' G. P. Xomchenko, I. G. Xomchenko
- §. Uglerod va uning xossalari
Download 6.95 Mb. Pdf ko'rish
|
11.2- §. Uglerod va uning xossalari Tabiatda uchrashi. Tabiatda uglerod erkin holda olmos, grafit va karbin ko‘rinishida, birikmalarida esa — toshko‘mir, qo‘ng‘ir ko'mir hamda neft ko'rinishida uchraydi. Tabiiy karbonatlar — ohaktosh, marmar, b o ‘r C a C 0 3, magnezit M g C 0 3, dolom it M g C 0 3
3
1 1
. 1
B ularning ham m asi nih oyatd a qattiqlik, ancha katta zichlik (3,5 g/sm3) 11.1- rasm. Olmosning kristall va olmosga xos boshqa xususiyatlami panjarasi. baxsh etadi. Shuning uchun u shisha kesish, tog‘ jinslarini burg‘ulash va o ‘ta qattiq m ateriallarni silliq la sh u ch u n ishlatiladi. Olmos issiqlikni va elektr tokini yaxshi o ‘tkazmaydi. Uning sof holdagi namunalari yorug'likni kuchli sindiradi (shu’lalanadi). Shuning uchun olmosdan bezaklar (brilliantlar) tayyorlanadi. Yoqutistonda olmosning yirik konlari topilgan. Bundan tashqari, 1961 -yilda . 1 • ■ ui u u- • u 1 1 .2 -rasm. Grafitnmg ularni sanoatda grafitdan ishlab chiqarish kristall panjarasi yo‘lga qo'yilgan. G r a f i t — salgina metall yaltiroqligi bor, ushlab ko'rilganda yog'lidek tuyuladigan to'q kulrang kristall modda. Grafit kristallarida uglerod atomlari sp *-gibridlanish holatida bo'ladi (3.2-§ ga q). Ular to'g'ri oltiburchaklikdan tarkib topgan yassi qatlamlar bo'lib birikkan (11.2-rasm). Ularda uglerodning har bir atomi uchta qo'shni atom bilan puxta kovalent bog'lanishlar orqali bog'langan bo'ladi (uchta a-bog'lanish). Bog'lanishlar bir-biriga nisbatan 120 °C li burchak ostida yo'nalgan. Har qaysi atomning valent elektroni qatlamda metalldagi kabi harakatchanligicha qoladi va uglerodning bir atomidan boshqa atomiga o'tib turishi mumkin. Shunday elektronlar hisobiga metall bog'lanish amalga oshadi. Grafitning elektr o'tkazuvchanligi yaxshiligiga (metallardagidan yomon emas), shuningdek uning issiqlik o'tkazuvchanligi va metall yaltiroqligi borligiga sabab ana shudir. Grafitda qatlamlar orasidagi masofa ancha katta (0,335 nm), ular orasidagi o'zaro ta’sir kuchlari esa nisbatan bo'sh (bular asosan molekulalararo kuchlar) bo'ladi. Shu sababli grafit yupqa tangachalar holida ajraladi, ularning o'zi juda mustahkam bo'ladi. Tangachalar qog'ozga oson yopishadi. Grafit qalamlar o'zagini, shuningdek elektrodlar (sanoatdagi elektrolizlar uchun) tayyorlashda ishlatiladi. Texnik moylar bilan aralashma holida surkov materiali sifatida foydalaniladi: uning tangachalari surkaladigan yuzadagi notekisliklami yo'qotadi. Grafit qiyin suyuqlanadigan va haroratning keskin o'zgarishlariga yaxshi chidaydigan bo'lgani uchun grafit bilan gil aralashmasidan metallurgiya uchun suyuqlantirish tigellari tayyorlanadi. Grafit yadro reaktorlarida neytronlarni sekinlatuvchi sifatida ham ishlatiladi. Grafitning katta qatlamlari Sibirda, Oltoyda