Farmatsevtika o‟quv instituti talabalari uchun adabiyoti

 
 
 
 
 
  
 
                                      15-bob. s-elementlar 
                                         15.1.Vodorod 

 
 
138 
            Vodorod(Hudrogenium). XV1 asrning birinchi yarmida nemis shifokori Parasels tomonidan 
kashf etilgan. 1776 yilda ingliz olimi G.Kavendesh uning xossalarini va boshqra gazlardan farqini 
o‘rgandi.  1783  yilda  A..Lavuaze  vodorodni  birinchi  marta  suvdan  oldi  va  suv  ham  vodorod  va  
kisloroddan tashkil topishini ko‘rsatdi. 
Vodorodni qayn. harorati  -252
o
 S , suyuql. harorati - 259,2 
o
S . Vodorodni 3 ta izotopi 
bor:   
1
1
H-  protiy. 
2
1
H - deyteriy, va    
3
1
H - tritiy. 
Tabiatda   99,985 %  protiy va 0,015 %  deyteriy bo‘ladi.  
3
1
H – tritiy tabiatda nihoyatda 
kam  uchraydi,  faqat  atmosferaning  yuqori  qatlamlarida,  koinot  nurlari  ta‘sirida    va  yadro 
reaksiyalarida  hosil bo‘ladi. Tritiyning yarim emirilish davri 12,42 yil,radiuoaktiv izotop. 
Hozirgi  paytda  deyteriy  turli  dorivor  moddalarning  farmakokinetikasini  tekshirishda 
radioaktiv nishon sifatida  qo‘llaniladi. Shu maqsadda o‘zidan  

- zarrachalar tarqatadigan tritiy 
ham  ishlatiladi.Tritiy  organizmdagi  suvning  umumiy  miqdorini  aniqlashda  kerak  bo‘ladi. 
Ayniqsa  fermentlar mexanimini tekshirishda, turli kasalliklani tahlil qilishda foydalaniladi.   
 H atomi yadrosi birgina protondan iborat, atom massasi 1,00797 vodorod atomi musbat 
va manfiy zaryadlangan ionlar hosil qilishi mumkin. 
       H
o
   - 1e    =  H
+   
 -1305 kJ
               
H
o
   +1e   =    H
-
    +76,1 kJ   
H
+
  bu,  yadro,  ya‘ni erkin proton.  H
-
    inert  gaz  geliyning  elektron qavatiga o‘xshash. H
- 
 
anchagina beqaror.    
Molekulyar vodorod metallarda  (Fe,  Ni,  Pt   va Pd)  yaxshi  eriydi.  Bir litr  palladiy  900 l 
vodorodni eritishi ma‘lum. Bu jarayonda palladiyni hajmi kattalashadi. 
Tabiatda    uchrashi.Vodorod  tabiatda  keng  tarqalgan  kimyoviy  element.  Yer  sharida 
uning miqdori 1 %( atmosfera, litosfera va gidrosfera). U torpf va qo‘ng‘ir ko‘mir tarkibiga, neft, 
suv, tuproq va boshqalarni tarkibida bor. Erkin holda vodorod juda kam uchraydi. Vodorod eng 
ko‘p  tarqalgan  kimyoviy  element.  U  quyoshning  yarmini,  yulduzlarning  asosiy  qismini  tashkil 
etadi. U ko‘p planetalar  atmosferasida, kometalarda, gaz va tumanlarda bor.  
  Quyosh sistemasida vodorod asosida quyidagi termoyadro reaksiysi boradi: 
                     4
1
1
H   

2
4
He +2 
o
e 
Labaraoriyada olinishi. Laboratoriyada  vodorod  quyidagi usullar bilan olinadi: 
1. Natriy gidroksid yoki KOH ni(34%) eritmasini elektroliz qilish orqali olinadi: 
              2H
2
O=2H
2
+O
2
 
 NaOH  yoki  KOH   suvni elektr o‘tkazuvchanligini yaxshilash uchun kerak. 
2. Aktiv metallarga suv ta‘sir ettirish tufayli ham vodorod olish mumkin: 
                    2Na+2H
2
O=2NaOH+H
2
 
3. Suyultirilgan kislotalarga faol metallar ta‘sir ettirish: 
                  2HCl     +   Zn     =    ZnCl
2
  +   H
2 
            Buning uchun Kipp qurilmasiga(31-rasm) suyuitirilgan xlorid yoki sulfat kislota quyiladi. 
Uning  o‘rtadagi  shariga  maxsus  polimer  moddadan  yasalgan  to‘siq  ustiga    donador  rux 
solinadi.  Agar  o‘rta  sharga  o‘rnatilgan  kalit  ochilsa  naydan  vodorod  ajralib  chiqadi.  Kalitni 
kattaroq yoki kichikroq ochib vodorod ajralib chiqishini boshqarib turiladi. 
 
 
31-rasm.  Vodorod olish uchun Kipp qurilmasi. 

 
 
139 
 
 
4.  Amfoter metallarga ishqorlar ta'sir ettirish: 
               Zn  +  2NaOH  =  Na
2
ZnO
2   +    
H
2
   
               2Al    +   2H
2
O  +  2NaOH  =  2NaAlO
2
  +  3 H
2
  
              2Al +6NaOH  + 6H
2
O =  2Na
3
[ Al(OH)
6
]+3H
2
 
 Xuddi shunaqa reaksiyalar Be, Pb, Sb,Ga bilan ham boradi. 
         Sanoatda olinishi. Sanoatda quyidagi usullarda olinadi: 
1.  800
o
S  da  tabiiy gaz nikel katalizatordan o‘tkaziladi:  
CH
4
   +   H
2
O  =   CO   +   3 H
2
   
CO   +    H
2
O  =    CO
2
  +    H
2
 
2.  Kuchli    sovutish  usuli  .  Vodorodni  koks  va  suv  gazidan  gazlar  aralashmasini  sovutish  usuli  
bilan past temperaturada olinadi. 
3.  Ko‘mir konversiyasi usuli.                         
                         C   +     H
2
O     =     CO
   
 +    H
2
     
CO+H
2
 aralashma suv gazi deyiladi. Reaktsiya 500 
o
C  da 25 atmosfera bosimda katalizator 
Fe
2
O
3
 yoki    Cr
2
O
3  
ishtirokida amalga oshiriladi. 
4. Temir bug‘ usuli (Markaziy hamdo‘stlik mamlakatlarida)  keng tarqalgan usul. Bu usulda 600-
700 
o
C cho‘g‘ holidagi   temirni suv bug‘i bilan ta‘sirlanishiga asoslangan. Bunda temir bir 
necha mahsulotlar hosil qiladi. Suv bugi qaytarilib vodorod hosil qiladi. 
                  Fe  +   H
2
 O  =   FeO   +    H
2
 
                 2 FeO  +   H
2
O  = Fe
2
O
3
  +   H
2
   
                  Fe
2
O
3   +  
FeO  =   Fe
3
O
4
  
Kimyoviy  xossalari.  Tarkibida  bitta  elektron  bo‘lgan  vodorod  ikki  atomli.  H
2
  -  protiy, 
D
2
-deyteriy, T
2
-tritiy, HD, HT, DT molekulalarini hosil riladi.  
 H
2
 =2H  -  435  kj/mol. 
Vodorod  molekulasi  kichik  o‘lchamga  va  massaga  ega,  qutblanishi  oz,  lekin  molekula 
juda barqaror.Shu sababli suvda va organik erituvchilarda oz eriydi. Qattiq vodorod geksagonal 
kristal panjaraga ega.Molekulaning atomlarga parchalanishi yuqori haroratda  2000
o
Sda  sezilarli 
tezlikda boradi. 
Vodorod ham oksidlovchi, ham qaytaruvchilik xossalarini namoyon qiladi.  
Odatdagi haroratda faqat ftor bilan reaksiyaga kirishadi: 
                         H
2
 + F
2
 = 2HF 
Qizdirilganda xlor, brom, kislorod bilan reaksiyaga kirishadi. 
Elementlarning  vodorod  bilan  hosil  qilgan  birikmalari  gidridlar  deyiladi.Gidridlar 
quyidagi guruhlarga bo‘linadi: 
        - ion tuzilishga ega bo‘lgan gidridlar.Bunday birikmalar qatoriga ishqoriy va ishqoriy-  yer 
metallari gidridlari(LiH kovalent tabiatli)  kiritilishi mumkin. Gidridlar oq qattiq moddalar. Ular 
yuqori  suyuqlanish  haroratiga  ega.Bunday  gidridlar  syuqlanmasi  elektrolizida  vodorod  ajraladi.  
Gidridlar oson gidrolizga uchraydi: 
                        MeH+H
2
O=MeOH+H
2
 
        -  kovalent  bog‘lanish  hosil  qiladigan  gidridlar.  CH
4
,  SiH
4
,  NH
3
,  H
2
O,  H
2
S,  HF,  HCl  va 
boshqalar.  Bunday  birikmalar  vodorod  va  metallmaslarga  tegishli.Odatda  bunday  gidridlar  gaz 
moddalardir. H
2
O va HF vodorod bog‘lanish mavjudligi sabali suyuqliklar; 
        - polimer tabiatli gidridlar.Be, Mg, Al, In, Tl  kabi elementlarga tegishli. 
 Ularning formulasi (BeH
2
)n yoki (TlH
2
)n. Gidridlar o‘zaro molekulararo vodorod bog‘lari hosil 
qilgan;  
        -  vodorodning  metall  tabiatli  birikmalari.  d-  va  f-  elementalrning  vodorodli  birikmalari 
metallik  tabiatga  ega.Ular  metallga  o‘xshash    qora  qo‘ng‘ir  rangli,  mo‘rt,issiq  va  elektr 
o‘tkazuvchanlik  metallarga  o‘xshab  ketadi.Ularning  formulalari  o‘zgaruvchan  tarkibli  MeH 
(VH, NbH, TaH), MeH
2 
(TiH
2
, ZrH
2
, HfH
2
, ScH
2
), va MeH
3 
(UH
3
, PdH
3
).  

 
 
140 
Vodorodning  qaytaruvchilik  xossasidan  ba‘zi  oddiy  moddalarni  ularning  oksidlari  va 
galidlaridan qaytarish uchun foydalaniladi: 
                   CuO + H
2
 = Cu + H
2
O 
Oksidlovchi sifatida vodorod aktiv metallar bilan reaksiyaga kirishadi: 
                       2Na + H
2
 = 2NaH   
 Vodorod  kimyo  sanoatida  ammiak,  metanol,  xlorid  kislota  kabi  moddalarni  olishda 
shuningdek    yog‘larni,  suyuq  yog‘larni  gidrogenlashda  ishlatiladi.  Vodorod  kelajak  yoqilg‘isi 
hisoblanadi.  Oxirgi  paytlarda kuchli tovush to‘lqinlari  suvni vodorod va kislorodga parchalashi 
va ajralgan vodorod va kislorodni qaytadan yoqib dvigatellarni yurgazish tog‘risidagi injenerlik 
echimlari matbuotda e‘lon qilingan. 
                   15.2. Suv va uning xossalari 
 
Suv.Vodorod  va  kislorodning  kimyoviy  birikmasi.  Yer  sharining  3/4  qismi  suv  bilan 
qoplangan. Miqdori 2.10
18 
t. Ko‘p moddalarning 90% miqdori suv bo‘ladi. Hayvon va o‘simlik 
organizmida 75-86% suv bo‘ladi. 
Fizik  xossalari.  Suv  rangsiz  suyuqlik.  18
o
C  da  toza  suvning  elektr  o‘tkazuvchanligi 
4,4.10
-8 
om
-1
 sm
-1
.  Toza suv elektr tokini deyarli o‘tkazmaydi. Agar  1 atm bosim, 0
o
S haroratda 
u muzga aylanadi. 100
o
S dan yuqorida suv bug‘ga aylanadi. 4
o
S da suv eng katta zichlikka ega 
bo‘lib, 

= 1 g/sm
3
 ga teng.  
Muz - rangsiz, 

= 0,9168 g/sm
3
. Suvdan yengil. Bosim 2000 dan 6500 atm  gacha borsa, 
muz  har  xil  formalarga  o‘tadi.  21700  atm  bosimda  muzning  7  xil  modifikatsiyasi  bor.    Uning  
zichligi d=1,5 ; suyuql. harorati T
suyq.
=+76
o
S u issiq muz deyiladi. 
Kimyoviy xossalari:  Suv molekulasining dipol momenti 

 =1,74.10
-18
 
sp
3
  gibridlangan,  lekin  gibrid  orbitallarning  ikkitasida  bog‘lanmagan  4  elektron  jufti  aylanadi.  
Suvning dielektrik  doimiysi   81  ga teng. Etanolniki  27, efirniki 2. Qattiq  va suyuq holatda suv 
molekulasi (H
2
O)
n
. 4
o
Cda n=2, O
o
Sda n=3. Molekulalarning assosiatsiyalanishi vodorod bog‘lari 
hisobiga sodir bo‘ladi. 
H---O. . .H---O. . .H---O 
                                                 |               |              | 
                                                 H             H           H 
1000
o
S da suv parchalanadi:  
2H
2
O = 2H
2
 + O
2 
– 490,4   kj  
Bu reaksiya qaytar bo‘lib  5000
o
S da suv  vodorod va kislorodga to‘la parchalanadi. Suv 
kuchsiz elektrolit. 555 mln molekuladan bittasi ionlarga   ajralgan bo‘adi. 
H
2
O = H
+
 + OH
-
        K
suv
=1,8.10
-16
 
Oksidlanish -qaytarilish reaksiyalarida suv odatda muhit vazifasini bajaradi. 
Kuchli qaytaruvchilar ta‘sirida odatdagi va yuqori haroratlarda  suv oksidlovchi bo‘ladi. 
Masalan:  ishqoriy  va  ishqoriy-yer  metallari  bilan  sovuq  holda,  Fe,  C    va  boshqalar  yuqori 
haroratda ta‘sirlashadi. 
2H
2
O + 2Na = 2NaOH + H
2
 
2H
2
O + 2e

  H
2
 + 2OH
-                   
1 
Na - 1e  -

 Na
+                                         
2
     
 
Kuchli oksidlovchilar ta‘sirida suv qaytaruvchilik xossalarini namoyon qiladi:   F
2
 + H
2
O 
= 2HF + O   (yonadi) 
 
              F
2
  + 2e 

 2F
-
              1 
              H
2
O - 2e 

O + 2H
+
     1 
Boshqa  moddalarning  molekulalariga  suvni  birikishining  3  xil  turi  ma‘lum:  1)  ion,  2) 
koordinatsion, 3) adsorbtsion. 
- ishqoriy va ishqoriy-yer metallari, ularning oksidlari va kislotali oksidlar bilan suv ion 
tipidagi reaksiyaga kirishadi. 
CaO + H
2
O = Ca(OH)
2
                P
2
O
5
 + 3H
2
O = 2H
3
PO
4
 
Na
2
O + H
2
O = 2NaOH                 N
2
O
5
 + H
2
O = 2HNO
3 

 
 
141 
- akvakomplekslarda dipol xarakterga ega bo‘lgan suv molekulalari musbat zaryadlangan 
kompleks  hosil  qiluvchi  ionga  tortilish  xususiyatiga  ega  bo‘lib,    bu  koordinatsion  birikish 
bo‘ladi. 
CoCl
2
 + 6H
2
O 

