Зат масссасының сақталу заңы.

Масса сақталу заңы, реакцияға қатысқан заттар (реагенттер) массаларының қосындысы реакция нәтижесінде түзілген заттар (өнімдер) массаларының қосындысына тең. Химиялык реакция кезінде реакцияға түскен заттардың молекулалары бұзылып, оны кұраушы атомдар басқаша топтасып жаңа молекулаларды түзеді. Реакция барысында атомдардың сандары өзгермейді, сондықтан олардың массалары да өзгермеуге тиісті.
Реакцияға қатысқан заттардың массасы реакция нәтижесінде түзілген заттардың массасына тең болады. Бұл тұжырым зат массасының сақталу заңы деп аталады. m(реагенттер​)=m(өнімдер​).

Заттар массасының сақталу заңын ең бірінші больш М. В. Ломоносов тұжырымдады (1748ж). Кейін (1758 ж) ол заңды тәжірибе жүзінде дәлелдеді. Ломоносовқа тәуелсіз бұл заңды 1789 ж. Француз химигі Антуан Лоран Лавуазье тұжырымдады. Ол металдардың тотығу реакцияларының көпшілігін зерттеп заңга эксперименттік дәлелдер алды.

Атомдық тұрғыдан түсіндіру

Химиялық реакция кезінде:

• Атомдар жойылмайды;
• Жаңа атомдар пайда болмайды;
• Тек атомдардың реттелуі мен байланысуы өзгереді.
  Сондықтан жалпы масса сақталады.

Мысал 1:сутек пен оттек әрекеттескенде су түзіледі:

2H2+O2→2H2O 

Массаларды салыстырайық: 4 г сутек + 32 г оттек = 36 г су.
Яғни, реакцияға дейінгі масса реакциядан кейінгі массаға тең.

Мысал 2: фосфордын тотығу реакциясының теңдеуі

4P + 502= 2Р205

4*31 +10*16 = 4*31 +10*16

284 = 284

Бұл теңдеуден реакцияға 4 атом фосфор мен он атом оттек қатысса, реакция нәтижесінде шыққан фосфор (V) оксидінде төрт атом фосфор мен он атом отек бар екенін көреміз. Олай болса, қатыскан заттардың массасы (284), реакция нәтижесінде түзілен заттардың массасына(284) тең болады.

Қолданылуы

Зат массасының сақталу заңы:

• Химиялық зауыттарда реакция шығымын есептеуде;
• Экологияда зат айналымын зерттеуде;
• Мектеп және өндірістік зертханаларда химиялық тәжірибелерде қолданы

Деңгейлік тапсырмалар

А деңгей

1. Зат массасының сақталу заңын алғаш ашқан ғалым:
a) Менделеев b) Ломоносов c) Бойль d) Ньютон

2. Заңның формуласы қайсысы дұрыс көрсетілген?
a) m(реагенттер)<m(өнімдер)

b) m(реагенттер)=m(өнімдер)

c) m(реагенттер)>m(өнімдер) ​

3. Реакция кезінде не сақталады?
a) Тек көлем b) Тек масса c) Масса мен атом саны

 В деңгей 

4.Тәжірибеде бастапқы масса 20 г, соңғысы 19,8 г болды. Неліктен айырмашылық бар?

5. Ас содасын сірке қышқылына қосқанда масса неге азайғандай көрінеді?

6. 10 г мыс қыздырылып, 12,5 г мыс оксиді түзілді. Реакцияға неше грамм оттек қатысқан?

С деңгей 

7. Энергияның сақталу заңы мен зат массасының сақталу заңының байланысы неде?

8. “Зат массасы сақталады, бірақ пішіні мен күйі өзгереді” – мысал келтір 

Жауаптары;

В мен С деңгейі

4. Газдың буланып кетуі, өлшеу қателігі немесе ауада реакция жүруінен масса азайған.

5. Көмірқышқыл газы бөлініп шығып, ауаға ұшып кетеді. Бірақ жүйе жабық болса, масса сақталады.

6. m(O2)​=12,5г−10г=2,5г.

7. Екеуі де табиғаттағы жалпы тұрақтылықты сипаттайды — материя мен энергия жойылмайды, тек түрін өзгертеді

8. Мұз ерігенде суға айналады – масса өзгермейді, бірақ күйі өзгереді.

Таблица наблюдения опыта:

Сабақтың тақырыбы: №1 Зертханалық жұмыс

 “Әрекеттесуші заттардың қатынасы”

Сабақтың мақсаты:

1.Зат массасының сақталу заңын тәжірибе жүзінде дәлелдеу.

2.Химиялық реакция кезінде массаның өзгермейтіндігін бақылау мен өлшеу дағдыларын дамыту.

3.Реакцияға қатысқан заттардың жалпы массасының, өнімдердің массасына тең болатынын түсіну.

