Anorganik, analitik, fizik va kolloid kimyo kafedrasi anorganik kimyo

TOSHKENT – 2006
27 - 28 ma’ruzalar
V A guruh elementlari.
Azot, fosfor, mishyak, surma va vismut.
Bu guruh elementlari tashqi qavatida 5 tadan elektronga ega. Ular 3 ta elektron biriktirishi va 5 ta elektron yo’qotishi mumkin. Bular metallmaslardir. Metallmaslik xossasi azot va fosforga xos. As, Sb va Bi metallmaslik xossalari bilan birgalikda metallik xossalarini ham namoyon qiladi.

Izotoplari	7N	15P	33As	51Sb	83Bi
	7N^14(99,63) 7N^15(0,366)	15P^31(100)	33As^75	51Sb^121(57,25) 51Sb^123(42,75)	83 Bi^209(100)
Ar.A^0	0,71		1,16	1,34	1,46
I, ЭB	14,53	10,48	9,81	8,64	7,29
Oks daraja	-3,0,+1,+2,	-3, 0, +3, +5	-3, 0, +3,	-3, 0,	+3, +4, +5
T qayn:	-195,8	280 (оq)	613 (qayn.)	1637	1529

Azot.
Azot 1772 yil Rezerford tomonidan ochilgan, uni 1774 yil A. Lavuaze “Azot” deb atagan. Ko’p tarqalgan kimyoviy element. N₂ yer shari atmosferasining asosiy qismini tashkil qiladi. U havoda hajm jihatdan 75,6 % dan 78,09 % gacha boradi.
Azotning eng muhim birikmalaridan NaNO₃ va KNO₃ . Bundan tashqari azot ko’pgina muhim organik birikmalar tarkibiga kiradi. Oqsilda azotning umumiy miqdori 0,04 %.
Fizik xossalari: Azot rangsiz gaz, hidi va mazasi yo’q.
Odatdagi sharoitda azot reaksiyaga kirishmaydi. Lekin ba'zi mikroorganizmlar azotni o’zlashtirish xossasiga ega, bunda murakkab organik o’git hosil bo’ladi.
Odatdagi temperaturada N₂ + 6Li = 2Li₃N
Yuqori temperaturada katalizator ta'sirida N₂ ko’pgina reaksiyalarga kirishadi. Bunda u oksidlovchi ham, qaytaruvchi ham bo’ladi.
Elementar azot juda kuchsiz oksidlovchi va qaytaruvchidir.
H₂ + N₂  2NH₃
3Сa + N₂  Ca₃N₂   kalsiy nitridi
Metallardan tashqari nitridlar metallmaslar bilan ham hosil bo’ladi.
Si₃N, P₃N₅, BN
Agar elektrod ko’mir bo’lsa, azot atmosferasida vodorod ishtirokida 33 % HCN hosil bo’ladi.
СaC₂ esa N₂ ishtirokida CaCN₂ hosil qiladi.
CaC₂ + N₂ = CaCN₂ + C
Neytral azot atomining ionlanish potensiali yuqori bo’lgani uchun, azot qaytaruvchi bo’ladigan reaksiyalar juda kuchli oksidlovchilar bilan ketadi, yuqori temperaturada:
>1500⁰ С
N₂ + O₂ = 2NO
Olinish usullari: Azotni olinish manbasi havo yoki azotning boshqa elementlar birikmasi bo’ladi.
Azotni havodan olish: havo azot, kislorod, suv bugi, SO₂ va qo’shimchalardan iborat. Azotning T_suyuq = - 195,8ºC, O₂ = -183ºC, argon = -185,8ºC.
Linde usuli: -300^oC sovutilgan havoni kolonna apparatida suyultiriladi. Suyuq N₂, O₂, Ar fraktsion haydaladi.
Hozirgi paytda azotning 99,95 % tozalikda havodan olinadi. Bunda murakkab priborlarda azot qayta- qayta rektifikatsiya qilinadi.
Dastlabki bosim r=7 atm, oxirgi bosim r=120-200 atm.
Azotni birikmalaridan olinishi:
t⁰
1. 2NH₃ + 3CuO = N₂ + 3Cu + 3H₂O 2NH₃    3H₂ + N₂
t⁰
2. 2NH₃ + 3NaBrO = N₂ + 3NaBr + 3H₂O 2NCl₃    3Cl₂ + N₂
t⁰
3. (NH₄)₂Cr₂O₇  N₂ + Cr₂O₃ + 4H₂O 2NJ₃  3J₂ + N₂
t⁰
4. 2NH₃ + 3N₂O = 4N₂ + 3H₂O NH₂-NH₂  2H₂ + N₂
t⁰ t⁰
5. NH₄NO₂    N₂ + 2H₂O 2N₂O    2N₂ + O₂
6. 4NH₃ + 3O₂ = 2N₂ + 6H₂O 2NH₃   port  H₂ + 3N₂
7. 2NH₃ + 3Cl₂ = N₂ + 6HCl
8. 8NH₃ + 3Br₂ = 6NH₄Br + N₂
t⁰
9. 6KNO₃ + 10Fe  3K₂O + 5Fe₂O₃ + 3N₂
10.  NH₄NO₃ + Zn = ZnO + N₂ + H₂O
11.  10HNO₃ + Mg = 5Mg(NO₃)₂ + N₂ + 6H₂O
Ishlatilishi: Azot ko’p miqdorda NH₃, HNO₃, nitridlar, xanamidlar va tsianidlar olishga ketadi.
Azotning birikmalari:
Azotning vodorod va metallar bilan birikmasi.
Azotning vodorod bilan uchta asosiy birikmasi bor.
NH₃ - ammiak, H₂N-NH₂ - gidrazin, HN₃ - azotovodorod kislotasi.
NH₃ - Tabiatda ko’p miqdorda oqsil moddalar tarkibida, ammoniy tuzlari holida uchraydi. NH₃- rangsiz gaz, xarakterli hidi bor. T.k.- 33,40S, d=0,593. 1 litr ammiak= 0.7709 gr.
>tº
2NH₃  N₂ + 3H₂ -46,19 kJ
H
H
: N : H N 108ºC M = 1,43 debay
H
H H
Suyuq ammiak ishqoriy metallar bilan reaksiyaga kirishadi:
4Na + NH₃ = 2NaNH₂ + H₂
NaNH₂ - ammiakni nordon tuzi. PbNH
NH₃ - qaytaruvchi kuchli oksidlovchilar ta'sirida N₂, NO va boshqalarga oksidlanadi:
NH₃ + 3J₂ = 3HJ + NJ₃
Ammiak hosil bo’lishining P ga bog’liqligi.

