"Көміртек негізгі қосылыстары. Көмірқышқылы және карбонаттар"

Сабақтың тақырыбы: Көміртек негізгі қосылыстары. Көмірқышқылы және             карбонаттар.

Сабақтың мақсаты:

1. Білімділік: Көміртектің атом құрылысы, периодтық жүйедегі орны, табиғатта таралуы, физикалық және химиялық қасиеттері, қолданылуы туралы оқушыларда түсінік қалыптасу қажет.

2. Дамытушылық:  таным-білік дағдыларын дамыту, шығармашылық ізденістерін дамыту;

3.Тәрбиелік: ізденімпаздыққа, тиянақтылыққа, сабырлылыққа, жауапкершілікке тәрбиелеу.

Сабақтың түрі:  жаңа сабақты меңгерту.

Сабақтың әдісі: жобалау, топтық жұмыс, сұрақ-жауап.

Көрнекілік: инетрактивті тақта

Сабақтың барысы:      І. Ұйымдастыру кезеңі.

-шаттық шеңберін жасату;

-оқушыларды үш топқа бөлу;

-сабақта қалыпты жұмыс істеуге  мүмкіндік жасау;

-оқушылардың сабаққа дайындығын тексеру;

-оқушылардың көңілін сабаққа аудару.

ІІ. Үй тапсырмасын сұрау. (Ой жинақтап, өткен сабаққа шолу)

1. Ой қозғау сұрақтары

1-топқа:

1.     Фосфордың периодтық жүйедегі орны.

2.     Фосфордың физикалық, химиялық қасиеттері.

3.     Тыңайтқыштардың жіктелуі.

2-топқа:

1.     Фосфордың табиғатта кездесуі.

2.     Фосфордың  оттекті қосылыстары.

3.  Азот тыңайтқышы.

3-топқа:

1. Фосфордың  қолданылуы.

2. Фосфор  қышқылының  химиялық  қасиеттері.

3. Калий  тыңайтқышы.

ІІІ. Жан – жақты білімдерін  тексеру. (Әр оқушыға  деңгейлік тапсырма беру)

                        І – деңгей

Азоттың табиғатта таралуы және қандай заттардың құрамында кездесетіні туралы айтыңдар.

                       І – деңгей

Фосфордың табиғатта таралуы және қандай қосылыстар құрамында кездесетіні туралы айтыңдар.

І – деңгей

Ортофосфор қышқылының сатылап диссоциациялануын  теңдеу арқылы көрсетіңдер. Әр сатыда түзілген иондарды атаңдар.

                                    І – деңгей

Мына тұздардың формулаларын жазыңдар:

а) калий фосфаты                       ә) калий гидрофосфаты

б) калий дигидрофосфаты        в) кальций фосфаты

г) кальций гидрофосфаты         д) кальций дигидрофосфаты

е) алюминий фосфаты               ж) аммоний гидрофосфаты

                                      І – деңгей

Табиғатта фосфордың тұрақты бір изотобы ³¹Р кездеседі.Осы изотоп атомының  ядросында қанша протон және қанша нейтрон болатынын анықтаңдар.                                  

                                        І – деңгей

Мына тұздардың:       а) аммоний фосфаты;   ә) калий гидрофосфаты;

б) кальций дигидрофосфаты;     электролиттік диссоциациялану теңдеулерін жазып, түзілген иондарды атаңдар.

                                     ІІ – деңгей

Фосфор қандай тотығу дәрежелерін көрсететінін  атом құрылысы тұрғысынан түсіндіріңдер.Әр тотығу дәрежесіне сәйкес келетін қосылыстарға мысалдар келтіріп, формулалар жазыңдар.

                                     ІІ – деңгей

Мына тыңайтқыштардың: KNO3, NaNO3, NH4NO3  қайсысының құрамында азот ең көп мөлшерде екенін және оның массалық үлесі қандай болатынын табыңдар.

                                       ІІ – деңгей

Фосфорды азотпен салыстырып, атом құрылысы мен қасиеттеріндегі:

а) Ұқсастықтарды;

ә) Айырмашылықтарды анықтаңдар;

                                  ІІ – деңгей

Фосфордың:   а) кальциймен     ә) сутекпен     б) оттекпен

әрекеттесу реакцияларының теңдеулерін жазыңдар. Қай жағдайда фосфор тотықтырғыш,қай жағдайда тотықсыздандырғыш болып тұрғанын анықтаңдар.

                                 ІІ – деңгей

Төмендегі айналымдарды орындауға мүмкіндік беретін химиялық реакция теңдеулерін жазып, заттарды атаңдар.

P---P₂O₅---H ₃PO ₄ ---Na₃PO₄---Na₂ HPO₄

                                                ІІ – деңгей

Фосфор қышқылы калий гидроксидімен әрекеттескенде:

Н₃РО₄ + КОН ---

Қандай қышқылдық тұздар түзілуі мүмкін, реакция теңдеулерін жазып, тұздарды атаңдар.

