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


Download 6.95 Mb.
Pdf ko'rish
bet26/81
Sana30.09.2017
Hajmi6.95 Mb.
#16826
1   ...   22   23   24   25   26   27   28   29   ...   81

2

+(H2)

Hosil  bo'lgan  uglerod  (IV)  oksid  suvga  yuttiriladi.  Sanoatda 

olinadigan  vodorodning  50%  dan  ko'prog'i  ana  shu  usul  bilan 

olinadi.

3.  Metanni  suv  bug'i  bilan  konversiyalash:

CH,+2H ,0=C0,+4H ,



2

Reaksiya  1300 °C da nikel  katalizator ishtirokida boradi.  Bu usul tabi­



iy gazlardan foydalanishga va eng arzon vodorod olishga imkon beradi.

4.  Metanni  temir  yoki  nikel  katalizator  ishtirokida  350  °C  ga 

qadar  qizdirish:

CH  =C+2H

2

5.  Koks  gazini  o'ta  sovitish  (— 196  °C  ga  qadar).  Bunday 

sovitilganda  vodoroddan  boshqa  barcha  gazsim on  moddalar 

suyuqlikka  aylanadi  (kondensatsiyalanadi).

Fizikaviy  xossalari. 

Vodorod  —  eng  yengil  gaz  (u  havodan

14,4  marta  yengil),  rangsiz,  ta’msiz  va  hidsiz.  Suvda  kam  eriydi 

(11 suvda 20  °C da  18  ml vodorod  eriydi).  —  252,8  °C  temperatura 

va atmosfera bosimida suyuq holatga o'tadi.  Suyuq vodorod  rangsiz.

Massa soni  1  bo'lgan vodoroddan tashqari  massa sonlari  2 va  3 

bo'lgan  izotoplari  —  deyteriy  D  va  tritiy  T  ham  mavjud.

Kimyoviy  xossalari. 

Birikmalarda  vodorod  doimo  bir  valentli 

bo'ladi.  Uning  uchun  +1  ga  teng  oksidlanish  darajasi  xos,  lekin 

metallarning  gidridlarida  (quyiroqqa  q.)  u  — 

1

  ga  teng  bo'ladi. 

Vodorodning  molekulasi  ikki  atomdan  tarkib  topgan.  Ular orasida 

bog'lanishning vujudga kelishi umumlashgan  elektronlar jufti  (yoki 

umumiy  elektronlar  buluti)  hosil  bo'lishi  bilan  izohlanadi:

H  :  H  yoki  H

2

Elektronlarning  ana  shunday  umumlashuvi  tufayli  H

2

  m ole­

kulasi uning alohida atomlariga qaraganda energetik jihatdan barqaror 

bo'ladi. 

1

  mol vodoroddagi  molekulalarni  atomlarga ajratish uchun 

436  kJ  energiya  sarflash  lozim:

H

2

=2H,  ДН°=436  kJ/mol

Molekular vodorodning odatdagi temperaturada nisbatan  aktiv 

emasligiga sabab ana shudir.

Vodorod  ko'pchilik  metallar  bilan  R H 4,  R H 3,  R H 2,  RH 

tipidagi  gazsimon  birikmalar  hosil  qiladi  (davriy  sistemaga  q.).

Vodorod  kislorodda  yonganda  ko'p  miqdorda  issiqlik  chiqadi. 

Vodorod-kislorod  alangasining  temperaturasi  3000  °C  ga  yetadi. 

Ikki  hajm  vodorod  bilan  bir  hajm  kislorodning  aralashmasi  qaldi- 

roq  gaz  deyiladi.  Bu  aralashma  o't  oldirilganda  qattiq  portlaydi. 

Vodorod  kislorodda yonganda  ham,  qaldiroq gaz portlaganda  ham 

suv  hosil  bo'ladi:

2H

2

+ 0

2

=2H20

Vodorod  bilan  ishlaganda  nihoyatda  ehtiyot  bo'lish:  dastlab 

apparatning  germetikligini,  shuningdek,  vodorodning  o't  oldirish 

oldidan  tozaligini  tekshirib  ko'rish  zarur.

Yuqori  temperaturada  vodorod  ishqoriy  metallar  va  ishqoriy- 

yer  metallar  bilan  birikib,  oq  kristall  moddalar  —  metallarning 

gidridlarin i  (L iH ,  N a H ,  KH,  C aH ,  va  b.)  hosil  qiladi.  Bu 

birikmalarda  metall  musbat,  vodorod  —  manfiy  oksidlanish 

darajasida bo'ladi.

Metallarning  gidridlari  suv  ta’sirida  oson  parchalanib,  tegishli 

ishqor  bilan  vodorodni  hosil  qiladi:

CaH

2

+2H

2

0= C a(0H )

2

+2H2T

Atomar vodorodning reaksiyaga kirishish  xususiyati juda kuchli 

bo'ladi:  u  xona temperaturasida  metallarning oksidlarini qaytaradi,

kislorod,  oltingugurt  va  fosfor  bilan  birikadi.  Atomar  vodorodda 

ishlaydigan  gorelka  4000  °C  dan  yuqori  temperatura  hosil  qiladi. 

Yuqori  temperatura  hosil  bo'lishiga  sabab  quyidagicha  ekzotermik 

reaksiya  sodir  bo'lishidir:

H +H=H2,  AH°=—436  kJ/mol.

Vodorod  qizdirilganda  ko'pchilik  metallarni  ularning  oksid- 

laridan  qaytaradi.  Masalan:

Cu0+H

2

=Cu+H20

H2 - 2 ё  = 2H+ 

1 

Cu

2

  + +2e  = Cu 

1

Bu  reaksiya vodorod  bitta  elektronini  (vodorod  molekulasi  — 

ikkita  elektronini)  beradi,  u  —  qaytaruvchi:

Н - ё   = Н т



Lekin  vodorod  atomi  bitta  elektronni  (molekulasi  —  ikkita 

elektronni)  biriktirib  olishi  ham  mumkin:

Н + ё   = Н~



Bu  hoi,  masalan,  metallarning  gidridlari  hosil  bo'Iishida  ro'y 

beradi.  Bu holda vodorod — oksidlovchi.

Ishlatilishi. 

Vodorodning  ishlatilishi  uning  fizik  va  kimyoviy 

xossalariga asoslangan.  U yengil gaz sifatida aerostatlar va dirijabllami 

to'ldirish  uchun  (geliy  bilan  aralashmasi)  ishlatiladi.

Vodorod  yuqori  temperatura  hosil  qilish  uchun  ishlatiladi: 

kislorod-vodorod  alangasi  bilan  metall  qirqiladi  va  payvandlanadi. 

Undan  metallarning  oksidlaridan  metallarni  (molibden,  volfram, 

va  b.)  olish  uchun,  kimyo  sanoatida  —  havo  azotidan  ammiak 

olish  uchun  va  ko'mirdan  sun’iy  suyuq  yonilg'i  olish  uchun, 

oziq-ovqat sanoatida  —  yog'lami gidrogenlash uchun  (17.14  -  § ga q.) 

foydalaniladi.  Vodorodning  izotoplari  —  deyteriy  bilan  tritiy  atom 

energetikasida  muhim  yonilg'i  (termoyadro  yonilg'isi)  sifatida 

ishlatiladi.

8.3-  §.  Suv

Suv  —  vodorodning  oksidi  —  eng  ko'p  tarqalgan  va  muhim 

moddalardan  biridir.  Yerning suv egallagan sathi quruqlik sathidan 

2,5  marta  katta.  Tabiatda  toza  (sof)  suv  yo'q  —  uning  tarkibida 

doimo qo'shimchalar bo'ladi.  Toza suv  haydash yo'li  bilan  olinadi.

Haydalgan  suv  distillangan  suv  deyiladi.  Suvning  tarkibida  (massa 

jihatidan):  11,19%  vodorod  va  88,81%  kislorod  mavjud.

Fizik  xossalari. 

Toza  suv  shaffof,  hidsiz  va  ta’msiz  bo‘ladi. 

Uning zichligi 4 °C da eng katta (1  g/sm 3)  bo'ladi.  Muzning zichligi 

suvning zichligidan  kam, shu sababli muz suv yuziga qalqib chiqadi. 

Suv 0°C da muzlaydi va  101  325  Pa bosimda  100 °C da qaynaydi.  U 

issiqlikni yaxshi o'tkazmaydi va elektr tokini juda yom on o'tkazadi. 

Suv  —  yaxshi  erituvchi.

Suvning  molekulasi  burchak  shaklida  bo'ladi  (3.3-  rasmga  q.) 

vodorod  atomlari  kislorod  atomlariga  nisbatan  104,5  °C  ga  teng 

burchak  hosil  qiladi.  Shu  sababli  suv  m olekulasi  —  d ip ol 

molekulaning vodorod  turgan  qismi  musbat,  kislorod  turgan  qismi 

esa —  manfiy zaryadlangan.  Suv molekulalari qutbliligi tufayli unda 

elektrolitlar  ionlarga  dissotsilanadi.

Suyuq  suvda  odatdagi 

molekulalari  bilan  bir  qatorda 

assotsilangan,  ya’ni  vodorod  bog'lanishlar  hosil  bo'lishi  tufayli 

(3.6-  §  ga  q.)  o'zaro  birikib  ancha  murakkab  agregatlar  (Н

2

0 ) д 

hosil  qilgan  molekulalar  ham  bo'ladi.  Suvning  fizik  xossalaridagi 

anomaliya  (nonormallik):  4  °C  da  zichligini  eng  yuqori  bo'lishi, 

qaynash  temperaturasining  yuqoriligi  (H 20   —  H 2S  —  H 2Se  — 

H 2T e  qatorda),  issiqlik  sig'imining  juda  kattaligi  [14,18  J/ g- K]  

uning  molekulalari  orasida  vodorod  bog'lanishlar  borligi  bilan 

tushuntiriladi.  Temperatura ko'tarilishi  bilan vodorod bog'lanishlar 

uzila  boshlaydi  va  suv  bug'  holatiga  o'tganda  bunday  bog'lanish­

larning  hammasi  uziladi.

Kimyoviy xossalari. 

Suv —  reaksiyaga ancha yaxshi kirishuvchan 

modda.  U  odatdagi  sharoitda  ko'pchilik asosli  va kislotali oksidlar, 

shuningdek,  ishqoriy  metallar  va  ishqoriy-yer  metallar  bilan 

reaksiyaga  kirishadi,  masalan:

H

2

0+N a,0=2N a0H  

2H

2

0+L i=2L i0H +H 2T 

H

2

0 + S 0

2

=H

2

S 0

3

 

2H

2

0+Ca=C a(0H ),+H 2T

Suv  turli-tuman  birikmalar  —  gidratlar  (kristallgidritlar)  hosil 

qiladi.  Masalan:

H

2

0 + H

2

S 0

4

=H

2

S 0

4

 • H20   10H

2

0 + N a

2

C 0

3

=Na

2

C 0

3

 ■ 10H,0 

H

2

0+ N a0 H = N a 0H  • H20   5H

2

0 + C u S 0

4

=CuS0

4

 • 5H20

Ravshanki,  suvni  bog'lovchi  birikmalar  qurituvchilar  sifatida 

ishlatilishi  mumkin.  Yuqoridagilardan  boshqa  qurituvchi  modda-

lardan  P

2

0 5,  CaO,  BaO,  N a  metali  (ular  ham  suv  bilan  kimyoviy 

o ‘zaro  ta’sirlashadi),  shuningdek,  silikagelni  ko'rsatish  mumkin.

Suvning  muhim  kimyoviy  xossalari  qatoriga  uning  gidrolitik 

parchalanish reaksiyalariga kirisha olish xususiyati  kiradi  (tuzlarning 

gidroliziga,  6.5  -  § ga q.).

Tarkibida  og‘ir vodorod  bo'ladigan  suv  og'ir suv deyiladi  ( D ,0  

formula bilan belgilanadi).  U odatdagi suvdan farq qiladi, buni  ikkala 

suvning fizik xossalarini o'zaro taqqoslashdan ham  ko'rish  mumkin.

Og‘ir  suv  bilan  kimyoviy  reaksiyalar  odatdagi  suv  bilan  bo‘I- 

gandagiga qaraganda ancha sekin ketadi.  Shuning uchun odatdagi suv 

uzoq vaqt elektroliz qilganda elektrolizorda og‘ir suv to'planib qoladi.

Og‘ir suv yadro reaktorlarida neytronlarni sekinlatuvchi sifatida 

ishlatiladi.

8.5-  §.  Galogenlar  gruppachasining  umumiy  tavsifi

Elementlar  kimyosini  gruppachalar  bo'yicha  qarab  chiqishda 

davriy  qonun va  D.I.  Mendeleyev  elementlar davriy sistemasining 

oldindan aytish imkoniyatidan foydalana bilish nihoyatda muhimdir. 

Shunda  darslikdan  foydalanmay  turib  ham  elementlaming  va  ular 

birikmalarining  ko'pchilik  xossalarini  bayon  qilib  berish  mumkin 

bo'ladi.  Masalan,  elementning  davriy sistemada joylashgan  o'rniga 

qarab atomning tuzilishini — yadrosining zaryadi va tarkibini hamda 

elektron  konfiguratsiyasini  aytib berish  mumkin;  elektron  konfigu- 

ratsiyasiga qarab  esa elementning birikmalardagi  oksidlanish  dara­

jasini  aniqlash,  odatdagi  sharoitda  molekula  hosil  bo'lish  mum- 

kinligini,  qattiq  holdagi  oddiy  modda  kristall  panjarasining  turini 

aniqlash  mumkin.  Nihoyat,  shu  elementlar yuqori  oksidlari  va gid- 

roksidlarining  formulalarini,  ulaming  kislota-asos  xossalari  davriy 

sistemaning  gorizontali  va  vertikali  bo'ylab  qanday  o'zgarishini, 

shuningdek,  turli  xil  binar  birikmalarining  formulalarini  aniqlab,

8.4  -  §.  O g‘ir  suv

Molekular  massasi

D 20  

H ,0  

2 0

 

18

20  °C  dagi  zichligi,  g /sm

3

........

Kristallanish temperaturasi,  °C 

Qaynash  temperaturasi,  °C......

1,1050  0,9982

... 3,8 

0

...101,4 



100

kimyoviy bog'lanishlar xarakteriga baho berish  mumkin.  Bularning 

hammasi  elementlaming,  oddiy  moddalar  va  ular  birikmalarining 

xossalarini  o ‘rganishni  ancha  osonlashtiradi.  Bu  ishni  har  qaysi 

gruppachaning umumiy tavsifini  ko‘rib  chiqishdan boshlash  lozim.

Galogenlar  gruppasiga  ftor,  xlor,  brom,  yod  va  astat  kiradi 

(astat  —  radioaktiv  element,  kam  o'rganilgan).  Bular  D .I.M en­

deleyev  davriy  sistemasining  VII  gruppasidagi  p -  elementlardir. 

Ular  atomlarining  tashqi  energetik  pog'onasida  7  tadan  elektron 

bo'ladi  (

8

.1- jadvalga q.)  Ularning xossalarida umumiylik borligiga 

sabab  ana  shudir.

8.1 - j a d v a 1

.  Galogenlar gruppachasi elementlarining xossalari

H  ossa lari

F

C l


B r

J

A t



1.  T a rtib   raqam i

9

17



35

53

85



2.  V a le nt  elektronlari

2

j



22/>’

3s23p5


45:4 p ’

5 ^ 5  p s

6 s26 p i

3.  A t o m n in g   io n la n ish  

energiyasi,  e V

17,42


12,97

11,84


10,45

9,2


4.  N is b iy   e le k trm a n fiyligi

4,1


3,0

2,8


2,5

2,2

5.  B irik m a la rid a g i 

o k sid la n ish   darajasi

-1

- 1 , +  



1

, 

+  3 ,+ 5 , 

+ 7

- l .  +  l,



+ 3 , + 5 ,

+ 7


+ 3 , + 5 ,

+ 7


- I . +  1. 

+ 3 , + 5 ,  

+ 7

6.  A t o m n in g   radiusi



0,034

0.099


0,114

0,133


-

Ular  bittadan  elektronni  oson  biriktirib  olib,  —  1  oksidlanish 

darajasini  namoyon  qiladi.  Galogenlar  vodorod  va  metallar  bilan 

hosil  qilgan  birikmalarida  ana  shunday  oksidlanish  darajasiga  ega 

bo'ladi.

Lekin  ftordan  boshqa  galogenlaming  atomlari  + 1,  + 3 ,  +5  va 

+7  ga  teng  musbat  oksidlanish  darajalarini  ham  namoyon  qilish 

mumkin.  Oksidlanish  darajalarining  mumkin  bo'lgan  qiymatlari 

atomlarning  elektron  tuzilishi  bilan  izohlanadi;  ftor  atomining 

elektron  tuzilishini  ushbu  sxema  bilan  ifodalash  mumkin:

2p

n=2

Ftor  eng  elektrm anfiy  elem en t  bo'lganligi  sababli  bitta 

elektronni  2p- pog'onachasiga biriktirib olishi mumkin, xolos.  Uning

ti

ti tl t



bitta juftlashmagan  elektroni bor,  shu sababli  ftor faqat bir valentli, 

uning  oksidlanish  darajasi  esa  doimo  — 

1

  bo'ladi.

Xlor  atomining  elektron  tuzilishi  ushbu  sxema  bilan  ifoda­

lanadi:

3s

t i


t i ti t

“" r J

1

■T"



t  

1

_> 



1

I__________________________ I



Xlor atomining 3p-pog‘onachasida bitta juftlashmagan elektroni 

bor  va  odatdagi  (qo‘zg‘almagan)  holatda  xlor  bir valentli  bo'ladi. 

Lekin  xlor  III  davrda  turganligi  sababli  uning  3d-pog‘onachasida 

yana beshta orbital bor va ularga 

1 0

 ta elektron joylashishi mumkin.

Xlor  atomining  qo'zg'algan  holatida  elektronlar  3p-  va  3s- 

pog'onachalardan  3^-pog'onachaga o'tadi (sxemada strelkalar bilan 

ko'rsatilgan).  Bitta  orbitalda  turgan  elektronlarning  bir-biridan 

ajralishi  (toqlashishi)  valentlikni  ikki  birlikka  oshiradi.  Ravshanki, 

xlor va  uning  analoglari  (ftordan  tashqari)  faqat  toq  o'zgaruvchan 

valentlik  1,  3,  5,  7 va shularga  muvofiq keladigan musbat oksidlanish 

darajalarini  namoyon  qilishi  mumkin.  Ftorda erkin orbitallar yo'q, 

demak  kimyoviy  reaksiyalarda uning atomida juftlashgan  elektron­

larning ajralishi  sodir bo'lmaydi  (ftor atomining elektron  tuzilishiga 

q.).  Shu sababli galogenlarning xossalarini ko'rib chiqishda ftorning 

va  ftor  birikmalarining  o'ziga  xos  xususiyatlarini  doimo  e ’tiborga 

olish  lozim.

G alogenlar  vodorodli  birikmalarining  suvdagi  eritmalari 

kislotalar hisoblanadi:  H F —  ftorid  kislota,  HCI  —  xlorid  kislota, 

HBr  —  bromid  kislota,  HJ  —  yodid  kislota.

Shuni  nazarda  tutish  kerakki,  galogenlarning  u m um iy 

xossalari  bilan  bir qatorda  bir-biridan  farqi  ham  bor.  Bu,  ayniqsa. 

ftor  va  uning  birikmalari  uchun  xosdir.  H F  —  HCI  —  HBr  —  HJ 

qatorda  kislotalarning  kuchi  ortib  boradi,  bunga  sabab  HR  ning 

(bunda  R  —  element)  bog'lanish  energiyasi  xuddi  shu  yo'nalishda 

kamayib  borishidir.  Bu  qatorda  ftorid  kislota  boshqalaridan 

kuchsizroq,  chunki  qatorda  H  —  F  bog'lanish  energiyasi  eng 

kattadir.  HG  molekulasining  (bunda  G  —  galogen)  puxtaligi  ham 

xuddi  shu  tartibda  kamayib  boradi,  bunga  sabab  yadrolararo

masofaning  kattalashuvidir  (8.1-jadvalning 

6

-punktiga  q.).  Kam 

eriydigan  tuzlarning  eruvchanligi  AgCl  —  AgBr  —  AgJ  qatorda 

kamayib  boradi;  ulardan  farqli  ravishda,  AgF  suvda  yaxshi  eriydi.

Boshqa galogenlarga qaraganda ftor elektronlarini mahkam tutib 

turadi  (8.1-  jadvalning  3-  va  4-p),  uning  bitta  (—1)  oksidlanish 

darajasi  bor  (8.1-jadvalning  5-p.  ga  q.).  Ftor  suv  bilan  xlorga 

qaraganda  boshqacharoq  reaksiyaga  kirishadi:  suvni  parchalab, 

vodorod  ftorid,  kislorod  (II)  ftorid,  vodorod  peroksid,  kislorod 

va ozon hosil qiladi:

F 2+ H 20 = 2 H F + 0  

2 0 = 0 2 

3 0 = 0 3

0 + F 2= F 20  

H 20 + 0 = H 20 2

Xlorning  suv  bilan  o'zaro  ta’sir  reaksiyasining  tenglamasini 

8

.

6

-§  dan  q.

8.1-jadvalning  3  va 

6

-punktlari  elementlaming  metallmaslik 

xossalari qay darajada ekanligini ko'rsatadi. Atom radiusi kattalashib, 

ionlash  energiyasi  kamayib  borganligi  sababli  F —At  qatorda 

metallmaslik xossalar kamayib boradi.  Metallmaslik xossalar ftorda 

eng  kuchli  ifodalangan.

Galogenlarning  reaksiyaga  kirishish  xususiyati  F—Cl—Br—J 

qatorda  pasayib boradi.  Shu sababli oldingi element keyingisini  HG 

tipidagi  (G -  galogen)  kislotalardan  va ularning  tuzlaridan  siqib 

chiqaradi.  Bu holda aktivlik qatori susaya boradi:

F 2> C l 2>B r2>J2

Galogenlarning tartib raqami ortishi bilan fizik xossalari  ma’lum 

qonuniyat  bilan  o'zgarib  boradi:  ftor  —  qiyin  suyuqlanadigan 

gaz,  xlor  —  oson  suyuqlanadigan  gaz,  brom  —  suyuqlik,  yod  — 

qattiq  modda.

8.6-§.  Xlor

Tabiatda  uchrashi. 

Tabiatda  xlor  erkin  holda  faqat  vulqon 

gazlaridagina uchraydi.  Uning birikmalari keng tarqalgan.  Ulardan 

eng  muhimlari:  natriy  xlorid  NaCl,  kaliy  xlorid  KC1,  magniy 

xlorid  MgCl  • 6H

2

0 ,   silvinit,  u  NaCl  bilan  KC1  dan  tarkib  topgan, 

kamallit  KC1 •  MgCl

2

 • 6H

2

0 ,   kainit  M g S 0

4

 •  KC1 •  3H 20   va  b.

Xlor birikmalari okean,  dengiz va ko'llaming suvlarida bo'ladi. 

Ular o'simlik va  hayvonot  organizmlarida  oz  miqdorlarda bo'ladi. 

Download 6.95 Mb.

Do'stlaringiz bilan baham:
1   ...   22   23   24   25   26   27   28   29   ...   81




Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling