Металдардың жемірілуі және онымен күресу жолдары

«Металдардың жемірілуі және онымен күресу жолдары»

Сабақтың мақсаты:

Білімділік: Оқушыларға металдардың жемірілуі процестері туралы түсінік беру, жемірілу кезінде металдар бетінде жүретін тотығу-тотықсыздану процестерін түсіндіру, жемірілумен күресу жолдарымен таныстыру.

Дамытушылық: Оқушылардың металдардың химиялық қасиеттері туралы алынған білімдерін бекіту, тұрмыста металдардың жемірілуімен күресу дағдысын қалыптастыру.

Тәрбиелік: Оқушылардың логикалық ойлау белсенділігін, пәнге қызығушылығын арттыру.

Сабақ түрі: аралас

Көрнекілігі: компьютер, реактивтер, үлестірмелі материалдар, сызба-нұсқалар, слайдтар.

Сабақ барысы:

I. Ұйымдастыру кезеңі:

Амандасу, түгелдеу, оқушылардың сабағын сабаққа аудару.

Өзін-өзі бағалау парағын үлестіру

II. Үй тапсырмасын сұрау, жаңа сабақты қабылдауға дайндық.

Өткен тақырыптар бойынша қызық сұрақтар «Миға шабу»:

1. Жүрек қызметін реттейтін металл? (кальций)

2. Сүйек хирургиясында қолданылатын металл? (тантал)

3. Қандай металлдың буы у? (сынап)

4. Ляпис құрамында қандай металл бар? (сынап)

5. Гемоглобиннің құрамында болатын металл? (темір)

6. Көмір қышқыл газында жанатын металл? (магний)

7. Хлорофилл құрамында кездесетін металл? (магний)

8. Бактерицидті қасиеті бар металл? (күміс)

9. Сүйектің құрамында болатын металл? (кальций)

10. Ас тұзының құрамына кіретін металл? (натрий)

III. Жаңа сабақты түсіндіру.

Адамзаттың тұрмыс тіршілігінде күнделікті металдардан жасалған бұйымдар қолданылады. Бірақ металдар мен олардың құймалары қоршаған ортанын әсерінен күйреуге ұшырайды, өзінің қасиеттерін жоғалтады.

Бұл құбылысты қалай атайды?

Анықтама беруге тырысып көріндер. Оқушылардың жауаптарын кітаптағы анықтамамен салыстырып, дұрыс жауабын жазады.

Қазақ тілінде жемірілу деген сөз қандай мағына береді?

Жеміру – жемір етістігінің қимыл атауы. Бірте – бірте құртып тауысу, қыспаққа алу, қажыту. Жемірілу – мүжілу, қажалып түсу.

• Жемірілуі – қоршаған орта факторларларының әсерінен металдардың бүліну құбылысы.

• Бұл процесс тотығу-тотықсыздану реакциясына жатады, металл атомы ионға айналады. Демек, металл неғұрлым белсенді болса соғұрлым тез бұзылады.

• Тотығу процесіне ауадағы оттегі, көмірқышқыл газы мен су буы, және топырақтағы басқа оксидтер мен тұздар, негіздер әсер етеді.

Проблемалық сұрақ: Жемірілудің қандай кері әсерлерін білесіңдер.

Жылына жемірілуге ұшырауына байланысты жер бетінде 20 миллион тонна жоғалып қайта қалпына келмейді және бұл құбылыстың кері әсері қоршаған ортаға тиеді.

Жемірілу – тотығу-тотықсыздану үдерісі болып табылады. Ол қоршаған ауада, ерітінділерде жүреді. Бұл кезде металл тотығады. Жемірілу механизміне қарай химиялық және электрохимиялық деп бөлінеді.

Химиялық жемірілу кезінде металл өзін қоршаған ортамен ауа, су, күн сәулесі әрекеттесіп, бүлінеді. Металдың қоршаған орта әсерінен электр тоғы пайда болмай бүлінуін химиялық жемірілу дейді.

Темірден және оның құймалардан жасалған бұйымдар ашық ауада, күн сәулесі түсетін, жаңбыр, қар тиетін жерде болса, күн сәулесі әсерінен қызып, ауадағы оттекпен, су буымен әрекеттеседі:

4Fe + 6 H₂O + 3O₂=4Fe(OH)₃↓

Соның нәтижесінде металл темір борпылдақ гидроксидке (тот) айналады. Ол күн сәулесі әсерінен айырылып, темір (III) оксидін түзеді:

2Fe(OH)₃ → Fe₂O₃ + 3H₂O

Темір (III) оксиді қызыл-қоныр түсті. Демек, металл бұйымдарында қызыл-қоныр түсті дақ пайда болса, ол оның жемірілуге ұшырай бастағынын көрсетеді. Жемірілу басталысымен үдерісі әрі қараәй жүре береді де, шаралар қолданылмаса, бүкіл металл бұйымын тот басады. Температура өскен сайын жемірілу үдерісінің жылдамдығы арта береді.

