Category: Քիմիա 8.

Թթուներ: Հիմքեր: Աղեր

Բոլոր լուծելի թթուները, հիմքերը և աղերը էլեկտրոլիտներ են: Ջրում լուծելիս դրանք դիսոցվում են դրական և բացասական իոնների.

Ի՞նչն է ընդհանուրը միացությունների նույն դասին պատկանող էլեկտրոլիտների դիսոցման գործընթացում:

Նախորդ բաժիններից դու արդեն գիտես. քլորաջրածին գազը ջրում լուծելիս դիպոլ-դիպոլային փոխազդեցության հետևանքով այն դիսոցվում է՝ ըստ հետևյալ հավասարման. HCl→H++Cl−, առաջացնելով ջրածնի կատիոն և քլորիդ անիոն:

Նույն կերպ են դիսոցվում նաև մյուս թթուները, օրինակ. HNO3→H++NO−3, հետևաբար.

Թթուներն այն էլեկտրոլիտներն են, որոնց դիսոցումից ստացվում են ջրածնի կատիոններ ու թթվային մնացորդի անիոններ:

Ջրային լուծույթներում թթուների բոլոր ընդհանուր հատկությունները պայմանավորված են ջրածնի հիդրատացված կատիոնների առկայությամբ:

Ջրածնի կատիոնները թթուների ջրային լուծույթներում հիդրատացվում են, վերածվելով հիդրօքսոնիում իոնների. H++H2O→H3O+

Հետևաբար թթուների դիսոցման հավասարումները ավելի ճշգրիտ ձևով ներկայացվում են ջրի մոլեկուլների մասնակցությամբ. օրինակ՝

HCl+H2O⇄H3O++Cl−, կամ HNO3+H2O→H3O++NO−3

Ըստ դիսոցման ժամանակ առաջացած ջրածնի կատիոնների թվի՝ թթուները լինում են.

միահիմն՝ HJ,HNO2,HClO4,HClO,CH3COOH և այլն,

երկհիմն՝ H2SO4,H2SO3,H2CO3,H2SeO3,H3PO3 և այլն,

եռահիմն՝ H3PO4,H3AsO4 և այլն,

քառահիմն՝ H4P2O7 և այլն: 

Որոշ դեպքերում թթվի մոլեկուլում առկա ջրածնի ատոմների թիվը չի համընկնում թթվի հիմնայնության հետ. օրինակ CH3COOH-ը միահիմն թթու է, թեև նրա մոլեկուլում ջրածնի չորս ատոմներ կան, իսկ H3PO3-ը երկհիմն թթու է:

Բազմահիմն թթուները դիսոցվում են աստիճանաբար, օրինակ.

H2SO3⇄H++HSO−3HSO−3⇄H++SO2−3

Ընդ որում առաջին փուլի դիսոցումն ընթանում է ավելի մեծ չափով:

Նույն տարրի առաջացրած թթվածնավոր թթուներից առավել ուժեղ էլեկտրոլիտ է տարրի առավել մեծ օքսիդացման աստիճանին համապատասխանող թթուն: 

Օրինակ՝ ծծմբական թթուն ուժեղ թթու է, իսկ ծծմբայինը՝ թույլ:

Համեմատելով հիմքերի դիսոցման հավասարումները՝

NaOH→Na++OH−,NH4OH⇄NH+4+OH−, կարելի է եզրակացնել.

Հիմքերն այն էլեկտրոլիտներն են, որոնց դիսոցումից առաջանում են մետաղի (ամոնիումի) կատիոններ և հիդրօքսիդ՝ OH− անիոններ:

Ջրային լուծույթներում հիմքերի բոլոր ընդհանուր հատկությունները պայմանավորված են հիդրօքսիդ անիոնների առկայությամբ:

Օքսիդացման +2 (և ավելի) աստիճան դրսևորող մետաղների հիդրօքսիդները՝ բազմաթթու հիմքերը դիսոցվում են աստիճանաբար:

Օրինակ՝

Ba(OH)→BaOH++OH−2I փուլ

BaOH+⇄Ba2++OH−II փուլ

ընդ որում առաջին փուլի դիսոցումն ընթանում է ավելի մեծ չափով:

Տարբեր աղերի դիսոցման հավասարումները համեմատելով՝

Na2CO3→2Na++CO2−3AlCl3→Al3++3Cl−NH4NO3→NH+4+NO−3

կարող ենք եզրակացնել.

