H. R. To`xtaеv, K. A. Cho`lponov, M. B. Qosimova, R. Sh. Zaripova
Download 7.36 Mb. Pdf ko'rish
|
Metallar haqidagi ma'lumotlar bilan tanishtiriladi. Metallarningbirikmalari asosidagi dori shakllari to`g`risida ma'lumotlar bеriladi. O`qiydilar.
Tinglaydilar, rеaktsiya tеnglamalarini daftarga ko`chirib oladilar. Savol bеradilar.
2.2.Metallarning umumiy
xossalari asosida tеzkor so`rov o`tkaziladi. Саволларга тезкор
жавоб беришади;
2.5.Metallarningqaytaruvchilik xossalari solishtirish. Tinglaydilar, yozib oladilar. Savol bеradilar.
2.4. Bu guruh elеmеntlari va ularning birikmalarini ishlatilishi bilan tanishtirish. Tinglaydilar, ko`radilar, ko`rgazma matеriallarini daftarga ko`chirib oladilar. Savol bеradilar.
3-boqich. Yakuniy (7 daqiqa) 3.1.Mavzu bo`yicha yakun qiladi, olingan bilimlarni kеlgusida kasbiy faoliyatlarida ahamiyatga ega ekanligi muhimligiga talabalar e'tibori qaratiladi. 3.2.Mustaqqil ish uchun topshiriq bеriladi. Savollar bеrishadi
Tayanch so‟zlar:Меtall, standart elektrod, qotishma, Gidrometallurgiya . Metallarning umumiy xossalari Metallar uchun umumiy xususiyatlardan biri ularning tashqi elektron pog‘onalarida 1tadan 3 tagacha elektron bo‘lishidir. Metallarga barcha s- elementlar kiradi (vodorod va geliydan tashqari). Metallarga barcha d- va f-elementlar ham mansub. IY A guruhdagi barcha p- elementlar ham (bordan tashqari) metallar hisoblanadi. IY A va YA guruhdagi p-elementlar –Ge,
ekanligini inobatga olish kerak. Metallar uchun xos bo‘lgan umumiy fizik xossalarga: o‘ziga xos yaltiroqlik, elektr tokini o‘tkazuvchanlik, sim hosil qilishi, oson parchinlanishi va metallik kristall panjarali tuzilishga ega bo‘lishidir. Metallar uchun eng muhim xossalardan biri metallga xos yaltiroqlik va qattiqlik. Simobdan tashqari barcha metallar qattiq holda uchraydi. Metallar orasida eng qattig‘i xrom. Bu metall hatto oynani kesadi. Eng yengil metallar jumlasiga kaliy, rubidiy va seziy kiradi.Bu metallarni yog‘ga o‘xshatib pichoq bilan kesish mumkin. Metallarning bolg‘alanishi ham muhim ko‘rsatkichlardan biridir. Bolg‘alanish deganda og‘ir narsalar bilan urilganda shaklini o‘zgarishi, yupqa qatlam hosil qilishi va simga aylanishi nazarda tutiladi. Bolg‘alanish paytida metallning kristall panjarasi biri ikkinchisiga nisbatan suruladi . Metallarning bolg‘alanishi quyidagi qatorda kamayadi: Аu, Ag, Cu, Sn, Pb, Zn, Fe.
403
Metallar ichida oltin juda yupqa zar qog‘oz hosil qila oladi. Uni juda ingichka sim qilib cho‘zish mumkin. Metallar yaxshi elektr va issiq o‘tkazuvchanlikka ega. Bu xossalar metallarning elektron tuzilishi bilan bog‘langan. Elektr va issiq o‘tkazuvchanlik sababi metallarning o‘ziga xos kristall panjarasi va ularning tarkibidagi erkin elektronlardir. Odatda metallarning elektr o‘tkazuvchanligi harorat ortishi bilan kamayadi. Absolut nol haroratda metallarning qarshiligi kamayib, elektr o‘tkazuvchanlik juda ortib ketadi. Metallar zichligi bilan ham farqlanadi. Eng yengil metall litiy hisoblanadi( =0,53 г/см 3 ). Eng
