1.

1. Какое количество теплоты необходимо, чтобы нагреть 2 кг воды от 20°C до 50°C?

2. Сколько теплоты требуется для нагревания 500 г алюминия от 20°C до 80°C? Удельная теплоёмкость алюминия c = 900 Дж

1.

1. Какое количество теплоты необходимо, чтобы нагреть 2 кг воды от 20°C до 50°C?

2. Сколько теплоты требуется для нагревания 500 г алюминия от 20°C до 80°C? Удельная теплоёмкость алюминия c = 900 Дж/(кг·°C).

3. Вода массой 3 кг получила 90 000 Дж теплоты. На сколько градусов изменилась её температура?

4. Какое количество теплоты необходимо для полного плавления 2 кг льда при 0°C?

6. Рассчитайте в килоджоулях количество теплоты, необходимое для плавления 500 г льда при 0°C.

8. Какая масса кипящей воды испарится, если затратить 4,6·10⁶ Дж теплоты?

9. Найдите в мегаджоулях количество теплоты, необходимое для полного испарения 200 г кипящей воды.

10. Какое количество теплоты выделится при полном сгорании 2 кг угля?

11. При сгорании угля выделилось 5,4·10⁷ Дж теплоты. Какая масса угля сгорела?

12. Рассчитайте в мегаджоулях количество теплоты, выделяющееся при сгорании 300 г угля.

13. Смешали 0,5 кг воды при 80°C и 0,5 кг воды при 20°C. Найдите конечную температуру смеси.

14. К 0,3 кг воды при 20°C добавили 0,2 кг воды при 100°C. Найдите конечную температуру смеси.

/(кг·°C).

3. Вода массой 3 кг получила 90 000 Дж теплоты. На сколько градусов изменилась её температура?

4. Какое количество теплоты необходимо для полного плавления 2 кг льда при 0°C?

6. Рассчитайте в килоджоулях количество теплоты, необходимое для плавления 500 г льда при 0°C.

8. Какая масса кипящей воды испарится, если затратить 4,6·10⁶ Дж теплоты?

9. Найдите в мегаджоулях количество теплоты, необходимое для полного испарения 200 г кипящей воды.

10. Какое количество теплоты выделится при полном сгорании 2 кг угля?

11. При сгорании угля выделилось 5,4·10⁷ Дж теплоты. Какая масса угля сгорела?

12. Рассчитайте в мегаджоулях количество теплоты, выделяющееся при сгорании 300 г угля.

13. Смешали 0,5 кг воды при 80°C и 0,5 кг воды при 20°C. Найдите конечную температуру смеси.

14. К 0,3 кг воды при 20°C добавили 0,2 кг воды при 100°C. Найдите конечную температуру смеси.

№5 Практикалық жұмыс
Эксперименттік есептер шығару

Бағалау өлшемдері:
1) қайтымды реакция, химиялық тепе-теңдік ұғымдарын ашады;
2) тепе-теңдіктің өзгеруіне әртүрлі факторлардың әсерін түсіндіреді;
3) Ле Шателье-Браун принципін түсіндіреді.

І. Тест тапсырмалары (дұрыс жауапты белгілеңіз)

1. Қайтымды реакция дегеніміз не?
А) Тек бір бағытта ғана жүретін реакция
В) Бір мезгілде қарама-қарсы екі бағытта жүретін реакция
С) Жылу бөле отырып жүретін реакция
D) Тек катализатор қатысында жүретін реакция

2. Химиялық тепе-теңдік күйі қалай сипатталады?
А) Тура реакция жылдамдығы кері реакция жылдамдығынан үлкен болғанда
В) Тура және кері реакциялар толығымен тоқтағанда
С) Тура және кері реакциялардың жылдамдықтары теңескенде
D) Тек өнімдер түзілгенде

3. Ле Шателье-Браун принципі бойынша, тепе-теңдіктегі жүйенің температурасын арттырса, тепе-теңдік қай бағытқа ығысады?
А) Экзотермиялық реакция бағытына
В) Эндотермиялық реакция бағытына
С) Газ көлемі артатын бағытқа
D) Өзгермейді

4. Газдар қатысатын реакцияда жүйенің қысымын арттырса, тепе-теңдік қалай өзгереді?
А) Газ молекулаларының саны көбірек (көлемі үлкен) жаққа ығысады
В) Газ молекулаларының саны азырақ (көлемі кіші) жаққа ығысады
С) Температурасы төмен жаққа ығысады
D) Қысым тепе-теңдікке әсер етпейді

5. N₂(г) + 3H₂(г) ⇄ 2NH₃(г) + Q реакциясында аммиактың (NH₃) шығымын көбейту үшін қандай жағдай жасау керек?
А) Температураны және қысымды төмендету
В) Температураны арттырып, қысымды төмендету
С) Температураны төмендетіп, қысымды арттыру
D) Температура мен қысымды арттыру

ІІ. Эксперименттік есептер (Ле Шателье-Браун принципін қолданып түсіндіріңіз)

Есеп 1. 2SO₂(г) + O₂(г) ⇄ 2SO₃(г) + Q жүйесіндегі тепе-теңдікті оңға (тура реакция бағытына) ығыстыру үшін температура мен қысымды қалай өзгерту қажет?

Түсіндірме (Шешуі): _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Жауабы: _____________________________________________

Есеп 2. CaCO₃(қ) ⇄ CaO(қ) + CO₂(г) - Q реакциясында көмірқышқыл газының шығымын арттырудың екі тәсілін ұсыныңыз.

