|
2. Uglerod, uning olinishi, xossalari, oksidlari,
karbonat kislota va uning tuzlari.
Tabiatda uchrashi. Tabiatda uglerod erkin holda, olmos, grafit va karbin ko`rinishida, birikmalarida esa–toshko`mir, qo`ng`ir ko`mir hamda neft ko`rinishida uchraydi. Tabiiy karbonatlar–ohaktosh, marmar, bo`r–CaCO3, magnezit–MgCO3, dolomit-MgCO3•CaCO3 tarkibiga kiradi. Organik moddalarning asosiy tarkibiy qismi hisoblanadi. C ning yer qobig`idagi miqdori 0,1 %. Havoda C CO2 tarkibida bo`ladi.
Fizik–kimyoviy xossalari. Olmos–atom panjarali rangsiz kristall modda. Olmos kristallarida C atomlari sp3–gibridlanish holatida bo`ladi. Issiqlikni yaxshi o`tkazmaydi va elektr tokini deyarli o`tkazmaydi. Sof holdagi namunalari yorug`likni kuchli sindiradi (shu`lalanadi), shuning uchun bezaklar (brilliantlar) tayyorlashda, shisha kesish, tog` jinslarini burg`ulash va o`ta qattiq materiallarni silliqlash uchun ishlatiladi.
Grafit–salgina metall yaltiroqligi bor, ushlab ko`rilganda yog`lidek tuyuladigan to`q kulrang kristall modda. Grafit kristallarida C atomlari sp2–gibridlanish holatida bo`ladi. Grafit qalamlar o`zagini va elektrodlar (sanoatdagi elektrolizlar uchun) tayyorlashda ishlatiladi, texnik moylar bilan aralashma holida surkov materiali sifatida foydalaniladi. Grafit qiyin suyuqlanadigan va haroratning keskin o`zgarishlariga yaxshi chidaydigan bo`lgani uchun grafit bilan gil aralashmasidan metallurgiya uchun suyuqlantirish tigellari tayyorlanadi. Yadro reaktorlarida neytronlarni sekinlatuvchi sifatida ham foydalaniladi.
Karbin–qora rangli mayda kristall kukun. Karbin kristallari C atomlarining navbatlashib keladigan oddiy va uchlamchi bog`lanishlar orqali bog`langan chiziqsimon zanjirlardan tarkib topgan:
—C≡C―C≡C―C≡C―C≡C― yoki (―C≡C―)n
Tabiiy C element sifatida ikki izotopdan : 12C (98,892 %) va 13C (1,108 %) dan tarkib topgan.
Uglerodli birikmalar termik parchalanganda qora massa–ko`mir hosil bo`ladi. Ko`mirning eng muhim navlari koks, pista ko`mir va qurum.
Koks toshko`mirni havosiz joyda qizdirish bilan olinadi. Metallurgiyada qaytaruvchi sifatida ishlatiladi.
Pista ko`mir havosiz joyda yoki havo oz bo`lganda yog`ochning qizdirilganda ko`mirlanishidan hosil bo`ladi. Metallurgiya sanoatida, temirchilik ustaxonalarida, qora porox olish, gazlarni yuttirishda va turmushda ishlatiladi.
Qurum uglevodlarni (tabiiy gaz, C2H2, skipidar) cheklangan miqdordagi havoda yondirish (yoki havosiz joyda termik parchalash) yo`li bilan olinadi.
Ko`mirning va boshqa qattiq yoki suyuq moddalarning o`z sirtida bug`, gaz va erigan moddalarni ushlab qolish xossasi adsorbsiya deyiladi. Yuzasida adsorbsiya sodir bo`ladigan moddalar adsorbentlar deyiladi. Adsorbilanadigan moddalar adsorbatlar deyiladi. Agar, masalan siyoh eritmasini mayda tuyulgan ko`mirga qo`shib chayqatilsa va so`ngra aralashma filtrlansa, u holda filtratda rangsiz suyuqlik–suv bo`ladi. Bu holda erigan boyoqning hammasi ko`mirga adsorbilanadi. Ko`mir–adsorbent, boyo`q–adsorbat.
C oksidlovchi sifatida ba`zi metallar va metallmaslar bilan reaksiyaga kirishadi. C ning metallar bilan hosil qilgan birikmalari karbidlar deyiladi.
4Al + 3C = Al4C3 CaO + 3C = CaC2 + CO
Vodorod bilan ko`mir nikel katalizator ishtirokida va qizdirilganda ta`sirlashib metanni hosil qiladi: C + 2H2 = CH4
Uglerod kislorod bilan ta`sirlashib oksidlar hosil qiladi:
2C + O2 = 2CO C + O2 = CO2
Ko`mir Fe, Cu, Zn, Pb va boshqa metallarni ularning oksidlaridan qaytaradi, uning bu xossasidan metallurgiyada shu metallarni olishda keng ko`lamda foydalaniladi. Masalan,
2ZnO + C = 2Zn + CO2 Fe2O3 + 3C = 2Fe + 3C
Uglerod (II)–oksid CO uglerodning kislorod yetishmaganda yonishi jarayonida hosil bo`ladi. Sanoatda u yuqori haroratda ko`mir cho`g`i ustidan CO2 o`tkazish yo`li bilan olinadi:
2C + O2 = 2CO C + CO2 = 2CO
Laboratoriya sharoitida CO chumoli kislotaga qizdirib turib konsentrlangan H2SO4 ta`sir ettirish orqali olinadi: HCOOH = H2O + CO↑
CO–rangsiz, hidsiz, nihoyatda zaharli gaz. Ishlab chiqarish binolarida CO ning yo`l qo`yiladigan miqdori 1 L havoda 0,03 mg ni tashkil etadi. Yuqori haroratlarda CO kuchli qaytaruvchi. U ko`pchilik metallarni ularning oksidlaridan qaytaradi. CO ning bu xossasidan rudalardan metallar suyuqlantirib olishda foydalaniladi. Masalan, CO + CuO = Cu + CO2
Havoda CO ko`kish alanga berib yonib, ko`p miqdorda issiqlik ajratib chiqaradi. Shuning uchun u boshqa gazlar bilan birgalikda gazsimon yonilg`ining ba`zi turlari–generator gazi va suv gazi tarkibiga kiradi.
2C2+O + O20 = 2C4+O22-, ∆H0298 = -572 kJ
Uglerod (IV)–oksid CO2 tabiatda organik moddalar yonganida va chiriganida hosil bo`ladi. Hayvon va o`simliklar nafas olganida ajralib chiqadi. Laboratoriya sharoitida CO2 marmarga HCl ta`sir ettirib olinadi:
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑
Sanoatda CO2 ohaktosh kuydirilganda hosil bo`ladi:
CaCO3 = CaO + CO2↑
CO2–rangsiz gazsimon modda. Havodan 1,5 marta og`ir, shu sababli uni bir idishdan boshqasiga quyish mumkin. Yonishga va nafas olishga yordam bermaydi. O`t oldirilgan cho`p CO2 da o`chadi, CO2 ning konsentratsiyasi katta bo`lganda odam va hayvonlar bo`g`iladi. U shaxta, quduq va yerto`lalarda ko`pincha xavfli miqdorlarda to`planib qoladi. CO2 xona haroratida 6 MPa bosimda suyuqlikka aylanadi. Suyuq holda po`lat ballonlarda saqlanadi va tashiladi. Qattiq CO2 quruq muz deyiladi. Kislotali oksid xossalarini namoyon qiladi: suv va ishqorlarning eritmalari bilan o`zaro ta`sirlashadi. 1 hajm suvda taxminan 1 hajm CO2 eriydi, bunda H2CO3 hosil bo`ladi. Reaksiya qaytar:
CO2 + H2O ↔ H2CO3
Ishqorlarning eritmalari bilan o`zaro ta`sirlashganda tuzlar hosil bo`ladi:
CO2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O
Yuqori haroratlarda oksidlash xossalarini namoyon qiladi: ko`mir va aktiv metallar bilan reaksiyaga kirishadi. Masalan:
CO2 + C = 2CO CO2 + 2Mg = 2MgO + C
CO2 soda, shakar ishlab chiqarishda, suv va ichimliklarni gazlashtirish uchun, suyuq holga–o`t o`chirgichlarda ishlatiladi. Quruq muzdan tez buziladigan mahsulotlarni saqlashda foydalaniladi.
Karbonat kislota–H2CO3 faqat eritmadagina mavjud bo`ladi. Qizdirilganda CO2 va H2O ga ajraladi. U ikki asosli kislota sifatida bosqich bilan dissotsilanadi. Dastlab HCO3- ga, so`ngra juda oz darajada CO32- ga ajraladi:
H2CO3 ↔ H+ + HCO3- HCO3- ↔ H+ + CO32-
Karbonat kislota ikki qator tuzlar: o`rta tuzlar–karbonatlar va nordon tuzlar–gidrokarbonatlar hosil qiladi. Karbonat kislota beqaror bo`lgani bilan uning tuzlari barqaror birikmalardir. Ishqoriy metallarning va ammoniyning karbonatlari va gidrokarbonatlari suvda yaxshi eriydi, natijada ishqoriy muhitga ega bo`ladi:
CO32- + HOH ↔ HCO3- + OH-
CaCO3 + CO2 + H2O = Ca(HCO3)2
Ca(HCO3)2 → CaCO3↓ + H2O + CO2↑
Na2CO3 suvda yaxshi eriydigan oq kukun. Kristall soda, ichimlik soda, shisha, sovun, qog`oz ishlab chiqarishda va ro`zg`orda yuvish vositasi sifatida ishlatiladi.
NaHCO3 suvda kam eriydigan oq kukun. Tibbiyotda (jig`ildon qaynaganda ichiladi), ro`zg`orda, sun`iy mineral suvlar ishlab chiqarishda, o`t o`chirgichlarni to`ldirishda, qandolatchilikda va non yopishda ishlatiladi.
2NaHCO3 = Na2CO3 + H2O + CO2↑
K2CO3–potash, suvda yaxshi eriydigan oq kukun. Suyuq sovun, qiyin suyuqlanadigan optik shisha, pigmentlar ishlab chiqarishda ishlatiladi.
CaCO3 tabiatda bo`r, ohaktosh va marmar ko`rinishida uchraydi, ular binokorlikda ishlatiladi. Ohaktoshdan ohak va CO2 olinadi.
Do'stlaringiz bilan baham: |
