + SO2 + H2O
126 64
М(SO2) = 64г/моль
М(Na2SO3) =126г/моль m = νM
m (SO2) =1моль· 64г/ моль = 64 г
m (Na2SO3) =1моль·126г/моль =126г

m (SO2) = 64 = 1
m (Na2SO3) 126 1,97 126 > 64 (1,97есе)
Теңдеу бойынша түзілген SO2 массасына қарағанда Na2SO3 массасы 1,97 есе көп. Олай болса m (Na2SO3) = 16 г · 1,97 = 31,5 г.
Жауабы: 16 г SO2 алу үшін 31,5 г Na2SO3 керек
2.1.2 Зат массаларын салыстыру

Бұл әдісте реакция теңдеуі арқылы немесе формула бойышша анықталған заттардың массалары салыстырылады.

№1
m (Fe3O4) =464г Шығару жолы:
Бір моль Fe3O4 құрамында үш моль темір (Fe) бар.
m (Fe)-?
М (Fe3O4) =232г/моль М(Fe) =56г/моль m = ν · M
m (Fe) =3моль·56г/моль =168г
m (Fe3O4) =1моль·232г/моль =232г
464 т >232 г, яғни 2·106 есе көп, сонда Fe3O4 құрамындағы Fe массасы да сонша есе көп болғаны. Олай болса:
m (Fe) =168г ·2 ·106 = 336 · 106 г = 336т
№-2
m (SO2)=16 г Шығару жолы:

m (Na2SO3)-? Na2SO3 +2HCl = 2NaCl + SO2 + H2O

М(SO2)=64г/моль m (SO2) =1моль · 64г/ моль = 64 г
М(Na2SO3)=126г/моль m (Na2SO3) =1моль ·126г/моль =126г
16 г < 64 г яғни 4 есе

Олай болса 16 г күкірт оксидің (ІV) алу үшін Na2SO3 массасы да 4 есе аз болу керек.
m (Na2SO3) =126 : 4
2.1.3 Моль ұғымын пайдалану арқылы есептеу
Химияның негізгі ұғымдарының бірі «моль», «мольдік масса» ұғым-
дарын тереңірек түсінуі үшін сандық есептерде осы ұғымдарды пайдаланып
есептер шығарған тиімді. Бұл әдістер арқылы оқушылар өз ойларын
жинақтауға үйренеді, уақытты үнемдеуге дағдыланады. Химиялық үрдістің
мәнің жақсы түсінеді, химиялық теңдеулер мен химиялық формуланын
сандық және сапалық жақтарын тереңірек меңгереді.

№1
(Fe3O4) = 464 т Шығару жолы:
Магнитті темір тастың формуласы бойынша бір
m (Fe)-? моль Fe3O4 құрамында үш моль атом темір бар.
Формуланы пайдаланып m = ν · M
М (Fe3O4)=232г/моль 464 т рудадағы магнитті темір тастың сандық
М (Fe)=56г/моль мөлшерін табамыз.
ν (Fe3O4 ) = 464·103 кг : 232 ·10 -3 кг/моль = 2 ·10 6 моль
m = ν · M бойынша 2 ·10 6 моль магнитті темір таста (Fe3O4) 6· 106 моль темір бар. Олай болса:
ν (Fe) =3 · ν (Fe3O4 ) =3 ·2· 106 = 6 ·10 6моль
m = ν · M m (Fe) = 6 ·106 моль · 56 · 10-3 кг/моль = 336 ·103 кг = 336 т
№-2
m (SO2)=16 г Шығару жолы:

m (Na2SO3)-? Na2SO3 +2HCl = 2NaCl + SO2 + H2O

М(SO2) = 64г/моль Формуланы пайдаланып күкірт оксидінің (ІV)
М(Na2SO3) = 126г/моль массасын моль санына айналдыруға болады:
ν = m / М
ν (SО2) = 16 г : 64 г/моль = 0,25 моль
Теңдеу бойынша бір моль Na2SO3 тен бір моль SО2 алынып тұр. Олай болса 0,25 моль SО2 алу үшін 0,25 моль Na2SO3 қажет. Сонда
m = ν · M

m(Na2SO3) = 0,25 моль ·126 г/моль = 31,5 г
2.1.4. Пропорция әдісі
Бұл әдіспен есептер шығарғанда мынадай іс-әрекеттердің реті сақталуы қажет:
1. Өлшем бірліктер арасындағы пропорциональдық тәуелділікті анықтау;
2. Пропорция құру;
3. Пропорция арқылы есептеу.

№1
(Fe3O4) = 464 т Шығару жолы:
Магнитті темір тастың формуласы бойынша бір
m (Fe)-? моль Fe3O4 құрамында үш моль атом темір бар.
Формуланы пайдаланып m = ν · M
М (Fe3O4)=232г/моль магнитті темір тастың және темірдің массасын
М (Fe)=56г/моль анықтаймыз:
m (Fe3O4) = 1 моль · 232۰10-3 = 232۰10-3 кг m (Fe) = 3моль ۰56۰10-3= 168۰10-3 кг
Магнитті темір тастың формуласы бойынша бір моль Fe3O4 құрамында үш моль атом темір бар екендігін ескеріп, пропорциональдық тәуелділікті анықтаймыз. Сонда 232 ۰10-3 кг Fe3O4 құрамында 168۰10-3 кг темір болса, онда 464 т Fe3O4 құрамында m т Fe бар
464 : 232 = m (Fe) : 168
х = 464 · 168 : 232 = 336т
№-2
m (SO2) =16 г Шығару жолы:

m (Na2SO3)-? Алдымен реакция теңдеуі бойынша натрий
сульфитінің массасы мен күкірт оксидінің (ІV)
М(SO2) = 64г/моль массасы анықтанылады:
М(Na2SO3) =126г/моль m (SO2) = 1моль ۰ 64г/моль = 64 г m (Na2SO3) =1моль ·126г/моль = 126 г

Бұдан кейін реакция теңдеуі арқылы анықталған массалар мен есептің шарты бойынша берілген массалар арасындағы пропорциональдық тәуелділікті анықтайды. Реакция теңдеуі арқылы формуланы пайдаланып күкірт оксидінің (ІV) және натрий сульфитінің г/моль массасын тауып, пропорция арқылы есепті шығарамыз.
х 16
Na2SO3 +2HCl = 2NaCl + SO2+ H2O
126 64

М(SO2) = 64г/моль ; М(Na2SO3) =126г/моль
х 16
Na2SO3 +2HCl = 2NaCl + SO2 + H2O
126 64

Х --------- 16
126 -------------64 х =31.5
2.1.5 Алгебралық формулалармен есептеу

Алгебралық формулаларды пайдаланып химиялық есептерді шығаруға болады. Мысалы, мына төмендегі формулалар арқылы есептеу жүргіземіз.

ω(эл) = Аr(эл)n : Mr(зат); m(эл) = m(зат) · ω(эл)
m(эл) = m(зат) · Аr(эл)n : Mr; m(зат) = m(эл) Mr : Аr(эл)n
m(зат) = m(эл) : ω(эл); ω(эл) = Аr n : Mr
№1 m(эл) = m(зат) ·Аr(эл) ) · n : Mr; Формулаға мәліметтерді қойып
есепті шығарамыз.

m (Fe) = m (Fe3O4 ) · n Аr(Fe) : Mr(Fe3O4 ) = 464т · 3 · 56 :232 = 336 т
№-2 mx m
Na2SO3 + 2HCl = 2NaCl + SO2 + H2O
νxMx νM

Пропорция арқылы есепті шығарамыз.
mx / νxMx = m / νM
Осыдан mx табамыз.
mx = m · νxMx / νM
m-белгілі заттың массасы ; M-осы заттың молярлық массасы;
mx-заттың массасын табу керек; Mx-осы заттың молярлық массасы; ν- белгілі заттың зат мөлшері; νx- заттың зат мөлшерін табу керек;
Формулаға көрсетілген өлшемдерді қойып есепті шығарамыз.

m (Na2SO3) =16 г · 1моль · 126 г/моль : 1моль · 64г/моль = 31,5г
2.1.6 Эквивалент заңын қолдану
Оқушыларға эквивалент ұғымын түсіндіріп, эквивалент заңының негізін ашып беру керек. Жай және күрделі заттардың эквивалентін анықтаудың ережесін түсіндіру қажет.
Эквивалент заңы бойынша: m1 / m2 = э1 / э2 есеп шығарғанда заттың эквиваленттік массасын табуға болады.
№1
m (Fe3O4 ) = 464 т m (Fe) / m (Fe3O4 ) = Э(Fe) / Э(Fe3O4 )

m (Fe) -? Э(Fe) = 21г/моль
Э(Fe3O4 ) = 29 г/моль
Осы мәліметтерді формулаға қойып темірдің массасын табамыз:

m (Fe) = m (Fe3O4 ) · Э(Fe) / Э(Fe3O4 )
m (Fe) = 464 т · 21г/моль ׃ 29 г/моль = 336 т
№-2
m (SO2) = 16 г Na2SO3 +2HСІ = 2 NaСІ + SO2 + H2O

m(Na2SO3) =? Эквивалент заңы бойынша формула құрастырамыз:

m(Na2SO3) / m(SO2) = Э(Na2SO3) / Э(SO2)

m(Na2SO3) = 16 г · 63г/экв. : 32г/экв. = 31.5г

2.1.7. Бірлікке келтіру әдісі

№1

m (Fe3O4)=464г m = νM m (Fe3O4) = 1 моль ·232 г/моль = 232г
m (Fe)-? m (Fe) =3 моль · 56 г/моль = 168г

232г Fe3O4 құрамында 168г Fe бар, олай болса
1г Fe3O4 құрамында Fe 232 есе аз болады,
яғни 168 : 232г тең. Сонда 464т Fe3O4 құрамындағы темірдің мәні 1г Fe3O4 қарағанда 464 ·106 есе көп болады, яғни 168 : 232 · 464 · 106 = 336 ·106 = 336т
№-2
16
m (SO2) = 16 г Na2SO3 +2HСІ = 2 NaСІ + SO2 + H2O
126 64
m(Na2SO3) =?
m ( SО2) = 1 моль· 64 г/моль = 64 г
m (Na2SO3) = 1 моль· 126 г/моль = 126 г
Реакция теңдеуі бойынша 64г SO2 алу үшін 126 г Na2SO3 керек, олай болса
1г SO2 бөлінуі үшін Na2SO3 64 есе аз керек, яғни 126 / 64г. Ал 16г SO2 алу
үшін бір грамм бөліп алғаннан 16 есе артық болу керек, яғни
m (Na2SO3) = 126 / 64 · 16 = 31,5г
2.1.8. Пропорционалдық коэфиценттерін пайдалану
Алгебра курсында пропорционалдық коэффицент ұғымына байланысты формула бар. k= y/x, ал химия курсында пропорционалдық коэффицент мына формула бойынша анықталады. k= m : Mг. Олай болса элементтің массасын былай анықтаймыз. m(эл)= k· n ·Аr ; n- элемент атом саны

№1

m (Fe3O4)=464г k = m : Mг k = 464 : 232 = 2
m (Fe)-? m (Fe) = k · 3 · Аr(Fe)
m (Fe) =2 · 3 · 56 = 336
№-2
16
(SO2) = 16 г Na2SO3 +2HСІ = 2 NaСІ + SO2 + H2O
126 64
m(Na2SO3) =?
k = m : ν · M

k =16г : 1моль· 64г/моль = 0,25
m(Na2SO3) = k · ν · M (Na2SO3)
m(Na2SO3) = 0.25 ·1моль ·126г/моль = 31,5г
Осы әдіс арқылы есеп шығарғанда бірнеше заттың массасын анықтауға
болады. Біздің мысалымыздан (H2SO4, Na2SO4 , H2O) массаларын анықтау
керек болса, осы әдісті пайдалануға болады.
2.2. Химиялық есептерді шығарудың графикалық әдістері

Алдындағы қарастырылған есептерде заттар бір-біріне тәуелділікте болды, яғни белгілі зат пен белгісіз заттар арасында пропорционалдық тәуелділік бар. Міне осындай бір нәрсеге байланысты болатын тәуелділікті функционалдық тәуелділік немесе функция дейді. Олардың мәнін графика арқылы өрнектеуге болады. Мұндай функциялардың графиктері оқушыларға 6-шы кластың алгебра курсынан белгілі, біледі. Мысалы, №5-7 есепте m (Fe) = х мәні m (Fe3O4) = у мәніне байланысты болады. Міне осындай бір біріне байланысты тәуелділікті формула арқылы өрнектейміз:
у = k х.
Біздің мысалымызда: m (Fe) = k · m (Fe3O4) және m(Na2SO3) = k · m (SO2)
1-ші жағдайда пропорционалдық коэффицент формула арқылы анықталады, яғни мына ара қатынаста анықталады: Fe3O4: k=232:56 ·3 =1,38 (магниттік темір тастың молярлық массасының құрамындағы темір мен атом санына көбейткендегі санға тең)
2-ші жағдайда пропорционалдық коэффициент бұл: k = 64 / 126 = 0,51 тең.
Тура пропорционалдықтың графигін құру үшін таблица құрады. Функция мәні мынадай: m (Fe) =1,38 m (Fe3O4)

Кесте №1
M (Fe) 0 10 20 40 80 120 168
M (Fe3O4) 0 13,8 27,6 55,2 110,4 165,6 232
m (Fe) m (Fe)=1.38 m (Fe3O4) Осы тура сызықты
168 функцияның графигі
120 m (Fe)=1.38 m (Fe3O4)
80 кез келген 2 нүктенің
арасын қосқанда ғана түзу
40 сызықтық пайда болады.
20 Сондықтан есепті осы
10 әдіспен шығару үшін
0 m (Fe3O4) екі нүктенің ғана коорди-
13,8 27,6 55,2 110,4 165,6 232 - натасын тапсаң жетеді:

Сурет 1. Темірдің массасы
магниттік темір тастың массасына тәуелдігі
Бірінші нүкте етіп 0 (ноль) нүктесін аламыз, ал екінші нүктені заттың формуласы арқылы анықтап белгілейміз. Енді есепті шығарып көрейік. Fe3O4 формуласы бойынша оксидтің және темірдің массаларын табамыз.
№1
m (Fe3O4) = 464 г m (Fe3O4)=1 моль ·232г/моль =232г
m (Fe) = 3моль · 56г/моль =168г
m (Fe)-?
Кесте бойынша пропорционалдық тәуелділік түзуінің графигін сызамыз
m (Fe)
Кесте№2 336
m (Fe3O4) 0 232
m (Fe) 0 168
168
0 232 464 m (Fe3O4)
сурет 2. № 5-7 есепті шығару үшін
Координаттар жазықтығында 2 нүктені белгілейміз, олардың қиылысу нүктесі арқылы түзу сызамыз. Абсцисса осіндегі 464 нүктесінен түзуге дейін перпендикуляр жүргіземіз. Қиылысу нүктесінен горизонталь жүргізіп ординат осінен нүкте белгілейміз. Ол 336т темірдің массасын көрсетеді.

Жауабы: 336 т темір.
№2
m (SO2)=16 г Na2SO3 +2HCl = 2NaCl + SO2 + H2O
126 64
Реакция теңдеуі бойынша:
m (Na2SO3)-? m (SO2 ) = 1 моль. · 64 г/моль = 64 г
m (Na2SO3) = 1 моль. · 126 г/моль = 12 6 гКесте құрып, соған байланысты график сызамыз. m (Na2SO3) = 0,51 т SO2
m(SO2)
M (Na2SO3) 0 126
m(SO2) 0 64
64 -------------------- -----
Есепті шешу үшін екі нүктенің 16
қиылысу нүктесінен түзу жүргіземіз. m (Na2SO3)
Осы түзуге ордината осіндегі 0 31,5 80 100 126
16 нүктесінен горизонталь жүргіземіз.
Қиылысқан нүктеден абцисса осіне перпендикуляр түсіреміз. Табылған нүкте 31,5г тең Na2SO3 массасын көрсетеді. Химиялық есептеудің графикалық әдісі химия өндірісінің мекемелерінде және химиялық лабароторияларда көп пайдаланылады.
Графикалық әдіспен ерітінділердің қоспасын шығару тиімді.
Есеп 3 100г 20% ерітінді 50г 32% ерітіндімен қосылған. Алынған
ерітіндідегі еріген заттың массалық үлесін табыңдар:

m1(ерт)=100г Алынған ерітіндінің ω2 ω1 m2(ерт)=50г массасы:
ω1=20% 32
ω2=32% m =100+50 =150 г. 30
ω3=? График құрамыз: 24
20 20

10 10
0 50 100 150
m(ертіндінің қоспасы),г
Жауабы: ω3=0,24 немесе 24%

Есеп 4. 25% аммиак ерітіндісінен 1кг 15% аммиак ерітіндісін дайындау керек. 25% аммимак ерітіндінің және судың массасын анықтаңдар.
Шешуі: ω2 % ω1 % 30
m3(NH3)ерт=1кг 25
ω3(NH3)=15% 20
20 15
m (25%) ерт=? 10
m(су) =? 10

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
m(ертіндінің қоспасы)1г
Жауабы: 0,4кг 25% NH3 ертіндісін 0,6кг сумен араластыру керек.
2.3. Алгебралық әдіспен есеп шығару
Оқушылар алгебраны 6-шы сыныптан оқиды. Математика сабағында есепті шығаруда алгебралық тәсілдер көп қолданылады. Сондықтан да бұл әдісті оқушылар жақсы қабылдайды. Дегенмен де химия мұғалімдері бұл әдісті аса қолданбайды. Енді соған мысал келтірейік.
Есеп 1. Массалық үлесі 7,5% тең және 60% тең H2SO4 ерітінділерді қосып, массасы 350г тең 15% H2SO4 ерітіндісін алу керек. Екі ерітіндіден қандай салмақ мөлшерде алынады?
1. Бір грамм ерітіндідегі H2SO4 мөлшерін анықтайды:
а) 7,5% тең ерітіндіні 1 г ерітіндіге аударсақ

100г – 7,5г
1г – х х = 7,5:100 = 0,075г
б) 60% ерітінді: х = 60 : 100 = 0,60 гв) 15% ерітінді: х = 15 : 100 = 0,15 г 2. Алгебралық белгілеуді еңгіземіз:
а) араласуға жұмсалатын массалық үлес 7,5% тең ерітіндінің жалпы массасын – х деп белгілейміз, олай болса ондағы таза H2SO4 массасын – 0,075х деп белгілейміз.
б) 60% ерітіндінің жалпы массасы мынаған тең: (350 - х), ал ондағы таза H2SO4 мынаған тең: 0,15·350
3. Міне осы мәліметтерден алгебралық теңдеу құрамыз:

0,075х + 0,60 · (350 · х) = 350 · 0,15
4.Теңдеуді шешеміз:

0,075х + 200 - 0,60х = 52,5
Осыдан : 0,525х = 157,5 х = 157,5 : 0,525 = 300г

Бұл 7,5% H2SO4 ерітіндісінің массасы (300г)
Ал 60% H2SO4 ерітіндісінің массасы 350г-300=50г
Есеп 2. Табиғи неонның құрамындағы мына изотоптардың 1020Nе және 1022 Nе массалық үлесі қандай, егер оның орташа салыстырмалы атомдық массасы 20,2 тең болса.
Шешуі. Атомдық салмағы 20,2 тең табиғи атом неонның әр бір 100 атомына қанша атомдар саны келеді, төмендегі изотоптардың:
1020Nе және 1022 Nе
1. Алгебралық белгілеуді енгіземіз:
100 атом табиғи неонның құрамындағы 1022Nе атомының санын – х деп белгілейміз, онда 1022 Nе- саны (100-х) болады.
Ал 1020Nе атомының массасы – 20х болады, ал1022 Nе массасы – 22(100-х)
2. Осы мәліметтерден алгебралық теңдеу құрамыз:
20х + 22 · (100-х) =20,2·100

3. 20х +2200 - 22х = 2020
2x =180 x = 90 атом 1020Nе

4. Олай болса 1022 Nе 100 – 90 = 10
Сонымен әр бір100 атом табиғи неонға 90 атом 1020Nе және 10 атом 1022 Nе келеді. Міне осы сандар % үлесті ауыстырады.