 [Co(H
2
O)
6
]Cl
2
 
CuSO
4
· 5H
2
O 

 [Cu(H
2
O)
4
]SO
4 

H
2
O 
Akvakomplekslarning parchalanishi tuz rangining o‘zgarishi bilan boradi.  
  -  molekulalararo kuchlar ta‘siri tufayli har qanday modda ham ma‘lum miqdorda suvni 
o‘z sirtiga adsorbsiya qilish xossasiga ega. Adsorbsiya tipida moddaga birikkan suv gigroskopik 
suv deyiladi. U 100
o
С da qizdirilsagina suv chiqib ketadi.  H
2
SO
4
, CaCl
2
, P
2
O
5
 suvni adsorbsion 
yutadi.  
Og‟ir suv.   
1
2
D  izotopi kislorod bilan  D
2
O birikma hosil bo‘ladi. Bu birikma og‘ir suv 
deyiladi.  Tabiatda  har  5500-8000  molekula  oddiy  suvga  1  ta  molekula  og‘ir  suv  to‘g‘ri  keladi. 
Og‘ir  suv  oddiy  suvni  elektroliz  qilib  olinadi.  Bunda  D
2
O  o‘zgarishga  uchramasdan 
elektrolitning qoldig‘ida yig‘iladi. Lyuis 20 l suvdan 0,3 ml og‘ir suv D
2
O oldi. 
D
2
O rangsiz, siropsimon suyuqlik , zichligi d =1,10421 g/sm
3
 , suyuqlanish harorati T
suyur
  
=  3,8
o
S,  qaynash  harorati  T
rayn
  =  +  101,4
o
S.  D
2
O  yadro  texnikasida  katta  ahamiyatga  ega.  U 
yadro reaktorida neytronlarni sekinlashtiruvchi modda sifatida, deyteriy olish uchun xom ashyo 
sifatida va termoyadro reaksiyalarida ishlatiladi. 
Odam 
organizmida 
vodorod 
 
uglerod, 
azot, 
oltingugurt 
bilan 
kovalent 
bog‘langan.Vodorod  oshqozon  shirasida  gidroksoniy  ioni  holatida.  Shu  ion  ham  mikroblarga 
qarshi  ta‘sirga  ega,  ham  oqsillar,  polisaxaridlar  va  boshqa  biologik  birikmalarning 
gidrolizlanishuga ta‘sir etadi. 
 
              15.3.Vodorod peroksidi va uning xossalari 
Vodorod  peroksidi.  H
2
O
2
    rangsiz,  siropga  o‘xshagan  suyuqlik.  Zichligi  d=1,4633 
g/sm
3
,  Suyuqlanish    harorati  T
suyq
=0,43
o
S,    26  mm  simob  ustuni  bosimda  qaynash    harorati 
T
qayn
=68
o
S, 65 mm sim. ustunida 85
o
С, atmosfera bosimida T
qayn
 = 150,2
o
S. 
+1     -1    -1     +1
 
H - O - O – H. Vodorod molekulasining struktura formulasi 32 -rasmda keltirilgan. H-O- 
orasining  uzunligi  0,095  nm,    O-O  orasidagi  masofa    0,148  nm  ga  teng.    H-O-O    bog‘lari 
orasidagi burchak  95 
o
S ni tashkil etadi. 
 
 
32-rasm. Vodorod peroksid molekulasining tuzilishi. 
 
Vodorod peroksid beqaror birikma.  Oson parchalanadi. 
2H
2
O
2
 = 2H
2
O + O
2
 + 195,15 kJ 
151
o
S da vodorod peroksid portlaydi. Suvli eritmalarda vodorod peroksid kuchsiz kislota 
va 2 bosrichda dissotsiatsiyalanadi. 

 
 
142 
H
2
O
2
 ↔ H
+
 + HO
2
-
 
HO
2
-
 ↔ H
+
 + [O
2
]
2--
 
H
2
O
2  
nordon va asosli tuzlar hosil qiladi. NaHO
2
, Na
2
O
2
, BaO
2.
 
H
2
O
2
  oksidlovchilik  va  qaytaruvchilik  xossalarini  namoyon  qiladi.  H
2
O
2 
  kisloroddan 
kuchliroq oksidlovchi. 
Vodorod peroksidi oksidlovchi. H
2
O
2 
  oksidlovchi bo‘lganda:  
1. Kislotali muhitda H
2
O
2 
  H
+ 
 
ionlari bilan birikib suv molekulasini hosil qiladi. 
H
2
O
2  
 + 2H
+
 + 2e = 2 H
2
O 
2HJ + H
2
O
2 
 = J
2
 + 2 H
2
O 
 
2J
-
 - 2 e

  J
2
                            1 
H
2
O
2 
 + 2H
+
 + 2e 

 2 H
2
O      1 
 
2KJ + H
2
O
2 
 + H
2
SO
4
 = J
2
 + 2 H
2
O + K
2
SO
4
 
2J
-
 + 2 e 

 J
2
                             1 
H
2
O
2 
 + 2H
+
 + 2e

= 2 H
2
O      1 
2.  Neytral  va  ishqoriy  muhitda  oksidlovchi  H
2
O
2   
2ta  elektron  biriktirib  OH
-
 
ionlarini hosil qiladi. 
H
2
O
2 
 + 2e = 2OH
-
 
KNO
2
 + H
2
O
2 
 = H
2
O  + KNO
3
 
NO
2
-
 +H
2
O - 2e

  NO
3
-
 +2H
+              
1 
H
2
O
2 
 + 2e 

 2OH
-                                        
1 
 
2KCrO
2
 + 3H
2
O
2 
 + 2KOH = 2K
2
CrO
4
 + 4H
2
O 
CrO
2
-
 + 4OH
-
 - 3e 

 CrO
4
2-
 + 2H
2
O                                  2 
H
2
O
2 
 + 2e 

 2OH
-          
                                                       3 
CrO
2
-
 + 8OH
-  
+ 3H
2
O
2 
= 2CrO
4
2-
 + 4H
2
O + 6OH
-
 
 
PbS + H
2
O
2 
  = PbSO
4
 + H
2
O     
H
2
O
2 
 + 2e 

 2OH
-     
                                                            4 
PbS + 4H
2
O - 8e 

 PbSO
4
 + 8H
+
                                         1 
PbS + 4H
2
O
2
 + 4H
2
O = PbSO
4
 + 8H
+
 + 8OH
-
 
PbS + 4H
2
O
2 
  = PbSO
4
 + 4H
2
O 
Vodorod peroksidi qaytaruvchi. Oksidlovchilar KMnO
4
, Ag
2
O, CrO
3
 va b. ishtirokida 
vodorod peroksid qaytaruvchilik xossasini namoyon qiladi.  
1. Kislotali va neytral muhitda vodorod peroksid 2ta elektron berib, vodorod ionlari 
va kislorod molekulasini  hosil qiladi. 
H
2
O
2
 - 2 e = 2H
+
 + O
2
 
Misol: 5H
2
O
2
 + 2KMnO
4
 + 3H
2
SO
4
 = 5O
2
 + 2 MnSO
4
 + K
2
SO
4
 + 8H
2
O 
 
H
2
O
2
 - 2 e 

 2H
+
 + O
2        
                         5 
MnO
4
-
 + 8H
+
  + 5e 

 Mn
2+
 
+ 4H
2
O          2 
5H
2
O
2
 + 2MnO
4
-
 + 16H
+ 
 = 10H
+
 + 5O
2
 + 2Mn
2+
 + 8H
2
O    
 
K
2
Cr
2
O
7
 + 3H
2
O
2
 + 4H
2
SO
4
 = 3O
2
 + Cr
2
(SO
4
)
3
 + 7H
2
O
 
 + K
2
SO
4 
 
Cr
2
O
7
2-
 + 14H
+
 + 6e  

2 Cr
3+
 + 7H
2
O                               1 
H
2
O
2
 - 2 e = 2H
+
 + O
2 
 

  
                                                  3  
CrO
4
2-
 + 14H
+
 + 3H
2
O
2
  = 2Cr
3+
 + 7H
2
O +  6H
+
 + 3O
2 
 
Ag
2
O + H
2
O
2
 

    2Ag + O
2
  + H
2
O 

 
 
143 
H
2
O
2
 - 2 e 

   2H
+
 + O
2                
                           1 
Ag
2
O + H
2
O + 2e 

 2Ag + 2OH
-
                       1 
H
2
O
2
 + Ag
2
O +  H
2
O  = 2Ag + 2H
2
O  + O
2
 
 
2. Neytral va ishqoriy muhitda OH
-
 ionlarini biriktirib suv va kislorod  hosil qiladi. 
H
2
O
2
 + 2OH
-
 - 2e = 2H
2
O + O
2