Рубрика: Քիմիա

Գործնական աշխատանք 6. Հիմքերի քիմիական հատկությունները (հայտանյութերի գույնի փոփոխությունը հիմնային միջավայրում, հիմքերի փոխազդեցությունը թթուների հետ՝ չեզոքացման ռեակցիա, ալկալիներից՝ նատրիումի հիդրօքսիդի, անլուծելի հիմքի՝ պղնձի (II) հիդրօքսիդի և երկդիմի հիդրօքսիդի՝ ալյումինի հիդրօքսիդի ստացումը և հատկությունների ուսումնասիրությունը:

Աղերը բարդ նյութեր են, որոնք կազմված են մետաղների ատոմներից և թթվային մնացորդներից։  Աղերն անվանելիս տալիս են նրա բաղադրության մեջ մտնող մետաղի և թթվային մնացորդի անունը։

Կերակրի աղը՝ նատրիումի քլորիդը (NaCl), անգույն, բյուրեղային, ջրում լուծվող նյութ է: Բնության մեջ տարածված է հալիտ միներալի ձևով, որն անվանում են նաև քարաղ: Բնական քարաղը մետաղական նատրիումի հետքեր պարունակելու հետևանքով երբեմն կապտավուն է, առաջացնում է խոշոր հանքավայրեր: Քարաղի խոշոր հանքավայրեր կան Կանադայում, Լեհաստանում, Ռուսաստանում, Անգլիայում և այլուր: Հայկական լեռնաշխարհում բարձրորակ քարաղի պաշարներով հայտնի են Կողբի և Նախիջևանի, իսկ ՀՀ-ում՝ Ավանի աղի հանքերը: Կերակրի աղի խոշոր պաշարներ կան ծովերի, աղի լճերի և ստորերկրյա ջրերում: Աղաջրերից աղն արդյունահանում են ջրի գոլորշիացման միջոցով:Կերակրի աղը մարդու օրգանիզմի բնականոն կենսագործունեության համար անհրաժեշտ սննդանյութ է: Այն լավացնում է կերակրի համը, կարգավորում է հյուսվածքներում ջրի պարունակությունը, մասնակցում է ստամոքսահյութի աղաթթվի գոյացմանը: Ցանկացած սննդամթերք, նույնիսկ հացը, կարելի է փոխարինել մեկ ուրիշով: Սակայն առանց աղի ապրել հնարավոր չէ: Օրգանիզմում աղի պակասն առաջացնում է արյան թանձրացում, հարթ և կմախքային մկանների ջղաձգություն, նյութափոխանակության, նյարդային համակարգի գործունեության և արյան շրջանառության խանգարումներ: Սակայն աղի ավելցուկը նույնպես կարող է վնասակար լինել օրգանիզմի համար: Օրինակ՝ սիրտանոթային համակարգի որոշ հիվանդությունների և բորբոքային երևույթների դեպքում աղի սահմանափակ օգտագործումն ունի բուժիչ նշանակություն:Աղն օգտագործում են գրեթե բոլոր կերակրատեսակների մեջ, ինչպես նաև մսեղենը, ձկնեղենը, բանջարեղենը պահածոյելու համար: Բժշկության մեջ կիրառում են աղի ջրային լուծույթները, օրինակ՝ 0,9%-անոց լուծույթը, որն անվանում են ֆիզիոլոգիական և օգտագործում են ներերակային ներարկումների, ներարկվող դեղանյութերը լուծելու համար և որպես թունազերծող միջոց: 3–10%-անոց լուծույթներով պատրաստում են թրջոցներ՝ թարախային վերքերը բուժելու համար:Ավանի աղի հանքի հիմքի վրա գործում են Ավանի աղի կոմբինատը և Հանրապետական անձավաբուժական կենտրոնը, որտեղ բուժում են բրոնխային հեղձուկ, բրոնխաբորբեր և այլ հիվանդություններ:Ձմռանը սառցածածկույթի առաջացումը կանխելու նպատակով ձյունածածկ ճանապարհների վրա ցանում են աղ: Վերջինս լուծվում է ձյան մեջ և իջեցնում սառցակալման ջերմաստիճանը. եթե սովորական ջուրը սառչում է 0^օC-ում, ապա աղաջուրը սառչում է ավելի ցածր ջերմաստիճաններում:

Թթուները  բարդ նյութեր են, որոնց մոլեկուլները կազմված են մեկ կամ մի քանի ջրածնի ատոմներից և թթվային մնացորդից:Բոլոր թթուների ջրային լուծույթները թթու համ ունեն և դրանք օժտված են նույնանման հատկություններով՝ իրենց բաղադրիչ տարրի՝ ջրածնի շնորհիվ: 

Ցանկացած թթվի մոլեկուլի բաղադրությունը, անկախ ծագումից (օրգանական, կամ հանքային), արտահայտվում է հետևյալ ընդհանուր բանաձևով՝ HnR , որտեղ R-ը թթվային մնացորդն է, n-ը՝ ջրածնի ատոմների թիվը:  Թթվային մնացորդներն ունեն որոշակի բաղադրություն և վալենտականություն, վերջինս որոշվում է ըստ մետաղներով տեղակալվելու ընդունակ ջրածնի ատոմների թվի:

Օրգանական թթուներն անվանում են կարբոնաթթուներ, որովհետև դրանց մոլեկուլները պարունակում են կարբօքսիլային խումբ` COOH: Կախված կարբօքսիլային խմբի հետ միացած ռադիկալի բնույթից՝ տարբերում են ալիֆատիկ կամ ճարպային (հագեցած և չհագեցած), ալիցիկլիկ, արոմատիկ և հետերոցիկլիկ կարբոնաթթուներ: Ըստ մոլեկուլում կարբօքսիլային խմբերի թվի` կարբոնաթթուները լինում են միահիմն, երկհիմն, եռահիմն և բազմահիմն: Միահիմն հագեցած կարբոնաթթուների հոմոլոգիական շարքի առաջին անդամներն են մրջնաթթուն, քացախաթթուն, պրոպիոնաթթուն, կարագաթթուն, բարձրագույն անդամները՝ պալմիտինաթթուն, ստեարինաթթուն, չհագեցած՝ ակրիլաթթուն, օլեինաթթուն և այլն: Երկհիմն հագեցած կարբոնաթթուներ են թրթնջկաթթուն, մալոնաթթուն, սաթաթթուն, ադիպինաթթուն և այլն, չհագեցած՝ մալեինաթթուն ու ֆումարաթթուն, արոմատիկ՝ բենզոյական թթուն, ֆտալաթթուն և այլն: Կարբոնաթթուների մոլեկուլներում OH, NH₂, C=O ֆունկցիոնալ խմբերի առկայության դեպքում դրանք դառնում են համապատասխանաբար օքսիթթուներ, ամինաթթուներ և կետոթթուներ:Օրգանական թթուները զգալիորեն թույլ են անօրգանական թթուներից: Երկհիմն թթուները համեմատաբար ուժեղ են միահիմներից, չհագեցածներն ու արոմատիկները՝ հագեցածներից:Բազմաթիվ օրգանական թթուներ պարունակվում են բնական մթերքներում, որոնցից էլ դրանք անջատում են: Օրգանական թթուները մեծ դեր են խաղում զանազան կենսական շարժընթացներում, լայնորեն կիրառվում են ադյունաբերության ու բժշկության մեջ:

Թթուների և հիմքերի ջրային լուծույթներն էլեկտրականության հաղորդիչներ են: Աղաթթուն, ծծմբական թթուն, ազոտական թթուն մեծ կիրառություն ունեն ժողովրդական տնտեսության մեջ: Թթուները բազմազան ֆունկցիաներ են կատարում կենդանի օրգանիզմում. մասնակցում են բազմաթիվ կենսաքիմիական շարժընթացների: Ողնաշարավորների ստամոքսի լորձաթաղանթի գեղձերն արտադրում են աղաթթու, որը նպաստում է մարսողությանը և ոչնչացնում սննդի հետ ստամոքս մտած մի շարք վնասակար բակտերիաներ: Ստամոքսի հիվանդությունների ժամանակ աղաթթվի քանակությունը (0,3%) ստամոքսում նվազում կամ աճում է: Առաջինի դեպքում հիվանդին նշանակում են աղաթթվի նոսր լուծույթ՝ ստամոքսի հյութազատության խթանման համար: Ազոտական թթուն օգտագործվում է պարարտանյութերի, պայթուցիկ նյութերի, ծծմբական թթվի, ներկանյութերի, նիտրոմիացությունների արտադրության, գունավոր մետաղաձուլության մեջ, հրթիռային տեխնիկայում: Ծծմբական թթուն կիրառվում է հանքային պարարտանյութերի, թթուների, աղերի, ներկանյութերի, դեղանյութերի, պայթուցիկ նյութերի արտադրության, մետաղամշակման, տեքստիլ, կաշվի, նավթամշակման արդյունաբերության մեջ: Խիտ թթուներն օրգանիզմում առաջացնում են ներքին օրգանների ուժեղ այրվածքներ, սրտի գործունեության անկում, որոշ դեպքերում՝ օրգանիզմի մահ:Ուստի, թթուներով աշխատելիս անհրաժեշտ է շատ զգույշ լինել, իմանալ դրանց հետ վարվելու կանոնները և խստորեն պահպանել դրանք