Түсіндірме (Шешуі): _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Жауабы: _____________________________________________

Есеп 3. N₂(г) + O₂(г) ⇄ 2NO(г) - Q жүйесіне қысымның өзгеруі әсер ете ме? Жауабыңызды негіздеңіз.

Түсіндірме (Шешуі): _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Жауабы: _____________________________________________

Есеп 4. C(қ) + H₂O(г) ⇄ CO(г) + H₂(г) - Q жүйесінде қысымды төмендетсе, тепе-теңдік қай бағытқа ығысады?

Түсіндірме (Шешуі): _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Жауабы: _____________________________________________

Есеп 5. 2NO(г) + O₂(г) ⇄ 2NO₂(г) + Q реакциясында NO₂ газының концентрациясын көбейтсе (жүйеге қосса), тепе-теңдік қалай өзгереді?

Түсіндірме (Шешуі): _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Жауабы: _____________________________________________

Есеп 6. H₂(г) + I₂(г) ⇄ 2HI(г) - Q реакциясында температураны төмендеткенде тепе-теңдік қай бағытқа ығысады?

Түсіндірме (Шешуі): _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Жауабы: _____________________________________________

Есеп 7. PCl₅(г) ⇄ PCl₃(г) + Cl₂(г) - Q тепе-теңдік жүйесінде хлордың (Cl₂) түзілуін тездету үшін қысымды қалай өзгерту керек?

Түсіндірме (Шешуі): _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Жауабы: _____________________________________________

Есеп 8. Fe₃O₄(қ) + 4CO(г) ⇄ 3Fe(қ) + 4CO₂(г) + Q жүйесіндегі тепе-теңдікті темір (Fe) түзілу жағына ығыстыру үшін қандай жағдайлар жасау қажет?

Түсіндірме (Шешуі): _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Жауабы: _____________________________________________

Есеп 9. N₂O₄(г) ⇄ 2NO₂(г) - Q реакциясында жүйе қысымын 2 есе арттырғанда тепе-теңдік қай бағытқа ығысатынын Ле Шателье принципі тұрғысынан түсіндіріңіз.

Түсіндірме (Шешуі): _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Жауабы: _____________________________________________

Есеп 10. Егер CO(г) + 2H₂(г) ⇄ CH₃OH(г) + Q реакциясында сутегінің (H₂) концентрациясын азайтса, жүйедегі тепе-теңдік қалай өзгереді?

Түсіндірме (Шешуі): _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Жауабы: _____________________________________________

1.1. Понятие скорости химической реакции и классификация по фазам

Химическая кинетика — раздел химии, изучающий скорость и механизмы протекания химических реакций.

Скорость химической реакции (v) — это изменение количества вещества (или молярной концентрации) одного из реагирующих веществ или продуктов реакции в единицу времени в единице реакционного пространства (объема V для гомогенных систем или площади поверхности S для гетерогенных систем). Скорость всегда величина положительная (v > 0).

·        Гомогенная реакция — протекает в однородной среде (во всем объеме системы), где нет границы раздела фаз (между газами или в растворе). Пример: H₂(г) + Cl₂(г) = 2HCl(г).

·        Гетерогенная реакция — протекает на границе раздела фаз (на поверхности соприкосновения реагирующих веществ), например, между твердым веществом и жидкостью или газом. Пример: Zn(тв) + 2HCl(р-р) = ZnCl₂(р-р) + H₂(г).

1.2. Факторы, влияющие на скорость химической реакции

1.3. Катализ и катализаторы

·        Катализаторы — вещества, которые изменяют скорость химической реакции, участвуя в образовании промежуточных комплексов, но сами в итоге реакции не расходуются и не входят в состав конечных продуктов.

·        Положительный катализ — ускорение химической реакции в присутствии катализатора за счет снижения энергии активации (Eₐ).

·        Отрицательный катализ (ингибирование) — замедление нежелательных химических реакций с помощью специальных веществ — ингибиторов (применяются для защиты металлов от коррозии, стабилизации мономеров и пищевых продуктов).

·        Гомогенный и гетерогенный катализ — при гомогенном катализе реагенты и катализатор находятся в одной фазе (газовой или жидкой); при гетерогенном катализе — в разных фазах (чаще всего твердый катализатор и газообразные/жидкие реагенты, реакция идет на активных центрах поверхности катализатора).

·        Ферменты (энзимы) — биологические катализаторы белковой природы, отличающиеся высочайшей селективностью (специфичностью) и эффективностью при мягких условиях.

Задача 1 (Расчет средней скорости гомогенной реакции). В сосуде объемом 2 л протекает реакция N₂ + 3H₂ → 2NH₃. В начальный момент времени количество вещества азота составляло 1,2 моль, а через 20 секунд — 0,4 моль. Вычислите среднюю скорость реакции по азоту и по водороду.

Задача 2 (Закон действующих масс — изменение концентраций). Во сколько раз изменится скорость прямой реакции 2SO₂(г) + O₂(г) → 2SO₃(г), если концентрацию оксида серы (IV) увеличить в 3 раза, а концентрацию кислорода уменьшить в 3 раза?

Задача 3 (Влияние давления на скорость гетерогенной реакции). Во сколько раз возрастет скорость реакции Fe₂O₃(тв) + 3CO(г) = 2Fe(тв) + 3CO₂(г) при увеличении общего давления в системе в 4 раза?

Задача 4 (Правило Вант-Гоффа — расчет скорости реакции). При температуре 20 °C реакция протекает со скоростью 0,05 моль/(л·мин). Какова будет скорость этой реакции при 60 °C, если температурный коэффициент реакции γ = 3?

