' G. P. Xomchenko, I. G. Xomchenko

Karbonat-ion  CO

3

  ga xos  eng 

muhim  reaksiya  suyultirilgan  mineral  kislotalarning  —  xlorid  yoki 

sulfat  kislotaning  ta’siridir.  Bunda  vishillab  uglerod  (IV)  oksid 

pufakchalari  ajralib  chiqadi,  u  kalsiy  gidroksid  eritmasi  (ohakli 

suv)  orqali 

0

‘tkazilganda  eritma  C a C 0

3

  hosil  bo'lishi  tufayli 

loyqalanadi:

C O 2" + 2 H += C 0 2T+H 20

va so'ngra

C 0 2+ C a2++ 2 0 H -= C a C 0 3l + H 20  

C 0

2

  mo'l  bo'lganida  loyqalanish  yo'qoladi:

C a C 0

3+ C 0 2+ H 20 = C a 2++2H C 07

11.5-§.  Kremniy  va  uning  xossalari

Tabiatda uchrashi. 

Kremniy kisloroddan  keyin Yerda eng ko'p 

tarqalgan elementdir.  U yer po'stlog'i massasining 27,6%  ini tashkil 

etadi.  Tabiatda  asosan  kremniy  (IV)  oksid  va  silikat  kislotalarning 

tuzlari  —  silikatlar  holida  uchraydi.  Ular  yer  po'stlog'ining 

qobig'ini  hosil  qiladi.  Kremniy  birikmalari  o'simlik  va  hayvonlar 

organizmida bo'ladi.

Olinishi va ishlatilishi. 

Sanoatda kremniy elektr pechlarda SiO, 

ni  koks  bilan  qaytarish  orqali  olinadi:

S i0 3+ 2 C = S i+ 2 C 0

Laboratoriyalarda qaytaruvchilar sifatida magniy yoki aluminiydan 

foydalaniladi:

S i0 2+2M g=Si+2M g0

3S i0 2+4Al=3Si+2Al20 3

Eng  toza  kremniy  uning  tetraxloridini  rux  bug'lari  bilan 

qaytarish  orqali  olinadi:

SiCl_,+2Zn=Si+2ZnCl2

Kremniy yarimo‘tkazgich sifatida foydalaniladi.  Undan yorug‘lik 

energiyasini  elektr energiyasiga  aylantiradigan  quyosh  batareyalari 

(kosmik  kemalardagi  radioqurilmalarni  ta’minlash  uchun)  tay­

yorlanadi.  Kremniydan  metallurgiyada juda issiqbardosh  kremniyli 

po'latlar  olish  uchun  foydalaniladi.

Fizik xossalari. 

Kristall  holdagi  kremniy  —  shishadek  yaltiroq, 

to ‘q  kulrang  modda.  Kremniyning  tuzilishi  olmosning  tuzilishiga 

o'xshaydi.  Uning  kristalida  har  qaysi  atom  to'rtta  boshqa  atom 

bilan  tetraedrik  qurshab  olingan  va  ular  bilan  kovalent  bog'lanish 

orqali  bog'langan,  bu  bog'lanishlar  olmosdagi  uglerod  atomlari 

orasidagi  bog'lanishlardan  ancha  bo'sh  bo'ladi.

Kremniy  kristalida  odatdagi  sharoitda  ham  kovalent  bog'la­

nishlarning bir qismi  uziladi.  Shuning uchun unda erkin elektronlar 

bo'ladi,  ular  kremniyning  qisman  elektr  o'tkazuvchanligiga  sabab 

bo'ladi. Yoritilganda va  qizdirilganda uziladigan bog'lanishlar soni 

ko'payadi,  demak,  erkin  elektronlar  soni  ham  ko'payadi  va  elektr 

o'tkazuvchanligi  ortadi.  Krem niyning  yarim  o'tkazuvchanlik 

xossalarini  ana  shunday  tushuntirish  lozim.

Kremniy juda  mo'rt,  uning  zichligi  2,33  g/sm 2.  Ko'mir  kabi  u 

ham  qiyin  suyuqlanadigan  moddalar  qatoriga  kiradi.

