Davlat unversiteti

2.3. KALSIY VA MAGNIY KATIONLARINING
REAKSIYALARI

Magniyning xlorid, nitrat sulfat, gidrokarbonat, asetat singari tuzlari suvda yaxshi eriganligi uchun uning reaksiyalarini shu tuzlaridan foydalanib amalga oshirish mumkin.

1. 
   O’yuvchi ishqorlar magniy ioni bilan (PH≥10,5) oq amorf magniy gidrooksid – Mg (OH)₂ cho’kmasini hosil qiladi.
   

MgCl₂ + 2KOH Mg (OH)₂ + 2HCl
Mg⁺² + 2OH Mg (OH)₂
Bu reaksiya magniy ionini birinchi analitik gruppaning ammoniy boshqa kationlaridan ajratish uchun ishlatilishi mumkin. Magniy gidroksid kislotasi muhitda eriydi. Ammoniy tuzlari gidrolizlanganda kislotali muhit hosil bo’ladi, shu bois magniyning boshqa kationlardan ajratish uchun ammoniyni eritmadan yo’qotishingiz kerak.
Ushbu reaksiyani filtr qog’ozida tomchi reaksiyasi tarzida o’tkazilganda kaliy, natriy, kalsiy va bariy ionlari halaqit bermaydi.
Tomchi reaksiyasini o’tkazish uchun filtr qog’oziga bir tomchi fenolftalein eritmasi, bir tomchi neytral muhitdagi tekshiriladigan eritma va bir tomchi ammiak tomizing. Qo’shilgan ammiak va hosil bo’lgan magniy gidroksid muhitini ishqoriy qiladi, bu muhitda fenolftalen qizarib, dog’ hosil bo’ladi. Tekshiriladigan eritmada magniy borligiga ishonch hosil qilishingiz uchun filtr qog’ozini garelkadan yuqoriroq tuting, quritilgan dog’ yo’qoladi. Agar dog’ yana paydo bo’lsa, bu magniy gidroksid hosil bo’lganligini ko’rsatadi.

2. 
   Eruvchan karbonatlar magniy ioni bilan oq rangli omorf magniy gidrokalkarbonat cho’kmasini hosil qiladi.
   

2MgCl₂ + 2NaCO₃ + H₂O (MgOH)₂ CO₃ + 4NaCl + CO₂
2Mg⁺² + 2 CO + H₂O (MgOH)₂ CO₃ + CO₂
Cho’kma kislotalar va ammoniy tuzlari eritmalarida eriydi.
(MgOH)₂ CO₃ + 4NaCl + HOH 2Mg⁺² + 2NH₄OH + CO₂
Shu bois ammoniy tuzlari ishtirokida magniyni cho’ktirish to’la bo’lmaydi, binobarin magniyni to’la cho’ktirish uchun ammoniy ionini eritmadan yo’qotish kerak. Buning uchun ishqoriy muhitda qizdirishdan foydalanishingiz mumkin. Ammoniy karbonat Mg⁺²⁺ ionini asosli tuz ko’rinishida to’la cho’ktirmaydi. Bu xossadan foydalanib ortiqcha miqdor ammoniy tuzlari ishtirokida magniy ionini ikkinchi gruppa kationlaridan ajrating. Ikkinchi gruppa kationlarini ajratishda magniy ioni eritmada o’tib, birinchi gruppa kationlari bilan birga eitmada qolgani uchun magniy kationi birinchi gruppaga kiritiladi. Magniy ionini cho’ktirishda litiy ioni halaqit beradi, biroq magniy ionini ammoniy xlorid ishtirokida ammoniy karbonat ta’siri bilan cho’ktirilsa litiy halaqit bermaydi.

3. 
   Natriy gidrofosfat magniy ioni bilan NH₄OH va NH₄Cl ishtirokida reaksiyaga kirishib, mineral va sirka kislotada eriydigan oq rangli kristall cho’kma – magniy ammoniy fosfat MgNH₄PO₄ hosil qiladi.
   

MgCL₂+Na₂HPO₄+NH₄OH MgNH₄PO₄ +2NaCl+H₂O
Mg⁺²+NH +PO MgNH₄PO₄
Magniyni ushbu reaksiya yordamida topishga litiy va boshqa gruppalar kateonlari halaqit beradi.
Reaksiyani bajarish uchun magniy tuzining 2 – 3 tomchisiga shuncha miqdorda NH₄OH eritmasi quying, tushgan cho’kmani NH₄Cl eritmasida eriting va eritma aralashtirilib turgan holda tomchilatib Na₂HPO₄ qo’ying.
Mazkur reaksiya yordamida magniyni mikrokristalloskopik topish uchun mikroskopning buyuk oynasida bir tomchidan tekshirilayotgan eritma, ammoniy xlorid eritmasi va konsentrlangan ammiak eritmalaridan so’ngra, unga Na₂HPO₄ ^. 6H₂O kristalidan qo’shing. Buyuk oynasi sekin suv hammomi qopqog’ida qizdirilganda olti uchli yulduzga o’xshash kristallar hosil bo’ladi. Agar cho’ktirishni suyultirilgan eritmalardan bajarsangiz, shakli o’zgargan kristallar hosil bo’lganini ko’rasiz.
Magniy ammoniy fosfat cho’kmasi kislotalarda eriydi. Mikrokristalloskopik reaksiyani kalsiy ioni ishtirokida o’tkazilsa, tekshiriladigan eritmada limon kislota qo’shishingiz mumkin.

4. 
   Kaliy digidraantimonat magniy ioni bilan PH>7 bo’lganda, kislotalarda eriydigan oq kristall Mg(H₂SbO₄)_2, Mg(OH)₂ cho’kmalar aralashmasini hosil qiladi.
   

MgCl₂+2KH₂SbO₄ Mg(H₂SbO₄)₂ +2HCl
Bundan shunday xulosa chiqadiki, Mg⁺² ioni Na⁺ ionini topishga halaqit beradi demak, uni oldin KOH ta’sirida cho’ktirib ajratish mumkin.
Reaksiyani bajarish uchun magniy tuzining 2-3 tomchisiga shuncha reaktiv qo’ying va probirka devorlarining ichki tomonini shisha tayoqcha bilan ishqalab turing.

5. 
   8-oksixinolin magniy ioni bilan ta’sirlashib, yashil-sariq rangli kristall cho’kma hosil qiladi.
   

OH
N O N
M g⁺² + 2 Mg O

Bu reaksiya magniyni birinchi gruppaning boshqa kationlardan ajratib olish imkonini beradi. Ammoniy, litiy, natriy, bariy, stronsiy va kalsiy ionlari cho’kmaydi. Cho’ktiriy PH=8-13 oralig’ida bo’lganda o’tkaziladi. Bu sharoitda temir (III), mis (II), alyuminiy, ruh ionlari ham cho’kma hosil qiladi.

Tabiatda magniy ko’p tarqalgan metallardan biri bo’lib, yer po’stlog’ining 2P iga yaqinini tashkil qiladi. Magniy ²⁴Mg(78,6 %), ²⁵Mg(10,11 %), ²⁶Mg(11,29 %) kabi tabiiy va uchta sun’iy izotopi bor.
Tabiatda magniy silikatli, karbonatli va xloridli minerallar holida uchraydi, shuningdek dengiz suvida (~4%) magniy tuzlari bo’lib, suvning taxirligi shu tuzdandir. Magniy o’simliklardagi xlorofill tarkibiga kiradi va fotosintezda ishtirok etadi. Magniy yetishmasa odam va hayvonlarda turli kasalliklar paydo bo’ladi. Buning sababi organizmdagi ko’pgina biokimyoviy jarayonlarda magniy qatnashadi. Oq karlik yulduzlar asosan magniydan iborat ekanligi aniqlangan. Magniy suyultirilgan MgCl₂ ni yoki karnallit (MgCl₂ ^. KCl ^. 6H₂O)ni ~750⁰ l da elektroliz qilish yo’li bilan olinadi. Bundan tashqari u metallotermik usulida va magniy oksidini yuqori temperaturada ko’mir bilan qaytarib ham olinadi. Juda toza magniy olish uchun texnik magniy vakumda bir necha marta sublimatlanadi. Magniy kumushdek oq va yengil metall, havoda oksidlanadi va pardani hosil qiladi, u magniyni yanada oksidlanishdan saqlaydi. Magniy havoda 550-600⁰S gacha qizdirilsa, ko’zni qamashtirarli darajada oq shu’la bilan yonadi. Magniy sovuq suv bilan deyarli reaksiyaga kirishmaydi, qaynoq suv va suyultirilgan kislotalarga ta’sir etib, vodorodni ajratib chiqaradi. Magniy qizdirilgan metallmaslar va ayrim metallar bilan reaksiyaga kirishib, birikmalar hosil qiladi. Magniydan yengil qotishmalar tayyorlanib, ular puxta, qattiq va korroziyaga chidamligidan samalyotsozlik va avtomabilsozlikda ishlatiladi. Magniydan fotografiyada va ba’zi sintez reaksiyalarda, rezina sanoatida, tibbiyotda foydalaniladi.
Magniy gidrid MgH₂ ni olish uchun magniy dimetil 175⁰C da parchalanadi.
Mg ^. (CH₃)₂ = MgH₂ + C₂H₄
Bu kukun holidagi kumush rang qattiq modda. Magniy oksid texnikada karbonatni parchalab olinadi. 2800⁰ S da suyuqlanadigan kristall modda bo’lib, undan o’tga chidamli idishlar, tigel va boshqa buyumlar tayyorlanadi. Mg(OH)₂ suvda kam eriydigan o’rtacha kuchga ega bo’lgan asos, uning eruvchanlik ko’paytmasi (EK) 1,2 – 10^-12 ga teng.
Magniy xlorid MgCl₂ ko’mir bilan MgO aralashmasiga xlorni ta’sir ettirib olinadi. Undan magnezial sement tayyorlanadi, uni qipiq bilan aralashtirib, izolyasiga matreali bo’lgan kaleolit olinadi.
Magniy sulfat MgSO₄ tabiatda har xil minerallar shaklida uchraydi. Eritmada esa kristallogidrat (MgSO₄ ^. 7H₂O) holida kristallanadi. Suvda eriydi, tibbiyotda surgidori sifatida, buyoqchilikda xurush, qishloq xo’jaligida o’g’it sifatida, shuningdek paxta va ipakni og’ir, ba’zan yonmaydigan qilish uchun ishlatiladi. Magniy karbonat MgCO₃ tabiatda magnezit va dolomit (MgCO₃ ^. CaCO₃) hayotda uchraydi.
MgCO₃ suvda oz eriydi, uning suvdagi eritmasiga ishqoriy metallar karbonatlari ta’sir ettirilsa, Mg₂(OH)₂CO₃ hosil bo’ladi. Uning aniq tarkibli 3MgCO₃ ^. Mg(OH)₂ ^. 3H₂O bo’lib, oq magneziya deb ataladi. Oq magneziya tibbiyotda, qog’oz va kauchuk sanoatida, ko’pgina boshqa sohalarda ishlatiladi.

