Кесте Заттардың электрөткізгіштігін сынау

Химиялық байланыстар жә не заттардың қ ұ рылысы туралы тірек білім еске тү сірілгеннен кейін мынадай мә селе қ ойылады: заттар ерітілмеген кү йінде химиялық реакцияларғ а кірісе ме? Оқ ушылардың болжамын дә лелдеу ү шін бірнеше тә жірибелер жасалады.

1-тә жірибе. Сынауық та 3–4 мл концентрлі кү кірт қ ышқ ылына мырыштың 2 – 3 тү йірін салады. Реакция жү ргені байқ алмайды. Қ ышқ ылды суда ерітіп, 2 – 3 тү йір мырыш салады. Газ кө піршіктері бө лінеді, реакция қ уатты жү реді.

2-тә жірибе. Концентрлі сірке қ ышқ ылын ацетонда ерітіп, метилоранж қ осады. Ештең е байқ алмайды. Сірке қ ышқ ылын суда ерітіп, метилоранж ерітіндісін тамызады. Ерітінді қ ызыл тү ске боялады.

3-тә жірибе. Қ атты кү йіндегі кальций гидроксидімен фенолфталеинді араластырады. Ө згеріс байқ алмайды. Кальций гидроксидін суда ерітіп, ү стіндегі мө лдір ерітіндісін бө ліп алады да, фенолфталеин тамызады. Ерітіндіде таң қ урай жемісінің (малина) тү сі пайда болады.

4-тә жірибе. Қ атты кү йіндегі натрий сульфаты мен барий хлоридін араластырады, ештең е байқ алмайды. Тұ здарды суда ерітеді жә не ерітінділерін араластырады, ақ тұ нба тү зіледі.

Бұ л тә жірибелерден оқ ушылар қ атты кү йіндегі заттар бір-бірімен ә рекеттеспейді, еріген заттар арасында ғ ана алмасу реакциялары жү зеге асады деген қ орытындығ а келеді. Содан кейін ғ ана ә р тү рлі заттар ерітінділерінің электрө ткізгіштігі сыналады. Электролиттер жә не бейэлектролиттер жө нінде тү сінік беріледі.

Электролиттік диссоциациялану теориясының негізгі ұ ғ ымдарын қ алыптастыру. Баяндалып ө ткен екі ә дістемелік тә сілді жү зеге асырғ анда қ ойылғ ан кө рнекі кө рсету жә не зертханалық тә жірибелерді бақ ылаудан оқ ушыларда кейбір ерітінділердің электр тогын ө ткізіп, енді біреулерінің ө ткізбейтіні, химиялық реакциялардың еріген заттар арасында ғ ана жү ретіні неліктен деген сұ рақ туады. Бұ л сұ рақ қ а жауап беру ү шін мына ұ ғ ымдар қ алыптастырылады: ерітіндіде иондар тү зілу механизмі; диссоциациялану дә режесі жә не оғ ан сұ йылтудың ә сері, кү шті жә не ә лсіз электролиттер, элемент атомы мен ионының айырмашылығ ы, электролиттер арасындағ ы алмасу реакциялары жә не олардың ақ ырына дейін жү ру жағ дайлары; тұ здар гидролизі, бейорганикалық қ осылыстар қ асиеттерінің иондық қ ұ рамына тә уелділігі.

Электролиттердің иондану механизмін тү сіндіру ү шін бұ л қ ұ былыстағ ы су молекуласының ролі қ арастырылады. Модельдерден, 9-сынып оқ улығ ындағ ы 2-суретті (6-8), тақ тағ а сызылғ ан сызбанұ сқ аларды пайдаланып, су молекуласының қ ұ рылысы талданады. Су молекуласын тү зуге сутегінің s-электроны, оттегі атомының 2p-электрондары қ атысады. p-электрондарының бұ лттары гибридтеніп, бір-біріне 105°С-қ а орналасқ ан. Сутегі атомдарының бұ лттарымен байланыс тү згенде 105° бұ рышты пішіні бар молекула тү зіледі. Электрон жұ птары оттегі атомдары жағ ына ығ ысып орналасуына байланысты молекула полюсті болады, оны шартты тү рде +, -таң басымен белгілейді.

