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

y o ‘qoladi  (b):

C a(O H

)2  + C 0 2  = C a C 0 3  i  +H 20  

(a)

C a C 0

3  + H 20  + C 0 2  = C a (H C 0 3)2 

(b)

yoki  ionli  k o ‘rinishda:

C a2+  + 2 0 Ғ Г   + C 0

2  = C a C 0 3  I  +H20  

C a C 0

3  + H 20  + C 0 2  =  C a2+  + 2HCOJ

13.8-  §.  Kalsiy  tuzlari

Kalsiy  karbonat  tabiatda  to g ‘  jinsi  —  ohaktosh  holida  keng 

tarqalgan.  K o'pchilik  tog'  tizmalari  ohaktosh  bilan  b o ‘rdan  tarkib 

topgan.  Marmar  ham   k o ‘p  uchraydi,  qadimgi  geologik  davrlarda 

katta bosim  va yuqori  harorat ta’sirida ohaktosh bilan b o‘rdan hosil 

b o ig a n .  Ohaktosh  b o‘r va  marmar tarkibida asosan kalsiy karbonat 

C a C 0

3

  bo'ladi.

Ohaktosh  eng  ko‘p  uchraydigan  foydali  qazilmalar  qatoriga 

kiradi.  Binokorlik  toshi  sifatida,  shuningdek,  ohak,  uglerod  (IV) 

oksid  va  sem ent  ishlab  chiqarish  uchun  ishlatiladi.

G ips  C a S 0

4

  •  2H 20   ko‘p  tarqalgan  G ipsni  150  —  180°C  da 

kuydirish orqali  oq  kukun  — kuydirilgan  gips, boshqacha  aytganda 

alebastr  C a S 0

4

  0 ,5 H 20   olinadi.  Agar  alebastr  suvga  qorilsa,  u 

tez orada  qotib,  yana  qaytadan  gipsga  aylanadi:

CaSO„  •  0,5H

20 + l,5 H 20 = C a S 0 4 - 2H20

G ips  ana  shu  xossasi  tufayli  binokorlikda  t o ‘siq  plita  va 

panellar tayyorlash,  turli xil buyum lardan quyma shakl va nusxalar 

o lish d a ,  tibb iyotda  gipsli  b o g 'la m ,  su voq ch ilik d a  o h a k -g ip sli 

qorishmalar  tayyorlashda  ishlatiladi.  Bu  binokorlik  m aterialining 

kam chiligi  suvda  oz  b o ‘lsa-da,  erishidir.

Kalsiy  va  m agniyning  eruvchan  tuzlari  suvning  qattiqligiga 

sabab  bo'ladi.

13.9- §.  Suvning  qattiqligi  va  uni  yo‘qotish  usullari

Tabiatda  toza  suv  uchramaydi:  uning  tarkibida  doim o  biror 

moddalar aralashgan  bo'ladi.  Jumladan,  suv  yer qobig‘idagi  tuzlar 

bilan  o'zaro  ta’sirlashib,  muayyan  qattiqlikka  ega  bo'lib  qoladi.

Suvning  qattiqligi  —  suvda  kalsiy  kationlari  Ca2+  va  magniy 

kationlari  M g 2+  borligidan  kelib  chiqadigan  xossalari  t o ‘plami.

Agar  suvda  bu  kationlam ing  konsentratsiyasi  yuqori  bo'lsa, 

u  holda  suv  qattiq,  agar  kam  bo'lsa  —  yum shoq  deyiladi.  Xuddi 

ana  shu  kationlar  tabiiy  suvlarga  o'ziga  xos  xususiyatlar  baxsh 

etadi.  Kir  yuvilganda  qattiq  suv  gazlamalarning  sifatini  yom on - 

lashtiradi  va  ko'p  sovun  ishlatishga  to'g'ri  keladi,  sovun  C a2+  va 

M g2+  kationlarini  bog'lashga  sarflanadi.

2C

17H 35CO O _  + Ca2+  =  (C17H 35COO)2Ca  I

2C,

7H35CO O“  + Mg2+  = (C17H 35COO)2Mg  I

va ko'pik shu  kationlar to'liq,  cho'kkandan keyingina hosil bo'ladi. 

