Reja: Metal haqida umumiy tushuncha

Metallarni kimyoviy analizi
REJA:
1.Metal haqida umumiy tushuncha
2.Metallarni kimyoviy xossalari
3.Metallarni kimyoviy analizi tasnifi

Metall tabiiy ravishda havo, suv va tuproqda uchraydi. Havodagi metallar, odatda, bug 'yoki zarrachalar shaklida bo'ladi. Tog'-kon ishlari, metall quyish va boshqa sanoat jarayonlari havoda metall emissiyasini kuchaytiradi. Ushbu metallar nafas olish yo'li bilan yoki iste'mol qilingan oziq-ovqat va ichimliklar orqali odamlarning tanasiga kiradi. Ushbu metallarning ba'zilari og'ir metallardir va ularning inson tanasida to'planishi ko'plab kasalliklarni, shu jumladan saraton kasalligini keltirib chiqaradi. Shu tarzda samarali bo'lgan asosiy metallar: qo'rg'oshin, mishyak, kadmiy, mis, rux va nikel.

Qo'rg'oshin batareyalar va sotuvchilar kabi keng mahsulot turlarida keng tarqalgan metaldir. Emissiyaning asosiy manbai mineral rudalarini eritish va qayta ishlashdir. Yaqin vaqtgacha havoda qo'rg'oshinning asosiy manbai avtoulovlarning chiqindilari edi. Biroq, qo'rg'oshinli benzin endi ishlab chiqarilmagani uchun havoda qo'rg'oshin miqdori sezilarli darajada kamaydi.
Metall mishyak tabiiy ravishda ro'y bermaydi, ammo uning birikmalari keng tarqalgan. Odatda bu metallli rudalar bilan sodir bo'ladi va ishlov berish paytida havoga chiqariladi. Arsenik yog'ochni saqlovchi va pestitsidlarda keng qo'llaniladi.
Kadmiyning asosiy emissiya manbai, asosan metall qoplama va batareyalar ishlab chiqarishda qo'rg'oshin, rux va mis olish uchun metall rudalarini qayta ishlashdan iborat.
Mis elektr o'tkazgichlarida va o'tkazuvchanlik xususiyatlariga ega qurilmalarda keng qo'llaniladi. Mis chiqindilarining asosiy manbalari kon va metall ishlab chiqarish, mis tarkibidagi rudalarni qayta ishlash va tashishdir.
Metallni tahlil qilish bo'yicha xizmatlarni bizning tashkilotimiz ham minalarni sinash bo'yicha xizmatlar doirasida taqdim etadi.
Metallarning atomlari valent elektronlarini ancha oson beradi va musbat zaryadlangan ionlarga aylanadi. Shuning uchun metallar qaytaruvchilar hisoblanadi. Ularning asosiy va eng umumiy kimyoviy xossasi ana shundan iborat.
Ravshanki, metallar qaytaruvchilar sifatida turli xil oksidlovchilar bilan, jumladan, oddiy moddalar, kislotalar, aktivligi kamroq bo‘lgan metallarning tuzlari va ba’zi boshqa birikmalar bilan reaksiyalarga kirishadi. Metallarning galogenlar bilan hosil qilgan birikmalari galogenidlar, oltingugurtli birikmalari — sulfidlar, azotli birikmalari — nitridlar, fosforli birikmalari — fosfidlar, uglerodli birikmalari — karbidlar, kremniyli birikmalari — silitsidlar, bromli birikmalari — bromidlar, vodorodli birikmalari —gidridlar deyiladi va h.k. Bu birikmalarning ko‘pchiligi yangi texnikada muhim sohalarda ishlatiladi. Masalan, metallarning boridlaridan radiotexnikada, shuningdek, yadro texnikasida neytronli nurlanishni rostlovchi va undan muhofaza qiluvchi materiallar sifatida foydalaniladi.
Metallarning kislotalar bilan o‘zaro ta’siri oksidlanish-qaytarilish jarayonidir. Vodorod ioni oksidlovchi bo'lib, metalldan elektronni biriktirib oladi:
Ca - 21 = Ca2+ 2H+ + 2e = H, Ca + 2H + = C a 2+ + H
Metallarning aktivligi kamroq metallar tuzlarining suvdagi eritmalari bilan o ‘zaro ta’sirini ushbu misolda ko'rsatish mumkin:
Ni + CuS04 = NiS04 + Cu Ni - 2 eT= Ni2+ | 1 Cu2+ +2F= Cu 2
Bu holda elektronlar aktivroq metall (Ni) atomlaridan ajraladi va aktivligi kamroq metall ionlariga (Cu2+) birikadi. Aktiv metallar suv bilan reaksiyaga kirishadi, bunda suv oksidlovchi bo‘ladi. Masalan:
Na-e = Na+ 2H20 + 2F= H2 + 20НГ 2Na + 2H20 = 2Na+ + 20H“ + H2 T
Gidroksidlari amfoter bo‘lgan metallar, odatda, kislotalarning eritmalari bilan ham, ishqorlarning eritmalari bilan ham reaksiyaga kirishadi. Masalan:
Be + 2HC1 = BeCl2 + H2 T Be + 2NaOH + 2H20 = Na2[Be(OH)4] + H2 t
Shunday qilib, metallarning metallmaslar, kislotalar, aktivligi kamroq metallar tuzlarining eritmalari, suv va ishqorlar bilan o‘zaro ta’siri ularning asosiy kimyoviy xossasi — qaytaruvchilik xususiyatini tasdiqlaydi.
Metallar bir-biri bilan ham kimyoviy birikmalar hosil qilishi mumkin. Ularning umumiy nomi — intermetall birikmalar yoki intermetallidlar. Bularga ba’zi metallarning surma bilan hosil qilgan birikmalari misol bo‘la oladi: Na2Sb, Ca3Sb2, NiSb, Ni4Sb, FeSb (x= 0,72-0,92). Ularda ko'pincha metallmaslar bilan hosil qilgan birikmalariga xos bo'lgan oksidlanish darajasiga rioya qilinmaydi. Odatda, bular bertollidlar bo'ladi.
Intermetallidlarda kimyoviy bog'lanish asosan, metall bog'lanishdan iborat bo'ladi. Ular tashqi ko'rinishidan metallarga o'xsliaydi. Intermetallidlarning qattiqligi, odatda, ularni hosil qilgan metallarnikidan yuqori, plastikligi esa ancha kam bo'ladi. Ko'pchilik intermetallidlar amalda ishlatiladi. Masalan, surma-aluminiy AISb, surma-indiy JnSb va boshqalardan yarimo'tkazgichlar sifatida ko'p foydalaniladi.
Metallarning kimyoviy xossalari. Metall atomlari o’zining valent elektronlarini oson berib, musbat zaryadlangan ionga aylanish xususiyatiga ega. Tipik metallar hech qachon elektronlar biriktirib olmaydi; ularning ionlari hamma vaqt musbat zaryadlangan bo’ladi. SHuning uchun metallar “elektromusbat” elementlar deyiladi.
Metallar elektronlarini oson yo’qotib, ionlarga aylanadi:
Me e  Me+
Demak, metallar qaytaruvchilardir. Shuningdek:

1. 
   metallarning ion radiusi qancha katta va zaryadi kichiq bo’lsa, metall shuncha kuchli asos xossa
   

namoyon qiladi;

1. 
   metallarning ion radiusi kichik va ion zaryadi katta bo’lsa, metall kislota xossasini shuncha
   

kuchli namoyon qiladi.
Guruhlarda atom massasining, ya’ni zaryadlar sonining ortishi bilan metallik xossasi ham ortadi. Davrlarda esa zaryadlar sonini ortishi bilan metallik xossasi susayadi.
Metallarning faolligini bir-biriga taqqoslab o’rganish uchun, har xil reaksiyalardan foydalanish mumkin. Bu maqsadda, metallarning tuzlaridan shu metallarni boshqa metallar siqib chiqarish reaksiyasidan foydalanish ayniqsa qulaydir. Masalan, misning biror tuzi eritmasiga bir bo’lak temir tashlaymiz. Temir eriy boshlaydi, eritmadan esa mis ajralib chiqadi: Fe + CuSO₄ = Cu + FeSO₄
Bu tenglama ionli ko’rinishda quyidagicha yoziladi:
Fe + Cu ²⁺ → Cu + Fe ²⁺
Bu reaksiyaning tipik oksidlanish-qaytarilish reaksiyasi ekanligi yuqoridagi tenglamadan ko’rinib turibdi. Bu reaksiya mohiyati shundan iboratki, temir atomlari o’z valent elektronlarini 2 valentli mis ionlariga beradi, natijada temir atomlari temir ionlariga aylanadi, mis ionlari esa zaryadsizlanib, mis metali holida ajralib chiqadi. Aksincha, tajriba bajarilsa, ya’ni temirning biror tuz eritmasiga bir bo’lak mis tashlansa, hech qanday reaksiya bo’lmaydi. Bu hol temirning misga qaraganda ancha faol ekanligini, temir atomlari elektronlarni mis atomlariga qaraganda oson berishini, temir ionlari esa elektronlarini mis atomlari va ionlarga qaraganda qiyinrok biriktirib olishini ko’rsatadi.
Metallarning “siqib chiqarish qatori”da vodorodning o’rnini aniqlash uchun Beketov quyidagi tajriba qilib ko’rdi.
Egilgan shisha tirsaklariga metall tuzining eritmasi, kislota va rux ayrim-ayrim qilib solinadi. Nayning og’zi kavsharlab quyiladi, shundan keyin, rux kislotaga tushadigan qilib va ajralib chiqayotgan vodorod ostida tuz eritmasiga ta’sir etadigan qilib, nay qiyalatiladi. Nayning tuz eritmasi bor tirsagida bo’layotgan hodisalarni kuzatib, vodorod metallni siqib chiqarayotgan yoki siqib chiqarmayotganligini bilish mumkin bo’ladi. Beketov xuddi ana shunday tajribalarga asoslanib,” siqib chiqarish qatori”da vodorod qo’rg’oshindan keyingi o’rinda turadi va o’zidan keyingi metallarni: mis, simob, kumush, oltin va platinani ularning tuzlari eritmasidan siqib chiqara oladi (qaytara oladi) degan xulosaga keldi. Metallarni bu xossasiga asoslanib, Beketov quyidagi qatorini yaratdi:
Li, K, Sa, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Fe, Cd, Co, Ni, Sn,
Pb, H, Cu, Sb, Bi, Hg, Ag, Pt, Au
Metallarning kimyoviy xossalari. Metallarning kuchlanish qatori eritmalardagi reaksiyalarda ayrim metallarning kimyoviy xususiyati to’g’risida umumiy belgilarni beradi:

1. 
   Bu qatordagi har bir metall, shuningdek, bosim ostida bo’lgan vodorod ham, o’zidan keyingi metallarni ularning tuzlari eritmasidan siqib chiqaradi. SHu bilan birga, ayni metalning o’zi shu metaldan oldin turishi metallar tomonidan siqib chiqarilishi mumkin.
   
2. 
   Kuchlanish qatorida vodoroddan oldin turgan metallargina vodorodni suyultirilgan kislotalardan siqib chiqara oladi. Vodorodning ung tomonida turgan metallar kislotalardan vodorodni siqib chiqara olmaydi.
   
3. 
   Metallar kuchlanish qatorida qanchalik chaproqda tursa, u shuncha faol bo’ladi, boshqa metallarning ionlariga nisbatan, uning qaytarish xossasi shunchalik zo’r bo’ladi, uning o’zi ionga shunchalik oson aylanadi va uning ionlari shunchalik qiyin qaytariladi.
   

Eng faol metallar odatdagi sharoitda suvdan vodorodni siqib chiqaradi va ishqor hosil qiladi:
2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂↑
Ca + 2H₂O = Ca(OH)₂ + H₂↑
Faolligi kamroq bo’lgan metallar o’ta qizigan bug’ holida suvdan vodorodni siqib chiqaradi va oksidlar hosil qiladi:
3Fe + 4H₂O = Fe₃O₄ + 4H₂↑
Suyultirilgan va kislorodsiz kislotalar bilan reaksiyaga kirishib, ulardan vodorodni siqib chiqaradi:
Zn + 2HCI = ZnCI₂ + H₂↑
Kuchlanishlar qatorida vodoroddan keyin turgan metallar uni suvdan va kislotalardan siqib chiqara olmaydi, balki kislotalar bilan vodorodni siqib chiqarmay turib, oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari kirishadi:
Cu + 2H₂SO₄ = CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O
Barcha hollarda reaksiyaga kirishuvchi metallar oksidlanadi. Metallarning oksidlanishi metallar metalmaslar bilan bevosita o’zaro ta’sir ettirilganda ham kuzatiladi:
2Na+S=Na₂S
2Fe + 3C1₂ = 2FeCl₃ Metallarning ko’pchiligi kislorod bilan reaksiyaga kirishib, har xil tarkibli oksidlar hosil qiladi, ya’ni
E₂O, EO, E₂O₂
. Bir jinsli moddalarni turli joydan hoxlagan miqdorda namuna olib tahlilda to‘g‘ri natijalar olish mumkin.
Tahlilga olingan namunalar birlamchi, laboratoriya va analitik namunalarga bo‘linadi.
Sochiluvchan materiallardan birlamchi namuna olish sharoitga bog‘liq. Saqlash joylaridan (omborlardan, taxlab qo‘yilgan yuklardan, uyumlardan) tashish joylaridan, yuklashdan vagonga joylashdan birlamchi namuna olish maxsus uskunalarda bajariladi.
Namunalarni quyidagi maxsus uskunalardan olinadi: belkuraklar, hokondozlar, turli xil mexanik namuna olgichlar va boshqalar. Qoplar, bochkalar, yashiklarda joylashgan kukunsimon materiallardan namuna maxsus qalamchalarda (shuplarda) (1.1-rasm) olinadi.