Есеп 3. 24,5 г К2SO4 мен Na2SO4 қоспасынан 34,95г Ва2SO4 алған. Қоспадағы тұздардың массасын табу
Шешуі:
1. М(К2SO4) =174г/моль; М(Na2SO4) =142г/моль;
М(Ва2SO4) =233г/моль;
2. Алгебралық белгілеуді енгіземіз:
а) К2SO4 массасы – х
б) Na2SO4 массасы – (24,5 − х)
3.147г К2SO4 – 233г Ва2SO4 алынады
Бір грамм К2SO4 тең 174 есе аз алынады, онда х тең – х есе аз КОН алынады: 233 :174 · х (Ва2SO4)
4. (24,5 − х) Na2SO4 тұзынан: 233 : 142 (24,5 – х) алынады
5. Алгебралық теңдеулер:

(233: 174) · х + 233 : 142 · (24,5 − х) = 34,95
6. Теңдеуді шешеміз:

1,34х + 40,18 − 1,64х = 34,95
0,3х = 5,23 х = 17,4г К2SO4

7. Na2SO4 үлесі: 24,5 − 17,4 = 7.
2.4. ТИПТІК ЕСЕПТЕРДІ ШЕШУ ҮЛГІЛЕРІ
1-мысал: Массасы 8,00 грамм темір пластинка мыс сульфатының ерітіндісіне батырылған. Біраздан кейін пластинканы ерітіндіден шығарып алып, құрғатып, қайтадан өлшегенде оның массасы 8,77г болған. Ерітіндіге ауысқан темірдің массаларын табыңыздар.
Шешуі:
Металдардың активтік қатарына (дәлдеп айтқанда «стандарттық электрондық потенциалдар» қатарында) темір мыстың алдында тұрғандықтан мысты оның тұздарының құрамынан ығыстырып шығарады. Яғни, мыс сульфатының құрамындағы мыс иондарының орнын темір иондары басады, ал бөлініп шыққан мыс атомдары темір пластинкаға қонады. Жалпы, бастапқы пластинканың ауырлауы немесе жеңілдеуі, бір сөзбен айтқанда өзгеруі, алмасатын металдардың молярлық (атомдық) массаларының айырмасына тікелей байланысты.
Біз қарастырып отырған реакция теңдеуін былай жазуға болады:
Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu (1)
Пластинканың массасының өзгеруі темірдің еруіне (пластинканың жеңілдеуі) және оның орнына мыстың қонуына (пластинканың ауырлауы) байланысты.
Мұнда ерітіндіге кететін металдың (Fe) атомдық массасынан пластинканың бетіне қонатын металдың (Cu) атомдық массасы үлкен болғандықтан реакция нәтижесінде пластинка ауырлайды.
∆М = M(Cu) – M(Fe) = 64г/моль - 56г/моль =8г/моль.
Есептің шарты бойынша реакция нәтижесінде пластинканың массасы
∆m = 8,77-8,00 = 0,77 грамға ауырлайды.
Есептің бұдан арғы жалғасы бірнеше әдістермен шығарылуы мүмкін.
1-әдіс.
Пластинканың ауырлауы немесе жеңілдеуі алмасатын металдардың атомдық массаларының айырмасына тәуелді екеніне сүйене отырып, пропорция құрамыз:
Егер, 64г Cu бөлінген пластинканың массасы 8г ауырласа, онда хг Cu бөлінгенде пластинканың массасы 0,77г ауырлайды.
Бұдан: х = 64 ∙ = 6,16г
Осындай пропорция арқылы ерітіндідегі ауысқан темірдің де массасын табуға болады.
Егер 56г Fe ерітіндіге ауысқанда пластинканың массасы 8 грамға ауырласа, онда у г Fe ерітіндіге ауысқанда пластинканың массасы 0,77 грамға ауырлайды.
Бұдан: у = 56 ∙ = 5.39г
Сонымен, реакция нәтижесінде 5,39 грамм темір ерітіндіге ауысып, оның орнына 6,16 грамм мыс пластинканың бетіне қонған.
2- әдіс.
Реакцияға түсетін металдардың бірінің, мысалы, темірдің зат мөлшерін х моль деп белгілейміз. Олай болса, реакция нәтижесінде бөлінген мыстың да зат мөлшері х моль болғаны. Егер зат мөлшерінен массаға көшсек, онда ерітіндіге ауысқан темірдің массасы 56 х грамм, ал оның орнына қонған мыстың массасы 64 х грамға азайып, бірақ 64 х грамға көбейгенін ескеріп мынадай теңдеу құрамыз:
8,00 – 56 х + 64 х = 8,77
Бұдан: 8х = 0,77х = 0,77/8 = 0,096 моль.
Демек, ерітіндіге ауысқан темірдің массасы:
m(Fe) = v(Fe) ∙ M(Fe) = 0,096 моль∙56 г/моль= 5,39 гСол сияқты, темірдің орнына қонған мыстың массасы:
m(Fe) = v(Fe) ∙ M(Fe) = 0,096 моль∙64 г/моль= 6,16 г 2-мысал. Массасы 100 грамм мырыш пластинкасы күміс (1) нитраты ерітіндісіне батырылған. Біраздан соң пластинканы ерітіндіден шығарып алып, құрғатып, қайтадан өлшегенде оның массасы 7 грамға артқан. Ерітіндіге ауысқан мырыштың және пластинканың бетіне қонған күмістің массаларын табыңдар.
Шешуі:
Алдымен реакция теңдеуін жазамыз.
Zn + 2AgNO3 = Zn(NO3)+ 2Ag
65г/моль 108г/моль
Пластинканың массасының артуы мырыштың еруіне (пластинканың жеңілдеуі) және оның орнына күмістің қонуына (пластинканың ауырлауы) тікелей байланысты. Бұған қоса 1 моль мырыш 2 моль күмісті ығыстырып шығарып отыратынын ескере отырып, пропорция құрамыз:
Егер 65г мырыш еріп күміспен алмасқанда пластинканың массасы 2 ∙ 108 – 65 =151 грамға артса, онда х г мырыш еріп, күміспен алмасқанда пластинканың массасы 7 грамға артады.
Бұдан: х = 65 ∙ = 3г
Осындай пропорция арқылы пластинканың бетіне қойылған күмістің массасын табуға болады:
Егер 2 ∙108г күміс мырышпен алмасып, пластинканың бетіне қонғанда массасы 151 грамға артса, онда у грамм күміс мырышпен алмасып, пластинканың бетіне қонғанда, пластинканың массасы 7 грамға артады:
Бұдан: у =2 ∙108 ∙ = 10г
Сонымен, реакция нәтижесінде 10 грамм мырыш ерітіндіге ауысып оның орнына 3 грамм күміс пластинканың бетіне қонған.
2-әдіс.
Алғашқы мысалдағыдай алмасатын металдардың бірінің, мысалы, мырыштың зат мөлшнрін х моль деп белгілейміз. Сонда реакция нәтижесінде бөлінген күмістің зат мөлшері 2х моль болады. Егер зат мөлшерінен массаға көшсек, онда ерітіндіге ауысқан мырыштың массасы 65х грамм, ал оның орнына пластинканың бетіне қонған күмістің массасы 2 ∙108 х грамм болады. Енді бастапқы пластинканың массасы 65 х грамға азайып, бірақ 2 ∙108 х граммға көбейгенін ескеріп мынадай теңдеу құрамыз:
100 – 65х + 2∙108х =108.
(2 ∙108 - 65) х = 7
151х = 7.
х = 7/151 = 0,0464 моль.
Демек, ерітіндіге ауысқан мырыштың массасы:
m(Zn)=v (Zn)∙M(Zn)=0.0464моль ∙65г/моль = 3г
Сол сияқты, темірдің орнына қонған күмістің массасы:
m(Zn)=v (Ag)∙M(Zn)=0.0464моль ∙108 г/моль = 10г
3-мысал. Массасы 20 грамм мыс пластинкасын күміс нитратының ерітіндісінде реакция толық аяқталғанша батырып ұстағанда оның массасы 19%-ға артқан. Бастапқы ерітіндідегі күміс нитратының массасын есептеңдер.
Шешуі:
Алдымен реакция теңдеуін жазамыз:
Cu + 2AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2Ag
64 г/моль 108 г/моль
Реакция теңдеуі бойынша пластинканың массасының ауырлауы мыстың еріп, ал оның орнына күмістің қонуына тікелей байланысты. Есептің шарты бойынша, пластинканың массасы оның бастапқы массасының 19%-іне, демек 20∙19/100=3,8 грамға артқан.
Бұдан: х =65 ∙ = 3,00г
Бұл есептің жалғасын алғашқы мысалдардағы екінші әдіспен шығарған ыңғайлы.
Мысалы, ерітіндіге ауысқан мыстың зат мөлшнрін х моль деп белгілейік. Сонда реакция нәтижесінде бөлінген күмістің зат мөлшері 2х моль болады. Егер зат мөлшерінен массаға көшсек, онда ерітіндіге ауысқан мыстың массасы 64х грамм, ал оның орнына пластинканың бетіне қонған күмістің массасы 2 ∙108 х грамм болады. Сонымен мынадай теңдеу аламыз:
20 – 64х + 2∙108х = 20 + 3,8.
20 + (2 ∙108 - 64) х = 23,8
(2 ∙108 - 64) х = 3,8
х = = =0,025 моль
Демек, реакция нәтижесінде 0,025 моль мыс ерітіндіге ауысқан. Реакция теңдеуі бойынша онымен 2 0,025 = 0,05 моль AgNO3 ерітіндісі әрекеттескен. Егер зат мөлшерінен массаға көшсек:
m(AgNO3)=v (AgNO3)∙M(AgNO3)=0,5 ∙ 170= 8,5г
4-мысал. Әрқайсысының массалары 10г екі мырыш пластинканы 2-валентті металдардың тұздарының екі ерітінділеріне батырып ұстаған. Біраздан соң шығарып алып, жуып, кептіріп, өлшегенде, бірінші пластинканың массасы 9,5235г, ал екінші пластинканың массасы 17,091 г болған. Бірінші ерітіндіде темір (ІІ) тұзы болған. Екі ерітіндіде де реакцияға түскен металдардың зат мөлшері бірдей. Екінші тұздың ерітіндісінің құрамына кіретін металды атаңыздар және пластинкалардың бетінде жүретін процестерді түсініңдер.
Шешуі:
Алдымен жүретін реакциялардың теңдеуін жазып аламыз:
Zn + FeAn = ZnAn + Fe (1)
65,4 г/моль А г/моль
Zn + МeAn = ZnAn + Мe (2)
65,4 г/моль А г/моль
Мұндағы Ап кез-келген 2 валентті анион, ал Ме – белгісіз металл, А – оның молярлық массасы. Реакцияға түскен металдардың зат мөлшерін (олар есептің шарты бойынша бірдей) х моль деп белгілейік. Сонда мынандай теңдеулер құруға болады:
10 – 65,4х + 55,8х = 9,5235 (3)
10 – 65,4х + Ах = 17,091 (4)
Есептің шартында пластинкалардың массалары жрғарғы дәлдікпен келтірілгендіктен бізде металдардың массаларының дәлірек мәндерін пайдалануымыз керек. (3) теңдеуді шешсек:

9,6х = 0,4765 х = 0,0469 моль
Енді х-тің мәнін (4) теңдеуге апарып қойсақ:
10 – 65,4 · 0,0469 + А · 0,0469 = 17,091
(А – 65,4)0,0469 = 7,091
0,0469 · А = 7,091 + 3,244 = 10,335

А = 10,335 : 0,0496 = 208,36
Бұл 2-валентті металдардың ішінде қорғасынның атомдық массасына жақын.
5-мысал. Белгісіз екі валентті металдың тұзының ерітіндісіне екінші бір металдың пластинкасы батырылған. Екінші металдың атомдық массасы бірінші металдың атомдық массасынан 4,6 есе кем. Біраз уақыттан кейін пластинканың массасы 21,24 грамға артқан. Сонымен қатар, электролиз кезінде ерітіндіден бөлінген металдың массасы оның молярлық массасынан 8,34 есе кем. Белгісіз металдарды анықтаңыздар.
Шешуі:
Бірінші металды Ме-ден, екінші металды Э-деп белгілейік. Есептің шартында екінші металдың валенттігін 1, 2 немесе3 деп жорамалдап, оларға сәйкес реакция теңдеулерін жалпы түрде былай жазуға болады:
Ме2++2Э=Ме+2Э+ (1)
Ме2++Э=Ме+Э+ (2)
3Ме2++2Э=Ме+2Э+ (3)
Екінші металдың (Э) молярлық массасын х-деп белгілесек, онда есептің шарты бойынша бірінші металдың молярлық массасы 4,6х болады.
Алдымен (1) теңдеуін пайдаланып пропорция құрайық:
Егер 4,6х грамм Ме бөлінгенде пластинканың массасы (4,6х-2х) грамға өзгереді.
a==37,58г
Ендеше, есептің шарты бойынша бірінші металдың молярлық массасы (М)Ме = 37,58·8,34 = 313,4 г/моль болуға тиіс. Ал, мұндай металл жоқ, демек екінші металл бір валентті емес.
Енді (2) теңдеуді пайдаланып, тура осындай есептеулер жүргізейік:
Егер 4,6х Ме бөлінгенде пластинканың массасы (4,6х-х) грамға өзгерсе, онда b-грамм Ме бөлінгенде пластинканың массасы 21,24 грамға өзгереді:
b = = 27,14г
Бұдан: М(Ме) = 27,14 · 8,34 = 226,34 г/моль
Бұл радий болуы мүмкін, онда екінші металдың молярлық массасы

М(Э) = = 49,2 г/моль.
Ал, мұндай металл жоқ. Демек, екінші металдың екі валентті болуы мүмкін емес.
Енді (3) теңдеуді пайдаланып, тура осындай есептеулер жүргізейік. Егер 4,6 х грамм өзгерсе, онда с-грамм Ме бөлігіндеғ пластинканың массасы 21,24 грамға өзгереді.
c = =24.84
Онда бірінші металдың молярлық массасы
М(Ме)=24,84· 8,34 = 207,16 г/моль болуға тиіс. Ол қорғасын. Сонда, екінші металдың молярлық массасы
М(Э)=207,16/4,6=45,03 г/моль болғаны. Демек, екінші металл – скандий.
6-мысал. Массасы 18,2 мыс пластинкасын темір (ІІІ) хлоридінің 230 г ерітіндісіне [w(FeCl3)=0,1] батырған. Біраз уақыттан кейін пластинканы шығарып алғанда, ерітіндідегі темір (ІІІ) хлоридінің массалық үлесі түзілген мыс (ІІ) хлоридінің массалық үлесіне тең болған. Пластинканың ерітіндіден шығарып алғаннан кейінгі массасы қандай?
Шешуі:
φ°(Cu/Cu2+)=+0,34 B
φ°(Fe/Fe2+)=-0,44 B
φ°(Cu/Cu2+)> φ°(Fe/Fe2+)
болғандықтан, мыс ерітіндіде темірді темір (ІІІ) тұздарының құрамынан ығыстырып шығара алмайды. Сондықтан мынадай реакция ғана жүреді:

х моль 2х моль х моль
Сu + 2FeCl3 = 2FeCl2 + СuCl2 (1)
64 г/моль 162,5 г/моль 135г/моль
Ерітіндідегі FeCl3 пен CuCl2 заттарының массалық үлестері (демек массалары) теңескенше х моль Cu әрекеттесті делік. Олай болса, (І) реакция теңдеуі бойынша мыспен 2х моль FeCl3 әрекеттесіп, нәтижесінде х моль CuCl2 түзіледі:
( w(FeCl3) ) = w(CuCl2) m (FeCl3) = m(CuCl2).
v(FeCl3) ·M(FeCl3) = v(CuCl2) ·M (CuCl2)
Бастапқы ерітіндідегі темір (ІІІ) хлоридінің зат мөлшері:
v(FeCl3)= = = 0.14
Кейінгі ерітіндіде:

(0.14-2x)162.5=135x
23-325 x =135x
23=460x = 0.05 моль

Демек, еріген мыстың массасы:
M (Cu) = 0.05 моль· 64 г/моль = 3.2 гПластинканың кейінгі массасы:

m (пл)= 18.2 − 3.2 = 15г
7-мысал. Күміс нитратының массасы 50г 6%-дық ерітіндісіне мыс фольгасы (жұқа пластинка) салынған. Біраз уақыттан кейін фольганың массасы 0.42г ауырлаған. Реакциядан кейінгі ерітіндідегі күміс нитратының массалық үлесін есептеңіздер.
Шешуі:
Реакция теңдеуі:
1 моль 2 моль
Сu +2 AgNO3 = Cu(NO3) 2 + 2Ag
64 г/моль 108 г/моль
Алдымен бастапқы ерітіндідегі күміс нитратының массасын табамыз:
m(AgNO3) = m(ерітінді) · w (AgNO3) = 50г ·0.06=3г
Реакция теңдеуіне сүйене отырып, пропорция құрамыз:
Егер реакция нәтижесінде 2 моль күміс бөлінгенде фольганың массасы 216г- 64г = 152 г ауырласа, онда х моль күміс бөлінгенде фольганың массасы 0.42 г ауырлайды. Бұдан:
Х = = 0.0055 моль · v (AgNO3)=0.0055 моль
Енді реакция теңдеуі бойынша реакцияға түскен күміс нитратының массасын есептейміз:
m(AgNO3) = v (AgNO3) ·M(AgNO3) = 0.0055 моль · 170 г/моль = 0.935г
Реакциядан кейінгі ерітіндідегі күміс нитратының массасы:
3 – 0,935 = 2.065г
Реакциядан кейінгі ерітіндінің массасы:
m(ерітінді) = моль ·64 г/моль
108 г/моль = 50г + 0,176г – 0,594г = 49,582
W (AgNO3) = = 0,041 = 4,1%
2.5 Есептер мен тапсырмалар
• Төмендегі есептерді 8 әдіспен шығарыңдар: қандай әдісті тиімді деп санайсыңдар.
1. Бір литр КСІ ерітіндісіне толық тұнба түзілгенше күміс нитраты ерітіндісі қосылған. Тұнбаның массасы 28,7г. Ерітіндідегі КСІ массалық үлесін табыңдар. Есепті 8 әдіспен шығарыңдар.
2. 12 л сутегі алу үшін (қ.ж.) Н2SО4 ерітіндісімен қанша грамм алюминий қатысады.
3. Құрамында 94% Ғе2О3 бар 2 т темір рудасынан қанша т.темірді алуға болады.
4. 10 л сутегін алу үшін (қ.ж.) темірмен 163 г тұз қышқылы ерітіндісі әрекеттескен. Қышқылдағы хлорлы сутектің массалық үлесін табыңдар.
5. Анализ үшін алынған аммоний сульфатының нұсқасының құрамында 1,4 г азот болған. Анализ үшін алынған тұздың массасын анықтаңдар. • Есептерді графикалық әдіспен шығарыңдар. Бұл әдіс барлық есепке тиімді ме? Қандай әдісті тиімді деп санайсыздар.
6. Белгісіз заттың құрамы 40% магний оксиді және 60% кремнийдің диоксидінен тұрады. Заттың формуласын анықтау.
7. 600г 52% КОН ерітіндісін 400 мл сумен араластырған. Алынған ерітіндідегі КОН массалық үлесін табыңдар.
8. Белгісіз заттың формуласын анықтаңдар, оның құрамына кіретін элементтердің массалық үлесі Са -0,2, молибден -0,98, және оттегі -0,32 тең болса.
9. 2,5 г мырыш пен магнийдің құймасын Н2SО4 ерітіндісіне еріткен. Сонда 1,19л сутегі (қ.ж.) алынған. Құймадағы әрбір металдың массасын анықтаңдар.
10. 10 г темір сульфиді(ІІ) мен мыс сульфидінің (ІІ) қоспасына артық мөлшерде тұз қышқылы ерітіндісін қосқанда 2,24 л газ бөлінеді. Қоспаның құрамын анықтаңдар?
11. 1 кг 40 % күкірт қышқылы ерітіндісін дайындау үшін 62 % пен 15% күкірт қышқылының қандай массалық қатынастарын араластыруға болады.
12. Калий нитраты тұзын қаныққанға дейін 70° С температурада 500 г
суға еріткен, сонан кейін 0° дейін салқындатқан. Тұздың массасын
анықтаңдар?

III-тарау
3.1 Есептерді талдап, шығарту арқылы оқушылардың ой - өрісін дамыту
Күрделі химиялық есептерді шығару арқылы студенттер келешекте есептті талдап, ой -өзегінен өткізуге үйренеді. Есептің мазмұны сарапталып, шығару жолдары таңдалынады. Есепті шығару үрдісі кезінде теориялық білімді пән аралық пәндермен ұштастыру қажеттілігі туындайды. Сондықтан да үнемі күрделі есептерді шығару арқылы, студенттер олимпиада
есептерін шығаруға үйренеді. Енді мысалдар келтірейік.
1-Есеп 100 г темір пластинкасын мыс купороса ерітіңдісіне батырған. Мыс қонған пластинканы кептіріп қайтадан өлшеген. Оның массасы 101,3 г болған, Пластинкаға қонған мыстың массасын анықтаңдар.
Шешуі: Реакция теңдеуін жазамыз:
m (Fе) = 100 г
m (Fе +Сu) = 101,3 г Fе + СиSО4 = FеSО4 + Си

m (Сu) - ? Химиялық теңдеу бойынша темірдің әр атомы
М(Fе) = 56 г /моль мыстың катионың ығыстырады, яғни ерітіңдіге
М(Си) = 64 г /моль өткен әр бір атом темірдің орнына, пластинкаға
бір атом мыс қонады. Олай болса пластинканың
салмағының өзгерісі темір мен мыстың мольярлық массаларының айырмасынан болады.
∆М = 64 г /моль − 56 г /моль = 8 г /моль

Эксперементтік мәліметтер бойынша пластинканың тәжірибеге дейін және тәжірибеден кейінгі салмақтарының айырмашылығы мынадай болған:
∆М = 101,3г − 100г = 1,3г
Міне осы өткізген талдаудың нәтижесі, есепті шығарудың негізгі көзі болып саналады. Әрі қарай есепті әртүрлі әдіспен шығаруға болады.
1- әдіс. 1,3 г < 8 г 6,15 есе, олай болса пластинкаға қонған мыстың да массасы 1 моль мыстың массасынан 6,15 есе кем болады :
m (Сu) = 64 г ׃6,15 = 10,4 г 2-әдіс. Пластинканың салмағының 1,3 г артуы, мыс пен темірдің мольярлық массаларының айырмасына (8г) тәуелділікте болып тұр. Ал бұл 8г сан бөлінген мыстың мольдік санына тең болып тұр. Олай болса мыстың моль саны мынаған тең болады:
ν(Сu) = 1,3 г ׃ 8г/ моль= 0,162 моль
Формула бойынша мыстың массасын табамыз: m = ν · М
m (Сu) = 64 г/моль · 0,162 моль = 10, 4 г
3- әдіс.Реакцияға қатысқан темірді х моль, ал пластинкадағы мысты да
х моль деп белгілейміз. Ал, ерітіндіге өткен темірдің массасын −56 х, пластинкаға қонған мыстың массасын −64 х арқылы анықтаймыз.
Теңдеу құрамыз: 100 −65 х +64 х = 101,3, осыдан 8 х = 1,3; х = 0,16 моль,

m (Сu) = 64 г/моль · 0,162 моль = 10, 4 г 4-әдіс. Егер 1 моль Си бөлінсе, ол 64 г сәйкес келеді, онда пластинканың салмағының айырмасы 8 г тең, олай болса m (Си) бөлінсе пластинканың айырмасы 1,3 г болады. Осыдан пропорция құрамыз:

64׃ m = 8 ׃ 1,3
m (Сu) = 64 г · 1,3 г / 8 г = 10,4 г Жауабы: Пластинкада 10,4 г Сu бөлінеді.
2 есеп. 1, 60 г калий бромиді ерітіндісіне құрамында хлоры бар бромның 6,00 г қоспасы қосылады. Қоспаны кептіреді. Сонда 1,36 г тұз қалдық болып қалады. Қоспадағы хлордың проценттік массасын анықтаңдар.
Шешуі:
m (КВг)= 1,60 г Бромның құрамындағы хлор калий бромиді
m (Вг2) = 6,00 г ерітіндісімен әрекеттеседі. Реакцияға қатыс-
m (соли)= 1,36 г қан калий бромидінің массасы арқылы
хлордың массасын анықтауға болады:
ω (СІ2) = ?
2 КВг + СІ2 = 2 КСІ + Вг2
М(КВг) = 119 г / моль
М(КСІ) = 74,5г / моль Химиялық теңдеу бойынша 2 моль КВг 1 М(СІ2)= 71г / моль 1 моль СІ2 әрекеттескен. Нәтижесінде 2 моль
КСІ және 1 моль Вг2 түзіледі. Олай болса,
кептіргеннен кейін қалған тұздың массасының кемуі, ∆m = 1,60 г − 1,36 г = 0,24 г калий бромидінің массасы мен калий хлоридінің молярлық массаларының айырмасы арқылы болады.

∆М = 119 г/ моль − 74,5 г/моль = 44,5 г / моль
0,24 г< 44,5 г 185,4 есе, олай болса реакцияға қатысқан калий бромид -інің массасы да 185,4 есе аз болады:
m (КВг) = 119 г ׃ 185,4 = 0,64 г Химиялық теңдеу бойынша 2 моль КВг реакцияға қатысады, яғни оның массасы m = ν ·М; m (КВг)= 119 г / моль · 2 моль = 238 г, ал 1моль СІ2 71 г тең.
0,64 г < 238 г 371,9 есе, яғни хлор сонша есе аз болады:
m (СІ2) = 71 г 371,9׃ = 0,19 г Қоспадағы хлордың массалық үлесін анықтаймыз:
ω = m (СІ2) ׃ m (Вг2)
ω(СІ2) = 0,19 г г 00 , 6/ = 0,032

Жауабы. Бромның құрамында 3,2 % хлор бар.
Калий бромиді мен хлордың массаларын басқа да үш әдіспен есептеп шығарыңдар.
Оқушылардың ой-өрісін үнемі ауызша есептерді шығарту арқылы дамытуға болады. Ауызша есептерге көп уақыт кетпейді, әрі оқушылар тез ойлануға, салыстыруға, айырмасын анықтауға, қорытыңдылауға үйренеді.
№ 3 Есеп. 0,5 моль мырышпен күкірт қышқылының қандай массасы әрекеттеседі және қандай көлем сутегі бөлінеді?
Есепте мырышпен күкірт қышқылының арасындағы реакция туралы айтылады. Реакцияға қатысқан заттардың сандық мөлшерлері бірдей. Яғни мынадай ара қатынаста: 1 : 1 : 1
Zn + Н2SО4 = ZnSО4 + Н2
1моль 1моль 1моль 1моль
Реакцияға 0,5 моль мырыш қатысатын болса, қалған заттардың да мөлшерлері 0,5 моль болатыны реакциядан көрініп тұр. Олай болса күкірт қышқылының 98 г/моль тең молярлық массасын және газдардың (қ.ж.) 22,4 л/моль тең көлемін біле тұра, қышқылдың массасын 49 г, бөлінген сутегінің көлемін 11,2 л тең екендігін айтуға болады,
Жауабы: 0,5 моль мырышпен 49 г Н2SО4 әрекеттеседі, 11,2 л сутегі бөлінеді.
№ 4 Есеп. 10 г натрий гидроксиді ерітіндісімен қандай көлемде хлорлы сутегі әрекеттеседі?
Химиялық реакция бойынша хлорлы сутегін натрий гидроксиді арқылы өткізгенде тұз қышқылы мен натрий гидроксиді 1:1 ара қатынасында әрекеттеседі. Натрий гидроксидінің 40 г/моль тең молярлық массасы мен хлорлы сутегінің 22,4 л/ моль тең көлемін біле отырып, 40 г NаОН 22,4 лНСІ әрекеттесетінің атап көрсетуге болады. Ал есептің шарты бойынша сілтінің мөлшері 10 г, яғни 4 есе аз, олай болса хлорлы сутегі де 4 есе кем беріледі, немесе 5,6 л болады.
Жауабы: 10 г NаОН нейтральдау үшін 5,6 л НСІ керек.
Қарапайым ауызша есептерді шығару арқылы , біршама күрделі есептерді де шығаруға болады.
№ 5 Есеп. 196 г күкірт қышқылы ерітіндісін нейтральдау үшін алдымен 60 г натрий гидроксиді ерітіндісі қосылады, әрі қарай нейтральдау калий гидроксиді ерітіндісімен жалғасады. Толық нейтральдауға қанша грамм калий гидроксиді ерітіндісі жұмсалады.
Н2 SО4 + 2NаОН = Nа2SО4 + 2 Н2О
1моль 2 моль
Есептің шартында күкірт қышқылының массасы 196 г, оны оның молярлық массасымен салыстырсақ (98 г/моль), қышқылдан 2 моль берілген.
Олай болса нейтральдауға 4 моль сілті қажет. 60 г натрий гидроксидінің моль саны 1,5 моль (М(NаОН) = 40 г/моль). Сонымен калий гидроксидінен 2,5 моль қажет. (М(КОН) = 56 г/моль), ал массасы 140 г (56 г/моль · 2,5 моль)
Жауабы:196 г Н2 SО4 нейтральдау үшін 60 г NаОН және 140 г КОН керек.
3.2 Қоспалар
Көптеген күрделі есептер мен олимпиадалық есептерде, қоспадағы компоненттердің массаларын анықтауды сұрайды. Мұндай есептерді көбінесе алгебралық тәсілдермен шығару тиімді болады. Сонымен қатар бұл есептерді шығару үшін алгебрадан алған білімдер де қажет болады.
Мұндай есептерді шығарту арқылы, оқушыларды алгебралық теңдеулер- ді құрудың әртүрлі тәсілдерімен таныстырып, тиімді әдістерді таңдап алуға үйретуге болады.
Есепті шығарту кезінде есепті талдауға үлкен мән беру керек. Оқушылардың қабылеттерін ескере отырып, олардың қандай әдістерді таңдап алуға болатыңына мүмкіншілік беруге болады. Енді қоспаға байланысты әртүрлі тәсілдермен шығарылатын есептерді қарастырайық.
№1. . 2,33 г темір мен мырыштың қоспасын қышқылға еріткенде 896 мл сутегі алынады. Қоспадағы әрбір металдың массасын анықтаңдар?
Шешуі: 1-әдіс. Бір белгісізі бар алгебралық
m (Fе,Zn) = 2,33 г теңдеулерді құрастыру
V(Н2) = 896 мл Қоспадағы m (Fе) ) = х г деп, ал m (Zn) = 2,33-х г
деп белгілейміз.
m (Fе,) -? m (Zn) -? Темір мен қышқылдың арасындағы жүретін
реакция теңдеуін жазамыз:
М(Fе) = 56 г/моль х V1 М(Zn) = 65 г/моль Fе + Н2SО4 = FеSО4 + Н2
Vm = 22,4 л/моль 56 г 22,4 л

Пропорция құрып сутегінің көлемін анықтаймыз.

х ׃ 56 = V ׃ 22,4 ; V1 = 22,4 · х / 56 = 0,4 х

Мырышпен қышқылдың арасындағы жүретін реакция теңдеуін жазып пропорция құрамыз:
22,3 г - х V2
Zn + Н2SО4 = ZnSО4 + Н2
65 г 22,4 л
2,33 г - х / 65 = V2 / 22,4 ; V2 = ( 2,33 г – х) · 22,4 / 65 (л)
Бір белгісіз арқылы алгебралық теңдеуді құрып, оны шешеміз:

0,4 х + ( 2,33 – х) · 0,345 = 0,896
0,4 х + 0,804 – 0,345 х = 0,896
0,055 х = 0,092 ; х = 1,68
m (Zn) = 2,33 − 1,68 = 0,65 г Жауабы: Қоспада 1,68 г Fе және 0,65 г Zn бар.
2- әдіс. Екі белгісіз арқылы екі алгебралық теңдеулерді құрастыру
Қоспадағы металдардың массасын m (Fе) = х ; m (Zn) = у деп белгілейміз.
Реакция теңдеуін жазып, бөлінген сутегінің көлемін анықтаймыз.
х V1
Fе + Н2SО4 = FеSО4 + Н2
56 г 22,4 л
у V2
Zn + Н2SО4 = ZnSО4 + Н2
65 г 22,4 л
х / 56 = V1 / 22,4 л; V1 = 22,4 · х / 56 = 0,4 х ;

у / 65 = V2 / 22,4 л V2 = 22,4 · у = 0,345 у
осыдан, х + у = 2,33 0,4 х + 0,345 у = 0,896
Теңдеудің жүйесін құрып оны шешеміз:

х + у = 2,33
{ 0,4 х + 0,345 у = 0,896 · 0,4

0,4 х + 0,4 у = 0,932
− 0,4 х + 0,345 у = 0,896

0,055 у = 0,036; у = 0,65 ; х = 2,33 − 0,65 = 1,68

3- әдіс. Белгісізге металдардың массасының орнына олардың сандық мөлшерлері алынып алгебралық теңдеулер құрастыру.
Қоспадағы темірді х моль және мыршты у моль деп белгілесек, онда темірдің массасы – 56 х , мырыштың массасы – 65 у болады. Осыдан

56 х + 65 у = 2,33

Металдардың қышқылдармен әрекеттескен реакция теңдеулерін жазамыз:
Fе + Н2SО4 = FеSО4 + Н2 ↑

Zn + Н2SО4 = ZnSО4 + Н2 ↑

Реакция теңдеулері бойынша темірдің х молі қышқылдан сутегінің х молін ығыстырып шығарады, ал мырыштың у молі қышқылдан сутегінің у молін ығыстырды. Олардың көлемдері 22,4 х және 22,4 у литр болады.
Осыдан 22,4 х + 22,4 у = 0, 896 .
Екі белгісізден екі теңтеудің жүйесі құрылады:

56 х + 65 у = 2,33
22,4 х + 22,4 у = 0, 896

56 х + 65 у = 2,33
− 56 х + 56 у = 2,24

9 у = 0,09 ; у = 0,01 ; ν(Zn) = 0,01 моль
56 х + 65 · 0,01 = 2,33 ; 56 х = 1,68 ; х = 0,03 ; ν(Fе) = 0,03 моль

m(Zn) = 65 г/моль · 0,01 моль = 0,65 г
m(Fе) = 56 г/моль · 0,03 моль = 1,68 г 4- әдіс. Бұл әдіс бойынша әрбір металды 2,33 г тең етіп алып, алдымен сутегінің көлемі пропорция арқылы анықталады.
2,33 г х л
Fе + Н2SО4 = FеSО4 + Н2 ↑
56 г 22,4 л

2,33 / 56 = х / 22,4; х = 2,33 г · 22,4 л / 56 г = 0,932 л 2,33 г х л
Zn + Н2SО4 = ZnSО4 + Н2 ↑
65 г 22,4 л
2,33 / 65 = у / 22,4 ; У = 2,33 г · 22,4 л / 65 = 0,803 л Есептеуден көрініп тұрғандай мырш темірге қарағанда сутегін 129 мл кем бөліп шығарады. 932 мл − 803 мл =129 мл .
Ал, 2,33 г темір мен мырштың қоспасының бөліп шығарған сутегінің көлемімі(896 мл), темірдің бөліп шығарған сутегінің көлемімінен (932 мл)
932 мл − 896 мл = 36 мл кем. Бұл кеміген көлем мырыштың белгілі массасына сәйкес келеді. Олай болса 2,33 г Zn сутегінің көлемін 129 мл төмендетеді, ал Zn массасы қоспада сутегінің көлемін 36 мл кемітеді. Пропорция құрып, мырыштың массасын анықтаймыз:

2,33 / m = 129 / 36 ; m(Zn) = 2,33 г · 36 мл / 129 мл = 0,65 г
m(Fе) = 2,33 г − 0,65 г = 1,68 г 5- әдіс.
Бөлінетін сутегінің көлемі қоспадағы темір мен мырыштың санына байланысты болады. Заттың саны мен газдың көлемі формула арқылы анықталады.
ν = m / М V = ν · Vm ν-нью орнына мәндерін қоямыз:

V = m· Vm / М Осы формула арқылы сутегінің көлемін анықтаймыз:
V1 = 2,33 г · 22,4 л/моль / 56 г/ моль = 0, 932 л V2 = 2,33 г · 22,4 л/моль / 65 г/ моль = 0, 803 л
2,33 г Fе қоспаға қарағанда сутегінің көлемін 36 мл артық беріп тұр.
0,932 л − 0,896 л = 0,036 л, немесе 36 мл
2,33 г Zn қоспаға қарағанда сутегінің көлемін 93 мл кем беріп тұр.
0,896 л − 0, 803 л = 0,093 л, немесе 93 мл
Олай болса, m(Zn)׃ m(Fе ) = 36 ׃ 93 = 12 31 ׃= 1 ׃ 2.58
Осыдан m(Zn) = 2,33 г ׃ 3,58 = 0,65 г m(Fе ) = 0,65 г · 2.58 = 1,68 г 6-әдіс. Ығыстыру ережесін қолдану
Бір компоненттің массасы екінші компоненттің массасына ара қатынасы, осы қоспадағы компоненттердің қасиеттерін сипаттайтын кейбір өлшем бірліктердің айырмасына кері пропорциональдық қатынаста болады:
m(Fе ) / m(Zn) = V(қоспа) − V2 / V − V(қоспа)
Бұл өлшемдер 1 г массалық заттарға негізделген.
1 г Fе қышқылдан 22,4 /56 = 0,4 л немесе 400 мл Н2 ығыстырады
1 г Zn қышқылдан 22,4 /65 = 0,345 л немесе 345мл Н2 ығыстырады
1 г қоспасы қышқылдан 0,896 /2,33 = 0,384 л немесе 384 мл Н2 ығыстырады
Алынған мәліметтерді ығыстыру формуласына қоямыз:
m(Fе ) / m(Zn) = 384 −345 / 400 − 384 = 39 / 16
m(Fе ) = 2,33 / 39 + 16 · 39 = 1,68 г

m(Zn) = 2,33 / 39 + 16 · 16 = 0,65 г
Массасы 4,54 г калий гидрокарбонаты мен натрий гидрокарбонатынан тұратын қоспаны қыздырганда 0,56л СО2 (қ.ж.) бөлінген. Әуелде алынған және реакциянәтижесінде түзілген коспалардың кұрамын аныктаңдар. Жауабы: 4 г; 0,54 г; 2,76 г; 0,53 г
Массасы 22,2 г калий карбонаты мен кальций гидрокарбонатының қоспасына күкірт қышқылымен әсер еткенде 21,76 г кальций сульфаты түзілген. Алынғанкоспаның күрамы кандай? Жауабы: 16,2 г; 16,0 г
Массасы 4,15 г калий хлориді мен натрий хлоридінің коспасына күкірт қышқылымен өсер еткенде 4,90 г натрий мен калий сульфаттары түзілген. Өуелдеалынған жөне түзілген қоспалардың қүрамы кандай? Жауабы: 2,984 г; 1,17 г; 3,48 г; 1,42 г
Массасы 36,4 г натрий мен калий нитраттарының коспасын қыздырғанда4,48 л оттегі (к.ж.) бөлінген. Алынған қоспаның күрамын анықтаңдар.Жауабы: 6,2 NаNО2 г; 20,2 КNО3 г
Массасы 10,4 г мырыш оксиді мен мырыштан тұратын коспаға сілтімен өсер еткенде бөлінген газды жаккандаО,72 г су түзілген. Қоспадағы металдын, мөлшері(%) кандай? Жауабы: 75%; 25%
Массасы 9,28 г натрий карбонаты мен натрий гидрокарбонатының қоспасына күкірт кышкылымен әсер еткенде 9,94 г сусыз натрий сульфаты түзілді. Алынғанқоспаның күрамын анықтаңдар.Жауабы: 4,24 г; 5,04 г
Қалыпты жағдайда 20 л көлем алатын ауа мен этиленнің коспасын бром суынаи еткізгенде реакциялык коспаның массасы 21 г арткан. Реакция нәтижесіндетүзілген заттарды, олардың мөлшерін анықтаңдар. Газ коспасындагы этиленнің мөлшері (%) қандай? Жауабы: 81%
Жабық ыдыста 120 мл метан мен оттек коспасын жақкан. Түзілген су мен көміркышкыл газын сіңіріп алып, қалған газды өуелгі жағдайға келтіргеннен кейін шырақ жана алатындай газдың көлемі 30 мл. Алынған коспаның құрамы кандай? Жауабы: 25%; 75%
Массасы 27,2 г кальций карбиді мен алюминий карбидінің коспасы түз кышкылында ерігенде 11,2 л ацетилен мен метан қоспасы түзілген (қ.ж.). Қоспадағы карбидтердің мөлшерін аныктаңдар.Жауабы: 14,4 г; 12,8 г
Метан мен оттегіден түратын коспаның тығыздығы 1 г/л (к.ж.). Қоспаның қүрам бөліктерінің көлемдік үлестерін алгебралык жолмен табыңдар.Жауабы: 0,6; 0,4
Массасы 13,9г сірке және пропион альдегидтерінің қоспасын гидрогендеу үшін 8,06 л (қ.ж.) сутегі жүмсалады. Қоспадағы альдегидтердің мөлшерін аныктаңдар.Жауабы:6,07 г; 7,83 г
Сірке жөне глицин қышкылдарының коспасын натрий гидроксиді бар сілті ерітіндісімен өңдеген. Егер коспаның дөл осындай мөлшері 96,5 г түз кышкылыменөрекеттескен болса, қоспаның массасы қандай?Жауабы: 135 г
Массасы 10 г мыс жөне темір (II) сульфидтерінің қоспасына түз қышқылының артық мөлшерін косқанда 2,24 л газ белінген. Қоспаньщ күрамын аныктаңдар.Жауабы: 9,9 г; 0,1 г
Бақылау сұрақтарының тапсырмалары
Массасы 24,4 г сірке жөне күмырска кышқылының коспасына 221,Ъ мл 10%-дық (р = 1,109 г/мл) натрий гидроксидінің ерітіндісін қосқан. Сілтінің артык мөлшерімен 2,8 л (қ.ж.) күкірт (ІҮ) оксиді өрекеттесіп, қышқыл түз ту:ііледі. Қоспаның сандық қүрамын аныктаңцар.Жауабы: 13,25 г; 11,15 г
Қүмырсқа жөне сірке қышқылдарының коспапмп 23 мл 100%-дык әтил спиртімен кыздырғанда (концентрлі күкірт қышқылы катысында) 32,4 г күрделіифирлердің коспасы түзілген. Түзілген эфирлердің санық кұрамын анықтандар. Жауабы: 14,8 г; 17,6 г
Массасы 10 г бензол, анилин, фенол коспасы арқылы күрғақ хлор сутекті өткізгенде 1,3 г түнба түзіледі. Дәл осындай коспаны бейтараптауға 3,35 мл 20%-дык(ρ-1,219 г/мл) натрий гидроксиді ерітіндісі жүмсалған. Қоспаның күрамы кандай? Жауабы: 7,19 г; 0,936 г; 1,88 г
Массасы 17,8 г қүмырска және сірке альдегидтерінің коспасын гидрогендеу үшін 11,2 л сутегі (к.ж.) керек. Қоспадағы альдегидтердің қүрамы кандай?Жауабы: 50,6%; 49,4%
Массасы 13 г темір, мыс, алюминий коспасына натрий гидроксиді ерітіндісімен әсер еткенде 6,72 л газ бөлінген, ал түз қышкылымен әсер еткенде 8,96 л (к.ж.)газ бөлінді. Қоспаның қүрамы қандай? Жауабы: 5,6 г; 9,4 г; 2 г
Массасы 34,4 г натрий хлориді, нитраты және сульфатын суда еріткен. Ерітіндідегі барий нитратының пртық мөлшерін косқанда 23,3 г түнба түзілген. Тұнбаны бөліп фильтратка күміс нитратын косқан. Бөлінген тұнбаның массасы 28,7 г. Қоспаның күрамы қандай? Жауабы: 4,2 г; 11,7 г; 0,5 г
Көлемдік күрамы 28% СН4, 40% С2Н4, 24% С3Н8 болатын газ коспасының ауамен салыстырғандагы тығыздығы кандай? Жауабы: 0,981
Сутегі мен оттегіден түратын газ коспасының сутегімен салыстырғандағы тығыздығы 14,5-ке тең болса, газдың көлемдік кұрамы кандай?Жауабы: 10% ; 90%
Метан мен оттегіден түратын коспаның тығыздығы 1 г/л (к. ж.). Қоспаның қүрам бөліктерінің көлемдік үлестері қандай? Жауабы: 0,6; 0,1
Көлемі 56 л (к. ж.) азот пен көміркышкыл газдарынан түратын қоспаның сутегі бойынша тығыздығы 18 болса, коспаны күрайтын газдардың көлемдері кандай? Жауабы: 28 л; 28 л
Зат мөлшері 0,5 моль азот пен 0,25 моль аммиак тан түратын газ коспасы кандай көлем (қ. ж.) алады? Жауабы: 16,8 л
Қалыпты жағдайда 4,48 л аргон мен оттегі коспасының массасы 7,2 г. Берілген қоспаның көлеміндегісаргон мен оттектің массаларын аныктаңдар. Жауабы: 4 г; 3,2 г
Сутегі мен оттегіден түратын қоспаның сутек бойынша тығыздығы 7-ге тең болса, оның кұрамы кандай? Жауабы: 60%; 40
3.3 Бейорганикалық және органикалық заттардың ең қарапайым және молекулалық формулаларын табуға арналған есептерді шешу әдістері
Химиялық қосылыстың формуласы оның әр молекуласы қандай элементтердің қанша атомдарынан түратындығын көрсетеді. Егер заттың 1 моль мөлшерін алатын болсақ, онда оның формуласы сондағы өр элемент атомдарының мөлшерлерінің, яғни моль сандарының қатынасын көрсетеді. Әрине, бүл қатынас бүтін сандар қатынасы болу керек (атом; жарты немесе ширек болмайды, тек бүтін болады).
Химиялық қосылыстардың формулаларына байланысты негізінен екі түрлі есептеулер жүргізуге болады. Егер химия-лық қосылыстың формуласы белгілі болса, онда оның құрамына кіретін әр атомның массалық үлесін, яғни проценттік мөлшерін табуға болады. Керісінше, егер химиялық қосылыстың құрамына кіретін әр элементтің массалық үлесі, яғни проценттік мөлшері белгілі болса, онда қосылыстың құрамына кіретін элементтердің моль сандарының ең кіші қатынасын көрсететін ең қарапайым формуласын табуға болады. Әдстте, мүндай формуланы "эмпирикалық" формула| деп атайды. Заттың эмпирикалық формуласын табу үшін. "химиялық анализ" мәліметтері қажет.
Белгісіз затгың эмпирикалық формуласын табу сол затгың нағыз, немесе, басқаша айтқанда, молекулалық формуласын табу жолындағы алғашқы қадам болып қана табылады. Заттың молекулалық формуласын табу үшін көбінесе химиялық анализ мөліметтерінен басқа да қосымша мөліметтер қажет болады. Мысалы, берілген заттың молекулалық массасын есептеу үшін оның буының тығыздығы керек болады. Осы-лай, белгісіз заттьщ қүрамына кіретін әр элементтің массалық үлесі (%) арқылы оның "эмпирикалық формуласын" ал, қосымша меліметтер арқылы оның нағыз молекулалық формуласын табуға болады. Эмпирикалық формула мен нағыз немесе молекулалық формула еселік қаты-наста болады. Олардың айырмасын төмендегі кестеден түсіну болады.
№ Молекулалық формуласы Эмпирикалық формуласы Заттың атауы
1 Н2О2 НО Сутек пероксиді
2 С6Н6 СН Бензол
3 С2Н2 СН Ацетилен
4 Р4О10 Р2О5 Фосфор(ІV) оксиді
Молекулалық формула деген атаудың жеке молекулалардан тұратьш затгар үшін немесе, басқаша айтқанда, молекулалық затгар үшін ғана мағынасы бар. Ал, NaС1 тәрізді кристалдық затгар үшін тек оньщ құрамындағы элементтердің мөлшерлерінің (мольдерінің) қатынасы туралы ғана айтуға болады. Мүндай затгар үшін эмпирикалық формула мен нағыз формула бірдей.
Сонымен, химиялық анализ мәліметтері бойынша белгісіз заттың құрамына кіретін әр элементтің массалық үлесі және оның молекулалық массасы, немесе оны есептеуге керекті мәліметтер жеткілікті болса, онда оның эмпирикалық нағыз (молекулалық) формуласын табуға болады. Ал, көптеген есептерде белгісіз заттың молекулалық массасы есептің шартында берілмейді, бірақ оны есептеу үшін қажетті кейбір мәліметтер келтіріледі. Кейде молекулалық массасын табу үшін арнайы логикалық әдістерді қоддануға тура келеді.
Егер заттың химиялық формуласы белгілі болса, онда заттағы әрбір элементтің салыстырмалы массасын есептей салуға болады.
Заттың химиялық формуласы негізінде 2 негізгі типтегі есептеулерді жүргізуге болады.
