Сутектің қасиеттері, қолданылуы және алынуы

Маңғыстау облысы  Маңғыстау  ауданы
Жыңғылды ауылы
Е.Айшуақұлы  атындағы орта  мектебі
Актанова Асима Байбатыровна
Химия пәні  мұғалімі

Сабақтың  тақырыбы: Сутектің  қасиеттері,  қолданылуы  және  алынуы.

Сабақтың  мақсаты:  Оқушылардың  сутек  туралы  білімдерін  толықтыра  отырып, сутектің физикалық  және  химиялық  қасиеттерімен  қолданылу  және  алыну  жолдарымен   таныстыру;

Сабақтың  әдісі:  Түсіндіру,  талдау,  сұрақ – жауап  алу.

Сабақтың  көрнекілігі: Слайдтар,  интертақта.

Сабақтың  жүрісі:

І.Ұйымдастыру.

ІІ.Үй  тапсырмасын  сұрау.

ІІІ. Жаңа  сабақ  түсіндіру.

Сутек элементінен тұратын жай зат — сутегі, ол екі атомнан тұрады, формуласы Н ₂; М(Н ₂)=2, М=2 г/моль. Бұл түссіз, иіссіз, дәмсіз, өте жеңіл (р=0,09 г/л) газ күйіндегі бейметалл, оның қайнау (-252,76°С) және балқу (-259,2°С) температурасы өте төмен. Суда нашар ериді (100 көлем суда 2 көлем газ (t=20°С).[1]

Сутегінің химиялық қасиеттері

Кәдімгі жағдайда сутегі тұрақты зат, ал қыздырғанда кейбір жай заттармен реакцияға түседі. Сутегі оттегінде көзге көрінбейтін жалынмен су түзе жанады. Бұл үдеріс баяу жүреді.

2Н ₂+ 0₂ = 2Н ₂0 + 572кДж

Жай заттардан күрделі зат олардың тікелей әрекеттесуі аркылы алынса синтез деп аталады.

Бұл реакцияны жүргізу үшін калың қабырғалы сынауық алып, оны үшке бөліп сыртынан белгілеп алып, 1 бөлік О₂, жәнө 2 бөлік Н₂  жинап аламыз да (суды ығыстыру арқылы) оны орамалмен ораймыз. Сынауықтың аузына жанған шырпы апарғанда қопарылыс бере реакция жүреді. Сутегі оттегімен шабытты әрекеттеседі, нәтижесінде су түзіліп, жылу бөлінеді.

V(Н ₂): V(0 ₂) = 2 : 1 болғанда ғана олар қопарылыс береді, сондықтан осындай қатынаста алынған газ қоспасын «күркіреуік газ» деп атайды. Сутегі хлормен реакцияласқанда өткір иісті хлорлы сутек газын береді.

Н₂ + Сl₂ = 2HCl↑.

Қыздырылған күкірт арқылы сутегін өткізсек, жағымсыз иісті күкіртті сутек газы түзіледі:

Н₂+ S =H ₂S↑

Бейметалдардың сутекпен қосылыстарын атау үшін сутекті қосылыс түзуші, элемент атына ды, ді, ты, ті, лы, лі жалғаулары жалғанып, сутек сөзі қосылып оқылады.

Мысалы: HCl — хлорлы сутек; НВr — бромды сутек; H ₂S — күкіртті сутек; НҒ — фторлы сутек.

Кейбір бейметалдардың сутекті қосылыстарының тарихи қалыптасқан атаулары бар:

Н₂0 — су;

NH₃ — аммиак;

СН₄ — метан;

РН₃ — фосфин;

SiH₄ — силан.

Сутегі өте белсенді металдармен әрекеттескенде  гидридтер  деп аталатын тұз тәрізді қатты заттар түзіледі:

H ₂+2Na=2NaH натрий гидриді

Н ₂+Са=СаН₂ кальций гидриді

Сутектің металдармен қосылыстарын атау үшін металл атына гидриді деген сөз қосылып оқылады.

Күрделі заттарменәрекеттесуі: Егер мыс (II) оксидін қыздырып, оған сутегін жіберсек мыс оксидінің қара түсі жойылып қызыл түсті мыс бөлінеді:

CuO + Н₂ = Н ₂О+Cu

Бұл реакцияда тотықсыздану үдерісі жүреді, өйткені сутек мыс (II) оксидіндегі оттекті өзіне қосып алады, сөйтіп сутек тотығады, ал мыс тотықсызданады.