Задача 5 (Правило Вант-Гоффа — расчет времени протекания реакции). При 30 °C некоторая химическая реакция заканчивается за 32 минуты. За сколько секунд закончится эта же реакция при 70 °C, если температурный коэффициент скорости равен 2?

Вопрос 1. Почему при добавлении новой порции цинка (в виде таких же гранул) к раствору соляной кислоты скорость выделения водорода практически не меняется, а при замене гранул на цинковую пыль той же массы — резко возрастает?

Ответ: ______________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________________________

Вопрос 2. Как изменится константа скорости реакции (k) при увеличении концентрации исходных веществ в 2 раза при постоянной температуре?

Ответ: ______________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________________________

Вопрос 3. Почему катализатор увеличивает скорость как прямой, так и обратной обратимой реакции, но не смещает химическое равновесие?

Ответ: ______________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________________________

Вопрос 4. На какие реакции (с какими агрегатными состояниями веществ) изменение внешнего давления оказывает существенное влияние, а на какие — нет?

Ответ: ______________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________________________

Вопрос 5. В чем заключается принципиальное отличие действия катализатора от действия повышения температуры с точки зрения теории активных столкновений?

Ответ: ______________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________________________

СКОРОСТЬ ХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ. ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ. КАТАЛИЗ

 Бұлтты технология (Cloud Computing) – деректерді жергілікті компьютерде емес, интернет арқылы қашықтағы серверде сақтау, өңдеу және қолдануға мүмкіндік беретін технология.

Мысалы: Google Drive, iCloud, Dropbox, Microsoft OneDrive.

Бұлтты технологиялардың артықшылықтары:

• Деректерге кез келген жерден қол жеткізу;
• Құрылғылар арасында синхрондау;
• Қауіпсіздік пен резервтік көшіру мүмкіндігі;
• Бағдарламаларды орнатпай-ақ онлайн пайдалану;
• Жаңартулардың автоматты түрде орындалуы.

Бұлтты қызметтердің негізгі түрлері

Заттардың интернеті – интернетке қосылған әртүрлі құрылғылардың (смарт сағат, үйдегі сенсорлар, көліктер, өндіріс жабдықтары және т.б.) өзара байланысып, деректер алмасуы.

Мақсаты:
адам араласуынсыз құрылғылардың өзара байланысып, ақпарат алмасу арқылы тиімді жұмыс жасауына мүмкіндік беру.

IoT жұмыс принципі

1. Сенсорлар – температура, қозғалыс, дыбыс сияқты ақпаратты жинайды.
2️. Интернетке қосылу – жиналған мәлімет бұлтқа жіберіледі.
3️. Бұлтты өңдеу – серверде деректер талданып, шешім қабылданады.
4️. Әрекет ету – құрылғы автоматты түрде жауап береді (мысалы, үйдегі жылыту жүйесі қосылады).

IoT қолданылатын салалар:

• Ақылды үйлер (Smart Home)
• Ақылды қала (Smart City)
• Денсаулық сақтау (телемедицина, фитнес құрылғылар)
• Өнеркәсіп (роботтандыру, автоматтандыру)
• Ауыл шаруашылығы (топырақ және ауа жағдайын бақылау)

Даму перспективалары:

• 2030 жылға қарай әлемде 25–30 миллиард құрылғы IoT желісіне қосылады;
• Өндіріс пен көлікте толық автоматтандыру күшейеді;
• Деректер қауіпсіздігін қамтамасыз ету өзекті мәселе болады;
• «Ақылды қала» және «цифрлық үкімет» жобалары кең тарайды.

Митоз

Митоз — соматикалық (дене) жасушаларының бөліну тәсілі. Митоз нәтижесінде бір диплоидты (2n) аналық жасушадан генетикалық ақпараты дәл сондай екі диплоидты жас жасуша түзіледі.

Митоз фазалары:
1. Профаза: Хроматин жіпшелері ширатылып, хромосомаларға айналады. Ядро қабықшасы мен ядрошық жойылады. Бөліну ұршығы түзіле бастайды.
2. Метафаза: Хромосомалар жасушаның экваторына жиналып, метафазалық тақташа түзеді. Ұршық жіпшелері центромераларға бекітіледі.
3. Анафаза: Хроматидалар бір-бірінен ажырап, жасушаның қарама-қарсы полюстеріне тартылады.
4. Телофаза: Полюстерге жеткен хромосомалар тарқатылып, қайтадан хроматинге айналады. Ядро қабықшасы түзіліп, цитокинез (цитоплазманың бөлінуі) жүреді.

Жануарлардағы гаметогенез

Гаметогенез — жыныс жасушаларының (гаметалардың) түзілу процесі. Аталық гаметалардың түзілуі – сперматогенез, аналық гаметалардікі – оогенез (овогенез) деп аталады.

Гаметогенез кезеңдері:
1. Көбею кезеңі: Алғашқы жыныс жасушалары митоз жолымен бөлінеді.
2. Өсу кезеңі: Жасушалар қоректік заттар жинап, көлемі ұлғаяды (интерфаза).
3. Пісіп жетілу кезеңі: Мейоздық бөліну жүріп, гаплоидты (1n) жасушалар түзіледі.
4. Қалыптасу кезеңі (тек сперматогенезде): Сперматидтерден қозғалмалы сперматозоидтар қалыптасады.