Иондық кристалл торы бар заттарды суғ а еріткенде судың полюсті молекулалары оң иондарғ а теріс полюсімен, теріс иондарғ а оң полюсімен тартылады. Мұ ны қ олдан жасалғ ан жылжымалы кестені талдау арқ ылы нақ тылай тү седі. Кестелерден су молекулалары ә серінен натрий хлориді кристалл торының бұ зылуы анық кө рінеді. Бұ л арада су молекуласының диэлектрлік ө ткірлігі жө нінде айтылады, ол 20°С температурада 81 грамғ а тең. Иондар арасындағ ы байланыс су ішінде осыншама есе ә лсірейді де, бір-бірінен ажырап кетеді. Иондар ерітіндіге жеке кү йінде емес, ө з айналасындағ ы су молекулаларымен химиялық қ осылыс тү зіп, гидраттанғ ан тү рде бө лініп шығ ады.

Бұ дан соң оқ улық ты пайдаланып, қ ышқ ылдардың полюсті ковалентті байланысы бар молекулаларының иондарғ а ыдырау механизмі тү сіндіріледі. Мұ нда диполь – диполь ә серлесуі нә тижесінде қ ышқ ыл молекуласы ионданады, содан кейін гидраттанады. Қ ышқ ылдан бө лінетін сутегі катионы (протон) су молекуласының қ ұ рамына еніп, гидроксони ионын тү зеді, оттегі мен протон донор-акцепторлы механизммен байланысады: HCl + H₂O → H₃O⁺ + Cl^-

Қ ышқ ыл молекулаларының суда еру ерекшелігі ерігенге дейін натрий хлоридіндегі тә різді иондары болмайды. Олар еру кезінде химиялық байланыс сипатының ө згеруінен тү зіледі. Тү зілген сутегінің ионы (протон) бос кү йінде жү ре алмайды. Қ ышқ ылдар ерігенде ә рдайым гидроксони ионы тү зіледі, оң айлату ү шін ғ ана сутегінің жеке ионы тү рінде жазылады.

Электролиттердің иондарғ а ыдырау процесінің механизмін тү сіндіргенде ә рекеттің энергетикалық жағ ына назар аударылады. Иондық кристалдарды бұ зу ү шін энергия жұ мсалады, иондар гидраттанғ анда энергия бө лінеді, ол оң жә не теріс зарядталғ ан иондар гидраттану энергиясының қ осындысына тең болады. Ерудің жалпы жылу эффектісі Q: Q = (Q_K + Q_A-) – Q₀

Q_K + Q_A- – иондардың гидраттану энергиясы, Q₀ кристалл тордың энергиясы.

Гидраттанғ ан иондар пайда болуының мә ні сусыз мыс (II) хлоридін еріту тә жірибесі арқ ылы тү сіндіріледі. Мұ нда баса назар аударатын мә селе сусыз мыс (II) ионының да, хлор ионының да тү сі болмайды. Гидраттанғ ан мыс (II) ионының тү сі кө гілдір болады. Мыс (II) ионы мен су молекуласының арасында донор-акцепторлы химиялық байланыс тү зіледі де, ә р ион судың тө рт молекуласын қ осып алады: Cu(H₂O)₄²⁺. Мыс тұ зының, мысалы сульфаттың ерітіндісін суалтқ анда гидраттанғ ан иондар кү йінде кристалданады. Кристалл торының тү йіндерінде Cu(H₂O)₄²⁺ иондары орналасады. Мұ ндай заттарды – кристаллогидраттар, ал қ ұ рамындағ ы суды кристалдық су деп атайды.

Электролиттердің иондарғ а ыдырауын қ арастырудан оқ ушылар жасайтын қ орытынды: 1) еріген немесе балқ ығ ан кү йінде электролиттердің иондарғ а ыдырауы электролиттік диссоциация деп аталады; 2) иондарғ а ыдырау су молекуласының қ атысуымен жү зеге асады; 3) иондар су молекуласымен гидраттану реакциясына тү седі, соның нә тижесінде гидраттар тү зіледі. Мә селен, кү кірт қ ышқ ылы сумен моногидрат жә не дигидрат тү зеді; 4) диссоциациялану кезінде еритін зат бө лшектерінің арасындағ ы иондық жә не полюсті ковалентті байланыстар ү зіледі, иондар мен су молекуласының арасында химиялық байланыс тү зіледі.

Айтылғ андардың негізінде электролиттік диссоциациялану теориясының негізгі қ ағ идалары тү сіндіріледі.

