химия 15,16,18,19,20

15.1Бейметалдардың жалпы сипаттамасы

Бейметалдар — металл еместер қатарына: сутек, бор, көміртек, кремний, фосфор, мышьяк, оттек, күкірт, селен, теллур, галогендер, асыл газдар жататын химиялық элементтер тобы; оларды металдардан бөліп топтауға қолданылатын атау.Табиғаттағы белгілі бейметалдар саны металдарға қарағанда аса көп емес. Белгілі 110 элементтің 22-сі бейметалдарға жатады. Бейметалдар топырақ массасының 84%-ін, өсімдік массасының 98,5%-ін және адам денесі массасының 97,5%-ін құрайды. Көміртек, сутек, азот, фосфор және күкірт органагенді элементтер болып табылады, өйткені олар нәруыз, май, көмірсулар және нуклеин қышқылдары молекулаларының құрамына кіреді. Біз демалатын ауа бейметалдардан түзілетін жай заттардың қоспасы болып табылады.

Бейметалдардың тотықтырғыштық қасиеттері олардың периодтық жүйедегі орнымен анықталады. Периодта тотықтырғыштық қасиеттер солдан оңға қарай, ал топшаларда-жоғарыдан төмен қарай артады. Бұл периодта солдан оңға қарай электртерістіктің және электронтартқыштың артуына, ал негізгі топшаларда жоғарыдан төмен қарай бұл сипаттамалардың кемуіне байланысты.

Элементтер-бейметалдар қалыпты жағдайда әртүрлі агрегаттық күйде болатын жай заттарды түзеді. He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn, H2, O2, N2-газдар, Br2-сұйық, ал қалғандары қатты заттар. Бейметалдар атомдары онша тығыз емес құрылым түзеді,онда атомдар арасында ковалентті байланыстар болады. Бейметалдардың кристалдық торында бос электрондар жоқ . Осыған байланысты бейметалдардың қатты заттары металдарға қарағанда жылуды және электр тоғын нашар өткізеді және оларға пластикалық қасиеттер тән емес.

Сутекпен және электртерістігі төмен бейметалдармен әрекеттескенде барлық бейметалдар тотықтырғыш қасиеттер көрсетеді. Сонымен қатар барлық бейметалдар (фтордан басқа) тотықсыздандырғыш қасиеттер де көресте алады. Бейметалдар оксидтері 2 топқа бөлінеді: тұз түзетін және тұз түзбейтін. Тұз түзбейтін оксидтерге N2O, NO, CO жатады. Бейметалдардың түзүші оксидтері қышқылдық оксидтер типіне жатады. SiO2-ден басқа барлық қышқылдық оксидтер суда ериді, нәтижесінде қышқылдар түзіледі.

Бейметалдардың сутектік қосылыстарының суда ерігіштігі әртүрлі. Метан және силансуда нашар ериді. Аммиак және фосфин суда ерігенде әлсіз негіздер түзіледі.

Табиғаттағы белгілі бейметалдар саны металдарға қарағанда аса көп емес.Периодтық жүйедегі бейметалдардың орнын анықтау үшін бор элементінен астатқа дейін көлденен сызық жүргізсе, кестенің жоғарғы оң жақ бұрышын ала негізгі топшаларда бейметалдардың орналасқаны байқалады.

Периодта бейметалл элемент атомының ядро заряды біртіндеп өседі де, атом мөлшері кішірейеді. Сондықтан электрон қосып алуға бейімділігі жоғары және тотықтырғыштық қасиеті басым болады. Ал бейметалл орналасқан негізгі топшаларда (IV-VII) атомның радиусы неғұрлым кіші болса, ол ең сыртқы электрондарды күшті тартады. Демек, тотықтырғыштық қасиеті басым болады. Мысалы, фтор мен хлор атомын салыстырсақ, ең күшті тотықтырғыш-фтор. Бейметалдардың тотықтырғыш қабілеті электртерістіктің сан мәніне байланысты. Тотықтырғыш қасиеттердің өзгеруіндегі осы заңдылық сол бейметалдар түзетін жай заттарға да тән.

Мысалы, фтор мен хлор атомдарының ең сыртқы қабатында бір-бірден жұптаспаған электрондар бар:

+9F) 2e ) 7e 1s22s22p5; +17Cl )2e )8e )7e 1s22s22p63s23s23p5

Олар ортақ электрон жұбы арқылы ковалентті полюссіз байланыс түзуге қбілетті. Бос күйдегі фтор, хлор, бром, йодқа тән ортақ қасиет: екі атомды жай заттарының – F2, Cl2, Br2, I2 және одан басқа H2, O2, N2 газдарының кристалдық торлары-молекулалық .

VI топтың негізгітопшасында оттек, күкірт, селен, теллур, полоний бар. Оттек электр терістігі жағынан фторға ғана орын береді. Оған -2 тотығу дәрежесі тән.

Азот топшасындағы бейметалдардың сыртқы қабатында 5 электрон бар. Электр терістігі жағынан фтормен оттектен кейін тұрған азоттың тотығу дәрежесі -3, күшті тотықтырғыш қасиет көрсетеді.

IV негізгі топшада тұрған көміртек пен кремний, III негізгі топшадағы бордың құрылыстары ұқсас және оларға кейбірортақ қасиеттер тән. Көміртек, кремнийдің кристалдық торы-атомдық.

Жай заттардың химиялық қасиетін периодқа орналасуы бойынша оңнан солға қарай салыстырсақ бейметалдардың тотықтырғыштық қасиеті кемитінің байқауға болады. Мысалы, III период элементтерінің қасиеттері қалай өзгеретінің қарастырайық: Аргон-салғырт газ, химиялық реакцияға түспейді. Хлор-негізінен, тотықтырғыш қасиет көрсетеді. Күкіртте-тотықтырғыш және тотықсыздандырғыш қасиет бар. Фосфордың-күкіртке қарағанда тотықтырғыштық қасиеті әлсіз. Кремний, негізінен, тотықсыздандырғыш қасиетке ие.

Демек, тотықтырғыш (бейметалда) қасиет азая келе тотықсыздандырғыш (металдарда) қасиет күшейеді. Бейметалл атомдарының сыртқы деңгеінде электрон саны 3-тен көп, негізіне, 4-8 электрон болады. Олар электрон қосып алуға бейім және тотықтырғыштық қасиет көрсетеді.

Бейметалл элементтердің көбісі сутекті ұшқыш қосылыстарында теріс тотығу дәрежесін көрсетеді.

Бейметалдар химиялық белсенді болғандықтан, табиғатта көбінесе қосылыс түрінде кездеседі. Осыған сәйкес оларды алу жолдары да алуан түрлі. Мысалы, фторидтер немесе хлоридтердің балқымасын электролиздеп бос күйіндегі фторды және хлорды алады.

Бромды бромидтерден белсенді галогендермен орынбасу реакциясы арқылы алады. Йодты теңіз балдырларынан алады. Кейбір бейметалдар бос күйінде және қосылыс құрамында кездеседі. Азот пен оттек бос күйінде ауаның құрамында болады және ауаны сұйылту арқылы алады. Көміртек жай заттардың құрамында кездеседі.негізгі топшада орналасқан бейметалл элементтердің реттік нөмірі өскен сайын:

а) ядро зарядының саны артады

ә) атомның радиусы артады

б)элементтердің электртерістігі кемиді, сондықтан тотықтырғыштық (е қосып алу) қабілеті азайып, тотықсыздандырғыш (е беру) қабілеті артады.

15.2. Қаныққан бір атомды спирттер

Молекулаларында көмірсутек радикалымен байланысқан бір гидроксил тобы бар заттарды спирттер д.а.Гомолог қатардың алғашқы 2 өкілі изомер түзбейді.Ал қалғандары осы берілген класс ішінде тізбек және —ОН тобының орналасуына байланысты құрылым изомерлерін түзеді.

OH — метанол,метил спирті

ОН — этанол,этил спирті

ОН — пропанол,пропил спирті

ОН — бутанол,бутил спирті

ОН —пентанол, пентил (амил) спирті

Физикалық қасиеттері 1 атомды қаныққан спирттердің өзіне тән иістері бар сұйық заттар. Сұйық болу себебі, молекулааралық сутектік байланыс түзілетіндіктен. Сутектік байланыс салдарынан,молекулалар бір-бірінен босап шығуы үшін қосымша энергеия жұмсауға тура келеді. Бұл ерекшелік спирттің қайнау температураларының өздеріне сәйкес көмірсутектерге қарағанда жоғары болу себебін түсіндіреді.Спирттер суда ерігенде де сутектік байланыс түзіледі, бірақ малекула құрамындағы радикалдың мәні үлкейген сайын ерігіштігі кемиді.Өйткені көмірсутек радикалдарының полярлығы аз.

Химиялық қасиеттері

1.Спирттердің сілтілік және сілтілік жер металдарымен әрекеттесуі: 2 Na +OH = 2ONa +

Спирт молекуласындағы радикалдардың әсерінен сілтілік металдың орынбасу реакциясы сумен әрекеттесуіне қарағанда баяу жүреді.

2.Жануы немесе толық тотығуы.1 атомды спирттер жақсы жанады: ОН+ 3 —-> 2С+3О

3.Спирттік толық емес тотығуы.Қүшті тотықтырғыштардың әсерінен қышқыл ортада тотығады.Спирттің табиғаты мен реакцияның жүру жағдайына байланысты әр түрлі өнімдер түзіледі.Оның біріншілік және екіншішік спирттердің тотығуы бар.

4.Спирттердің дигидрленуі. Спирттердің буын жоғары темп.да металл өшірткіден өткізгенде , біріншілік спирттер альдегидке, екіншілік спирттер кетонға айналады.

5.Галосутектермен әрекеттеседі.Реакйия ионды механизммен жүреді.

Қолданылуы. Спирттер — хим.өнеркәсіпте сан алуан синтездік заттар өндіу үшін және еріткіш ретінде қалданылады.

Спирттердің жеке өкілдері және олардың жеке организмге тигізетін зиянды әсері.

Метанол( метил спирті)-түссізөзіне тән иісі бар 64,7 °С-та қайнайтын сұйық зат.Оның тарихи атауы – ағаш спирті ,олай аталу себебі кезінде қатты ағаш түрлерінен айдау арқылы алынған. Этанолды көксағыз,тамақ өнеркәсібі, бояуларды жасағанда, медицинада, отын, пластмассалар, парфюмерияда қолдынылады. Метанол –өте улы зат. Адам организмінде формальдегид пен құмырсқа қышқылына айналып, көздің торлы қабығын зақымдайды, яғни көз мүлдем көрмей қалады. Ал 50 мл қабылдаған адам өліп кеуі мүмкін. Этанол( этил спирті) -түссіз өзіне тән иісі бар, 78,3°C-та қайнайтын сұйықтық.Жанғыш зат.Сумен шексіз араласады. Таза медициналық спирт – тағамдық шикі заттан алынатын, 96% этанол және 4% судан тұатын өнім.

Спиртті техникалық мақсатта қолдану үшін оған бояғыш ,улы, дәмі нашар заттар қосады. Осындай қоспасы бар спиртті денатурат д.а.

16.1. Көміртек атомының құрлысы, алынуы, қасиеті. Көміртек адамзатқа көмір, күйе түрінде ерте заманнан белгілі. 1780 жылы А.Лавуазье көміртектің табиғатын зерттеді. Оған латынша «карбонеум» көмір деген атау 1827 жылы берілді.

Бұл жер қыртысының 0,8 %-ын және атмосфераның 0,03 %-ын құрайды.Көміртегінің жалғыз элемент күйі де,басқа затпен қосылған күйі де пайдалы болып табылады. Гауһар, графит және көмір көміртегінің элементті түрлеріне жатады.Көміртегі литосферада минерал карбонаттары ретінде де кездеседі

Периодтық жүйедегі орны

Көміртек II период, IV топтың негізгі топшасының элементі, реттік нөмірі 6. Оның ядросында 6 протон мен 6 нейтроны бар, электрондары да алтау. Олар екі қабатқа былай бөлініп орналасады: 1s22s22р2 (көміртектің электрондық формуласы) Органикалық химия көміртектің қосылыстарын зерттейтін болғандықтан, бұл элементті толығырақ қарастырайық. Көміртек химиялық элементтердің периодтық жүйесінің 6-элементі. Aтом ядросында 6 протоны, 6 нейтроны және энергетикалық деңгейлерінде 6 электроны бар. Олар екі энергетикалық деңгейге бөлініп орналасқан: 2е, Көміртек химиялық элементтердің периодтық жүйесінің екінші периодында орналасқан. Егер периодтағы көрші тұрған элементтерді салыстырсақ, олардың бәрінің бірінші деңгейлері бірдей, екі электроны бар (1s2), ал сыртқы деңгейлеріндегі электрон сандары ядро зарядының артуына байланысты әр түрлі.

Гибридтенуі[өңдеу]

Гибридтенуге көміртек атомының төрт орбиталі (бір s және үш р) қатысады. Көміртек атомы үш түрлі болып: sp3(эс пе үш),sp2(эс пе екі),sp(эс пе) гибридтенеді.

sp3 гибридтену. Химиялық байланыс түзілгенде, көміртек атомының барлық электрон бұлттары (бір s пен үш р) араласып, бірігіп пішіндері бірдей, симметриялы емес көлемдік сегіз тәрізді төрт sp3 — орбитальдар түзеді. sp3 гибридтенген орбитальдардың электрон бұлттары осьтерінің арасындағы бұрыш 109° 28′ болып, бір- бірінен мүмкіндігінше алшақтап, кеңістікте тетраэдрдің төбесіне бағытталып орналасады.

sp2 — гибридтену. Бұл жағдайда гибридтенуге бір s- және екі р- орбитальдар (барлығы үш орбиталь) қатысады. Көміртек атомының бір р-орбиталі гибридтенуге қатыспайды. Гибридтену нәтижесінде үш sp2-гибридтенген орбитальдар түзіледі. Бұл орбитальдардың басқа көрші атомдармен жазықтықта түзетін үш байланысының арасындағы бұрыш 120° шамасында болады.

sp — гибридтену. Егер гибридтенуге бір s-және бір р- орбиталь қатысса, онда екі sp-гибридтенген орбитальдар түзіледі де, екір-орбитальдар гибридтенбей, таза күйінде калады. sp-гибридтенген бұлттар түзетін химиялық байланыстар түзу сызық бойымен бағытталып, арасындағы бұрыш 180° болады.

Көміртек атомының қасиеттері, гибридтенген орбитальдардың бағытталуы, яғни молекуланың кеңістік пішіні гибридтену типіне байланысты.

Әр түрлі гибридтенген күйде (sp3, sp2, sp) болу қабілеті көміртек атомының дара, қос, үш байланыс түзуіне мүмкіндік береді.

Табиғатта таралуы

Көміртек бос күйінде алмаз, графит, карбин деп аталатын аллотропиялық күйлерінде кездеседі. Табиғи қосылыстары карбонаттар (СаСО3 • MgCО3 — доломит, СаСО3 — мәрмәр, MgCО3 — магнезит). Байланысқан күйде көмірде, мұнайда, табиғи газдарда кездеседі. Бос күйінде көміртек улы емес, ал оның қосылыстары CO — иіс газы, ССl4 — төрт хлорлы көміртек, CS3 — күкіртті көміртек улы заттар.

Аллотропиялық түрезгерістері кристалдық торларының әр түрлілігімен сипатталады.

Аллотропия

Аллотропия дегеніміз– химиялық қасиеттері бірдей, алайда физикалық қасиеттері әр түрлі, түрі де әрқилы элементтің қасиеті. Көміртегінде аллотропия қасиеті бар. Көміртегінің әр түрлі түрлері көміртегі аллотроптары деп аталады.Олар не кристалдар, не аморфтар болуы мүмкін. Гауһар мен графит кристалл аллотроптарға жатса, көмір, кокс, ағаш көмір, қара күйе, көміртегі газы және мұнай коксы аморфты аллотроптарға жатады.

Көміртегі қосылыстар[өңдеу]

Көміртегі қосылыстар–көміртегіден жасалған химиялық қосылыстар. Кейбір көміртегі қосылыстары тірі ағзалар әсерімен табиғи түрде пайда болса, кейбіреулері жасанды түрде жасалады.Көптеген көміртегі қосылыстарында көміртегі атомдары бір–біріне сақиналар немесе шынжырлар арқылы байланысады.

Көміртегі қосылыстарының пайдалануы

Көміртегі қосылыстары күнделікті өмірде әр түрлі кәделерге жарайды. Крахмал, қант, мацлар, витаминдер және протеиндер секілді түрлі тамақ өнідері көміртегі қосылыстарынан тұрады. Қағаз, сабын, косметика, май, сырлар және мақта мата, жүн мата, жібек ,зығыр, вискоза және нейлон секілді тоқыма өндіріс заттарының құрамында да көміртегі қосылыстары кездеседі. Көміртегі қосылыстары ағаш, көмір, алкоголь және жанармай секілді жағармайлардың да құрамында болады.Көміртегі қосылыстарын пайдаланатын басқа заттарға дәрілер мен заласыздандыру құралдары, бояулар, әтір сулар, улы заттар, жарылғыш заттар мен газдар жатады.

Физикалық қасиеттері

Алмаз ең катты зат, графит май тәрізді жылтыр сұр түсті жұмсақ зат. Графит 2000°С-да, төменгі қысымда карбинге айналады. Жаңадан алынған фуллерен деген түрі де бар, ол футбол добы сияқты құрылысты болады. Көміртектің бұл түр өзгерістеріне аморфты көміртекті қосуға болады. Оны ағаш көмірін, тас көмірді ауа қатысынсыз құрғақ айдау арқылы алады. Сонда алынған көмірде өз бетіне газдарды, сұйықтарды сіңіретін қасиет (адсорбция) пайда болады.

Алынуы

Көміртек ағашты ауасыз ыдырату арқылы, органикалық заттардың көмірленуі нәтижесінде түзіледі.

Химиялық қасиеттері

Көміртек көптеген жай заттармен оңай әрекеттеседі.

1) Жану реакциясы:

a) 2С + О2 = 2СО

ә) С + О2 = CO2

2) Хлормен әрекеттескенде көміртек тек жарық сәулесінің әсерінен төрт хлорлы көміртек түзіледі:

С + 2Cl2= CCl4 (бағалы еріткіш) өрт сөндіруде қолданылады.

3) Металдармен әрекеттесіл карбидтер түзеді:

2С + Са = СаС2 (бұдан ацетилен алынады)

4) Күкіртпен күкіртті көміртек түзеді:

С + 2S = CS2 (еріткіш)

5) Сутекпен әрекеттескенде метан түзіледі:

С + 2Н2→СН4 (отын — ол табиғи газдың негізгі құрам белігі)

Көміртектің күрделі заттармен әрекеттесуі: 1) Сумен әрекеттескенде газдар коспасы (су газы) бөлінеді:

С + Н2О = CO + Н2 (су газы — бағалы отын)

Алынған газдардың екеуі жанғыш болғандықтан жылу көбірек белінеді. Сондықтан көмірді жаққанда сулау қажет.

2) Концентрлі күкірт және азот қышқылдарымен әрекеттескенде тотығады:

С + 4HNО3(конц)=СО2+4NO2+2Н2O

3) С+ 2H2SО4(конц) = СО2+2SO2+2Н2O

Қолданылуы

Алмаз — бұрғылар жасау үшін, қырланған алмаздан бриллиант, әшекейлі зат әзірленеді.

Графит — қарындаштың өзегі, электродтар дайындауда.

Кокс (C) тотықсыздандырғыш ретінде металл өндіруде.

Активтелген көмірдің адсорбциялық қасиеті медицинада және газтұтқыштар (противогаз) әзірлеуде қолданылады

16.2. Көп атомды спирттер. Көп атомды спирттер көмірсутектердің құрамында бірнеше гидроксил тобы бар туындылары. Көпатомды спирттерге этиленгликоль С2Н44(ОН)2,

глицерин С3Н5(ОН)30

, ксилит С5Н7(ОН)5,

сорбит С6Н8(ОН)6, т.б. жатады.

Екі гидроксил тобы бар спирттерді гликолъдер немесе алкандиолдар деп атайды. Жалпы формуласы: СnН2n(ОН)2.

Аталуы. Халықаралық атаулар жүйесі бойынша сәйкес қаныққан көмірсутек атына диол немесе триол жұрнағын қосып, гидроксил тобы байланысып тұрған көміртек атомының нөмірі көрсетіледі.

Алу әдістері. 1. Көпатомды спирттерді біратомды спирттерге ұқсас жолдармен алуға болады. Мысалы, екіатомды спирттерді көмір- сутектердің дигалогентуындыларын гидролиздеп алады.