B a’zi  sintetik yuvish  vositalari  qattiq  suvda  yaxshi  yuvadi,  chunki 

ularda  kalsiy  va  magniy  tuzlari  oson  eriydi.  Qattiq  suvda  ovqat 

m a h su lo tla r in in g   p ish ish i  q iy in   b o 'la d i,  und a  q a y n a tilg a n  

sabzavotlarning  esa  ta’mi  bo'lm aydi.  C hoy  yaxshi  chiqm aydi  va 

ta’mi  yo'qoladi.  Shu  bilan  birga  bu  kationlar  sanitariya-gigiyena 

jihatdan  xavfli  em as,  magniy  kationlari  M g2+  ning  miqdori  ko'p 

bo'lganda  dengiz  yoki  okeandagi  singari  suv  taxirroq  bo'ladi  va 

odam   ichagida surgi  sifatida ta’sir etadi.

Qattiq  suv  bug'  qozonlarida  foydalanish  uchun  yaroqsizdir: 

qaynatilganda  unda  erigan  tuzlar  qozonlarning  devorlarida  quyqa 

qatlam ini  hosil  qiladi  va  bu  qatlam  issiqlikni  yaxshi  o'tkazm aydi. 

Bu yoqilg'ining ko'p sarflanishiga,  qozonlarning muddatidan  ilgari 

ishdan  chiqishiga,  ba’zan  esa  qozonlarnin g  o'ta  qizib  ketishi 

natijasida  avariyaga  sabab  b o 'la d i.  Suvn ing  qattiqligi  m etall 

konstruksiyalar,  truboprovodlar,  sovitiladigan  m ashinalarning 

g'iloflari  uchun  zararlidir.

Kalsiy  kationlari  Ca2+  kalsiyli  qattiqlikni,  magniy  kationlari 

M g2+  esa — suvning  magniyli qattiqligini keltirib chiqaradi.  Umumiy 

qattiqlik  kalsiy  va  magniyli  qattiqliklardan,  y a ’ni  suvdagi  C a+  va 

M g2+  kationlarining  konsentratsiyalari  yig'indisidan  hosil  bo'ladi.

Suvni yum shatish jarayonlariga  nisbatan  olganda karbonatli va 

karbonatsiz  qattiqlik  bo'ladi.  Ca2+  va  M g2+  kationlarining  suvdagi

gidrokarbonat  ionlari  HCO

3

  ga  ekvivalent  bo'lgan  qismi  keltirib 

chiqargan 

qattiqlik 

karbonatli  qattiqlik  deyiladi.  Boshqacha 

aytganda,  karbonatli  qattiqlik  kalsiy  va  magniy  gidrokarbonat- 

larning  borligidan  b o ia d i.  Suv  qaynatilganda  gidrokarbonatlar 

parchalanadi,  hosil  bo'lgan  kam  eriydigan  karbonatlar  esa  ch o'k ­

maga  tushadi  va  suvning  um um iy  qattiqligi  karbonatli  qattiqlik 

qiym ati  qadar  kam ayadi.  Shuning  u ch u n   karbonatli  qattiqlik 

m uvaqqat  qattiqlik  ham   deyiladi.  Qaynatilganda  kalsiy  kationlari 

C a2+  karbonat  holida  cho'km aga  tushadi:

Ca2+  + 2НСОз"  =  C aC 0

3

  I   +H20  + C 0

2

m agniy  kationlari  M g2+  esa  —  gidroksikarbonat  yoki  m agniy 

gidroksid  (p H > 1 0,3  bo'lganda)  holida  cho'km aga  tushadi:

2Mg

+ 2

  + 2H C 07  + 2 0 H “  = (M g0H )

2

C 0

3

  4  +H20  + C 0

2

(gidroksid-ionlar  O H -  suv  bilan  HCO

3

  ionlarning  o'zaro  ta’siri 

hisobiga  hosil bo'ladi:

HCOJ  +  H 20  

H

2

C 0

3

  + OH“

Qattiqlikning  suv  qaynatilgandan  keyin  ham   qiladigan  qismi 

karbonatsiz qattiqlik deyiladi.  U  suvda kuchli  kislotalarning,  asosan 

sulfatlar  va  xloridlarning  kalsiyli  va  magniyli  tuzlarining  miqdori 

bilan  aniqlanadi.  Suv  qaynatilganda  bu  tuzlar  yo'qolm aydi,  shu 

sababli  karbonatsiz  qattiqlik  doimiy  qattiqlik  ham   deyiladi.

Suvning  qattiqligining  miqdoriy  xarakteristikasini  ko'rib  chiqamiz. 

Suvning qattiqlik darajasi turlicha ifodalanadi.  Bizda u  1  1 suvdagi Ca2+ va 

Mg2+  kationlarining  milli-ekvivalentlar  (mekv)  soni  bilan  ifodalanadi.  2 

mekv  qattiqlik  Ca2+  kationlarining  20,04  mg/I  yoki  Mg2+  kationlarining 

12,16  mg

/ 1

  miqdoriga  to'g'ri  kelganligi  uchun  ta’rifga  binoan  suvning 

umumiy  qattiqligi  К   ni  (mekv/1  hisobida)  ushbu  formuladan  hisoblab 

topish  mumkin:

C a 2+

К

M g 2+

20,0 4 

12,16

bunda [Ca2+] va  [Mg2*]  —  Ca2+ va  Mg2+ ionlarning konsentratsiyasi,  mg/1.

Qattiqlik  qiymatiga  qarab  tabiiy  suv juda  yumshoq  —  qattiqligi  1,5 

gacha,  yumshoq  —  1,5  dan  4  gacha,  o'rtacha  qattiqlikdagi  —  4  dan 

8 

gacha,  qattiq  — 

8  dan  12  gacha  va juda  qattiq  —  12  mekv/1  dan  katta 

bo'ladi.

Uy-xo‘jaliklardagi vodoprovod suvining qattiqligi 7 mekv/1 dan katta 

bo'lmasligi  kerak.

K o'pincha qattiq suv ishlatishdan oldin yumshatiladi.  Odatda buning 

uchun  suvga  turli  xil  kimyoviy  m oddalar bilan  ishlov beriladi.  Masalan, 

karbonatli  qattiqlikni  so'ndirilgan  ohak  qo'shish  yo'li  bilan  yo'qotish 

mumkin:

2H C O 3  + Ca2+  + 2 0H "  = 2 C a C 0 3  i  +2H 20  

M g2+  + 2H C O J  + 2Ca2+  + 4 0 H “  = M g(O H

)2  I   + 2C aC 03  I   +2H20

Ohak bilan  soda bir vaqtning o'zida qo'shilganda karbonatli va 

karbonatsiz  qattiqlikdan  xalos  bo'lish  m um kin  (ohak-sodali usul). 

Bunda  karbonatli qattiqlikni  ohak  (yuqoriroqqa q.),  karbonatsizni  — 

soda yo'qotadi.

Suvning qattiqligini yo'qotishning boshqa usullari ham qo'llani- 

ladi,  ulardan hozirgi  vaqtda  eng  ko'p  foydalaniladigani  kationitlar 

ishlatishga  asoslangan  (kationitli  usul).  Tarkibida tashqi  muhit io n ­

lariga  almashina  oladigan  harakatchan  ionlar bor  qattiq  m oddalar 

ionitlar  deyiladi.  Sintetik  polimerlar  asosida  olinadigan  ion  alm a- 

shinuvchi  smolalar  ayniqsa  ko'p  qo'llanadi.

Ionitlar  (ion  alm ashinuvchi  smolalar)  ikki  guruhga  bo'linadi. 

Ulardan  biri  o'z  kationlarini  muhit  kationlariga  almashtiradi  va 

kationitlar  deyiladi,  boshqalari  o'zining  anionlarini  almashtiradi 

va anionitlar deyiladi.  Ionitlar tuz,  kislota va ishqorlaming eritmalarida 

erimaydi.

Kationitlar  diametri  0,5  dan  2  m m   gacha  bo'lgan  qora  yoki 

to'q  qo'ng'ir  donlar  ko'rinishida  bo'ladi  (K U — 1,  K U —2,  SBS 

va  b .),  anionitlar  —  oq,  pushti  yoki  jigar  rang  tusli  donador 

moddalar  (AV— 16,  AV— 17,  A N —2F   va  b.).

Suvning  qattiqligini  yo'qotish  uchun  kationitlar  —  sintetik 

io n   a lm a s h in u v c h i  s m o la la r   va  a lu m o s ilik a tla r ,  m a sa la n  

N a.[A l.S i.O .  •  « Н О ]   ishlatiladi.  U lam ing tarkibini  shartli ravishda

2 

2 

2 

o 

2

N a 2R  form ula  bilan  ifodalash  m um kin,  bunda  N a +  —  ancha 

harakatchan  kation  va  R2_  —  m anfiy  zaryadli  kationit  zarrachasi. 

Keltirilgan  m isolim izda  R

2

_ =

2

[Al

2

Si

2

0

8

  •  « H

2

0

] ~ 2

Agar  suv  kationit  qatlam i  orqali  o'tkazilsa,  u  holda  natriy 

ionlari kalsiy va magniy ionlariga almashinadi.  Bu jarayonlami sxema 

tarzida  ushbu  tenglamalar  bilan  ifodalash  mumkin:

Ca

2++N a,R =2N a++CaR;  Mg2++N a,R =2N a++M gR

Shunday  qilib,  kalsiy  va  magniy  ionlari  eritmadan  kationitga, 

natriy  ionlari  esa  —  kationitdan  eritmaga  o'tadi;  bunda  qattiqlik 

yo'qoladi.

Natriy ionlarining ko'pchilik qism idan foydalanilgandan keyin 

kationitlar  odatda  regeneratsiyalanadi  —  natriy  xlorid  eritmasida 

ushlab  turiladi,  uning  ishtirokida  teskari  jarayon  sodir  bo'ladi: 

natriy ionlari  kationitdagi  kalsiy va magniy  ionlariga almashinadi va 

bu  ionlar  eritmaga  o'tadi:

CaR+2Na+= N a

2R+Ca2+ 

M gR+2Na+= N a

2R+Mg2+

Regeneratsiyalangan  kationitdan  qattiq  suvni  yum shatishda 

yana  foydalanish  m um kin.

13.10-  §.  Bor  gruppachasining  umumiy  tavsifi

III  gruppaning  bosh  gruppachasini  (bor  gruppachasini)  bor, 

alum iniy,  galliy,  indiy  va  talliy  elem en tlari  tashkil  etadi.  Bu 

elem entlam ing  ayrim  xossalari  13.3-jadvalda  keltirilgan.

Gruppachadagi barcha elementlar p-  elementlarga kiradi  (13.3- 

jadvalning 2-p. ga q).  Ular atomlarining tashqi energetik pog'onasida 

uchtadan  elektron  bor  (s

2

p ‘),  ko'pchilik  xossalarining  o'xshash- 

ligiga sabab ana shudir.  Bu elementlar kim yoviy birikmalarida + 3  ga 

teng  (bor  —3  ham )  oksidlanish  darajasini  nam oyon  qiladi,  talliy 

uchun 

+

1

  oksidlanish  darajasi  eng  barqaroridir.

13.3- jadval

Bor  gruppachasidagi  elementlaming  xossalari

Xossalari

В

Al

Ga

In

Tl

1.  Tartib  raqami

5

13

31

49

81

2.  Valent elektronlari

2s '2p'

3s

23p‘ 4s24p'

5s

25p'

6s26p'

3.  Atomning ionla­

nish  energiyasi,  eV

71,35

53,20

57,20

52,69

56,31

4.  Nisbiy elektrm an­

fiyligi

2,0

1,5

1,6

1,7

1,6

5.  Birikmalarida

oksidlanish  darajasi

+3,  -3

+3

+3

+3

+ 1,  +3

6 .  Atom radiusi,  nm

0,091

0,143

0,139

0,116

0,171

Bor  gruppachasidagi  elem entlarda  m etallik  xossalar  berilliy 

gruppachasining elementlariga qaraganda ancha kuchsiz ifodalangan.