1. Электролиттер ерігенде оң жә не теріс зарядталғ ан иондарғ а ыдырайды, оң иондар зарядтарының қ осындысы теріс иондар зарядтарының қ осындысына тең болады.
2. «Ион» гректің «кезеген» деген мағ ынаны білдіретін сө зінен шық қ ан. Иондар – заряды бар атомдар немесе атомдар тобы. Олар ерітіндіде ретсіз қ озғ алып жү реді. Тұ рақ ты электр тогын ерітінді арқ ылы ө ткізгенде оң зарядталғ ан иондар катодқ а тартылады да катиондар, теріс зарядты иондар анодқ а тартылатындық тан аниондар делінеді.
3. Катодта жә не анодта электр тогының ә серінен тотығ у жә не тотық сыздану процестері жү зеге асады.
4. Электролиттік диссоциациялану – қ айтымды процесс. Иондардың концентрациясы артқ анда иондануғ а кері процесс – мольдену жү зеге асады. Электролит ерітінділеріне массалар ә сері заң ын қ олдануғ а болады.

Иондар электрондық қ ұ рылысы жә не қ асиеттері жағ ынан атомдарғ а ұ қ самайды. Бұ л тү сінікті нақ тылау ү шін натрийдің атомы мен ионы, хлордың атомы мен ионы салыстырылады.

+₁₁Na 1s²2s²2p⁶3s¹ +₁₁Na⁺ 1s²2s²2p⁶

+₁₁Na 2ē, 8ē, 1ē, +₁₁Na⁺ 2ē, 8ē

Натрий атомы Натрий ионы

Натрий атомы сыртқ ы қ абатындағ ы 3s электронын оң ай беріп, ауада тотығ ады жә не сумен шабытты ә рекеттеседі. Натрий ионы электрон бере алмайды, ауада тотық пайды жә не сумен ә рекеттеспейді.

+₁₇Cl 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵ +₁₇Cl^- 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶

+₁₇Cl 2ē, 8ē, 7ē, +₁₇Cl^- 2ē, 8ē, 8ē

Хлор атомы Хлор ионы

Хлор атомы сыртқ ы қ абатына бір электронды қ осып алып, хлорид ионғ а дейін оң ай тотық сызданады. Хлорид ион электрон қ осып алмайды, тотық тырғ ыш қ асиет кө рсетпейді.

Электролиттік диссоциацияланудың негізгі қ ағ идаларымен танысқ ан соң барлық электролиттер иондарғ а толық ыдырай ма деген мә селе туады. Бұ л мә селені шешу ү шін диссоциациялану дә режесі туралы ұ ғ ым қ алыптастырылады. Ол ү шін тұ з жә не сірке қ ышқ ылының концентрациялары бірдей ерітінділерінің электр ө ткізгіштігі сыналады. Тұ з қ ышқ ылында электр шамының жарық жанғ аны байқ алады, демек оның ерітіндісінде электр тогын тасымалдайтын иондардың кө п болғ аны. Концентрлі сірке қ ышқ ылының электр ө ткізгіштігін сынағ анда электр шамы жанбайды. Біртіндеп су қ осқ анда, алдымен шамның жанғ аны, соң ынан жарығ ының кү шейгені байқ алады. Концентрлі қ ышқ ылда иондар аз болады, сұ йылтқ анда иондарғ а ыдырағ ан молекулалар саны кө бейіп, электр ө ткізгіштік артады. Тағ ы да біраз электролиттердің электр ө ткізуін сынау арқ ылы оқ ушылар ә р тү рлі электролиттер ерітінділеріндегі иондар саны бірдей болмайтынына кө з жеткізеді. Олардың мө лшерін белгілеу ү шін диссоциациялану дә режесі ұ ғ ымының енгізілгенін айтады.

Диссоциациялану дә режесі (α) иондарғ а ыдырағ ан бө лшектердің жалпы санына қ атынасымен кө рсетіледі. Ол электролиттердің кү шін сан жағ ынан сипаттайды. Барлық сілтілер, азот қ ышқ ылы, кү кірт қ ышқ ылы, бромсутек қ ышқ ылы, иодсутек қ ышқ ылы кү шті қ ышқ ылдарғ а жатады, олардың диссоциациялану дә режелері 30 пайыздан жоғ ары, α -20 пайызғ а жуық фосфор қ ышқ ылы мен кү кіртті қ ышқ ыл орта кү ші бар электролиттерге, α -1, 4% сірке қ ышқ ылы, 0, 1% кү кіртсутек қ ышқ ылы ә лсіз қ ышқ ылдарғ а жататыны айтылады. Суда еритін тұ здардың бә рі кү шті электролиттер.