Глицерин СН2ОН — СНОН — СН2ОН — тәтті дәмі бар түссіз, қоймалжың сұйықтық. Суды жақсы сіңіретін, гигроскопиялық зат. Сумен кез келген мөлшерде араласады. Атмосфералық қысымда 290С-та қайнап, ыдырай бастайды, сондықтан оны белгілі бір қысымда айдайды. Глицеринді өнеркәсіпте пропиленнен алады. Көп мөлшерде химия және тамақ өнеркәсібінде қолданылады. Глицерин гигроскопиялық зат болғандықтан, теріні жұмсартатын қасиетіне байланысты парфюмерияда, былғары өнеркәсібінде пайдаланады. Сонымен қатар глицерин қопарылғыш заттар және дәрі-дәрмектер өндіруде медицинада қолданылады. Дикарбон қышқылдары және олардың туындыларымен глицеринді әрекеттестіріп, полимерлі қосылыс — полиэфир алады.

«Глицерин»

Көпатомды спирттердің құрамында екі және одан да көп гидроксил топтары болады. Маңызды өкілдері этиленгликоль СН2ОН — СН2ОН және глицерин СН2ОН — СНОН — СН2ОН. Олардың құрамында гидроксил тобы болғандықтан, қасиеттері біратомды спирттерге ұқсас. Айырмашылығы — гидроксил тобының санына байланысты. Этиленгликоль синтездік талшық алу үшін және антифриз ретінде қолданылады. Глицерин былғары өнеркәсібінде, дәрі-дәрмек, қопарылғыш зат алуға, т.б. қолданылады. Сонымен қоса, қосметика, фармацевтика және тамақ өнеркәсібінде кең түрде қолданылады.Оны тіс пастасына, кондитерлік заттарға кеуіп, қатып қалмауы үшін қосады.

18.1. Азот құрлысы, алынуы, қасиеттері, қолданылуы

Азот ( гр. ázōos – тіршіліксіз) — химиялық элемент – түссіз, иіссіз, дәмсіз – суда аз еритін газ. Бұл элемент аминқышқылдарының амидтердің ақуыздардың-нуклейін қышқылдарының-нуклеотидтердің және өмірде өте маңызды басқада көптеген органикалық қоспалардың құрамына енеді.[1] N – элементтердің периодты жүйесінің V тобындағы химиялық элемент, реттік нөмірі – 7, атом салмағы – 14.0067. Табиғатта екі изотопы кездеседі: 14N (99.635%), 15N (0.365%).

Жалпы мәліметтер

Азотты 1772 жылы ағылшын ғалымы Даниэль Резерфорд ашқан. Жер қыртысындағы азоттың мөлшері 0.03%. Табиғатта азот дербес және қосылыстар күйінде кездеседі және негізгі қоры екі атомнан тұратын молекула түрінде ауа құрамында болады. Азоттың ауадағы салмақ үлесі 75.6% , көлем үлесі 78.1%. Жер қыртысының 1 т массасына 1 кг азоттан келеді, әрі ол бейорганикалық және органикалық қосылыстар күйінде кездеседі. Оның бейорганикалық қосылыстарының негізгілеріне натрий нитраты (чили селитрі), калий нитраты (үнді селитрі) жатады. Органикалық қосылыстар күйіндегі азоттың негізгі қоры барлық тірі ағзалардың ақуыздарында құрамына кіреді. Кезінде жанбайтын қасиетіне байланысты “тіршіліксіз” деп аталып кеткенімен азот тіршілікке өте керек элемент. Қалыпты температурада азот түссіз, иіссіз газ. Қайнау температурасы – 196 °C, қату температурасы – 210 °C. Су бір өлшем көлемінде (20 °C-та) 0.0154 көлем азот ериді, яғни азоттың суда ерігіштігі оттектің ерігігтігінен төмен. Ауадан аздап жеңіл болады. [2]

Азот молекуласының атомдары өзара үш байланыспен тартылатындықтан, оларды бір-бірінен ажыратуға көп энергия керек. Сол себепті азот кәдімгі жағдайда тұрақты болып келеді де, литийден басқа ешқандай жай және күржелі затпен әрекеттеспейді. Химиялық белсенділігінің төмендіг жөнінен азот инертті газдардан кейінгі орынды иемденеді. Азотты қыздырса, көптеген металдармен әрекеттесіп, нитридтер түзеді. Бейметалдармен аса жоғары температурада ғана әрекеттеседі. Мысалы, оның оттекпен әрекеттесуі 3000-4000 °C-та басталады. Өнеркәсіпте азот ауаны сұйылту арқылы алынса, лабораториялық жағдайда аммоний нитритін немесе бихроматын қыздырып алады. Азот негізінен аммиак өндіруге, ал инертті болғандықтан, электр шамдарын толтыруға қолданылады.[3] Химиялық элементтердің периодтық жүйесінде азот II периодта, V топтың негізгі топшасында орналасқан. Азоттан басқа ол топшаны, фосфор Р, мышьяк As, сурьма Sb және висмут Ві элементтері кұрайды. Азотты алғаш рет 1772 жылы ағылшын ғалымы Д. Резерфорд ашты. Азот грекше «өмірді қуаттамайды» деген мағына береді.

Периодтық жүйедегі орны. Азот екінші периодтың, бесінші топтың негізгі топшасының элементі, реттік нөмірі 7. Олай болса азоттың ядросында 7 протон мен 7 нейтрон бар. Электрондарының жалпы саны да 7. Осы 7 электрон екі электрондық қабатта былай бөлініп орналасқан: 1s22s22p3.

Сондықтан азот қосылыстарында үш валентті, негізгі жағдайдағы қосылыстарында азоттың тотығу дәрежелері -3, 0, +3 болады, мысалы:

NH3, N2, N2O3

Қосылыс түзген кезде азот атомында бос d қабаты болмағандықтан 2s деңгейшесіндегі электрон жұбы ажырайды. Байланыс түзу үшін бір электрон электртерістілігі басымырақ элементке ауысып, азоттың тотығу дәрежесі +1, әрі қарай +2, +3, +4, +5-ке дейін жетеді.

Бұл тізбеде N2О мен NО тұз тұзбейтін оксидтер. Қалғандары қышқылдық оксидтер; оларға сәйкес қышқылдарының формулалары HNО2 — азотты қышқыл, HNО3 — азот кышқылы.

Физикалық қасиеттері

Азот көлемі бойынша ауаның 78%-ын құрайды. Ол — түссіз, иіссіз, суда нашар еритін, ауадан сәл ғана жеңіл D (ауа) = 0,97,D (H2) = 14 болатын, жануды қолдамайтын, тыныс алуға жарамсыз газ. Ауадағы 1 л азот газының массасы 1,25 г. Азот -196°С-та сұйылады, -210°С-та қатады (қар тектес).

Құрылысы

Азот молекуласында екі азот атомы өзара үш еселі байланыспен байланысқан, сондықтан оның химиялық, белсенділігі төмен газ. Азот — 19б°С температурада сұйықка айналады.

Ол тіпті ауадағы күшті тотықтырғыш оттегімен де әрекеттеспейді, бірақ найзағай отында мына реакция жүреді: N2 + О2 = 2NO

Азоттың маңызды қосылыстары селитралар: NaNО3 (чили селитрасы), KNO3 (үнді селитрасы). Топырақта нитраттар күйінде кездеседі. Өсімдік пен жануарлар ағзасында маңызды рөл атқарады.

Биологиялық маңызы

Азот нәруызды заттардың негізгі құрам бөлігі болғандықтан, тіршілік үшін аса маңызды элемент. Ауа азотын сіңіре алатын кейбір азот бактериялары болмаса, басқа тірі организмдер азотты қосылыс түрінде ғана сіңіре алады. Өсімдіктер топырақтан азотты нитрат және аммоний тұздары түрінде алады. Электрон беріп немесе қосып алып, -3 дәрежесі +5 түріндегі жай зат түзеді. Жануарлар организмінде азот мөлшері 1%-дан 10%-ға, ал малдың мүйізінде, жүнінде 15%-ға дейін жетеді. Азот адам денесінің 3%-ын құрайды.Адам азотты ауадан емес, азотты қосылысы бар тағамдар арқылы алады. «Нәруызсыз тіршілік жоқ, азотсыз нәруыз жоқ» деген қағидалы сөз осының дәлелі болса керек.

Химиялық қасиеттері

Aзот химиялық реакцияларда әрі тотықтырғыш, әрі тотықсыздандырғыш. Азот оттегімен, фтормен әрекеттескенде тотықсыздандырғыш болса; фосформен, сутегімен, алюминиймен әрекеттескенде тотықтырғыш болады. Азот молекуласы өте берік болуына байланысты реакцияга түсу қабілеті төмен, химиялык енжар зат. Жоғары температура мен кысымда, өршіткі (катализатор) қатысында азот сутекпен тікелей әрекеттесіп, аммиак түзеді:

N2 + 3H2 = 2NH3

Бос күйдегі азот оттекпен электр ұшқыны кезінде әрекеттеседі. Табиғатта бұл реакция найзағай жарқылдағанда жүреді:

N2 + О2 = 2NO

Бөлме температурасында азот тотықтырғыш ретінде тек металл литиймен әрекеттеседі:

N2 + 6Li = 2Li3N

Қыздырғанда басқа металдармен де осылайша әрекеттеседі:

3Mg + N2 = Mg3N2

Қолданылуы

Азот химиялық синтезде инертті атмосфера жасау үшін пайдаланылады. Тоңазытқышта, медицинада, аммиак алу үшін қолданылады. Сұйық азот салқындаткыш жүйелер саласында кеңінен қолданылады. Азот, негізінен, аммиак алуға, одан әрі азот қышкылы және азот тыңайтқыштарын алу үшін қолданылады. Азотты салғырт (инертті) атмосфералық орта жасау үшін де пайдаланады (электр лампасын толтыруға, т.б.).

Азот молекуласы — берік қосылыс. Ол тотықтырғыш ретінде ерекше жағдайда металлдармен, сутекпен әрекеттеседі. Табиғатта азот бос күйінде кездеседі, ол ауаның негізгі құрам бөлігі. Селигралардың құрамында болады. Азот адам және жануарлар, өсімдіктер организмінде маңызды тіршілік процестерін жүзеге асыратын нәруыздың құрамына кіреді.

