Namangan davlat universiteti kimyo kafedrasi noorganik kimyo fanidan

Fizik xossalari. Natriy — yumshoq, kumushrang metall. Uning zichligi 0,971g/cm³, suyuqlanish harorati 97,79 ⁰C va qaynash harorati 883 ⁰C ga teng. Tipik metallar kabi natriy ham elektr va issiqlik o‘tkazuvchanlikka, metall yaltirog‘ligiga, plastiklikka ega. Nartiy alangani o‘ziga xos rangga bo‘yaydi ya‘ni sariq rangga kiritadi. Bu xususiyatlardan ularning birikmalarini aniqlashda foydalaniladi.
Kimyoviy xossalari. Barcha ishqoriy metallar kabi natriy kuchli qaytaruvchilikka ega. Nartiy barcha metallmaslar bilan reaksiyaga kirishadi. Birikmalarida doimo +1 oksidlanish darajasini namoyon qiladi. Nartiy kislorodda yonganda peroksid hosil bo‘ladi:
2Na + O₂ = Na2O₂
Ishqoriy metallardan faqat litiygina kislorod bilan reaksiyaga kirishib, oksid hosil qiladi:
4Li + O₂ = 2Li₂O
Sof Na2O ni olish uchun ularning peroksidalariga metall ta‘sir ettiriladi:
Na₂O₂ + 2Na = 2Na₂O
Havoda natriy juda tez oksid qatlam bilan qoplanadi. Shuning uchun ular kerosin ostida saqlanadi.
Natriy galogenlar bilan xloridlar, vodorod bialn esa gidridlarni hosil qiladi:
2Na +Cl₂ = NaCl; 2Na + H₂ = 2NaH
Natriyning oltingugurt bilan ta‘sirlashuvidan sulfidlar olinadi:
2Na+S=Na₂S
Natriy metlallmaslar bilan birikmalari ion bog‘li qattiq modda moddalar. Natriy suv bilan odatdagi sharoitda juda shiddatli, hatto yonish va portlash bilan ta‘sirlashadi. Natijada natriy gidroksid va vodorod hosil bo‘ladi:
2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂
Natriy kislotalar bilan shiddatli reaksiyaga kirishadi(masalan, HCl, HBr, Hl, H₂S, H₂SO₄ (suyul) va boshqalar). Natijada, vodorodni siqib chiqarib, tuz hosil qiladi:
2Na + 2HCl = 2NaCl + H₂
Natriy gidroksid — NaOH. Amaliyotda kaustik soda deb ataladi.
Laboratoriya sharoitida NaOH ni natriy metalliga, natriy oksidi yoki peroksidlariga suv ta'sir ettirib olish mumkin:
2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂ Na₂O + H₂O = 2NaOH
Na₂O₂ + 2H₂O = 2NaOH + O₂
Sanoat miqyosida NaOHni olish uchun osh tuzi eritmasi elektroliz qilib olinadi:
2NaCl + 2H₂O = 2NaOH + Cl₂ + H₂
Natriy gidroksid— to‘qimachilik sanoatida, sun'iy tolalar ishlab chiqarishda, qog‘oz ishlab chiqarishda, neft mahsulotlarini tozalashda, sovun olishda, organik sintezda, natriyning boshqa birikmalarini olishda va hokazolarda ishlatiladi. Nartiy peroksid (Na₂O₂) natriy metalining yonishi natijasida hosil bo‘lgan modda. Karvonat angidridni yutish xossasiga ega. Uning ana shu xossasidan suvosti kemalarining xonalarida yig‘ilib qolgan karbonat angidridni bog‘lash maqsadida foydalaniladi:
2Na₂O₂ + 2CO₂ = 2Na₂CO₃ + O₃
Vodorod peroksid olish uchun ham natriy peroksiddan foydalaniladi. Buning uchun sovuq sulfat kislotaga natriy peroksid ta'sir ettiriladi:
Na₂O₂ + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + H₂O₂
Natriy osh tuzi NaCl ni elektrolizlab olinadi. Natriy juda faol metall boʻlgani uchun kerosinda saqlanishi kerak. Uni kavsharlab berkitilgan idish yoki maxsus sisternada tashish mumkin. Natriyni ishlatishda maxsus korjoma, qoʻlqop kiyib, koʻzoynak taqish lozim. Ish joyi yongʻinga qarshi vositalar bilan jihozlanishi zarur. Natriy bor joyda yongʻinni suv bilan oʻchirish mumkin emas, aks holda portlash yuz beradi.