  Қолданылуы

Өнеркәсіпте сутек метанда конвергенциялау  немесе суды электролиздеу  арқылы ашылады. Мұнай және химия өнеркәсібінде қосымша өнім ретінде сутек бөлінеді. Лабораторияда сутекті сұйытылған тұз  немесе күкірт

(H ₂SО ₄) қышқылдарына мырышпен әсер етіп алады. Дүние жүзінде жылына шамамен 350*10⁹ тонна сутек өндіріледі. Сутек, аммиак, тұз қышқылы, жасанды сұйық отын алуда, майларды гидрогенезациялауда, металдарды сутек-оттек жалынында кесуде, мұнай фракцияларын гидротазалау мен гидрокрекингісінде, тағыда басқа қолданылады. Атом энергетикасында изотоптары маңызды орын алады. Сутекті экологиялық таза орын ретінде қолданудын болашағы зор.

  Сутегінің алынуы

Сутектің жерде кездесетін ең мол көзі — су,  сондықтан оны өндірісте суды тұракты электр тогының көмегімен айыру арқылы алады:

2Н ₂O = 2Н ₂↑ +0₂ ↑   бұл реакцияны алғаш рет А. Лавузье мен Ж. Менье қыздыру арқылы іске асырған (жоғары бағытталған бағдарша заттың ұшқыштығын көрсетеді).

Сутегіні ендірістік мақсатта алудың басқа да тәсілдері бар.

Ал зертханаларда белсенді металдын, (Zn, Mg) қышқылдармен әрекеттесу реакциясы арқылы алады. Көп жағдайда мырышты пайдаланады. ↑

Бұл реакцияны жүргізу үшін газ өтетін түтігі бар сынауыққа 2-3 түйір мырыш салып, үстіне сұйытылған тұз немесе күкірт (H ₂S0₄) қышкылын құямыз. Сонда металл бетінен газ көпіршіктері (Н ₂) көтеріле бастайды. Бөлінген сутегін судың астында жинауға болады, өйткені сутегі суда нашар ериді немесе ауаны ығыстыру арқылы жинауға болады. Сутегіні жинайтын ыдыс төңкеріліп ұсталуы тиіс. Себебі сутегі ауадан 14,5 есе жеңіл.  Енді осы тәжірибені күкірт қышқылымен жүргізейік: ↑ Бұл реакцияларда белсенді металл қышқыл құрамындағы сутектің орнын басып тұр, олай болса реакция типі — орын басу.белсенді металл + қышқыл = тұз + сутек газ

Осылайша алынған сутегінің тазалығы тұрған спирт шамына немесе шырпыға сутек жиналған сынауықты апарамыз, сонда сутегі таза болса баяу «пах» деген дыбыс шығарады, ал таза болмаса (сынауықтағы ауа толығынан ығыспаса) дыбыс қаттырақ естіледі. Сутегіні алу үшін өте белсенді металдар қолданылмайды, ол экономикалық жағынан тиімсіз. Металдың белсенділігі өте жоғары болғанда (К, Na, Са) олар сутекті судың құрамынан да ығыстыра алады: 2Na + 2HOH = 2 NaOH + Н₂ ↑

Бұл реакция ете шабытты жүреді, бөлінген сутегінің өсерінен металдың түйіршігі су бетінде айнала қозғалып («жүгіріп») жүреді. Дәл осындай реакция кальцийді алғанда да байқалады. Са+ 2НОН = Са (ОН) ₂+ Н₂↑

  Кипп аппараты

Зертханаларда сутегін және басқа да газдарды (С0₂, H ₂S, т.б.) қажеттілігіне қарай дүркін-дүркін алып түру үшін арнайы құрылғы қолданылады, ол «Кипп аппараты» деп аталады.

Бөлінген сутегін жинау.

Сутегін жинап алғаннан кейін шүмекті жапканда газ қысуының салдарынан қышқыл кері қарай құйғы бойымен көтеріледі.

Оның тазалығын тексеру.

ІҮ. Үйге  тапсырма: Тақырыпты  мазмұндау.

Ү.Бағалау

[bws_related_posts]