Өсімдіктердегі спорогенез және гаметогенез

Микроспорогенез және микрогаметогенез: Тозаңқаптағы микроспороциттер мейоз арқылы 4 гаплоидты микроспора түзеді. Әрбір микроспора митоз арқылы бөлініп, вегетативті және генеративті жасушасы бар тозаң дәнін (аталық гаметофит) түзеді. Генеративті жасуша қайта бөлініп, екі спермий (аталық гамета) береді.

Мегаспорогенез және мегагаметогенез: Түйіндегі мегаспороцит мейоздық жолмен бөлініп, 4 мегаспора түзеді, оның үшеуі жойылады. Қалған 1 мегаспора (макроспора) митоз жолымен 3 рет бөлініп, 8 ядролы ұрық қапшығын (аналық гаметофит) түзеді. Оның ішінде бір жұмыртқа жасушасы және орталық диплоидты жасуша орналасады.

2. КЕСТЕ: Сперматогенез бен Оогенезді салыстыру

3. ТАПСЫРМА

Сәйкестендіру тесті: Митоз фазалары мен онда жүретін процестерді сәйкестендіріңіз.

Фазалар:
1. Профаза
2. Метафаза
3. Анафаза
4. Телофаза

Процестер:
А) Хроматидалар жасуша полюстеріне ажырайды.
Ә) Ядро қабықшасы мен ядрошық ериді, ұршық жіпшелері пайда болады.
Б) Хромосомалар тарқатылып, ядро қайта түзіледі.
В) Хромосомалар жасуша экваторына орналасады.

Жауабыңызды мына үлгіде жазыңыз: 1-..., 2-..., 3-..., 4-...

4. ТЕСТ 

1. Митоздың қай фазасында хромосомалар жасушаның экваторына жиналады?
А) Профаза
В) Метафаза
С) Анафаза
D) Телофаза

2. Митоз нәтижесінде бір аналық жасушадан неше жас жасуша түзіледі?
А) 1
В) 2
С) 3
D) 4

3. Жануарлардағы аналық жыныс жасушаларының даму процесі қалай аталады?
А) Сперматогенез
В) Оогенез
С) Партеногенез
D) Онтогенез

4. Гаметогенездің көбею аймағында алғашқы жыныс жасушалары қандай жолмен бөлінеді?
А) Амитоз
В) Мейоз
С) Митоз
D) Шизогония

5. Өсімдіктерде аталық гаметалар (тозаң дәндері) қайда түзіледі?
А) Тозаңқапта
В) Түйінде
С) Аналық аузында
D) Жапырақта

6. Гүлді өсімдіктердегі мегаспорогенез нәтижесінде түзілетін 4 мегаспораның нешеуі одан әрі дамып, ұрық қапшығын түзеді?
А) 1
В) 2
С) 3
D) 4

7. Митоздың анафазасында қандай процесс жүреді?
А) Ядрошық жойылады
В) Кроссинговер жүреді
С) Хроматидалар полюстерге тартылады
D) Цитокинез басталады

8. Гаметогенездің пісіп жетілу кезеңінде қандай бөліну жүреді?
А) Митоз
В) Мейоз
С) Амитоз
D) Бүршіктену

9. Сперматогенез нәтижесінде бір бастапқы жасушадан неше толыққанды гамета қалыптасады?
А) 1
В) 2
С) 3
D) 4

10. Митоздың негізгі биологиялық маңызы қандай?
А) Жасушадағы хромосомалар санын екі есе азайту
В) Гаметалар түзу
С) Генетикалық әртүрлілікті қамтамасыз ету
D) Аналық жасушаның генетикалық материалының жас жасушаларға тең бөлінуі

Курс предназначен   для  группы   ИС26-1А

Курс предназначен  для группы ИС26-1А

ТАҚЫРЫП: Қышқылдар мен негіздердің теориялары. Электролит ерітінділеріндегі иондық тепе-теңдік

Қышқылдар мен негіздердің негізгі теориялары

Заманауи химияда қышқылдар мен негіздердің қасиеттерін түсіндіретін 3 негізгі теория бар:

1. **С. Аррениус теориясы (Диссоциация теориясы, 1887 ж.)**
* **Қышқылдар** – сулы ерітіндіде диссоциацияланған кезде катион ретінде тек сутек иондарын (H⁺) түзетін электролиттер (мысалы: HCl ⇄ H⁺ + Cl⁻).
* **Негіздер** – сулы ерітіндіде анион ретінде тек гидроксид-иондарын (OH⁻) түзетін электролиттер (мысалы: NaOH ⇄ Na⁺ + OH⁻).
* *Кемшілігі:* Тек сулы ерітінділер үшін ғана жарамды және құрамында OH⁻ тобы жоқ (мысалы, NH₃) негіздердің қасиетін түсіндіре алмайды.

2. **Й. Брёнстед және Т. Лоури теориясы (Протондық теория, 1923 ж.)**
* **Қышқыл** – протонды (H⁺) беріп жіберетін бөлшек (молекула немесе ион). Ол *донор* деп аталады.
* **Негіз** – протонды қосып алатын бөлшек. Ол *акцептор* деп аталады.
* Қышқыл протонды бергеннен кейін өзінің **түйіндес негізіне**, ал негіз протонды қосқаннан кейін **түйіндес қышқылына** айналады.
* *Мысалы:* NH₃ (негіз) + H₂O (қышқыл) ⇄ NH₄⁺ (түйіндес қышқыл) + OH⁻ (түйіндес негіз).