1. 
   Ammoniy karbonat (NH₄)₂CO₃ kalsiy ioni bilan qizdirilganda kristall holatiga o’tadigan oq amorf cho’kma CaCO₃ hosil qiladi.
   

CaCl₂ + (NH₄)₂CO₃ CaCO₃ + 2NH₄Cl
Ca⁺² + CO CaCO₃
CaCO₃ cho’kmasi kuchli kislotalarda va CH₃COOH da eriydi.

2. 
   Ammoniy oksalat (NH₄)₂C₂O₄Ca⁺² ioni bilan qo’shilganda CaC₂O₄ ning oq mayda kristall cho’kmasini hosil qiladi.
   

CaCl₂+(NH₄)₂C₂O₄ CaC₂O₄ +2NH₄Cl
Ca⁺² + C₂O CaC₂O₄
CaC₂O₄ cho’kmasi kuchli kislotalarda eriydi, biroq CH₃COOH da erimaydi, chunki oksalat kislota sirka kislotadan kuchli, mineral kislotalardan kuchsizdir.

3. 
   Kaliy geksasianaferrat (II)-K₄ [Fe(CN)₆] ammiakli bufer aralashma ishtirokida kalsiy ioni bilan qo’shaloq tuz – kalsiy va ammoniy geksasionoferrat (II) ning oq cho’kmasini hosil qiladi.
   

CaC₂ + 2NH₄Cl + K₄ [Fe(CN)₆] Ca(NH₄)₂
[Fe(CN)₆] + 4KCl
Ca⁺² + 2NH + [Fe(CN)₆]^-4 Ca(NH₄)₂ [Fe(CN)₆]
Cho’kma mineral kislotalarda eriydi, lekin CH₃COOH – da erimaydi.

4. 
   Sulfat kislota va eruvchan sulfatlar Ca⁺² ioni bilan kalsiy tuzlarining faqat konsentrlangan eritmalaridan cho’kma hosil qiladi, chunki CaSO₄ suv va kislotalarda sezilarli darajada eriydi.
   

Ca⁺² + SO CaSO₄
Bu reaksiyani mikrokristalloskopik reaksiya sifatida o’tkazish maqsadga muvofiq. Bunda mikroskop ostida CaSO₄ ^. 2H₂O ning oson farqlanadigan yirik kristallari hosil bo’ladi. CaSO₄ cho’kmasi (NH₄)₂ SO₄ da erib, (NH₄)₂ [Ca(SO₄)₂] kompleksini hosil qiladi. Kalsiy tuzlarining eritmalari bariy tuzlaridan farqli ravishda gipsli suv CaSO₄ bilan cho’kma hosil qilmaydi.

5. 
   Alanga rangining bo’yalishi. Kalsiyning uchuvchan tuzlari gaz garelkasining rangsiz alangasini g’ishtsimon qizil rangga kiritadi.
   

Kalsiy tabiatda eng ko’p tarqalgan metallardan biri bo’lib, yer po’stlog’ining taxminan 3% ini tashkil etadi. Tabiatdagi asosiy birikmalar ohaktosh, bo’r va marmar, shuningdek, dolomit (MgCO₃ ^. CaCO₃), fosforit (Ca₃(PO₄)₂) va turli silikatlardir. Kalsiy o’simlik va hayvonlar organizmi uchun zarur element bo’lib, ba’zi suv o’simliklarida va shilliq qurtlar organizmida 38% gacha bo’ladi.
Odam suyagining 25 % qon va turli to’qimalarda oz miqdorda kalsiy bo’ladi. Kalsiy suyuqlantirilgan CaCl₂ ni elektroliz qilib olinadi. Olingan kalsiy tarkibidagi aralashmani yo’qotish uchun u qayta suyuqlantirib haydaladi.
Kalsiy kumushdek oq metall bo’lib, havoda tez oksidlanadi. Shuning uchun kerosin ostida saqlanadi. Ochiq havoda qolsa, uning sirti oksid, peroksid, nitrid qavatlari bilan qoplanadi. Kalsiy birmuncha qattiq bo’lishiga qaramay yassilanuvchi metall, suv va kislotalardan vodorodni siqib chiqaradi. U kislorod bilan oksid CaO va peroksid CaO₂, vodorod bilan gidrit CaH₂, azot bilan nitrid Ca₃N₂, uglerod bilan karbid CaC₂, galogenlar bilan birikib, galagenid CaF₂ larni hosil qiladi.
Metall holidagi kalsiyning ishlatilishi uning yuqori ximiyaviy aktivligiga bog’liq, undan metall birikmalaridan metallarni qaytarishda po’lat va ayrim qotishmalardagi kislorod va oltingugurtni yo’qotishda, organik suyuqliklarni suvsizlantirishda hamda vakum asboblaridagi qoldiq gazlarni yuttirishda foydalaniladi. U ba’zi qotishmalarga, ayniqsa, podshipniklar tayyorlanadigan qotishmalarga legirlovchi komponent sifatida qo’shiladi.
Kalsiy gidrid CaH₂ suv ta’sirida Ca(OH)₂ ni hosil qiladi.
CaH₂ + 2H₂O = Ca(OH)₂ + 2H₂
Bu reaksiya natijasida ko’p issiqlik ajralib chiqib, vodorod yonib ketadi, kalsiyning uchuvchan tuzlari alangani qizil tusga kiritadi. Kalsiy oksid ohaktoshning qizdirilishidan hosil bo’ladi.
CaCO₃ CaO + CO₂ – 178 KOH
Reaksiyani o’ng tomonga yo’naltirish uchun CO₂ ning konsentratsiyasini kamaytirish yoki temperaturani ko’tarish lozim. CaO nihoyatda o’tga chidamli, taxminan 2600⁰S da suyuqlanadigan oq modda, texnik CaO sarg’ish yoki bir oz kul rangroq bo’lib, ohak deb ataladi. CaO binokorlikda, metallurgiyada, shisha ishlab chiqarishda va boshqa ko’pgina sohalarda ishlatiladi.
Agar ohakka suv ta’sir ettirilsa, shiddatli reaksiya sodir bo’lib, ko’p issiqlik ajraladi.
CaO + H₂O = Ca(OH)₂ + 65 kj
Hosil bo’lgan Ca(OH)₂ so’ndirilgan ohak, CaO so’ndirilmagan ohak deyiladi. Ca(OH)₂ oq kukun, suvda kam eriydi. Uning eritmasi esa kuchli asosdir. Ca(OH) tiniq eritmasi orqali CO₂ o’tkazilsa yoki eritma ochiq qoldirilsa, loyqalanib qoladi, demak CaCO₃ hosil bo’ladi.
Ca(OH)₂ + CO₂ = CaCO₃ + H₂O
Kalsiy oksid suv bilan so’ndiriladi va binolarni oqlash uchun ishlatiladi. Bino devorlarida Ca(OH)₂ havodagi CO₂ bilan birikib, CaCO₃ ga aylanadi. Agar Ca(OH)₂ ga qum aralashtirib suvga qorilsa, g’isht terishda ishlatiladigan qorishma olinadi. Bu qorishma qotganda CaCO₃ va CaSiO₃ hosil bo’ladi.
Kalsiy tuzlaridan CaCl₂ bilan Ca(NO₃)₂ suvda yaxshi eriydi. CaSO₄ bilan CaSO₃ oz eriydi. Ca₃(PO₄)₂ va CaCO₃ amalda erimaydi. Kalsiyning izotopidan ⁴8⁴⁵Ca nishonli atom tariqasida foydalanib, organizmdagi muhim jarayonlar tekshiriladi. Masalan, tovuq organizmida kalsiyning qanday harakat qilishi tekshiriladi, natijada uni tuxumga o’tishi tuxumdagi jo’ja o’ziga kerakli kalsiyni o’n kun davomida tuxum sarig’idan, so’ng po’chog’idan olishi aniqlandi.