' G. P. Xomchenko, I. G. Xomchenko
sodir b o ‘lishi ham mumkin
Download 6.95 Mb. Pdf ko'rish
|
sodir b o ‘lishi ham mumkin: 0 2
+ 2H20 + 4 ё~= 4 0 H ', y a’ni katod sirtida kislorod molekulalari elektronlarni bog‘laydi. Bu katodning kislorodli qutbsizlanishi deyiladi. Bunda qanday jarayon sodir b o ‘lishi sharoitga bog‘liq: kislotali muhitda vodorod ajralib chiqadi (katodning vodorodli qutbsizlanishi sodir b o ia d i: 2H+ + 2e = H 2) neytral va ishqoriy muhitlarda (p o ‘latning, tem ir ning korroziyalanishida) katodning kislorodli qutbsizlanishi sodir bo'ladi va vodorod ajralib chiqm aydi. Bu holda hosil b o ‘lgan gidroksid-ionlar O N ' eritmaga o ‘tgan F e2+ ionlari bilan birikadi: Fe 2
) 2
2
2
2
) 3
T em ir (III) gidroksidni 2 F e 2
3
2 0
, / 7
2 0 . Elektrokim yoviy korroziyani, asosan, boshqa m etallarning va m etallm as m oddalam ing q o ‘shim chalari yoki sirtning bir jinsli emasligi keltirib chiqaradi. Elektrokimyoviy korroziya nazariyasiga m uvofiq, bunday hollarda metall elektrolitga tekkanida (elektrolit havodan adsorbilangan nam lik b o iis h i m um kin) uning sirtida galvanik mikroelementlar vujudga keladi. Bunda potensiali manfiyroq bo'lgan m etall yem iriladi — uning ionlari eritm aga, elektronlar esa aktivligi kamroq bo'lgan metallga o'tadi va bu metallda vodorod ionlari qaytariladi(vodorodli qutbsizlanish) yoki suvda erigan kislorod qaytariladi (kislorodli qutbsizlanish). Shunday qilib, elektrokim yoviy korroziyalanishda (har xil m etallar bir-biriga tegib turganida ham , bitta m etallning sirtida mikrogalvanik elem entlar hosil bo'lganida ham ) elektronlar oqim i aktivroq m etalldan aktivligi kam roq m etallga (o'tk a zgich g a) yo'nalgan bo'ladi va aktivroq m etall korroziyalanadi. G alvanik elem en tn i (galvanik juftni) hosil qilgan m etallar standart elek trod potensiallar qatorida bir-biridan qancha uzoq joylashgan bo'lsa, korroziyalanish tezligi shuncha katta bo'ladi. K orroziyalanish tezligiga elektrolit eritm asining xususiyati (m uhiti) ham ta’sir qiladi. U ning kislotaliligi qancha yuqori (ya’ni pH i kichik) va tarkibida oksidlovchilar miqdori qancha ko‘p bo'lsa, korroziya shuncha tez ketadi. Korroziyalanish harorat ko'tarilganda ham ancha kuchayadi. Ba’zi metallarga havo kislorodi tekkanida yoki agressiv muhitda p a s s i v holatga o'tadi, bunda korroziyalanish keskin kamayadi. Masalan, konsentrlangan nitrat kislota temirni osonlik bilan passiv holatga o'tkazadi va u am alda konsentrlangan nitrat kislota bilan reaksiyaga kirishmaydi. Bunday hollarda metall sirtida zich him oya oksid pardasi hosil bo'ladi, u m etallni muhitga tekkizm ay qo'yadi. H im oya pardasi aluminiy sirtida doimo bo'ladi (13.11 -§ ga q.). Bunday pardalar quruq havoda Be, Cr, Z n , T a, N i, Cu va boshqa m etallar sirtida ham hosil bo'ladi*. K islorod eng ko'p tarqalgan passivator hisoblanadi. Zanglamaydigan po'lat va qotishmalaming korroziyabardoshligi ularning passivlanishi bilan tushuntiriladi. * Metallarning passiv holatga o'tishi ko'pincha uning sirtida kislorod atom larining xemosorbilangan qatlami hosil bo'lishi bilan tushuntiriladi. Bunda kislo rod atomlari metallning barcha sirtini yoki uning bir qismini qoplashi mumkin. Oson passivlanadigan boshqa metall bilan legirlash, metall sirti yaqinida passivator- ning konsentratsiyasini oshirish va boshqa omillar passivlanishga yordam beradi. 12.8- §. Korroziyadan muhofaza qilish M etallarning korroziyalanishi uzluksiz davom etadi va katta zarar yetkazadi. Tem irning korroziyalanish tufayli bevosita isroflari yiliga suyuqlantirib olinadigan temirning 1 0
% ga yaqinini tashkil etishi hisoblab chiqilgan. Korroziyalanish natijasida metall buyumlar o ‘zining qimmatli texnikaviy xossalarini y o ‘qotadi. Shuning uchun metall va qotishmalami korroziyalanishdan muhofaza qilish usullari katta ahamiyatga ega. Ular nihoyatda turli-tum andir. Ulardan ba’zilarini aytib o'tam iz. M etallarning himoya sirt qoplamalari. Ular metalldan (rux, qalay, xrom va boshqa metallar bilan qoplash) va m etallm asdan (lok, b o ‘yoq, emal va boshqa moddalar bilan qoplash) qilinishi m umkin. Bu qoplamlar m etall ni tashqi muhitdan ajratib turadi. Masalan, tomga yopiladigan tunuka rux bilan qoplanadi: ruxlangan tunukadan turmushda va sanoatda ishlatiladigan ko'pgina buyumlar tayyorlanadi. Rux qatlami tem irni korroziyalashdan saqlaydi, rux temirga qaraganda ancha aktiv metall bo'lsa ham (metallarning standart elektrod potensiallar qatoriga, 1 2
. 1
pardasi bilan qoplangandir. H im oya qatlam buzilganda (timalganda, tom teshilganda va h.k.) namlik ishtirokida galvanik juft Z n /F e vujudga keladi. U nda tem ir katod (musbat qugb), rux — anod (m anfiy qutb) b o ‘ladi (12.6-rasm ). Elektronlar ruxdan temirga o ‘tadi va kislorod m olek u la la ri bilan b o g ‘lanadi (k islorod li qutbsizlanish), rux esa eriydi; lekin rux qatlam ining ham m asi yemirilib bo'lguncha tem ir him oyalanganicha qoladi, bu esa ancha uzoq vaqtda sodir b o ‘ladi. T em ir buyumlar sirtini nikel, xrom bilan qoplash korroziyalanishdan m uho faza qilishdan tashqari buyumlarning tashqi k o‘rinishini chiroyli qiladi. A n tikorrozion x o ssa la r g a ega b o ‘lgan qotishmalar yaratish. P o ‘lat tarkibiga 1 2
% ga qadar xrom kiritish y o ‘li bilan korroziyabardosh zangla- maydigan po‘lat olinadi. N ikel, kobalt va mis qo'shish po'latning antikor r o z io n x o ssa la r in i k u c h a y tir a d i, chunki qotishm aning passivlashishga 4e i Ka tod + 0 2 + 2 H ,0 = 40H I . 2Zn2"
2Zn:* + 40H~ = 2Zn(OH)2 12.6- rasm. Ruxning galvanik juft Zn/Fe da korroziyadan yemirilishi.
m oyilligi ko‘payadi. Antikorrozion x o ssa li q o tish m a la r yaratish — korroziya tufayli bo'ladigan isrof- larga qarshi kurashning m uhim yo'nalishlaridan biridir. P r o tek to r him oya va elek tr him oya. Protektor him oya ele k trolit muhitida (dengiz suvi, yerosti 12.7 - rasm. Yer osti metall qu- suvlari, tuproq suvlari va h.k.) b o ‘- vurlarining protektorli muhofaza ladigan konstruksiya (yerosti qu- sxemasi: vuri, kem a k o rp u si) m u h o fa za 7 - protektor (rux, u korro- qilinadigan hollarda qo'llaniladi. ziyalaydi); 2 — tok o‘tkazgich; B u n d a y h im o y a n in g m o h iy a ti J —quvur (rux elektronlari sh u n d an ib o ratk i, konstruksiya hisobiga muhofazalangan). protektor* — m uhofaza qilinadigan konstruksiya metaliga qaraganda aktivroq metallga ulanadi. P o ‘lat buyumlarni m uhofaza qilishda protektor sifatida odatda magniy, alum iniy, rux va ularning qotishm alaridan foydalaniladi. Kor roziyalanish jarayonida protektor anod bo'lib xizm at qiladi va yem iriladi, bu bilan konstruksiyani yem irilishdan saqlab qoladi (1 2 .7 - rasm). Protektorlar yem irilgan sari ularni yangisi bilan almashtirib boriladi. Elektr himoya ham shu prinsipga asoslangan. Elektrolit muhitida turgan konstruksiya bunda ham boshqa metallga (odatda temir bo'lagi, rels va sh. o '.), lekin tashqi tok manbayi orqali ulanadi. Bunda him oyalanadigan konstruksiya katodga, m etall — tok m anbayining anodiga ulanadi. Tok manbayi anoddan elektronlarni oladi, anod (m uhofaza qiluvchi m etall) yem iriladi, katodda esa oksidlovchining qaytarilishi sodir bo'ladi. Elektr him oyaning protektor him oyadan afzalligi bor: uning ta’sir radiusi 2000 m ga yaqin, protektor him oyaniki esa — 50 m atrofida bo'ladi. M uhit tarkibini o ‘zgartirish. M etall buyumlaming korroziya- lanishini sekinlashtirish uchun elektrolitga korroziyani sekinla- tuvchi m oddalar yoki ingibitorlar deyiladigan moddalar (ko'pincha organik) qo'shiladi. U lar m etallni kislota yem irishidan saqlash zarur bo'lgan hollarda qo'llaniladi. * Lat. protector — himoyachi, homiy. Keyingi yillarda uchuvchan ingibitorlar (boshqacha aytganda atmosfera ingibitorlari) ishlab chiqildi. Ular qog'ozga shimdiriladi va metall buyumlar shu qog‘oz bilan o'raladi. Ingibitorlarning bug‘i metall sirtiga adsorbilanadi va unda him oya pardasini hosil qiladi. Ingibitorlar bug 1
ishlov berilgan buyum lar sirtidan kuyindini y o ‘qotishda, sh u ningdek, xlorid kislotani po'lat idishda saqlash va tashishda k o‘p ishlatiladi. Anorganik ingibitorlar qatoriga nitritlar, xromatlar, fosfatlar, silikatlar kiradi. Ingibitorlarniig ta’sir etish m exanizm i ko'pchilik kimyogarlarning tadqiqot mavzuyidir. 12-BOBGA DOIR TESTLAR VA ULARNING YECHIMLARI 12.1. Quyidagi p - elem entlar orasidan metall xususiyatiga ega b o ‘lganlarni toping: 1) kremniy; 2) bor; 3) fosfor; 4) surma; 5) mishyak; 6
8
6
6
8
D ) 5, 6
Yechish. Davriy sistemada faqat 22 ta elem ent (ulardan ikkitasi s-elem entlar — vodorod va geliy; qolgan 2 0
tasi p-elem entlar) metallmaslar gruppasini tashkil etadi. Ular qatoriga yana 5 ta nodir gazlar (N e , Ar, Kr, X e va R n), galogenlar (F,C1, Br, I va A t), kislorod va xalkogenlar (O, S, Se, Т е), VA gruppachadagi 3 ta elem en t ( N , P va A s), IVA gruppachada (C va Si) va IIIA gruppachada faqat bitta В elem enti metallmaslardir. Jadvaldagi p - elementlardan metallik xususiyatiga ega bo'lganlar soni ko‘p emas: ular IIIA gruppachada 4 ta (Al, G a, In va Tl), IVA gruppachada 3 ta (G e, Sn va Pb), VA gruppachada faqat 2 ta (Sb va Bi), VIA gruppachada faqat 1 ta elem ent — poloniy m etall xossaga ega (jami b o ‘lib 10 ta elem ent). Qolgan metall xususiyatga ega b o ‘lganlari orasida 12 ta (ishqoriy metallar va IIA gruppa- chadagilar) ^--elementlar 33 ta d- elem entlar va 28 ta /-e lem e n tla r bo'lib, ularning jami 83 ta bo'ladi. Test savollaridagi 4, 6
8
3
elem entga taalluqli? A) xrom В) tem ir С) alum iniy D ) xrom E) marganes. Yechish. Bu elektron konfiguratsiyaga elem entning yo'qotgan 3 ta elektronini joylashtirsak... 4S'3cP konfiguratsiyani olam iz. Bu ^-elem en t xrom bo'ladi. Javob: A bo'ladi. 1 2 .3 . O ksidlanish darajasi + 2 b o 'lg a n e le m en t io n in in g elektron konfiguratsiyasi... 4 S ° 3 d 5 bo'lsa, bu qaysi elem ent bo'ladi? A) tem ir B) xrom C) m arganes D ) kobalt E) nikel. Yechish. Elem ent 2 ta elektron yo'qotib 3 d 5
bo'lsa, bu elektronlar 4s- pog'onachasidagi elektronlar bo'lishi kerak, ya’ni atom ning konfiguratsiyasining valent pog'onachalari ... 4s 2
? 5
1
2
6
him oyalanadigan buyum bilan ulash. A) 1, 2, 5 В) 1, 3, 4 C ) l , 5, 6
6
1 0
— 1 2
% m iqdorda xrom tutgan po'lat — zanglam as po'lat kabi), metallarning sirtini himoya qatlami (moyli bo'yoqlar, yuza qatlamida m ustahkam oksid parda hosil qiladigan metallar — rux, qalay, nikel, xrom kabi m etallarning yupqa qatlamlari bilan qoplash), korroziyadan himoya qiladigan aktivroq metallar ishtirokida galvanik juftlar tayyorlash va boshqa testda keltirilgan 1,5 va 6
asoslangan tadbirlar qo'llanadi. Javob: С bo'ladi. 12.5. M etallardan tayyorlanadigan qattiq holdagi eritmalar — qotishm alarning eng foydali xillarini k o ‘rsating. 1
larida turli o ‘lchamli metallardan hosil bo'lgan eritmalar turi; 2
chegara bilan ajralib turadigan xillari; 3) suyuq holga keltirilgan metallar bir-biri bilan cheksiz ara- lashadigan; 4) qotishm aning tarkibiy qismlari orasida kim yoviy bog‘lanish vujudga keladigan intermetallidlar hosil b o‘lishi; 5) m etallm aslar bilan metallar yoki m etallm aslar orasidagi kim yoviy sistemalar, m asalan, krem niy-uglerod, krem niy-azot, magniy va uglerod, alum iniy va uglerod orasida hosil bo'ladigan karbidlar, nitridlar va boshqalar; 6
malaridan hosil bo'lgan qotishmalar. A) 1, 4, 5 B) 4, 5 C) 3, 4 D ) 4, 6
Yechish. 0 ‘zlarining m exanik, antikorrozion, elektrik va turli xossalari yuqori talablarga (suyuqlanish tem peraturasi yuqori, tashqi ta’sirlarga chidam li) javob beradigan qotishmalarda qattiq eritma hosil qiladigan m etall qotishmalarida kim yoviy bog'lanish, kristall panjara tugunlarida bir-birini almashtira oladigan m etall atomlari ahamiyatlidir. Javob: D bo'ladi. 13- B O B . BOSH GRUPPACHALARNING METALLARI 13.1- §. Litiy gruppachasining umumiy tavsifi Litiy gruppachasini litiy, natriy, kaliy, rubidiy, seziy va fransiy elem entlari tashkil etadi. Bu elem entlam ing ayrim xossalari 13.1- jadvalda keltirilgan. Bular s-elem entlardir ( 1 3 .1 - jadval, 2-p. ga q), Atom larining tashqi energetik pog'onasida bittadan elektron bo'ladi. Ular kimyoviy reaksiyaga kirishganida valent elektronlarini berib, + 1 ga teng doimiy oksidlanish darajasini nam oyon qiladi. Xossalari Li Na К Rb Cs Fr 1 .Tartib nomeri 3
19 37
87 2 .Valent elektron lari
2s1 3s
4s
5s
6s1 7s
3.Atomning ionla nish energiyasi, eV 5,39 5,14
4,34 4,18
3,89 3,83
4 .Nisbiy elektr manfiyligi 1,0 0,9
0,8 0,8 0,7
0,7 5 .Birikmalarida oksidlanish darajasi +
+
+
+
+
+
0,155
0,189 0,236
0,248 0,268
0,280 Bu elem entlarni oddiy moddalari ishqoriy m etallar deyiladi. Ishqoriy metallarning hammasi — kuchli qaytaruvchilar. Ular eng aktiv metallar b o ‘lib, deyarli barcha m etallm aslar bilan bevosita birikadi. Birikmalarida ko‘pincha ionli bog'lanish bo'ladi. Download 6.95 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: |
ma'muriyatiga murojaat qiling