Natriy (oʻzi yoki qotishmasi) aviatsiya dvigatellarida, yadro reaktorlarida, maxsus yoritkichlarda, metallurgiyada (qaytaruvchi sifatida va qotishmalar olishda) va tetraetilqoʻrgʻoshin olishda, birikmalari tibbiyotda kasalliklarni davolashda, qishloq xoʻjaligida oʻgʻit sifatida ishlatiladi.
Natriy birikmalari. Natriy bikarbonat, ichimlik soda — NaHCO₃ rangsiz monoklin panjarali kristall modda, zichligi 2,16—2,22 g/sm³. Kizdirilganda
50°C dayoq oʻzidan karbonat angidrid CO₂ ni chiqara boshlaydi. 100—150°Cda butunlay parchalanib, natriy karbonat Na₂CO₃ ga aylanadi.Suvda 20°C da 8,8%, 60°C da 14,1% eriydi. Natriy karbonatga CO₂ taʼsir ettirib olinadi. Oziq-ovqat sanoatida, tibbiyotda va oʻt oʻchiruvchi modda sifatida ishlatiladi.
Natriy yodid, NaI — rangsiz kristall modda, zichligi 3,665 g/sm³, suyuqlanish temperaturasi 662°C, kaynash temperaturasi 1307°C. Yorugʻlikda xavodagi kislorod bilan oksidlanib, erkin yod ajralib sargʻayadi. Suvda 20°C da 64,1%, 100°C da 75,1% eriydi. Suv bilan kristallogidratlar hosil qiladi: NaI×5H₂O, NaI×2H₂O. Metil va etil spirtida, atsetonda eriydi. FeI₃ bilan Na₂CO₃ oʻrtasidagi almashish reaksiyasi asosida olinadi. Tibbiyotda yod preparati sifatida qoʻllanadi. Natriy silikatlar silikat kislotalarning natriyli tuzlari, natriy metasilikat (Na₂SiO₃), natriy ortosilikat (Na₄SiO₄), natriy pirosilikat (Na₆Si0₇), natriy bisilikat (Na₂SiO₅), natriy trisilikat (Na₂Si₃O₇). Suvda eriganda quyuq kolloid eritma hosil qiladi. Natriy metasilikatning 1, 5, 6, 8 va 9 molekula suvli, natriy pirosilikatning 3,5 va 11 molekula suvli kislotallogidratlari mavjud.
Natriy metasilikat shishasimon amorf modda. Zichligi 2,614 g/sm³, suyuqlanish temperaturasi 1089°C. Natriy ortosilikatning 2 ta modifikatsiyasi bor, bir turdan ikkinchi turga aylanish temperaturasi 960°C; suyuqlanish temperaturasi
1118°C (parchalanadi). Natriy pirosilikat oʻtkir qirrali plastinkasimon kristall modda. Zichligi 2,96 g/sm³, suyuqlanish temperaturasi 1115°C. Natriy bisilikat romb panjarali kristall modda. Zichligi 2,496 g/sm³, suyuqlanish temperaturasi 874°C. Natriy trisilikat monoklin panjarali kristall modda. Zichligi 2,467 g/sm³, suyuqlanish temperaturasi 700°C. Natriy tegishli tarkibli shishalarni kristallash yoʻli bilan olinadi. Shisha, alyumosilikat katalizatorlar, seolitlar, shuningdek, suyuq shisha ishlab chiqarishda qoʻllanadi. Natriy tiosulfat (natriy giposulfit), Na₂S₂O_4*2H₂O — rangsiz, yaltiroq kristall modda, zichligi 2,119 g/sm³. Suvsiz Na₂S₂O₃ oq, poroshok, ochiq havoda faqat bir necha kun barqaror. Nam havoda tez oksidlanadi, spirtda erimaydi. 100 g suvda 20°C da 70,2 g eriydi. Suvdagi eritmasi havodan kislorod yutadi. Oltingugurtni natriy sulfatning issiq eritmasida eritib:
Na₂SO₃+S=Na₂S₂O₃;
natriy gidrosulfidni natriy bisulfitga taʼsir ettirib:
2NaHS + 4NaHSO₃ =3Na₂S₂O₃+ 3H₂O
va boshqa usullarda olinadi. Fotografiyada, toʻqimachilikda, koʻnchilikda, tibbiyotda, shuningdek, analitik kimyoda reaktiv sifatida ishlatiladi.
Natriy fosfatlar — meta-, orto- va pirofosfat kislotalarning natriy tuzlari. Ortofosfat kislota uch xil fosfat hosil qiladi, Mas, mononatriy fosfat (NaH₂PO₄), dinatriy fosfat
(Na₂HPO₄); trinatriy fosfat (Na₃PO₄). Agar NaH₂PO₄ qizdirilsa, oʻzidan suv chiqarib natriy gidropirofosfat (Na₂H₂P₂O₇) ga, yanada kuchliroq qizdirilsa, polimer modda — natriy geksametafosfat (NaPO₆)₆ ga aylanadi. Agar Na₂HPO₄ qizdirilsa, natriy pirofosfat (Na₄P₂O₇) hosil boʻladi. Natriy suvni yumshatishda, rudalarni boyitishda, toʻqimachilik, koʻn, oziq-ovqat sanoatlarida, fotografiyada, elektrolizda va boshqa soxalarda qoʻllanadi.
A’zolarda doimiy ravishda saqlanadigan s-elementlardan natriy, kaliy, magniy, kalsiylarning ahamiyati ko’proq qaratilgan. Ular modda almashinuvida ishtirok etadi, biologik faol birikmalar (fermentlar, gormonlar, vitaminlar va boshqalar)ning tarkibiga kiradi. Elementlar konsentratsiyasining a’zolardagi o’zgarishi, ya’ni elementlarning yetishmasligi yoki ortiqchaligi xayot faoliyatiga salbiy ta’sir ko’rsatadi. Natriy ionlari organizmda suvni bir me’yorda ushlab turilishini ta’minlaydi. Natriy tuzlari xujayralarda osmotik bosimni doimiyligini saqlashda va fermentlarning ish faoliyatiga ta’sir etadi. Natriy xlorid me’da shirasi tarkibidagi xlorid kislota uchun xlorning manbayi bo’lib hizmat qiladi. Natriy bikarbonat bikarbonatli bufer sistemaga kirib, xujayralardan tashqari suyuqliklarda kislota-asosli muvozanatni saqlashda katta ahamiyatga ega.
Natriyning ko’pgina birikmalari tibbiyotda qo’llanadi: NaCl - osh tuzi tibbiyotda izotonik va gipertonik eritmalarni tayyorlash uchun ishlatiladi. Uning
0,86 - 0,9 % li eritmasi fiziologik eritma deyiladi va ko’p qon yo’qotilganda yo’g’on qon tomirga yuboriladi. 3-10 % li eritmasi esa gipertonik eritma sifatida yaralarni davolashda ishlatiladi.
Na₂SO₄×10H₂O - glauber tuzi surgi dori sifatida ishlatiladi. NaI va KI gipertireoz, nafas olish yo’llarining yallig’lanishi, bronxial astma kasalliklarini davolashda ishlatiladi.
NaHCO₃ ning 0,5 - 2 % li eritmasi shamollashda, konyuktivitda, loringitda, og’izni chayish, kompress qilish va nafas yo’llarini ingalyatsiya qilishda ishlatiladi.
Biz kundalik turmushda keng qo’llaydigan ayrim oddiy moddalar o’z tarkida natriy yoki kaliy atomi tutadi.
Masalan hammamiz ovqatga solib ishlatadigan osh tuzi natriy xloridi (NaCl) bo’ladi. Uning molekulasi bittada xlor va natriy atomlaridan iborat. Osh tuzi, ya’ni, natriy xlorid, xlorid kislota (HCl) ning asos va natriy gidroksidi bilan reaksiyaga kirishishida hosil bo’ladi. Shu sababli ham, kislotalar va asoslarning o’zaro ta’sirlashuvi natijasida hosil bo’ladigan moddalar uchun umumiy nom sifatida tuzlar atamasi qo’llanadi.
Tuzlar molekulasi tarkibidagi atomlar, elektr kuchlari ta’siri ostida to’g’ri tartibda joylashgan bo’ladi. Bunday atomlarni o’zaro ajratish juda mushkul. Shu sababli ham aksariyat tuzlarni parchalash (eritish) uchun katta harorat darajalari kerak bo’ladi. Siz bilasizki, suv ya’ni muz, 0 °C haroratda eriydi. Osh tuzi, ya’ni, natriy xloridi esa 801 °C dagina erishga o’tadi. Ko’plab tuzlardagi (va boshqa qattiq moddalardagi) atomlarning to’g’ri tartiblanishi, ularning qattiq holatidagi hosil qiladigan geometrik shakllariga o’z ifodasini topadi. Ya’ni, atomlari to’g’ri tartiblangan moddalar odatda to’g’ri va tekis qirralarga, hamda o’tkir burchaklarga ega bo’ladi. Qattiq moddalarning bunday to’g’ri shakllarini kristallar deyiladi.
Natriy xloridining kristallari kub shaklida bo’ladi.
Natriy selitrasi, yoki, boshqacha nomi chili selitrasi deb nomlangan mineral o’g’it molekulasi - bitta natriy, bitta azot hamda uchta kislorod atomlaridan tarkib topgan bo’ladi va u natriy nitrati (NaNO₃) deyiladi. Biz kundalik turmushda keng qo’llaydigan oddiy shisha esa, asosan murakkab molekulyar tuzilishga ega bo’lgan natriy silikat (Na₂SiO₃) molekulasidan iborat bo’lib, uning tarkibida natriy, kremniy va kislorod atomlari mavjud.
Kaliy esa, kaliy nitrati (KNO₃) deb nomlanuvchi oddiy selitra tarkibida mavjud bo’ladi. Formulasidan ham ko’rinib turibdiki, unda bitta azot, bitta kaliy hamda uchta kislorod atomlari mavjud. Shuningdek kaliyni dala shpati hamda slyuda tarkibidan ham topish mumkin. Kaliy nitrati avvalgi zamonlarda harbiy maqsadlarda, asosan porox ishlab chiqarishda qo’llanilgan. Porox tayyorlash uchun natriy nitrati yaramaydi. Chunki u atrof-muhitdan namlikni o’ziga tez va yaxshi o’zlashtirib oladi. Namiqib qolgan porox esa, aslahalarni ham ishdan chiqaradi. Deyarli namiqmaydigan va namni o’ziga yuqtirmaydigan modda bo’lmish kaliy nitrati esa, zamonaviy kimyo fani va kimyo sanoati paydo bo’lgunga qadar asosan xonaki hayvonlarning chiqindilari tarkibidan olingan. Hukumatlarning harbiy korchalonlari o’z qo’l ostilaridagi otxona va qo’rxonalarida maxsus tayyorgarlikdan o’tgan mutaxassislar xizmatidan foydalanib, qo’shinning jangovar tayyorgarligi uchun qimmatbaho kristalllarni yig’dirishgan.
Natriy va kaliyning birikmalari dengiz suvida hamda, tirik to’qimalarda juda ko’p miqdorda uchraydi. Ular hayot uchun muhimdir. Odam organizmning o’zi ham 0.35 % qismi kaliydan va 0.15% qismi natriydan iboratdir.
Dengiz suvidagi natriy asosan natriy xloridining erigan holati ko’rinishidan bo’ladi. Umrida bir marta bo’lsa ham dengiz suvini ichib ko’rgan odam buni juda yaxshi biladi. Dengiz suvi xuddi namakob singari juda sho’rligining sababi ana shunda aslida. Dunyo okeanidagi suvlarning deyarli barcha qismi aynan ushbu eritmadan, ya’ni, natriy xloridning suvdagi eritmasidan tashkil topgan.
Akvatoriyasidan chiquvchi tashqi oqimga ega bo’lmagan dengizlar suvida esa, natriy xloridning konsentratsiyasi undan-da baland bo’lib, bu degani mazkur dengizlarning suvining sho’rligi, boshqa dengiz va okeanlar suvidan yuqoriroq deganidir. Xususan, Iordaniya va Isroil davlatlari chegarasida joylashgan o’lik dengiz suvida 20% gacha natriy xlorid mavjudligi aniqlangan. Shuningdek, butun dunyo bo’yicha quruqlik hududlarida ham ko’plab tuz konlari uchraydi. Bunday konlar asosan, bir zamonlar dengiz tubi bo’lgan va hozirda quruqlikka aylangan hududlarda joylashgan bo’lib, million yillar avval qurigan dengizlarning bizga qoldirgan merosi deyish mumkin. Sayyoramizning ayrim hududlarida hatto qalinligi bir necha kilometr keluvchi tuz konlari aniqlangan. Tuzni biz nafaqat ovqatga solish uchun ishlatamiz, balki undan inson hayotida asqotuvchi yana ko’plab mahsulotlar ishlab chiqarishda foydalanamiz. Shu sababli ham tuz konlari sanoat uchun katta ahamiyat kasb etadi.
Natriy va kaliy elementlarining Yer yuzasi bo’ylab anchayin keng tarqalganligiga qaramay, ushbu elementlarning o’zini mustaqil holda olish oson ish emas. Ular shu darajada faolki, ularning atomlarini birikmalardagi boshqa elementlar atomlaridan ajratib olishning deyarli iloji yo’q.
Ushbu elementlarni ilk bora mustaqil holda olishga faqatgina 1807-yildagina, ingliz olimi Gemfri Devi musharraf bo’lgan. U kaliy va natriyli tuzlarni eritib, eritma orqali elektr tokini o’tkazgan. Elektr toki ta’siri ostida, kaliy yoki, natriyning atomlari idishning bir tarafiga, boshqa birikmalar atomlari esa, idishning narigi tarafiga borib to’plangan. Shu tarzda kaliy va natriy atomlarini birikmalar tarkibidan ajratib olish imkonli bo’lgan. Ular kumush-oq rangli juda yumshoq metallar bo’lib chiqdi. Yumshoqligi shu darajadaki, natriy va kaliyni eng o’tmas tig’li, to’mtoq pichoq bilan ham kessa bo’ladi. Bu elementlarning har ikkisi ham anchayin past haroratda, suvning qaynash haroratidan ham pastroq darajalarda eriydi. Xususan, natriyning erish harorati 98 °C bo’lsa, kaliyniki 63 °C dir.
Ko’p bora ta’kidlaganimizdek, kaliy va natriy elementlari juda faoldirlar. Ayniqsa kaliy bu borada yetakchi sanaladi. Alohida holatda olingan kaliy ham natriy ham, darhol yana birikma hosil qilishga kirishadi. Ochiq havoda kaliy va natriy elementlari shu zaxotiyoq kislorod bilan birikadi. Hosil bo’lgan birikma esa, metallga xos bo’lgan yarqiroqlikni darhol yo’qotadi. Ya’ni, metall xiralashadi. Kaliy va kislorodning birikishi shu darajada energiyaga boy bo’ladiki, kichik bir bo’lak kaliy ham erib ketish va alangalanishga yetarli darajadagi issiqlik ajratib chiqara oladi. Shu tufayli ham, kaliy yoki natriyni biroz muddat saqlash zarur bo’lsa, uni kerosinga solib qo’yiladi.
Natriy va kaliyni havodagi kislorod bilan birikib yonib ketmasligi uchun ularni shunchaki suvda saqlash ham mumkin degan fikr xayolingizga kelgandir?
Agar shunday bo’lsa, bu fikrni miyangizdan chiqarib tashlay qoling! Chunki bu elementlar shu darajada faolki, ular kislorod bilan har qanday sharoitda ham birikishga intilaveradi. Bilasizki, suv molekulasida bir atom kislorod doimiy mavjud bo’ladi. Agar suvga bir bo’lsak kaliy yoki, natriy tashlansa, kislorodning kaliy yoki natriy bilan birikishi natijasida, endilikda erkin bo’lib qolgan vodorod ajralib chiqishi kuzatiladi. Ushbu jarayon baland tovushli shovullash orqali kechadi.
Chunki vodorod ko’p miqdorda ajrala boshlaydi va suv (eritma) yuzasiga pufakchalar hosil qilgan holda ko’tariladi. Ushbu reaksiya davomida ajralib chiqqan issiqlik evaziga esa, ajralib chiqayotgan vodorod ham yonib ketishga ulguradi.
Tez-tez natriy qo’llanadigan o’quv laboratoriyalarida talabalar natriyli yongin keltirib chiqarmaslik uchun, juda ehtiyotkor bo’lishlari kerak. Bunday yong’inning xatari shundaki, uni o’chirish juda mushkul bo’ladi. Ko’pchilik odatga ko’ra birinchi bo’lib natriyli yong’inga suv sepib o’chirishga kirishadi. Lekin bu narsa vaziyatni battar qiyinlashtiradi xolos.