Աղերն էլեկտրոլիտներ են, որոնք դիսոցվելիս առաջացնում են մետաղի (ամոնիումի) կատիոններ և թթվային մնացորդի անիոններ:

Ի տարբերություն բազմահիմն թթուների և բազմաթթու հիմքերի, աղերը դիսոցվում են անմիջապես ու լրիվ, այդ էլեկտրոլիտներն ատիճանաբար չեն դիսոցվում:

Աղերն ընդհանուր հատկություններ չունեն. աղերի հատկությունները պայամանավորված են և՛ կատիոններով, և՛ անիոններով:

Թթուների, հիմքերի և աղերի անգույն լուծույթները միմյանցից կարելի է տարբերել թթվահիմնային հայտանյութերի միջոցով: 

Օրինակ՝ լակմուսը թթուների ջրային լուծույթում ձեռք է բերում կարմիր գույն, հիմքերում՝ կապույտ, իսկ չհիդրոլիզվող աղերի ջրային լուծույթում պահպանում է իր գույնը՝ մանուշակագույնը.

Վարժություններ

1)Առաջին սյունակում տրված ռեակցիաների հավասարումների ձախ մասին համապատասխան երկրորդ սյունակից ընտրե՛ք աջ մասը.

2)Լրացրու՛ բաց թողնված բառը թթուների, հիմքերի և աղերի էլեկտրոլիտային դիսոցման վերաբերյալ` հետևյալ նախադասությունում.

Աղերը _______ են անմիջապես և լրիվ:

Պատասխան՝ 

3)Ըստ քիմիական հատկությունների, ո՞ր տիպի օքսիդներին է պատկանում BeO:

• հիմնային
• թթվային
• երկդիմի

4)Տրված է նյութ՝  նատրիումի օքսիդ:

Կազմի՛ր քիմիական բանաձևը 

Հաշվի՛ր տրված նյութի մոլային զանգվածը  

Բանաձև՝  

Մոլային զանգված՝  ….գ/մոլ

5)Որքա՞ն է թթվածնի զանգվածային բաժինը (%) ծծմբային թթվի մոլեկուլում:

(պատասխանը ներկայացրու տասնորդական թվի ճշտությամբ)

Պատասխան՝  …%

6)Որքա՞ն է թթվածնի զանգվածային բաժինը (%) ծծմբային թթվի մոլեկուլում:

(պատասխանը ներկայացրու տասնորդական թվի ճշտությամբ)

Պատասխան՝ …%

Թթվածինը քիմիապես ակտիվ նյութ է: Այն փոխազդում է պարզ նյութերի հետ՝ ոչ մետաղների և մետաղների, ինչպես նաև` բարդ նյութերի:

Կարևոր է նշել, որ թթվածնի պակասի դեպքում ածխի այրումից առաջանում է խիստ վտանգավոր գազ՝ ածխածնի (II) օքսիդ (CO՝ շմոլ գազ).

2C+O2→2CO↑

Ամենակարևորը թթվածինը նպաստում է այրմանը և շնչառությանը։ Այն մեծ չափով նպաստում է մետալուրգիական գործընթացներին՝ թուջի, պողպատի, ինչպես նաև գունավոր մետաղների (Cu, Zn, Sn, Au) արտադրության համար։ Բժշկության մեջ ծանր հիվանդներին տալիս են թթվածին։ Թթվածին ծախսվում է մետաղների կտրման և եռակցման ժամանակ, սուզանավերում, տիեզերանավերում, ջրի տակ աշխատող մարդկանց համար։

Գործնական աշխատանք

Լաբորատոր փորձ ՝ 1

Լաբորատոր փորձ ՝ 2

Լաբորատոր փորձ ՝ 3

Լաբորատոր փորձ ՝ 4

Լաբորատոր փորձ ՝ 5

Թթվածինը սովորական պայմաններում անգույն, անհոտ, անհամ գազ է:

Ջրում քիչ է լուծվում, սովորական պայմաններում մեկ լիտր ջրում 30 մլ թթվածին է լուծվում ( 100 ծավալ ջրում՝ 3 ծավալ թթվածին): Ջերմաստիճանը իջեցնելիս լուծելիությունը մեծանում է: Օրինակ՝ 100ծավալ սառցաջրում (0°𝐶) 5 ծավալ թթվածին է լուծվում:

Թթվածնի խտությունը 0°𝐶-ում և 101 կՊա ճնշման պայմաններում 1,43 գ/լ է, օդից ծանր է 1,11 անգամ: Թթվածինը  եռում է −183°𝐶-ում, իսկ պնդանում է  −219°𝐶-ում՝ առաջացնելով բաց երկնագույն բյուրեղներ:

Թթվածնի ստացումը

Առաջին անգամ թթվածին  ստացել են սնդիկի օքսիդի (𝐻𝑔𝑂) քայքայումից:

2𝐻𝑔𝑂=𝑡°2𝐻𝑔+Օ2

Արդյունաբերության մեջ թթվածին ստանում են՝

1. Հեղուկ օդից

2. Ջրի էլեկտրոլիզից

2𝐻2Օ=2𝐻2+𝑂2

Լաբորատորիայում հնարավոր է ստանալ թթվածին՝ այդ տարրը պարունակող բարդ նյութերը քայքայելով:

1. Կալիումի պերմանգանատի քայքայումից՝

2𝐾𝑀𝑛𝑂4=𝑡°𝐾2𝑀𝑛𝑂2+𝑀𝑛𝑂4+𝑂2

2.Կալիումի քլորատի քայքայումից՝

2𝐾𝐶𝑙𝑂3=𝑡°,𝑀𝑛𝑂22𝐾𝐶𝑙+3𝑂2

3. Ջրածնի պերօքսիդի քայքայումից՝

2𝐻2𝑂2=2𝐻2𝑂+𝑂2

4. Կալիումի նիտրատի քայքայումից՝

2𝐾𝑁𝑂3=𝑡°2𝐾𝑁𝑂2+𝑂2

Անջատվող թթվածինը հայտնաբերում են առկայծող մարխով՝ այն թթվածնով փորձանոթի մեջ մտցնելիս բռնկվում է:

Նոր թեմա- Թթվածին։

ՀԱՐՑԵՐ, ՎԱՐԺՈՒԹՅՈՒՆՆԵՐ ԵՎ ԽՆԴԻՐՆԵՐ

1. Պատասխանե՛ք հետևյալ հարցերին.

ա) ո՞րն է թթվածին տարրի քիմիական նշանը,

O

բ) որքա՞ն են թթվածնի հարաբերական ատոմային և մոլային զանգվածները,

16

գ) ո՞րն է թթվածին տարրի կարգաթիվը,

8

դ) քանի՞ էլեկտրոն է առկա թթվածնի ատոմի արտաքին էներգիական մակարդակում,

2s² p⁴

6. Հիմնականում ի՞նչ գործընթացներով է պայմանավորված թթվածնի ծախսը բնության մեջ, և ո՞ր երևույթով է այն վերականգնվում։

7.Գազային խառնուրդը պարունակում է 2,5 մոլ թթվածին և 3 մոլ օզոն: Որքա՞ն է այդ խառնուրդի զանգվածը (գ):

Խմբային աշխատանք

Օգտվելով տվյալներից՝ յուրաքանչյուր աշակերտ պետք է որոշի.

ա) թթվածին տարրի զանգվածն իր օրգանիզմում,

բ) թթվածնի ծավալը դասասենյակում:

Առաջադրանք

Սլաքների օգնությամբ ցույց տվեք թթվածնի շրջապտույտը բնության մեջ.

Քիմիական կապը ատոմների միջև փոխազդեցություն է, ինչի արդյունքում առաջանում են մոլեկուլներ (բյուրեղներ):

Ատոմներից մոլեկուլների առաջացման «շարժիչ ուժը» ատոմի արտաքին էլեկտրոնային շերտի ութ (երբեմն երկու) էլեկտրոն պարունակող կայուն (ավարտուն) վիճակն է, որին ձգտում են ատոմները: Հենց դա է իներտ գազերի՝ բնության մեջ առանձին ատոմների ձևով գտնվելու պատճառը:

Քիմիական կապն ունի էլեկտրական բնույթ: Այն իրականանում է քիմիական կապին մասնակցող ատոմների միջուկների և էլեկտրոնների էլեկտրաստատիկական փոխազդեցության (և՛ ձգողության, և՛ վանողության) շնորհիվ:

Քիմիական կապի առաջացմանը մասնակցում են ատոմի վալենտային էլեկտրոնները:

Ատոմներից մոլեկուլների առաջացումն ուղեկցվում է ջերմության անջատմամբ, հետևաբար՝ մոլեկուլներն ավելի կայուն համակարգեր են, քան նույն մոլեկուլներն առաջացնող ատոմները:

Քիմիական կապի էներգիան տատանվում է լայն տիրույթում (40-ից մինչև 1000 կՋ/մոլ), ինչը պայմանավորված է ատոմների միջև տարբեր տեսակի փոխազդեցություններով: 

Ներկայումս տարբերում են քիմիական կապի մի քանի տեսակներ՝ իոնային, կովալենտային, մետաղական և ջրածնային: