' G. P. Xomchenko, I. G. Xomchenko
Download 6.95 Mb. Pdf ko'rish
|
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
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
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
kuydirish orqali oq kukun — kuydirilgan gips, boshqacha aytganda alebastr C a S 0 4
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
2C,
gidrokarbonat ionlari HCO 3
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
2
+ 2
+ 2H C 07 + 2 0 H “ = (M g0H ) 2
3
2
3
2
3
/ 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
2
2
8
2
] ~ 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
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
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
In Tl 1. Tartib raqami 5 13 31 49 81 2. Valent elektronlari 2s '2p' 3s
5s
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
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
8
2
3
2
) 2
[ A l 2
2
2
3
2
3
К r i о 1 i t - A l F 3
3
6
vaqtda su n ’iy y o ‘l bilan tayyorlanadi, aluminiy metallurgiyasida ishlatiladi. Aluminiyning olinishi. Sanoatda alum iniy oksidning suyuq lantirilgan kriolit N a 3
6
2
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
3
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
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
2 0
kvt- soatga yaqin elektr energiyasi, 2
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, Download 6.95 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: |
ma'muriyatiga murojaat qiling