' G. P. Xomchenko, I. G. Xomchenko
Tartib raqami ortishi ( 1 3 .1 - jadval, 2-p. ga q.) va ionlanish
Download 6.95 Mb. Pdf ko'rish
|
|
Tartib raqami ortishi ( 1 3 .1 - jadval, 2-p. ga q.) va ionlanish energiyasi kam ayishi ( 1 3 .1 - jadval, 3 -p .) bilan elem en tla m in g metallik xossalari kuchayib boradi. Bular metall elem entlam ing eng xos vakillaridir. Davriy sistemaning har qaysi davri (birinchidan boshqasi) shu elem entlar bilan boshlanadi. Litiy gruppachasining elem entlari kislorod bilan R 20 oksidlar hosil qiladi. Bu oksidlar suv bilan birikib, asos RO H hosil qiladi: R
Asoslarning kuchi litiydan seziyga o ‘tgan sari kuchayib boradi, chun ki shu yo'nalishda atomning radiusi ortib boradi ( 1 3 .1 -jadval, 6
Ishqoriy m etallarning vodorodli birikmalari RH formulaga muvofiq keladi. Bular metallarning gidridlari — oq kristall moddalar. Gidridlarda vodorodning oksidlanish darajasi — 1 b o ‘ladi. 13.2-§. Natriy va kaliy Tabiatda uchrashi. Tabiatda ishqoriy m etallar erkin holda uchramaydi. N atriy va kaliy turli xil birikmalar tarkibiga kiradi. Ulardan eng m uhim i natriyning xlor bilan birikmasi N a C l b o ‘lib, u tosh tuz qatlamlarini (D onbass, Solikam sk, S ol-Ilesk va b.) hosil qiladi. Natriy xlorid dengiz suvida va sho‘r suv manbalarida bo'ladi. Odatda tosh tuz qatlamlarining yuqori qavatlarida kaliyli tuzlar bo'ladi. Ular dengiz suvida ham bor, lekin natriy tuzlariga nisbatan ancha kam miqdorlarda bo'ladi. Kaliyli tuzlarning dunyodagi eng katta zaxiralari Uralda — Solikamsk rayonida joylashgan (silvinit N aC l • KC1 va kamallit KC1 • M gC l 2
siyada (Soligorsk sh.) kaliyli tuzlarning yirik qatlamlari topilgan va ulardan foydalanilmoqda. Natriy va kaliy ko'p tarqalgan elem entlar qatoriga kiradi. Yer po'stlog'ida natriyning miqdori 2,64% , kaliyniki — 2,6%. N atriy va kaliyning olinishi. N atriy suyuqlantirilgan natriy xloridni yoki natriy gidroksidni elektroliz qilish yo'li bilan olinadi. N aC l suyuqlanmasi elektroliz qilinganda katodda natriy ajralib chiqadi: N a + + ё = Na anodda esa — xlor: 2С Г - 2 l = Cl 2
tenglamasi yuqorida keltirilgan), anodda esa — suv bilan kislorod ajralib chiqadi: 4 0 H - — 2e = 2H 20 + 0 2 Natriy gidroksid /qim m at bo'lganligi sababli, natriy olishning hozirgi asosiy usuli N aC l suyuqlanmasini elektroliz qilish hisoblanadi. Kaliy ham suyuqlantirilgan KC1 va KOH ni elektroliz qilib o lin ish i m um k in. Lekin kaliy o lish n in g bu u suli texn ik aviy qiyinchiliklar (tok bo'yicha unum i kamligi, xavfsizlik texnikasini ta ’m inlash qiyinligi) tufayli keng tarqalmagan. H ozirgi vaqtda sanoatda kaliy olish quyidagi reaksiyalarga asoslangan. KC1 + Na <=> NaCl + К (a) KOH + Na N aO H + К (b)
(a) usulda suyuqlantirilgan kaliy xlorid orqali 800°C da natriy bug'lari o'tkaziladi, ajralib chiqadigan kaliy bug'lari esa konden- satsiyalanadi. (b) usulda suyuqlantirilgan kaliy gidroksid bilan suyuq natriy orasidagi reaksiya qarshi oqim bilan 40°C da, nikeldan yasalgan reaksion kolonnada o'tkaziladi*. * Bu yerda reaksiyalaming muvozanati mahsulotlar hosil bo'lish tomoniga siljigan bo'ladi. K aliy bilan natriyning qotishm asi ham xuddi shu usullar bilan olinadi, u atom reaktorlarida issiqlik tashuvchi suyuq m etall sifatida ishlatiladi. Kaliyning natriy bilan qotishmasidan titan ishlab chiqarishda qaytaruvchi sifatida ham foydalaniladi. Fizikaviy xossalari. Ishqoriy metallarning atomlarida 4 va undan ko‘p erkin oibitallarga bitta tashqi elektron to‘g ‘ri kelganligi va atomning ionlanish energiyasi kamligi sababli metallarning atomlari orasida metall bog‘lanish (3.5- §) vujudga keladi. Metall bog‘lanishli moddalar uchun metall yaltiroqligi, plastiklik, yumshoqlik, elektr o'tkazuv- chanlik va issiqlik o ‘tkazuvchanligining yaxshiligi xos xususiyat hisoblanadi. Natriy va kaliyning ham ana shunday xossalari bor. N a triy va kaliy — k u m u sh sim o n -o q m etallar, natriyning zichligi 0,97 g /sm 3, kaliyniki — 0,86 g /sm 3, juda yum shoq, pichoq bilan oson kesiladi. Tabiiy natriy bitta ” N a izotopdan, kaliy esa — ikkita barqaror izotop (93,08% ) va ^ К (6,91 %) hamda bitta radioaktiv ^ K (0,01% ) izotopdan tarkib topgan. Ilm iy tekshirishlarda sun’iy y o ‘l bilan olinadigan radioaktiv izotoplar: 24 va 42 ishlatiladi. Kimyoviy xossalari. Natriy va kaliy atomlari kimyoviy reaksiyalarda valent elektronlarini oson berib, musbat zaryadlangan ionlarga N a + va K+ ga aylanadi. Bu metallarning ikkalasi — kuchli qaytaruvchilar. Havoda natriy bilan kaliy tez oksidlanadi, shu sababli ular kerosin ostida saqlanadi. Ular ko‘pchilik metallmaslar — galogenlar, oltingugurt, fosfor va boshqalar bilan oson reaksiyaga kirishadi. Suv bilan shiddatli reaksiyaga kirishadi. Qizdirilganda vodorod bilan gidridlar N a H , KH hosil qiladi. M etallarning gidridlari suv ta’sirida oson parchalanib, tegishli ishqor bilan vodorodni hosil qiladi: NaH + H 20 = N aO H + H 2 T N atriy m o ‘l kislorodda yondirilganda natriy peroksid N a 2
2
2N a
20 2 + 2 C 0 2 = 2N a2C 0 3 + 0 2 T N atriy peroksidning suv osti kemalarida kislorod olish uchun va yopiq binolarda havoni regeneratsiya qilish uchun ishlatilishi ana shu reaksiyaga asoslangan. Suvda yaxshi eriydigan gidroksidlar o'yuvchi ishqorlar deyiladi. Ulardan eng muhimlari N aO H va KOH. Natriy gidroksid va kaliy gidroksid — oq, xira, qattiq, kristall moddalar. Suvda yaxshi eriydi, suvda ko‘p miqdorda issiqlik chiqadi. Suvdagi eritmalarda deyarli t o ‘liq dissotsilanadi va kuchli ishqorlar hisoblanadi. Asoslarning barcha xossalarini nam oyon qiladi. Qattiq natriy va kaliy gidroksidlar ham da ularning suvdagi eritmalari uglerod (IV) oksidni yutadi: N a 0 H + C 0 2
3
2
2
3
yoki ionli ko‘rinishda: o h - + c o 2
2 0 H ~ + C 0 2
Qattiq holatda havoda N aO H va K O N namni yutadi, shu tufayli gazlardan qurituvchilar sifatida foydalaniladi. Sanoatda natriy gidroksid va kaliy gidroksid tegishlicha N aC l va KC1 ning konsentrlangan eritmalarini elektroliz qilish y o ‘li bilan olinadi. Bunda bir vaqtning o ‘zida xlor bilan vodorod ham olinadi. Katod sifatida tem ir to ‘r, anod sifatida — grafit ishlatiladi. E lek troliz sx em a sin i (K C 1 m iso lid a ) shun day tasvirlash mumkin. KC1 K + va С Г ionlariga to'liq dissotsilanadi. Elektr toki o'tganida katodga K + ionlar, anodga — xlorid-ion C l “ lar keladi. Standart elektrod potensiallar qatorida kaliy alum iniydan oldinda joylashgan va uning ionlari suv m olekulalariga qaraganda ancha qiyin qaytariladi (elektronlarni biriktirib oladi) (7 .7 - § ga q). V odorod ionlari H + esa eritmada juda kam. Shu sababli katodda faqat suv molekulalari zaryadsizlanadi va molekular vodorod ajralib chiqadi. 2H20 + 2e = H 2
X lorid -ionlar konsentrlangan eritm ada suv m olekulalariga qaraganda elektronlarini oson beradi, shu sababli anodda xlorid- ionlar zaryadsizlanadi; 2С Г — 2e = Cl 2
2С Г - 2ё = C l 2 1 2Н 20 + 2ё = Н 2 + 2 0 Н “ 1 2 С Г + 2 Н 20 — elektroliz >Н 2 + 2 0 Н " + С12 yoki 2КС1 + 2Н 20 — elektrollz >н 2 + 2КО Н + С12 N a C l eritm asining elektrolizi ham xuddi shunga o'xshash boradi. (7.7- § ga q). Tarkibida N aO H va N a C l bor eritma b u g ia - tiladi, natijada natriy xlorid c h o ‘kmaga tushadi (uning eruvchanligi ancha kam va temperatura ta’sirida kam o'zgaradi), c h o ‘kma ajratib olinadi va keyin elektroliz uchun foydalaniladi. Natriy gidroksid juda ko'p miqdorlarda olinadi. U asosiy kimyo sanoatining muhim mahsulotlaridan biridir. Bu modda neft mah- sulotlarini — benzin va kerosinni tozalash uchun, sovun, sun’iy ipak, qog‘oz ishlab chiqarish uchun, to ‘qimachilik, konchilik va kimyo sanoatlarida, shuningdek turmushda (kaustik, kaustik soda) ishlatiladi. A ncha qim m atroq m ahsulot — kaliy gidroksid N a O H ga qaraganda kamroq ishlatiladi. 13.4- §. Natriy va kaliy tuzlari Natriy barcha kislotalar bilan tuzlar hosil qiladi. U n in g deyarli barcha tuzlari suvda eriydi. Ulardan eng muhimlari — natriy xlorid (osh tuzi), soda va natriy sulfat. N a t r i y x l o r i d N a C l — ovq atga so lin a d ig a n zarur m odda, oziq-ovqat m ahsulotlarini konservalashda, shuningdek, natriy gidroksid, xlor, xlorid kislota, soda va boshqalar olish uchun xom ashyo sifatida foydalaniladi. Sodaning ishlatilishi haqida 11.4-§ ga q. N a t r i y s u l f a t N a 2
4
2
4 10H 20 holida kristallanadi. Glauber tuzi tibbiyotda ichni yum shatuvchi sifatida ishlatiladi. Natriy tuzlari (natriy ionlari) gorelka alangasini sariq rangga kiritadi. Bu birikmalardagi natriyni aniqlashning eng seziluvchan usulidir. Kaliyli tuzlardan asosan kaliyli o'g'itlar sifatida (1 0 .12-§ ga q.) foydalaniladi. Kaliy tuzlari (kaliy ionlari) gorelka alangasini gunafsha rangga kiritadi. Lekin hatto juda oz miqdorda natriy birikmalari aralashgan b o‘lsa, sariq rang gunafsha rangni k o ‘r- satmay qo'yadi. Bu holda uni sariq nurlarni yutuvchi ko‘k shisha orqali ko'rish mumkin. 13.5- §. Berilliy gruppachasining umumiy tavsifi Bu gruppachani berilliy, magniy va ishqoriy-yer elem entlari (kalsiy, stronsiy, bariy, radiy) tashkil etadi. Bu elem entlam ing ba’zi xossalari 13.2- jadvalda keltirilgan. Bular s- elementlar (13.2-jadval, 2-p.). Oddiy moddalar holida metallar hisoblanadi (13.2-jadval, 3-p). Berilliy gruppachasidagi elem en tlam in g atomlari tashqi pog'onasida ikkitadan elektron bo'ladi. Ular bu elektronlarini berib, birikmalarida + 2 oksidlanish darajasini nam oyon qiladi. Gruppachadagi barcha metallar — kuchli qaytaruvchilar, lekin ular ishqoriy metallarga nisbatan kuchsiz- roqdir. 13.2- j a d v a l . Berilliy gruppachasidagi elementlaming xossalari Xossalari Be M g Ca Sr Ba Ra 1.Tartib nomeri 2 . Valent elektron 4 12 20 38 56 88 lari 3.A tom n in g ion 2s2 3s3 4s2 5s2 6s2 7s2 lanish energiyasi, eB 4 . N isb iy elektro- 2 7 ,5 7 2 6 ,6 8 17,98 16,72 15,21 15,43 manfiyligi 5. Birikmalarida 1,5 1,2 1,0 1,0 0,9 0,9 oksidlanish darajasi + 2 + 2 + 2 + 2 + 2 + 2 6 . A to m radiusi, nm 0,1 1 3 0 ,1 6 0 0,1 9 7 0,2 1 5 0,221 0 ,2 3 5 Elem entning tartib raqami ortishi bilan elektronlar berishi o so n la sh a d i ( 1 3 .2 -ja d v a ln in g 3 -v a 6
elem entlam ing metallik xossalari kuchayib boradi. U lar ishqoriy- yer metallarda, ayniqsa yaqqol nam oyon b o ‘ladi. Berilliy gruppachasidagi metallar kimyoviy jihatdan ancha aktiv. Havoda oksidlanadi, bunda RO turidagi asosli oksidlar olinadi, ularga R (O H ) 2
turidagi asoslar m uvofiq keladi. A so sla rn in g eruvchanligi va asos xususiyati Be dan Ra ga tom on ortib boradi. B e(O H ), — am foter birikma. Xossalari jihatidan berilliy bilan m agniy boshqa metallardan birmuncha farq qiladi. Masalan, Be suv bilan reaksiyaga kirishmay di, M g faqat qizdirilganda, qolgan metallar esa — odatdagi sharoitda reaksiyaga kirishadi. R + 2H 20 = R (O H )2 + H 2 T
miy formulasi R H 2
Berilliy gruppachasidagi metallardan eng katta ahamiyatga ega b o ‘lgani — kalsiy. 13.6- §. Kalsiy Tabiatda uchrashi. Kalsiy ko‘p tarqalgan elem entlar qatoriga kiradi. Lining yer p o ‘stlog‘idagi um um iy miqdori 3,6% ni tashkil etadi. Tabiatda kalsiyning quyidagi birikmalari eng ko‘p tarqalgan: kalsit minerali C a C 0 3
shu mineraldan hosil bo'lgan), gips C a S 0 4
2
3
4 ) 2
6
xlorid C a C l 2
2
C a+ C l2=CaCIj 3C a+ N
C a+ S = C aS C a + 2 C = C a C
Ca aktiv m etall sifatida suvdan vodorodni siqib chiqaradi: Ca + 2H 20 = C a(O H )2 + H 2 T Havoda qizdirilganda yonib, kalsiy oksid hosil qiladi: 2 C a + 0 = 2 C a 0 Kalsiy uglerod bilan kalsiy karbid C aC 2
13.7- §. Kalsiy oksid va gidroksid Kalsiy oksid (texnikadagi nomlari: so ‘ndirilmagan ohak, kuydi- rilgan ohak m o m ig 'i) — oq rangli kukun. Sanoatda ohaktosh, b o ‘r yoki boshqa karbonatli jinslar kuydirilganda hosil b o ‘ladi: C a C 0
3 CaO + C 0 2 ДН = 178 k J /m o l Bu reaksiya endotermik: issiqlik yutilishi bilan boradi. 0,1 M Pa bosim va 900°C temperaturada termik dissotsilanib, kalsiy oksid bilan uglerod (IV) oksidga ajraladi. Reaksiya qaytar (geterogen m uvozanat) va tem peraturada pasayganda yoki uglerod (IV ) oksidning parsial bosim i oshganida teskari y o ‘nalishda ketishi mumkin. Buning oldini olish uchun ohaktoshni kuydirish 1000 — 1200°C temperaturada olib boriladi va uglerod (IV) oksid reaksiya doirasidan chiqarib turiladi. Kalsiy oksid suv bilan shiddatli reaksiyaga kirishib, kalsiy gidroksid hosil qiladi: C a 0 + H 20 = C a (0 H )2; ДН= —65 kJ/mol Bu reaksiyada k o ‘p miqdorda issiqlik chiqadi. Kalsiy gidrok- sidning texnikadagi nom i — so'ndirilgan ohak. Agar so'ndirilgan ohak kukun holida tayyorlangan bo'lsa, u ohak kukuni deyiladi. S o 'n d ir ilg a n o h a k , qum va suv a ralash m asi b in o k o rlik qotishmasi yoki ohakli qorishma deyiladi. U suvoq sifatida, shu ningdek, devorga g ‘isht terishda g ‘ishtlarni bir-biriga tishlatish uchun ishlatiladi; devorga g ‘isht terishda odatda sem entli qorish- madan foydalaniladi. Ohakli qorishm aning qotishida bir vaqtning o ‘zida ikki xil jarayon sodir bo'ladi: 1
kristallarining c h o ‘kishi, bu kristallar qum zarrachalarini bir- biriga puxta b og‘laydi; 2
hosil b o ‘ladi: So'ndirilgan ohak — oq rangli qattiq m odda, suvda eriydi, lekin uning eruvchanligi katta em as (20°C da 1 1 suvda 1,5 g.) So'ndirilgan ohakniig suvdagi eritm asi ohakli suv deyiladi. U ishqoriy xossaga ega b o ‘ladi. Ohakli suv orqali uglerod (IV) oksid o ‘tkazilganda eritma loyqalanadi (a), yana o'tkazilganda esa loyqa Download 6.95 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|