Тұздардың гидролизі

Гидролиз есебінен заттарды күйрету судың маңызды қасеті болып табылады.

Гидролизге қатысы бойынша тұздар 4 түрге бөлінеді: күшті негізді және әлсіз қышқылды тұздар (гидролизге ұшырамайды), әлсіз негізді және күшті қышқылды тұздар (катион бойынша гидролиз), әлсіз қышқылды және күшті негізді тұздар (анион бойынша гидролизі), әлсіз негізді және күшті қышқылды тұздар гидролизі. Гидролиз қайтымды процесс, ол дәрежесімен және гидролиз константасымен сипатталады.

Гидролиз дәрежесі h – гидролизге ұшыраған тұздың молярлы концентрациясының ерітіндідегі жалпы тұздың молярлы концентрациясына қатынасы.

Күшті қышқыл мен әлсіз негізді тұздардың гидролизі. Бұл процесс катион бойынша ағады, яғни тұздың құрамына кіретін катион судың гидроксид ионымен әрекеттесіп, қышқылдық орта түзіледі. Әлсіз негіз бен күшті қышқылды тұзды 2 топшаға бөледі.

Күшті негіз бен әлсіз қышқылды тұздың гидролизі. Күшті негіз бен әлсіз қышқылды тұздың гидролизі анион бойынща ағады, яғни тұздың құрамына кіретін анион судың сутекті катионымен өзара әрекеттесіп, сілтілік орта түзіледі. Мұндай тұздарды 2 топшаға бөледі.

Әлсіз негіз бен әлсіз қышқылды тұздардың гидролизі. Әлсіз негіз бен әлсіз қышқылды тұздардың гидролизі катион және анион бойынша ағады, яғни тұздың құрамына кіретін анион судың сутекті катионымен өзара әрекеттеседі, ал тұздың құрамына кіретін катион судың гидроксид ионымен әрекеттеседі. Мұндай тұздар үшін барлық сатылар ағып өтеді (біріншісі – күштірек, соңғысы – аз деңгейде, толықтай гидролизденетін тұздар да бар).

1. Карбонаттар, сульфиттер, сульфидтер, селенидтер, селениттер, үш зарядты катиондар (Al³⁺, Fe³⁺, Co³⁺, Ni³⁺, Ti³⁺, Cr³⁺, Mn³⁺) кезінде (сонымен қатар ерітінділерде емес) ерімейтін негіздер(амфотерлі гидроксидтер) және газдар CO₂, SO₂, H₂S, SeO₂, H₂Se пайда болады. Мысалы:

Al₂S₃ + 6H₂O= 2Al(OH)₃ + 3H₂S

2. Әлсіз ерімейтін негіздерге және амфотерлі гидроксидтерге сәйкес келетін карбонаттар, сульфиттер, екі зарядты металл катиондарының селенидтері, тек қана су ерітінділерінде қалыптасатын, негізі тұз және газ СO₂, SO₂,H₂S, SeO₂ болатын жағдайда гидролизденеді. Мысалы: MgCO₃ + HOH≠ (ауада), себебі MgCO₃ тіптен ерімейді, бірақ су ерітінділерінде қалыптасу мүмкіншілігі болса, реакция жүреді:

2MgCO₃ + HOH= (MgOH)₂CO₃ + CO₂

3. Силикаттар, ортофосфат және аммоний ортоарсенаты толық гидролизденеді, NH₃ түзіледі және силикаттар жағдайында қышқылдар түзіледі, ал фосфаттар мен арсенаттар үшін – дигидрофосфат және дигидроарсенат; бұл тұздардың гидролизі су ерітінділерінде туындау мүмкіншіліктері сияқты сумен қосылысындай ағады.