Էլեկտրոլիտային դիսոցման տեսության հիմնական դրույթներին ծանոթանալուց հետո քեզ համար դժվար չի լինի պատկերացնել, որ լուծույթում ընթացող փոխանակման ռեակցիաները հիմնականում իոնափոխանակման ռեակցիաներ են, այսինքն՝ փոխանակումը տեղի է ունենում իոնների միջև:Ջրային լուծույթներում էլեկտրոլիտների իոնների մասնակցությամբ ընթացող ռեակցիաներն անվանում են իոնափոխանակման:Իոնափոխանակման ռեակցիներն ընթանալոմ են մինչև վերջ, երբ *ջրում չլուծվող նյութ՝ նստվածք է առաջացում *գազային նյութ է առաջացում *քիչ դիսոցվող նյութ՝ թույլ էլեկտրոլիտ է առաջացում:

Իոնային հավսարումներ գրելիս միայն ուժեղ էլեկտրոլիտներն են դիսոցված ձևով ներկայացնում, իսկ ոչ էլեկտրոլիտները և թույլ էլեկտրոլիտները՝ մոլեկուլների ձևով:Կրճատ իոնային հավասարումներ գրելիս անհրաժեշտ է կատարել նաև մաթեմատիկական կրճատումներ. օրինակ. մոլեկուլային հավասարում. 2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O լրիվ իոնային հավասարում. 2Na++2OH−+2H++SO2−4=2Na++SO2−4+2H2O կրճատ իոնային հավասարում.2OH−+2H+=2H2O կրճատ իոնային հավասարման վերջնական տեսքը. OH−+H+=H2O Իսկ երբեմն կրճատվող մասնիկներ չեն լինում և կրճատ իոնային հավասարումը համընկնում է լրիվ իոնային հավասարման հետ.  օրինակ. մոլեկուլային հավասարում. Ba(OH)+2H2SO4=BaSO4⏐↓+2H2O լրիվ իոնային հավասարում. Ba2++2OH−+2H++SO2−4=BaSO4⏐↓⏐+2H2O ինչպես նկատում ենք, կրճատվող մասնիկներ չկան: Կրճատ իոնային հավասարումների կարևորությունը կայանում է նրանում, որ ակնառու է դառնում, թե հատկապես ո՞ր մասնիկների միջև է ընթանում տվյալ ռեակցիան: Իոնափոխանակման ռեակցիաներ, հիմնականում, ընթանում են հետևյալ նյութերի միջև. *թթուների և հիմքերի (չեզոքացման ռեակցիա). ի դեպ՝ բոլոր ուժեղ թթուների և բոլոր ուժեղ հիմքերի միջև ընթացող չեզոքացման ռեակցիաներին համապատասխանում է միևնույն կրճատ իոնային հավասարումը, այն է՝ OH−+H+=H2O

Հիմնային օքսիդներ՝ Na2O,CaO,CuO,FeO,MnO,Cu2O և այլն:Հիմնային են կոչվում այն օքսիդները, որոնց համապատասխանող հիդրատները հիմքեր են:  Na2O⇒NaOH,CaO⇒Ca(OH)2  Եթե օքսիդ առաջացնող տարրը ալկալիական կամ հողալկալիական մետաղ է կամ այլ մետաղ է, որը ցուցաբերում է այդ օքսիդում նվազագույն վալենտականություն (I,II),ապա օքսիդը որպես կանոն հիմնային է:

Թթվային օքսիդներ՝  P2O5,N2O5,Mn2O7,CrO3,CO2,  և ալն:Թթվային են կոչվում այն օքսիդները, որոնց համապատասխանող հիդրատները թթուներ են:SO2⇒H2SO3,N2O5⇒HNO3 Եթե օքսիդ առաջացնող տարրը ոչ մետաղ է, ապա այդ օքսիդը հիմնականում՝ թթվային է: Եթե օքսիդ առաջացնող տարրի ատոմը ցուցաբերում է մետաղական հատկություն և առավելագույն վալենտականություն (V-VIII), ապա oքսիդը թթվային է:

Երկդիմի (ամֆոտեր) օքսիդներ՝ BeO,ZnO,Al2O3,Cr2O3 և այլն:Նյութերը, որոնք ցուցաբերում են և թթվային, և հիմնային հատկություններ,անվանվում են երկդիմի (ամֆոտեր): Եթե օքսիդ առաջացնող տարրը ցուցաբերում է մետաղական հատկություններ և բարձր վալենտականություն (III, IV), ապա օքսիդը երկդիմի է: 

Անտարբեր (աղ չառաջացնող) օքսիդներ` N2O,NO,CO,SiO և այլնՈչ մետաղների օքսիդները, որոնք թթուների ու հիմքերի հետ սովորական պայմաններում չեն փոխազդում, կոչվում են անտարբեր օքսիդներ:

Ֆիզիկական մարմինը ունի զանգված և ծավալ:Բոլոր ֆիզիկական մարմինները կազմված են նյութերից:Նյութի սահմանումը. Նյութը փոքրագույն մասնիկների,(ատոմ մոլեկուլ իոն), փոխազդեցության արձյունքն է իրեն բնորոշ բաղադրությամբ, կառուցվածքով, հատկություններով օշտված: Մարդկությանը այսօր հայտնի է 30 միլլիոն նյութ:Ի՞նչ է նյութը,պարզ և բարդ նյութերի օրինակներ:Նյութերը ըստ բաղադրության դասակարգում են պարզ նյութերի և բարդ նյութերի:Պարզ նյութերը մոտավորապես 400 հատ են, որոնք կազմված են միևնույն քիմիական տարրից:Բարդ նյութերը կազմված են երկու և ավելի քիմիական տարրից:Բարդ նյութերը ըստ ծագման դասակարգում են անօրգանական և օրգանական նյութերի:Նյութերը լինում են մետաղներ, ոչ մետաղներ և մետաղանմաններՄետաղներ-ալյումին, բարիում, նատրիում, կալցիում, պղինձ:Ոչ մետաղներ-ֆտոր, ազոտ, քլոր, թթվածին, օզոն:Անօրգանական և  օրգանական  նյութերի  օրինակներ:Օրգանական կոչվում են այն միացությունները, որոնց բաղադրության մեջ մտնում է ածխածին տարրը։

Անօրգանական քիմիա, գիտություն, որն ուսումնասիրում է քիմիական տարրերի և միացությունների հատկությունները՝ կախված ատոմների և մոլեկուլների կառուցվածքից (ածխածնի միացությունները, բացի մի քանի պարզերից, իրենց յուրահատկությունների և բազմազանության պատճառով ուսումնասիրվում են օրգանական քիմիայում)։ Զբաղվում է նաև քիմիական կապի, արժեքականության, ատոմների և մոլեկուլների կառուցվածքի հետազոտմամբ, նոր նյութերի ստացման ու հատկությունների գիտական կանխատեսմամբ և տեխնիկայի պահանջները բավարարող (քիմիապես կայուն, ջերմակայուն և այլն) նյութերի ստացման եղանակների մշակմամբ։Մաքուր նյութեր,խառնուրդներ(համասեռ և անհամասեռ):Համասեռ են կոչվում այն խառնուրդները, որոնց բաղադրիչ մասերը անզեն աչքով, նույնիսկ մանրադիտակով չեն երևում։ Անհամասեռ են կոչվում այն խառնուրդները, որոնց բաղադրիչ մասերը անզեն աչքով տեսանելի են։Նյութի բաղադրությունը՝մոլեկուլ,ատոմ , իոն (կառուցվածքը,բաղադրությունը):Մոլեկուլ, երկու կամ ավելի ատոմներից բաղկացած էլեկտրականապես չեզոք խումբ:Ատոմ, քիմիական տարրի հատկություններ ունեցող փոքրագույն մասնիկ։Իոններ, էլեկտրականապես լիցքավորված մասնիկներ, որոնք առաջանում են, երբ ատոմները կամ ատոմների խմբերը (մոլեկուլներ, ռադիկալներ) էլեկտրոններ կամ լիցքավորված այլ մասնիկներ են ձեռք բերում կամ կորցնում։