Зертханалық сабаққа сілтеме: https://youtu.be/4kDfvQ7wAUI?si=ya1NzWXwnrGOdhkS

Тәжірибені бақылау кестесі

Сыни тұрғыдан ойлауды дамытуға арналған тапсырмалар:

1. Реакциядан кейінгі масса неге өзгермеді деп ойлайсың?
2. Егер қақпақты ашып реакция жасасаң, масса нәтижесі қандай болар еді? Неліктен?
3. Қандай жағдайда масса сақталмауы мүмкін? Мысал келтір.
4. Осы заңның маңызы - неге химияның барлық есептерінде және өндірісте осы заң ескеріледі деп ойлайсың?

Тәжірибені бақылау кестесі

https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSdR8Ee3S_1lGCkR8XKTkoPpRHHg4iWvZyULzXlZ6blzFVf75g/viewform?usp=publish-editor 

Тақырып: «Химиялық реакция теңдеулері бойынша есептер мен жауаптар».

Барлығы 2 бөлімге бөлінген:

🧪 БӨЛІМ I — ЕСЕПТЕР

🔹 A деңгей (оңай)

1. Магний мен оттектің әрекеттесу реакциясын жазыңыз.

2. Мырыш пен тұз қышқылының арасындағы реакция теңдеуін жазыңыз.

3. Кальций оксиді мен су әрекеттескенде не түзіледі?

4. Темір мен күкірт әрекеттескенде түзілетін қосылыс формуласын көрсетіңіз.

5. Натрий мен хлор әрекеттесу реакциясының теңдеуін теңестіріңіз.

6. Калий гидроксиді мен азот қышқылының арасындағы бейтараптану реакциясын жазыңыз.

7. Көміртек (IV) оксидін кальций гидроксиді арқылы өткізгенде қандай тұнба түзіледі?

8. Мыс (II) оксиді мен көміртектің әрекеттесу реакциясын жазыңыз.

9. Натрий сульфаты мен барий хлориді әрекеттескенде не байқалады?

10. Сутек пен оттектің әрекеттесуінен су түзілу реакциясын жазыңыз.

🔸 B деңгей (орташа)

1. Темір (III) оксидін сутекпен тотықсыздандыру реакциясын теңестіріңіз.

2. Кальций карбонатын қыздырғанда қандай заттар түзіледі?

3. Мыс (II) сульфатын темірмен әрекеттескенде реакция теңдеуін жазыңыз.

4. Натрий гидроксиді мен аммоний хлориді арасындағы реакцияны көрсетіңіз.

5. Күкірт диоксидін оттекпен тотықтырып, күкірт триоксидін алу реакциясын жазыңыз.

6. Калий перманганатының термиялық ыдырау реакциясын жазыңыз.

7. Алюминий мен темір (III) оксидінің арасындағы алюмотермиялық реакцияны көрсетіңіз.

8. Мыс пен күміс нитраты арасындағы реакция теңдеуін жазыңыз.

9. Натрий карбонаты мен тұз қышқылы әрекеттескенде не бөлінеді?

10. Нитраттар термиялық ыдырау кезінде қандай өнімдер түзетінін кальций нитраты мысалында көрсетіңіз.

🔺 C деңгей (қиын)

1. Аммиакты каталитикалық тотығу арқылы азот (II) оксидін алу реакциясын жазыңыз.

2. Азот (II) оксидінің әрі қарай тотығу реакциясын теңестіріңіз.

3. Азот диоксидінің сумен әрекеттесу реакциясын жазыңыз.

4. Метанның толық жану реакциясын көрсетіңіз.

5. Этиленнің бром суымен әрекеттесу реакциясын жазыңыз.

6. Мыс (II) гидроксидін қыздырғанда не түзіледі?

7. Темір (II) гидроксидінің ауада тотығу реакциясын жазыңыз.

8. Калий дихроматының күкірт қышқылымен реакциясы нәтижесінде қандай өнімдер түзіледі?

9. Нитрат ионы бар ерітіндіге мыс енгізгенде қандай процестер жүреді?

10. Мыс (II) хлоридін электролиздеу кезінде анод пен катодта жүретін процестерді жазыңыз.