                                 ІІ – деңгей  

Келтірілген  тыңайтқыштардың:

а) преципитаттың СаНРО4 * 2Н2О;

ә) жай суперфосфаттың Са ( Н2РО4)2 * 2СаSО4

кайсысында фосфордың массалық үлесі көп екенін есептеңдер.

                                   ІІ – деңгей

Фосфор қышқылы мен фосфаттардың сапалық реакцияларының молекулалық және иондық теңдеулерін құрастырыңдар.

                                     ІІ – деңгей

Фосфор қышқылы төмендегі заттардың қайсысымен әрекеттеседі:

а) кальций фосфаты;          ә) кальций гидроксиді;

б) магний,калий оксиді;       в) күкірт қышқылы;

г) кальций карбонаты;          ғ) аммоний гидроксиді;

                                 ІІІ – деңгей

Массасы 5г фосформен әрекеттесу үшін  оттектің қандай көлемі (қ.ж.) қажет болатынын есептеңдер.

                                  ІІІ – деңгей

Берілген жазуға сәйкес:

0,5 моль

4Р + 5О ₂ = 2Р ₂О₅         Есеп құрастырып, оны шығарыңдар.

                                    ІІІ – деңгей

Фосфор (V)  оксидінің формуласы бойынша құамындағы элементтердің:

а) атомдардың массалық қатынастарын;

ә) массалық үлестерін табыңдар;

ІІІ. Жаңа сабақ

Көміртек тіршілікке тірек, өмірге өзек элемент

1784  жылы француз ғалымы А.Лавуазье  «Жай денелер таблицасы» деген еңбегінде «карбо» -латынша  көмір деген  ұғымды білдіреді. Орысша «углевод»  деп атауын орыс ғалымы М.В. Соловьев 1824-1828ж.,  «Көміртек»  деген атауды аудармашы Р.Бөкейханов ұсынды.  «С» -күйе түрінде өте ерте заманнан белгілі.

Атом құрылысы

 Көміртек ІІ кіші периодта ІV  топтың негізгі топшасында орналасқан.  

₊₆С  )2 е ) 4е  

1s²  2s²  2p²

1s                   2s                    2p   

  Көміртектің қосылыстағы  тотығу дәрежелері:  -4, +2, +4.

Табиғатта таралуы

   Көміртек жер қыртысындағы түрлі минералдар мен  тау жыныстарының құрамына кіреді. СаСО₃   әктас немесе бор, МgCO₃ магнезит,

     СаСО_{3 *} МgCO₃   доломит, сондай-ақ шалшықта болатын СН₄  шалшық газы  және табиғи газдың негізгі құрам бөлігі ретінде белгілі. Көміртек бос күйінде алмаз, графит түрінде кездеседі. Алмаз бен графит және кейінірек алынған карбин, фуллерен-көміртектің аллотропиялық түрөзгерістері.

      Алмаз, оның мол қоры Ресейдегі Якутияда және Африкада бар. Алмаз – түссіз, электр тогын өткізбейтін табиғатта кездесетін  ең қатты зат, тығыздығы-3,5  г/см³ .  Оны қатты тау жыныстарын бұрғылауға және шойын мен болатты тесуге арналған құрал жасауға қолданады, одан басқа  алмаздан бағалы асыл тас - гауһар алынады. Алмаз кристалындағы көміртек атомдары бір-бірінен бірдей қашықтықта тетраэдр түзе орналасқан. Әрбір атомның арақашықтығы 1,54 ⁰А.

      Графит сұр түсті, аздап жылтыры бар, қолға, денеге , қағазға оңай жұғады. Тығыздығы-2,17-2,3 г/см³. Графиттен электродтар, отқа төзімді ыдыстар даярланады. Графиттің маймен қоспасынан майлағыш заттар жасайды.  Көміртектің жаңа түр өзгерістері карбин және фуллерен.

     1985 жылы көміртектің молекула пішінді тағы бір түр өзгерісі - фуллерен табылды. Фуллереннің молекулалары өзара байланысқан сфера (шар) тәрізді эллипсоидтерден құралады. Алмазды ауа қатыстырмай жоғары температурада қыздырғанда, 1000⁰С-та графитке айналады. Керісінше, графит 3000 ⁰С-та, жоғары қысымда, өршіткі қатысында алмазға айналады.

    Тас көмірді, ағашты, сүйекті ауа қатыстырмай қыздыруға болады. Оны құрғақ айдау деп атайды. Одан таза көміртек алынады. Тас көмірді айдаған кезде ұшқыш заттар бөлініп шыққан соң қалатын құрғақ айдау өнімі –көміртекке бай кокс.  Егер ондай көмірді алдын ала қыздырылған су буынан өткізсе, оның сіңіргіштік қабілеті одан да жоғарылайды. Оны белсендірілген көмір деп атайды.