va boshqa joylarda uchraydi. Grafitni koksdan sun’iy usulda olish ham yo‘lga qo'yilgan. K a r b i n — qora rangli mayda kristall kukun. Dastlab 60- yillarda rus kimyogarlari tomonidan sintez qilingan, keyinchalik tabiatda top ilgan . Karbin kristallari uglerod atom larining navbatlashib keladigan oddiy va o ‘lchamli bogianishlar orqali bog‘langan chiziqsimon zanjirlaridan tarkib topgan: - C = C - C = C - C = C - ... yoki (—С = С—)„ Qattiqligi jihatidan karbin grafitdan ustun, lekin olmosdan ancha keyinda turadi. Yarim o'tkazgich xossalariga ega. Havosiz joyda 2800 °C ga qadar qizdirilganda garbitga aylanadi. Tabiiy uglerod element sifatida ikki izotopdan: ^2C (98,892%) va j3C (1,108%) dan tarkib topgan. Bundan tashqari, atmosferada radioaktiv izotop ‘4C ning ozgina aralashganligi aniqlangan, u sun’iy yo‘l bilan olinadi va ilmiy tadqiqotlarda keng ko‘lamda ishlatiladi. Ko‘mir. Uglerodli birikmalar termik parchalanganda qora massa — ko‘mir hosil bo'ladi va uchuvchan mahsulotlar ajralib chiqadi. K o‘mir grafitning mayin kukunidan iborat. Ko'm irning eng muhim navlari koks, pista ko'mir va qurum. K o k s toshko'mirni havosiz joyda qizdirish bilan olinadi. Metallurgiyada qaytaruvchi sifatida ishlatiladi. P i s t a k o ‘ m i r yog'ochning ko‘mirIanishidan (havosiz joyda yoki havo juda oz bo‘lganda qizdirilganda) hosil bo‘ladi. Metallurgiya sanoatida, temirchilik ustaxonalarida, qora porox olish, gazlarni yuttirishda va turmushda ishlatiladi. Q u r u m uglevodorodlarni (tabiiy gaz, asetilen, skipidar va b.) cheklangan miqdordagi havoda yondirish (yoki havosiz joyda termik parchalash) yo‘li bilan olinadi. Rezina ishlab chiqarishda to ‘ldiruvchi sifatida, shuningdek qora b o ‘yoqlar (bosm axona bo‘yog‘i, tush) va etik moyi tayyorlashda ishlatiladi. S h i s h a u g l e r o d — uglerodning am orf holda mavjud bo'lishiga misol. U uglerodli birikmalarni termik parchalash yo‘li bilan ham olinadi. Ajoyib xossalarga ega: mexanik mustahkamligi katta, zichligi, elektr o'tkazuvchanligi kam, qiyin suyuqlanadi va agressiv muhitda ishlatiladigan apparatura tayyorlash uchun, shuningdek aviatsiyada va kosmonavtikada ishlatiladi. Adsorbsiya. K o‘mir (ayniqsa, pista ko'mir)ning adsorblash xususiyati juda kuchli bo‘ladi. Ko‘miming va boshqa qattiq yoki suyuq moddalaming o‘z sirtida bug4, gaz va erigan moddalarni ushlab qolish xossasi ad
Kimyoviy xossalari. Odatdagi temperaturada ko'mir ancha inert bo'ladi. Uning kimyoviy aktivligi yuqori temperaturalardagina namoyon bo'ladi. Ko'mir oksidlovchi sifatida ba’zi metallar va metallmaslar bilan reaksiyaga kirishadi. Uglerodning metallar bilan hosil qilgan birikmalari karbidlar deyiladi. Masalan: 4A1+3C=AI,C3 aluminiy karbid
Kalsiy karbid amalda katta ahamiyatga ega, u ohak CaO bilan koksni elektr pechlarda qizdirish orqali olinadi: C aO +3C =C aC 2+CO kalsiy karbid
Vodorod bilan ko'mir nikel katalizator ishtirokida va qizdirilganda metan — tabiiy yonuvchi gazlarning asosiy tarkibiy qismini hosil qiladi: C+2H 2=C H 4 Lekin ko'm ir qaytaruvchilik xossalarini nam oyon qiladigan reaksiyalarga ko'proq kirishadi. Bu hoi ko'mirning istalgan allotropik shakl o'zgarishining to'liq yonishida ko'rinadi: C + 0 2= C 0 2 Ko'mir temir, mis, rux, qo'rg'oshin va boshqa elementlarni ulaming oksidlaridan qaytaradi, uning bu xossasidan metallurgiyada shu metallarni olishda keng ko'lamda foydalaniladi. Masalan: 2 Z n 0 + C = 2 Z n + C 0 2 Ko'mirning juda muhim kimyoviy xossasi — uning atomlarining bir-biri bilan birikib, puxta bog'lanishlar — uglerod zanjirlari hosil qilishidir (III qism, Organik kimyoga q.). 11.3- §. Uglerod oksidlari. Karbonat kislota Uglerodning ikkita oksidi m a’lum: CO va C 0 2. Uglerod (II) oksid. Uglerod (II) oksid CO uglerodning kislorod yetishmaganida yonishi jarayonida hosil bo'ladi. Sanoatda u yuqori temperaturada ko'mir cho'g'i ustidan karbonat angidrid o'tkazish yo'li bilan olinadi: C 0 2+ C = 2 C 0 Laboratoriya sharoitida uglerod (II) oksid chumoli kislotaga qizdirib turib konsentrlangan sulfat kislota ta’sir ettirish (sulfat kislota suvni tortib oladi) orqali olinadi: H C 0 0 H = H 20 + C 0 T Uglerod (II) oksid — rangsiz, hidsiz, nihoyatda zaharli gaz. Ishlab chiqarish binolarida CO ning yo'l qo'yiladigan miqdori 1 1 havoda 0,03 mg ni tashkil etadi. U avtomobildan chiqadigan tutun gazlarda hayot uchun xavfli miqdorlarda bo'ladi. Shu sababli, garajlar, ayniqsa dvigatellarni ishga tushirish paytida, yaxshi shamollatiladigan bo‘lishi kerak. Yuqori temperaturalarda uglerod (II) oksid — kuchli qayta ruvchi. U ko‘pchilik metallarni ularning oksidlaridan qaytaradi. Masalan: C 0+C u 0=C u C 0 2
suyuqlantirib olishda foydalaniladi. Havoda uglerod (II) oksid ko‘kish alanga berib yonib, ko'p miqdorda issiqlik ajratib chiqaradi: 2 C 0 + 0 2= 2 C 0 2, Д Я ; = -572 kJ Shuning uchun u boshqa gazlar bilan birgalikda gazsim on yonilg'ining ba’zi turlari — generator gazi va suv gazi tarkibiga kiradi.
Uglerod (II) oksidda uglerodning valentligi uchga, oksidlanish ^uujasi esa +2 ^ Leng. Buning sababi 3.10-§ da aytib o ‘tilgan. Uglerod (IV) oksid. Uglerod (IV) oksid C 0 2
ganda karbonat angidrid) tabiatda organik moddalar yonganida va chiriganida hosil bo'ladi. Havoda (hajmiy ulushi 0,03%), shuningdek ko‘pchilik mineral manbalar (narzan, boijom va b.) tarkibida bo'ladi. Hayvon va o'simliklar nafas olganida ajralib chiqadi. Laboratoriya sharoitida C 0 2
olinadi: CaC0 3
2
2
2
3
2
2
0 = C = 0 . U chiziqsimon shaklda bo'ladi. Uglerodning kislorod bilan bog'lanishi qutbli, lekin bog'lanishlar simmetrik joylashganligi tufayli C 0 2
a ga q.). Uglerod (IV) oksid — rangsiz gazsimon modda. U havodan 1,5 marta og'ir, shu sababli uni bir idishdan boshqasiga quyish mumkin. Yonishga va nafas olishga yordam bermaydi. O't oldirilgan cho'p uglerod (IV) oksidda o'chadi, uglerod (IV) oksidning kon sentratsiyasi katta bo'lganda odam va hayvonlar bo'g'iladi. U shaxta, quduq va yerto'lalarda ko'pincha xavfli miqdorlarda to'planib qoladi. C 0 2
6
2
karbonat kislota hosil bo‘ladi. Reaksiya qaytar: Muvozanat boshlang'ich moddalar tomoniga ko'p siljigan bo'ladi, ya’ni erigan C 0 2
ning eritmalari bilan o'zaro ta’sirlashganda tuzlar hosil bo'ladi: C 0 2
qiladi: ko'mir va aktiv metallar bilan reaksiyaga kirishadi. Masalan: O't oldirilgan magniy tasmasi karbonat angidridda yonadi. Uglerod (IV) oksid soda, shakar ishlab chiqarishda, suv va ichimliklami gazlashtirish uchun, suyuq holda — o't o'chirgichlarda ishlatiladi. Quruq muzdan tez buziladigan mahsulotlarni saqlashda foydalaniladi. Karbonat kislota. Karbonat kislota faqat eritmadagina mavjud bo'ladi. Qizdirilganda u uglerod (IV) oksid bilan suvga ajraladi. Karbonat kislota molekulasida vodorod atomlari kislorod atomlari bilan bog'langan bo'ladi: U ikki asosli kislota sifatida bosqich bilan dissotsilanadi. Dastlab, C 0 2+ H 20 ^ H 2C 0 3 C 0 2+ 2 N a 0 H = N a 2C 0 3+ H 20 C 0 2+ C = 2 C 0 C 0 2+ 2M g=2M g0+C H 2C 0 3 <=* H- + H C 0 3 va so'ngra juda oz darajada quyidagicha dissotsilanadi- H C 0 3 <=> H + + H C O 2- Karbonat kislota kuchsiz elektrolitlar qatoriga kiradi. 11.4- §. Karbonat kislotaning tuzlari Karbonat kislota ikki qator tuzlar: o ‘rta tuzlar — karbonat va nordon tuzlar — gidrokarbonatlar hosil qiladi. Ular tuzlarning umumiy xossalarini namoyon qiladi. Ishqoriy metallarning va ammoniy karbonatlari hamda gidrokarbonatlari suvda yaxshi eriydi. Karbonat kislotaning o ‘zi beqaror b o‘lgani bilan uning tuzlari barqaror birikmalardir. Ular kislotani ishqor bilan o'zaro ta’sir ettirilganda olinishi mumkin. Ishqoriy metallar bilan ammoniy karbonatlarining eritmalari gidrolizlanishi tufayli ishqoriy muhitga ega bo‘ladi: C O 2' + H 20<=* H C O 3- + O H -
C a C 0
3+ C 0 2+ H 20 = C a (H C 0 3)2 Gidrokarbonatlarning eritmalari qaynatilganda ular karbo- natlarga aylanadi: C a (H C 0 3)2— *—» C a C 0 3i + H 20 + C 0 2T
2
karbonat soda. Bu suvda yaxshi eriydigan oq kukun. Suvdagi eritm ad a n k rista llgid ratlar N a 2
3
2
N a 2
3
2
3
2
3
2 N aH C 0 3=N a2C 0 3+ H 20 + C 0 2T
o ‘chirgichlarni to ‘ldirishda, qandolatchilikda va non yopishda ishlatiladi. K a l i y k a r b o n a t K 2
suvda yaxshi eriydigan oq kukun. O'simliklar kulining tarkibida b o ‘ladi. Suyuq sovun, qiyin suyuqlanadigan optik shisha, pigmentlar ishlab chiqarishda ishlatiladi. K a l s i y k a r b o n a t C a C 0 3
ohaktosh ko'rinishida uchraydi, ular binokorlikda ishlatiladi. Ohaktoshdan ohak va uglerod (IV) oksid olinadi. Karbonat-ionga sifat reaksiya. Download 6.95 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: |
ma'muriyatiga murojaat qiling