Диссоциациялану дә режесі туралы білімді бекіту ү шін жаттығ улар орындалады. Оларда берілген ерітіндіде иондардың массасы немесе мольдік концентрациясы, кө лемі жә не диссоциациялану дә режесі кө рсетілген ерітінділердегі иондардың массасы, т.б. анық талады.

Қ ышқ ылдар мен негіздер туралы білімнің дамуы. Электролиттік диссоциациялану теориясы ө тілгеннен кейін бейорганикалық қ осылыстардың маң ызды кластары жө ніндегі оқ ушылардың білімі жаң а сатығ а кө теріледі. Қ ышқ ылдардың, негіздердің жә не тұ здардың қ ұ рамы, қ ұ рылысы, номенклатурасы, жіктелуі жә не қ асиеттері жө ніндегі білім нақ тыланады. Осы кезге дейін қ ышқ ылдар қ ұ рамына сутегі атомдары мен қ ышқ ыл қ алдық тары кіретін кү рделі заттар делініп келсе, ендігі жерде кү рделі зат ұ ғ ымы электролит ұ ғ ымымен алмастырылады. Сутегі атомы сутегінің ионы немесе протон болып нақ тыланады. Ерітіндіде кү кірт қ ышқ ылының қ алдығ ы, кө мір қ ышқ ылының қ алдығ ы, фосфор қ ышқ ылының қ алдығ ы, т. б. атаулар сульфат анион, карбонат анион, фосфат анион терминдерімен алмастырылады. Барлық қ ышқ ылдарғ а тә н ортақ белгісі – суда ерігенде гидроксони иондарын тү зуі екені ескеріліп, қ ышқ ылдарғ а су ерітінділерінде гидроксони ионын тү зіп, диссоциацияланатын электролиттер деген анық тама беріледі. Қ ышқ ылдардың жалпы қ асиеттері осы ионының болуына тә уелді екендігі алмасу реакцияларының қ ысқ а тең деулерін жазу арқ ылы тү сіндіріледі.

1. Қ ышқ ылдардың бейтараптану реакциясы:

H₃O⁺ + OH^- = 2H₂O

2. Қ ышқ ылдардың оксидтермен алмасу реакциясы:

2H₃O⁺ + CuO = Cu²⁺ + 3H₂O

3. Қ ышқ ылдардың тұ здармен алмасу реакциясы:

2H₃O⁺ + CaCO₃ = Ca²⁺ + CO₂ + 3H₂O

4. Қ ышқ ылдардың металдармен тотық сыздану реакциясы:

2H₃O⁺ + Fe⁰ = Fe²⁺ + H₂⁰ + 2H₂O

5. Индикаторларғ а да гидроксони ионы ә сер етеді: а) кө к лакмус қ ызарады; ә) метилоранж қ ызыл тү ске боялады.

Негіздердің қ ұ рамы металл катиондары мен гидроксид аниондарынан тұ ратыны айтылады, сондық тан негіздердің химиялық жалпы аты – гидроксидтер. Барлық негіздерге тә н ортақ белгісі – суда ерігенде гидроксид аниондарын бө луі. Осы белгісіне орай негіздерге судағ ы ерітінділерде гидроксид аниондарын беретін электролиттер деген анық тама беріледі. Негіздердің жалпы қ асиеттері тү сіндіріледі.

1. Қ ышқ ылдармен алмасу реакциясы:

OH^- + H₃O⁺ = 2H₂O

2. Қ ышқ ылдық оксидтермен ә рекеттесуі:

OH^- + SO₂ = HSO₃^-

3. Тұ здармен алмасу реакциялары:

3OH^- + Al³⁺ = Al (OH) ₃

4. Гидроксид ион индикаторларғ а ә сер етеді: а) қ ызыл лакмус кө гереді; ә) метилоранж сары тү ске боялады; б) фенолфталеин таң қ урай жемісінің (малина) тү сін береді.

Гидроксоний (сутегі) жә не гидроксид иондарының концентрациялары арқ ылы ерітінді ортасы, топырақ тың, қ анның, азық -тү лік заттарының қ ышқ ылдығ ы анық талады. Бейтарап ортада [H₃O⁺] = [OH^-], қ ышқ ылдық ортада [H₃O⁺] > [OH^-], сілтілік ортада [H₃O⁺] < [OH^-]. Бұ ларды білудің сарамандық маң ызы нақ тылы мысалдармен тү сіндіріледі: сү ттің қ ышқ ылдығ ын анық тау, топырақ тың қ ышқ ылдығ ын анық тау, т. б.

Тұ здардың ион алмасу реакцияларын тү сіндіру. Электролиттік диссоциациялану теориясына дейін тұ здардың химиялық қ асиеттері жә не алу жолдары арнайы қ арастырылмайды. Сутек жә не қ ышқ ылдар тақ ырыбында тұ здар туралы алғ ашқ ы ұ ғ ым берілген соң бейорганикалық қ осылыстардың басқ а кластарын ө ткенде тұ здардың реакцияғ а кірісуі мен реакцияның нә тижесінде тү зілуі ұ дайы кездесіп отырады. Тұ здар туралы ә р жерде алынғ ан мә ліметтер бейорганикалық қ осылыстардың маң ызды кластары жө ніндегі білімді қ орытқ анда бір жү йеге келтіріледі, бірақ олардың химиялық қ асиеттері мен алынуы толық талданбайды. Бұ л мә селе тұ здар қ атысатын реакциялардың жү ру жағ дайларын, мә нін жә не механизмін саралайтын иондық теория тұ рғ ысынан ғ ана жан-жақ ты оқ ытылады. Тұ здардың жалпы қ асиеттері ион алмасу реакциялары бойынша тү сіндіріледі:

1. Pb²⁺ (NO₃)₂ + Zn⁰ = Pb⁰ + Zn²⁺ (NO₃)₂

Pb²⁺ 2NO₃^- + Zn⁰ = Pb⁰ + Zn²⁺ + 2NO₃^-

Pb²⁺ + Zn⁰ = Pb↓ + Zn²⁺

Реакция қ орғ асын катионы мен мырыш атомының арасында жү реді, нитрат ионы реакцияғ а қ атыспайды.

2. Кү шті жә не тұ рақ ты қ ышқ ылдар ә лсіз қ ышқ ылдарды тұ здарынан

ығ ыстырады:

Na₂SO₃ + 2HCl = 2NaCl + H₂O + SO₂↑

2Na⁺ + SO₃^2- + 2Cl^- = 2Na⁺ + 2Cl^- + H₂O + SO₂

SO₃^2- + 2H⁺ = H₂O + SO₂

Реакция нә тижесінде тү зілген кү кіртті қ ышқ ыл айырылып, газ тү зілетіндіктен алмасу реакциясы жү реді. Реакцияның мә ні – сульфит анион мен сутек ионының (гидроксонийдің) ә рекеттесуі.

3. Тұ здар сілтілермен ә рекеттеседі:

Fe₂ (SO₄) ₃ + 6KOH = 2Fe (OH) ₃ + K₂SO₄

2Fe³⁺ + 3SO₄^2- + 6K⁺ +6OH^- = 2Fe (OH) ₃↓ +6K⁺ + 3SO₄^2-

2Fe³⁺ + 6OH^- = 2Fe (OH) ₃↓

Реакция металл катионы мен гидроксид аниондарының арасында жү реді.

4. Тұ здар ө зара ә рекеттесіп жаң а тұ здар тү зіледі:

KCl + AgNO₃ = AgCl↓ + KNO₃

K⁺ + Cl^- + Ag⁺ + NO₃^- = AgCl↓ + K⁺ + NO₃^-

Cl^- + Ag⁺ = AgCl↓

Реакция тұ нбағ а тү сетін затты тү зетін иондар арасында жү реді. Тұ здардың иондарғ а ыдырауы талданғ ан соң бұ рынғ ы анық тамасына елеулі ө згеріс енгізіледі. Тұ здар дегеніміз – суда ерігенде металл катиондарын жә не қ ышқ ыл қ алдығ ы аниондарын тү зетін электролиттер. Тұ здардың металдармен жә не сілтілермен ә рекеттесуі – катиондары арқ ылы, қ ышық ылдармен ә рекеттесуі аниондары арқ ылы жү зеге асады. Бұ л материалдарды ө ткенде оқ ушылар ерітіндіде кездесетін катиондар мен аниондар арасындағ ы ә рекеттесу мү мкіндіктерін болжай алатын дә режеге жетеді. Аниондарының қ ұ рамында тотық тырғ ыш қ асиеті бар бейметалдар (концентрлі қ ышқ ылдардың сульфат, нитрат, т.б. аниондар) реакцияларының мә ніне кө ң іл аударылады. Олардан ә р тү рлі тотық сыздану ө німдері бө лінеді. Бұ л мә селе жеке элементтердің қ осылыстарын ө ткенде толығ ырақ қ арастырылады.