3. **Г. Льюис теориясы (Электрондық теория, 1923 ж.)**
* **Қышқыл** – бос орбиталі бар және электрон жұбын қабылдай алатын бөлшек (акцептор). Мысалы: AlCl₃, BF₃, H⁺, Ag⁺.
* **Негіз** – ортақ байланыс түзуге жұмсалатын бөлінбеген электрон жұбы бар бөлшек (донор). Мысалы: NH₃, H₂O, Cl⁻.
* Бұл теория ең ауқымдысы, себебі протон қатыспайтын жүйелерді де (мысалы, кешенді қосылыстар түзілуі) қамтиды.

### Электролит ерітінділеріндегі иондық тепе-теңдік

* **Судың иондық көбейтіндісі (Kw):** Су – өте әлсіз электролит: H₂O ⇄ H⁺ + OH⁻.
Судағы сутек және гидроксид иондары концентрацияларының көбейтіндісі тұрақты шама (25°C-та):
**Kw = [H⁺] · [OH⁻] = 10⁻¹⁴**
* **Сутектік көрсеткіш (pH):** Ерітіндінің ортасын сипаттау үшін сутек иондары концентрациясының теріс ондық логарифмі қолданылады:
**pH = -lg[H⁺]**
(Қышқылдық орта: pH < 7; Бейтарап орта: pH = 7; Негіздік орта: pH > 7).
* **Оствальдтың сұйылту заңы:** Әлсіз электролиттердің диссоциациялану дәрежесі (α) мен ерітінді концентрациясы (C) арасындағы байланысты көрсетеді.
**K = α²C / (1 - α)**
Егер электролит өте әлсіз болса (α << 1), формула ықшамдалады: **K ≈ α²C** немесе **α = √(K/C)**, яғни ерітіндіні сұйылтқан сайын диссоциациялану дәрежесі артады.

---

2. ТӘЖІРИБЕЛІК ЕСЕПТЕР

1. 25°C температурадағы 0,01 М тұз қышқылы (HCl) ерітіндісінің pH және pOH мәндерін есептеңіз. (Электролит толық диссоциацияланады деп есептеңіз).
2. Әлсіз бірнегізді қышқылдың 0,05 М ерітіндісіндегі диссоциациялану дәрежесі 2%-ға тең. Осы қышқылдың диссоциациялану тұрақтысын (Kd) анықтаңыз.
3. Келесі реакция теңдеуіндегі Брёнстед-Лоури қышқылдары мен негіздерін (түйіндес жұптарын) көрсетіңіз:
CH₃COOH + H₂O ⇄ CH₃COO⁻ + H₃O⁺
4. 0,1 М сірке қышқылы (CH₃COOH) ерітіндісіндегі сутек иондарының [H⁺] концентрациясын және pH мәнін табыңыз. (Сірке қышқылының диссоциациялану тұрақтысы Kd = 1,8 · 10⁻⁵).
5. Льюис теориясы бойынша келесі реакцияда қай зат қышқыл, қай зат негіз екенін дәлелдеңіз:
BF₃ + :NH₃ → F₃B-NH₃

---

 3. БАҚЫЛАУ СҰРАҚТАРЫ 

1. Аррениус теориясының қандай шектеулері мен кемшіліктері бар? Неліктен ғылымға жаңа қышқыл-негіз теорияларын енгізу қажеттілігі туындады?
2. Брёнстед-Лоури теориясы тұрғысынан «амфотерлі» (амфипротты) заттар дегеніміз не? Оларға нақты мысалдар келтіріп, қасиеттерін реакция теңдеулерімен түсіндіріңіз.
3. Температураның артуы судың иондық көбейтіндісіне (Kw) қалай әсер етеді? Осыған байланысты ыстық судың (мысалы, 80°C) pH мәні дәл 7,0 бола ма, әлде өзгере ме?
4. Оствальдтың сұйылту заңы неліктен күшті электролиттер ерітінділеріне қолданылмайды? Күшті электролиттер үшін қандай ұғым (термин) қолданылады?
5. Құрамында сутек атомы мүлдем жоқ, бірақ қышқылдық қасиет көрсететін қосылыстарды қай теория арқылы түсіндіруге болады? Оның механизмін сипаттаңыз.

1. ТЕОРИЯЛЫҚ КОНСПЕКТ

Химиялық кинетика – химиялық реакциялардың жылдамдығын және олардың жүру механизмін зерттейтін химияның бөлімі.

·        Реакция жылдамдығы (v) – уақыт бірлігінде (Δt) көлем бірлігінде (гомогенді жүйе үшін) немесе фазалардың жанасу бетінің ауданында (гетерогенді жүйе үшін) әрекеттесуші заттардың немесе өнімдердің біреуінің мөлшерінің өзгеруі.

·        Гомогенді реакцияның жылдамдығы: v = ± ΔC / Δt (мұндағы ΔC – молярлық концентрацияның өзгеруі).

·        Гетерогенді реакцияның жылдамдығы: v = ± Δν / (S · Δt) (мұндағы S – жанасу ауданы, Δν – зат мөлшері).

Химиялық реакция жылдамдығына әсер ететін факторлар:

2. БАҚЫЛАУ СҰРАҚТАРЫ (5 сұрақ)

Сұрақ 1. Гомогенді және гетерогенді реакциялардың жылдамдықтарын анықтаудағы негізгі айырмашылық неде?

Жауап: ____________________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________________________

Сұрақ 2. Температураны көтергенде химиялық реакцияның жылдамдығы неліктен артады? Бөлшектердің кинетикалық энергиясы тұрғысынан түсіндіріңіз.

Жауап: ____________________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________________________

Сұрақ 3. Қатты заттар қатысатын реакцияларда жанасу бетінің ауданы реакция жылдамдығына қалай әсер етеді? Мысал келтіріңіз.