     Көмірдің және басқа заттардың  өз бетінде газдарды, буды және еріген заттардың бөліктерін сіңіру қабілеті адсорбция  деп аталады.

       Алмаз бен графиттің құрамындағы көміртек атомдары тізбек түзе байланысып, шынжыр іспетті қос байланысты

(=C=C=C=C=C=)

немесе 3 және 1 байланыстары кездескен түрде құрылымданады.

(- С Ξ С – С Ξ С - С Ξ С-)

Жан-жануарлар      Өсімдіктер    Табиғи талшық             Каучук

 

Мұнай                                                                                      Ыдырау өнімдерінде

Антрацит                                                                                         Тау жыныстары

           

                  Алмаз                      Пластмасса                    Дәрі-дәрмектерде

Көміртектің аллотропиясы

1.     Кәдімгі күйе    2. Графит   3. Алмаз.          4. Карбин.    

5. Поликумилен                           6. Антрацит

 Физикалық қасиеттері:  көміртек                  Ағаш көмір

                                                                        Ең қатты  

                                                                        Алмаз

                                                                      Жұмсақ жылтыр сұр түсті графит

Химиялық қасиеттері:   (Оқушылар схемамен жұмыс жасайды)

 Көмірді қатты қыздырғанда оттекте немесе ауада көміртек диоксидін, яғни көмірқышқыл газын түзе түтінсіз жанады, көп жылу бөледі. 

1.  С + О₂  ^{700  0С}    СО₂ + 402  кДж

2. 2 С + О₂ ^{1000  0С}   2 СО

3. С + 2Cl ₂  = СCl ₄ 

                          _ť         

4. С + 2Н ₂  = СН ₄ 

Көміртек тотықсыздандырғыш ретінде көптеген металл оксидтерімен әрекеттеседі.

5. С + 2СuO = 2Cu + 2CO₂

     Көміртектің  тотықтырғыш ретінде металдармен әрекеттесуінен  түзілетін зат карбид деп аталады. Карбидтер өте жоғары температурада  балқитын қатты кристалдық заттар. 

     Қолданылуы

    Белсендірілген көмірдің  сіңіргіштік қасиетін пайдаланып,  қантты, майды, балды бөгде қоспалардан тазартады.  Графит-электрод, жасанды алмаз алу, бояулар, дәрі-дәрмектер өндіруде және металлургияда кеңінен қолданылады.

          Көмірқышқылы және карбонаттар 

  Көміртек (ІІ)  оксиді.   Көміртек (ІІ)  оксиді   СО- жанғыш газ, кәдімгі жағдайда химиялық енжар,  ал қыздырғанда күшті тотықсыздандырғыш болады.

 Физикалық қасиеті:  Көміртек (ІІ)  оксиді-түссіз, иіссіз, дәмсіз ауадан сәл жеңіл, улы газ. Суда нашар ериді. Қайнау температурасы өте төмен-192⁰С.      

Көміртек (ІV)  оксиді.

Көміртек (ІV)  оксиді- СО_2.   Молекуласы  сызықты құрылысты болып келеді:  О= C=O

Физикалық қасиеті: Көміртек (ІV)  оксиді-иіссіз, түссіз, ауадан 1,5 есе ауыр газ. Ол жанбайды және басқа заттардың жануын қолдамайды. Температурада 60 атмосфералық қысымда СО₂   сұйық күйге айналады_.  Ол  сұйық  буланғанда жылуды көп сіңіреді де, қар сияқты қатты ақ түсті затқа айналады. Оны «құрғақ мұз» деп атайды.

   Көміртек диоксиді барлық қышқылдық оксидтер тәрізді аздап сумен әрекеттесіп   СО₂   * Н₂О  гидрат түзеді, содан соң әлсіз көмірқышқылына айналады. Суда еріген СО_2-нің   1%-ы  ғана қышқыл түзеді.  

СО₂   + Н₂О       Н₂СО₃  

Н₂СО₃  -екі негізді тұрақсыз қосылыс, бос күйінде алуға болмайды.

Құрылымдық формуласы:  Н – О

                                                                    С = О 

                                               Н – О

  Көмір қышқылының судағы ерітіндісі- әлсіз электролит, оның диссоциациялану  дәрежесі  0, 17 %.