Kr e mn i y   u c ht a   b arq aror  iz o to p d a n :  “ Si  ( 9 2 , 2 7 %) ,  

Si  (4,68%)  va  “ Si  (3,05%)  dan  tarkib  topgan.

Kimyoviy xossalari. 

Kimyoviy xossalariga  ko'ra  kremniy uglerod 

singari  metallmas  hisoblanadi,  lekin  uning  metallmasligi  sustroq 

ifodalangan,  chunki  uning  atom  radiusi  katta  (

1 1

.

1

-jadval, 

6

-p). 

Kremniy  atomlarining  tashqi  energetik  pog'onasida  4  ta  elektron 

bo'lgani  sababli  kremniy  uchun  +4  va  -4   oksidlanish  darajalari  xos 

(kremniyning oksidlanish darajasi 

+ 2

 bo'lgan birikmasi ham ma’lum).

K rem niy  odatdagi  sharoitda  an ch a  inert,  buni  kristall 

panjarasining  puxtaligi  bilan  tushuntirish  lozim.  Kremniy bevosita 

faqat  ftor  bilan  reaksiyaga  kirishadi:

Si+2F =SiF,

2  

4

kremniy

ftorid

Kislotalar  (ftorid  H F  va  nitrat  H N 0

3

  kislotalarning  aralash - 

masidan  tashqari)  kremniy  ta’sir  etmaydi.  Lekin  u  ishqoriy  metal- 

laming gidroksidlarida erib, silikat kislota hamda vodorod hosil qiladi:

Elektr  pechda  yuqori  haroratda  qum  bilan  koks  aralashmasidan 

kremniy  karbid  SiC  (karborund)  olinadi:

S i0 2+ 2 C = S iC + C 0 2

Karborundning  kristall  panjarasi  olmosnikiga  o'xshaydi,  unda 

kremniyning  har  qaysi  atomi  to'rttaga  uglerod  atomi  bilan  va  har 

qaysi  uglerod  atomi  to'rtta  kremniy  atomi bilan  qurshab  olingan; 

ularda  kovalent  bog'lanishlar  olmosdagi  kabi  juda  puxta  bo'ladi. 

Shuning uchun u  qattiqligi jihatdan olmosga yaqin turadi.  Kremniy 

karbiddan  charxtoshlar  va  silliqlash  toshlari  tayyorlanadi.

Kremniyning  metallar  bilan  hosil  qilgan  birikmalari 

silitsidlar 

deyiladi.  Masalan:

Si+2M g=M g2Si

magniy

silitsid

Silitsidga xlorid kislota ta’sir ettirilganda kremniyning vodorodli 

eng  oddiy  birikmasi  — 

silan

  SiH

4

  olinadi:

Mg2Si+4H+=2M g2++SiH4T

Silan  —  qo'lansa  hidli  zaharli gaz,  havoda o'z-o'zidan  alangalanib 

ketadi:

SiH

4

+ 2 0

2

= S i 0

2

+ 2 H 20

Maydalangan  kremniy kislorod bilan qizdirilganda yonib,  kremniy 

(IV)  oksid  hosil  qiladi:

S i + 0

2

= S i 0

2

Bunda  ko'p  miqdorda  issiqlik  chiqadi,  bu  esa  S i0

2

  da  atomlar 

orasidagi  bog'lanish juda  puxta  ekanligini  ko'rsatadi.

Yuqori  temperaturalarda  kremniy  ko'pchilik  metallarni  ular­

ning  oksidlaridan  qaytaradi.