Заттың құрамындағы әрбір элементтің атомдық массасын біле отырып, 1 моль заттағы жалпы массасын, әрбір элементтің проценттік үлесін анықтауға болады.
Керісінше тапсырманы орындауға болады: заттағы элементтердің берілген проценттік құрамы бойынша заттың химиялық формуласын анықтауға болады.
1-есеп. Белгісіз газ.
Бірдей (көлем мен массасы) үш ыдыстың іші бірдей жағдайда әр түрлі газдармен толтырылған. Сутекпен толтырылған бірінші ыдыстың массасы 24,8г. Оттекпен толтырылған екінші ыдыстың массасы 36,8г. Көлемі бойынша 40% азоттан және белгісіз газбен толтырылған үшінші ыдыстың массасы 33,28г. Белгісіз газды анықта.
Шешуі:
Газы жоқ ыдыстың массасын mыдеп белгілейміз, ал белгісіз газдың молекулалық массасын – х. Бұдан:
V(Н2)*2+ mы =24,8; (1)
V(О2)*32+mы =36,8; (2)
Екі газдың зат мөлшері тең, себебі көлемі, қысымы және ыдыстардың температурасы бірдей. (1) және (2) теңдеулерді шешеміз:
mы=24,0г, ν(Н2)=ν(О2)=0,4 моль
Үшінші ыдыстағы қоспаның массасын азайту арқылы табамыз:
33,28-24,0=9,28г
Бұл ыдыстағы азоттың зат мөлшері: ν(N2)=v(қоспа)*0,4=0,16моль;
Белгісіз газдың молярлық массасын мына теңдеу арқылы табамыз:
9,28=0,16*28+(0,4-0,16)х, бұдан:
х=20г/моль. Белгісіз газ – неон.
Тапсырма1: Келесі есептерді шығар:
Кальцийдің, күкірттің және оттегінің массалық қатынастары 5:4:8 ,болса, заттың формуласы қандай?
Үш валентті металлоксидінде оттектің массалық үлесі 47,06%. Осы элементті және оксид формуласын анықта
Темір купоросында кристалды судың массалық үлесі 45,3%.құрайды. Темір купоросы формуласындағы судың молекула санын анықта
Құрамында 4% қоспасы бар 10 кг тотияйын құрамында қанша мыс бар.
Тотияйын (CuSO4*5H2O) құрамындағы судың массалық үлесі қандай
Массасы 16г элемент 6,4г оттекпен қосылыпЭО оксидін түзсе,ол қандай элемент болғаны?
Сахарозада көміртегінің массалық үлесі 42,1%құрайды, осы қосылыстың салыстырмалы молекулалық массасы 342-гетең. Сахароза молекуласындағы көміртегі атомының санын тап.
Үш валентті металл оксидіндегі металдың массалық үлесі 30,0%.Осы элементті және оксидті анықта.
Егерде 28,8г оксидте 25,6г мыс болатындығы белгілі болса оксидтің формуласы қандай?
Құрамына 87,5% азот,12,5% сутегі кіретін заттың формуласын анықта.Заттың салыстырмалы молекулалық массасы 32-ге тең.
Хлоридтегі элементтің массалық үлесі 0,202.Егер элемент үш валентті болса ол қандай элемент екендігін анықта?
Оксидтегі металдың массалық үлесі0,599.Қандай металл екендігін анықта
Барий хлориді кристаллогидратындағы барийдің үлесі 56,14% .Кристаллогидраттың формуласын анықта
Барий хлориді кристаллогидратындағы криисталды судың үлесі 14,8% . Кристаллогидраттың формуласын анықта
0,5моль алкиндерге жататын көмірсутегі толық жанғанда 2 моль оттегі қажет болды. Алкиннің формуласын анықта
Массасы 8,40г этилен қатарының көмірсутегісі көлемі 2,688л сутегімен толық әрекеттесті. Алкеннің формуласын анықта.
Ерыгин Д.П., Шишкин Е.А. Методика решения задач по химии. - М.: Просвещение, 1989 - 173 с.
Хомченко Г.Г., Хомченко И.Г. Задачи по химии. -М.: Высшая школа, 1987 - 238 с.
Лабий 10.М. Решение задач по химии с помощью уравнений и неравенств. - М.: Просвещение, 1987. - 80 с.
ТемірболатоваӘ.Е.Химия есептері мен жаттығуларының жинағы. Алматы:Рауан,2000.96б
БекішевК.Б. Химия есептері (оқу құралы)Алматы. «Білім».2007ж
Усманова М.Б.,Сақариянова К.Н. Химия сандық есептер шығару әдістемесі Алматы «Атамұра» 2004
3.4 Белгісіз заттың формуласын табу әдістеріне арналған есептер
Тапсырма1: Белгісіз заттың формуласын табу әдістеріне арналған есептер типінде қолданылатын формулалардың кестесін толтыр
Есептердің түрлері Қолданылатын формулалар Формуладағы шамалар аталауы
Құрамындағы элементтердің массалық қатынасы бойынша қосылыстың формуласын табу бойынша есептеулер; Ах Ву
Салыстырмалы молекулалық немесе молярлық массасы бойынша қосылыстың формуласын табу бойынша есептеулер; Құрамындағы элементтердің массалық үлестері мен салыстырмалы тығыздық бойынша заттың формуласын табу бойынша есептеулер. Газ заңдарын пайдаланып, қосылыстың формуласын табу бойынша есептеулер; Жану өнімдері бойынша жанған заттың массасын табу бойынша есептеулер; Жануға жұмсалған оттегі бойынша жанған заттың формуласын табу бойынша есептеулер; Тапсырма1: Келесі есептерді шығар:
Магнетит минералының құрамында Ғе3О4 15% бар,қалғаны бос жыныс.Массасы 250г магнетит үлгісінен қанша темір алуға болады?
Массасы 1г қоспадан 2,2 г көмірқышқыл газын алды. Осы қоспадағы көмірдің массалық үлесі қандай?
Қаныққан бір негізді қышқыл буының ауа бойынша тығыздығы2,68.Осы қышқылдың молекулалық формуласын табыңдар.
Ауамен салыстырғанда тығыздығы 1,93 болатын алкеннің формуласын құрастыр.
0,1800 г. қосылысты жаққан кезде 0,2475 г. көмірқышқыл газы және 0,2023 г. су түзіледі. Заттың сутегі бойынша тығыздығы 16-ға тең.Заттың эмпирикалық және молекулалық формуласын анықта.
Ароматты көмірсутек құрамына 93,75% көміртегі және 6,25% су-тегі енеді. Көмірсутектің молекулалық массасы 128-ге тең. Заттың молекулалық және структуралық формуласын анықтап көрсетіңіз.
1л хлордың газ тәрізді оксидінің толық ыдырауы нәтижесінде1л хлор және0,5л оттегі түзіледі.Оксидтің формуласын анықта
28л газдың жануы нәтижесінде84л көміртегі оксиді(IV) және 67,5г су түзілді.Газдың сутегі бойынша тығыздығы21.Газдың молекулалық формуласын анықта.
Бір атомды спирт дегидратация нәтижесінде этилен қатары көмірсутегін түзеді.Алынған массасы 2,1г алкен массаы 6,0г броммен қалдықсыз реакцияласады.Спирттің формуласын анықта.
Бақылау сұрақтарының тапсырмалары
Екі валентті темір сульфатының кристаллогидраты болып табылатын темір купоросында темірдің үлесі 20,14%.Темір купоросының формуласын анықта
Егер бұл затта оттектің массалық үлесі0,4408,фосфордың атом саны оттектің атом санынан3,5 есе аз, ал калий және сутектің атом сандарының қатынасы1:1-ге тең болса , оттектен,калийден,фосфордан және сутектен тұратын заттың формуласын анықта.
Бір металдың бромидіндегі бромның массалық үлесі басқа бір металдың бромидтіндегі бромның массалық үлесінен 1,153 есе үлкен. Металдарды анықта.
Ароматты қатардың көмірсутегі буының ауа бойынша тығыздығы2,68.Молекулалық формуласын тап.
Массасы 3,1г органикалық заттың жануы кезінде4,4гСО2 және 2,7г Н2О түзіледі.Осы заттың 12,4г натрийдің артық мөлшерімен әрекеттескенде 4,9г сутегін 250С және101,3кПа жағдайда бөледі.Органикалық заттың нақтылы формуласын табыңыз.
3.5 Ерітінді дайындауға байланысты есептер
Тапсырма1: Келесі кестені толтыр:
Ізделінді концентрация Формуласы, өлшем бірлігі Формуладағы шамалар аталауы
Еріген заттың массалық үлесі Заттың ертіндідегі молярлық үлесі Моляльдылық Молярлы концентрация Еріген зат эквивалентінің молярлы концентарциясы Ертінді титрі Ертінді тығыздығы Тапсырма2: Келесі есептерді шығар:
Массасы 600 г еріген заттың массалык үлесі 50% ерітінді дайындау үшін 90%-дық және 30%-дык ерітінділерден канша керек?
Массасы 400 г еріген заттың массалық үлесі 42%ерітінді алу үшін неше грамм су және 75%-дык түзерітіндісін араластыру керек?
Медицинада жараны жуу жөне тамақты шаю үшінкалий перманганатының 0,5%-дык ерітіндісін колданады.Көлемі 1л 0,5% -дык ерітінді өзірлеу үшін осы түздың 6,4грамын 100 г суда ерітіп, дайындаган қанык ерітіндіденжөне таза судан неше грамм алу керек? (р = 1 г/мл)
Массасы 100 г еріген заттын массалык үлесі 0,2 және массасы 50 г массалық үлесі 0,32 екі ерітінді ара-ластырылды. Алынған ерітіндідегі еріген заттың массалык үлесін табыңдар.
Дәріханада 1 кг нашатыр спиртін (10%-дьщ ам-миак ерітіндісі) 25% -дык аммиак ерітіндісін сумен сүйыл-ту аркылы даярлайды. Осы сұйыктарды кандай массалык қатынаста араластырған?
Еріген заттың массалық үлестері 0,3 жөне 0,05болатын ерітінділерден 500 г 10%-дық ерітінді дайындауүшін ерітінділерді қандай массалык қатынаста алган^
Еріген заттың массалык үлесі 18,43%о-дык, ты-ғыздығы 1,09 г/мл түз кышкылы ерітіндісінің концентра-циясын баскаларымен өрнектеңдер.
Титрі 0,130 г/мл Ма2СО3 тығыздығы 1,12 г/млерітіндісіндегі заттың массалык үлесін, молярлылығы менэквиваленттің молярлы концентрациясын есептеңдер.
Тығыздығы 1,125 г/мл күкірт кышкылыныңэквивалентінің молярлы концентрациясы 4,15 моль/лерітіндісіндегі заттың массалык. үлесін, молярлығын, мо-лялдылығын, титрін есептеңдер.
Көлемі 8,96 л (қ.ж.) күкіртті ангидридтен масса-лык үлесі 4,1% кышкыл өзірлеу үшін қанша көлем су қажет?
Массасы 676 г ерітіндіде 160 г натрий гидроксидібар, осы ерітіндіде қанша натрий оксидін еріткенде ерітінді концентрациясы 40% болады?
55°С температурада калий нитратының қаныкқанерітіндісін дайындау үшін 200 г суға канша түз косу керек? S55 КΝОз = 95 г/100 г Н2О
Массасы 195 г корғасын нитратынан 30°С темпе-ратурада қаныққан ерітінді алу үшін канша су керек?
S30 Рв (NОз)2 =65г/100 г Н2О.
10°С температурада канықтырылған натрийхлоридінің 200 г ерітіндісін суалту аркылы 52,64 г түзалынады. Натрий хлоридінің 10°С температурадағыерігіштігі қандай?
20°С температурада 500 г суда 20 г натрийгидроксидінің қанык ерітіндісі түзілген, осы ерітіндідегіеріген заттың массалык үлесі мен оның ерігіштігін анык-таңдар.
20°С температурада каныккан мыс (II) хлоридініңерітіндісіндегі түздың массалық үлесі 42,7 %. Осы теміпоратурада мыс хлоридінің ерігіштігі кандай?
60°С температурада қаныккан күміс нитратының(фітіндісіндегі түздың массалық үлесі 0,82. Осы ерітіндінің140 г 10°С температураға дейін салқындатканда 71,2 гтұнба шөгеді. 10°С температурадағы нитраттың ерігіштігі қандай?
10°С-дағы натрий нитратының ерігіштігі 80,5г тең 10°С температурада осы түздың неше грамын 250 г суда ерітуге болады?
Бақылау сұрақтарының тапсырмалары
20° С-де тығыздығы 1,219 г/мл болатын 1 л20%-дык натрий гидроксиді ерітіндісін дайындау керек.Бүл үшін қүрамында 98% -дьщ МаОН бар сілтіден нешеграмм алу керек?
Сірке эссенциясы - сірке кышкылының (СН3СООН)80%-тік ерітіндісі. Аска дәм беру үшін қолданылатын3%-дык сірке суын 200 мл ерітіндісін дайындау үшіннеше грамм эссенция және су кажет? Эссенцияның ты-ғыздығын 1 г/мл деп алуға болады.
Көзге тиген сілтіні бейтараптау үшін бор кыш-кылының 2%-дык ерітіндісі колданылады. Еріген зат-тың массалык үлесі 2%-дық 0,5 л (р= 1 г/мл) ерітіндідайындау үшін 4,7% осы кышқыл бар каныққан ерітіндіден неше грамм алу керек?
Массасы 50 г 20% -дык Νа2SО4 ерітіндісін да-йындау үшін қанша кристаллогидрат Νа2SО4 * 10Н 2О және су керек?
Тұздың50°С температурадағы ерігіштігі40 грамм,ші 10°С -дагы ерігіштігі 15 г. Массасы 70 г ерітіндіні50 0 С-тан 10°-ка салқындатқанда канша түз шөгеді?
100 г суда 20°С температурада 108,7 г натрийгидроксиді ериді. 20°С температурада массасы 40 г нат-рий гидроксидінің каныкқан ерітіндісін дайындау үшінкинша су жөне натрий гидроксидін алу керек?
10°С температурада каныккан 200 г натрийяоридін кыздырғанда 52,6 г түз алынған. 10°С-дағы натрий хлоридінің судағы ерігіштігі неге тең?
3.6 Химиялық термодинамика
Жылу эффектілері көрсетілген реакция теңдеулерін термохимиялық реакция теңдеулері деп аталады. Оларды өзара мысалдармен реакция теңдеулері арқылы түсіндірілді.

