Mavzu: II guruhning asosiy guruhcha elementlari Reja: II guruh bosh guruhchasi elementlarining umumiy tavsifi

Kalsiy gruppachasi elementlari
Ikkinchi gruppaning s-elementlaridan kalsiy, stronsiy, bariy va radiy ishqoriy yer metallar gruppasiga kiradi.
Yer qobig’ida kalsiyning 6 ta, stronsiyning 4 ta, bariyning 7 ta stabil izotopi bor. Bulardan eng ko’p tarqalganlari ⁴⁰Ca (96,97%), ⁸⁸Sr (82,56%), ¹³⁸Ba (71,66%) dir. Tabiiy radiy 8 ta radioaktiv izotopdan iborat.
Shu usullarning o’zi stronsiy va bariy olishda ham qo’llaniladi. Kalsiy, stronsiy va bariy erkin holda kumushsimon oq metall.
Havoda ularning sirti sariq parda bilan qoplanadi. Kalsiy deyarli qattiq, stronsiy va bariy qattiqlik jihatdan qo’rg’oshinga o'xshaydi.
Metall holidagi kalsiy, stronsiy va bariy aktiv metallmaslar bilan odatdagi sharoitda birikadi. Azot, vodorod, uglerod kremniy kabi aktiv bo’lmagan metallmaslar bilan faqat kuchli qizdirilganda birikadi. Metallarning reaksiyaga kirishish qobilyati Ca–Sr–Ba–Ra qatorida ortib boradi.
Kalsiy stronsiy va bariy kuchlanishlar qatorida vodoroddan ancha oldinda turadi. Ular suvuqda ham suv bilan reaksiyaga kirishadi. Bu reaksiyalarning intensivligi Ca–Sr–Ba–Ra qatorida chapdan o’ngga o’tgan sari ortib boradi. Hosil bo'lgan gidroksidlarining ham eruvchanligi ortib boradi.
Ishqoriy metallar erkin holda aktiv moddalar bo'lganligi uchun ular kerosin ostida yoki kavsharlab berkitilgan idishlarda saqlanadi.
Birikmalari. Kalsiy, stronsiy, bariy va radiylarning oksidlari, galogenidlari, sulfatlari va boshqa birikmalari odatdagi sharoitda ionli birikmalardir. Ularning barqarorligi Ca–Sr–Ba– Ra qatorida ortib boradi.
Bu elementlarning galogenidlari, nitratlari va boshqa tuzlari deyarli gidrolizlanmaydi.
Ishqoriy yer metallarning birikmalari suv bilan gidratlar hosil qiladi. Masalan:
CaCI₂∙6H₂O; SrBr₂∙6H₂O.
Bu elementlarning vodorodli, kislorodli birikmalari, gidroksidlari va tuzlari katta ahamiyatga ega. Kalsiy gidrid CaH₂, stronsiy gidrid SrH₂ va bariy gidrid BaH₂ metallarning yuqori haroratda vodorod bilan bevosita birikishidan olinadi.
Bu elementlarning oksidlari (EO) laboratoriyada karbonatlarni yoki nitratlarni qizdirib parchalash, texnikada esa tabiiy karbonatlarni termik parchalash orqali olinadi.
EO lar suv bilan shiddatli reaksiyaga kirishadi. Masalan:
CaO + H₂O → Ca(OH)₂ + 15,2 kkal
Kalsiy gidroksid qurilishda ishlatiladi; u quriyotgan vaqtida havodan CO₂ ni yutib, CaCO₃ ga aylanadi. Kalsiy birikmalaridan sement, ohak, gips, loy va boshqalar qurilishda qovushuvchi material sifatida ishlatiladi.
Kalsiy faolligi past bo’lgan metallarning oksidlaridan va galogenidlaridan kislorodni va galogenlarni siqib chiqarib, qaytaruvchi xossasini namoyon qiladi.
Ca + TiO₂ = 2CaO + Ti ;
2Ca +TiCl₄ = 2CaCl₂ + Ti
Kalsiy gidrid CaH₂ qattiq, kristall modda, suv ta’sirida Ca(OH)₂ ni hosil qiladi:
СaH₂ + 2H₂O = Ca(OH)₂ + 2H₂↑
Bu reaksiya natijasida ko’p issiqlik ajralib chiqib, vodorod yonib ketadi.
CaH₂ ko’p miqdorda vodorod ajralib chiqarish xususiyatiga ega bo’lgani uchun. vodorod ajratib olish uchun ishlatiladi, hamda undan kristallogidratdan suvni tortib oladigan juda samarali quritgich sifatida foydalaniladi.
Kalsiy oksid CaO ohaktoshning qizdirilishidan hosil bo’ladi:
CaCO₃ → CaO + CO₂ - 178 kJ
Reaksiyani o’ng tomonga yo’naltirish uchun CO₂ ning konsentratsiyasini kamaytirish yoki haroratini ko’tarish lozim. CaO nihoyatda o’tga chidamli, taxminan 2600C da suyuqlanadigan oq modda, texnik CaO sarg’ish yoki bir oz kul rangroq bo’lib, so’ndirilmagan yoki kuydirilgan 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, bunda suvning bir qismi bug’ga aylanadi:
CaO + H₂O = Ca(OH)₂ + 65 kJ
Hosil bo’lgan Ca(OH)₂ so’ndirilgan ohak deyiladi. Ca(OH)₂ oq kukun, suvda kam eriydi, ( 1 litr suvda 25⁰C – 1,56 g Ca(OH)₂ ) uning eritmasi esa kuchli asosdir. Ca(OH)₂ ning tiniq eritmasi orqali CO₂ o’tkazilsa yoki eritma ochiq qoldirilsa, loyqalanib qoladi, demak, CaCO₃ hosil bo’ladi:
Ca(OH)₂ + CO₂ = CaCO₃ + H₂O
Ca(OH)₂ ning to’yingan eritmasi ohakli suv deyiladi.
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 aralashtirilib 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 CaSO₃ amalda erimaydi.
Tabiatda suv ohakli tog’ jinslaridan oqib o’tganda CO₂ bilan birikib, kalsiy va magniy karbonatlarni tegishli eruvchan bikarbonatlarga aylantiradi:
CaCO₃ + H₂O + CO₂ = Ca(HCO₃)₂
MgCO₃ + H₂O + CO₂ = Mg(HCO₃)₂
Bikarbonatlar suvda karbonatlarga qaraganda ancha yaxshi eriydi, ular eritmaga o’tadi va natijada suv qattiq suvga aylanadi. Bunday suvda sovun yaxshi ko’pirmaydi, sabzavotlar yaxshi rivojlanmaydi, bug’ qozonlarida quyqa hosil bo’lib, u qozonning portlashiga sabab bo’ladi. Qattiq suvni ishlatishdan oldin yumshatish lozim. Karbonatli suv muvaqqat qattiqlikka, xlorid va sulfatli suv doimiy qattiqlikka ega. Suv har ikkala tuzlarning mavjudligi bilan bog’lik bo’lgan aralash qattiqlikka ega. Qattiqlikni yo’qotishda Ca(HSO₃)₂ yoki Mg(HCO₃)₂ erimaydigan holatga o’tkaziladi:
Mg(HCO₃)₂ → MgCO₃↓ + H₂O + CO₂
Hosil bo’lgan karbonatlar cho’kmaga tushadi, natijada suvning qattiqligi yo’qoladi. Qattiqlikni suvga ohakli suv qo’shish yo’li bilan ham oson yo’qotiladi:
Ca(HCO₃)₂ + Ca(OH)₂ = 2CaCO₃ + 2H₂O
Doimiy qattiqlikka ega bo’lgan suvni bu usullar bilan yumshatib bo’lmaydi, uni yumshatish uchun soda qo’shiladi:
MgSO₄ + Na₂CO₃ = MgCO₃ + Na₂SO₄
MgCl₂ + Na₂CO₃ = MgCO₃ + 2NaCl
Bu usulni karbonatli qattiqlikni ham, binobarin, aralash qattiqlikni ham yo’qotish uchun bemalol tadbiq etish mumkin:
Mg(HCO₃)₂ + Na₂CO₃ = 2NaHCO₃ + MgCO₃
Suvning qattiqligi graduslarda ifodalanadi. Suvning qattiqligi 1 l suvdagi kalsiy va magniy ionlarining milligramm - ekvivalentlari yig’indisi bilan o’lchanadi. 1 gradus qattiqlik 0,35663 mg-ekv kalsiy yoki magniy ionlariga teng. Qattiqlikning har bir mg ekvivalenti suvda 20,04 mg/l Ca²⁺ yoki 12,16 mg/l Mg²⁺ bo’lishiga to’g’ri keladi. Suvning qattiqligi 1,5 mekv/l dan kichik bo’lsa, juda yumshoq, 1,5-4 mekv/l bo’lsa, yumshoq, 4-8 mekv/l bo’lsa, o’rtacha qattiq, 8-12 mekv/l bo’lsa, qattiq va 12 mekv/l dan katta bo’lsa, juda qattiq bo’ladi. Qora dengiz suvining qattiqligi 65,5 mekv/l ga okean suvining qattiqligi 130,5 mekv/l ga teng.