Noorganika kimyo fanidan “ii b elementlar: rux kichik guruhi kimyosi va ularning xususiyatlari” mavzusi buyicha

Tabiatda tarqalishi

Tabiatda ruxning 66 xil minerali aniqlangan. Ulardan eng keng tarqalganlari sfalerit (ZnS), villemit (Zn₂[SiO₃]), kalamin (Zn₄[Si₂O₇] (OH)₂·H₂O), uni shuningdek gemimorfit deb ham atashadi, smitsonit (ZnCO₃), franklit (ZnFe₂O₄) kabilardir. Rux minerallari ichida eng yaxshi o‘rganilgani sfalerit, ya’ni, aldamchi rux mineralidir. Uning asosiy komponenti rux sulfidi ZnS bo‘lib, unga turli aralashmalar qo‘shilishi bilan, mineralning rangi tovlanib, o‘zgarib boradi. Ushbu mineralni aynan o‘zi ekanini aniq bilishning mushkulligidan kimyogarlar unga “aldamchi” deb nom berishgan. Aldamchi rux minerali boshqa rux minerallarini hosil qiladigan boshlang‘ich mineral sanaladi.
Yer qobig‘idigi ruxning o‘rtacha miqdori 8.3·10−3% ni tashkil qiladi. Vulqonlardan qolgan cho‘kindilaridan iborat yerlarda rux miqdori ko‘proq (1.3·10−2 % gacha); va aksincha sho‘r tuproqli yerlarda kamroq (6·10−3 % atrofida) bo‘lishi aniqlangan. Rux suvlarda ko‘chib yuradigan element bo‘lib, shu sababli uni “suv muhojiri” deb ham atashadi. Rux ayniqsa termal suvlarda, qo‘rg‘oshin bilan birgalikda ko‘chib yuradi. Bunday suvlar oqadigan akvatoriyalarda odatda sanoat ahamiyatiga ega bo‘lgan yirik rux sulfid cho‘kindilari hosil bo‘ladi. Rux shuningdek yerosti suvlarida ham ko‘p miqdorda ko‘chib yuradi va cho‘kindi hosil qiladi. Yer osti suvlaridagi ruxning cho‘kishiga asosiy sabab bo‘luvchi modda serovodorod hisoblanadi.
Rux – muhim biogen elementlardan biridir. Tirik organizmlarda o‘rtacha 5·10−4% rux moddasi mavjud bo‘ladi.
U tabiiy ravishda uchraydi.
Uni har qanday rux tuzining eritmasiga natriy gidroksid eritmasi qo'shib olish mumkin, ammo ortiqcha emas. Oq yog'ingarchilik paydo bo'ladi.

Zn ²⁺ + 2 ОН - → Zn (ОН) ₂

Ma'lumki, ular suvning yuqori konsentratsiyasida hexa-akva ionlarini va suvning past konsentratsiyasida tetra-akva ionlarini hosil qiladi va shuning uchun bu reaktsiyani proton xayr-ehsonlari yordamida gidratlangan ionning gidroksid bilan reaktsiyasi sifatida yaxshiroq yozsa bo'ladi.

Zn ²⁺ (ОН ₂ ) _{4 (suyul)} + ОН ^- _(suyul) → Zn ²⁺ (ОН ₂ )₃ОН ^- _(suyul) + Н ₂ О

Quyida muhokama qilingan keyingi reaksiyalar, shuning uchun gidratlangan rux ioni bilan reaksiyalar sifatida ko'rib chiqilishi mumkin va shunga mos ravishda sozlanishi mumkin. Ammo soddaligi uchun, bu erda suv molekulalari qoldirilmaydi. Agar natriy gidroksidning ortiqcha miqdori rux gidroksidini qo'shsa, rux ionining rangsiz eritmasi hosil bo'ladi:
Zn (OH) ₂ + 2 ОН ^- → Zn (ОН)₄^2-
Ushbu xususiyat eritmadagi rux ionlari uchun sinov sifatida ishlatilishi mumkin, ammo bu eksklyuziv emas, chunki alyuminiy va qo'rg'oshin aralashmasi juda o'xshash tarzda harakat qilishadi. Alyuminiy va qo'rg'oshin gidroksidlaridan farqli o'laroq, rux gidroksidi ortiqcha suvli ammiakda ham eriydi, rangsiz suvda eriydigan ammiak majmuasini hosil qiladi. Rux gidroksidi eriydi, chunki ion odatda suv ligandalari bilan o'ralgan; ortiqcha ionli gidroksid natriy gidroksidi qo'shilsa, u kompleksni -2 zaryadgacha kamaytiradi va uni eriydi. Ortiqcha ammiak qo'shganda u gidroksid ionlarini ta'minlaydigan muvozanatni o'rnatadi; gidroksid ionlarining hosil bo'lishi natriy gidroksid kabi bir xil reaktsiyani keltirib chiqaradi va ammiak ligandlari bilan 4 ning koordinatsion soni bilan +2 zaryadlangan kompleksni hosil qiladi - bu kompleksni eriydi va shu bilan eriydi.
Temir tunukalarni korroziyadan saqlash uchun sirti rux bilan qoplanadi. Rux turli qotishmalar tarkibiga kiradi, galvanik elementlarda va laboratoriyalarda turli reaksiyalar uchun ishlatiladi.
Rux qotishmalaridan biri bintlarni changni yutish vositasi sifatida ishlatiladi. Natriy gidroksidni shubhali tuz bilan aralashtirish orqali rux tuzlarini topish uchun ham foydalaniladi.
Sof metall rux ostida yer osti tanlab eritmadan (oltin, kumush) ajratib olingan oltinni tiklash uchun ishlatiladi. Bundan tashqari, rux kumush va oltin ("kumush ko'pik" deb ataladi) bilan rux qo'rg'oshin tarkibidagi xom qo'rg'oshindan kumush, oltin (va boshqa metallarni) olish uchun ishlatiladi, ular keyinchalik an'anaviy tozalash usullari bilan qayta ishlanadi.
Po'latni korroziyadan himoya qilish uchun ishlatiladi (mexanik stressga duch kelmaydigan galvanizli sirtlar yoki ko'priklar, tanklar, metall konstruktsiyalar uchun metallizatsiya).
Rux kimyoviy oqim manbalarida, ya'ni batareyalarda va akkumulyatorlarda salbiy elektrod uchun material sifatida ishlatiladi, masalan: marganets-rux elementi, kumush-rux batareyasi (EMF 1.85 V, 150 Vt / s, 650 Vt / soat, 650 Vt / soat) dm³, past qarshilik va katta zaryadsizlanish oqimlari), simob-rux elementi (EMF 1.35 V, 135 Vt / s, 550-650 Vt • h / dm³), dioksisulfat-simob elementi, rux yod elementi, mis oksidi galvanik hujayra (EMF 0.7-1.6 Volt, 84-127 Vt • h / kg, 410-570 Vt • h / dm³), xrom-rux elementi, rux-kumush-kumush el. nikel-rux akkumulyatori (emf 1,82 volt, 95-118 Vt • h / kg, 230-295 Vt • h / dm³), qo'rg'oshin-rux hujayralari, rux-xlor batareyasi, rux-brom batareyasi va boshqalar.
Juda yuqori o'ziga xos energiya zichligi bilan ajralib turadigan rux-havo batareyalarida ruxning roli juda muhimdir. Ular dvigatellarni (qo'rg'oshin akkumulyatori - 55 Vt / soat, rux-havo - 220-300 Vt / soat) va elektr transport vositalari uchun (900 kmgacha yurish) istiqbolli.
Rux plitalari bosmada, xususan, yirik nashrlarda rasmlarni chop etishda keng qo'llaniladi. Buning uchun 19-asrdan boshlab ruxografiya qo'llanilgan - bu rux plastinka ustiga kletchalarni kislota bilan surtish orqali ishlab chiqarish. Aralashmalar, oz miqdordagi qo'rg'oshin bundan mustasno, ishqalanish jarayonini susaytiradi. Etchishdan oldin, rux plastinka eritiladi va isitiladi.
Rux, ularning erish nuqtasini pasaytirish uchun ko'plab brazing qotishmalariga kiritiladi.
Rux oksidi tibbiyotda antiseptik va yallig'lanishga qarshi vosita sifatida keng qo'llaniladi. Rux oksidi ham bo'yoq - rux oksidi ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.
Rux misning muhim tarkibiy qismidir. Alyuminiy va magniyli rux qotishmalari (TsAM, ZAMAK) nisbatan yuqori mexanik va juda yuqori quyma fazilatlari tufayli mexanik muhandislikda nozik quyish uchun juda keng qo'llaniladi. Xususan, qurol-aslahalarda ZAMAK qotishmalari (-3, −5) ba'zida to'pponcha qulflari, ayniqsa zaif yoki shikastlangan patronlardan foydalanishga mo'ljallangan. Barcha turdagi texnik armaturalar rux qotishmalaridan olinadi, masalan, avtomobil tutqichlari, karbüratör qutilari, shkalali modellar va barcha turdagi miniatyuralar, shuningdek, qabul qilinadigan kuch bilan nozik quyishni talab qiladigan boshqa mahsulotlar.
Rux xloridi - bu metallarni tayyorlash uchun muhim oqim va tola ishlab chiqarishda tarkibiy qism.
Rux sulfidi qisqa fasol va boshqa lyuminestsent kompozitsiyalarni ishlab chiqarishda, odatda boshqa metallarning ionlari bilan faollashtirilgan ZnS va CdS aralashmasidan foydalaniladi. Rux va kadmiy sulfidlariga asoslangan fosforlar elektron sanoatida nurli moslashuvchan panellar va ekranlarni ishlab chiqarishda elektroluminoforlar va qisqa vaqtli kompozitsiyalar sifatida ishlatiladi.
Tellurid, selenid, fosfid, rux sulfidi keng tarqalgan yarim o'tkazgichlardir. Rux sulfidi ko'plab fosforlarning ajralmas qismidir. Rux fosfidi kemiruvchilar uchun zahar sifatida ishlatiladi.
Rux selenidi o'rta infraqizil diapazonda, masalan, karbonat angidrid lazerida juda past assimilyatsiya koeffitsientiga ega bo'lgan optik oynalarni tayyorlash uchun ishlatiladi.
ZnOH molekulasining tuzilishi eksperimental ravishda o'rganilmagan. Ishqorli tuproq elementlarining gidroksidlariga o'xshab, er osti elektron holatida X2S +, ZnOH molekulasida 1C ¥ v chiziqli simmetriya tuzilishi mavjud deb taxmin qilinadi. Inertiya momenti r (O-H) = 0.95 ± 0.02 Å va r (Zn-O) = 1.78 ± 0.05 Å asosida hisoblandi. Interatomik masofa r (O-H) [94GUR / VEY] ma'lumotnomasida tavsiya etilgan CaOH va SrOH ning r (O-H) eksperimental qiymatlaridan olingan (shuningdek, [83HIL / QIN], [83NAK / WOR]). Interatomik masofa r (Zn-O) tegishli ftoridlar CaF va SrF bilan solishtirganda r (Me-O) ning CaOH va SrOH ko'payish tendentsiyasini hisobga olgan holda ZnF-da bog'lanish uzunligidan hisoblab chiqilgan. Qabul qilingan inertsiya momentining xatosi 4 · 10-40 g · sm2. Zn-O ning valentlik chastotasi ν1, (648.2 sm - 1) Kaufman va boshqalar [85KAU / HAU] tomonidan argon matritsasida ajratilgan ZnOH molekulalarining IR spektrida o'lchandi. Formation2 deformatsiya chastotasi ma'lumotnomada [94GUR / VEY] qabul qilingan CaOH va SrOH molekulalaridagi mos keladigan tebranish chastotalari bilan taqqoslash orqali hisoblab chiqilgan. Ν3 tebranish chastotasi uchun O - H cho'zilgan tebranishning xarakterli qiymati tavsiya etiladi. Ν1, ν2 va ν3 tebranish chastotalaridagi xatolar mos ravishda 30, 50 va 200 sm - 1 deb baholanmoqda.
Asosiy konlari
Jahon bo‘yicha ruxning eng katta konlari Avstraliya, Eron, Boliviya va Qozog‘iston hududlarida aniqlangan. Rux ishlab chiqarish bo‘yicha hozirda Xitoy birinchi o‘rinni egallab kelmoqda. Jahon rux ishlab chiqarish ko‘rsatkichining taxminan 26% qismi Xitoy ulushiga to‘g‘ri keladi. Undan tashqari, Avstraliya, Peru va AQSH davlatlari ham bu borada yetakchilar sanalishadi (ularning umumiy ulushi 25% atrofida).