С(к) + О2(г) = СО2(г) + 393,5 кДж

Экзотермиялық реакция
2Н2(г) + О2(г) = 2Н2О(г) + 483,6 кД
ж
СаСО3(кр) = СаО(кр) + СО2(г) – 178 кДж
Эндотермиялық реакция
Са(ОН)2(кр) = СаО(кр) + Н2О(г) – 109,3 кДж

Термохимияның екі заңы бар, олардың екеуі де энергия сақталу заңынан шыққан:
Лавуазе мен Лаплас заңы: «Элементтер қосылып бір зат түзгенде бөлініп шығатын энергия мөлшері сол зат элементтерге қайта айырылу үшін қажетті энергия мөлшеріне тең».
Мысалы:
½ Н2 + ½ F2 = HF + 269 кДж
HF = ½ Н2 + ½ F2 – 269 кДж
Гесс заңы: «Химиялық процесс тікелей жүрсін немесе бірнеше сатыда өтсін, оған керекті жылу әрқашанда бір мөлшерде болады».
Мысалы:
2P + 5Cl2 = 2PCl5 + 2*444,7 кДж
-5207020777202P + 3Cl2 = 2PCl3 + 2*322,2 кДж
2PCl3 + Cl2 = 2PCl5 + 2*125,5 кДж
2*447,7 кДж
Қай жолмен болсада (тікелей немесе сатылану жолдары) бес хлорлы фосфор түзілгенде бөлініп шығатын жылу мөлшері 447,7 кДж.
«Химиялық үрдістердің термохимиясы» тарауын оқытуда ең алдымен термохимиялық үрдістер туралы жалпы мағлұмат берілді.
Химиялық үрдістердің жүру табиғатын, динамикасын зерттеу белгілі бір қасиетті заттарды синтездеудің ықтималды жолын көрсетеді. Бұл жәйт химия ғылымының теориялық толығуымен қатар оны практикалық жағынан да байытады.
-524545295546
Химиялық үрдістердің жүру табиғатын, динамикасын зерттеу белгілі бір қасиетті заттарды синтездеудің ықтималды жолын көрсетеді. Бұл жәйт химия ғылымының теориялық толығуымен қатар оны практикалық жағынан да байытады.
Химиялық үрдістердің заңдылықтарын қарастырмастан бұрын «жүйе» деген түсінікке анықтама берілді.
Жүйе деп – қоршаған ортада бөлініп қарастырылатын заттар жиынтығы. Жүйедегі заттардың қоршаған ортамен заттары және энергия алмасуына байланысты – ашық, жабық және изоляцияланған жүйе деп бөлінеді. Ашық жүйе болса, ол қоршаған ортамен заттардың және энергияның алмасуы болады, ал заттары алмаспай, энергия алмасуы мүмкін жүйе – жабық жүйе деп аталады. Изоляцияланған жүйеде ешқандай алмасу болмауы тиіс, бірақ мұндай жүйенің болу ықтималдығы нольге тең.
Жүйедегі заттардың агрегаттық күйлеріне байланысты : гомогенді (бір текті), гетерогенді (әр текті) деп бөлінеді.
Термохимия негіздері. Бұл тақырыпты оқытуда термохимия ұғымына анықтама беріледі және бұл ұғым терең қарастырылады.
Химиялық реакцияға сай энергияның өзгерулерінің практикалық, теориялық үлкен маңызы бар. Химиялық реакцияның жылу энергиясын білу нәтижесінде қажетті реагенттерді таңдап алып, жылу балансын есептеуге мүмкіндік туады.
Химиялық реакцияның жылу эффектісі деп оның тұрақты қысымда, не тұрақты көлемде өткендегі бөліп шығаратын немесе өзіне сіңіретін энергиясын, мөлшерін айтады. Химиялық реакциялардың жылу эффектісін білу реакцияны өндірістік масштабта жүргізуге қажетті аппараттардың жұмыс режимін жобалау үшін аса қажет.
Химиялық реакцияның энергетикалық эффектісін және сол эффектің әрекеттесетін заттардың құрамы мен құрылысына, процестің өту жағдайына тәуелділігін зерттейтін сала термохимия деп аталатындығын оқушыларға түсіндірілді. Егер реакция нәтижесінде жылу бөлінсе, оны экзотермиялық, ал сіңірілсе – эндотермиялық реакция
Химиялық термодинамика заңдары.
Сурет 1. Лавуазе мен Лаплас және Г.И.Гесс заңдарының графикалық бейнесі.
aA + bB = dD + Qp Qp ≠ Q(D) түзілу
a/d A + b/d B = D + Qp Qp = Q(D) түзілу
Лавуазье-Лаплас заңы: |Qтүзілу| = |Qайырылу|
D = a/d A + b/d B - Qp Qp = Q(D) айырылу
Термодинамика термохимия сияқты жүйедегі жүретін үрдістердің бастапқы және соңғы күйін қарастырғанымен оның соңғы күйге жету жолын ескермейді. Жүйенің күйі оның интенсивті және экстенсивті және қасиеттерімен анықталады. Интенсивті қасиеттеріне қысым, температура, концентрация жатады, бұлармен жүйенің әрбір нүктесі сипатталады. Ал, экстенсивтіге – зат мөлшері мен массасына байланысты қасиеттері жатады. Осы екі қасиетке де физикалық шама уақыт кірмейді, оның себебі термодинамика тепе-теңдікте тұрған жүйені зерттейді. Жүйенің күйін былай өрнектеуге болады:
f(P, V, T) = 0 (1)
Бұл үш шама арасындағы байланыс идеалды газдар үшін Клапейрон-Менделеев теңдеуімен өрнектеледі:
PV = m/M *RT; (2)
T = 273 + t;
R = 8,3144 Дж/к*моль
Көпшілік жүйелер үшін жүйенің күйін көрсететін теңдеулер белгісіз. Сондықтан, термодинамика жүйенің күйін сипаттау үшін бес түрлі функция пайдаланылады: E, U, H, S, G.
E – жүйенің толық энергиясы. Тоық энергия қозғалыстағы жүйенің үш түрлі энергиясымен анықталатындығын формуласын көрсету арқылы түсіндірілді.
Е = Екин + Епот + U (3)
Мұндағы, Екин - кинетикалық энергия
Епот – потенциялдық энергия
U – жүйенің ішкі энергиясы
Жүйенің ішкі энергиясы (U) деп жүйені құрайтын материалдық дүниелердің кинетикалық және потенциалдық энергиясынан басқа энергия түрлерінің (молекула және молекула ішілік байланыс энергиясы, атомның құрамдас бөліктерініңбайланыс энергиясы) қосындысымен анықталатын шаманы айтады. Бұл шаманың сандық мәнін нақты анықтауға мүмкін де емес және термодинамика үшін тек оның өзгерісін білген жеткілікті.
Термодинамиканың бірінші заңы бойынша жүйенің ішкі энергиясының қоры сыртқы ортамен энергия алмасу болмағанда тұрақты болады.
Жүйеге сырттан берілетін энергия оның ішкі энергиясын өзгертеді және сыртқы күштерге қарсы әсер ететін жұмысқа айналады:
Q = ∆ U + A (4)
Бұл формула термодинамиканың бірінші заңының және энергия сақталу заңының математикалық өрнегі болып есептелінеді.
Тұрақты қысымда өтетін, әрі жұмыс газының көлем ұлғаюына тең болып жүретін изобаралық процестерді сипаттайтын жаңа шама энтальпия енгізілді.
∆H = ∆U + p* ∆ V (5)
Жүйенің ішкі энергиясымен оның құрамындағы бөлшектердің атқаратын жұмысы біріккен күйдегі жалпы энергиясы энтальпия деп аталады. Химиялық реакцияның жылу эффектісі энтальпияның өзгерісіне тең.
Qp = H2 – H1; Q = ∆H; (6)
Изоляцияланған жүйеде энтрапияның арту бағытында үрдіс өздігінен жүреді, бұл термодинамиканың ІІ-заңы болып есептелінеді. Ендігі функция Гиббс энергиясын (G) енгіземіз, ол тұрақты қысымда жүйенің тұрақтылығының өлшемі болып есептеледі, осы функцияның өзгерісі реакцияның жүруіне әсер ететін фактор (энтальриялық және энтропиялық) басын біріктіреді және жүйеде жүретін үрдіс бағытын анықтауға мүмкіндік береді.
∆G = ∆H - T∆S (7)
Гесс заңы бойынша тек химиялық реакция жылу эффектісін емес жылу өзгере жүретін процестердің еру, кристалдану, булану фазалық өзгерістерін жылу эффектілерінде анықтауға болады.
Гесс заңының маңызды 2 салдары бар:
Химиялық реакцияның жылу эффектісі реакция өнімдерінің түзілу жылуларының қосындысынан бастапқы реагенттердің түзілу жылуларының қосындысын алып тастағанғандағы айырмаға тең.
Реакцияның жылу эффектісін табу үшін реагенттер мен өнімдердің жану жылуларының айырымын пайдаланады.
Газдардың ретсіз жағдайға тырысып араласудың негізі болып табиғаты байқалады. Осы ретсіз жағдайды бағалау үшін энтропия деп аталатын функция есептеледі. (∆S) Жүйенің ретсіздігі неғұрлым көп болса, соғұрлым энтропия жоғары болады. Энтропия бөлшектердің қозғалысын анықтайды. Ол ретсіздік өлшеуі. Өлшем бірлігі кДж/моль*К. Бұл өлшем бірлікті энтропиялық бірлік дейді. Жүйенің күйін сипаттайтын функцияларды стандартты жағдайда (p=101,3кПа, Т=298К) өлшесе, формула былай жазылады:
∆G0 = ∆H0 +T∆S0 (8)
Реакцияның жүруі жағдайына энтальпиялық және энтропиялық фактор әсер етеді, ол төмендегі кестеде көрсетілген:
Кесте 5 - Реакциялардың жүру бағытын анықтау.
№ ∆H0 ∆S0 ∆G0 Реакцияның жүру, жүрмеу мүмкіндігі Мысал:
1 - - ± |∆H0| > |T∆G0 |
төмен температурада жүреді N2 + 3H2 → 2NH3 + Q
T < ∆H0/∆S0
2 + + ± |∆H0| < |T∆G0 |
жоғары температурада жүреді
CaCO3(kp) → CaO(kp) + CO2(г) – Q
T > ∆H0/∆S0
3 - + - Өздігінен жүреді 2Na(kp) + 2H2O(c)→
→2NaOH(c)+H2()+Q
4 + - + Реакция
жүрмейді N2 + 2O2→ 2NO2 - Q
Химиялық реакцияның жылдамдығы көлем өзгермеген жағдайда ракцияға қатысатын не одан шыққан өнімнің бірінің концентрациясының белгілі бір уақыт бірлігінде өзгеруімен өлшенеді. Реакциялар гомогенді және гетерогенді болуы мүмкін.
-71504754114Егер реакция біртекті фазада жүрсе, оларды гомогенді, ал әр түрлі ортада жүрсе гетерогенді реакциялар деп атайды. Олардың реакция жылдамдығы келесі формулалармен анықталады.
3.7 Химиялық кинетика
Реакцияның жылдамдығына әсер ететін факторлар.
1.Концентрацияның әсері.
Химиялық реакция тездеу үшін, әрекеттесуші заттардың молекулалары жиі кездесіп, түйісуі керек. Ол үшін әрекеттесуші молекулалар санын немесе концентрацияларын көбейту қажет. Норвегия ғалымдары Гульдберг және Вааге химиялық реакциялардың жылдамдығына заттар концентрацияларының әсерін зерттей отырып, әрекеттесуші массалар заңын ашты: «Химиялық реакцияның жылдамдығы әрекеттесуші заттар концентрацияларының көбейтіндісіне тура пропорционал».
2.Температураның әсері.
Атом – молекулалық ілім тұрғысынан температура артқан сайын молекулардың қозғалыс жылдамдығы артып, олардың бір-бірімен соқтығысу дәрежесі артады, соның нәтижесінде заттардың жылдамдығы артады. Химиялық реакция жылдамдығына температураның әсері Вант-Гофф ережесімен анықталады.
3.Катализатордың әсері.
Катализтор деп реакция нәтижесінде жұмсалмайтын, бірақ реакция жылдамдығына әсер ететін затты айтады.
Катализаторға төмендегі қасиеттер тән:
Реакцияға түсетін заттардың көп мөлшерлерін реакциядан түзілетін заттарға айналдыру үшін, катализатордың азғантай мөлшері керек.
Катализаторлар белгілі бір реакцияның немесе белгілі бір реакция топтарының ғана жылдамдықтарын өзгерте алады.
Катализаторлар жаңа реакция тудыра алмайды. Олар катализаторлардың қатынасынсыз, өз бетімен жүре алатын реакциялырдаң жылдамдығын ғана өзгертеді.
Қайтымды реакцияларды катализатор тура және кері жүретін реакциялардың жылдамдықтарын бірдей өзгертіп, тепе-теңдік жағдайға жетуге көмектеседі .
туралы жалпы мағлұмат берілгеннен кейін келесі кесте бойынша оқушыларды білімдерін бір жүйеге келтіру көзделді.
-2095593345
Кесте 6 - Химиялық реакцияның жылдамдығына әсер ететін факторлар.
Әрекеттесуші заттардың табиғатына және реакциялардың жүру жағдайларына қарай оның элементар актісіне әртүрлі бөлшектер: молекулалар, иондар, бос радикалдар, активті кешенді қосылыстар т.т. қатысуы мүмкін.
Реакцияның жүру жағдайын термодинамикалық функиялар көмегімен анықтау жолдары келесі кестеде көрсетілген.
Кесте 7 - Реакцияның жүру жағдайын термодинамикалық функиялар көмегімен анықтау жолдары.
415379487
Химиялық тепе-теңдік.
Химиялық реакциялар қайтымды және қайтымсыз болып бөлінеді. Қайтымды реакциялар екі бағытта жүрсе, қайтымсыз реакия тек бір бағытта жүреді. 1
аА + bB ↔ dD
2
Егер осы екі реакцияның жүру жылдамдықтары теңессе, осындай күйді химиялық тепе-теңдік деп атайды, бұл жағдайда , Vтура = Vкері
Vтура = KTCaACbB , Vкері = KkCdD ,
KTCaACbB = KkCdD , KT / Kk = Kтепе-теңдік , Kтепе-теңдік = CdD /CaACbB
Химиялық реакцияның тепе-теңдігіне әсер ететін факторларды Ле-Шателье принципіне сүйене отырып келесі кесте бойынша түсіндірілді.
Кесте 9 - Ле – Шателье принципі бойынша химиялық реакцияның тепе-теңдігіне әсер етеуші факторлар.
Тепе-теңдікке әсер ететін факторлар Фактор өзгерісі Тепе-теңдіктің ығысу бағыты Мысалдар
Концентра
ция (С) Арттыру Концентрацияны кемітетін бағытқа FeCl3 + 3KCNS ↔ Fe(CNS)3 + 3KCl
Кеміту Концентрацияны арттыратын бағытқа CH3COOH + HOC2H5 ↔ CH3COOC2H5 + H2O
Темпера
тура (Т) Арттыру Эндотермиялық реакция бағытына қарай CaCO3 ↔ CaO + CO2 – Q
Кеміту Экзотермиялық реакция бағытына қарай N2 +3H2 ↔ 2NH3 + Q
Қысым
(Р) Арттыру Көлемдерін кемітетін бағытқа қарай 2SO2 + O2 ↔ 2SO3
v 2моль 1моль 2моль
V 2*22,4 22,4 2*22,4
Кеміту Көлемдерін арттыратын бағытқа қарай 2NH3 ↔ N2 + 3H2
v 2моль 1моль 3моль
V 2*22,4 22,4 3*22,4

Тапсырма1 Химиялық термодинамика мен химиялық кинетика
Бойынша есептердің типтерінде қолданылатын формулаларды келесі кестеде толтыр:
Есептердің типтері Қолданылатын шамалардың атауы Формулалары
Тапсырма2 Келесі есептерді шығар
3,5 моль этиленнің жануы кезінде 4900кДж жылу бөлінді.Этиленнің жану жылуын есепте.
Ацетиленнің жану жылуы 1305кДж/моль ацетиленнің жану жылуын есепте
Массасы2,1г темір күкіртпен әрекеттескенде 3,77кДжжылу бөлінетінін ескеріп ,реакцияның термохимиялық теңдеуінқұрастыр.
Ν2+3Н2 ↔ 2 ΝН3 жүйесінде тура реакцияның жылдамдығы 100 есе өсу үшін сутектің концентрациясын қанша есе көбейту керек
Егер оттектің концентрациясын 3есе көбейтсе ,онда С+О2=СО2 реакциясының жылдамдығы неше есе өсереді?.
4,2г темір мен күкірт қосылғанда 7,15кДж жылу бөлінді. Осы реакцияның термохимиялық теңдеуін құрастырыңдар;
6,5г мырышты жағу кезінде 34,8кДж жылу бөлінді. Осы реакцияның термохимиялық теңдеуін құрыңдар;
Оқулықта келтірілген термохимиялық теңдеулерді пайдаланып 1 мольден этан С2H6, пропан C3H8 және бутан C4H10 бар газдар қоспасы толық жанғанда қанша жылу бөлінетінін есептеңдер;
Мына реакция теңдеуімен өрнектелетін: A3B2(c) → 3A(c) + 2B(c) реакцияға алынған A3B2 затының бастапқы концентрациясы 2,5 моль/л болса, оның 20 %–і жұмсалғаннан кейінгі заттар концентрациясын және реакцияның бастапқы және есеп шартында көрсетілген жылдамдығын есептеңіз.
3.8 Электролиттік диссоциация теориясы" шығарылатын типтік есептер мен жаттығуларды орындау әдістемесі
Электролиттер – қышқылдар, негіздер және тұздар суда ерігенде иондарға ыдырайтын заттар. Бұл құрылыс электролиттік диссоциация деп аталады.
Диссоциацияланған молекулалар санының жалпы молекулалар санына қатынасын диссоциациялану дәрежесі деп атайды. Диссоциациялану дәрежесін бірілік үлеспен немесе процентпен сипаттайды.
Диссоциациялану дәрежесіне байланысты электролиттер күшті, орта және әлсіз болып бөлінеді. Күшті электролиттердің диссоциациялану дәрежесі 30%-тен жоғары, орта электролиттердікі 2%-тен 30%-ке дейін, әлсіз электролиттердікі - 2%-тен төмен (0,1 ерітінділерінде) болады.
Ерітіндіні сұйылтқан сайын оның диссоциациялану дәрежесі өседі. Сондықтан электролиттердің күштерін салыстырғанда бірдей нормальды ерітінділер алу керек. Электролиттердің салыстырмалы күштерін олардың ерітінділерінің электрөткізгіштігімен, сонымен қатар кейбір реакциялардағы химиялық активтігімен анықтауға болады.
Диссоциациялану процесін ерітіндінің концентрациясына тәуелсіз диссоциациялану константасы арқылы сипаттаған ыңғайлы.