Оқ ушылар тұ здардың қ асиеттерімен зерттеу жә не зертханалық жұ мыстар жасау арқ ылы танысады. Оқ ушыларғ а мә селелік сипаты бар тапсырмалар беріледі, мысалы: мына заттардың ә рекеттесу мү мкіндігін жорамалдаң ыздар. Жорамал нә тижесін тә жірибе жү зінде тексеріп, жү ретін реакциялардың молекулалық, толық иондық жә не қ ысқ аша иондық тең деулерін жазың дар:

1. Мырыш, темір, мыс металдары жә не қ орғ асын нитраты:

[Zn + Pb (NO₃)₂ =; Fe + Pb (NO₃)₂ =; Cu + Pb (NO₃)₂]

2. Калий сульфаты, натрий силикаты, натрий карбонатының ерітінділері жә не тұ з қ ышқ ылы.

3. Натрий хлориді, барий нитраты, алюминий сульфатының ерітінділері жә не калий сілтісі.

4. Мыс сульфаты, калий хлориді, кальций нитратының ерітінділері жә не барий хлориді.

Мә селелік ә діс, ә сіресе, тұ здар гидролизімен таныстырғ анда жиі қ олданылады. Тұ здардың химиялық қ асиеттері қ арастырылғ аннан кейін тұ з ерітінділері индикаторларғ а қ андай ә сер білдіруі мү мкін деген мә селе қ ойылады. Оқ ушылар бейтараптану реакциясын еске тү сіріп, тұ з ерітінділерінде қ ышқ ылдық та, сілтілік те қ асиет болмайды деген пікір айтады. Жорамалды тексеру ү шін зертханалық жұ мыс ө ткізіледі. Оқ ушылар ү лестіріп берілген калий нитраты, магний хлориді жә не натрий карбонаты ерітінділерін ә мбебап индикатормен сынайды, нә тижесін кесте тү рінде жазады. Калий нитраты бейтарап, магний хлориді қ ышқ ылдық, натрий карбонатының ерітіндісі сілтілік қ асиет кө рсетеді. Соң ғ ы екеуінің реакциясы оқ ушылар пікіріне қ айшы келеді. Мұ ның мә нісін тү сіндіру ү шін тұ здардың ерекше қ асиеті – гидролиз процесі туралы ұ ғ ым беріледі. Гидролиз ерітіндідегі тұ з иондары мен су иондарының арасындағ ы алмасу реакциялары. Бұ л алмасу реакцияларына: а) ә лсіз қ ышқ ыл мен кү шті сілтіден; ә) кү шті қ ышқ ыл мен ә лсіз негізден; б) ә лсіз қ ышқ ыл мен ә лсіз негізден тү зілген тұ здар ұ шырайтынын талдап, бұ рынғ ы білім мен тә жірибе арасындағ ы қ айшылық тү сіндіріледі.

1. Натрий нитраты – кү шті сілті мен кү шті қ ышқ ылдың тұ зы:

2Na ⁺ + 2NO₃^- + H₂O

∕ \

H⁺ + OH^-

Мұ нда ө зара байланысатын иондар жоқ, сутегі жә не гидроксид иондарының концентрациясы бірдей, сондық тан ерітінді бейтарап қ асиет кө рсетеді. Кү шті сілті мен кү шті қ ышқ ылдан тү зілген тұ здар гидролизге ұ шырамайды деген жалпы қ орытынды жасалады.

2. Магний хлориді ә лсіз негіз /Mg(OH)₂/ бен кү шті қ ышқ ылдан (HCl) тү зілген. Ерітіндідегі алмасу реакциясының толық иондық тең деуі:

Mg²⁺ + 2Cl^- + H₂O = MgOH⁺ + 2Cl^- + H⁺

↓ ↑

H⁺ + OH^-

Қ ысқ аша иондық тең деуі:

Mg²⁺ + H₂O = MgOH⁺ + H⁺

Магний катионы гидроксид анионын байланыстырып, ерітіндіде артық сутек иондары пайда болғ андық тан индикатор қ ышқ ылдық ортаны білдіреді.