og‘ir metall osmiy ( =22,6г/см 3 ). Agar metallarning zichligi 5 г/см 3 gacha bo‘lsa yengil metallar, zichligi 5 г/см 3 dan ortiq bo‘lgan metallar esa og‘ir metallar hisoblanadi. Metallar asosidagi biogen elementlar. Birinchi, ikkinchi va uchinchi guruh s-elementlar makroelementlar (natriy, magniy, kaliy, kalsiy) jumlasiga kiradi. Metallardan litiy, stornsiy va alyuminiy fiziologik aktiv metallar jumlasidan hisoblanadi. d-elementlar orasida hayotiy muhim elementlardan: marganes, temir, rux, mis, kobalt hisoblanadi. Oxirgi paytlarda titan, xrom va vannadiyning fiziologik roli kattaligi aniqlandi. Molibden ko‘pgina oksidlanish-qaytarilish fermentlari tarkibiga kirishi topilgan. Ba‘zi f- elementlarning organizmda juda ham oz ekanligi ma‘lum. Lekin ularning biokimyoviy jarayonlardagi turli reaksiyalarni o‘zgartirishi shubhasiz. 14.1.Metallarning kimyoviy xossalari Metallarning kimyoviy xosslari ularning elektron berishi va metall ionlariga aylanishiga bog‘liqdir. Metallar orasida ishqoriy metallar kuchli qaytaruvchilardir. Davrda qaytaruvchilik xossasi o‘ngdan chapga qarab, guruhda yuqoridan pastga qarab ortadi. 1. Меtallarning metallmaslar bilan birikmalari. Ular vodorod bilan gidridlar hosil qillib:
Kislorod bilan oksidlar, peroksidlar olinib: 4Li+О 2 =2Li 2 O 2Ca+O 2 =2CaO 4Al+3O 2 =2Al 2 O 3 Galogenlar bilan ftoridlar, xloridlar, bromidlar hosil qilsa, oltingugurt bilan sulfidlar, fosfor bilan fosfidlar, azot bilan nitridlar, uglerod bilan karbidlar, kremniy bilan silitsidlar hosil qiladi. 2. Меtallarning kislorod bilan birikmalari. Ishqoriy metallar faqat litiy bilan oksid hosil qiladi. Boshqa ishqoriy metallar bilan (natriy) peroksidlar hosil qilsa, kaliy va rubidiy va tseziylar bilan superoksidlar hosil bo‘ladi. Qolgan ko‘p metallar oksidlar hosil qiladi. Agar metall o‘zgaruvchan valentlikka ega bo‘lsa metallning eng kichik valentligi asosli xossaga, o‘rtacha valentligi amfoter xossaga, eng yuqori valentligi esa kislotali xossaga ega bo‘ladi.
-амfoter oksid, unga ham asos Cr(OH) 3 va ham kislota (HCrO
–metaxromit va H 3 CrO 3 – ortoxromit kislota); CrO 3 -кislotali oksid bo‘lib uning kislotalari H
xromat va H 2 Cr 2 O 7 dixromat kislotadir. Shunga o‘xshash xossalar MnO va Mn
bo‘lib, bu oksidlar asosli (Mn(OH)
va Mn(OH) 3 ); MnO 2
amfoter oksid (Mn(OH) 4 ; H 2 MnO 3 ; H 4 MnO 4 ) MnO 3 va Mn 2 O 7 kislotali oksidlar (H 2 MnO 4 va HMnO 4 ). 3. Metallarning kislotalar bilan ta‟siri. Fe, Al, Zn, Mg kabi aktiv metallar H 2 SO 4 suyult., HCl, H 3 PO 4 , CH 3 COOH o‘xshash kislotalar bilan ta‘sir etib shu metallning tuzini hosil qiladi va reaksiyada vodorod ajraladi. Xuddi shu kislotalar bilan Cu, Ag, Hg, Au, Pt kabi passiv metallar eritmada ta‘sir etmaydi. Bunda tuz hosil bo‘lmaydi va vodorod ajralmaydi. Kons. sulfat kislota (96%) Fe, Al, Cr, Au, Pt kabi metallar bilan eritmada ta‘sirlashmasdan ularni passivlaydi. Cu, Hg, Ag ga o‘xshash metallar kons. kislota ta‘sirida shu metallning tuzini hosil qilib oltingugurt (1Y) oksidini hosil qiladi (SO
). Zn, Mg, Ca kabi faol metallar kons. sulfat kislota ta‘sirida shu metallning tuzini va SO
(yoki S va H 2 S) hosil qiladi.
Kons. nitrat kislota ham (63%li) Fe, Al, Cr, Au, Pt kabi metallar bilan ta‘sirlashmaydi. Cu, Hg, Ag ga o‘xshash passiv metallar bilan ta‘sirlashib, shu metallning tuzini va azot (1Y) 404
oksidini hosil qiladi (NO 2 ). Agar shu metallar suyultirilgan nirtat kislota bilan ta‘sirlashsa (3 - 50%li) , bu holda metallning tuzi va azotning (II) oksidi hosil bo‘ladi. Zn, Mg, Ca ga o‘xshash aktiv metallarning kons. nitrat kislotasi bilan ta‘sirida, shu metallarning tuzi va azotning turli oksidlari, hatto azot hosil bo‘lishi ( NO
, N 2 O va N 2 ) kuzatiladi. Agar shu metallar va Al, Fe suyultirilgan kislotalar bilan ta‘sirlashsa, metallarning tuzi bilan birga azot oksidlari va hatto ammiak tuzlari hosil bo‘ladi ( NO, N 2 va NH 4 NO 3 ).