Жауап: ____________________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________________________

Сұрақ 4. Катализаторлар химиялық тепе-теңдікке әсер ете ме? Олардың реакцияны жеделдету механизмі қандай?

Жауап: ____________________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________________________

Сұрақ 5. Әрекеттесуші массалар заңының кинетикалық теңдеуінде қатты заттардың концентрациясы неліктен есепке алынбайды?

Жауап: ____________________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________________________

3. ЕСЕПТЕР (5 есеп)

Есеп 1. Егер гомогенді реакциядағы бастапқы заттың концентрациясы 10 секунд ішінде 0,8 моль/л-ден 0,2 моль/л-ге дейін төмендесе, осы реакцияның орташа жылдамдығын есептеңіз.

Есеп 2. 2CO(г) + O₂(г) → 2CO₂(г) реакциясы үшін оттек концентрациясын 2 есе, ал көміртек (II) оксидінің концентрациясын 3 есе арттырғанда тура реакцияның жылдамдығы неше есе өзгереді?

Есеп 3. Температуралық коэффициенті 3-ке тең реакцияның температурасын 20 °C-тан 50 °C-қа дейін көтергенде, оның жылдамдығы неше есе артады?

Есеп 4. Егер 40 °C температурада реакция 2 минутта (120 секунд) аяқталса, ал оның температуралық коэффициенті 2-ге тең болса, осы реакция 60 °C температурада қанша уақытта аяқталады?

Есеп 5. A(г) + 2B(г) → C(г) реакциясының жылдамдық константасы 0,5 л²/(моль²·с). А затының бастапқы концентрациясы 0,4 моль/л, ал В затының бастапқы концентрациясы 0,3 моль/л болған сәттегі реакция жылдамдығын табыңыз.

Бұл курс «Ұйымның жергілікті–есептеу желісін теңшеу» кәсіптік модулінің құрамдас бөлігі болып табылады. Курс білім алушыда ұйымның локальды есептеу желісін (ЛЕЖ) жобалау, монтаждау, баптау және диагностикалау бойынша кәсіби құзыреттіліктерді қалыптастыруға бағытталған.

Курс барысында білім алушылар келесі дағдыларды меңгереді:

• желінің физикалық және логикалық топологияларын ажырату және салыстыру;
• локальды желінің негізгі компоненттерін, интерфейстерін және кабель түрлерін тану;
• кабель желісін есептеу, монтаждау, таңбалау және тестілеу;
• OSI және TCP/IP модельдерінің деңгейлерін меңгеру;
• IPv4 мекенжайлау схемасын құру және субнеттеу есептеулерін жүргізу;
• желілік адаптерлерді конфигурациялау және қосылымды тексеру;
• ортақ ресурстарға қолжетімділікті баптау, жұмыс тобын ұйымдастыру;
• сымсыз желілік қосылым орнату және оны қорғау;
• желінің жай-күйін бақылау, ақауларды диагностикалау және жою;
• желі конфигурациясын құжаттау.

«Компьютерді басқару үшін жүйелік бағдарламалық жасақтаманы конфигурациялау» курсы компьютердің жүйелік бағдарламалық жасақтамасын тиімді басқару және баптау негіздерін меңгеруге бағытталған. Курс барысында білім алушылар операциялық жүйенің негізгі параметрлерін конфигурациялауды, жүйелік қызметтер мен процестерді басқаруды, драйверлер мен утилиттерді пайдалануды, құрылғылардың жұмысын баптауды және компьютердің өнімділігін оңтайландыруды үйренеді.

Операционная система Linux

Курс знакомит с Linux, самой распространённой операционной системой для серверов, сетевого оборудования и облачных сервисов. Студенты научатся уверенно работать в командной строке, управлять файлами, пользователями и правами доступа, устанавливать программы, настраивать сеть и разворачивать основные серверные службы.

Каждая тема состоит из лекции и лабораторной работы. На лекции разбираются команды и принципы работы системы. В лабораторной студенты выполняют те же действия сами на виртуальной машине Linux.

Что изучаем:

• дистрибутивы Linux и структура файловой системы;
• навигация и работа с файлами и каталогами (pwd, ls, cd, cp, mv, rm);
• архивация и сжатие (tar, gzip, bzip2, xz, zip), символические и жёсткие ссылки;
• текстовые редакторы и обработка текста;
• пользователи и группы;
• права доступа к файлам, владельцы и специальные права;
• программные пакеты и менеджер пакетов;
• устройства хранения данных;
• скрипты на Bash;
• настройка сети и межсетевой экран (Firewall);
• файловый сервер Samba;
• веб-сервер (Apache/Nginx), базы данных (MySQL/MariaDB), PHP/Python.

1.1. Основные теории кислот и оснований

1.2. Ионные равновесия в растворах электролитов

·        Степень диссоциации (α) — отношение числа распавшихся на ионы молекул к общему числу растворенных молекул. Для сильных электролитов α → 1 (100%), для слабых α ≪ 1.

·        Константа диссоциации (K_d) — константа равновесия процесса диссоциации слабого электролита. Зависит от природы вещества и температуры, но не зависит от концентрации.
Для кислоты HA ⇄ H⁺ + A⁻: Kₐ = [H⁺][A⁻] / [HA]

·        Закон разведения Оствальда связывает константу диссоциации, степень диссоциации и молярную концентрацию C (моль/л): K = (α² · C) / (1 − α).
Для очень слабых электролитов (α ≪ 1) формула упрощается: K ≈ α² · C  ⇒  α = √(K/C)

·        Ионное произведение воды (K_w) — произведение равновесных концентраций ионов водорода и гидроксид-ионов. При 25 °C: K_w = [H⁺] · [OH⁻] = 10⁻¹⁴.

·        Водородный показатель (pH) — отрицательный десятичный логарифм молярной концентрации ионов водорода: pH = −log[H⁺].
• Кислая среда: [H⁺] > 10⁻⁷, pH < 7
• Нейтральная среда: [H⁺] = 10⁻⁷, pH = 7
• Щелочная среда: [H⁺] < 10⁻⁷, pH > 7
Аналогично: pOH = −log[OH⁻]. Справедливо: pH + pOH = 14.

1. Согласно протонной теории Брёнстеда-Лоури, основанием является:

А) Вещество, образующее при диссоциации ионы OH⁻
Б) Донор электронной пары
В) Донор протонов
Г) Акцептор протонов

2. Как изменится степень диссоциации слабого электролита при разбавлении раствора водой? (согласно закону Оствальда)

А) Увеличится
Б) Уменьшится
В) Не изменится
Г) Сначала увеличится, затем уменьшится

3. Чему равен pH нейтрального водного раствора при 25 °C?

А) 0
Б) 1
В) 7
Г) 14

4. Укажите вещество, которое является типичной кислотой Льюиса, но не является кислотой Брёнстеда:

А) HCl
Б) H₂SO₄
В) BF₃
Г) NH₃

5. Если концентрация ионов OH⁻ в растворе равна 10⁻⁴ моль/л, то среда этого раствора:

А) Кислая (pH = 4)
Б) Щелочная (pH = 10)
В) Кислая (pH = 10)
Г) Щелочная (pH = 4)

Задача 1. Вычислите pH раствора, если концентрация ионов водорода [H⁺] составляет 0,001 моль/л.

Задача 2. Вычислите pH 0,05 M раствора гидроксида натрия (NaOH), считая его сильным электролитом.

Задача 3. Константа диссоциации уксусной кислоты (CH₃COOH) равна 1,8 · 10⁻⁵. Определите степень диссоциации этой кислоты в 0,1 M растворе.

Задача 4. Вычислите концентрацию ионов H⁺ и OH⁻ в растворе с pH = 8.

Задача 5. В 500 мл воды растворили 0,365 г хлороводорода (HCl). Вычислите pH полученного раствора (изменением объема при растворении пренебречь, M(HCl) = 36,5 г/моль).

«Исследование влияния различных факторов на скорость химических реакций»

Критерии оценивания:
1) Экспериментально исследует влияние температуры, концентрации, давления на скорость химических реакций;
2) Экспериментально подтверждает влияние температуры на скорость химических реакций.

1. ОПОРНЫЙ КОНСПЕКТ: Влияние факторов на скорость реакций

Скорость химической реакции зависит от условий ее проведения. Основными факторами, влияние которых можно доказать экспериментально, являются концентрация реагентов, давление (для газов) и температура.

1. Влияние концентрации
Теория: Чем выше концентрация реагирующих веществ, тем больше частиц находится в единице объема, что приводит к увеличению числа столкновений молекул и росту скорости реакции.
Экспериментальное доказательство: Взаимодействие раствора тиосульфата натрия (Na₂S₂O₃) с серной кислотой (H₂SO₄). Реакция сопровождается выпадением мутного осадка серы. Если в нескольких пробирках подготовить растворы тиосульфата разной концентрации (путем разбавления водой) и добавить одинаковое количество кислоты, время помутнения будет наименьшим в пробирке с максимальной концентрацией Na₂S₂O₃.

2. Влияние давления (только для газов)
Теория: Увеличение давления газовой смеси эквивалентно уменьшению ее объема. При сжатии концентрация реагирующих газов пропорционально возрастает, что ведет к ускорению реакции.
Экспериментальное доказательство: Изменение объема газа в закрытой системе (например, в герметичном шприце с газовой смесью NO и O₂). При резком уменьшении объема поршнем наблюдается мгновенное усиление бурой окраски NO₂, что свидетельствует о резком ускорении реакции окисления.

3. Влияние температуры
Теория: При повышении температуры возрастает кинетическая энергия частиц. Резко увеличивается доля «активных» молекул, способных преодолеть энергетический барьер (энергию активации). Зависимость описывается правилом Вант-Гоффа: при нагревании на каждые 10 °C скорость реакции возрастает в 2-4 раза.
Экспериментальное подтверждение: Взаимодействие цинка или магния с соляной кислотой. В двух пробирках находится кислота одной концентрации. Если одну пробирку поместить в стакан с горячей водой, а другую — с холодной, то при добавлении одинаковых гранул металла в нагретой пробирке газ (водород) будет выделяться намного интенсивнее.

2. ТЕСТОВЫЕ ВОПРОСЫ

Задание: Внимательно прочитайте вопросы и обведите букву правильного ответа.

1. Почему увеличение концентрации реагирующих веществ приводит к увеличению скорости реакции?

А) Увеличивается энергия активации
Б) Снижается энергия активации
В) Увеличивается частота столкновений молекул
Г) Увеличивается объем молекул

2. На скорость какой из перечисленных реакций изменение давления окажет наибольшее влияние?