3. Натрий карбонаты кү шті сілті (NaOH) мен ә лсіз қ ышқ ылдан (H₂CO₃) тү зілген. Ерітіндіде жү ретін алмасу реакциясының толық иондық тең деуі мынадай болады:

Na⁺ + CO₃^2- + H₂O = 2Na⁺ + HCO₃^- + OH^-

↓ ↑

H⁺ + OH^-

Қ ысқ аша иондық тең деуі: CO₃^2- + H₂O = 2Na⁺ + HCO₃^- + OH^-

Карбонат ион сутегі катионын гидрокарбонат ионғ а дейін байланыстырады да, гидроксид иондары босап шығ ады, индикатор сілтілік қ асиет білдіреді.

Гидролиз – ө неркә сіпте (спирт ө ндіру, т.б.), ауыл шаруашылығ ында (топырақ тың химиялық ө ң делуі, т.б.), табиғ атта (тұ здардың су арқ ылы шайылуы, т.б.), тірі организмде (майлардың, кө мірсулардың, ақ уыздың, т. б. қ орытылуы) жә не тұ рмыста жиі жү зеге асатын процесс. Сондық тан гидролизді мектептегі химия бағ дарламасынан алып тастау жө ніндегі ұ сыныстар қ олдау таппады. Оқ ушылардың ғ ылыми жә не сарамандық ә зірлігін кү шейту ү шін жалпы гидролиз, оның ішінде тұ здардың гидролизі жө нінде нақ тылы білімі болуы керек.

Бұ л тақ ырыпта қ арастырылатын маң ызды мә селелердің бірі – тұ здар алудың негізіне жататын алмасу реакциялары. Олардың мә ні қ ысқ а иондық тең деулер арқ ылы былай кө рсетіледі:

1. CaO + 2H₃O⁺ = Ca²⁺ + 3H₂O

2. Al(OH)₃↓ + 3H⁺ = Al³⁺ + 3H₂O

3. Ca(OH)₂ + CO₂ = CaCO₃↓ + H₂O

4. CO₃^2- + 2H⁺ = CO₂ + H₂O

5. CuSO₄ + 2OH^- = Cu(OH)₂↓ + SO₄^2-

6. SiO₃^2- + Ca²⁺ = CaSiO₃↓

Бұ л алмасу реакцияларының жү ру жағ дайларына, ақ ырына дейін бару шарттарына кө ң іл аударылады.

Электролиттік диссоциациялану туралы білімнің дамуы. Оқ ушылардың жеке сабақ тарда алғ ан білімі тақ ырыпты тұ тасынан қ орытқ анда дамиды. Ең алдымен теорияның ашылу тарихына, жетістігі мен кемшілігіне, даму кезең деріне назар аударылады. Электролиттік диссоциациялану теориясын 1887 жылы швед ғ алымы С.А.Аррениус (1859-1927 ж) ұ сынды. Бірақ оны ғ алымдар бірден мойындамады. Ол кезде заттардың қ ұ рылысы туралы мә ліметтер белгісіз болғ андық тан атом мен ионның айырмашылығ ын білу қ иынғ а тү сті. Теория электролит ерітінділерінің айрық ша қ асиеттерін – электр ө ткізгіштігін, ауытқ уларын дұ рыс тү сіндірді. Дегенмен С.А.Аррениус электролиттердің еру қ ұ былысын бір жақ ты, физикалық жағ ынан ғ ана, су еритін бө лшектерін бір-бірінен ажыратады деп тү сінді. Д.И.Менделеев ерудің гидрат теориясын ұ сынды. Еріген зат бө лшектері еріткіш молекулаларымен химиялық ә рекеттесіп, гидраттану ә рекетінің жү ретінін дә лелдеді. 1889-91 жылдары орыс ғ алымы И.А.Каблуков иондардың гидраттанатыны туралы кө зқ арас енгізді. В.А.Кистяковский Д.И.Менделеевтің гидрат теориясы мен С.Аррениустың электролиттік диссоциациялану ілімінің басын қ осу идеасын ұ сынды. Мектеп бағ дарламасында иондық теорияның соң ғ ы нұ сқ асы баяндалады.

Иондық теория бейорганикалық қ осылыстардың маң ызды кластары жө ніндегі білімді кең ейтті. Қ ышқ ылдарды, негіздерді, амфотерлі электролиттерді сан жағ ынан сипаттауғ а мү мкіндік жасады. Амфолиттер ә рі қ ышқ ылдарша, ә рі негіздерше иондарғ а ыдырайтын электролиттер, мысалы: H⁺ + H₂AlO₃^- = Al(OH)₃ = Al(OH)₂⁺ + OH^-

Сілтіде – сутегі катиондары, қ ышқ ылда гидроксид аниондары байланысуынан алюминий гидроксиді екі жақ ты қ асиет кө рсетеді.