(NH₄)₂SiO₃= 2NH₃ +H₂SiO₃

Су ерітінділеріндегі тұздар арасындағы реакция теңдеулерін жазу кезінде, тұздардың толық гидролизін ескеру керек. Мысалы:

2NH₄Cl + K₂SiO₃= 2NH₃ + H₂SiO₃+ 2KCl (суда)

Тұздар гидролизін сипаттау процесі әртүрлі. Ең тиімді жолдардың бірі, ол үш түрлі немесе қысқаша иондық және шартты-молекулалық түрде, міндетті түрде гидролизді салыстыру дәрежесі көрсетілген барлық теориялық мүмкін теңдеулер жазылатын жол; соңында, РН-тың катысты мағынасы және пайда болған ортаның атауы келтіріледі.

Гидролиз мінездемесі үшін, алюминий сульфатын мысал ретінде алып қарастырайық. Ол амфотерлі гидроксид Al(OH)₃ (әлсіз негіз) және күшті қышқыл тұзы. Теория жүзінде- үш, практикалық-екі сатысы бар.

1- сатысы: h_1ст- көптеген:

Al₂(SO₄)₃ + 2HOH 2(AlOH)SO₄ + H₂SO₄

2Al³⁺ + 3SO₄^2- + 2HOH 2(AlOH)²⁺ + 2SO₄^2- + 2H⁺+ SO₄^2-

Al³⁺+ HOH (AlOH)²⁺+ H⁺

2-сатысы: h_2ст< h_1ст:

2(AlOH)SO₄ + 2HOH (Al(OH)₂)₂SO₄+ H₂SO₄

2(Al(OH)₂)⁺+ SO₄^2-+ 2HOH 2(Al(OH)₂)⁺+ SO₄^2-+ 2H⁺+ SO₄^2-

(AlOH)²⁺+ HOH (Al(OH)₂)⁺+H⁺

3-сатысы: h_3ст – аздаған, қалыпты жағдайда тіптен ақпайды:

(Al(OH)₂)₂SO₄+ 2HOH 2Al(OH)₃+ H₂SO₄

2(Al(OH)₂)⁺+ SO₄^2-+ 2HOH 2Al(OH)₃+ 2H⁺+ SO₄^2-

(Al(OH)₂)⁺+ HOH Al(OH)₃+ H⁺; қышқыл орта, рН<7.

Көрсетілген мысал, бөлме температурасындағы тұз гидролизін сипаттайды. Жоғары температурада гидролиздің жоғарылауы көрінеді, ал белгі жағдайларда(судың қайнау температурасына жақын температурада және ерітіндіні қатты араластырғанда) гидролиз соңына дейін жетуі мүмкін, яғни қышқыл және негіздің(амфотерлі гидроксид) қоспасы пайда болады. Егер ерітіндіні араластырса, ерімейтін заттың зольы қалыптасады. Толық гидролиз кезіндегі зольдың алыну жолын қарастырайық:

FeCl₃+ 3H₂OFe(OH)₃+ 3HCl t(жоғары)

Алынған мицеллярлы коллоидтың формуласы:

{[Fe(OH)₃]m·nFe³⁺(3n-x)Cl^-}^x+xCl^-

Толық гидролиз процесіндегі коллоидтардың туындауы су тазартуда қолданылады, өйткені зольдар жоғары адсорбциялы қасиетке ие, соның арқасында су зиянды қоспалардан тазарады және одан басқа, табиғи сулардың құрамында болатын жоғарғы, қатты бөліктердің седиментациясын шақырады.

Гидролиз құрылыста маңызды рөл атқарады. Гидролиз кезінде ағуға қажетті орта реакциясы туындайды.

Әдебиет Негізгі 1[1-15], қосымша [3-8]

Бақылау сұрақтары:

1. Әлсіз электролиттер күшті электролиттерден несімен ерекшеленетінін анықтаңыз.

2. Теңдікті 3 формада жазыңыз, а) натрий силикаты мен барий хлориді; б) кальций гидрокарбонаты мен тұз қышқылы; в) кальций дигидрофосфаты мен кальций гидроксиді (кальций гидроксидік артығымен алу керек).

3. Құрылыс өндірісіндегі электролиттік диссоциациясының иллюстриялаушы роліне дәлелді мысал келтір.

4. Химиялық қосындылардың гидролиз процесінің мағынасын түсіндіріңіз.

