Планирование на тему: Металдар?а жалпы сипаттама. Металдар мен бейметалдарды? ?асиеттерін салыстыру. Негізгі ж?не ?осымша топша металдары.

Сабақтың тақырыбы: Металдарға жалпы сипаттама. Металдар мен бейметалдардың қасиеттерін салыстыру. Негізгі және қосымша топша металдары. Сілтілік металдар. Сілтілік металдардың негізгі қосылыстары. ІІ-ші топ металдарына жалпы сипаттама. Кальций және магний. Алюминий және темір элементтеріне сипаттама

Сабақтың мақсаты: Білімділік: Студенттерге металдарғажалпы сипаттама. Металдар мен бейметалдардың қасиеттерін салыстыру. Негізгі және қосымша топша металдары. Сілтілік металдар. Сілтілік металдардың негізгі қосылыстарын, ІІ-ші топ металдарына жалпы сипаттама беру

Дамытушылық: Танымдық – қызығушылықтарын ояту, белсенділіктерін арттыру

Тәрбиелік: үқыптылыққа, тиянақтылыққа, шығармашылыққа және тазалыққа тәрбиелеу

Сабақтың түрі Жаңа білімді меңгерту

Сабақтың оқыту әдісі Сұрақ-жауап , түсіндірмелі.

Көрнекілігі: кесте «Металдар», үлгілері «Fe. Al. Ag. Cu»

Әдістемелік қамтамасыздандыру: Н.Нұрахметов, Қ.Бекішов «Химия»

САБАҚ БАРЫСЫ

1.Ұйымдастыру кезеңі 1 Сәлемдесу. 2 Түгендеу. 3 Сабақ барысымен таныстыру.

2.Үй тапсырмасын сұрау Сұрақтар (Ауызша1. 1.Химиялық тепе-теңдіктің ығысуына әсер ететін факторлар. Ле-Шателье принципі.

2. Ле Шателье-Браун принципі

3.Жаңа тақырыпты түсіндіру: Жоспар:

1. Металдарға жалпы сипаттама

2. Металдардың химиялық қасиеттері

3. Металдардың физикалық қасиеттері

4. ІІ-ші топ металдарына жалпы сипаттама. Кальций және магний

5. Алюминий және темір элементтеріне сипаттама

1. Металдарға жалпы сипаттама

Металдар

Катафракт сауыт-сайманына бейнелі сақтар көсемінің алтын қабырышақты тері сауыты

Металдар– Электр тоғы мен жылуды жақсы өткізетін, пластикалық қасиеті жоғары, жылтыр заттар. Мұндай қасиеттердің болуы металдардың ішкі құрылымымен байланысты.

Металдардың (сынаптан басқа) кристалдық тор көздерінде металл атомдары орналасқан. Олар бір-бірімен металдық байланыспен байланысады. Металдардың иондану энергиясы аз болғандықтан олардың валенттік электрондары оңай бөлініп, бүкіл кристалдың бойында еркін қозғала алады. Сондықтан олардың жиынтығын электрон газы деп те атайды. Су ерітінділеріндегі реакциялар үшін металдың активтілігі оның активті қатардағы орнына байланысты.

Металдардың қаттылығы, температураға төзімділігі күнделікті тәжірибеде шешуші рөл атқарады. Егер шыны хроммен кесілсе, ал цезийді адам тырнағымен-ақ кесе алады. Кейбір металдар жұмсақ (күміс, алтын, т.б.) болғандықтан таза металдардың орнына олардың бір-бірімен құймалары қолданылады. Ең алғаш алынған құймалардың бірі – қола.

Темір мен оның құймалары (шойын, болат) қара металдар, ал қалғандары түсті металдар; алтын, күміс, платина химиялық реактивтерге төзімділігіне байланысты асыл металдар; сумен әрекеттесіп сілті түзетін металдарды сілтілік (Lі, Na, K, Rb, Cs), ал жер қыртысының негізін құрайтындарын сілтілік жер металдар; массалық үлесі 0,01%-дан аспайтындарын сирек металдар деп атайды. Өнеркәсіпте металдарды негізінен пирометаллургия, гидрометаллургия және электрметаллургия әдістерімен алады. Металдар электр сымдарын, тұрмысқа қажет бұйымдар (қазан, балға, т.б.) жасауда, т.б. кеңінен қолданылады.

1 Кейбір металдар

2 Табиғатта көп кездесетін металдар қатарына жатады:

3 Металдардың химиялық қасиеттері

3.1 Жай заттармен:

3.2 Күрделі заттармен:

4 Металдарды алу әдістері

4.1 Металлургия

5 Металл аққыштығы

6 Металдардың активтілік қатары

7 Металл ақша

8 Металл беріктігі

9 Металдар коррозиясы

10 Металл құралымдар

Кейбір металдар

Осмий

Алюминий

Сілтілік металдар:

Литий

Натрий

Калий

Рубидий

Цезий

Франций

Сітілік-жер металдар:

Магний

Кальций

Стронций

Барий

Радий

Амфотерлі (екідайлы) металдар:

Алюминий

Галлий

Қорғасын

Қалайы

Бериллий

Мырыш

Бағалы металдар:

Рутений

Родий

Палладий

Осмий

Иридий

Платина

Табиғатта көп кездесетін металдар қатарына жатады:

Al (8,1%)

Fe (4,65%)

Ca (3,6%)

Na (2,64%)

K (2,5%)

Mg (2,1%)

Tі (0,57%)

Mn (0,1%)

Ba (0,05%)

Sr (0,03%)

Қалғандары (0,1365%)

2. Металдардың химиялық қасиеттері

Металдардың көпшілігі химиялық активті элементтер болғандықтан жай және күрделі заттармен әрекеттеседі:

Жай заттармен:

2Mg + 02 = 2MgO + Q жану реакциясы

Fe + S = FeS темір (II) сульфиді

Са + Сl2 = СаСl2 кальций хлориді

Металл гидридтері тұз сияқты қатты заттар. Металл гидридтерінде ғана сутегінің тотығу дәрежесі - 1 болады, себебі металдар электрондарын сутектің атомдык радиусы кіші болғандықтан оңай береді.