4. Metallarning suv bilan ta‟siri. Ishqoriy va ishqoriy yer metallari suv bilan shiddatli ta‘sir etadi. Bunda metall gidroksidi va vodorod hosil bo‘ladi. Fe, Mg, Zn ga o‘xshash metallar esa suv bilan yuqori haroratda ta‘sir etadi.
Bunday metallar qatoriga Be, Zn, Al, Ge, Sn, Pb kabi metallar kiradi. Bu metallar ham kislotalar ham asoslar bilan reaksiyaga kirishadi.
Agar metall o‘zinig tuzi eritmasiga tushirilgan bo‘lsa, qattiq modda bilan suyuqlik chegarasida uch xil holat kuzatiladi. Metall eritmaga ion holatida o‘tib, plastinka manfiy zaryadlanishi, suyuqlik esa musbat zaryadlanishi amalga oshadi. Bunday holat faol metallar bilan kuzatiladi. Metall va suyuqlik chegarasida qo‘sh elektr qavat hosil bo‘lishi mumkin. Umuman bu jarayonlar muvozanatda sodir bo‘ladi. Aksincha agar metall passiv bo‘lsa, metallning sirtiga kationlar cho‘kadi va metalldan ekektronlar olinishi hisobiga qattiq faza musbat zaryadlanadi. Anionlar hisobiga suyuqlik manfiy zaryadlanishi mumkin. Ba‘zan metall inert bo‘lib metall bilan suyuqlik chegarasida qo‘sh elektr qavat yuzaga kelmasligi ehtimolligi ham bor. Agar shu tartibda o‘zgarishga uchragan ikki metallni bir-biriga bog‘lansa va ularni suyuqliklari ham maxsus kaliy xloridli naylar bilan tutashtirilsa elektronlarning tartibli harakati kuzatiladi va zanjirda elektr toki paydo bo‘ladi. Kimyoviy reaksiya asosida zanjirda elektr toki hosil qiladigan tizimlar galvanik elementlar deyiladi. Ana shunday galvanik element sxemasi va ko‘rinishi 30- rasmda keltirilgan: + _ Cu | CuSO 4 |KCl|ZnSO 4 |Zn E=
-
Agar jarayon qaytar bo‘lsa, ikkita elektrod potensiallarining farqi zanjirning elektr yurituvchi kuchiga teng bo‘ladi. Bu yerda mis va rux elektrodlaridan iborat galvanik zanjir tuzilgan. Bu elementning elektr yurituvchi kuchi alohida elektrodlar potensiallarining ayirmasiga teng.
30-jadval. Metallarning elektrod potensiallarining qiymati Li Cs
K Ca
Na Mg
Al Mn
Zn Cr
Li +
Cs +
K +
Ca 2+
Na +
Mg 2+
Al 3+
Mn 2+
Zn 2+
Cr 3+
-3,04 -3,01
-2,92 -2,87
-2,71 -2,37
-1,68 -1,18
-0,76 -0,74
qaytaruvchilik oksidlovchilik
Ni Sn
Pb H 2 Cu
Ag Hg Au
Fe 2+
Ni 2+
Sn 2+
Pb 2+
H +
Cu 2+
Ag + Hg 2+
Au 3+
-0,44 -0,25 -0,14
-0,13 0,00
+0,34 0,8 0,85 1,50
405
Bu yerdagi elektrodlar potensiallari farqi ayni galvanik elementning elektr yurituvchi kuchini aniqlashga imkon beradi. Hozirgi paytda ko‘p metallarning o‘zini tuzlari eritmasiga botirilganda elektrod potensiallari qiymati aniqlangan. Qaytar elektrodlar uchun metall elektrodlarining potensiallari ularning konsentratsiyalari asosida Nernst formulasi yordamida hisoblanishi mumkin:
- metallning elektrod potensiali; R-gaz doimiysi; T- absolut harorat; [Me n+ ]- metall ioning konsentratsyasi. Tajribalarda metallarning potensiali (30-jadval) standart, yani potensiali ma‘lum elektrodlarga(vodorod, kalomel) nisbatan aniqlanadi. Standart elektrodlardan biri normal vodorod elektrodi (31-rasm) hisoblanadi.Bu elektrodda patinalangan platina vodorod ionlari konsentratsiyasi birga teng bo‘lgan va 101,3 kPa bosimda vodorod gazi yuborib turiladigan elektroddan iborat. Bunday elektrodning potensiali nolga teng. Bu elektrod va sinaladigan elektrodlardan zanjir tuzilib, tajribada avval elementning elektr yurituvchi kuchi va so‘ngra elekrodning potensiali aniqlanishi mumkin. 32- rasmda potensiali aniqlanishi kerak bo‘lgan elektrod (1) va vodorod elektroddan (3) zanjir tuzilib, avval ularning elektr yurituvchi kuchi va son‘gra elektrod potensiali aniqlanish sxemasi ko‘rsatilgan. Hosil bo‘lgan zanjirdagi tok 2 voltmetr bilan o‘lchanishi mumkin.