А) Zn(тв) + 2HCl(р-р) → ZnCl₂(р-р) + H₂(г)
Б) 2NO(г) + O₂(г) → 2NO₂(г)
В) NaOH(р-р) + HCl(р-р) → NaCl(р-р) + H₂O(ж)
Г) Na₂SO₄(р-р) + BaCl₂(р-р) → BaSO₄(тв) + 2NaCl(р-р)

3. Согласно правилу Вант-Гоффа, при повышении температуры на 10 °C скорость большинства химических реакций:

А) Увеличивается в 2–4 раза
Б) Уменьшается в 2–4 раза
В) Увеличивается на 10%
Г) Не изменяется

4. Какой метод экспериментально подтверждает влияние концентрации на скорость реакции тиосульфата натрия с кислотой?

А) Проведение реакции в разных объемах колб
Б) Разбавление раствора тиосульфата водой в разных пропорциях перед реакцией
В) Нагревание растворов до разных температур
Г) Добавление катализатора

5. Основная причина резкого увеличения скорости химической реакции при повышении температуры — это:

А) Уменьшение давления в системе
Б) Увеличение числа активных молекул, обладающих достаточной энергией
В) Изменение химического состава веществ
Г) Увеличение плотности веществ

6. Как экспериментально доказать, что температура влияет на скорость реакции?

А) Измерить массу продуктов реакции
Б) Засечь время реакции в одинаковых условиях, но при разных температурах
В) Взвесить реагенты до и после реакции
Г) Добавить в реакцию воду

7. Что происходит с газовой смесью при увеличении давления в закрытом сосуде?

А) Увеличивается объем газа
Б) Уменьшается молярная концентрация газов
В) Увеличивается концентрация молекул газов
Г) Уменьшается кинетическая энергия частиц

8. В каком из перечисленных опытов выделение газа будет происходить быстрее всего?

А) Кусочек цинка и 10% соляная кислота при 20 °C
Б) Кусочек цинка и 10% соляная кислота при 40 °C
В) Порошок цинка и 20% соляная кислота при 40 °C
Г) Порошок цинка и 20% соляная кислота при 20 °C

9. Укажите математическое выражение правила Вант-Гоффа:

А) v = k · [A]ᵃ · [B]ᵇ
Б) K = (α² · C) / (1 − α)
В) v₂ = v₁ · γ^((T₂ − T₁) / 10)
Г) pH = −log[H⁺]

10. При проведении эксперимента установлено, что при 20 °C реакция завершается за 40 секунд, а при 30 °C — за 20 секунд. Это доказывает, что при нагревании:

А) Скорость реакции уменьшилась
Б) Скорость реакции увеличилась в 2 раза
В) Концентрация веществ упала
Г) Давление в пробирке возросло

Практическая работа №4
Решение экспериментальных задач

Цели обучения:
1) Применяет закон действующих масс для химических реакций;
2) Производит расчеты, используя закон действующих масс.

Задание: Прочитайте условия задач, запишите кинетические уравнения согласно закону действующих масс и выполните необходимые расчеты. Приведите подробный ход решения.

Задача 1. Напишите математическое выражение закона действующих масс (кинетическое уравнение) для прямой и обратной реакций: 2SO₂(г) + O₂(г) ⇄ 2SO₃(г).

Решение:



Ответ: ________________________________

Задача 2. Составьте кинетическое уравнение для гетерогенной химической реакции горения угля: C(тв) + O₂(г) → CO₂(г). Учтите агрегатное состояние веществ.

Решение:



Ответ: ________________________________

Задача 3. Как изменится скорость прямой реакции 2NO(г) + O₂(г) → 2NO₂(г), если концентрацию оксида азота (II) увеличить в 2 раза?

Решение:



Ответ: ________________________________

Задача 4. Во сколько раз изменится скорость химической реакции N₂(г) + 3H₂(г) → 2NH₃(г), если концентрацию азота увеличить в 2 раза, а концентрацию водорода уменьшить в 2 раза?

Решение:



Ответ: ________________________________

Задача 5. Как изменится скорость прямой реакции 2CO(г) + O₂(г) ⇄ 2CO₂(г), если давление в системе увеличить в 3 раза (сжать газовую смесь)?

Решение:



Ответ: ________________________________

Задача 6. Во сколько раз возрастет скорость химической реакции Fe₂O₃(тв) + 3H₂(г) → 2Fe(тв) + 3H₂O(г) при уменьшении объема реакционного сосуда в 2 раза?

Решение:



Ответ: ________________________________

Задача 7. Константа скорости реакции A(г) + 2B(г) → C(г) равна 0,4 л²/(моль²·с). Вычислите начальную скорость этой реакции, если начальные концентрации веществ составляют: [A] = 0,5 моль/л, [B] = 0,1 моль/л.

Решение:



Ответ: ________________________________

Задача 8. Реакция протекает по уравнению 2NO(г) + Cl₂(г) → 2NOCl(г). Начальные концентрации: [NO] = 0,4 моль/л, [Cl₂] = 0,3 моль/л. Константа скорости равна 0,5. Вычислите скорость реакции в тот момент, когда прореагировала половина хлора.

Решение:



Ответ: ________________________________

Задача 9. В двух одинаковых закрытых сосудах протекают реакции: 1) H₂(г) + Cl₂(г) → 2HCl(г) и 2) 2H₂(г) + O₂(г) → 2H₂O(г). Если давление увеличить в 2 раза в обоих сосудах, скорость какой реакции возрастет сильнее и во сколько раз?

Решение:



Ответ: ________________________________

Задача 10. Реакция A(г) + B(г) → AB(г) протекает со скоростью 0,02 моль/(л·с). Константа скорости равна 0,1 л/(моль·с). Если концентрация вещества A в данный момент составляет 0,4 моль/л, вычислите концентрацию вещества B.

Решение:



Ответ: ________________________________