Күрделі заттармен:

Сілтілік және сілтілік жер металдар сумен куатты әрекеттесіп, судағы сутекті ығыстырып шығарады.

2Na + 2Н2O = 2NaOH + Н2↑

Металдар қышқылдармен әрекеттеседі. Реакция нәтижесінде түзілетін өнімнің табиғаты металдың белсенділігіне жөне қышқылдардың концентрациясына тәуелді

Zn + H2SO4 (сұйык) = ZnSO4 + Н2

Zn + 2H2SO4(конц.) = ZnSO4 + SO2↑ + 2H2O

4Mg + 10HNO3 (сұйық) = 4Mg(NO3)2+ NH4NO3 + 3H2O

Ag + 2HNO3 (конц.) = AgNO3 + NO2↑ + H2O

Металдар тұздармен әрекеттеседі. Белсендірек металдар (химиялық белсенді металл) белсенділігі темен металды оның қосылыстарынан ығыстырып шығарады.

Cu + Hg (NO3)2 = Cu (NO3)2+Hg

Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu

2Mg + TiCl4 = 2MgCl2 + Ti

Металдар оксидтермен әрекеттеседі:

2Al + Fe2O3 = Al2O3 + 2Fe

Mg + CO2=MgO + CO

Металдар органикалық қосылыстармен де әрекеттеседі:

Na + C2H5OH = C2H5ONa + 0,5H2

2Na + CH3Cl = C2H6 + 2NaCl

Металдарды алу әдістері

Құрамында металл қосылыстары бар минералдар мен тау жыныстарынан металды өнеркөсіптік жолмен беліп алу экономикалық тиімді болса, олар кен деп аталады.

Металдар табиғи кендерден алынады. Кендегі металды бос жынысынан айыру арқылы байыту жүргізіледі — олардың бірі флотацияәдісі. Алу әдістері металдардың химиялық белсенділіктеріне негізделген.

Қазақстандагы металл кендері және металл өндірісі аймақтарда төмендегідей болып шоғырланған.

Pb, Zn - Текелі, Малеевск, Ащысай;

Mg, Ti, Zn, In, Be, Ta, Nb - Өскеменде өндіріледі (Қорғасын-мырыш, Титан-магний комбинаттары, Қазмырыш АҚ);

Мn - Қаражал, Жезді;

Сr - Хромтау (Кемпірсайда), Ақтөбе облысы;

Cu - Жезқазған, Ақтоғай, Айдарлы;

Fe - Қарағанды, Орал, Рудный, Соколов-Сарыбай, Лисаковск;

W, Мо - Ағадыр, Катонқарағайда (Шығыс Қазақстан облысы);

Sn - Көкшетау (Сырымбет), Қорғалжын;

Аu - Бақыршық, Майқайың, Жітіқара.

Металлургия өндірісі үш топқа бөлінеді:

пирометаллургия,

гидрометаллургия,

электрометаллургия.

Бұл өндірістерде сәйкес жылу, су және электр куаты пайдаланылады.

Металлургия

Толық мақаласы: Металлургия

Металлургия – ғылымның, техниканың, өнеркәсіптің кеннен немесе басқа да материалдардан металл алу процестерін, сондай-ақ металл қорытпаларға олардың химиялық құрамы мен құрылымын өзгерту арқылы қажетті қасиеттер беру процестерін қамтитын саласы.

Металлургияға кендерден металдарды ажыратып алуға дайындау мақсатымен кентастарды өңдеу процестері (уату, байыту, кесектеу, т.б.);

кентастар мен басқа материалдардан металды бөліп алу процестері, металдарды қажетсіз қоспалардан тазарту;

металдар мен қорытпалар өндіру;

металдарды термиялық, химия-термиялық және термомеханикалық өңдеу;

металдарды қысыммен және құймалап өңдеу;

металл бұйымдардың бетін әрлеу не қорғау мақсатында басқа металл қабатымен қаптау, т.б. жатады.

Түсті және қара металлургия, галламды, өте жоғары температурада (2000 – 20000 К) өтетін плазмалы және лазермен өңделетін металлургия болып ажыратылады; орындалатын процестерге байланысты пирометаллургия және гидрометаллургияға бөлінеді.

Қара металлургия – қара металдар өндіру барысында кен шикізатын қазып алудан бастап, оны өңдеп шойын, ферроқорытпа, болат, илек, құбыр, рельс, т.б. өнімдерді алуды қамтитын металлургия саласы. Қазақстан қара металлургиясының байлығы мен болашағы – темір кендері. Оның негізгі қорлары Қостанай, Қарағанды және Жезқазған облыстарында шоғырланған. Қара металл шикізатының базасы Соколов-Сарыбай және Лисаков кен байыту комбинаттарында комбинатында өндіріледі.

Түсті металлургия – кен шикізаттарын өндіру мен өңдеуден бастап, дайын өнім алуға дейінгі түсті металдар мен олардың қорытпаларын алу өндірісін қамтиды. Түсті металдардың вакуумдық металлургия саласы жақсы жолға қойылды.

Галламды металлургия – су ерітінділерінен галламдарды (галлийдің электрлік теріс зарядталған басқа металдармен сұйық қорытпасы) химиялық жолмен қалпына келтіру арқылы металдар мен олардың қосылыстарын алу процестерін зерттейді. Металлургияның бұл жаңа саласы дүние жүзінде алғаш рет Қазақстанда 1960 жылдары жасалды.