Азоттың табиғаттағы айналымы

Азот табиғатта өте көп тараған элементтің бірі болып есептеледі. Жер бетіндегі оның негізгі түрлері — литосферадағы байланысқан және атмосферадағы молекулалық азот. Атмосферадағы бос азотты өсімдіктер өздігінен сіңіре алмайды. Органикалық заттар шірігенде ондағы азоттың біраз белігі аммиакқа айналады. Топырақтағы нитрлеуші бактериялардың көмегімен сол аммиак азот қышқылына дейін тотығады. Өз кезегінде топырақтағы карбонаттар СаС03 қышқылмен реакцияға түсіп, нитратқа айналады да өсімдікке сіңеді. Шіру процесі кезінде азоттың біраз бөлігі атмосфераға бос күйінде бөлініп отырады. Табиғи жағдайда топырақтағы байланысқан азоттың мөлшері кемімейді. Ауадағы бос азот та түрлі себептермен толықтырылып отырады. Мысалы, ағаш, шымтезек (торф), таскөмірді жаққанда, органикалық заттар шірігенде, атмосфераға азот бөлінеді. Топырақта тіршілік ететін кейбір бактериялар да ауа жетіспейтін жағдайда нитраттардан оттекті өзіне тартып, атмосфераға бос азот бөледі (19-сурет). Осы процестер нәтижесінде табиғатта үздіксіз азот айналымы жүріп отырады.

Азот — өсімдікке қажетті қоректік элемент. Азот қышқылының тұздары — нитраттар және аммоний тұздары минералдық тыңайтқыштар ретінде қолданылады. Күміс нитраты хлорид ионын табуға қажетті реактив. Ағаш, таскөмір, органикалық заттар жанғанда, шірігенде ауаға бос азот бөлінеді. Организмдегі азот нәруыз (белок) синтездеуге қатысады.

18.2.Карбон қышқылдары,изомериясы, номенклатурасы, қасиеттері, қолданылуы

Қарбон қышқылдары, алынуы,қасиеттері

Физикалық қасиеттері. Қаныққан карбон қышқылының алғашқы үш мүшесі: құмырсқа, сірке және пропион қышқылдары өткір иісті, сұйық заттар, суда ерімейді. Май қышқылының жағымсыз иісі бар, суда нашар ериді, жоғарғы карбон қышқылдары С10-нан бастап қатты заттар. Гомологтық қатарда молекулалық массаларының өсуіне қарай суда ерігіштігі кемиді, қайнау температуралары өседі. Құрамында бірдей көміртек атомдары бар спирттер мен карбон кышқылдарының қайнау температураларын салыстырайық. Спирттерге қарағанда сәйкес карбон қышқылдарының қайнау температуралары едәуір жоғары. Олардың қайнау температураларының жоғары болу себебі, екі карбон қышқылы арасында молекулааралық сутектік байланыс түзіліп, димерленеді. Карбон қышқылы молекулалары арасында біреуінің оттек атомы мен екіншісінің гидроксил тобындағы сутек атомының арасында екі сутектік байланыс түзіледі.

Карбон қышқылдар дегеніміз құрамында функциональды тобы бар қосылыстарды атайды.

Жалпы формуласы- CnH2nO2.

Карбоксил тобында оттегінің электр терістілігі жоғары болғандықтан П байланыс электрон бұлты оттегіне қарай ығысады.Көміртек атомы гидроксил тобының оттегі атомының ажырамаған электрон жұбының бұлтын өзіне қарай тартады.Формулалар бойынша карбон қышқылдарының гомологтық қатарын таныстыру.

Органикалық қышқылдардың бірінші өкілі- құмырсқа қышқылы-НСООН.

Құмырсқа қышқылы өткір иісті,түссіз сұйықтық, суда жақсы ериді,қайнау температурасы 101С,теріге тисе күйдіреді.

Алынуы:

1.СН3ОН→Н-СООН+Н2

Сірке қышқылы өткір иісті,суда жақсы еритін ,түссіз сұйықтық.+16,6 С температурада мұз сияқты болып қатып қалады.3-9% сірке қышқылын

тағамдарға,70-80 % сірке эссенциясы деп аталады.

Химиялық қасиеттері:

1.2СН3СООН+Мg→(СН3СОО)2Мg+Н2

2.СН3СООН+МgО→(СН3СОО)Mg+Н2О

3.СН3СООН+NaOH→CH3COONa+H2O

Жоғары молекулалы май қышқылдары.

С17Н35СООН- стеарин С15Н31СООН-пальмитин

С17Н33СООН-олеин

Май қышқылдарының Na тұздыры қатты,ал K тұздары сұйық сабындар.Кермек суда кір ашылмайды. Карбон қышқылдарының номенклатурасымен жұмыс істелінеді.

Мысалы: СН3-СН2-СН-СООН 2-метил бутан қышқылы

метил этил сірке қышқылы

Карбон қышқылдарының ең басты ерекшеліктері минералды қышқыл және спирттермен әрекеттесіп этирификация деп аталынатын реакция

түзеді.

Карбон қышқылдары бір негізді және екі негізді болып бөлінеді.

Сабын және синтетикалық жуғыш заттаp

Сабын — жоғары карбон қышқылдарының тұздары RCOOMe. Сабынның құрамына пальмитин С15Н31СООН және стеарин С17Н35СООН қышқылдарының тұздары (негізінен, натрий мен калий тұздары) кіреді және оның суда ерігіштігі құрамындағы металл катионына байланысты болады. Калий тұздары суда натрий тұздарына қарағанда жақсы ериді, ал магний, кальций, барий тұздары суда ерімейді. Сұйық сабынның құрамына калий, қатты сабынның құрамына натрий катиондары кіреді.

1. Сабын алу. Сабындану реакциясын майды натрий гидроксидімен немесе натрий карбонатымен қыздыру арқылы жүргізеді. Реакция нәтижесінде глицерин мен жоғары карбон қышқылының натрий тұзы (сабын) түзіледі:

май + NaOH → глицерин + сабын

Түзілген сабынды бөліп алу үшін реакция өнімдеріне натрий хлоридін қосады, сонда сабын қоспаның бетіне қалқып шығып, глицерин астында қалады. Сабынды жинап алады және пішін береді. Сабын жасағанда жоғары май қышқылы тұзынан (RCOOMe) басқа оған — хош иісті заттар, бояулар, антисептиктер және т.б. заттар қосады.

2. Соңғы кезде майды үнемдеу мақсатында сабын алу үшін мұнай өнімдері құрамындағы көмірсутектерден карбон қышқылын алады:

2С36Н74 + 5O2 → 4С17Н35СООН + 2Н2O

Түзілген қышқылдарды бейтараптау арқылы сабын алынады:

С17Н35СООН + NaOH → C17H35COONa + Н2O (натрий стеараты (қатты сабын))

С17Н35СООН + Na2CO3 → C17H35COONa + Н2O + СO2 (натрий стеараты)

Карбон қышқылы тұздарының (сабынның) гидролизі кезінде сілті түзіледі:

С17Н35СОО- + Na+ + НОН → С17Н35СООН + Na++ ОН-

Сілті майлы заттарды ыдыратады, ал карбон қышқылы — беттік белсенді зат (ББЗ) (43-сурет). Ол екі сұйықтың немесе сұйық пен газ шекарасында беттік керілуді төмендететін зат. ББЗ болу үшін оның құрамындағы топтар әр түрлі затпен әрекеттесуі керек. Карбон қышқылы молекуласының беттік белсенді заты су мен органикалық сұйықтық шекарасында. Карбон қышқылында гидрофобты (гр. hydro — су және phobos — қорқады) көміртек қалдығы және гидрофильді (гр. hydro — су және рһіlіо — сүйеді, ұнатады) карбоксил тобы бар. 44-суретте сабынның жуғыш қасиеті көрсетілген. Сабын молекуласы екі бөліктен тұрады, көмірсутек тізбегі майдың құрамында, ал —COONa+ тобы суда болады.

Сабындардың жуғыш қасиеті — жуылатын беткейлердегі жабысқан кір бөлшектерін эмульсия, суспензия түріне ауыстыра алатын мүмкіндігіне байланысты.

Кермек суда сабын «іріп кетеді» де, кір ашылмайды. Себебі кермек суда карбон қышқылының кальций, магний тұздары тұнбаға түседі:

2C17H35COONa + СаСl2 → (С17Н35СОО)2Са↓ + 2NaCl

Сабынның суда еруі кезінде жоғары қышқылдармен сілті түзе гидролиздену процесі бірге жүреді. Бұл жағдай матаға зиянды әсерін тигізеді:

C17H35COONa + Н2O → С17Н35СООН +NaOH

Жоғары карбон қышқылдары тұздарының қолданылуы жуғыш заттар ретінде шектелмейді. Кальций тұзын мұнай майларына қосып, солидол жағар майын алады. Тығыз маталарды алюминий сабынымен (тұзымен) өңдеп, су өткізбейтін брезенттер жасайды. Қорғасын, марганец сабындарын майлы бояулар дайындағанда пайдаланады. Қазіргі кезде синтетикалық жуғыш заттар кеңінен қолданылуда. Синтетикалық жуғыш заттар (СЖЗ), негізінен, алкилсульфаттардың натрий тұзынан тұрады. RO — SO2— ONa. R — құрамында 8—18 көміртек атомы бар көмірсутек радикалы.

СЖЗ алу үшін әуелі спирт пен күкірт қышқылын әрекеттестіріп, күкірт қышқылының күрделі эфирін алады:

R — OH + HO — SO2— OH → R — О — SO2 — OH + H2O

Түзілген алкилсульфаттан күрделі эфирдің натрий тұзын алады:

R — О — SO2 — OH + NaOH → R — O — SO2— ONa + H2O

СЖЗ күкіртсутектің ұзын тізбегі (R) мен ерігіш функционалдың топтан тұратындықтан, сабын сияқты жуғыштық қасиеті жоғары. Сабыннан айырмашылығы — кальций мен магний тұздары ерігіш болғандықтан, жуғыштық қасиетін кермек суда да жоймайды. Синтетикалық жуғыш заттар өте баяу айырылады, сондықтан табиғатқа, қоршаған ортаға, тірі организмдерге зиян тигізуі мүмкін. Сол себепті акаба (кір) суларды тұндырғыштарда тұндырып, балдырларда болатын биологиялық бактериялар көмегімен тотықтыру арқылы тазалайды. Бұл кезде органикалық заттарды көмірқышқыл газы мен суға дейін ыдыратады. Алкилсульфаттар мен алкилсульфонаттарды ыдырататын бактериялар штамдары әзірленген, осылар арқылы микробиологиялық тазарту іске асады. Сабындар жоғары карбон қышқылдарынъш (палъмитнн және стеарин) калий және натрий тұздары. Сабындар қатты және сұйық болады. Сабын кермек суда «іріп» кетіп, кір ашылмайды. Синтетикалық жуғыш заттардың кір алғыштығы сабыннан жоғары, бірақ қоршаған ортаға зиян тигізуі мүмкін.