🧾 БӨЛІМ II — ЖАУАПТАР

🔹 A деңгей жауаптары

1. 2Mg + O₂ → 2MgO

2. Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂↑

3. CaO + H₂O → Ca(OH)₂

4. Fe + S → FeS

5. 2Na + Cl₂ → 2NaCl

6. KOH + HNO₃ → KNO₃ + H₂O

7. CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃↓ + H₂O

8. CuO + C → Cu + CO↑

9. Na₂SO₄ + BaCl₂ → BaSO₄↓ + 2NaCl

10. 2H₂ + O₂ → 2H₂O

🔸 B деңгей жауаптары

1. Fe₂O₃ + 3H₂ → 2Fe + 3H₂O

2. CaCO₃ → CaO + CO₂↑

3. CuSO₄ + Fe → FeSO₄ + Cu

4. NH₄Cl + NaOH → NH₃↑ + NaCl + H₂O

5. 2SO₂ + O₂ → 2SO₃

6. 2KMnO₄ → K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑

7. Fe₂O₃ + 2Al → 2Fe + Al₂O₃

8. Cu + 2AgNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2Ag

9. Na₂CO₃ + 2HCl → 2NaCl + CO₂↑ + H₂O

10. 2Ca(NO₃)₂ → 2CaO + 4NO₂↑ + O₂↑

🔺 C деңгей жауаптары

1. 4NH₃ + 5O₂ → 4NO + 6H₂O

2. 2NO + O₂ → 2NO₂

3. 2NO₂ + H₂O → HNO₂ + HNO₃

4. CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O

5. C₂H₄ + Br₂ → C₂H₄Br₂

6. Cu(OH)₂ → CuO + H₂O

7. 4Fe(OH)₂ + O₂ + 2H₂O → 4Fe(OH)₃

8. K₂Cr₂O₇ + 4H₂SO₄ → Cr₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + 4H₂O + 3[O]

9. 2NO₃⁻ + 4H⁺ + 3Cu → 2NO₂↑ + 3Cu²⁺ + 2H₂O

10. Катодта: 2H⁺ + 2e⁻ → H₂↑

  Анодта: 2Cl⁻ → Cl₂↑

Химиялық реакциялар кезінде энергияның бөлінуі немесе сіңірілуі жүреді. Энергияның өзгеруі – химиялық процестердің ең маңызды сипаттамаларының бірі. Кейбір реакциялар жылу бөледі (экзотермиялық), ал кейбірі жылуды сіңіреді (эндотермиялық). Бұл процестер табиғаттағы және өндірістегі көптеген құбылыстарды түсіндіруге мүмкіндік береді.

1. Экзотермиялық реакциялар

Экзотермиялық реакциялар кезінде жүйеден сыртқы ортаға жылу бөлінеді. Яғни, реакция нәтижесінде энергия артық мөлшерде бөлінеді. Мысалы, отынның жануы, темірдің тотығуы және бейтараптану реакциялары.

Мысалдар:

1. C + O₂ → CO₂ + Q
2. CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O + Q

2. Эндотермиялық реакциялар

Эндотермиялық реакциялар кезінде жүйе сырттан энергия сіңіреді. Мұндай реакциялар өздігінен жүрмейді және энергия көзін қажет етеді. Мысалы, фотосинтез процесі немесе кальций карбонатының ыдырауы.

Мысалдар:

1. CaCO₃ → CaO + CO₂ – Q
2. 6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂ – Q

3. Энергия диаграммалары

Экзотермиялық реакцияларда өнімдердің энергиясы реагенттерге қарағанда төмен болады, өйткені энергия бөлінеді. Ал эндотермиялық реакцияларда өнімдердің энергиясы жоғары, өйткені энергия сіңіріледі.

№3 зертханалық  тәжірибе.  «Энергияның өзгеруімен жүретін химиялық реакциялар»

Мақсаты: Экзотермиялық және эндотермиялық реакциялар кезінде жылу бөлінуін бақылау.

https://youtu.be/aM0qgClMlH8?si=uMJ_Bbxxl-Afdb7q 

Реакция теңдеуі:
CaO + H₂O → Ca(OH)₂ + Q
Жабдықтар: сынауық, CaO (сөндірілмеген әк), су, термометр.
Жүргізілуі: Әкке аздап су қосып, термометр арқылы температураның көтерілуін бақылаймыз.
Қорытынды: Температура жоғарылайды, демек реакция экзотермиялық.

Тәжірибе 2. Эндотермиялық реакция – аммоний нитратының суда еруі

Мақсаты: Эндотермиялық реакция кезінде энергияның сіңірілуін бақылау.
Реакция теңдеуі:
NH₄NO₃ (қат.) + H₂O → NH₄⁺ + NO₃⁻ – Q
Жабдықтар: стақан, су, аммоний нитраты, термометр.
Жүргізілуі: Тұзды суға қосып, еріту кезінде температураның төмендеуін өлшеу.
Қорытынды: Температура төмендейді, демек реакция эндотермиялық.

Қауіпсіздік ережелері

1. Реакция кезінде көзілдірік пен қолғап кию.
2. Қыздырылатын заттарды мұғалімнің бақылауымен орындау.
3. Белгісіз заттарды иіскеуге немесе дәмін көруге болмайды.
4. Реакциядан кейін барлық құралдарды жуып, жұмыс орнын тазалау.

Қорытынды

Экзотермиялық және эндотермиялық реакциялар табиғатта және өндірісте маңызды рөл атқарады. Олар арқылы энергияның айналымы жүреді. Зертханалық тәжірибелер бұл реакциялардың жылу бөлу немесе сіңіру қасиеттерін нақты дәлелдейді.

 Сабақтың тақырыбы: Сутек туралы жалпы мәлімет: алынуы, қасиеттері және пайдалану бағыттары 

Сутектің ашылу тарихы: Сутекті алғаш рет ғылыми түрде XVII ғасырда ағылшын ғалымы Генри Кавендиш (Henry Cavendish) 1766 жылы сипаттап жазған. Ол цинкті (мырышты) тұз қышқылымен әрекеттестіріп, бөлінген жеңіл газды зерттейді.

Кавендиш бұл газдың:

- ауада жанып су түзетінін,  

- жанғыш екенін,  

- ауадан жеңіл екенін анықтады.

Ол бұл газды «жанғыш ауа» (inflammable air) деп атаған.

Кейінірек, 1783 жылы француз ғалымы Антуан Лавуазье сутектің су түзетін негізгі элемент екенін дәлелдеп, оған «hydrogen» (сутек, грекше – су жасаушы) деген атау берді.Осылайша, сутек химияда алғаш зерттелген газдардың бірі болды.

Алынуы: Сутек зертханада және өнеркәсіпте алынады.

Зертханада:  

- Белсенді металл мен қышқылды әрекеттестіру арқылы:  

  Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂↑

Өнеркәсіпте:  

- Табиғи газдан (метаннан):  

  CH₄ + H₂O → CO + 3H₂  

- Су электролизі арқылы:  

  2H₂O → 2H₂ + O₂

 ФИЗИКАЛЫҚ ҚАСИЕТТЕРІ  

- Иіссіз, түссіз, дәмсіз газ  

- Ауадан жеңіл  

- Суда нашар ериді  

- Өте жанғыш (ауада жанады)

 ХИМИЯЛЫҚ ҚАСИЕТТЕРІ  

- Тотығу-тотықсыздану реакцияларына қатысады  

- Жануы:  

  2H₂ + O₂ → 2H₂O + Q (жарылыспен өтеді)  

- Кейбір металл оксидтерін тотықсыздандырады:  

  CuO + H₂ → Cu + H₂O

ҚОЛДАНЫЛУЫ  

- Аммиак синтезінде (NH₃ алу – азот тыңайтқыштары үшін)  

- Майларды қатайтуда (гидрогенизация)  

- Металл оксидтерін тотықсыздандыруда  

- Отын ретінде (сутек отыны — экологиялық таза энергия көзі)  

- Ғарыш саласында – ракета отыны ретінде

Сутек туралы бірнеше қызықты мәліметтер бар:

1. Ғаламдағы ең көп таралған элемент — сутек. Ол бүкіл Әлемдегі атомдардың шамамен 75%-ын құрайды.

2. Күн мен жұлдыздардың отыны — Күннің ішінде сутек гелийге айналу реакциясы жүреді (ядролық синтез), сол кезде орасан зор энергия бөлінеді.

3. Ең жеңіл элемент — сутектің атомдық массасы небәрі 1,008, сондықтан ол барлық элементтердің ішіндегі ең жеңілі.

4. Сутек — болашақтың отыны деп есептеледі. Оның жануы кезінде тек су түзіледі, сондықтан ол экологиялық таза энергия көзі болып саналады.

5. Сутек бомбасы — бұл ең қуатты ядролық қару түрі, ол сутектің термоядролық синтезі негізінде жұмыс істейді.

6. Сутек шарлары — бұрындары ауа шарларын толтыру үшін сутек қолданылған, бірақ ол өте жанғыш болғандықтан, кейін гелиймен алмастырылды (мысалы, әйгілі Гинденбург дирижаблі сутек жарылысынан жойылған).

7. Судың құрамында да бар — әрбір су молекуласында екі сутек атомы мен бір оттек атомы бар: H₂O.

8. Сутек — өте ұсақ — оның молекулалары соншалықты кішкентай, олар кейбір қатты материалдардан да өтіп кете алады.

Тапсырмаларды орында:

1-деңгей:

Тест тапсырмалары

1. Сутектің химиялық таңбасы:

а) Н ә) Не б) Cu в) Si

2. Күн жүйесі планеталарының қанша пайызын сутек атомы құрайды?

а) 25% ә) 32% б) 24% в) 92%

3. Сутекті ең алғаш алған ғалым?

а) Ломоносов ә) Менделеев б) Кавендиш в) Лавуазье

4. Сутек латынша қандай мағынаны береді:

а) түтінді газ ә) су тудырушы б) қопарғыш газ в) су тасушы

5. Сутекті өнеркәсіпте алу жолы:

а)Электр тоғы арқылы ә)белсенді металдан

б)ауаны ығыстыру арқылы в)айдау арқылы

6. Периодтық жүйеде нешінші топта орналасқан?

а) 1 қосымша топшада ә ) 1 негізгі топшада б) 2 негізгі топшады в) 3 қосымша топшада

2-деңгей:

• HCl, H2SO4 қосылыстардағы әр элементтің валенттілігін табыңдар.
• H2O құрамындағы сутектің массалық үлесін есептеңдер.
• H2 + O2 = ? реакция теңдеуін аяқтап, теңестіріңдер.

        3-деңгей:

1.   Зат мөлшері 2 моль сутек газының (Н2) массасын есептеңдер.
2. Массасы 5 г сутек хлормен әрекеттескенде түзілген хлорсутектің массасын есептеңдер.
3. Зат мөлшері 2 моль сутек газының (Н2) (қ.ж) көлемін есептеңдер.
4. Массасы 2 г сутек оттекпен әрекеттескенде түзілген судың массасын есептеңдер.
5. Судың 3,1∙10²³ молекуласына сәйкес оның зат мөлшерін табыңдар.
6. Массасы 3 г сутек натриймен әрекеттескенде түзілген натрий гидридінің массасын есептеңдер.
7. Көлемі 2 л сутектің (H2) (қ.ж) зат мөлшерін табыңдар.
8. Массасы 4 г сутек мыс (II) оксидімен әрекеттескенде түзілген мыстың массасын есептеңдер.

Сабақтың тақырыбы: №2 зертханалық жұмыс «Сутекті алу және оның қасиеттерін тану»

Сабақтың мақсаты:

1. Сутектің алыну әдісін зерттеу – зертханада белсенді металдар мен қышқыл арасындағы реакция арқылы сутекті алу жолын түсіну.  

2. Химиялық реакция теңдеуін құрып, реакция нәтижесін түсіндіру дағдысын қалыптастыру.  

3. Сын тұрғысынан ойлау мен бақылау жасау арқылы қорытынды шығару.

Зертханалық жұмыстың видеоролигін қарап, бақылауларыңызды кестеге толтырыңыздар:

https://youtu.be/nyvfLOZSogk?si=rHfG1JjSB6pgjgoK 

Зертханалық жұмысқа арналған сыни тұрғыдан ойлауды дамытуға бағытталған тапсырмалар:

1. Болжау сұрағы:

Сұрақ:  

Егер мырышты тұз қышқылына салсаңыз, қандай өзгерістер болады деп ойлайсыз? Қандай газ бөлінуі мүмкін және оның қасиеті қандай болуы мүмкін?

2. Салыстыру тапсырмасы:

Тапсырма:  

Сутектің қасиеттерін оттекпен салыстыр. Ұқсастығы мен айырмашылығын Венн диаграммасымен көрсет.

3. «Егер де...» ойыны:

Сұрақ:  

Егер сутек ауадан ауыр болса, оны қалай жинау керек болар еді? Тәжірибені өзгерту қажет пе?

4. Дәлелде тапсырмасы:

Сұрақ:  

Неліктен сутек болашақтың отыны деп аталады? Өз жауабыңды 2–3 дәлелмен негізде.

5. Қорытынды жасау:

Сұрақ:  

Бүгінгі зертханалық жұмыстан қандай қорытынды шығаруға болады? Сутек туралы не білдің және ол не үшін маңызды?

Сабақтың тақырыбы: Оттек элементінің сипаттамасы және практикалық маңызы

Оттек туралы жалпы мәлімет

Жай заттың сыртқы бейнесі

түссіз сұйық және қатты: бозғылт көк

Сұйық оттегі

Оттек (O₂) — түссіз, иіссіз, дәмсіз газ. Ол Жер бетінде ең көп таралған элементтердің бірі. Ауаның шамамен 21%-ын, ал судың және тірі организмдердің құрамының негізгі бөлігін құрайды. Оттек — барлық тіршілік үшін қажет элемент.

Оттектің алынуы

1. Табиғи жолмен:

Оттек табиғатта фотосинтез процесі кезінде бөлінеді:

6𝐶𝑂2+6𝐻2𝑂→𝐶6𝐻12𝑂6+6𝑂2

​

2. Зертханада:

а) Калий перманганатын қыздыру арқылы:

2𝐾𝑀𝑛𝑂4→𝐾2𝑀𝑛𝑂4+𝑀𝑛𝑂2+𝑂2↑2KMnO4→K2MnO4+MnO2+O2↑

б) Сутек асқын тотығын марганец (IV) оксидінің қатысында ыдырату арқылы:

2𝐻2𝑂2→2𝐻2𝑂+𝑂2↑2H2O2→2H2O+O2↑

3. Өнеркәсіпте:

Оттек ауаны сұйылтып, фракциялық айдау арқылы немесе суды электролиздеу арқылы алынады.

Оттегін сынап (II) оксидін (HgO) айырып ағылшын ғалымы Д. Пристли алған (1774).

Газдарды зертханада жинайтын құрал газометр деп аталады. Ол қалың қабырғалы шыныдан жасалған, екі бөлімнен тұратын ыдыс, оның сол жағында табанына жақын жерде (1) және оң жақ иығында (2) тығындалатын екі тесігі бар. Ал үстіңгі бөлігі (тубус) ұзын түтікті құйғы сияқты болып жасалған, ол астыңғы бөлігіне кигізілген. Оған газ жинау үшін тубустың шүмегін (А) ашып сумен толтырамыз. Одан кейін тубустың шүмегін жауып, астыңғы тығынға кигізілген шүмекті ашамыз да, осы жерден оттегін жібереміз, ол суды ығыстырып шығарады. Газды жинап болғаннан кейін астыңғы шүмекті жабамыз. Тәжірибеге оттегі керек болғанда тубустың шүмегін ашамыз, одан аққан су оттегін ығыстырады, ол жоғары оң жақ, иықтағы шүмектен (Б) шығады, оны бір ыдысқа жинап алу керек (9-сурет).

Оттектің физикалық қасиеттері

• Түссіз, иіссіз және дәмсіз газ;
• Ауадан сәл ауыр;
• Суда аз ериді;
• Қайнау температурасы –183 °C, балқу температурасы –218 °C.

Оттектің химиялық қасиеттері

Оттек — белсенді элемент, ол көптеген заттармен әрекеттеседі.

Жануды қолдайды, бірақ өзі жанбайды.

Жай заттармен әрекеттесуі

Бейметалдармен әрекеттесуін көру үшін оттегі толтырылған сынауыққа көмірдің түйірін салсақ, ол жарқырап жана бастайды (10-сурет):

С + O2 = СO2

Түзілген көмір қышқыл газын әк суына жіберсек оның лайланатыны сендерге белгілі. Бұдан басқа күкірт, фосфор, т.б. бейметалдар да оттегінде жанады (11-сурет):

S + O2 = SO2

4Р + 5O2 = 2Р2O5

Кейбір металдар да оттегінде жанып оксидтер түзеді. Мысалы, оттегімен толтырылған сынауыққа магний ұнтақтарын сепсек, оның жарқырап жанғанын көруге болады.

2Mg + O2 = 2МgО

Болат сымның ұшына кішкентай көмір түйірін шаншып алып, оны тұтатып оттегімен толтырылған ыдысқа салсақ жанған көмірден бөлінген жылудың әсерінен темір жана бастайды (12-сурет).

ЗFе + 2O2 = Fе3O4 (FеO•Fе2O3)

Күрделі заттармен әрекеттесуі

Кейбір күрделі заттар да оттегінде жанып оксидтер береді, мысалы, тамақ пісіргенде ас үйдегі газ пешінде қолданылатын пропанның (С3Н8) жануы:

С3Н8+ 5O2 = ЗСO2+ 4Н2O

Автогендік әдіспен металдарды кесу мен жалғауда мына реакция жүреді:

2С2Н2 + 5O2 = 4СO2+ 2Н2O

Металлургия өндірісінде өртеу пештерінде күрделі заттардың тотығу реакциялары жүреді:

2ZnS+3O2 = 2ZnO + 2SO2

Cu2S + 2O2 = 2CuO + SO2

Сонымен, оттегі жай және күрделі заттармен әрекеттескенде жану реакциялары жүріп, нәтижесінде әр түрлі оксидтер түзіледі.

Оттегінің табиғаттағы айналымы және қолданылуы

Табиғатта оттегі негізінен фотосинтез нәтижесінде түзіледі, ол жапырақтарда және теңіз балдырларында жүретін үдеріс.

6СO2 + 6Н2O → С6Н12O6 + 6O2↑

Осы оттегімен адамдар мен жануарлар тыныс алады, одан басқа жер қыртысындағы минералдар түзіледі. Табиғатта оттегінің қатысуымен тоттану, шіру, aшy сияқты бүліну үдерістері де жүріп жатады. Оттегінін, атмосферадағы қоры 1,5•1015 т, оның 1•1010 тоннасы жану үшін жұмсалады. Тыныс алу жеке ағзаның өмірі үшін, ал шіру - эволюция (даму) үшін маңызды үдерістер.

Оттегінің қолданылуы оның қасиеттеріне негізделген, ол мына 4, 5-сызбанұсқаларда көрсетілген.

Оттегінің аллотропиялық түр өзгерістері. Озон

Оттегі табиғатта екі түрлі жай зат күйінде кездеседі, оның бірі O2, екіншісі O3, ол озон деп аталады. Енді озонмен жете таныссақ, озон найзағай ойнағанда ауада пайда болады. Сонда электр зарядының әсерінен мына реакция жүреді:

3O2 → 2O3

Бір элементтің бірнеше жай зат күйінде болу құбылысы аллотропия деп аталады.

Озонның формуласы О3, салыстырмалы молекулалық массасы 48, оттегінен 1,5 есе ауыр (48 : 32 = 1,5), суда аз еритін, -112°С-да қайнайтын, -193°С-да балқитын газ күйінде қою-көк түсті, ал қатты күйінде көктен қара-күлгін түске дейін боялады.

Озонның химиялық қасиеттері

Озон оттегіне қарағанда химиялық белсенді зат. Ол тіпті алтын, күміс, платина сияқты асыл металдарды да тотықтыра алады (7-кесте).

6Ag + O3 = 3Ag2O

Нөсер жаңбырдан кейін орманға барсақ, онда ауа тазарып дем алу жеңілдейді, себебі ауада пайда болған озон айырылып, ауаны тазартады. Озонның атмосферадағы мөлшері өте аз - 0,004%.

О3 → O2 + "О"

Озоннан молекулалық және атом күйіндегі оттек бөлінеді, соңғысы күштірек тотықтырғыш, ауадағы бактерияларды жояды. Озон осы қасиетіне қарай ауыз суды, құдыктарды, өндірістік сарқын суларды тазарту үшін (залалсыздандыру) және ағартқыш зат ретінде қолданылады. Атмосфераның жоғары қабатында, жерден 25 км биіктікте (стратосферада) күн сәулесінің әсерінен жерді қорғап тұратын өте жұқа озон қабаты әр түрлі кері әсерлердің салдарынан «тесіліп», сол жерлерден күннің ультракүлгін сәулелері жер бетіне жетіп, ондағы әр түрлі табиғи апаттарға әкеліп соғады. Олар: жер бетінің температурасының біртіндеп артуы, мәңгілік мұздақтар мен мұхиттардағы мұзтауларының еруі, терінің қауіпті ісігі көбейеді. Озонды зертханада озонатор деп аталатын құралда алуға болады.

Оттегі мен озонның салыстырмалы сипаттамалары

Оттек туралы қызықты мәліметтер

1. Оттек – ең көп таралған элементтердің бірі. Жер қыртысының шамамен 47%-ын, ал адам ағзасының 65%-ын оттек құрайды.
2. Атмосферада оттектің үлесі шамамен 21%. Егер ол 25%-ға жетсе, барлық заттар өте тез жана бастар еді, ал 15%-дан азайса — тіршілік тоқтар еді.
3. Оттекті 1774 жылы ағылшын ғалымы Джозеф Пристли және швед ғалымы Карл Шееле бір-бірінен тәуелсіз ашқан. Кейін Антуан Лавуазье оны зерттеп, «оттек» (грекше oxy-genes – «қышқыл тудырушы») деп атаған.
4. Сұйық оттек көгілдір түсті және парамагниттік қасиетке ие — яғни магнитке тартылады!
5. Оттек иіссіз, түссіз, дәмсіз газ, бірақ сұйық күйінде өте әдемі көгілдір түске боялады.
6. Оттек болмаса – от та, тыныс алу да, өмір де болмас еді. Тірі ағзалардағы энергия түзілу процесі – оттектің көмегімен жүреді.
7. Жану процесінде оттек негізгі рөл атқарады. Көптеген реакциялар (мысалы, көмір, сутек, магнийдің жануы) дәл осы оттектің арқасында жүреді.
8. Су – оттектің қосылысы. H₂O формуласындағы әрбір су молекуласында екі сутек пен бір оттек атомы бар. 
9. Көгалдар мен ормандар – “жердің өкпесі” деп аталады, себебі олар фотосинтез арқылы оттек бөледі.
10. Оттектің артық мөлшері де қауіпті. Таза оттекті ұзақ уақыт бойы дем алу — өкпеге зақым келтіреді, сондықтан медициналық мақсатта тек белгілі мөлшерде ғана қолданылады.
11. Кеңістіктегі оттек бос күйінде кездеспейді — тек судың және мұздың құрамында бар.
12. Сұйық оттек зымыран отыны ретінде қолданылады. Мысалы, ғарыш кемелерінің көпшілігінде сұйық оттек пен сутек қоспасы негізгі отын көзі.
13. Оттек планетамыздың жасы шамамен 2,4 миллиард жыл болғанда пайда болды — ол кезде алғашқы балдырлар фотосинтез арқылы атмосфераға оттек бөле бастады.
14. Оттек – екі атомнан тұратын молекула (O₂), бірақ табиғатта сирек кездесетін үш атомды түрі (O₃ – озон) да бар. Озон қабаты Күннің зиянды ультракүлгін сәулелерінен қорғайды.
15. Оттексіз тіршілік етуге бейімделген ағзалар бар. Оларды анаэробтар деп атайды — мысалы, кейбір бактериялар оттексіз ортада өмір сүреді.

Тапсырмаларды орында:

1-деңгей. Тест тапсырмалары

1. Оттектің химиялық таңбасы:

A) O₂  B) H₂  C) N₂  D) CO₂

Жауабы: A

2. Оттектің салыстырмалы атомдық массасы:

A) 1  B) 14  C) 16  D) 32

Жауабы: C

3. Табиғатта оттек қай формада кездеседі?

A) Тек газ күйінде  B) Газ және сұйық күйде  C) Газ, сұйық және қатты күйде  D) Тек қатты күйде

Жауабы: C

4. Өнеркәсіпте оттек көбінесе қалай алынады?

A) Судың электролизі арқылы  B) Азотты қыздыру арқылы  C) Көміртекті жағу арқылы  D) Күкіртті тотықтыру арқылы

Жауабы: A

5. Лабораторияда оттекті алу үшін қандай зат қолданылады?

A) NaCl  B) KClO₃  C) Na₂CO₃  D) HCl

Жауабы: B

6. Оттектің химиялық қасиетіне жатады:

A) Тотықсыздандырғыш  B) Тотықтырғыш  C) Бейтарап  D) Қышқыл

Жауабы: B

7. Оттек қандай реакцияларға қатысады?

A) Қосылу  B) Айырылу  C) Тотығу  D) Барлығы

Жауабы: D

8. Оттек тірі ағзалар үшін неге қажет?