Кейбір металдар ауада оттекпен әрекеттесіп, оксидтен беттік қабат түзеді. Бұл оксид қабаты оны әрі қарай бұзылудан сақтайды. Мұндай жағдай алюминий, хром сияқты металдарға тән. Химиялық жемірілу іштен жанатын және реактивті двигательдерде жиі кездеседі.

Металдан жасалған бұйым электролит ортада болған жағдайда электрохимиялық жемірілу дейді.

Мысал ретінде тұз қышқылы ортасында темір мен мыстың қосылған жерінде жүретін үдерісіті алуға болады. Бұл жерде мынадай гальваникалық элемент пайда болады:

(-) Fe /HCl/ Cu (+)

Темір белсенді элемент болғандықтан мысқа электрон береді де, өзі тотығып, Fe ²⁺ ионы түрінде ери бастайды. Ал ерітіндідегі сутек ионы Н⁺ мысқа келіп, одан электрон қосып алып, тотықсызданады (Н₂):

Fe⁰-2e → Fe ²⁺

2H⁺+2e→H₂↑

Молекулалық түрде:

Fe + 2HCl = FeCl₂ + H₂↑

Анодтан катодқа электрон өткен сайын, катодтың потенциалы неғүрлым теріс болса, анодтікі оң болады да потенциалдар теңеседі. Потенциалдардың теңесуі жемірілу үдерісін тежейді. Егер мұндай болмаса, электролитте жемірілу ұдерісі өте тез жүрген болар еді.

Поляризациямен қатар жемірілу кезінде деполяризация процесі де жүреді. Электрон қабылдайтын тотықтырғаштар катод деполяризаторлары болып табылады. Олар поляризацияны азайтады. Электролит ортасына байланысты қышқыл ортада (рН7, рН=7) оттек катод деполяризаторы болып табылады. Біз жоғарыда көргендей қышқыл ортада сутектік деполяризация болып, катодта сутек бөлінеді.

Электролит бейтарап бол са ерітіндісі , оттектік деполяризация жүреді:

О₂ + 2 Н₂О + 4е → 4ОН^-

Түзілген ОН^- иондары ерітіндідегі Fe ²⁺ ионымен қосылады:

Fe²⁺ + 2ОН^- = Fe(OH)₂ ↓

Су және оттек әсерінен Fe(OH)₂ ↓ әрі қарай тотығады:

4 Fe(OH)₂ + 2Н₂О + О₂ = 4Fe(OH)₃ ↓

Темір (III) гидроксиді жылу әсерінен сусызданып қызыл қоныр тотқа айналады:

2Fe(OH)₃ → Fe₂O₃ · Н₂О + 2Н₂О

Электрохимиялық жемірілу темірде басқа металдың қосындысы болған кезде жүреді. Мұндай металл бұйымы электролитпен (су тамшысы да электролит бола алады) жаңасқан кезде беттік қабатта гальваникалық жұп түзіледі. Алдымен потенциалы терістеу металл бұзылады – ол электрон беріп ериді, ал электрондары белсенділігі төмен металға беріліп, оның бетінде сутектік немесе оттектік деполяризация жүреді (Н₂ не О₂ ) бөлінеді.

Аса таза темір жемірілуге берік. Алюминий сілтілік ортада ери бастайды. Жемірілуге берілмейтін алтын КС1 ерітіндіснде ериді.

Сонымен, металл бұйымдар құрамына әр түрлі металл кірген болса, электрохимиялық жемірілуге ұшырайды екен. Алдымен белсенділігі жоғары металл бұзылады. Жемірілу жылдамдығы металдар потенциалдары неғұрлым алшақ болса, соғұрлым жоғары болады.

Оқулықпен жұмыс: Оқушылар өз бетінше жемірілуден қорғану жолдарын талқылайды.

IV. Сабақты бекіту: Топтық жұмыс – топ төрт топқа бөлініп, Венн диаграммасын толтырады.

Химиялық жемірілу Электрохимиялық жемірілу

Сабақты қорыту: Сабақты мұғалім оқушылармен бірге қорытындылап, жауап парағы бойынша оқушылар бағаланады.

V. Үйге тапсырма: Металдардың жемірілуі және онымен күресу жолдары. Тақырып бойынша ашық тест құрастырып келу.

Пайдаланылған әдебиеттер:

1. Габриэлян О.С., Шоқыбаев Ж.Ә. «Химия 10» - Алматы: «Атамұра», 2014.

2. «Химия сабақтары», Алматы, АОМКДИ, 2011 ж.

3. Темірболатова Ә. , Қазымова А., Сағымбекова Ж. «Химия» оқу кітабы, Алматы «Мектеп», 2007ж.

4. Пичерина Р.В. «Повторяем химию», М., «Аркта», 2000 г.