19.1. Азот оксидтері, азот қышқылы, тұздары

Азоттың осксидтері— азоттың оттекпен қосылыстары. Азот тотығы (монооксид), NO — түссіз газ; қайнау t — 151,8oС, балқу t — 163,6С; қосып алу, тотығу реакцияларына бейім. Азоттың шала тотығы (гемиоксид), N2O — түссіз газ; қайнау t — 89,5oС, балқу t — 102,4oС. Сумен, қышқылмен, сілті ерітінділерімен әрекеттеспейді, тотықпайды. Медицинада наркоз (“шаттандырғыш газ”) ретінде пайдаланады. Азоттың қос тотығы (диоксид), NO2 — қоңыр түсті газ, қайнау t — 21,15oC, балқу t — 11,2oС. Ол азот қышқылын өндіру үшін және сұйық ракета отыны мен қопарылғыш заттардың тотықтырғышы ретінде пайдаланылады. Азотты ангидрид, N2O3 — қоңыр қызғылт түсті газ, қайнау t — 13,5oC; балқу t — 102oС; сумен азотты қышқыл (HNO2), сілтілермен нитриттер түзеді. Азот ангидриді, N2O5 — түссіз кристалл, сумен қосылып азот қышқылын (HNO3) түзеді. Жалпы азот оксидтері — физиологиялық актив заттар. Сондықтан ағза үшін зиянды. Азот әр түрлі оксидтер түзеді:

N2O, NO, N2O3, NO2, N2O5

N(I) және N(II) оксидтері тұз тұзбейтін оксидтер, қалғандары қышқылдық оксидтер.

Физикалық қасиеттері

Азот (II) оксиді — түссізиіссіз, оңай тотығып, азот (IV) оксидіне айналатын газ.

Алынуы

Tабиғатта найзағай отында мына реакция жүреді:

N2 + О2 = 2NО; құрылымдық формуласы: N = 0

Өндірісте аммиакты тотықтыру арқылы алады:

4NH3 + 5O2 = 6Н2O

Зертханада:

3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4Н2O

Азот (IV) оксиді

Физикалық қасиеттері

Азот (IV) оксиді NO2 — улы, қоңыр түсті, оңай димерленіп (N2О4) кететін газСуда жақсы ериді.

2NО2↔N2О4+Q

Алынуы

Өндірісте азот (II) оксидін тотықтыру арқылы азот (IV) оксиді алынады:

2NО + О2 = 2NО2

Зертханада:

Cu + 4HNО3 = Cu(NО3)2 + 2NО2↑ + 2H2О

Оның құрылымдық формуласы: О = N = О

Химиялық қасиеттері

1) 3NО2 + Н2О = 2HNО3 + NO

2NО2 + H2О = HNО2 + HNО3

Азот (IV) оксиді сумен әрекеттескенде екі түрлі қышқыл түзіледі: азотты және азот қышқылдары.

2)2NО2 + 2NaOH → NaNО3 + NaNО2 + Н2О

Сілтімен әрекеттескенде осы қышқылдардың тұздары — нитритнитрат түзіледі.

Азот (IV) оксиді оттегінің қатысында сумен әрекеттесіп, азот қышқылын береді:

4NО2 + О2 + 2Н2О = 4HNО3

Азот қышқылы, HNO3 — тұншықтырғыш, иісі бар, түссіз, сұйық зат. Таза күйінде тығыздық 1,51 г/см3. Ол — 42oС-та мөлдір кристалға айналып қатады. Ауада су буымен майда тамшылар түзеп “түтіндейді”. Азот қышқылы жарық әсерінен біртіндеп ыдырайды: 4HNO3=4NO2+O2+2H2O. Бөлініп шыққан азоттың қос тотығы қышқылда еріп, оны қоңыр түске бояйды. Азот қышқылы аса өткір қышқыл, қуаты жоғары тотықтырғыш. Сұйытылған ерітіндісінде ол толық Н+ және NO3— иондарына ыдырайды. Көптеген металл еместер азот қышқылында өзіне тиісті қышқылдар түзгенше тотығады. Мысалы: күкірт азот қышқылмен қосып қайнатқан кезде күкірт қышқылына айналады. Азот қышқылы алтынплатинатанталродийиридийден басқа металдардың бәрімен әрекеттесіп, олардың нитраттарын немесе оксидтерін түзеді. 1 көлем азот және 3-4 көлем тұз қышқылынан тұратын қоспа “патша арағы” деп аталады. “Патша арағы” Азот қышқылмен әрекеттеспейтін металдардың кейбіреуін, соның ішінде алтын мен платинаны да ерітеді. Азот қышқылы азот тыңайтқыштарын, қопарылғыш заттар, бояулар тағы басқа заттар алу үшін қолданылады. Азот қышқылының тұздары — нитраттар да суда жақсы ериді. Өндірісте азот қышқылын аммиакты оттегінің қатысуымен толықтыру арқылы алады

Түссіз сұйық. А.қ. барлық металдарға әсер етеді, күшті тотық-тандырғыш. Оған ұсақ органикалық заттар тисе тұтанып, жанады. Азот тотығы бар ауа адамдар мен жануарлардың тыныс жолдарын тітіркендіреді, әлсіретеді, құстырады, деміктіреді, жөтел пайда болады, адамның беті мен ерні көгереді. Қатты уланған жағдайда алғашқы тәуліктерде өкпеде ісік пайда болады, А.қ. теріге тисе денені қатты күйдіреді. А.қ-нан сүзгілі газтұмылдырықтар мен тығыз бекітілген паналау орындарында қорғанады.

19.2.Жай және күрделі эфирлер.

Жай эфирлер молекуласындағы екі көмірсутек радикалы оттек атомы арқылы байланысқан қосылыстар

. Жай эфирлердің жалпы формуласы: R — О — R’.

Атаулары

Жай эфирлер оттек атомымен байланысқан көмірсутектердің аттары бойынша аталады. Егер екі бірдей радикал болса, ди- қосымшасы қосылады.

CH3-O-CH3 — диметил эфирі

CH3-O-C2H5 — метилэтил эфирі

Изомерлері

Жай эфирлердің оттекпен байланысқан радикалдар бойынша изомерлері болады. Сонымен қатар жай эфирлер жалпы формуласы СnН2n+2O бойынша спирттерге изомер болып келеді. С4Н10О-ның изомерлері:

СН3 — O — CH2 — CH2 — CH3 — метилпропил эфирі

CH3 — CH2 — O — CH2 — CH3 — диэтил эфирі

C4H9OH — бутанол, т.с.с.

Алу тәсілдері

Жай эфирлер табиғатта кездеспейді, оларды синтездік жолдармен алады.

Минерал қышқылы қатысында спирттерді молекулааралық дегидратациялап алады:

С2Н5ОН + НОС2Н5 → С2Н5 — О — С2Н5 (диэтил эфирі)

Алкоголяттарды галогеналкилдермен әрекеттестіріп алады:

C2H5ONa + СН3І → С2Н5 — О — СН3 + Nal (метилэтил эфирі)

Физикалық қасиеттері

Жай эфирлердің бастапқылары (диметил және метилэтил эфирлері) газдар, диэтил эфирінен бастап оңай буланатын сұйық заттар, жоғарғылары — қатты заттар, өздеріне тән иістері бар. Эфирлер өздеріне сәйкес спирттерге қарағанда едәуір төмен температурада қайнайды. Мысалы, этил спирті мен диметил эфирінің молекулалык құрамы бірдей — С2Н6O. Этил спирті сұйық зат 78,3°С-та қайнайды, ал диметил эфирі газ -24°С-та қайнайды. Мұның себебі, эфирлер молекуласында молекулааралық сутектік байланыстың болмауынан. Эфирлер суда нашар ериді, судан жеңіл

26.PNG

Химиялық қасиеттері

Жай эфирлер — инертті қосылыстар. Олар гидролизденбейді. Концентрациялы күкірт қышқылын қосып қыздырғанда, олар сульфат түзеді:

С2Н5—O—С2Н5 + H2SO4(конц.) → C2H5O-SO2-OC2H5+Н2O (диэтилсульфат)

Металл натрийді жай эфирмен қосып қыздырғанда, эфир ыдырайды:

С2H5—О—С2H5+ 2Na → C2H5ONa + C2H5Na

Қолданылуы

Диэтил эфирі — түссіз сұйықтық, өзіне тән иісі бар, ұшқыш, тез от алғыш. Жұмыс істегенде сақ, болу керек. Оны сақтаған кезде пероксидтер түзіледі. Суда нашар ериді (6%, 20°С). Әр түрлі органикалық қосылыстар диэтил эфирінде жақсы ериді, сондықтан еріткіш ретінде қолданылады.

Медицинада этил эфирі наркоз ретінде және жүрек қызметін күшейту үшін пайдаланылады. Өндірісте жасанды талшық алуда және түтінсіз оқ-дәрі жасауда қолданылады.

Қасиеттері

Этилен оксиді — түссіз газ, эфирдің иісіндей иісі бар, қайнау температурасы 10,7°С. Суда және органикалық еріткіштерде жақсы ериді. Этилен оксиді органикалық синтезде маңызды еріткіш, ол беттік белсенді заттар алуда кең қолданылады. Оңай полимерленіп, полиэтиленоксид түзеді.

Этилен оксидінің реакцияға түсу қабілеті жоғары. Сондықтан ірі өнеркәсіптік көлемде әр түрлі заттарды синтездеуде кеңінен қолданылады. Эфирлер табиғатта кең тараған маңызды қосылыстар. Эфирлер жай және күрделі болып бөлінеді. Көмірсутек радикалдары оттек атомы арқылы байланысқан эфирлерді(R—О—R’) жай эфирлер деп атайды. Жай эфирлер инертті келеді, күрделі эфирлерден өзгешелігі — гидролизденбейді

Күрделі эфирлер

Күрделі эфирлер табиғатта кең тараған. Олар биологиялық өте маңызды қосылыстар. Гүлдер мен жемістердің құрамында күрделі эфирлер болуына байланысты олардың хош иістері болады. Өсімдік және жануарлар майлары күрделі эфирлерге жатады. Карбон қышқылдарының күрделі эфирлерін қышқылдардың карбоксил тобындағы сутек атомының орнын көмірсутек радикалы басқан сутектің немесе спирттердегі гидроксил тобының орнын органикалық қышқылдың радикалы басқан туындылар деп қарастыруға болады:

R мен R’ — бірдей немесе әр түрлі көмірсутек радикалдары.

Күрделі эфирлер кіші және үлкен молекулалы, қаныққан, қанықпаған, ароматты қышқылдар мен спирттерден түзілуі мүмкін. Күрделі эфирлерді спирттер мен бейорганикалық қышқылдарды әрекеттестіріп те алады.

Атаулары

Күрделі эфирлердің аттары олардың құрамына кіретін қышқылдар мен спирттердің қалдығынан құралады (27-кесте). Халықаралық номенклатура бойынша қышқылдың атына спирт радикалының атын қосымша етіп, -оат жалғауын жалғап атайды:

H — COOC2H5 — құмырсқа қышқылының этил эфирі (этилформиат немесе метилметаноат)

CH3 — COOC2H5 сірке қышқылының этил эфирі (этилацетат немесе этилэтаноат)

Изомерлері

Күрделі эфирлердің изомерлерін оны құруға қатысқан қышқыл мен спирттің радикалдарына байланысты топтардың изомерленуі бойынша анықтайды. Күрделі эфирлер карбон қышқылдарымен класаралық изомерлер. Мысалы, С3Н6O2 изомерлері:

Алу әдістері

1.Күрделі эфирлер көбіне табиғи өнімдерден алынады.

2.Этерификация реакциясында карбон қышқылдары мен спирттерді минерал қышқылдар қатысында әрекеттестіріп, нәтижесінде, күрделі эфир мен су түзіледі. Эфирлену реакциясы кезінде карбоксил тобының гидроксилі мен спирт молекуласындағы сутектен су молекуласы түзілетіні реакцияға изотоптар енгізу арқылы анықталды. Құрамында оттектің 180 изотопы бар спиртпен әрекеттестіргенде, оттектің ауыр изотопы судың емес күрделі эфирдің құрамында екендігі белгілі болды:

Этерификация реакциясының жылдамдығы қышқыл мен спирттің құрылысына байланысты. Екіншілік спирттерге қарағанда біріншілік спирттердің реакция жылдамдығы екі есе жоғары.

3.Күрделі эфирлерді қышқылдың галогенангидридтерін және ангидридтерін спирттермен әрекеттестіріп алады. Мысалы:

Физикалық қасиеттері және құрылысы. Қарапайым карбон қышқылдарының күрделі эфирлері түссіз сұйықтықтар, суда ерімейді. Күрделі эфирлердің көбінің иістері жағымды. Молекула арасында сутектік байланыс жоқ болғандықтан, сәйкес қышкылдарға қарағанда күрделі эфирлердің қайнау температуралары төмен болады (27-кесте).

Химиялық қасиеттері.

Гидролиздену реакциясы. Күрделі эфирлердің гидролизі этерификация реакциясына кері реакция, қышқыл немесе сілті қатысында жүреді. Күрделі эфир сумен әрекеттесіп айырылып, реакция нәтижесінде қышқыл және спирт түзіледі:

CH3COOC2H5 + H2O → CH3 — COOH + C2H5OH

Минералды қышқылдардың күрделі эфирлері

Бейорганикалық қышқылдар да (күкірт, азот және фосфор қышқылдары) спирттермен әрекеттесіп, күрделі эфирлер түзеді. Күкірт қышқылының маңызды эфирлері — метил және этил-сульфаттар. Бұларды алкилкүкірт қышқылдары деп те атайды.

Бұл эфирлер — қышқыл эфирлер. Спирттің артық мөлшеріне концентрлі күкірт қышқылымен әсер еткенде, орта эфирлері C2H5O-SO2—ОС2Н5 алынады.Азот қышқылы эфирлерінің ішінде маңыздысы — глицерин эфирлері. Фосфор қышқылының көптеген эфирлері физиологиялық белсенділік көрсетеді. Мысалы, диметилфосфаттың алу жолын қарастырайық:

Диметилфосфаттың туындыларын инсектицид ретінде қолданады, соның бірі — хлорофос:

Фосфор қышқылының эфирлеріне нуклеин қышқылдары жатады.

Эфирлердің жеке өкілдері және олардың қолданылуы[өңдеу]

Диэтил эфирі С2Н5—О—С2Н5. Оңай қайнайтын (34,6°С) сұйық зат, суда ерімейді, судан жеңіл, өзіне тән иісі бар. Ауамен қопарылғыш қоспа түзеді. Еріткіш ретінде, жасанды жібек алуға, медицинада наркоз жасауға қолданылады.Этилацетат СН3СООС2Н5. Өзіне тән иісі бар түссіз сұйық зат, судан жеңіл, суда нашар ериді. Тамақ өнеркәсібінде, парфюмерияда және полимерлерге еріткіш ретінде қолданылады.Салицил қышқылының күрделі эфирлері аспирин (ацетилсалицил қышқылы) мен салол — дәрілік заттар.

 

Глицерин тринитраты CH2ONO2— CHONO2 — CH2ONO2. Өте қуатты қопарылғыш зат. Динамиттің құрамына кіреді. 1%-тік ерітіндісі медицинада қан тамырлары мен жүрек ауруларын емдеуде қолданылады.Цистилкүкірт қышқылын C16H33OSO2OH цистил спирті мен күкірт қышқылын әрекеттестіріп алады:

Цистилкүкірт қышқылының натрий тұзын C16H33OSO2ONa кір жуғыш ұнтақтарға қосады. Бұл — қосылыс беттік белсенді зат.Карбон қышқылдарының күрделі эфирлері, негізінен, жағымды иісі бар сұйық заттар болғандықтан, олар парфюмерия мен тамақ өнеркәсібінде қолданылады. Күрделі эфирлер карбоксил тобындағы сутек атомының орнын радикал басқан карбон қышқылдарының туындысы (R — COOR’). Гүлдердің, жеміс-жидектердің жағымды иістері олардың құрамында карбон қышқылдарының күрделі эфирлері болуына байланысты. Күрделі эфирлер өнеркәсіпте кеңінен қолданылады. Органикалық қышқылдардың күрделі эфирлері гидролизденеді.

Жай эфирлерді су молекуласындағы екі сутек атомының орнын алкил топтары басқан қосылыстар деп қарауға болады. Формулада екі радикал бірдей немесе әр түрлі болуы мүмкін. Әр түрлі радикалдары бар эфирлерді аралас эфирлер деп атайды.

20.1. Фосфор атом құрлысы, қолданылуы, қасиеті

Фосфор

Фосфор P

Фосфор (лат. Phosphorus), P – элементтердің периодтық жүйесінің V тобындағы химиялық элемент, реттік нөмірі — 15, атомдық массасы 30,97. Бірнеше түрі бар: ақ фосфор – тығыздығы 1,828 г/см3; балқу температурасы – 44,14°С; қызыл фосфор – тығыздығы 2,31 г/см3; балқу температурасы – 593°С.

Химиялық элементтердің периодтық жүйесінде фосфор III периодта, V топтың негізгі топшасында орналасқан. Салыстырмалы атомдық массасы 31, реттік нөмірі (ядро заряды) 15.

Атом құрылысы[

Фосфордың соңғы энергетикалық қабатында бес электрон бар, оның үшеуі жұптаспаған. Фосфор атомындағы электрондардың орналасуы:

Электрондық формуласы:

1s22s263s23f

Фосфор косылыстарында -3, +3, +5 тотығу дәрежесін көрсетеді. Фосфордың ұшқыш сутекті қосылысы фосфин РН3 мен аммиак NH3 молекулалары формасы жағынан ұқсас болғанмен, фосфин молекуласы берік емес, улы, тұрақсыз газ, тез тотығып кетеді.

Табиғатта кездесуі

Табиғатта фосфор тау жыныстары мен минералдарда қосылыс түрінде кездеседі. Мысалы, фосфорит және апатитте кальций фосфаты Са3(РO4)2 түрінде болады. Қазақстанда Жамбыл облысындағы Қаратау маңында фосфорит кенінің мол коры бар екені 1935 жылдан белгілі. Қазір Қаратау бассейні негізінде «Жаңатас байыту комбинаты» жүмыс істейді. Ақтөбе облысында фосфорит кен орнын (Шилісай, т.б.) игеру жоспарланып отыр. Осы кен орындары негізінде фосфорды өңдейтін зауыттар ТараздаШымкентте және Ақтөбеде бар. Азот тәрізді фосфор да өсімдік пен жануар нәруызының негізгі құрам бөлігі. Фосфор өсімдіктердің дәнінде, жануарлардың сүтінде, қанда, ми мен жүйке ұлпаларында кездеседі. Мысалы, ересек адамдардың сүйегінде 600 г, ет ұлпасында 56 г, жүйке жүйесінде 5 г-ға дейін фосфор болады. Барлық сүтқоректілердің сүйегі құрамында фосфор Са3(РO4)2 немесе ЗСа3(РO4)2•СаСO3•Н2O түрінде болады. Осындай фосфаттар сүтқоректілер қаңқасына беріктік қасиет береді. Жануарлар мен адамдар фосфорды өсімдік арқылы қабылдайды. Фосфор қосылыстары тіршіліктегі барлық зат алмасу процестеріне қатысады.

Алынуы

Бос күйіндегі фосфорды алу үшін табиғи фосфатты электр пеште кремний (IV) оксиді мен көмірді косып қыздырады. Бөлінген фосфордың буын су астында ақ фосфор Р түрінде бөліп алады. Реакция теңдеуі:

Са3(РО4)2+ 3SiО2 + 5С = 3CaSiО3+ 5CО↑ + 2Р

Физикалық қасиеттері

Фосфор элементі жай зат ретінде бірнеше аллотропиялық түрөзгерісін түзеді. Оның маңыздылары — ақ және қызыл фосфор. Ақ фосфор улы жөне тез тұтанатын болғандықтан аса ұқыптылықты қажет етеді. Оның буымен демалуға болмайды. Ақ фосфорды шыны ыдыста, су астында, сыртынан құм салынған металл банкаға орналастырып сақтайды. Ақ фосфор ауасыз кеңістікте қыздырғанда қызыл фосфорға, ал жоғары қысымда қара фосфорға айналады. Қара фосфор аз кездеседі (20-сурет). 6-кестеде ақ жөне қызыл фосфордың қасиеттері салыстырмалы түрде берілген.

Фосфордың биологиялық маңызы[өңдеу]

Фосфор — күш-қуат көзі. Қаңқаның мықтылығы құрамындағы фосфор мен кальцийдің мөлшеріне тығыз байланысты. Фосфордың мөлшері кальцийден бір жарым есе көп болуы керек. Ондай болмаған жағдайда тепе-теңдік мөлшерін белгілі бір деңгейде ұстап тұру үшін жеткіліксіз мөлшерін сүйектегі қордан алады. Бірақ D витамині оның арақатынасын реттеп отырады. Фосфор жүйке жасушаларының қызметі үшін де керек. Сондықтан оның мөлшері барлық уақытта біркелкі болуы керек. Фтор, стронций адам тісінің мықты болуына әсер етеді.

Фосфор — аралық зат алмасу процесінде маңызды рөл атқарады. Оның қатысуымен көмірсулардың фосфорлану процесі жүреді, қанның қышқыл-сілігілік тепе-теңдігі қамтамасыз етіледі, бұлшық еттің жиырылуын қуаттандыратын биохимиялық процестер атқарылады.

Фосфор ақуызы мол ет, сүт өнімдерінде кездеседі.

Химиялық қасиеттері

Фосфор тотыктырғыш (азоттан темен) және тотықсыздандырғыш қасиет көрсетеді. Тотыксыздандырғыш ретінде оттекпен және белсенді бейметалдармен реакцияға түседі. 1. Фосфор оттекте жанып, пентаоксид түзеді:

Ақ және қызыл фосфордың негізгі қасиеттері

Ақ фосфор

Қызыл қызыл фосфор

Ақ түсті кристалл зат, тығыздығы 1,83 г/см3.

Қараңғыда жарқырайды.

Кәдімгі жағдайда 30 — 40°С температурада ауадағы оттекпен тотығады.

От алғыш кауіптілігіне байланысты су астында сақтайды.

Суда ерімейді, күкірткөміртекте ериді.

Өте қауіпті, улы!

44°С-та балқиды, 280°С-та қайнайды

Аморфты зат, кристалды емес, тығыздығы 2,20 г/см3.

Қараңғыда жарқырамайды.

Ауадаіъі оттекпен 260°С-та тотығады.

Отқа қауіпті емес. Қыздырғанда оталады.

Суда да, күкірткөміртекте де ерімейді.

Улы емес.

400°С-та балқиды.

2. Фосфор металдармен фосфидтер түзе әрекеттеседі:

Мырыш фосфиді — зиянкес кемірушілермен күресуде қолданылатын препарат.

1. Реакция жағдайына байланысты фосфор хлормен (70°С) әрекеттесіп, фосфор трихлоридін РСІ3 және 300° С-та фосфор пентахлоридін РСІ5 түзеді:

2. Фосфор сутекпен әрекеттесіп, фосфин РН3 түзеді:

Фосфин РН3 — түссіз, ерекше иісі бар, өте улы зат. Аммиакқа қарағанда негіздік қасиеті әлсіз. Шырпының басына жанғыш заттар — күкірт пен бертолле түзының қоспасы жағылады. Қораптың жақтауына қызыл фосфор мен шыны үнтағы желіммен отырғызылады. Шырпының басын қорапқа үйкегенде, қызыл фосфор бер- толле тұзынан от алып, тез түтанады (21-сурет). Реакция теңдеуі:

Химиялық қасиеттері

2Р + ЗСl2 = 2РСl3 галогендермен галогенидтер береді

2Р + 3S = P2S3 күкіртпен сульфид түзеді

ЗСа + 2Р = Са3Р2 металмен фосфид түзеді

Фосфор өзінің аталуына сәйкес (грекшеден аударғанда “жарық шығарғыш” деген мағынаны білдіреді) ауада оттекпен жарық шығара отырып, қарқынды әрекеттеседі. Осы тәжірибені жасап көрейік. Әуелі шыны қалпақшының тығыны зат жағатын темір қасықшаны өткізеді.Себебі фосфор жанғанда, ақ түтін будақтап, оның оксиді түзіледі. Ол ауада шашылмас үшін қасыққа салынған фосфорды спирт шамы жалынында қыздырып, жана бастағанда шыны қалпақшаға кіргізіп тығындайды. Сонда түзілген фосфор (V) оксиді бірте-бірте төмен қонып, суда ериді. Енді реакция теңдеуін жазайық:

4Р + 5O2 = 2Р2O5 оттегімен оксид түзеді

Қолданылуы

Қызыл фосфор сіріңке өндірісінде, пиротехникада және фосфор кышкылын алуға пайдаланылады. Фосфор ауыл- шаруашылык зиянкестерімен күресу үшін кажет улы химикаттар алу үшін қолданылады.

Фосфордың ақ және қызыл түрөзгерісі бар. Ақ фосфор химиялық белсенді болып келеді. Сондықтан ақ фосфорды қараңғыда су астында сақтайды. Ақ фосфорды ауасыз ортада қыздырса, қызыл фосфор алынады. Қызыл фосфор сіріңке өндіруде, пиротехникада қолданылады. Фосфор жай және күрделі заттармен өрекеттеседі. Қазақстанда фосфор шикізатының қоры Жамбыл (Қаратау) және Ақтөбе (Шилісай) облыстарында бар.

Фосфор сіріңке және улы химикаттар өндірісінде пайдаланылады.

Ақ, қызыл фосфор Н3РО4 алуда, жанғыш қоспалар дайындау үшін қолданылады.

P+5HNО3конц = Н3РО4+5NО2↑ +Н2О

Тарихы

Фосфорды алғаш ашқан – Гамбургтік алхимик Геннинг Бранд(1669 ж). Басқа да алхимиктер тәрізді Бранд қарттарды жасартып, сырқаттарды жазатын өмір элексирі мен асыл емес металдарды алтынға айналдыратын философиялық тасты табуға әрекет жасады. Брандты алға жетелеген адамдардың қамы емес, оның байлыққа құмарлығы болды. Ол жайлы бұл алхимиктің жасаған нағыз, әрі жалғыз табысының тарихи дәйектері куәландырады. Бір тәжірибенің барысында ол зәрді буландырып, алынған қалдықты көмір және құм қосып, буландыруды жалғастырды. Кейін ретортада қараңғыда жарық шығаратын зат түзілді. Рас, kaltes Feuer (суық от) немесе «менің отым» деп Бранд атаған зат қорғасынды алтынға айналдырмады және қарттардың сырт келбетін өзгертпеді, бірақ алынған заттың қыздырусыз жарқырауы ерекше, әрі таңсық болды. Жаңа заттың бұл қасиетін пайдалануды Бранд көп созбады. Ол фосфорды беделді адамдарға көрсетіп, олардан сыйлықтар және ақша ала бастады. Фосфордың алыну құпиясын сақтау оңай болмағандықтан, ол оны дрездендік химик И. Крафтқа сатып жіберді. Фосфорды алудың әдістемесі И. Кункель мен К. Кирхмейерге белгілі болғаннан кейін оны көрсетушілер саны көбейді. 1680 жылы жаңа элементті, алдындағыларға тәуелсіз, ағылшын физигі әрі химигі Роберт Бойль алды. Бірақ көп кешікпей Бойль қайтыс болды, ал оның шәкірті А. Ганквиц таза ғылымға сатқындық жасап, «фосфор спекуляциясын» қайта жандандырды. Тек 1743 жылы А. Маркграф фосфорды алудың жетілген әдісін тауып, өз мәліметтерін көпшілік назарына жариялады. Бұл оқиға брандтық бизнеске нүкте қойып, фосфор және оның қосылыстарын тыңғылықты зерттеуге бастама болды.

20.2.Майлар жіктелуі, алынуы, қасиеттері, қолданылуы

Майлар- күрделі эфирлер класына жататын органикалық қослыстар.Майлардың хим. құрамын француз ғалымдары М.Шеврель мен М.Бертло анықтаған.

Шеврель 1817 ж май мен судың қоспасын сілті қатысында қыздыра отырып глицирин мен стиарин, олеин мен пальмитин қышқылдарын бөліп алды.

Майлар, триглицеридтер — органикалық қосылыстар; негізінен глицерин мен бір негізді май қышқылдарының (триглицеридтердің) күрделі эфирлері; глицерин мен жоғарғы карбон қышқылдарының күрделі эфирлері. Липидтерге жатады. Табиғи майлар молекуласындағы қаныққан май қышқылдары стеарин, пальмитин, ал қанықпаған май қышқылдары олеин, линол, линолен қышқылдарынан тұрады. Тірі организмдердің клеткалары мен тіндерінің (ткандерінің) негізгі құрамды бөліктерінің бірі; организмдегі энергия көзі; таза майдың калориялылығы 3770 кДж 100 г. Табиғи Майлар жануар және өсімдік Майлары болып бөлінеді. Триглицеридтер құрамына С8-ден С24-ке дейінгі қалыпты құрылысты, негізінен жұп санды көміртек атомдарының қаныққан және қанықпаған қышқыл қалдықтары кіреді. Барлық Майлардың тығыздығы 1-ден аз. Тек жоғары вакуумда қайнайды. Суда ерімейді. Бензинде, керосин мен бензолда ериді. Алкоголиз, ацидализ реакцияларына түседі. Қышқылдардың қос байланысы бойынша сутекті (гидрогендеу), галогенді, галогенсутекті қышқылдарды, т.б. қосып алады. Аса қызған бумен, минералды қышқылдармен және ферменттермен әрекеттескенде глицерин және май қышқылдарын түзіп гидролизденеді. Ауадағы оттекпен тотыққанда пероксидті қосылыстар, оксиқышқылдар, т.б. түзеді. Құрамында биол. активті заттар (қанықпаған май қышқылдары, фосфатидтер, витаминдер, токоферолдар) болады. Майлар техникалық мақсатта қолданылады.