Masalan, davrda berilliy bilan uglerod orasida joylashgan bor elementi 

metallmas  elementlar  qatoriga  kiradi.  U ning  atom ining  ionlanish 

energiyasi  eng katta  (1 3 .3 -jadvalning  3-p.  ga q.).  Gruppacha ichida 

yadro  zaryadi  kattalashishi  bilan  atomlarning  ionlanish  energiyasi 

kamayadi va elem entlam ing  metallik xossalari  kuchayadi. Aluminiy

— metall,  lekin uni haqiqiy metall  deb bo'lmaydi.  U ning  gidroksidi 

amfoter  xossalarga  ega.  Talliyda  metallik  xossalar  ancha  kuchli 

ifodalangan, 

+

1

  oksidlanish  darajasida  esa  u  litiy  gruppachasidagi 

metall elementlarga yaqin bo'ladi.

Bor  gruppachasidagi  elem entlam ing  hammasi  R j 0

2

  turidagi 

oksidlarni hosil qiladi.  Ularga  R (O H

) 3

  tarkibli gidroksidlar muvofiq 

keladi.  U larning  bordan  boshqa  ham m asi  suvdagi  eritmalarda 

gidratlangan  ionlar  R3+  holida  bo'lishi  mumkin.  Bor  —  kislota 

hosil  qiluvchi  elem ent.

I ll 

gruppaning  bosh  gruppachasidagi  metallardan  eng  katta 

ahamiyatga ega bo'lgani aluminiydir.

13.11-  §.  Aluminiy

Aluminiyning  tabiiy  birikmalari.  Alum iniy  eng  ko'p  tarqalgan 

elem entlar  qatoriga  kiradi.  M etallar  orasida  tabiatda  tarqalganligi 

jihatidan  birinchi  o'rinda  turadi.  Alum iniyning  yer  po'stlog'idagi 

um um iy  miqdori 

8

,

8

%  ni  tashkil  etadi.  Alum iniyning  eng  m uhim  

tabiiy  birikmalari  —  alumosilikatlar,  boksit,  korund  va  kriolit.

A l u m o s i l i k a t l a r   yer  p o 'stlo g 'in in g   asosiy  m assasini 

tashkil  etadi.  Ularni  alum iniy,  krem niy,  ishqoriy  m etallar  va 

ishqoriy-yer  metallarning  oksidlaridan  hosil  bo'lgan  tuzlar sifatida 

qarash  mumkin.  K o'pchilik  alumosilikatlar  nurab  yemirilganida 

gil hosil bo'ladi  (1 1 .

8

-§).  G ilning asosiy tarkibi A1

2

0

3

 •  2 S i 0

2

 ■

  2H 20  

formulaga muvofiq keladi.  (N a,  K

) 2

  [ A l

2

Si

2

0 8]  tarkibli alumosilikat

—  nefelin  minerali  —  m uhim   alum iniyli  rudalar  qatoriga  kiradi. 

N efelinning  yirik  qatlamlari  Kola  yarim  orolida  va  Krasnoyarsk 

o'lkasida bor.

B o k s i t  l a r   —  asosan  gidratlangan  alum iniy  ok sid   bilan 

tem ir  oksidlaridan  tarkib  topgan  tog'  jinsi,  bu  oksidlar  unga  qizil 

rang beradi.  Tarkibida 30 dan 60%  gacha A 1

2

0

3

 bo'ladi.  Boksitlardan 

alum iniy  olinad i.  B oksitning  konlari  B oshqirdistonda,  Q o zo - 

g'istonda,  Sibirda va boshqa joylarda bor.

K o r u n d  —  A 1

2

0

3

  tarkibli  m ineral,  juda  qattiq,  abraziv  m a­

terial sifatida  ishlatiladi.

К r i о 1 i t -  A l F

3

 •  3N aF  yoki  N a

3

A lF

6

 tarkibli  mineral.  Hozirgi 

vaqtda  su n ’iy  y o ‘l  bilan  tayyorlanadi,  aluminiy  metallurgiyasida 

ishlatiladi.

Aluminiyning  olinishi.  Sanoatda  alum iniy  oksidning  suyuq­

lantirilgan  kriolit N a

3

A lF

6

 dagi  eritmasiga kalsiy ftorid C a F

2

 q o ‘shib 

elektroliz  qilish  orqali  olinadi.  Bunda  toza  xom ashyo  ishlatiladi, 

chunki  q o ‘shim chalar  elektroliz  vaqtida  qaytariladi  va  alum iniyni 

ifloslantiradi.

Suv,  temir  oksidlari,  shuningdek,  kremniy  (IV)  oksid  aralash- 

magan  toza  alum iniy  boksitdan  va  keyingi  yillarda  nefelindan 

olinm oqda.  U   suyuqlantirilgan  kriolitda yaxshi eriydi.  Kalsiy ftorid 

q o ‘shish  temperaturani  1000°C  dan  pastda  tutib  turishga  yordam  

beradi,  elektrolitning  elektr o ‘tkazuvchanligini yaxshilaydi,  uning 

zichligini  kamaytiradi,  bu  esa  alum iniyning  vanna  tubida  ajralib 

chiqishiga im kon beradi.  Shunday suyuqlanma  elektroliz qilinganda 

aluminiy katodda  ajralib chiqadi:

2A13+  + 

6e  =  2A1

K o‘mir  anodda  A 1

2

0

3

  tarkibiga  kiradigan  oksid-ionlar  0 2~ 

zaryadsizlanadi:

3 0 2'   -

6e  = 3 / 2 0 2

Elektrolizor  to ‘g ‘ri  t o ‘rtburchak  shaklidagi  p o ‘lat  vannadan 

iborat  (13.1-rasm ),  uning  ichki  tom oniga  o ‘tga  chidam li  g‘isht  va

13.1-rasm.  Elektroliz usulida aluminiy olish  sxemasi:

I

  —  po'lat  vanna; 

2

  —  suyuqlangan  aluminiy  oqib  tushadigan  nov;

3

  —  o ‘tga  ch id am li  g'ishtdan  termik  izolatsiya; 

4 —

  ko‘mir  g V la c h a la r d a n  

iborat  anod;  5   —  ko'm ir  g ‘o ‘lachalar  va  suyuqlangan  alu m in iydan  iborat 

katod; 

6

  —  suyuqlangan  kriolitdagi  aluminiy  oksid;  7 —  qobiq.

ko'm ir massa bloklari  terilgan bo'ladi.  Vanna tubida bloklar ustiga 

po'lat  sterjenlar qo'yilgan,  ularning uchlari  tashqariga chiqarilgan.

Bu  bloklar  suyuqlangan  alum iniy  bilan  birga  katod  bo'lib 

xizmat  qiladi.  A nod  12  —  14  ta  ko'm ir  g'o'lachalardan  iborat  va 

yuqoridan  vannaga  botirilgan.  Ajralib  chiqadigan  kislorod  ko'mir 

anodni  CO  va  C 0

2

  ga  qadar  oksidlaydi.  Bunda  anod  materiali 

sarflanadi,  shu  sababli  oksidlanish  davom   etgan  sari  anod  asta- 

sekin  pastga  tushadi.

Yuqoridan hamda vannaning yon devorlari tomonidan elektrolit 

atrofidagi  havo ta’sirida soviydi va yaxlit  qobiq holida qotadi.  Unda 

anodning  oksidlanishi  natijasida  hosil  bo'lgan  gazlarning  chiqishi 

uchun  anod  yaqinida  teshik  teshiladi.  Vannaga  moddalar  solishda 

aw al kriolit bilan kalsiy ftorid solinadi.  Ular suyuqlangandan keyin 

(elek tr  toki  o 'tk a zish   y o 'li  b ilan )  to za   a lu m in iy  ok sid   yoki 

tozalangan  boksit  qo'shiladi.

A lum iniy  ishlab  chiqarish  elektr  energiyasi  va  m ateriallam i 

ko'plab  sarflashni  talab  etadi: 

1

  t  alum iniy  olish  uchun 

2

0

  m ing 

kvt-  soatga  yaqin  elektr  energiyasi, 

2

  t  atrofida  alum iniy  oksid, 

40  —  60  kg  kriolit,  20  —  30  kg  boshqa  ftoridlar  aralashmasi  va 

20  —  30  kg  anod  ko'miri  sarflanadi.  Shuning  uchun  alum iniy 

ishlab  chiqaradigan  zavodlar  arzon  elektr  energiyasi  beradigan 

katta  gidroelektr  stansiyalar  (V olxov,  Bratsk,  Krasnoyarsk  va  b.) 

yonida joylashadi.

Fizik xossalari.  A lum iniy  —  kum ushsim on-oq  m etall,  yengil,