Алюминий галламындағы сілтілі ерітінділерден алынған галлийдің цементтелуін зерттеу жөнінде үлкен ғылыми жұмыстар жүргізілді. Плазма металл бетін тазалауда және әр түрлі беттерді металмен қаптау технологиясында, термоядролық зерттеулерде, плазма химиясында, т.б. қолданылады. Плазма металлургияда қиын балқитын металдар мен олардың қосылыстарын алуда аса қажет.

Металл аққыштығы

Толық мақаласы: Металл аққыштығы

Металл аққыштығы– жүктеме берілу кезінде металдың пластикалық пішінсіздену қасиеті. Металл аққыштығы – жартылай өңделген өнімдерден дайындамалардың сырт пішінін құру кезінде, қысыммен өңдеуге қабілеттігінің барлығын анықтайтын металдардың қажетті технологиялық қасиеті.

Суықтай созу кезінде металл аққыштығын анықтау үшін технологиялық сынама түріндегі сынақтардан (бүгу, сығу, жаншу, т.б. сынақтар) өткізеді. Металл аққыштығы балқытылған металдың құйма қалыпты толтыру қабілеттілігі болып табылады. Ол құйма қорытпалардың ең маңызды технологиялық қасиеттерінің бірі.

Металл аққыштығы жоғары болғанда құйма қалыптың құрама пішінін неғұрлым дәл қайталайды; жұқа қабырғалы бұйымдар дайындауда бұл ерекше маңызды рөл атқарады. Құю температурасы жоғарылаған сайын қорытпаның сұйықтай аққыштығы артады. Металл аққыштығы металдың аққыштық шегі деп аталатын кернеумен сипатталады.

Металдардың активтілік қатары

Eu, Sm, Li, Cs, Rb, K, Ra, Ba, Sr, Ca, Na, Ac, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Gd, Tb, Mg, Y, Dy, Am, Ho, Er, Tm, Lu, Sc, Pu, Th, Np, U, Hf, Be, Al, Ti, Zr, Yb, Mn, V, Nb, Pa, Cr, Zn, Ga, Fe, Cd, In, Tl, Co, Ni,Te, Mo, Sn, Pb, (H2), W, Sb, Bi, Ge, Re, Cu, Tc, Te, Rh, Po, Hg, Ag, Pd, Os, Ir, Pt, Au

Металл ақша – алтын, күміс немесе биметалл стандарттары кезеңінде асыл металдардан (алтын, күмістен) жасалған ақша белгілері. Олардың атаулы құны мен нақты құны сай келеді. Металл ақша Қазынаны құрайды әрі ақша функциясын атқарады.

Қазіргі кезде мәнетті (шақаны), яғни қағаз ақша белгілерінен өзгеше түрде металдан шекілген ақша белгілерін металл ақша деп атайды. Әдетте ұсақ мәнет түрінде болады. Сонымен бірге коллекциялық (нумизматикалық) мәнеттер, соның ішінде асыл металдардан шекілген мәнеттер де шығарылады, мұндай мәнеттердің атаулы құнына сәйкес заңды төлемдік күші болады, бірақ олар рынокта нумизмат құны бойынша сатылады.

Асыл металдан шекілген мәнеттер, көбінесе қазына ретінде жиналады, бұл орайда олардың бағасы тайтұяқ алтынның (құйма алтын) бағасына бағдарланады. Мәнет арнаулы кәсіпорында – мәнет сарайында шекіледі. Мәнетті айналысқа шығару туралы шешім елдегі ақша айналысын реттеу шеңберінде қабылданады.

Металл беріктігі

Металл беріктігі – металдардың белгілі бір жағдайлар мен шектерде қандай да бір әсерлерді (түскен жүктемелер, әр түрлі температуралық, магниттік, электрлік, т.б. өрістер, әркелкі кебу немесе ісіну, физикалық-химиялық процестердің дененің әр түрлі бөлігінде әркелкі өтуі, т.б.) бұзылмай қабылдау қасиеті.

Әр түрлі жағдайлар үшін металл беріктігінің критерийлері:

пропорционалдық шегі,

аққыштық шегі, беріктік шегі,

сырғымалық шегі, т.б.

Металл беріктігі бірнеше түрге (теориялық, техникалық, құралымдық, динамикалық, ұзаққа созылатын беріктік) ажыратылады. Металдарды беріктендіру үшін термиялық, химия-термиялық, термомеханикалық, механикалық әдістер қолданылады. Бірліктердің халықаралық жүйесінде (СИ) металл беріктігінің өлшем бірлігі – Н.м/кг.

Металдар коррозиясы

Металдардың басым көпшілігі қоршаған орта (су, ауа) әсерінен жемірілуге (коррозияға) ұшырайды. Металдарды жемірілуден қорғау - қазіргі заманның ең негізгі мәселесі болып отыр. Жемірілуден қорғаудың негізгі әдістері:

лактау, бояумен бояу

Электрохимиялық қорғау

Катодтық, анодтық қорғау

Электр қорғау, т.б.

Металл құралымдар

Металл құралымдар – әр түрлі металдардан (көбінесе болаттардан) жасалған құрылыстық заттар. Металл құралымдардың әрі берік, әрі жеңіл түрлері де болады. Жеңіл алюминий қорытпаларынан жасалған құралымдарды пайдаланудың маңызы зор. Олар жеңіл, коррозияға төзімді, оңай өңделеді әрі әсемдік береді.