Электролиттік диссоциация тек қана нейтрал молекулаға ғана емес, иондарға да тән. Мысалы:
Н2S H+ + HS-
HS- H+ + S2-
Көпнегізді қышқылдар, негіздер бірнеше сатыда диссоциациялынады. Мысалы:
H3PO4 H+ + (H2PO4)-
(H2PO4)- H+ + (HPO4)2-
(HPO4)2- H+ + PO43-
Бұндай диссоциация – сатылы диссоциация деп аталады.
Көптеген суда аз еритін гидроксидтер сілтілік ортада қышқыл секілді, қышқылдық ортада негіз секілді әрекеттеседі. Олардың молекулалары негіздік және қышқылдық тип бойынша әрекеттеседі. Мысалы:
Al(OH)3 + 3NaOH = Na3[Al(OH)6]
Al(OH)3+ 3OH- = [Al(OH)6]3-
Al(OH)3+ 3HCl = AlCl3 + 3H2O
Al(OH)3+ 3H+ = Al3+ + 3H2O
Бренстед теориясына сай қышқылдар мен негіздер протон беріп немесе қосып алуға бейім заттар – протолиттер тобына беріктірілген. Бұл көзқарас бойынша қышқылдар протондардың доноры, ал негіздер – протондардың акцепторы болады. Сондықтан қышқылдар мен негіздер өзара байланысқан және оны жалпы формуламен былай жазуға болады: қышқыл протон + негіз. Мұндай жүйелер ілеспелі деп аталады, мысалы:
HF + H2O H3O+ + F-
қшқыл негіз қышқыл негіз
донор акцептор
NH3+ H2ONH4++ OH-
Негіз қышқыл қышқыл негіз
акцептор донор
Қаныққан ерітінділердегі тепе-теңдік жағдайын келесі схемамен көрсетуге болады:
[Zn(H2O)4]2+ [Zn(OH)2(HOH)2] [Zn(OH)4]2-
Қышқылдық ортада тепе-теңдік солға, ал негіздік ортада оңға ығысады. Қышқылдың, негіздің және ымфотерлі қосылыстардың қасиеттерін салыстыра келе, әртүрлі элементтердің гидроксидтері мына үш типтің біреуі бойынша диссоциацияланады:
а) диссоциацияның негіздік типі;
б) диссоциацияның қышқылдық типі;
в) амфотерлі гидроксидтердің диссоциациясы.
Н+ және ОН- иондарының концентрациялары бірдей ерітінділер бейтарап ерітінділер болады. Егер Н+ концентрациясы көп болса, онда қышқылдық ерітінді, ал ОН- концентрациясы көп болса, онда сілтілік ерітінді деп аталады. Қышқылдық және сілтілік орталарды, Н+ және ОН- иондарының концентрацияларына байланысты түсін өзгерте жүретін, реактивтердің көмегімен анықтауға болады. Мұндай реактивтер индикаторлар деп аталады. Индикатор ретінде лакмус, метилоранж, фенолфталеин және т.б. қолданылады.
.Мысал-1: Массасы 18,2 мыс пластинкасын темір (ІІІ) хлоридінің 230 г ерітіндісіне [w(FeCl3)=0,1] батырған. Біраз уақыттан кейін пластинканы шығарып алғанда, ерітіндідегі темір (ІІІ) хлоридінің массалық үлесі түзілген мыс (ІІ) хлоридінің массалық үлесіне тең болған. Пластинканың ерітіндіден шығарып алғаннан кейінгі массасы қандай?
Шешуі:
φ°(Cu/Cu2+)=+0,34 B
φ°(Fe/Fe2+)=-0,44 B
φ°(Cu/Cu2+)> φ°(Fe/Fe2+)
болғандықтан, мыс ерітіндіде темірді темір (ІІІ) тұздарының құрамынан ығыстырып шығара алмайды. Сондықтан мынадай реакция ғана жүреді:
х моль 2х моль х моль
Сu + 2FeCl3 = 2FeCl2 + СuCl2 (1)
64 г/моль 162,5 г/моль 135г/моль
Ерітіндідегі FeCl3 пен CuCl2 заттарының массалық үлестері (демек массалары) теңескенше х моль Cu әрекеттесті делік. Олай болса, (І) реакция теңдеуі бойынша мыспен 2х моль FeCl3 әрекеттесіп, нәтижесінде х моль CuCl2 түзіледі:
( w(FeCl3) ) = w(CuCl2) m (FeCl3) = m(CuCl2).
v(FeCl3) ·M(FeCl3) = v(CuCl2) ·M (CuCl2)
Бастапқы ерітіндідегі темір (ІІІ) хлоридінің зат мөлшері:
v(FeCl3)= = = 0.14
Кейінгі ерітіндіде:
(0.14-2x)162.5=135x
23-325 x =135x
23=460x = 0.05 моль
Демек, еріген мыстың массасы:
M (Cu) = 0.05 моль· 64 г/моль = 3.2 г
Пластинканың кейінгі массасы:
m (пл)= 18.2 − 3.2 = 15г
Мысал-2: диссоциация константасы Кg=2·10-5 болатын, амоний гидроксидінің 0,1 М ерітіндісінің диссоциация дәрежесін анықта.
Шешуі: Оствальдтың сұйылту заңының негізінде Kg=α2c/1-α
формуласын қолданып, белгілі мәндерді орнына қойсақ
2·10-5=α2·0,1/1-α
Одан әрі жалпы квадраттық теңдеу түріне келтірсек: 0,1α2+2·10-5α-2·10-5=0 теңдеуін аламыз,
бұдан α1,2=-2·10-5± 4·10-10+4·0,1·2·10-5
0,2
α1=-2·10-5+2,83·10-3=1,14·10-2
0,2
α2-теріс мәнде болғандықтан, оның физикалық мәнісі жоқ.
Жауабы: α=1,14·10-2
Тапсырма1: «Электролиттік диссоциация » тарауына байланысты қолданылатын формулаларды келесі кестеде толтыр:
Қолданылатын шамалардың атауы Формулалары Өлшем бірліктері
диссоциациялану дәрежесі Диссоциацияланған молекула саны диссоциациялану константасы Ертіндідегі сутегі ионының концентрациясы Тапсырма2:
Құмырсқа қышқылының 0,1М ертіндісіндегі диссоциациялану дәрежесі α=0,042 (немесе 4,2%) Құмырсқа қышқылының диссоциациялану дәрежесін анықта
Хлорсірке қышқылының 0,05М ертіндісіндегі диссоциациялану дәрежесін табыңыз (Кд(СН2СlСООН ) =1,4*10-7)
Концентрациясы 0,2моль/л бір негізді қышқылдың диссоциациялану дәрежесі 0,15-кетең. 2л көлемедегі ертіндісіндегі сутегі ионының массасын есепте
Эксперименттік есептер шығару
Эксперименттік есептер шығаруды ойша эксперимент жасаудан бастаған жөн. Жоспар құрып, мүмкін нәтижелерді ескеру керек. Жоспар жасаудың бірнеше жолы бар. Ең ыңғайлы жолдарының бірі жоспарды кесте-матрица түрінде құру. Мматрицаның тік бағандарына анықталатын заттардың молекулалық формулаларын, көлденең жолдарға осы заттардың ерекше белгілерін және немен әсер етіп заттарды анықтайтындығы жазылады. Екеуінің қиылысқан жерлеріне байқалатын құбылыстардың нәтижелері: түсі өзгеруі, тұнба түсуі, газ бөлінуі немесе басқа өзгерістер жазылады. Есептің шарты бойынша қосымша реактивтер пайдалануға болмайтын жағдайда екі жағына да (тік бағандар мен көлденең жолдар) анықталатын заттар жазылады.
Эксперименттік есептерді шешу келесі амалдардан тұрады:
Заттың сыртқы сипатына, физикалық қасиеттеріне (агрегаттық күйі, түсі, иісі,т.б.) көңіл бөлу;
Осы заттарға тән химиялық реакцияларды қарастырып талқылау;
Істелетін жұмысты жоспарлап дәптерге кесте құрып (теориялық матрица), заттардың формулаларын жазу;
Құрылған кесте бойынша эксперимент жүргізу;
Химиялық реакциялардың нәтижелерін сараптап практикалық матрица құрып, оны теориялық матрицамен салыстырып, нақты заттарды табу;
Есептің жауабын тұжырымдап, химиялық реакциялардың теңдеулерін жазып қорытындылау.
Сапалық анализге арналған тәжірибелік есептерді шешу әдістемесі.
Мысал-1 Нөмірленген төрт сынауықта гесан, гексен,гесин-1, және сірке қышқылының ертіндісіберілген.Әр заттың қай сынауықта екендігін анықтау керек.
16-жаттығу. Нөмірленген төрт сынауықта гексан, гексен, гексин-1 және сірке кышқылының ерітіндісі берілген. Әр заттың қай сынауыққа құйылғанын анықтаңдар.
.Берілген заттарды сыртқы сипаттарына қарап ажырата алмаймыз. Заттардың бәрі түссіз, бәрінің өздеріне тән иістері бар. Химиялық тұрғыдан қарастыратын болсақ, біреуі карбон кышқылы (СН3СООН), екіншісі қаныққан көмірсутек (С6Н14) те, калған екеуі (С6Н12 және С6Н10) қанықпаған көмірсутектер. Есептің шартында берілген заттарды анықтаудың теориялық кесте-матрицасын құрып,жасайтын экспериментімізді жоспарлайық:
Берілген заттар Физикалык қасиеттері Индикаторга (әмбебап) әсері Бромды су
немесе КМп04 ертіндісі АgNО3 аммиактағы ертіндісі Жалпы қорытынды
Гексан түссіз, иісті - - - -
Гексен түссіз, иісті - түсеізденелі 1 түсеіздену
Гексин-1 түссіз, иісті түесі іленсді 1түссіз-у, 1
Сірке қышкылы түссіз, иісті қызарады инд-р түсі өзгеру
Шешуі. Берілген заттарды сыртқы сипаттарына қарап ажырата алмаймыз. Заттардың бәрі түссіз, бәрінің өздеріне тән иістері бар. Химиялық тұрғыдан қарастыратын болсақ, біреуі карбон кышқылы (СН3СООН), екіншісі қаныққан көмірсутек (С6Н14) те, калған екеуі (С6Н12 және С6Н10) қанықпаған көмірсутектер. Есептің шартында берілген заттарды анықтаудың теориялық кесте-матрицасын құрып,жасайтын экспериментімізді жоспарлайық:
Содан кейін эксперименттік есепті тәжірибе жүзінде жүргіземіз. Тәжірибелерді заттар берілген сынауықтарда емес, қосымша сынауықтарда жүргізу керек екенін ескеру қажет. Заттарды қалай анықтау керектігі сәйкес тақырыптарда қарастырылған, сондықтан оған тоқталмаймыз. Нәтижелерін жазу үшін тағы да матрица құрып аламыз. Енді тік бағанға сынауықтардың нөмірлерін жазамыз да, көлденең жолға теориялық матрицадағыдай берілген заттардың физикалық қасиеттерін, әсер ететін индикаторымызды және реагенттерді (қосылыстарды) жазамыз. Эксперимент жүргізіп, тәжірибелер барысында алған нәтижелерімізді практикалық матрицаға түсіріп отырамыз. Мысалы, мынадай нәтижелер алған болсақ:
Берілген сынауықтар нөмірлері Физикалық қасиеттері Индикаторға (әмбебап) әесрі Бромды су
немссе КМпО4 ер-сі АgNО3
аммиак-тағы ер-сі Жалпы қорытынды
1 түссіз, иісті - түссізденеді - 1 түссіздену
2 түссіз, иісті қызарады - - инд-р түсі өзг.
3 түссіз, иісті - - - -
4 туссіз, иісті - түссізденеді 1түссіз-у, 1.
Тәжірибелердің нәтижелерін қорытындылап, теориялық және практикалық матрицаларымызды салыстырғаннан кейін, қай сынауыққа қандай зат құйылғанын айта аламыз. 1-сынауықтағы зат индикаторға әсер етпеді, яғни сірке қышқылы емес, бромды суды (немесе калий перманганаты ерітіндісін) түссіздендірді, күміс нитратының аммиактағы ерітіндісін өзгертпеді. Теориялық матрицамен салыстырсақ бұндай нәтиже алкенге (гексенге) тән көрінеді. Яғни, бірінші сынауыққа гексен құйылған. 2-сынауықтағы зат әмбебап индикатор қағазының түсін өзгертті, бұл сынауыққа сірке қышқылының ерітіндісі құйылған деп қорытынды жасауымызға болады. Бұл сынауықтағы зат анықталды, әрі қарай тәжірибеге қоспаймыз. 3-сынауықтағы зат индикаторға әсер етпеді және бромды судың (немесе перманганат ерітіндісінің) түсін өзгертпеді, сондықтан бұл зат қышқыл да емес, қанықпаған көмірсутек те емес деген қорытынды жасай аламыз. Олай болса, бұл сынауыққа қаныққан көмірсутек (гексан) құйылған екен. Ал соңғы 4-сынауықтағы зат перманганат ерітіндісін түссіздендіретін қанықпаған көмірсутек болып шықты. 1-және 4-сынауықтардағы қанықпаған көмірсутектерді тек күміс нитратының аммиактағы ерітіндісімен сынағаннан кейін ғана айыра аламыз. 4-сынауықтағы зат пен күміс нитратының аммиактағы ерітіндісі күміс бөле әрекеттескенін көргеннен кейін, бұл сынауыққа гексин-1 құйылған екен деп қорытынды жасауға болады.
Есептің жауабы: 1 -сынауықта гексен,
2-сынауықта сірке қышқылы,
3-сынауықта гексан,
4-сынауықта гексин.
Қай сынауыққа қандай зат құйылғанын анықтағаннан кейін жүрген химиялық реакция теңдеулерін жазамыз:
СН3СООН = СН3СОО- + Н+
С4Н9 - СН= СН2 + Вr2 С4Н9 - СН – СН2
Вr Вr
1,2-дибромгексан
Вr Вr
С4Н9 - С ≡ СН + 2Вr2 С4Н9 С СН
Вr Вr
1,1,2,2-тетрабромгексан
2С4Н9 С ≡ СН + Аg2О аммиак 2С4Н9 С ≡ САg + Н2О
күміс гексиниді
Берілген
Бромдалуы.
Тәжірибені бензолмен және толуолмен катар жүргзіңдер. Екі пробиркаға 1 мл. ден бром суын құяды. Бірінші пробиркаға бензолдық бірнеше тамшысын құяды да, екіншісіне соншама толуылды. Екі пробирканы шайқап араластырады.
Реакциялардың теңдеулерін жазып, дәлелді жауап беріңдер.
Тотығу.
Пробиркаға калий перманганатынын судагы ертіндісін сулыкүкірт қышқылымен араластырып, екі пробиркаға бөледі.біріншісіне бензол, ал екіншісіне толуол құйып, араластыра-ды. реакциялардың теңдеулерін жазыңдар......
Көп атомды спирттердің комплексті қосылыс түзуі.
Пробиркада мыстың гидроксидін алу үшін мыстың сульфатына натрий сілтісін құяды. Тұнбаны суқұйғыштан бөліп лады. Алынған тұнбаны бірнеше пробирқаға щыны таяқ арқылы бөліп салады. Әр пробиркаға су және 3-5 тамшыдан спирттерді құяды., Салыстыру үшін бір пробиркада таза тұңбанық судагы ертіндісін қалдырады. Барлық пробиркаларды шайқап, болған езгерістерді байқайды. Реакциялардың теңдеулерін жазып, жауаптарыңды деделдеңдер.
Фенолдар мен нафтолдардың темір хлоридімен реакциясы.
А. Тәжірибені бірнеше фенолдар, нафтолдармен жүргізеді. Тексеретін ертінділерге су және-FeCI3 құяды. Фенолдардың ертінділерінің түсі қалай өэгереді, ол неге байланысты? Дәлелді жауап беріңдер.
Б. А Тежірибесінен алынған бояулы ертінділерді (фенол, пирогаллол) әрқайсысын үшке бөліп, біреуіне тең мелшерде этил спиртін, екіншісіне сілтінің бірнеше тамшысын құю керек.
Алъдегидтерді күміс тұздарымен тотықсыздандыру.
Еірінші тәжірибедегі алынған альдегидтік 1 мл. Тамшысын құйып , үстіне жаңадан дайындалган күміс оксидінің аммиактағы ертіндісімен косып шайқаса, ертіндінін түсі өзгереді.
IV-тарау. Сапалық анализ
4.1 Сапалық анализге арналған тәжірибелік есептерді шешу әдістемесі.
Химиялық олимпиадалардың барлық сатыларының тәжірибелік турында 9-сынып оқушыларына әдетте анорганикалық заттардың сапалық анализ тақырыбына арналған есептер беріледі. Олардың ішінде ең жиі кездесетіні берілген заттардың бір-бірімен сапалық реакциясына сүйене отырып, қай пробиркада қандай заттың құйылғанын табу. Мұндай есептер көп жылдардан бері беріліп келе жатқанына қарамастан химиялық олимпиаданың республиалық деңгейіне дейін жеткен оқушылардың көпшілігі осы күндерге дейін оның әдістемесін білдірмейтіндігін байқадық. Сондықтан көпшілік қауымды ондай есептерді шығарудың ең тиімді әдістемесімен таныстыруды жөн көрдік.
Мысалы, мынадай қарапайым есеп берілсін делік.
Нөмірленеген 5 пробиркада мынадай заттардың судағы ерітінділері берілген: барий хлориді, күміс нитраты, натрий сульфаты, натрий карбонаты, хлорсутек қышқылы. Қосымша реактивтердің көмегінсіз қай пробиркаға қай заттың ерітіндісі құйылғанын табыңыздар. Барлық жүретін реаакциялардың толық молекулалық және қысқаша иондық теңдеулерін жазыңдар.
Жауаптың үлгісі.
1-қадам.
Алдымен төмендегідей теориялық кесте құрамыз.
BaCl2 AgNO3 Na2SO4 Na2CO3 HCl ∑
BaCl2 * AgCl↓ BaSO4↓ BaCO3↓ * ↓↓↓
AgNO3 AgCl↓ * Ag2SO4↓ Ag2CO3↓ AgCl ↓ ↓↓↓↓
Na2SO4 BaSO4↓ Ag2SO4↓ * - - ↓↓
Na2CO3 BaCO3↓ Ag2CO3↓ - * CO2↑ ↓↓↑
HCl - AgCl↓ - CO2↑ * ↓↑
Түсініктеме:
Кейде әрекеттесу нәтижелері реагенттерді қосу ретінде байланысты болғандықтан (нені неге құю керек?) жоғары горизонталь бағанадағы реагенттер вертикаль бағанадағы реагентерге қосылады деп есептейміз. Кестенің қиылысқан торларына өзара әрекеттесу нәтижелерін жазамыз. Көрнекті және ықшамды болу үшін және көп уақыт жібермеу үшін кестелердің қиылысқан көздеріне мәліметтерді мейлінше қысқа немесе шартты түрде жазуға да болады. Мысалы ↓-тұнба түсуі, ↑-газ бөлінуі t –жылу бөлінуі және т.с.с. Теориялық кестені тәжірибелік кестемен салыстырған кезде бәрібір көбінесе түскен таңбалар мен бөлінген газдардың сандарын немесе түстерін немесе басқа көзге көрінетін қасиеттерін салыстыратын болғандықтан олардың формулаларын емес, тек сандарын қысқаша жазса да болады. Мысалы жаңағы кестені былай жазуға болады:
BaCl2 AgNO3 Na2SO4 Na2CO3 HCl ∑
BaCl2 * ↓ ↓ ↓ * 3↓
AgNO3 ↓ * ↓ ↓ ↓ 4↓
Na2SO4 ↓ ↓ * - - 2↓
Na2CO3 ↓ ↓ - * ↑ 2↓+↑
HCl - ↓ - ↑ * ↓+↑
Соңғы вертикаль бағанадағы әр заттың басқа қалған заттармен беретін өзгерістердің жинағын шартты белгілермен ықшамдап жазамыз, мысалы, 2↓+↑, яғни, екі жағдайда тұнба түсіп, бір жағдайда газ бөлінеді. Бұл кейін екі кестені салыстырып, қорытынды жасауды жеңілдетеді.
Теориялық кестені құру үшін ерігіштік кестені пайдалануға болады. Оны әр оқушы өзімен бірге алып кіруге рұқсат беру керек.
2-қадам. Тәжірибелік кестені құрамыз. Мұнда теориялық кестедегі заттардың формулаларының орнына құйылған пробиркалардың нөмірлерін жазамыз. Кестені толтырған кезде оның қиылыстарына нөмірленген пробиркалардың бір-біріне құйған кезде байқалатын эффектерді шартты белгілермен белгілейміз. Берілген заттарды өзара әрекеттестіру кезінде байқалатын эффектілер, мысалы, төмендегідей болсын делік.
№1 №2 №3 №4 №5 ∑ №1 - ↓ ↓ ↓ ↓ 4↓ AgNO3
№2 ↓ - - ↑ - ↑,↓ НСІ
№3 ↓ - - ↓ 2↓ Na2SO4
№4 ↓ ↑ - - ↓ 2↓,↑ Na2CO3
№5 ↓ - ↓ ↓ - 3↓ ВаCl2
Түскен тұнбалардың түсіне және олардың кейбір қасиеттеріне көңіл аударған жөн.
Тәжірибе кезінде барлық тиісті сапалық реакцияларды жасаудың қажеті жоқ. Мысалы, барий хлоридіне күміс нитратын қоссаңыз да немесе және күміс нитратына барий хлоридін қоссаңыз да байқалатын эффектілер бірдей болады. Сондықтан ондай екі тәжірибенің орнына екеуінің біреуін ғана жасап, кестенітолтырғанда екеуін де жазуға болады. Кейбір заттар оған құятын заттардың артық мөлшерінде ериді. Мысалы, мырыш хлоридіне натрий гидроксидін қосқанда алдымен мырыш гидроксиді тұнбаға , ал натрий гидроксидінің артық мөлшерін қосқанда түскен тұнба еріп кетеді. Керісінше ондай эффект болмайды. Сондықтан, мұндайда кейбір заттардың ондай қасиеттерін ескеру керек. Ол үшін теориялық білімді жетілдіру керек. Әрине, кім де болса неғұрлым аз сынақпен соғұрлым көп заттарды анықтауға тырысады. Дегенмен, бірнеше сапалық реакциялар оң нәтиже бергенде ғана берілген зат дұрыс анықталды деп есептеу керек.
3-қадам. Тәжірибелік кесте мен теориялық кестені салыстыра отырып, қорытынды жасаймыз. Басқаларымен үш тұнба беретін бір ғана зат бар, ол - барий хлориді. Сол сияқты төрт тұнбаэмен бір ғана зат бар, ол – күміс нитраты, екі тұнба беретін бір ғана зат бар, ол- натрий сульфаты, бір тұнба мен бір газ беретін бір ғана зат бар, ол- тұз қышықылы және екі тұнба мен бір газ беретін зат натрий карбонаты. Тәжірибе кезінде байқалатын эффектілерді салыстыра отырып қорытынды жасайтын болсақ, қай заттың қай пробиркаға құйылғанын шатастырмай табуға болады. Егер түсетін тұнбалардың түстері әр түрлі болса, оларды анықтау тіпті оңайлайды. Егер бір заттың басқалармен беретін тұнбаларының саны мен олардың түстері бірдей болса, онда мәселе қиындайды. Мұндай жағдайда оларды мұқият салыстыру керек. Бірі есепте берілген тұз қышқылында ерісе, екіншісі амфотерлік болғандықтан негіздің артық мөлшерінде еруі мүмкін.
Берілген заттардың әрқайсысын дұрыс тапқаны үшін 2 ұпайдан деп санасақ, 5 зат үшін 10 ұпай беруіміз керек. Кейбір оқушылар сан қилы жолдармен әйтеуір дұрыс табуы мүмкін. Ал, кейбіреулер осындай шатастырмай тиімді жолмен оңай табуы мүмкін. Сондықтан осындай теориялық және эксперименттік кесте жасап және оған сүйене отырып, дұрыс шешімдергге келген оқушыларға 10 ұпайдан бөлек қосымша ұпайлар берілу керек. Кейбір оқушылар теориялық кесте жасап қойып, бірақ оны пайдаланбайды. Сонда оны не үшін жасағаны жюри мүшелеріне түсініксіз болады. Әйтеуір бір жерден көріп, ел жасаған соң мен де жасайын деп отырған шығар деген ойға амалсыз келеміз. Сонымен мұндай әдістемені білетін оқушыға 4 балл беруге болады делік.
4-қадам. Реакция теңдеулері:
Барлығы 5*5=25 реакция, оның бесеуі заттардың өзді - өзімен, сонда қалатыны 20 реакция. Көптеген жағдайда (ылғи емес) №1 пробиркадағы затты №2 пробиркаға құйған мен керісінше №2 пробиркадағы затты №1 пробиркаға қосқандағы эффект бірдей. Демек, қарастыратынымыз 10 реакция. Теориялық кесте бойынша оның тек жетеуінде ғана көзге көрінетін эффектілер байқалады. Біз сол 7 теңдеуді ғана молекулалық және иондық түрде жазуымыз керек. Егер есептің шартында молекулалық теңдеуді жазыңдар деп айтылмаған джағдайжа ғана, оларды жазбауға болады. Сондықтан есептің шартын өте мұқият оқу керек.
Ag+ + Cl- =AgCl↓ 2 балл
(молекулалық + иондық)
2Ag+ + CO32- =Ag2CO3↓ 2 балл
2Ag+ + SO42- =Ag2SO4↓ 2 балл
Ag+ + Cl- =AgCl↓ 2 балл
2H+ + CO32- =H2O +CO2↑ 2 балл