5. Гидролизге қатысты тұздардың түрлерін атаңыз; бір- бір тұздан мысал келтіріңіз.

6. Неліктен натрий хлоридының гидролизге ұшырайтынын түсіндіріңіз.

7. Құрылыста гидролиз процестерін көрсететін дәлелді мысал көрсетіңіз.

Дәріс №4. Дисперсті жүйелер. Коллоидты жүйелер және олардың құрылыстағы алатын орны. Шынайы ерітінділер және олардың құрылыстағы алатын орны.

Табиғатта барлық обьекттер жүйелерді құрайды.

Жүйе- көрінетін немесе елестейтін бөлім шекаралары арқылы қоршаған ортадан шеттетілген, бұл жүйе компоненттерінің қасиетінен өзгеше, ерекше қасиетке ие, өзара байланысқан компоненттер жиынтығы.

Жүйелер фазалардан және компоненттерден тұрады.

Фаза - басқа бөлімдерінен шекара арқылы ажыратылған және бірдей химиялық қасиеттері бар жүйенің құрамдық бөлігі.

Жүйені құрайтын фазалар саны бойынша оларды: гомогенді(бірыңғай мүшелі, бір фазалы- қант сиропы) және гетерогенді(бірыңғай мүшелі емес, көп фазалы- тұман).

Компонент - физикалық әдістер арқылы ерекшелеуге болатын жүйенің құрамды бөлігі.

Ерітіндіде натрий, хлор және басқа иондар болуына қарамастан натрий хлоридының судағы ерітіндісі екі компоненттен тұрады(натрий және су). Мысалда келтірілген жүйелер дисперсті болып табылады. Ұсақталған заттардан құралған жүйелер дисперсті жүйелер деп аталады.

Дисперсті жүйелер дисперсті фазадан және дисперсті ортадан тұрады.

Дисперсті орта деп- жүйеде көп болатын дисперсті жүйенің бөлігі, ал егер аз болатын болса, бұл құрамды бөлік өзінің агрегаттық күйін өзгертпейді.

Дисперсті фаза деп- жүйеде аз болатын дисперсті жүйенің бөлігі, ал егер көп болатын болса, жүйенің бұл құрамды бөлігі өзінің агрегаттық күйін озгертеді.

Дисперсті жүйелерді бөліктерінің өлшеміне байланысты дөрекі взвестер, коллоидты және шынайы ерітінділер деп бөлінеді. Құрылыста қолданылатын барлық обьектілер дисперсті жүйелерді көрсетеді немесе мына жүйелердің: әртүрлі бетондар, тұтқыр және т.б. комплексі болып табылады.

Дөрекі қоспалар және олардың құрылыстағы алатын орны

Дисперсті фазасының өлшемі 100нм-ден асатын дисперсті жүйелер дөрекі қоспалар деп аталады.

Дөрекі қоспалар, заттың агрегаттық күйіне және құрамына байланысты, суспензиялар (қатты, сұйықтағы ерімейтін зат, мысалы құрылыстағы әк ерітіндісі), эмульсиялар (бір- бірінде ерімейтін екі сұйықтықтың қоспасы; су және бензиннің қоспасы); түтін (газдағы қатты зат, мысалы цемент шаңы); тұмандар (газдағы сұйықтық, мысалы жаңбырлы бұлт); пеналар (сұйықтықтағы немесе қатты денедегі газ, яғни қатты пеналар) және т.б.

Қалыпты жағдайда дөрекі взвестер таза емес, қиын, көпкомпонентті бір- бірімен және басқа дисперсті жүйелердің түрлерінің қоспаларынан тұрады. Табиғи экологиялық процесстерде әртүрлі смогтар маңызды рөл атқарады.

Түтін - қатты, сұйық және халқы көп жерлерде ауада қалыптасатын, ағзаға зиянды газдан тұратын дөрекі қоспалардан тұратын қиын қоспалар.

Смогтардың дымқыл(лондондық және т.б) және құрғақ(лос-анджелесетік және т.б) түрлері бар. Смогтар адам ағзасына қарсы әсерін тигізеді.

Дата добавления: 2015-07-08