Электролиттік диссоциациялану теориясынан алғ ан білім оттек топшасын, азот топшасын, кө міртегі топшасын негізгі жә не қ осымша топшалардың металдарын оқ ығ анда пайдаланылады. Бұ л материалдарды ө ткенде «электролит», «бейэлектролит», «катион», «анион», «иондану», «диссоциациялану», «диссоциациялану дә режесі», «мольдену» ұ ғ ымдары дамытылады, нақ тылы мағ ынағ а ие болады. Мә селен, кремний қ ышқ ылы суда иондарғ а ыдырамайды деуге болады, сондық тан ол қ ышқ ылдарғ а тә н жалпы қ асиеттердің кө пшілігін кө рсетпейді (индикаторғ а ә сері, металдармен жә не метал оксидтерімен ә рекеттесуі).

Тағ ы бір назар аударатын мә селе, электролиттік диссоциациялану теориясы ұ сынылғ алы 100 жылдан асты. Одан бері қ ышқ ылдар мен негіздердің қ асиеттерін терең ірек тү сіндіретін бірнеше теория жарық кө рді. Солардың ішінде орта мектепте бұ рын соң ды қ арастырылып келгені протолиттік теория мен электрондық теория. Мұ ғ алімнің протолиттік теорияның қ ағ идаларын, қ олдану мү мкіндіктерін білгені жө н. Бұ л теорияның негізгі ұ ғ ымдары – протон, протолит, протолиттік реакция, протон тартқ ыштық, т. б.

Протон – сутегінің электрондық бұ лты жоқ ионы. Ерітіндіде бос кү йінде жү ре алмайды, тү зілісімен басқ а бө лшектердің қ ұ рамына кіреді. Протон алмасу арқ ылы жү ретін реакцияларды протолиттік реакциялар, оларғ а қ атысатын заттарын протолиттер деп атайды. Қ ышқ ылдар дегеніміз – протонын беретін протолиттер, негіздер протонды қ осып алатын протолиттер. Осы кө зқ арас тұ рғ ысынан иондық реакцияларды терең ірек тү сінуге болады.

1. Қ ышқ ылдың диссоциациялануы: HCl + H₂O = H₃O⁺ + Cl^-

2. Негіздердің диссоциациялануы: NaOH + H₂O = Na⁺ + H₂O + OH^-

3. Судың диссоциациялануы: H₂O + H₂O = H₃O⁺ + OH^-

4. Бейтараптану реакциясы: H₃O⁺ + OH^- = H₂O + H₂O

5. Гидролиз: S^2- + H₂O = HS^- + OH^-

6. Гидроксидтің еруі: Zn(OH)₂ +2H₃O⁺ = Zn²⁺ + 4H₂

1-3 реакцияларда су молекулалары протонды беріп – қ ышқ ылдық жә не қ осып алып – негіздік қ асиет кө рсетеді. 4, 6 реакцияларды гидроксони ионы – қ ышқ ылдық, гидроксид ион негіздік қ асиет білдіреді. Бұ л теория бойынша негіздің қ ұ рамында гидроксид ионының болуы шарт емес, мысалы: NH₃ + H⁺ = NH₄⁺. Аммиак протонды қ осып алып, негіз екенін білдіреді, бірақ оның қ ұ рамында гидроксиді болмайды.

Қ ышқ ылдық жә не негіздік қ асиеттер ә р затта болуы ық тимал. Қ ышқ ыл деп айдар тағ ып жү рген затымыздың ө зі протон қ осып алып, негіздік қ асиет білдіруі мү мкін, мысалы кү кірт қ ышқ ылы: H₂SO₄ + H⁺ = H₃SO₄⁺ сульфатоний

Электрондық теорияның элементтері органикалық химияны оқ ығ анда қ олданыс табады. Негіз – электрон жұ бының доноры, қ ышқ ыл акцепторы болатын заттар. Айтылғ ан теориялардың негізін мең геру оқ ушылардың ой-ө рісін кең ейтеді. Оның ү стіне орта мектептерде химиялық білім берудің кейбір тұ жырымдамалврында протолиттік теориямен оқ ушыларды жан-жақ ты таныстыру, қ ышқ ылдар мен негіздердің қ асиеттерін осы теорияның тұ рғ ысынан оқ ыту кө зделген. Бұ л теория оқ ушыларда ғ ылыми-материалистік кө зқ арас қ алыптасуына ү лкен жә рдемін тигізеді.