11.6-  §.  Kremniy  (IV)  oksid  va  silikat  kislota

Kremniy  (IV)  oksid  qumtuproq ham deyiladi.  Bu qiyin  suyuq­

lanadigan qattiq modda,  tabiatda ikki xil ko'rinishda keng tarqalgan:

1

)  k r i s t a l l   q u m t u p r o q   —  kvars  minerali  va  uning  har  xil 

turlari  (tog'  billuri,  xalsedon,  agat,  yashma,  krem en  chaq- 

moqtosh)  holida bo'ladi;  kvars  qurilishda va  silikat sanoatida keng 

ko'lamda foydalaniladigan kvarsli qumlarning asosini  tashkil etadi;

2 ) a m o r f   q u m t u p r o q   tarkibi  S i 0

2

  ■ лН 20   b o‘lgan  opal 

mineral holida bo'ladi:  amorf qumtuproqning tuproq shaklidagilari 

diatomit,  trepel  (infuzor  tuproq);  suvsiz  sun’iy  amorf  qumtup- 

roqqa  silikagel  misol  bo‘la  oladi,  u  natriy  metasilikatdan  olinadi:

N a2S i0 3+ 2H C l= 2N aC l+ H 2S i0 3

H 2S i0 3= H 20 + S i 0 2

Silikagelning yuzasi  katta,  shu  sababli  namlikni yaxshi adsorblaydi.

1710  °C  da  kvars  suyuqlanadi.  Suyuqlangan  massa  tez 

sovitilganda kvars shisha hosil bo'ladi.  Uning kengayish koeffitsiyenti 

juda  kichik,  shu  sababli  cho'g'  holigacha  qizdirilgan  kvars  shisha 

suv  bilan  tez  sovitilganda  darz  ketmaydi.  Kvarsdan  laboratoriya 

shisha  idishlari  va  ilmiy  tadqiqotlar  uchun  asboblar  tayyorlanadi.

Kremniy  (IV)  oksidning  eng  oddiy  formulasi  S i0 2,  uglerod 

(IV)  oksidning formulasi  C 0

2

 ga o'xshaydi.  Shu bilan birga ularning 

fizikaviy  xossalari  bir-biridan  keskin  farq  qiladi  ( S i0

2

  —  qattiq 

modda,  CO,  —  gaz).  Bu  farq  kristall  panjaralarning  tuzilishi bilan 

izohlanadi.  C 0

2

  molekular  panjara  hosil  qilib  kristallanadi,  S i0

2

—  atom  panjara hosil  qiladi.  S i0

2

  ning  strukturasini  yassi  tasvirda 

yuqoridagicha  ko'rsatish  mumkin:

I

0

1

- O - S i - O -

I 

I 

I

0

0

0

1 

I 

I

О  — S i— О — Si—O - S i - O -

I 

I 

I

0

 

0 

0

1 

I 

I 

—О — S i —О —

I

Qattiq  C 0

2

  da  uglerod  atomining  koordinatsion  soni  2  ga, 

S i0

2

 da  kremniyniki  4  ga  teng.  Kremniyning  har  qaysi  atomi  4  ta 

kislorod  atomidan tarkib topgan  tetraedr ichiga joylashgan.  Bunda 

kremniy  atomi  markazda,  tetraedrning  uchlarida  esa  kislorod 

atomlari  joylashadi.  Qumtuproqning  butun  bo'lagini  formulasi 

( S i0 2)n  bo'lgan  kristall  sifatida  qarash  mumkin.  Kremniy  (IV) 

oksidning  bunday  tuzilganligi  uning  nihoyatda  qattiqligi  va  qiyin 

suyuqlanuvchanligiga  sabab  bo'ladi.

Kimyoviy  xossalari  jihatidan  kremniy  (IV)  oksid 

kislotali 

oksidlar  qatoriga  kiradi.  U  qattiq  ishqorlar,  asosli  oksidlar  va 

karbonatlar bilan birga suyuqlantirilganda silikat kislotaning tuzlari 

hosil  bo'ladi:

S i0

2

+2Na0H =Na

2

S i0

3

+H 20

S i0

2

+C a0=C aSi0

3

S i0

2

+Na

2

C 0

2

=Na

2

Si0

3

+ C 0

2

Kremniy  (IV)  oksid  bilan  faqat  ftorid  kislotagina  reaksiyaga 

kirishadi:

S i0

2

+4HF=SiF

4

+2H20

Shu  reaksiya yordamida shishaga  ishlov beriladi.