Эйфель мұнарасы

Металл құралымдар зауыттарда дайындалады да құрылыс алаңында құрастырылады. Оларды басқадай құрылыс материалдарымен аралас пайдалануға (мысалы, темір-бетон) болады. Металл құралымдар ғимараттар мен басқадай құрылыстарда (мұнара, көпір салу, т.б.) кеңінен пайдаланылады. Пайдалану мақсаттарына қарай олар әр түрлі болып, басым көпшілігі табақ темір түрінде пайдаланылады.

3. Металдардың физикалық қасиеттері

электр және жылу өткізгіштігі;

металдық жылтыры;

түсі;

иілімділігі (пластикалығы);

балқу температуралары;

тығыздығы;

қаттылығы.

Электрөткізгіштік. Электр өрісінің әсерінен электрондар бағытты қозғалысқа ие болады, сөйтіп, электр тоғы пайда болады.

Электрөткізгіштігі ең жоғарғы металдар күміс пен мыс, одан кейін алтын, алюминий, темір болып келеді. Ең аз электрөткізгіштік сынапқа тән.

Жылуөткізгіштік. Жылу өткізгіштік те электр өткізгіштік тәрізді электорндардың қозғалғыштығына және кристалдағы бөлшектердің тербелмелі қозғалысына тәуелді. Осы құбылыстардың арқасында металл кесегіндегі қызу бөлшектердің бірінен біріне беріліп, өзара тез теңеседі. Мысалы күміс қасық шыны стақанға қарағанда жылуды 500 еседей көп өткізеді.

Металдардың электр мен жылу өткізгіштігі температура артқан сайын азаяды, себебі электрондардың еркін қозғалысы артып, олардың бағытталған қозғалысы ретсіз бола бастайды.

Hg, Pb, Fe, Zn, Mg, Al, Au, Cu, Ag

------------------------------------------------------

Металдардың электр және жылу өткізгіштігінің арту қатары

Металдық жылтыры. Металдық жылтырлық қасиетке келейік. Үстелде айна және шырша ойыншықтары жатыр. Неге олар шыны тәрізді мөлдір емес? Себебі, бұл күміс қабатының жылтыр түс беруінен. Ал күміс – металл.

Металл кристалдарының ішіндегі бос кеңістікте электрондар бар, олар күн сәулесін жұтып тербеліске ұшырайды да, өзіне тән толқындар шығара бастайды, соған сәйкес түсті адам көреді.

Металдық жылтыр - металдардың барлығына тән қасиет Осы қасиетін адамдар жоғары бағалап, кейбір көркемөнер туындыларын жасауға пайдаланады. Яғни барлығы мөлдір емес, бірақ өздеріне тән жылтыры бар. Олар көбіне сұр түсті болады. Металдар жарық сәулесін, сондай - ақ ультракүлгін сәулелерді де шағылыстырады. Мәлімет: Алтын ультракүлгін сәулелерді шағылыстырады, сондықтан ғарышкерлердің скафандр иллюминатрларын қаптау үшін пайдаланады. Айнаны шынының бетіне жұқа қабат металл жағып жасайды, көбіне шыныны күміспен жалатады, себебі ол жарықты жақсы шағылыстырады. Шырша ойыншықтары да күміспен қапталады.

Түсі. Қалай ойлайсыңдар, алтын сары, мыс неге қызыл, сары түсті болады? Алтын, мыс, висмут жарық спектрінің жасыл, көк сәулелерін сіңіреді, сондықтан олардың түсі қызыл, қызыл-сары, сары түсті болып келеді. Металдар түсіне байланысты түсті және қара деп бөлінеді.

Металдар

Түсті барлық металдар

Қара темір

Иілімділігі. Металдарды соққанда ұсақ түйіршіктерге бөлініп, шашырап қалмайды, небәрі пішінін өзгертіп тапталады не жаншылады, яғни соғуға төзімді пластикалық қасиетін, иілімділігін көрсетеді. Себебі, атомдар қабаттары металдық байланысты сақтай отырып, бірінің бетінде бірі сырғып жылжи алады. Металл кесегіндегі электрондар оның бойымен бірге қозғалып, сырғыған қабаттарды үнемі байланыстырып тұрады.

Бұл құбылысты түсіну жай эксперимент жасап көрейік. Екі шыны пластинканы алып, бір - біріне қабаттастырамыз. Оларды ажырату оңай ма? Әрине, оңай. Енді пластинканың бірінің үстіне бірнеше тамшы су тамызамыз. Оларды ажыратып көрейік. Не байқалды? Судың маңызы неде? Бұл жерде суды металл атомдарын байланыстырып тұрған «электрон газы» деуге болады,

Қалай ойлайсыңдар, қай металл иілімді болып келеді? Иілімділік қасиет алтында бар. Мысалы: алтынды таптап, қалыңдығы 0, 003 мм жұқа қабықшаға айналдыруға болады, бұл адам шашынан да 500 есе жұқа. Оны әртүрлі денелерге алтын «жалатқанда» қолданады.

Au, Ag, Cu, Sn, Pb, Zn, Fe

-----------------------------------

Металдардың иілімділік қатары

Металдар иілімділігінің әр алуандығы олардың кристалдық торы құрылысының әртүрлі болуына тәуелді.

Металдар куб (бүйірлі және көлемді орталықтанған) және гексональді торлар түзе алады.

Балқу температуралары.

Металдар

↓Қиын балқитындар (10000С - тан жоғары температурада балқитындар)

Ең қиын балқитын металл – W (tб 33900С)

Оңай балқитындар (10000С - тан төмен температурада балқитындар)

Ең оңай балқитын металл - Hg (tб 38, 90С)

Қол қызуымен балқитын металл - Li(tб 290С)

Тығыздығы. Металдардың тығыздығы атомдық масса мен атом радиустарымен анықталады. Атомдық массасы қаншалықты үлкен және атом радиусы қаншалықты кіші болса, металдың тығыздығы арта түседі. Периодтық жүйеде атомдық масса жоғарыдан төмен қарай өседі, ал атом радиустары период бойынша солдан оңға қарай кішірейеді, сондықтан І - VІІ негізгі топша металдары тығыздығы жоғары болып есептеледі.

