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

Temir (II) oksid FeO–oson oksidlanadigan qora kukun. FeO asos xossalarini namoyon qiladi. Bu oksidga Fe(OH)₂ muvofiq keladi.

Temir (II) gidroksid Fe(OH)₂ havosiz joyda Fe²⁺ tuzlariga ishqorlar ta`sir ettirilganda oq cho`kma holida hosil bo`ladi. Asos xossalariga ega, havo kislorodi ta`sirida oksidlanib, Fe(OH)₃ ga aylanadi.

Fe₂O₃ + CO = 2FeO + CO₂ Fe²⁺ + 2OH^- = Fe(OH)₂

4Fe(OH)₂ + O₂ + 2H₂O = 4Fe(OH)₃

Temir (III) oksid Fe₂O₃–temirning eng barqaror tabiiy kislorodli birikmasi. Kislotalarda erib Fe³⁺ tuzlarini hosil qiladi. Bu oksidga Fe(OH)₃ muvofiq keladi.

Temir (III) gidroksid Fe(OH)₃ Fe³⁺ tuzlariga ishqorlar ta`sir ettirilganda qizil-qo`ng`ir cho`kma holidahosil bo`ladi. Amfoter xossalariga ega, kislotalar va ishqorlar bilan reaksiyaga kirishadi.

Fe³⁺ + 3OH^- = Fe(OH)₃↓

Fe²⁺ + H₂O ↔ Fe(OH)⁺ + H⁺ Fe³⁺ + H₂O ↔ Fe(OH)²⁺ + H⁺

Fe(OH)₃ + 3H⁺ = Fe³⁺ + 3H₂O Fe(OH)₃ + 3OH^- = [Fe(OH)₆]^-

Noma`lum eritma tarkibidagi Fe²⁺ va Fe³⁺ kationlarini quyidagi usullar yordamida oson bilib olinadi.

Fe³⁺ + 3NCS^- ↔ Fe(NCS)₃ temir (III) tiosianat

K₄[Fe(CN)₆] ↔ 4K⁺ + [Fe(CN)₆]^4- sariq qon tuzi

3[Fe(CN)₆]^4- + 4Fe³⁺ = Fe₄[Fe(CN)₆]₃↓

temir (III) geksasianoferrat (berlin zangorisi)

K₃[Fe(CN)₆] ↔ 3K⁺ + [Fe(CN)₆]^3- qizil qon tuzi

2[Fe(CN)₆]^3- + 3Fe²⁺ = Fe₃[Fe(CN)₆]₂↓

temir (II) geksasianoferrat (turnbul ko`ki)

4. Cho`yan va po`lat ishlab chiqarish.

Rudalardan temir olish uchun uning oksidlarini CO va C (koks) bilan qaytariladi. Bunda toza temir emas, balki uning C va boshqa qo`shimchalar (Si, Mn, S, P) bo`lgan qotishmasi olinadi. Bu qotishma cho`yan deyiladi.

Cho`yan domna pechlarida, ya`ni domnalarda suyuqlantirib olinadi. Domna–bu hajmi 5000 m³ va balandligi 80 m gacha bo`lgan, ichki tomoniga o`tga chidamli g`isht qoplangan va tashqi po`lat g`ilofi bo`lgan murakkab inshootdir. Domnaning yuqorigi yarmi shixta, yuqorigi teshigi–koloshnik, eng keng qismi–raspar, pastki qismi–gorn deyiladi.

Boshlang`ich materiallar: shixta–tarkibida temir oksidi, koks, flyuslar bor ruda. Koks issiqlik manbai bo`lib va CO olish uchun xizmat qiladi. Flyuslar bekorchi jinsni oson suyuqlanadigan birikmalarga–shlaklarga aylantiradi.

Domnaga koloshnik orqali boshlang`ch materiallar solinadi. Ko`mirning yonishi va zaruriy haroratni saqlab turish uchun gorndagi maxsus teshik orqali kislorodga boyitilgan havo puflanadi.

Gornning yuqorigi, harorat 1850 ⁰C ga etadigan qismida koks 600-800 ⁰C gacha qizdirilgan, puflanadigan havoda yonadi va CO₂ hosil bo`ladi. Hosil bo`lgan CO₂ koks cho`g`i orqali o`tib CO ga aylanadi:

C + O₂ = CO₂ CO₂ + C = 2CO

CO asta-sekin rudani qaytaradi, dastlab 450-500 ⁰C da Fe₃O₄ ga, 600 ⁰C da FeO ga, 700 ⁰C da Fe ga qadar qaytariladi:

3Fe₂O₃ + CO = 2Fe₃O₄ + CO₂ Fe₃O₄ + CO = 3FeO + CO₂

FeO + CO = Fe + CO₂ FeO + C = Fe + CO

Rudadan Fe qaytarilishi 1100 ⁰C datugaydi.buharoratda rudada qo`shimchalar holida bo`lgan Si, Mn, P o`zlarining birikmalaridan qisman qaytariladi.

SiO₂ + 2C = Si + 2CO MnO + C = Mn + CO

Ca₃(PO₄)₂ + 5C = 2P + 3CaO + 5CO

Qaytarilgan temir asta-sekin pastga tushadi va koks cho`g`i hamda CO bilan to`qnashib, Fe₃C hosil qiladi:

3Fe + C = Fe₃C 3Fe + 2CO = Fe₃C + CO₂

Bunda suyuqlangan temir o`zida C, Fe<sub>3</sub>C, Si, Mn, P, S ni eritadi va suyuq cho`yan hosil qiladi. Ruda tarkibidagi bekorchi jins asosan qumtuproq va boshqa oksidlardan tarkib topgan bo`ladi. Uni yo`qotish uchun boshlang`ich materiallarga flyuslar–ko`pincha ohaktosh qo`shiladi. Yuqori haroratda ohaktosh parchalanadi:

CaCO₃ = CaO + CO₂

CaO bekorchi jinsdagi moddalar bilan reaksiyaga kirishib, shlak–asosan kalsiy silikatlar va alyumosilikatlar hosil qiladi. Suyuq cho`yan bilan shlak gornga oqib tushadi, bunda shlak yengil bo`lganligi sababli cho`yanning ustida to`planadi va uni kislorodning ta`siridan saqlaydi. Cho`yan bilan shlak turli balandlikda joylashgan teshiklar orqali chiqarib olinadi.

Domnadan chiqayotgan gaz koloshnik gazi yoki domna gazi deyiladi. Uning tarkibida 30 % gacha CO, N₂, CO₂ bo`ladi va maxsus inshootlarni–domnaning havo qizdirgichlarini (kauperlarini) qizdirish uchun sarflanadi; domnaga beriladigan havo kauperlarda 600-800 ⁰C gacha qiziydi.

Domnada suyuqlantirib olingan cho`yan tarkibida 93 % Fe, 4,5 % C, 0,5-2 % Si, 1-3 % Mn, 0,02-2,5 % P va 0,005-0,08 % S bo`ladi. Cho`yan mo`rt, bolg`lanmaydi va prokatka qilinmaydi (chig`irlanmaydi). Cho`yan ikki xil–kulrang va oq cho`yan bo`ladi.

Kulrang cho`yan tarkibidagi C grafit holida bo`ladi va sindirilganda kulrang tusli bo`ladi. Texnikada u quyish (mashinalarning og`ir qismlari, maxoviklar) uchun ishlatiladi. Oq cho`yan tarkibida C asosan Fe<sub>3</sub>C holida bo`ladi. Oq cho`yanning hammasi po`latga aylantirish uchun ishlatiladi.

Po`lat ikki xil bo`ladi–qattiq va yumshoq po`lat. Qattiq po`latda C ning miqdori 0,3-1,7 % bo`ladi. Yumshoq po`latda 0,3 % gacha C bo`ladi. Po`lat oson bolg`alanadi va prokatka qilinadi. Tez sovitilganda u qattiq, sekin sovitilganda esa yumshoq bo`ladi. Hozirgi kunda metallurgiyada legirlangan po`latlar, xrom-nikelli, xrom-molibdenli, xrom-vanadiyli, xrom-volframli, marganesli po`latlar ishlab chiqariladi. Ulardan texnikada, turmushda va xalq xo`jaligining boshqa tarmoqlarida keng ko`lamda foydalaniladi.

Cho`yanni qayta ishlab po`latga aylantirishning asosiy usullari Marten usuli, elektrotermik usul, Bessemer usuli va Tomas usullari hisoblanadi.

Cho`yan, po`lat va temir–qora metallar–Ozbekiston xalq xo`jaligida juda katta ahamiyatga ega. U mamlakatimizni industrlashtirishning asosi, qishloq xo`jaligini rivojlantirish va Vatanimiz mudofaa quvvatini oshirishning garovidir.

Takrorlash uchun savollar.

1. Xrom metali qanday usul bilan olinadi va u qanday xossalarga ega?

2. Xromning asosiy birikmalari va tuzlari haqida nimalarni bilib oldingiz?

3. Temir tabiatda qanday holda uchraydi va qanday xossalarga ega?

4. Temirning oksidlari va gidroksidlari haqida nimalarni bilib oldingiz?

5. Cho`yan qanday olinadi hamda tarkibi qanday moddalardan iborat?

6. Po`lat qanday olinadi hamda tarkibi qanday moddalardan iborat?

7. Qanday usullar yordamida cho`yan po`latga aylantiriladi?

Mavzuga oid tayanch iboralar.

d-elementlar, f-elementlar, koks, cho`yan, po`lat, domna, shixta, koloshnik, raspar, gorn, flyus, sementit.

Mavzuga oid adabiyotlar.

1. G. P. Xomchenko. Kimyo. Oliy o`quv yurtlariga kiruvchilar uchun, Toshkent, «O`qituvchi», 2001.

2. K. R. Rasulov va boshqalar. «Umumiy va anorganik kimyo», Toshkent, «O`qituvchi», 1996.

3. G. E. Rudzitis, F. G. Feldman. Anorganik kimyo. 8-9-sinf darsliklari, Toshkent, «O`qituvchi», 1992.

4. A. G. Muftaxov, H. T. Omonov, R. O. Mirzayev. Umumiy kimyo. Toshkent, «O`qituvchi», 2002.

5. M. M. Abdulxayeva, O`. M. Mardonov. Kimyo. Toshkent, «O`zbekiston», 2002.

6. S. Masharipov, I. Tirkashev. Kimyo. Toshkent, «O`qituvchi», 2002.