31-rasm. Vodorod elektrodining ko‘rinishi.
32-rasm. Noma‘lum elektrodlar potensialini o‘lchash uchun ishlatiladigan elektrodlar zanjirini ko‘rinishi.
qo‘shib qotishmalar olish mumkin. Qotishmalar xossalari keng chegarada o‘zgaradi. Odatda qotishmalarning suyuqlanish haroratlari dastlabki metallarnikidan ko‘ra kamayishi aniqlangan. Lekin, qotishmalarning qattiqligi yuqori bo‘ladi. Eng muhim qotishmalarga cho‘yan va po‘lat kiradi.
Po‘lat temirning kam miqdordagi uglerod ( 1,7 % gacha) bilan hosil qilgan qotishmasi. Qotishmalarda Mn, Si, S, P va boshqa 10 dan ortiq qo‘shimchalar bor. Po‘lat temirga nisbatan qattiq bo‘ladi. Cho‘yan temirning uglerod (2% dan ko‘p) bilan hosil qilgan qotishmasi. Cho‘yan tarkibida Si, Mn, P va S bo‘ladi. Hozirgi paytda texnikada 5000 dan ortiq har xil qotishmalar ishlatiladi. Ularga bronza, latun, nixrom, duralumin va boshqalar kiradi. 406
Metallarning olinish usullari to‘g‘risidagi soha va fan metallurgiya deyiladi. Metallurgiya qora va rangli metallurgiyaga bo‘linadi. Qora metallurgiya asosan temir, cho‘yan va po‘lat olish bilan shug‘ullanadi. Сu, Ag, Au, Cr, Ni, Mn va boshqa metallar olish sohasi rangli metallurgiyaga tegishlidir. Tabiatda metallar erkin holda ham uchraydi. Odatda bunday metallarning aktivligi kam. Bularga
holda uchraydi. Ba‘zi metallarning tabiatda faqat birikmalari uchraydi. Bunday birikmalarga olsidlar, karbonatlar, sulfidlar va murakkab minerallar kirib, minerallrda bir paytni o‘zida bir necha metallar bo‘lishi mumkin. Metallarni olinish usullari uchga bo‘linadi: pirometallurgiya, gidrometallurgiya va elektrometallurgiyalar hisoblanadi. Pirometallurgiya jarayonida oksidlar, sulfidlar, karbonatlar va boshqalardan yuqori haroratda qaytarib metallarni ajratib olish tushuniladi. Qaytaruvchilar sifatida ko‘mir, CO, faol metallar, vodorod, metan va boshqalardan foyadalaniladi. ZnS tutgan ruda kislorodda yoqilib, oksidga aylantiriladi, keyin CO yoki ko‘mir bilan qaytarilib metallga aylantiriladi. Fe, uning qotishmalari, Cu, Zn, Cd, Sn, Ge, Pb va boshqa metallar pirometallurgiya usullarida olinadi. Agar metallarni qaytarish jarayonida aluminiy ishlatilsa, aluminatermiya deyiladi. Masalan, shu usul bilan magnetitdan temir olinadi: 3 Fe 3 O 4 +8Al=9Fe+4Al 2 O 3 Cr 2 O 3 +2Al=Al 2 O 3 +2Cr Mn, Cr, Ti, Mo, W larni olishda uglerod ishlatilsa karbidlar hosil bo‘lib qolgani uchun ular faqat metallotermik usullarda olinadi. Qaytarishda vodorod ishlatilsa vodorodtermiya deyiladi. Bu usulda Mo, W kabi metallar olinadi.
metallar turli usullar bilan ajratib olinadi. Masalan, mis(II) oksiddan mis olishda, avval mis birikmasi eritmaga o‘tkazilib, so‘ngra elektroliz usuli bilan ajratib olinishi mumkin. Eritmadan birorta faolroq metall bilan qaytarilsa ham bo‘ladi. Elektr.
Download 7.36 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: |
ma'muriyatiga murojaat qiling