4. ІІ-ші топ металдарына жалпы сипаттама. Кальций және магний

Маңызды қосылыстары. Кальций оксиді — ақ түсті, киын балқитын зат. Техникада СаО сөндірілмеген әк деп аталады. Оны жоғары темлературада (шамамен 1000°С - та) әктасты кыздырып (күйдіріп) алады:

СаСО3 = СаО + СО2

Кальций — сілтілікжер металы, сондықтан оның оксиді сумен жеңіл әрекеттесіп, сілті — кальций гидроксидін түзеді:

СаО + Н2О → Са(ОН) 2

Бұл реакция өте шабытты жүреді. Сөндірілген әк деп аталатын ак борпылдақ ұнтақ түзідеді.

Кальций гидроксиді суда аз ериді, оның қаныққан ерітіндісі лабораторияда әк суы деген атпен қолданылады. Ерітіндіде кальций гидроксиді толығымен иондарға диссоцияланады:

Са(ОН) 2 → Са +2+ 2ОН - 1

Сілтілік ерітінді фенолфталеиннің таңқурай түсімен анықталады. Кальций гидроксиді қышқылдармен және қышңылдық оксидтермен бейтараптанады. Лабораторияда көміркышқыл газын аныктау үшін колданылады. Егер көміркышқыл газын әк суы аркылы өткізсе, онда алдымен лайланады:

Са(ОН) 2 + СО2↑ = СаСО3↓ + Н20

Газды одан әрі жібергенде лайлану тоқтайды, өйткені ерімейтін қалыпты тұз суда еритін қышқыл тұзға ауысады:

СаСО3 + Н2О + С02 Са(НСО3) 2

Судағы Са(ОН) 2 қатты жүзгінінің сыртқы түрі сүтке ұқсайды, ол техникада әк суті деп аталады. Сөндірілген әк кұрылыста кеңінен қолданылады. Әк сүті әктеу үшін, ал сөндірілген әктің құммен және сумен коспасы кірпіш қалауда және сылақта байланыстырушы зат ретінде қолданылады. Бұл коспа көмірқышқыл газымен әрекеттесудің салдарынан және қатты карбонат СаСО3 түзілетіндіктен ауада біртіндеп қатады:

Са(ОН) 2 + СО2 = СаСО3 + Н20

әк сүті

Кальций қосылыстарының сумен химиялык байланысьп, кристал - гидраттар түзу кабілетін кұрылыста жиі пайдаланады. Мысалы, табиғи гипсті CaSO4* 2Н2О өңдегенде кристалдық судың біраз бөлігін жоғалтады:

CaSO4 *2Н2О = CaSO4 * 0, 5Н2О + 1, 5Н2О

гипс алебастр

Алебастр ұнтағын сумен араластырганда кері реакция жүреді, ол CaSO4 * 2Н20 түзілетіндіктен қатады. Гипстің бұл қасиеті құрылыста ғана емес, сонымен қатар жапсырма әшекейлер, статуэтка жасауда және медицинада колданылады. Барлығыңа белгілі цемент те кальций силикатынан және алюминатынан тұрады. Бұл тұздарды құммен және сумен араластырғанда қатады. Өйткені түзілген кристалдар өзара бірігіп берік материал түзеді.

Магний оксиді MgO (магнезия) — жеңіл, ақ түсті, борпылдақ ұнтак, суды оңай сіңіреді. Оның спорттық гимнастикада қолданылуы осы қасиетіне негізделген. Спортшының алақанына жағылған ұнтак оны гимнастикалык снарядтан ұшып кетуден сақтайды.

MgO және (OH) 2 — күші орташа негіздік қасиет көрсетеді.

Табиғи магний карбонаттары — магнезит және доломит отқа төзімді және құрылыс материалдарын дайындау үшін қолданылады.

Магний сульфаты MgSO4 * 7Н2О медицина, жанбайтын материалдарды алу үшін, қағаз өндірісінде пайдаланады.

Магний силикаты – асбест – бұл табиғи талшықты минералды заттың сирек мысалы. Ол жылуды оқшаулау үшін жанбайтын маталар алуда қолданылады.

Табиғаттағы кальций және магний қосылыстары. Кальций және магний тұздарымен табиғаттағы көптеген маңызды процестер байланысты. Бұл процестердің моделі – доғарыда қарастырылған кальций карбонатының гидрокарбонатқа және керісінше айналу реакциясы. Жаңбыр және басқа табиғи сулар ауадағы көмірқышқыл газын ерітіп, көмір қышқылын түзеді:

Н2О + СО2 = Н2СО3

Қышқылдың ерітіндісі топыраққа сіңіп, магнезит, доломит шөгінділерін ерітіп, карбонаттарға және гидрокарбонаттарға айналдырады. Гидрокарбонаттар шайылып, нәтижесінде тау жыныстарының қабатында ірі бос орын (картс үңгірлер) түзеді. Кальций және магний гидрокарбонаттарының ерітінділері баяу ыдырайды, ал қыздырғанда бұл процесс күшейеді:

Ca(HCO3) 2→ CaCO3 + СО2 + Н2О

Түзілген карбонаттардан үңгір ішінде тұздардың ірі кристалдары ерекше әдемі болып қалыптасады. Бағана, ине, сүңгі түрінде төбеден сталактиттер, ал еденнен стаглагмиттер өсіп шығады.

Табиғи сулардың құрамындағы кальций және магний гидрокарбонаттары су қоймасына түседі. Содан олар ыдырап, немесе көптеген тірі организмдердің қаңқасын, бақалшығын, сауытын құруға қатысуы мүмкін. Осындай организмдер тіршілігін жойғаннан кейін қалдықтары су қоймаларының түбінде жиналады. Олардың қаңқаларынан (сүйектері) жүздеген жылдардан кейін ұлутас, бор, және минералдардың шөгінділері түзіледі.

Табиғатта минералдардың ауысуы осылай журіп, жер қыртысында бос саңылаулар, яғни опырылған жер және жаңа шөгінділер түзіледі.

Карбонаттардың гидрокарбонаттарға және керісінше айналу процестері атмосферада көмірқышқыл газының құрамын тұрақты ұстап тұруда маңызды рөл атқарады. Егер атмосферада СО2 - нің құрамы жоғарыласа, мұхиттық карбонаттар оны байланыстырып, еритін тұздарға айналады. Егер көмірқышыл газы азайса, онда мұхитта гидрокарбонаттардың СО2 ні бөліп, ыдырауы басталады да ерімейтін карбонаттар тұнбаға түседі.

ІІІ. Ca(OH) 2 → CaCO3 → Ca(HCO3) 2→ CaCO3 →CaO→ CaCl2

Судың кермектігі

Кермек су тамшылары

Табиғатта таза су кездеспейді: оның құрамында қандай да бөгде заттар болады. Табиғи су топырақпен жанасқанда одан гидрокарбонаттар мен басқа тұздарды шаяды. Мұндай суды кермек су деп атайды. Кермек суда ет, көкөніс және жармалар нашар піседі, сабын нашар көбіктенеді, ерімейтін тұздар шөгінді түрінде жиналады. Кермек су шәйнекте және жылу қондырғыларының жүйесінде, бу қазандықтарында қақ түзеді, нәтижесінде олар өте қатты қызып, қопарлуы мүмкін. Табиғатта таза су кездеспейді: оның құрамында қандай да бөгде заттар болады. Табиғи су топырақпен жанасқанда одан гидрокарбонаттар мен басқа тұздарды шаяды. Мұндай суды кермек су деп атайды. Кермек суда ет, көкөніс және жармалар нашар піседі, сабын нашар көбіктенеді, ерімейтін тұздар шөгінді түрінде жиналады. Кермек су шәйнекте және жылу қондырғыларының жүйесінде, бу қазандықтарында қақ түзеді, нәтижесінде олар өте қатты қызып, қопарлуы мүмкін. Cудың кермектігі— құрамында кальций (Са2+) мен магний (Мg2+) иондарының (негізінен карбонат түрінде) болуынан қалыптасатын судың қасиеті. Cудың кермектігі көрсеткіші 1 литр судағы миллиграм-эквивалентпен (мг-экв/л), кей елдерде градуспен өлшенеді. Табиғи сулардың кермектігі өте кең ауқымда ауытқиды: тайга мен тундра белдеміндегі өзен, көлдерде 0,1-0,2 мг-экв/л-ден кейбір жер асты сулары мен мұхит, теңіз суларында 80-100 мг-экв/л-ге дейін. Кермек су тұщы болса да, нашар сабындалады, бу қазандықтарының қабырғаларына тат түзеді, қант, былғары және басқа да көптеген өнеркәсіп салаларында пайдалануға жарамайды. Cудың кермектігі анықтамасы бойынша: жалпы, уақытша (жойылатын), тұрақты, карбонаттық, қалдық болып бөлінеді. Жалпы кермектік суда кальций мен магнийдің барлық тұздарының болуынан қалыптасады. Уақытша және карбонаттық кермектік онда кальций мен магнийдің тек гидрокарбонаттық (HCO3)және карбонаттық (СО32~) тұздарының болуымен байланысты. Мұндай кермектілікті суды қайнату арқылы кетіруге болады. Тұрақты (жойылмайтын) кермектік жалпы және жойылатын кермектіктердің айырымына тең. Қалдық (бейкарбонаттық) кермектік жалпы және карбонаттық кермектіктердің айырымына тең. Біздің елімізде судың кермектігі 1 дм3 судағы Са2+ мен иондарының миллиграмм-эквиваленттік мелшерімен көрсетіледі. Кермектіктің бір мг-экв-ті 20,04 мг/дм3 кальций мен 12,16 мг/дм3 магнийдің косындысына тең. Шетелдерде cудың кермектігі неміс (H°), француз (F°), ағылшын және американ (А°) градусымен өлшенеді. Осы өлшемдермен салыстырғанда 1 мг-экв - 2,8 Н°, 5,0 F°, 3,5 А° ағылшын, 50,0 А° американ градусына тең. Табиғи сулар кермектік дәрежесіне қарай бес топқа бөлінеді: өте жұмсақ су (1,5 мг-экв-ке дейін), жұмсақ су (1,5—3,0 мг-экв), орташа кермек су (3,0—6,0 мг-экв), кермек су (6,0—9,0 мг-экв) және өте кермек су (9,0 мг-экв-тен жоғары). Қазақстанда ауыз су ретінде жалпы кермектігі 7—20 мг-экв болатын жер асты сулары пайдаланылады.

Табиғи сулар кермектік дәрежесіне қарай:

өте жұмсақ су (1,5 миллиграм-эквивлентке дейін)

жұмсақ су (1,5-3,0 миллиграм-эквивлентті)

орташа кермек су (3,0-6,0 миллиграм-эквивлентті)

кермек су (6,0-9,0 миллиграм-эквивлентті)

өте кермек су (9,0 миллиграм-эквивленттен жоғары)

болып бес топқа бөлінеді. Қазақстанда ауыз су ретінде жалпы кермектігі 7-20 миллиграм-эквивлентті табиғи сулар пайдаланылады.

1 Судың көктенуі

2 Cудың кермектігін анықтау және жою тәсілдері

3 Судың күн энергиясын жұтуы мен сейілтуі

4 Жұмсақ су

Судың көктенуі

Судың көктенуі - су қоймалардың беткі су қабатында балдырлардың жаппай дамуынан болатын құбылыс. Жасыл балдырлар — жасыл "көктену", диатомдылар — сарғыш-қоңыр "көктену", Кызыл балдырлар — қызыл "көктену" көріністерін қалыптастырады.

5. Алюминий және темір элементтеріне сипаттама

Алюминий және оның қосылыстары. Периодтық жүйедегі орны мен атом құрылысы. Алюминий – периодтық жүйенің ІІІ периодының ІІІ А топшасында орналасқан екідайлы элемент. Оның электрондық конфигурациясы:

+13Al )₂)₈)₃ 1s² 2s² 2p6 3s² 3p¹

Табиғатта Ar(Al)=27 болатын тұрақты бір ғана изотобы бар. Оның сыртқы деңгейінде d - орбиталь бос және атом радиусы кішілеу болғандықтан комплекс түзуші бола алады. Координатциялық саны - 4 және 6.

Табиғатта таралуы. Алюминий – табиғатта кең тараған элемент. Таралуы жағынан ол - металдар арасында бірінші, ал жалпы үшінші орындағы элемент. Алюминий белсенді элемент болғандықтан табиғғатта тек қосылыс түрінде кездеседі. Оның маңызды кендеріне – Al₂O₃ (корунд, рубин, сапфир) KAlSi₃ O ₁₀ортоклаз, NaAlSi₃O₁₀ альбит, Ca(AlSiO₄)² aнортит, KNaAlSiO₄ нефелин, Na₃AlF₆ криолит, Al₂O₃*xH₂O боксит жатады. Алюминий кендері Хибин тауларында, Оралда, Сібірде, Қазқстанда Торғайда коптеп кездеседі.

Алынуы. Бұрын алу өте қиын болғандықтан, алюминий аса бағалы металдар қатарында болған. Қазір алюминийді глинозем мен бокситтен элекролиздеп алады. Глинозем мен бокситте алюминий оксид түрінде Al2O3 болады. Оның балқу темпуратурасы ≈2050°С. Балқу температурасын төмендеті, электролиз жақсы жүру үшін боксид пен криолит Na₃[AlF₆] қоспасына кальций фторидіy CaF2 қосып қыздырады. Сонда ғана қоспаның балқу температурасы ≈960°C - қа төмендейді.

Al₂O₃ □(→┴электролиз ) 2Al + 1. 5O₃

Физикалық қасиеттері. Борға қарағанда алюминийдің металдық қасиеті жоғары. Таза алюминий – күмістей ақ, қатты, иілімді металл, ол оңай фольга болып жайылады және сым түрінде созылады. Алюминий жеңіл, электр және жылу өткізгіштігі жоғары металл. Осы қасиеттеріне байланысты электрөткізгіш құралдар жасауға кең қолданылады. Балқу температурасы - 660, 24°С, ρ=2. 7г/см³

Химиялық қасиеттері. Алюминий өте белсенді металл, оттекпен оңай әрекеттеседі. Сондықтан ауада алюминий бетін оксид қабығы жауып, оны әрі қарай бұзылудан сақтап тұрады. Ол жұқа болғанымен, өте берік, металдық жылтырын бәсендетеді. Осы оксит қабыршағынан тазаласа, алюминий атомы өзінің сыртындағы 3 электронын жылдам беріп, тотықсыздандырғыш қасиет көрсетеді. Оксид қабыршағын алып тастау үшін оны сынапқа батырады, ол алюминиймен амальгама деп аталатын құйма түзеді. Бұл құймада алюминий өзінің белсенділік қасиетін сақтап, барлық заттармен шабытты әрекеттеседі.

Жай заттармен әрекеттесу. Алюминий кәдімгі жағдайда галогендермен галогенидтер, қыздырғанда азотпен нитрид, күкіртпен сульфид, көміртекпен карбид түзеді, ал катализатор ретінде су қатысқанда иодпен әрекеттеседі:

4Al +3O₂ = 2Al₂O₃

2Al + 3Cl₂ = 2AlCl₃

2Al + N₂ = 2AlN

Күрделі заттармен әрекеттесу. Сыртындағы оксид қабығынан тазартылған алюминий сумен жақсы әрекеттеседі:

2Al + 6H₂O = 2Al(OH)₃ + 3H₂

Алюминий – екідайлы элемент. Ол сұйылтылған қышқылдармен және сілтілермен жақсы әрекетеседі:

2Al + 6HCl = 2AlCl₃ + 3H₂

2Al + 2NaOH + 6H₂O = 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂

Концентрациялы, суық азот және күкірт қышқылдарымен әрекеттеспейді, пассивтенеді. Бұл жағдай осы қышқылдарды алюминийден жасалған ыдыстарда тасымалдауға қолданылады. Алюминий белсенді металл болғандықтан, көптеген металдарды олардың оксидтерінен тотықсыздандырады:

8Al + 3FeO*Fe₂O₃ =4Al₂O₃ +9Fe

Металл оксидтерін алюминиймен тотықсыздандыру АЛЮМОТЕРМИЯ деп аталады.

Маңызды қосылыстары. Al₂O₃- қиын балқитын, ақ түсті зат. Табиғатта корунд деген атпен кездеседі. Алюминий оксиді суда ерімейді, екідайлы қасиет көрсетеді:

Al₂O₃+6HCl = 2AlCl₃+3H₂O

Al₂O₃+2NaOH+3H₂O = 2Na[Al(OH)₄]

Алюминий гидроксидінің түр өзгерісі екі түрлі болуы мүмкін: кристалдық және аморфтық. Алюминий гидроксидін алюминий түздары ерітінділеріне сілтімен әсер ету арқылы алады:

AlCl₃ + 3NaOH = Al(OH)₃ + 3NaCl

Жаңа тұнған Al(OH) 3 ақ қоймалжың тұнба, суда мүлдем ерімейді және типтік екідайлы гидроксид болып табылады:

Al(OH)₃+3HCl = AlCl₃+3H₂O

Al(OH)₃+NaOH = Na[Al(OH)₄]

Қолданылуы. Алюминий техникада және тұрмыста кең қолданылады. Жеңіл және бағалы қасиеттері бар құймалар алынатындықтан, оның авиациялық өнеркәсіпте, автокөлікте, электротехникада электр сымдарын жасау үшін, сонымен қатар жарылғыш заттарды алуда, химиялық аппаратураларды дайындауда, ғимараттарды салуда, жиһаздарды, ыдыстарды және т. б. жасауда маңызы зор. Таза металл түрінде алюминийді химиялық аппаратураларда электр сымдарын дайындауда пайдаланады. Алюминий жұқа фольга конденсаторлар жасау үшін қолданылады, кабель қаңылтыр және айна өндірісінде пайдаланады.

Алюминийдің қолданылатын маңызды аймағы – оның негізіндегі жеңіл құймалар өндірісі. Металдық алюминийді мыс, магний, титан, никель, мырыш, темір негізінде құймаларды легирлейтін қоспа ретінде кең қолданады. Құймалардың жемірілуге тұрақтылығы төмен. Кең таралған құймлар силумин – алюминийдің кремниймен құймасы, дуралюмин – құрамына алюминиймен бірге магний, темір, мыс және марганец кіреді, магналий – алюминийдің магниймен құймасы. Бұл құймалардың барлығы жеңіл және берік.

Темір элементіне сипаттама

Темір – VIIIБ топ элементі, d - элемент. Темірдің валенттік электрондары сыртқы s-e және сырттан санағанда екінші деңгейдегі d-e болып табылады, сондықтан ол ауыспалы тотығу дәрежелерін көрсетеді.

Темір химиялық реакцияларда 2 немесе 3 электрон беріп, өзінің тұрақты қосылыстарында +2 және +3 тотығу дәрежелерін көрсетеді:

Fe0 – 2e Fe2+

Fe0 – 3e Fe3+

Темірдің тотығу дәрежесі +6 (K2FeO4 – калий ферраты) болатын тұрақтылығы төмен қосылыстары белгілі.

Табиғатта таралуы

Темір – табиғатта таралуы бойынша екінші металл. Оның жер қыртысындағы үлесі 5,1%. Көптеген метеориттердің құрамында темір бар, сондықтан оны ертеде "аспан” және "жұлдыз” тасы деп атаған. Жер қыртысында темір көптеген минералдар түзеді. Темірдің маңызды өнеркәсіптік кендері: қызыл теміртас (Fe2O3), магниттік теміртас (Fe3O4), пирит (FeS2). Елімізде темір кендерінің үлкен қоры Рудный темір кені бассейінінде және Орталық Қазақстанда бар. Қазіргі уақытта елімізде бірнеше жүздеген кен орындары мен кен ошақтары белгілі. Көптеген кен орындарында кендердің аз тереңдікте орналасуы оларды арзан ашық әдіспен өндіруге мүмкіндік береді.

Темір минералды сулардың құрамына сульфат (FeSO4) және гидрокарбонат Fe(HCO3)2 түрінде кіреді.

Темір тұздары теңіз суларында бар, мұхит түбінде темірге бай табиғи шөгінділер кездеседі.

Қазақстанда темірдің бай қоры бар, ол Торғай темір кенді бассейнінде және Орталық Қазақстанда орналасқан. Қазіргі кезде елімізде темірдің жүздеген кен орындары мен кен жылғалары белгілі болып отыр. Көптеген кен орындарындағы кеннің жер бетіне жақын жатуы оны арзан, ашық әдіспен өндіруге мүмкіндік береді.

Темір сульфат және гидрокарбонат түрінде минералды сулардың құрамына кіреді. Темір тұздары теңіз суларында да бар, сол сияқты мұхиттардың түбінде де темірге әжептәуір бай табиғи шөгінділер кездеседі.

Темір тірі организмдерде де болады. Ересек адамның денесінде 4-5 грамм темір бар. Оның 65%-і қандағы гемоглобиннің құрамына кіреді. Гемоглобин қанға қызыл түс береді және тыныс алу процесінде оттекті әр түрлі ұлпаларға тасымалдайды. Қанның құрамында темірдің жетіспеуі қан азаюына әкеліп, адам денсаулығын әлсіретеді.

Байланысқан күйдегі темір көптеген тағамдық өнімдерде: қара нан, картоп, алма, өрік, қарақұмық жармасында кездеседі. Бұл өнімдерді әркім өзінің тамақтану рационына кіргізіп, қан азаюының алдын алуға тиісті.

4.Бекіту: Реакция теңдеулерін жаздырту және периодтық кестемен жұмыс жүргізу арқылы бекіту

5.Қорытындылау: Студенттерге жаңа тақырыпқа белсене қатысып жауап бергендеріне бағаларын қою.

6.Үй тапсырмасы Парагр 5.1-6.5 оқу 119 бет №1-5 130 бет №9