A) Қорек болу үшін  B) Тыныс алу үшін  C) Суды түзету үшін  D) Отын ретінде

Жауабы: B

9. Оттекті атмосфераға шығаратын негізгі ағза:

A) Адам  B) Өсімдік  C) Жануар  D) Бактерия

Жауабы: B

10. Оттекпен әрекеттесіп, су түзілетін зат:

A) Көмір  B) Темір  C) Сутек  D) Азот

Жауабы: C

2-деңгей. Реакция теңдеулерін теңестір

1. ___H₂ + ___O₂ → ___H₂O

Жауабы: 2H₂ + O₂ → 2H₂O

2. ___C + ___O₂ → ___CO₂

Жауабы: C + O₂ → CO₂

3. ___S + ___O₂ → ___SO₂

Жауабы: S + O₂ → SO₂

4. ___Mg + ___O₂ → ___MgO

Жауабы: 2Mg + O₂ → 2MgO

5. ___Fe + ___O₂ → ___Fe₂O₃

Жауабы: 4Fe + 3O₂ → 2Fe₂O₃

3-деңгей. Есептер (шешуі және жауабы)

1. 32 г оттекте неше моль зат бар?

Шешуі: n = m/M = 32/32 = 1 моль

Жауабы: 1 моль

2. 5 моль оттектің массасын табыңдар.

Шешуі: m = n·M = 5·32 = 160 г

Жауабы: 160 г

3. 11,2 л (қ.ж.) оттектің массасы қандай?

Шешуі: m = (M·V)/22,4 = (32·11,2)/22,4 = 16 г

Жауабы: 16 г

4. 64 г оттекте неше молекула бар?

Шешуі: n = 64/32 = 2 моль; N = n·NA = 2·6,02·10²³ = 1,2·10²⁴ молекула

Жауабы: 1,2·10²⁴ молекула

5. 2 моль сутек толық жанғанда қанша грамм су түзіледі?

Шешуі: 2H₂ + O₂ → 2H₂O; 2 моль H₂ → 2 моль H₂O → 2·18 = 36 г

Жауабы: 36 г

Сабақтың тақырыбы: №5 зертханалық  тәжірибе. «Оттекті алу және оның қасиеттерін тану» 

Сабақтың мақсаты:

1. Оттектің алыну әдісін зерттеу – зертханада амфотерлі оксид (MnO₂) пен әлсіз қышқыл (H₂O₂)  арасындағы  реакция арқылы оттекті алу жолын түсіндіру.
2. Химиялық реакция теңдеуін құрып, реакция нәтижесін түсіндіру дағдысын қалыптастыру.
3. Сын тұрғысынан ойлау мен бақылау жасау арқылы қорытынды шығару. 

 Тәжірибенің мәні:

Реакция теңдеуі: 2H₂O₂ → 2H₂O + O₂ ↑ (катализатор – MnO₂)

Марганец(IV) оксиді катализатор ретінде әрекет етеді. Ол реакцияны тездетеді, бірақ өзі өзгеріске ұшырамайды. Реакция нәтижесінде оттек газы бөлінеді.

Зертханалық жұмыстың видеоролигін қарап, бақылауларыңызды кестеге толтырыңыз: 

Зертханалық жұмысқа арналған сыни тұрғыдан ойлауды дамытуға бағытталған тапсырмалар: 

1. Болжау сұрағы:

Сұрақ: Егер сутек пероксиді ерітіндісіне марганец(IV) оксидін қоссақ, не байқалады деп ойлайсың?

2. Салыстыру тапсырмасы:

Сұрақ: Оттектің алыну әдісін басқа газдарды (мысалы, сутек немесе көмірқышқыл газы) алумен салыстыр. Ұқсастық пен айырмашылық неде?

3. «Егер де...» ойыны:

Сұрақ: Егер реакция кезінде MnO₂ орнына басқа металл оксидін (мысалы, Fe₂O₃) қолдансақ, оттек бөліну жылдамдығы қандай болар еді?

4. Дәлелде тапсырмасы:

Сұрақ: «MnO₂ реакцияға қатысады, бірақ өзі өзгермейді» деген пікірді тәжірибе арқылы дәлелде.

5. Қорытынды жасау:

Сұрақ: Тәжірибе нәтижесінде оттектің қандай қасиеттерін байқадың және оны қай салаларда қолдануға болатынын ата.

Кроссворд Оттек

• Адам мен жануарлар тыныс алу үшін қажет газ,Оттек
• Оттектің химиялық символы, O
• Оттектің салыстырмалы атомдық массасы,16
• Оттекті алу үшін жиі қолданылатын зат (катализатор),Марганец диоксиді
• Оттектің суда ерігіштігі — көп пе, аз ба,Аз
• Оттек қандай түсті газ,Түссіз
• Оттектің физикалық күйі (бөлме температурасында, Газ
• Оттек қандай элементтермен реакцияға түседі,Барлық дерлік
• Оттек пен сутектің әрекеттесуінен түзілетін зат, Су
• Оттекті алғаш ашқан ғалым, Пристли
• Оттек элементінің топ нөмірі (периодтық жүйеде),алты
• Оттек элементінің период нөмірі,екі
• Оттектің тотығу дәрежесі жай зат күйінде, нөл
• Оттек түзетін химиялық реакция түрі, Тотығу
• Оттекпен жану кезінде бөлінетін энергия түрі,Жылу
• Оттек пен көміртектің әрекеттесу өнімі,Көмірқышқыл газы
• Өсімдіктер күн сәулесінің әсерінен оттек бөліп шығаратын процесс,Фотосинтез