Suvda  kremniy  (IV)  oksid  erimaydi  va  u  bilan  kimyoviy  reak­

siyaga kirishmaydi.  Shuning uchun silikat kislota bevosita yo'l bilan, 

kaliy  yoki  natriy  silikat  eritmasiga  kislota  ta’sir  ettirib  olinadi:

SiO2

;

 +2H+=H

2

S i0

3

Bunda  silikat kislota (boshlang'ich tuz va kislota eritmalarining 

konsentratsiyasiga  qarab)  tarkibida  suv bor  iviqsimon  massa  holda 

ham,  kolloid  eritma  (zol)  holida  ham  olinishi  mumkin.

Silikat  kislota tetraedrik struktura zvenolardan tuzilgan  (bunday 

zvenoning  har  birida  kremniy  atomi  tetraedrning  markazida, 

kislorod atomlari esa uning uchlarida joylashgan bo'ladi).  Struktura 

zvenolar  zanjir  bo'lib  birlashib,  ancha  barqaror  p olisilikat 

kislotalar  hosil  qiladi:

OH 

OH

H O - S i - O - S i -   ...  - O - S i - O H  

OH 

OH

Bunday  birikmaning  tarkibini  (H

2

S i0 3)n  formula  bilan  ifodalash 

mumkin.  Lekin, odatda silikat kislota H

2

S i0

3

 formula bilan ifodalanadi.

H

2

S i0

3

 — juda kuchsiz kislota,  suvda kam eriydi.  Qizdirilganda 

karbonat  kislota  kabi  oson  parchalanadi:

H

2

S i0

3

=H

2

0 + S i0

2 

Ikki  asosli  kislota  bo'lgani  sababli  bosqich  bilan  dissotsilanadi: 

H

2

S i03?=>  H++ H S i0

3

  va  HSi 0 3

~  «=* H++ S i0 3

2~

11.7- §.  Kolloid  eritm alar  haqida  tushuncha

Tabiatda  va  texnikada  bir  modda  zarrachalar  holida  ikkinchi 

moddaning  ichida  bir  m e’yorda  taqsimlangan  dispers  sistemalar 

ko‘p  uchraydi.

Dispers sistemalarda 

dispers faza

 — mayda zarrachalarga bo'lingan 

modda va 

dispersion muhit

 —  ichida dispers faza tarqalgan bir jinsli 

modda bo'ladi.  Masalan,  tarkibida gil bor loyqa suvda gilning qattiq 

zarrachalari dispers faza,  suv — dispersion  muhit bo'ladi;  tumanda 

dispers  faza  —  suyuqlik  zarrachalari,  dispersion  muhit—  havo 

bo'ladi;  tutunda  dispers  faza  —  ko'mirning  qattiq  zarrachalari, 

dispersion  muhit  —  havo,  sutda  dispers  faza  —  yog'  zarrachalari, 

dispersion  muhit  —  suyuqlik va  h.

Dispers  sistemalarga  odatdagi  (chin)  eritmalar,  kolloid  erit­

malar,  shuningdek  suspenziya  va  emulsiyalar  kiradi.  Ular  bir- 

biridan awalo zarrachalarning o'lchami,  ya’ni disperslik (maydalan- 

ganlik)  darajasi  bilan  farq  qiladi.

Zarrachalarning  o'lchami  1  nm*  dan  kichik bo'lgan  sistemalar 

chin  eritmalar

  deyiladi,  ular  erigan  moddaning  molekula  yoki 

ionlaridan  tarkib  topgan  bo'lad.  Ularni  bir  fazali  sistema  sifatida 

qarash  kerak.  Zarrachalarning  o'lchami  100  nm  dan  katta  bo'lgan 

sistemalar  —  dag'al  dispers  sistemalar  —  suspenziya  va  emul- 

siyalardir.

S u s p e n z i y a l a r   —  bular  dispers  fazasi  qattiq  modda, 

dispersion  muhiti —  suyuqlik bo'lgan dispers sistemalardir,  ulardagi 

qattiq  modda  suyuqlikda  amalda  erimaydigan  bo'ladi.  Suspenziya 

tayyorlash  uchun  moddani  mayin  kukun  holigacha  maydalash, 

so'ngra  shu  moddani  erimaydigan  suyuqlikka  solish  va  yaxshilab 

chayqatish  (masalan,  gilni  suvda  chayqatish)  kerak.  Vaqt  o'tishi 

bilan  zarrachalar  idish  tubiga  cho'kadi.  Ravshanki,  zarrachalar 

qancha kichik bo'lsa,  suspenziya shuncha uzoq saqlanadi.

E m u l s i y a l a r   —  bular  dispers  fazasi  ham,  dispersion 

muhiti  ham  bir-biriga  aralashmaydigan  suyuqliklardan  iborat 

bo'lgan  dispers  sistemalardir.  Suv  bilan  moy  aralashmasini  uzoq 

vaqt chayqatish yo'li bilan emulsiya tayyorlash mumkin.  Emulsiyaga 

sut  misol  bo'la  oladi,  unda  mayda  yog'  donlari  suyuqlikda  suzib 

yuradi.

Suspenziya  va  emulsiyalar  —  ikki  fazali  sistemalar.

*nm  —  nanometr  (1  nm =10_9m).

K o l l o i d   e r i t m a l a r   —  bular  ikki  fazali  yuqori  dispers 

sistemalar  bo'lib,  dispersion  muhit  bilan  dispers  fazadan  tarkib 

topgan;  dispers  faza  zarrachalarining  oicham lari 

1

  dan 

1 0 0

  nm 

gacha bo'ladi.  Ko'rinib turibdiki,  kolloid eritmalar zarrachalarining 

o'lchamlari jihatidan chin eritmalar bilan suspenziya va emulsiyalar 

orasida turadi.  Kolloid zarrachalar odatda ko'p sonli  molekula yoki 

ionlardan  tarkib  topadi.

Kolloid eritmalar boshqacha aytganda 

zollar

 ham  deyiladi.  Ular 

dispersion  va  kondensatsion  usullar  bilan  olinadi.  Dispersiyalash 

ko'pincha maxsus «kolloid tegirmonlar» yordamida amalga oshiriladi. 

Kondensatsion  usulda  kolloid  zarrachalar  atom  yoki  molekula­

larning  agregatlarga  birikishi  hisobiga  hosil  bo'ladi.  Masalan,  agar 

suvda  kumushdan  yasalgan  ikkita  sim  orasida  yoy  elektr  razryadi 

vujudga keltirilsa, u holda metall bug'lari  kolloid zarrachalar holida 

kondensatsiyalanadi.  Ko'pchilik  kimyoviy  reaksiyalaming  sodir 

bo'Iishida  ham  kondensatlanish  vujudga  keladi  va  yuqori  dispers 

sistemalar  hosil  bo'ladi  (cho'kma  tushishi,  gidrolizning  borishi, 

oksidlanish  -qaytarilish  reaksiyalari  va  h.).

Zollarning  bir  qator  o'ziga  xos  xususiyatlari  bor,  ularni 

k o l l o i d   kim yo  mufassal  o'rganadi.  M asalan,  zollar  zar­

rachalarining o'lchamlariga qarab turli xil rangda bo'lishi mumkin, 

chin  eritmalarning  rangi  esa  bir  xil  bo'ladi.  Masalan,  oltinning 

zoli  ko'k,  gunafsha,  to'q  pushti,  qizil  ranglarda  bo'lishi  mumkin.

Chin  eritmalardan  farq  qilib,  zollarda  Tindal  effekti,  ya’ni 

kolloid  zarrachalarning  nurni  tarqatishi  kuzatiladi.  Zol  orqali 

yorug'lik  tutami  o'tkazilsa,  qorong'i  xonada  ko'rinadigan  yorug' 

konus  paydo  bo'ladi  (11.3-  rasm).  Eritmaning  kolloid  yoki  chin

eritma  ekanligini  ana  shunday 

bilib  olish  mumkin.