Майлардың табиғатта кездесуі мен маңызы

Барлық өсімдіктер мен жануарлар организ Майлы тағамдарға сары май, мал майы және өсімдік майы жатады. Адамға тәулігіне 50—70 г май қажет. Үнемі майсыз тағаммен қоректену жүйке жүйесі қызметінің бұзылуына, иммунитеттің төмендеуіне әкеліп соқтырады. Адамның азықпен қабылдайтын майының кемінде үштен бірінің құрамында қанықпаған май қышқылдары бар сұйық майлар болуы керек. Сұйық майдың биологиялық белсенділігі басқа майлармен салыстырғанда жоғары болады. Адам организмі қанықпаған май қышқылдарын өздігінен синтездей алмайтын болғандықтан, оларды даяр күйінде тағаммен қабылдауы керек. Мысалы, сұйық майдың құрамында витамин Е және қан тамырларында холестериннің жиналуына кедергі келтіріп, атеросклерозды болдырмайтын зат — β-ситостерин кездеседі. Сары майда көздің көруі мен адамның бойы мен шашының өсуін қолдайтын зат β-каротин болады. Тазартылмаған (рафинадталмаған) майда организмге аса қажет фосфолипидтер болады.

Организмде майлар асқазан асты безі мен ішек сөлі құрамындағы ферменттердің әсерінен гидролизденіп, глицерин мен карбон қышқылдарына ыдырайды. Май ыдырағанда бөлінетін өнімдер ішек бүрлері арқылы сіңеді де, басқа биологиялық процестерге қатысады, организмге қажетті жаңа майлар синтезделеді. Синтезделген май лимфа жүйесі арқылы қанға сіңіп, қанмен организмнің басқа мүшелеріне тарайды. Клеткаларда зат алмасу процесіне қатысады.

Майлар гидролизденіп, өнімдері біртіндеп тотығады. Ең соңында олар көміртек (IV) оксиді мен суға айналады. Бұл процестер экзотермиялық — организмнің тіршілігіне қажетті энергия бөледі. Осылайша май биологиялық отын, тірі организм үшін энергия көзі болып табылады. Май қорытылғанда бөлінетін энергияның мөлшері көмірсулар мен ақуыздардан бөлінетін энергиядан екі еседей артық мдерінде майлар болады. Көмірсулар мен ақуыздар сияқты майлар тағамның негізгі құрам бөлігі.

Қорытылған май шығыны қоректену процесінде қайта толықтырылады. Басты энергия көзі болуымен қатар суық климатты ортада тіршілік ететін жануарлардың тері асты май қабаты дене жылуын сақтап, қорғаныш қызмет атқарады.

Майлардың құрамы мен құрылысы

Майдың құрамын француз ғалымдары М. Шеврель мен М. Бертло анықтады. XIX ғасырдың басында Шеврель майға су қосып, сілті қатысында қыздырғанда, глицерин жәнө карбон қышқылдары (стеарин және олеин) түзілетінін тапты. Ал Бертло кері реакция жүргізді (1854 ж.) Глицерин мен карбон қышқылдарының қоспасын қыздырып, майларға ұқсас зат алды. Майды түзуге глицерин және карбон қышқылдары (бір түрлі немесе әр түрлі) қатысады:

Майдың құрамына кіретін көп таралған қышқыл қалдықтарында (ацилдер) көміртек атомдарының саны 12-ден 18-ге дейін болады. Глицеридтер қарапайым және аралас болып бөлінеді. Қарапайым глицеридтердің радикалдары бірдей қышқыл қалдықтарынан, ал аралас глицеридтер әр түрлі қышқыл қалдықтарынан тұрады. Мысалы:

Глицеридтерді түзуге, негізінен, қаныққан қышқылдардан пальмитин С15Н31СООН мен стеарин С17Н35СООН қышқылдары, қанықпаған қышқылдардан — олеин С17Н33СООН, линол С17Н31СООН, линолен С17Н29СООН қышқылдары қатысады. Кейбір майлардың құрамына төменгі қышқыл қалдықтары кіреді. Мысалы, сары майда май қышқылының (С4Н9СООН) қалдығы болады. Сиырдың сары майы құрамына май қышқылымен қатар пальмитин және олеин қышқылдарының қалдықтары кіреді. Кейбір майлардың құрамында қаныққан және канықпаған қышқыл қалдықтары аралас болады.

Алу жолдары

Майларды жануарлар мен өсімдіктерден алады. Тиімсіз болғандықтан, майлар синтездік жолмен алынбайды.

Физикалық қасиеттері

Майлар судан жеңіл, тығыздығы 0,9—0,95 г/см³. Суда ерімейді, көптеген органикалық еріткіштерде (бензол, бензин, дихлорэтан) ериді. Майдың балқу температурасы оның құрамындағы карбон қышқылы қалдығына байланысты. Құрамына қанықпаған қышқыл қалдықтары кірсе, май төменгі температурада балкиды. Агрегаттық күйіне байланысты майлар суйыц және қатты болып бөлінеді. Өсімдік майы, әдетте, сұйық, ал жануар майы қатты болады. Бірак кейде жануар майының ішінде сүйығы, ал өсімдік майларының қаттысы да кездесіп қалады. Майдың сүйық немесе қатты болуы оның құрамына кіретін карбон қышқылының табиғатына байланысты. Құрамына қанықпаған карбон қышқылының қалдығы кірсе, май сұйық, ал қаныккан қышқыл қалдығы кірсе, май қатты болады.

Химиялық қасиеттері[

1. Майлардыц гидролизі. Күрделі эфир болғандықтан, майлар минерал қышқылдар, сілтілер қатысында қыздырғанда, гидролизденеді. Сонымен қатар майлар тірі организмде ферменттердің әсерінен гидролизденеді. Реакция нәтижесінде глицерин мен карбон қышқылы түзіледі:

Сілті қатысында гидролизденгенде, глицерин мен карбон қышқылының тұзы (сабын) түзіледі. Бұл реакция майдың сабындану реакциясы деп аталады:

Гидролиз процесін жүргізу үшін майларды сумен қосып, автоклавта (қысымда) қыздырады. Егер майларды сода немесе сілті қосып қыздырса, сабын түзіледі. Сабынды бөлу үшін натрий хлоридін қосады. Сабын алу үшін қатты майлар қолданылады. Қатты майлар бағалы тамақ өнімдері, сондықтан құрамында қанықпаған қышқылдары бар сұйық майларды қатты майларға айналдырады.

2. Майларды гидрлеу (гидрогендеу). Өсімдік майларының құрамына қанықпаған қышқылдардың күрделі эфирлері кіретін болғандықтан, оларды гидрлеуге болады. Қыздырылған май (150—160°С температурада) және ұнтақталған никель катализаторы қоспасына сутек жібергенде, май құрамындағы еселі байланыстар сутекпен қанығады. Реакция нәтижесінде сұйық май қатты майға айналады. Ол майды саломас немесе құрама май деп атайды:

немесе реакция теңдеуін ықшамдап былай жазуға болады:

Сұйық майларды гидрлеп алған қатты майлар өнеркәсіпте маргарин және сабын алуға жұмсалады. Маргарин жасау үшін саломасқа аздап сары май, сүт, витаминдер, сонымен қатар дәм және түс беретін қоспалар қосады. Сары майдан маргариннің дәмі өзгеше, ал калориясы және сіңімділігі жағынан кем емес. Сары майға қарағанда маргаринде қанықпаған глицеридтердің көбірек болуы қан тамырларында майдың жиналуына кері әсерін тигізеді. Құрамында майы бар дәмді тағамдардың бірі — майонез. Ол, негізінен, өсімдік майынан (65%) тұрады. Майонезді майға су (25%), жұмыртқа ұнтағын (5-6%), құрғақ сүт (2-3%), қант, сірке суын және дәм беретін заттар қосып дайындайды. Сонымен қатар майларды техникалық мақсаттарға да пайдаланады. Мысалы, олардан сабын жасайды.

Дүние жүзінде жылына ондаған миллион тонна май өндіріледі. Оның шамамен үштен екісі азық ретінде, ал қалғаны техникалық мақсатта қолданылады. Біздің елімізде Алматыда, Өскеменде, Шымкентте май өндіріп өңдейтін зауыттар бар. Жылдан-жылға майды қолданудың өсуіне байланысты соңғы кезде табиғи майды пайдаланумен қатар мұнай өнімдерінен жасанды май алу ісі қолға алынуда.

3. Майлардың тотығуы. Құрамында екі немесе одан да көп қос байланысы бар өсімдік майлары (қанықпаған қышқылдардың глицеридтері) ауадағы оттекпен әрекеттесіп, жалпы формуласы R-O-OH гидропероксидтер түзеді. Бұл тұрақсыз қосылыстар майдың тотығып полимерлену процесін тездетеді. Нәтижесінде, май молекулалары өзара «тігіліп», қатты қабыршақ (пленка) түзеді. Оны линоксин деп атайды. Полимерленіп, соның нәтижесінде линоксин түзетін майларды кебетін майлар дейді. Ондай майлар сырмай (олифа) дайындауда қолданылады. Сырмайлар белгілі өңдеулерден өткеннен кейін майлы бояулар жасау үшін пайдаланылады.

Табиғи майларды ұзақ сақтаған кезде жарықтың, ауаның және микроорганизмдердің әсерінен ашып кетеді, иісі және дәмі бұзылады. Сақталу мерзімін ұзарту үшін майға ас тұзы сияқты консерванттар қосады және тоңазытқышта сақтайды. Жылудың, жарықтың және ылғалдың әсерінен майлар гидролизге ұшырайды және тотығады. Ауадағы оттектің әсерінен тотыққан кезде гидропероксидтер түзіледі, одан әрі тотығып, олар альдегидтерге, карбон қышқылдарына (құрамында көміртек атомы аз) айналады. Көбіне бұл жағдайда иісі жағымсыз май қышқылы (бутан қышқылы) түзіледі.

Майлар — триглицеридтер, глицерин мен жоғары май қышқылдарынан түзілген күрделі эфирлер. Радикалдың табиғатына байланысты қаныққан және қанықпаған болып бөлінеді. Қатты майлар құрамында қаныққан карбон қышқылдары, ал сұйық майлардың құрамында қанықпаған карбон қышқылдарының қалдықтары болады. Майлар гидролизденеді және гидрлеу реакциясына түседі. Май — маңызды биологиялық отын, жан-жануар үшін энергия көзі, қажетті тағам, зат алмасу процесіне қатысатын маңызды қосылыс.

Жіктелінуі.

Глицериддтер құрамындағы қышқылдың түріне қарай майлар қатты, жұмсақ ж-е сұйық болып юөлінеді. Қатты майлардың құрамында қаныққан қышқылдар көп болады, ал сұйық майлардың құрамында қанықпаған қышқылдар басым болады. Жануарлар майы әдетте қатты майи ( тоң май), мысалы қойдың майы , сиыр майы. Ал өсімдік майлары- сұйық майлар, мысалы күнбағыс, мақта , зығыр майлары.