Ba2+ + SO42- =BaSO4↓ 2 балл
Ba2+ + CO32- =BaCO3↓ 2 балл
Барлығы 14 балл
Түсініктеме :
Кейбір оқушылар мұндайда реакция теңдеулерінің орнына оның тек схемасын ғана келтіреді. Тексергенде олардың біразы реакция нәтижесінде қандай басқа өнім өнімдер түзілетінін, яғни, реакциялардың толық теңдеулерін жаза алмайтындықтары немесе олардың стехиометриялық коэффициенттерін табу әдістерін білмейтіндігі анықталады. Сондықтан ондай оқушыларға қойылатын ұпай санын кеміту керек. Ал кейбір оқушылар білгенімен жазбайды. Ұпай оларға да кемітіледі. Себебі олар біле тұра есептің шартын толық орындамаған немесе естерінен шығарып алған. Оқушыларға басынан бастап есептің шартын дұрыс оқып, не сұралып тұрғанына аса көңіл бөлуді үйрету керек.
әзірге 2 балл қалды. Оның біреуін қауіпсіздік техникасын сақтағаны үшін, ал ең соңғысын дәптерді ұқыпты және таза толтырғаны үшін беруге болады. Сонымен барлығы 30 ұпай.
Ұпайларды не үшін кемітуге болады:
Реактивтерді үнемді пайдаланбағаны үшін
Төгіп-шашып лас жұмыс істегені үшін
Қауіпсіздік техникасын сақтамағаны үшін
Дәптерді қалай болса солай және түсініксіз толтырғаны үшін мүмкіндік болса әр оқушыға бір «қарауыл» қоюға болады.
Есепте берілген заттардың саны көп болса, онда олардың арасында көзге көрінетін эффект бере жүретін реакциялардың саны да көбейеді. Онда әр затты тапқаны үшін берілетін ұпай саны да, әр химиялық реакцияның теңдеуі үшін берілетін ұпай саны да, қала берсе, одан басқалары үшін де берілетін ұпай саны өзгереді. Себебі тәжірибелік турға берілетін ұпай саны 30-дан аспау керек. Бірақ қатып қалған ештеңе жоқ. Егер тәжірибелік турға берілетін ұпай саны өзгерсе, онда бағалау жүйесін де өзгерту керек.
Қай оқушыға не құйылды?
Оны шатастырмай құру үшін әр заттың дайындаоған ерітіндісі құйылған ыдысты нөмірлеп қоюға болады. Мысалы:
AgNO3, 2-НСІ, 3- Na2SO4, 4- Na2CO3, 5- BaCl2 болсын делік.
Оқушы Проб.№1 Проб.№2 Проб.№3 Проб.№4 Проб.№5
№1 1 2 3 4 5
№2 2 3 4 5 1
№3 3 4 5 1 2
№4 4 5 1 2 3
№5 5 1 2 3 4
№6 5 4 3 2 1
№7 4 3 2 1 5
№8 3 2 1 5 4
№9 2 1 5 4 3
№10 1 5 4 3 2
Есептің күрделілігі өздеріңіздің қолдарыңызда. Реактивтер мен пробиркалар жеткілікті болса, 10-12 заттың ерітіндісін беруге болады. Мұндай әр жағдайда берілген заттардың саны және олардың әрқайсысын тапқан үшін және реакция теңдеу үшін берілетін ұпайлардың саны әділетті және тексеруге ыңғайлы болатындай етіп бөліну керек.
Енді заттардың ерітінділерін дайындау мәселесінекелейік. Көптеген заттардың ерітінділерін 2-3 күн бұрын дайындап қоюға болады. Көптеген жағдайда концентрациясы 0,1 моль/л ерітінділер сапалық анализ мақсаттарына жарайды. Кейбір, мысалы, Са(ОН)2, MgCO3, PbBr2, PbCl2, Ag2SO4, CaS, CaSO4 және т.б. заттардың тұнбасы түсу үшін одан да гөрі концентрациясы жоғарылау ерітінділер дайындау қажет болады. Олардың барлығы жюри мүшелері алдын ала өз қолдарымен тексеріп көргендері жөн.
Қанша ерітінді дайындау керек? Мысалы, жоғарыда келтірілген есепте әр заттың ерітіндісімен төрт реакция жасау керек. Кейбір оқушылар бір тәжірибенің нәтижесіне сенгісі келмейді. Нәтижесі енімді болу үшін 3 рет жасасын делік. Сонда барлығы 12 тәжірибе. Егер әр тәжірибеге 5 мл кетеді десек, онда 12 тәжірибеге 60мл ерітінді керек. Егер олимпиадаға 15 оқушы қатынасын болса, онда кем дегенде әр заттың 1л ерітіндісін дайындау керек.
әр жұмыс орнына ерітінділер құйылған пробиркалармен қоса, мүмкін болса, 2-3 бос «жұмысшы» пробиркалар қойған жөн. Олимпиада өтетін бөлмеде су құбыры жоқ болса, «жұмысшы» пробиркаларды жуып шаю үшін дистелденген су құйылған ыдыс, ал жуындыны төгу үшін бос шелек қою керек.
Тапсырманы орындауға берілетін уақыт есептің шартындағы заттардың санына сәйкес болуы керек. Орта есеппен әдетте әр затты анықтауға 10 минуи кетеді деп есептегенде, жоғарыда талқыланған тапсырманы орындауға шамамен 50-60 минут, ал оны дәптерге жүйелеп жазуға тағы 50-60 минут, барлығы 2 сағаттан аспайды. Егер есепте 10-12 зат берілсе, әрине берілетін уақыт та екі есе көбею керек.
Мұндай есептерді шығарғанда лабораторияда көрінетіндей қашықтықта заттардың ерігіштік кестесі ілулі тұруы керек. Ондай кесте мектепте жоқ болған жағдайда оқушыларға оны өзімен бірге алып кіруге рұқсат берген жөн.
4.2 Калий катионын анықтау реакциялары
1. тәжірибе. Сынауыққа 1 мл КСІ ерітіндісіне сонша NaHC4Н4О6 ерітіндісін және 2-3 тамшы натрий ацетатының ерітіндісін қосып, шыны таяқшамен ептеп араластырыңдар. Иондар бірқалыпты таралмаса, тұнба түзбейді, түзілген тұнбаның қасиетін сынаңдар.
2. тәжірибе. 1мл КСІ ерітіндісіне сонша Na3[Co(NO2)6] ерітіндісін қосып, ептеп шыны таяқшамен араластырыңдар және ерітіндіні 4-ке бөліп, қасиеттерін сынаңдар.
3. тәжірибе. Ағаш немесе темір сапқа орнатылған ұшында ілгіші бар хром сымын жалында әбден түсі өзгергенге дейін қыздырыңдар. Егер жалын түсі өзгере берсе, тұз қышқылының ерітіндісіне батырып, қашан түсі өзгермегенге дейін қыздырасыңдар. Алдын ала дайындалған КСІ ұнтағын платина ілгішімен іліп, жалынға ұстаңдар. К+ иондары ашық күлгін түске боялады. Тәжірибені калий тұздарының ерітіндісімен жасағанда құрғақ тұздарға қарағанда, жалын түсі айқын көрінбейді.
4.3 Аммоний катионын анықтау реакциялары.
4. тәжірибе. Сынауыққа 8-10 тамшы аммоний тұздарын тамызып, үстіне сонша мөлшерде натрий гидроксиді ерітіндісін тамшылатып құйып, баяу қыздырғанда, аммиак бөлінеді.
NH4CL+NaOH=NH3↑ +NaCL+H2O
Бақылауды төмендегі әдістермен жүргізу.
ылғанданған лакмус қағазын ерітіндіге тигізбей сыеауықтың аузында ұстасақ, аммиактың қағаздағы сумен әрекеттесіп, аммоний гидроксидін түзуі нәтижесінде лакмус көк түске боялады;
лакмус қағазының орнына фенолфталейн ерітіндісі сіңірілген қағазды да алуға болады, бірақ ол қызыл – күрең (малина) түске боялады.
сүзгі қағазға Hg(NO3)2 ерітіндісін сорғызып, сынауықтың аузына ұстасақ, NH3 әсерінен қағаз қараяды.
5. тәжірибе. NaCL тұзына 4-5 тамшысына 0,5 мл дистильденген су, 3-4 тамшы Несслер реактивін тамызыңдар да, түзілген тұнбаның қасиетін зерттеңдер.
6. тәжірибе. І топ катиондар қоспасына анализ. 1г құрғақ қоспаны 5 см3 суда ерітіп, аналыз жасайды. Аммоний ионын 1.8 тәжірибемен анықтайды.
Егер қоспада аммоний және литий иондары болса, қоспаны 2-ге бөліп, ерітіндідегі аммоний ионын жою үшін бір бөлігін тигельге құйып күйдіреді. Аммоний ионының толық жойылғандығына көз жеткізу үшін тигельдегі қалдықты 2 см3 суда ерітіп, NH+4 иондарына сапалық реакция жүргізеді. Калий ионын 1.5 – тәжірибемен анықтайды. Сүзіндідегі натрий ионын 1.4 – тәжірибемен, ал калий ионын .6 – тәжірибемен анықтайды.
4.4 Күміс катионына тән сапалық реакция.
Аg+ иондары көптеген аниондармен тұнба түзеді. Күміс ионын СІ-, Вr-,J- және CrO42- иондарымен анықтайды.
Реакция. Тұз қышқылы күміс иондарымен ақ тұнба түзеді (фармакопеялық):
AgNO3 + HCL= AgCL↓ + HNO3
Тұнба күмістің бөлінуінен жарықта біртендеп қараяды және аммоний гидроксидінде ериді:
AgCL+2NH4OH=[Ag(NH3)2]CL + 2 H2O
Егер комплексті тұзға HNO3қосса, тұнба қайта түзіледі.
[Ag(NH3)2]Cl + 2HNO3 = AgCl↓ + 2NH4NO3
Реакция. Аg+ ионы KOH және NaOH гидроксидтерімен әрекеттесіп, Аg2O күміс оксидінің қара тұнбасын береді:
AgNO3 + KOH = AgOH + KNO3
2AgOH = Ag2O ↓ + H2O
Күміс (I) оксиді аммиак ерітіндісінде ериді:
Ag2O ↓ + 4NH4OH = 2[Ag(NH3)2]ОН + 3H2O
Реакция. К2СrO4 калий хроматы Аg+ күміс ионымен күміс хроматының қызыл кірпіш түсті Ag2СrO4 тұнбасын береді:
К2СrO4 + 2 AgNO3 = Ag2СrO4 + 2 КNO3
Раекцияның жүргізілу тәртібі:
а) Реакцияны рН 6,5 – 7,5 жүргізу;
ә) Аммиакты және күшті қышқыл ортада тұнба түзілмейді;
б) Pb2+, Ba2+, Hg2+ Cu2+, Ni2+ иондары тұнба түзуге кедергі жасайды.
Реакция. Аg+ ионы КВr сарғылт, ал КI сары тұнба береді:
КВr + AgNO3 = АgВr↓ + КNO3
КI + AgNO3 = АgI↓ + КNO3
Реакция. Күміс оксидінің тотықсыздандыру реакциялары (Фармакопеялық). Ag2O ↓ күміс оксиді (формальдегид) тез тотықсызданады.
Ag2O ↓ + HCOH = 2Ag + HCOOH
4.5 Қорғасын катионына тән сапалық реакция
1.Реакция Рв+ионы КОН және NаОН гидроксидтерімен концентрациялы сілті ертінділерінде және қышқылдарда ерімейтін Рв(ОН)2ақ тұнбасын береді :
Рв (NО3)2+2 NаОН→ Рв(ОН)2↓+2Nа NО3
Егер сілті артық мөлшерде алынған болса нартрий плюмбиті түзіледі
Рв(ОН)2+2 NаОН→Nа2 РвО2+2Н2О
2 Реакция Рв+ионы I-ионымен РвI2 қорғасын иодидінің сары тұнбасын береді
Рв2++ I-→ РвI2↓
Реакцияны жүргізу тәртібі а) реакцияны рН 3-5 ортада жүргізу;б) комплексті тұз түзілетіндіктен рективтің артық мөлшерін алмау;в) калий иодиді анықтаушы реактив болады
Қорытынды
Химиядан сабақ бергенде негізгі дидактикалық принципті еске ұстау керек. Ол оқытудың, яғни білім беру мен тәрбие және дамытудың бірлігі. Есеп шығаруда химиялық ұғымдар қайталанып бекиді. Алынған білімдер тереңдей түседі, оқушылардың ой-өрісі дамиды, оқушыларды өз бетімен жұмыс істеуге итермелейді. Есеп шығару арқылы оқушылар еңбекке үйренеді, жауапкершілік пайда болады, бір бағыттылық, мақсатқа жету үшін қайтпайтын қайсарлық пайда болады. Есеп шығаруда пән аралық байланыс та іске асады, табиғаттың тұтастығы туралы көз-қарас қалыптасады. Есеп шығаруда оқушылардың ой әрекеті мен іс әрекеті дамиды. Мысалы, ойға тоқу, дәлелдеу, талдау сияқты ойлау элементтерін үйренеді.
Психологтар мен дидактиктер «Есеп шығаруды – ойлау іс-әрекеттің кешенді моделі» деп атаған
Пайдаланылған әдебиеттер
Химия:Жалпы білім беретін 11-сыныбына арналған оқулық / Ә .Темірболатова ,
Н.Нұрахметов, Р.Жұмаділова ,С.Әлімжанова. Алматы : «Мектеп» баспасы ,-2007.
Химия:Жалпы білім беретін 10-сыныбына арналған оқулық /Н.Н.Нұрахметов, К.Б.Бекишев, Н.Н.Заграничная. Алматы : «Мектеп» баспасы ,-2005. -
ТемірболатоваӘ.Е.Химия есептері мен жаттығуларының жинағы. Алматы:Рауан, 2000. 96б
БекішевК.Б. Химия есептері (оқу құралы)Алматы. «Білім».2007ж
Усманова М.Б.,Сақариянова К.Н. Химия сандық есептер шығару әдістемесі Алматы «Атамұра» 2004
Ерыгин Д.П., Шишкин Е.А. Методика решения задач по химии. - М.: Просвещение, 1989 - 173 с.
. Хомченко Г.Г., Хомченко И.Г. Задачи по химии. -М.: Высшая школа, 1987 - 238 с.
Лабий 10.М. Решение задач по химии с помощью уравнений и неравенств. - М.: Просвещение, 1987. - 80 с.
Кузьменко Н.Е., Еремин В.В. 2400 задач по химии для школьников и поступающих в вузы. - М.: ДРОФА, 1999 - 560 с
Польские химические олимпиады. Под. ред. С.С.Чу-ранова. Изд. ңМирң. - Москва, 1980 - 530 с.
Чуранов С.С. Химические олимпиады в школе. -М.: Просвещение, 1982. -191 с.
Сорокин В.В., Загорский В.В., Свитанько И.В. Задачи химических олимпиад. Под ред. Е.М.Соколовской. Изд. МГУ, 1989 - 253 с.
Свитанько И.В. Нестандартные задачи по химии. -М.: МИРОС, 1995 - 80 с.
Нұгманов И. Есептер жинағы. Алматы.2001
Ерыгин Д.П. Шишкин Е.А. Методика решения задач по химии. М., Просвещение. 1989
Цитович Методика решения задач по химии.М.,Просвещение. 1989
Бекішев Б . Химиядан есептер шығару. Алматы.2001
Адамович Т.П. и др. Сборник олимпиадных задач по химии. –Минск:1980.
Гаврусейко Н.П. Сборник самостоятельных и контрольных работ по химит. - Минск.1983.
Гольдфарб Я.Л. и др. Сборник задач и упражнений по химии: Учеб.8-11 кл. ср.шк.- .: Просвещение,1987.
Грученко Г.И., Кайгородова Г.А. Обучение учащихся решению расчетных задач по химии.- Смоленск,1984.
Гузей Л,С., Лунин В. В. Сборник задач по общей химии с производственным содержанием. –М. Высшая школа,1977.
Глориозов П,А,. Рысс В.Л.Проверочные работы по химии,-М. Пр. 1986.
Дайнеко В.И. Как научить школьников решать задачи по органической химии.М.-Пр. 1987.
Иванова Р.Г., Осокина Г.И. Изучение химии в 9-10 классах.-М., Просвещение.1983.
Иванова Р.Г., Черкасова А.М. Изучение химии в 7-8 классах.-М., Просвещение.1983.
Колягин Ю.М., Оганесян В.А. Учись решать задачи. –М.: Просвещение.1983
Лабий Ю.М. Решение задач по химии с помощью уравнений и неравенств.-М.: Просвещение.1987
Магдесиева Н.Н., Кузменко Н.Е. Учись решать задачи по химии,-М.: Просвещение.1987.
Потапов В.М., Чертков И.Н. Проверь свои знания по органической химии. .-М.: Просвещение.1979.
500 задач по химии. .-М.: Просвещение.1981.