Zollarning  muhim  xossa- 

laridan  biri  shuki,  u l a r n i n g  

z a r r a c h a l a r i d a   b i r   x i l  

i s h o r a l i   e l e k t r   z a r y a d ­

l a r   b o ' l a d i .   Shu  tufayli 

ular  birikib,  yirik  zarrachalar 

eritmclar orqali  yorug'lik 

hosil qila olmaydi va cho  kmaydi.

nurining  o'tishi: 

Bunda  bir  xil  zollarning,  ma-

/ - yorug'lik  manbayi; 

2

- c h i n  

salan> metallar,  sulfidlar,  silikat 

eritma;  3—yorug'lik  konusi; 

va  stannat  kislotalar  zollarning 

4—

 kolloid eritma (zol). 

zarrachalari  m anfiy  zaryadli,

boshqa,  masalan,  gidroksidlar,  metallarning  oksidlari  zollarning 

zarrachalari  —  musbat zaryadli bo‘ladi.  Zaryad hosil bo'lishi  kolloid 

zarrachalarning eritmadan  ionlarni adsorblashi bilan tushuntiriladi.

Zolning  ch o ‘kishi  uchun  uning  zarrachalari  o'zaro  birikib, 

ancha  yirik  agregatlar  hosil  qilishi  lozim.  Zarrachalarning  birikib 

yirik  agregatlar  hosil  qilishi 

koagulyatsiya,

  ularning  og'irlik  kuchi 

ta’sirida ch o‘kishi esa 

sedimentatsiya

 deyiladi.

Odatda  koagulyatsiya  zolga:  1)  elek tro lit  q o'sh ilgan d a,

2

)  zarrachalari  qarama-qarshi  zaryadli  boshqa  zol  qo‘shilganda,

3)  qizdirilganda  sodir  b o‘ladi.

Zollarning  koagulyatsiyasi  m uayyan  sharoitlarda  gel  deyiladigan 

iviqsimon massa hosil bo'lishiga olib keladi.  Bu holda kolloid zarrachalarning 

hammasi erituvchini bog'lab,  o'ziga xos yarim suyuq,  yarim qattiq holatga 

o 'tad i.  G ellardan  iviqlarni  — yuqori  m olekular  m oddalam ing  quyi 

molekular  suyuqliklardagi  eritmalarini  (gomogen  sistemalar)  farq  qila 

bilish  lozim.  Ularni  qattiq  polimerlarni  m a’lum  suyuqliklarga  bo'ktirish 

orqali  olish  mumkin.

Zollarning  aham iyati  nihoyatda  katta,  chunki  ular  chin 

eritmalarga  qaraganda  ko'p  tarqalgan.  Tirik  hujayralarning 

protoplazmasi,  qon,  o'simliklarning  shirasi  —  bularning  hammasi 

murakkab  zollardir.  Sun’iy  tolalarning  olinishi,  terini  oshlash, 

yelimlar,  lok,  plyonka,  bo'yoqlar  tayyorlash  zollar  bilan  bog'liq. 

Tuproqda  zollar  ko'p  va  ular  tuproq  unumdorligi  uchun  katta 

ahamiyatga  ega.  Silikagel,  ya’ni  suvsizlantirilgan  silikat  kislotadan 

suyuqlik va gazlarni tozalashda keng foydalaniladi.

11.8-§.  Silikat  kislotaning  tuzlari

Silikat  kislotaning  tuzlari 

silikatlar

  deyiladi.  Ulam ing  tarkibi 

odatda  elementlar  oksidlarining  birikmalari  holida  formula  bilan 

tasvirlanadi.  Masalan,  kalsiy  silikat  C a S i0

3

  ni  shunday  ifodalash 

mumkin:  CaO  •  SiOr

R ,0  • /

7

Si

0 2

  tarkibli  silikatlar  (bunda  RjO  —  natriy yoki  kaliy 

oksidi) 

eruvchan  shisha

  deyiladi,  ularning  suvdagi  konsentrlangan 

eritmalari  esa 

suyuq  shisha

  deb  ataladi.  Natriyli  eruvchan  shisha 

eng katta ahamiyatga ega.  U  texnikada kvars qumni soda bilan birga 

suyuqlantirish  va  amorf qumtuproqqa  ishqorning  konsentrlangan 

eritmasi  bilan  ishlov  berish  orqali  olinadi:

S i0 2+ N a2C 0 3= N a2S i0 3+ C 0 2

Suyuq  shisha  kislotabardosh  betonlar  tayyorlashda  bog'lovchi