Н₂СО₃            Н⁺ + Н СО^-₃

НСО^-₃             Н⁺ + СО^2-₃

Химиялық қасиеті: Көмір қышқылы  2 негізді қышқылдар тәрізді сілтілермен орта және қышқыл тұздар түзе әрекеттеседі:

Н₂СО₃  +2Na OH_(конц)  = Na₂СО₃  + 2Н₂О

Н₂СО₃  +Na OH_{(сұйылт)}  = NaНСО₃  + Н₂О

Гидрокарбонаттарға  сілтінің артық мөлшерімен әсер етсе, карбонатқа айналады:

NaНСО₃  + Na OH = Na₂СО₃  + Н₂О

   Карбонаттар. Көмір қышқылының тұздары  карбонаттар деп аталады. Na₂СО_3,  К₂СО_3, ( NН₄)₂СО₃  суда жақсы ериді, қалған карбонаттар суда аз ериді немесе ерімейді.

   Көмір қышқылының тұздары  қыздырғанда ыдырайды: 

СaСО₃     ^ť    СaО + СО₂      

2 NaНСО₃   ^ť    Na₂СО₃  + СО₂  + Н₂О

Натрий және калий карбонаттары суда ерігенде гидролизденіп, сілтілік орта көрсетеді: 

Na₂СО₃  +  НОН = NaОН + NaНСО₃

СО ^2-₃   + НОН = НСО₃ ^-  +ОН ^–

Натрий карбонатына күшті қышқылдармен НСІ, Н₂SО₄  әсер етсе «быжылдаған газ  СО₂  бөліне бастайды:

Na₂СО₃  + 2НСІ = 2NaСІ+ Н₂О+ СО₂      

Бөлінген көміртек (ІV) оксидін мөлдір әк суынан өткізгенде, ақ түсті тұнба- кальций карбонаты пайда болады:

СО₂  + Сa(ОН)₂ = СaСО₃     + Н₂О 

Қолданылуы: Тұздарының  ішіндегі көп қолданылатыны – натрий гидрокарбонаты  NaНСО_{3 ,} ол ас содасы деп аталады.

      Ас содасы  және аммоний гидрокарбонаты нан пісіруге, кондитер ісінде көп қолданылады.

  Табиғи карбонаттар ішінде көп тарағаны –кальций карбонаты СaСО_3.

Ол минерал ретінде бордың, мәрмәрдің, әктастың негізгі құрам бөлігін құрайды. Натрий карбонатының декагидраты  Na₂СО_{3  *}10 Н₂О- химия өнеркәсібіне қажетті өнімнің бірі. Егер оны өте қатты қыздырса кристалданған  суы ұшып, сусыз сода түзіледі.

        Na₂СО_{3  *}10 Н₂О  ^ť      Na₂СО₃+ 10 Н₂О

Түзілген өнімнің техникалық атауы-кальциленген сода. Оны пайдаланып, өндірісте сабын, шыны өндіреді  және кір жуатын заттар алады.

Сабақты бекіту.

   №3 зертханалық жұмыс

Көмір қышқыл газын алу және танып білу.

     Na₂ CO₃ + 2HNO₃ = 2NaNO₃ + H₂O + CO₂

2Na⁺+CO₃^2-+2H⁺+2NO₃^-=2Na⁺+2NO₃^-+H₂O+CO₂

 CO₃^2-+2H⁺=H₂O+CO₂

Қорытынды  дәптерге  жазу.

Қорытындылау_.     Семантикалық  карта

Заттар Массасы	СаСО3	MgCO3	CH4	CO2	H2CO3	NaHCO3
84
44
100
62
84
16

Сәйкестендіру   тест

Аталуы	Формуласы
Құрғақ  мұз	NaCO3
Ас содасы	K2CO3
Натрий карбонаты	(NH4)2CO3
Аммоний карбонаты	NaHCO3
Көмір қышқылы	CO2
Калий  карбонаты	H2CO3
Иіс  газы	CO
Кальций  карбиді	CaC2

Тест

1. Көміртектің атом құрылысының сызбанұсқасы:

     а) 2е,5е       ә) 2е,4е                   б) 2е,3е                          с) 1е,5е

2.Көміртек атомындағы нейтрон саны тең:

    а) 6                  ә)4                      б)12

3.Төмендегі тотығу дәрежесі көміртекке тән емес:

   а)+4                   ә)+2                   б)+5

4. Көміртектің 3 аллотропиясын жаз:

      а) ....                ә) ....             б)......

5. Көміртек химиялық реакцияларында қандай қасиет көрсетеді:

    а) тотықтырғыш                 ә) тотықсыздандырғыш  

б) тотықтырғыш, тотықсыздандырғыш

Үйге тапсырма:              §22-23.

Білімдерін бағалау.

№20 Т.Рысқұлов  атындағы орта мектебі

Ашық  сабақ

Көміртек, негізгі  қосылыстары. Көмір қышқылы. Карбонаттар.

                                               9 «А» сынып

                            Химия пәні мұғалімі: Джылдамбаева С.Ж.

                                        2015 -2016 оқу жылы