1-Ma`ruza. Mavzu: Metallmaslar. Vodorod. Suv. Reja. Metallmaslarning davriy jadvalda tutgan o`rni. Metallmaslarning umumiy xossalari

3. Azot oksidlari, nitrat kislota va uning tuzlari.
Azot (II)-oksid NO–rangsiz gaz, suvda yaxshi erimaydi. Havo kislorodi bilan bevosita birikib, qo`ng`ir gaz–azot (IV)-oksid hosil qiladi: 2NO + O₂ = 2NO₂
Laboratoriya sharoitida NO suyultirilgan HNO₃ bilan Cu ni o`zaro ta`sir ettirib olinadi: 3Cu + 8HNO₃ = 3Cu(NO₃)₂ + 2NO↑ + 4H₂O
Cu – 2e^- = Cu²⁺ │2 │3
N⁵⁺ + 3e^- = N²⁺ │3 │2
Azot (IV)-oksid NO₂–o`ziga xos hidli qo`ng`ir gaz, havodan og`irroq, zaharli, nafas yo`llarini yallig`lantiradi. Laboratoriya sharoitida konsentrlangan HNO₃ bilan Cu ni o`zaro ta`sir ettirib olinadi:
Cu + 4HNO₃ = Cu(NO₃)₂ + 2NO₂↑ + 2H₂O
Cu – 2e^- = Cu²⁺ │2 │1
N⁵⁺ + e^- = N⁴⁺ │1 │2
Azot (IV)-oksid suv bilan o`zaro ta`sir ettirilganda HNO₂ va HNO₃ lar hosil bo`ladi: 2NO<sub>2</sub> + H<sub>2</sub>O = HNO<sub>3</sub> + HNO<sub>2</sub>
N<sup>4+</sup> - e<sup>-</sup> = N<sup>5+</sup> │1 │1
N<sup>4+</sup> + e<sup>-</sup> = N<sup>3+</sup> │1 │1
2N<sup>4+</sup> = N<sup>5+</sup> + N<sup>3+</sup>
HNO<sub>2</sub> beqaror kislota, shuning uchun qizdirilganda tez parchalanib ketadi. NO<sub>2</sub> issiq suvda eritilganda HNO<sub>3</sub> va NO hosil bo`ladi:
3NO₂ + H₂O = 2HNO₃ + NO
N⁴⁺ - e^- = N⁵⁺ │1 │2
N⁴⁺ + 2e^- = N²⁺ │2 │1
3N⁴⁺ = 2N⁵⁺ + N²⁺
Kislorod mo`l bo`lganda faqat HNO₃ hosil bo`ladi:
4NO<sub>2</sub> + 2H<sub>2</sub>O + O<sub>2</sub> = 4HNO<sub>3</sub>
N<sup>4+</sup> - e<sup>-</sup> = N<sup>5+</sup> │1 │4
O<sub>2</sub><sup>0</sup> + 4e<sup>-</sup> = 2O<sup>2-</sup> │4 │1
4N<sup>4+</sup> + O<sub>2</sub><sup>0</sup> = N4<sup>5+</sup> + 2O<sup>2-</sup>
Nitrat kislota laboratoriya sharoitida uning tuzlariga konsentrlangan H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> ta`sir ettirib olinadi: KNO₃ + H₂SO₄ = HNO₃ + KHSO₄
Sanoatda HNO₃ ammiakni katalitik oksidlash yo`li bilan olinadi. Bu uch bosqichda amalga oshiriladi: 1) ammiakni Pt katalizatorida NO ga qadar oksidlanadi: 4NH<sub>3</sub> + 5O<sub>2</sub> = 4NO + 6H<sub>2</sub>O
2) NO ni havo kislorodi ta`sirida NO₂ ga qadar oksidlanadi: 2NO + O₂ = 2NO₂
3) NO₂ ni mo`l kislorod ishtirokida suvga yuttiriladi: 4NO<sub>2</sub> + 2H<sub>2</sub>O + O<sub>2</sub> = 4HNO<sub>3</sub>
HNO<sub>3</sub>–o`tkir hidli, rangsiz suyuqlik, juda gigroskopik, havoda «tutaydi», chunki uning bug`lari havodagi namlik bilan tuman tomchilarini hosil qiladi, suv bilan istalgan nisbatda aralashadi, 86 <sup>0</sup>C da qaynaydi.
Suyultirilgan HNO<sub>3</sub> kuchli kislotalar qatoriga kiradi. Suvdagi eritmalarda dissotsilanadi: HNO<sub>3</sub> ↔ H<sup>+</sup> + NO<sub>3</sub><sup>-</sup>
Issiqlik ta`sirida va yorug`da qisman parchalanadi:
4HNO<sub>3</sub> = 4NO<sub>2</sub> + 2H<sub>2</sub>O + O<sub>2</sub>
Nitrat kislota metallar bilan o`zaro ta`sirlashganda odatda vodorod ajralib chiqmaydi; u oksidlanib, suv hosil qiladi.
Ag + HNO<sub>3</sub> (kons) → AgNO<sub>3</sub> + NO<sub>2</sub> + H<sub>2</sub>O ;
3Ag + 4HNO<sub>3</sub> (suyul) → 3AgNO<sub>3</sub> + NO + 2H<sub>2</sub>O
Nitrat kislota ko`pchilik metallmaslar bilan reaksiyaga kirishib, ularni tegishli kislotalarga qadar oksidlaydi, masalan:
S + 2HNO₃ = H₂SO₄ + 2NO ; 3P + 5HNO₃ + 2H₂O = 3H₃PO₄ + 5NO
B + 3HNO₃ = H₃BO₃ + 3NO₂ ; C + 4HNO₃ = CO₂ + 2H₂O + 4NO₂
4. Fosfor, oksidlari, fosfat kislotalar va ularning tuzlari.
Tabiatda uchrashi. Fosfor tabiatda faqat birikmalar holida uchraydi; ulardan eng muhimi–Ca₃(PO₄)₂–apatit mineralidir, ulardan eng ko`p tarqalgani ftorapatitdir–3Ca<sub>3</sub>(PO<sub>4</sub>)<sub>2</sub>•CaF<sub>2</sub>. Fosfor oqsil moddalar tarkibida turli xil birikmalar holida bo`ladi. Miya to`qimalarida fosforning miqdori 0,38 %, muskullarda–0,27 % bo`ladi. Yer po`stlog`ining 0,08 % ini fosfor tashkil etadi.
Olinishi. Fosfor apatitlar yoki fosforitlardan olinadi. Buning uchun ular ko`mir (koks) va qum bilan aralashtiriladi hamda elektr pechda 1500 <sup>0</sup>C da qizdiriladi: 2Ca<sub>3</sub>(PO<sub>4</sub>)<sub>2</sub> + 10C + 6SiO<sub>2</sub> = 6CaSiO<sub>3</sub> + P<sub>4</sub> + 10CO
Fizik–kimyoviy xossalari. Fosforning bir necha allotropik shakl o`zgarishlari mavjud: oq, qizil, qora fosfor.
Oq fosfor–rangsiz va juda zaharli modda. Fosfor bug`larini kondensatsiyalash yo`li bilan olinadi. Suvda erimaydi, lekin CS₂ da yaxshi eriydi. Uzoq vaqt qizdirilganda qizil fosforga aylanadi.
Qizil fosfor–qizil-qo`ng`ir trangli kukun, zaharsiz. Suvda va CS₂ da erimaydi.
Qora fosfor–tashqi ko`rinishidan grafirga o`xshaydi, ushlab ko`rilganda yog`lidek tuyuladi, yarim o`tkazgich xossalarga ega. Oq fosforni juda katta bosim ostida uzoq vaqt qizdirish (200 <sup>0</sup>C va 1200 MPa da) orqali olinadi.
Fosfor ko`rchilik oddiy moddalar–O, galogenlar, S, va ba`zi metallar bilan birikadi, bunda oksidlash va qaytarish xossalarini namoyon qiladi, masalan:
4P + 5O<sub>2</sub> = 2P<sub>2</sub>O<sub>5</sub> yoki P<sub>4</sub>O<sub>10</sub> 2P + 3Ca = Ca<sub>3</sub>P<sub>2</sub>
2P + 3S = P<sub>2</sub>S<sub>3</sub> 2P + 3Cl<sub>2</sub> = 2PCl<sub>3</sub>
Fosforning metallar bilan hosil qilgan birikmalari fosfidlar deyiladi, ular suv ta`sirida oson parchalanib, fosfin PH₃–sarimsoq hidi keladigan juda zaharli moddani hosil qiladi: Ca₃P₂ + 6H₂O = 3Ca(OH)₂ + 2PH₃↑
Fosfor (III)-oksid P₄O₆–mumsimon kristall massa, 22,5 ⁰C da suyuqlanadi. P ni O yetishmaydigan sharoitda yondirish yo`li bilan olinadi, kuchli qaytaruvchi, juda zaharli.
Fosfor (V)-oksid P<sub>4</sub>O<sub>10</sub>–oq gigroskopik kukun. P ni mo`l havo yoki O da yondirish orqali olinadi. U suv bilan shiddatli birikadi hamda boshqa birikmalardan suvni tortib oladi. Gazlar va suyuqliklarni qurituvchi sifatida ishlatiladi. 3P₄O₁₀ + 6H₂O = 4H₃(PO₃)₃ trimetafosfat kislota
H₃(PO₃)₃ + 3H₂O = 3H₃PO₄ fosfat kislota
2H₃PO₄ = H₄P₂O₇ + H₂O difosfat kislota
Fosfat kislota H₃PO₄–oq qattiq modda. Sanoatda ikki usul bilan (ekstraksiya va termik usul) olinadi.
1) Maydalangan Ca₃(PO₄)₂ ga H₂SO₄ bilan ishlov berib olinadi:
Ca₃(PO₄)₂ + H₂SO₄ = 2H₃PO₄ + 3CaSO₄↓
2) Dastlab fosfor olinadi, so`ngra P<sub>4</sub>O<sub>10</sub> ga qadar oksidlanadi va bu oksidga suv ta`sir ettirib sof H₃PO₄ olinadi.
Fosfat kislota suvdagi eritmalarda bosqich bilan dissotsilanadi. U uch asosli kislota bo`lgani uchun uch xil tuzlar–fosfatlar hosil qiladi:
1) fosfatlar–fosfat kislotadagi H ning hamma atomlari o`rnini boshqa atomlar olgan, masalan, K₃PO₄–kaliy fosfat; (NH₄)₃PO₄–ammoniy fosfat.
2) gidrofosfatlar-fosfat kislotadagi 2 H atomlari o`rnini boshqa atomlar olgan, masalan, K<sub>2</sub>HPO<sub>4</sub>–kaliy gidrofosfat; (NH<sub>4</sub>)<sub>2</sub>HPO<sub>4</sub>–ammoniy gidrofosfat.
3) digidrofosfatlar–fosfat kislotadagi bitta H atomining o`rnini boshqa atom olgan, masalan, KH₂PO₄–kaliy digidrofosfat; NH₄H₂PO₄–ammoniy digidrofosfat.
5. Mineral o`g`itlar.
Tarkibida o`simliklar uchun zaruriy oziq elementlari bo`ladigan moddalar, asosan tuzlar mineral o`g`itlar deyiladi. Ular yuqori va barqaror hosil olish maqsadida tuproq unumdorligini oshirish uchun tuproqqa qo`shiladi. O`simliklarning o`sib rivojlanishi uchun zarur bo`lgan asosiy kimyoviy elementlar – C, O, H, N, P, K, Ca, Mg, Fe, S hisoblanadi. Ushbu elementlar, asosan N, P, K o`simliklarga ko`plab miqdorlarda kerak bo`ladi. Shu sababli ular makroelementlar deyiladi, tarkibida shu elementlar bor o`g`itlar esa makroo`g`itlar yoki odatdagi o`g`itlar deyiladi.
Lekin tirik organizmlarda yuqorida aytib o`tilgan 10 element bilan birga juda oz miqdorlarda (mikromiqdorlarda) B, Cu, Co, Mn, Zn, Mo, J kabi kimyoviy elementlar ham zarur. Ular mikroelementlar, tarkibida shunday elementlar bor o`g`itlar esa mikroo`g`itlar deyiladi.
Mineral o`g`itlar oddiy va kompleks o`g`itlarga bo`linadi.
Oddiy o`g`itlar tarkibida bitta oziq elementi bo`ladi. Masalan, natriyli selitra tarkibida azot, kaliy xlorid tarkibida kaliy bor.
Murakkab o`g`itlarning bir xil zarrachalari tarkibida ikkita va undan ko`p oziq elementi bo`ladi. Masalan, kaliyli selitra tarkibida kaliy va azot, nitrofoskada–azot, fosfor va kaliy bo`lladi.
Aralash o`g`itlar turli xil o`g`itlarning–oddiy, murakkab o`g`itlarning yoki oddiy va murakkab o`g`itlarning mexanik aralashmasidan iborat bo`ladi. Ular ko`pincha o`g`it aralashmalari deyiladi.
O`g`itlar ishlab chiqaradigan sanoat o`g`it sanoati deyiladi. Mamlakatimizda qudratli o`g`it sanoati yaratilgan. Hozirgi vaqtda bu sanoat mineral o`g`itlarning 40 dan ortiq turini ishlab chiqarmoqda.
Azotli o`g`itlar tarkibida bog`langan azot bo`ladi. Bular selitralar (NaNO<sub>3</sub>, KNO<sub>3</sub>, NH<sub>4</sub>NO<sub>3</sub>, Ca(NO<sub>3</sub>)<sub>2</sub>), ammoniy tuzlari, suyuq NH<sub>3</sub>, NH<sub>4</sub>OH, mochevina–CO(NH<sub>2</sub>)<sub>2</sub>–bular fosfat kislotaning Ca li va NH<sub>4</sub> li tuzlaridir. Fosforit talqoni, fosforitlarni mayda tuyish yo`li bilan olinadi, tarkibida Ca₃(PO₄)₂ bo`ladi. Oddiy superfosfat, apatit va fosforitlarga H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> bilan ishlov berish orqali olinadi.
Ca<sub>3</sub>(PO<sub>4</sub>)<sub>2</sub> + 3H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> Q Ca(H<sub>2</sub>PO<sub>4</sub>)<sub>2</sub> + 2CaSO<sub>4</sub>
Qo`sh superfosfat–tarkibi Ca(H₂PO₄)₂ bo`lgan konsentrlangan fosforli o`g`it.
Ca<sub>3</sub>(PO<sub>4</sub>)<sub>2</sub> + 4H<sub>3</sub>PO<sub>4</sub> Q 3Ca(H<sub>2</sub>PO<sub>4</sub>)<sub>2</sub>
Presipitat–tarkibi CaHPO<sub>4</sub>•2H<sub>2</sub>O bo`lgan fosforli o`g`it.
H₃PO₄ + Ca(OH)₂ Q CaHPO₄•2H₂O
Suyak talqoni, uy hayvonlarining suyaklarini qayta ishlab olinadi, tarkibida Ca₃(PO₄)₂ bor.
Ammofos–tarkibida fosfor va azot bo`ladigan o`g`it. H<sub>3</sub>PO<sub>4</sub> ni NH<sub>3</sub> bilan neytrallanganda hosil bo`ladi. Odatda tarkibida NH₄H₂PO₄ va (NH₄)₂HPO₄ bo`ladi.
Kaliyli o`gitlar ham o`simliklarning oziqlanishi uchun zarur. Ehg muhim kaliyli o`g`itlar quyidagilar hisoblanadi: 1) ishlov berilmagan tuzlar maydalangan tabiiy tuzlardan, asosan silvinit NaCl•KCl va kainit MgSO<sub>4</sub>•KCl•3H<sub>2</sub>O minerallaridan iborat; 2) konsentrlangan o`g`itlar, tabiiy kaliyli tuzlarni qayta ishlash natijasida olinadi, bular KCl va K<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>; 3) yog`och va torf kuli tarkibida potash K₂CO₃ bo`ladi.