t^0	1atm	100 atm	1000 atm
200	15,30	80,6	98,3
600	0,049	4,5	31,4
1000	0,0044	0,44	< 12,9

Odatda tº =500-600ºC P=1000 atm, katalizator- Fe + H₂O₃
O₂ atmosferasida:
4NH₃ + 3O₂ = 6H₂O + 4N₂
4NH₃ + 5O₂ = 6H₂O + 4NO
NH₃ + 3J₂ = 3HJ + NJ₃ – azot yodid
NJ₃ + NH₃ = NH₃.NJ₃
3NH₃ + 3HJ = 3NH₄J
Cl₂ atmosferasida:
NH₃ + Cl₂ = NH₂Cl + HCl
2NH₃ + 3Br₂ = 6HBr + N₂
6HBr + 6NH₃ = 6NH₄Br 
Ammiak 300⁰C qizdirilgan KClO₃ ustidan NaOH ishtirokida o’tkazilsa, NH₃NO₃^- gacha oksidlanadi.
3NH₃ + 4KClO₃ + 3NaOH = 3NaNO₃ + 4KCl + 6H₂O
NH₃ + 9OH^- - 8e^- → NO₃^- + 6H₂O 3
ClO₃^- + 3H₂O + 6e^-→ Cl^- + 6OH^- 4
Ammiak kompleks birikmalar hosil qilishi mumkin, chunki unda 2 ta bo’linmagan elektronlar jufti mavjud.
[NH₃]HCl ammoniy tuzlari
[Ag(NH₃)₂]Cl, [Cu(NH₃)₄]SO₄  kompleks aminlar
NH₃ + H₂O= [NH₄]^- + OH^- kuchsiz ishqor
Ammiakning olinishi:
Laborotoriyada:
1. (NH₄)₂SO₄ + Ca(OH)₂ = 2H₂O + 2NH₃ + CaSO₄
2. 2NH₄Cl + CaO  2NH₃ + CaCl₂ + H₂O
3. Mg₃N₂ + 6H₂O = 3Mg(OH)₂ + 2NH₃
Tajriba 1.
NH₃ + H₂O= NH₄OH fenolftalein-pushti rang
Texnikada: 1. Ko’p miqdorda ammiak toshko’mirni koksga aylantirganda hosil bo’ladi.
2. Ko’p miqdorda ammiak Tober metodi bilan olinadi.
H₂ + N₂  2NH₃ + 46.19 kJ./mol
3.Franko va Karlo usuli kalsiy tsianamidga suv bugi ta'siriga asoslangan.
CaCN₂ + 3H₂O = CaCO₃ + 2NH₃
CaCN₂ - paxtani defolianti sifatida ishlatiladi.
CaCO₃ + 4C = CaC₂ + 3CO
CaC₂ + N₂ = CaCN₂ + C Ca = N – C ≡ N
4. Eerlek metodi:
AlN + 3H₂O = Al(OH)₃ + NH₃
Nitrid.
Ishlatilishi: NH₃, HNO₃, (NH₄)₂SO₄, NH₄NO₃ olish uchun ketadi.
Soda (Solovet), mochevina Ca(NH₂)₂, 10 % NH₄OH – nashatir spirti.
Nitridlar – azoining har xil elementlar bilan birikmasi.
K₃N, Mg₃N₂
3N₂ + 6Mg  2Mg₃N₂
Mg₃N₂ + 6H₂O= 3Mg(OH)₂ + NH₃
Texnik ahamiyatga AlN ega.
d - elementlarning nitridlari yuqori qattiqlikka ega. Yuqori suyuqlanish, issiqlikka chidamli va yuqori mustahkamlikka ega.
VN – Tc = 2300ºC, ZnN – Tc = 2588ºC, TaN – Tc = 3087ºC.
Natriy amid - NaNH₂, rangsiz kristall. Tc = 210ºC
2Na + 2NH₃=2NaNH₂ + H₂
Kristalli yoki suyuq ammiak
2NaNH₂ + 2Na = 2Na₂HN + H₂ 2NHNa₂ + 2Na= 2NNa₃ + H₂
^{natriy nitridi}
Shunday qilib, kislotali muhitda konts. NH₄Cl, F₂, Cl₂, Br₂, J₂ bilan azotgalogenidlarni hosil qiladi. Hamma izotoplarning galogenidlari kuchli portlovchi moddalar.
Olingan amidlari, imidlari, nitridlari gidrolizga uchraydi: NaNH₂, Na₂HN, Na₃N
NaNH₂ + H₂O= NH₃ + NaOH
Na₂NH + H₂O= NH₃ + 2NaOH
Ammoniyning hamma tuzlari issiqlikka chidamli emas. Ammoniy tuzlari termik parchalanishi mumkin.
1.Ammoniy tuzlari uchuvchan birikmalar hosil qilib parchalanishi:
t⁰
(NH₄)₂CO₃  3NH₃ + H₂O + CO₂
NH₄Cl = NH₃ + HCl
2.Qisman termik parchalanishi:
t⁰
(NH₄)₂SO₄  NH₃ + [NH₄]HSO₄
t⁰
(NH₄)₃PO₄  3NH₃ + H₃PO₄
yoki piro- va meta- kislotalar
t⁰
2Mg[NH₄]PO₄  Mg₂P₂O₇ + 2NH₃ = H₂O
t⁰
NaNH₄HPO₄  NaPO₄ + NH₃ + H₂O
3.Disproportsionalanish reaksiyasi.
t⁰
NH₄NO₂  N₂ + H₂O NH₄NO₃ = N₂O + H₂O
[NH₄]₂Cr₂O₇  N₂ + 4H₂O + Cr₂O₃
[NH₄]₂Cr₂O₄  N₂ + 2NH₃ + 5H₂O + Cr₂O₃
NH₄Cl kons. eritmasi galogenlar bilan pH muhitga qarab ammiakning har hil birikmalari hosil bo’ladi.
рН > 8.5 NH₄Cl + Cl₂= NH₂Cl + 2HCl
^xloramin
рН = (4,5-5,0) NH₄Cl + 2Cl₂= NH₂Cl + 3HCl
рН = (4.5-5.0) NH₄Cl + 3Cl₂= NH₂Cl + 4HCl
^{nitrid xlorid (azot xloridi)}
Tajriba: NH₃ + 3J₂ = 3NH₄J + 3NJ₃
Hosil bo’lgan moddalarni bir necha marta efirda ekstraktsiya qilinsa NH₄J efirda erib, cho’kmada NJ₃ qoladi. NJ₃ mexanik kuch ta'sirida portlaydi.
2NJ₃  N₂ + 3J₂ 
Ammiakatlar [Ag(NH₃)₄]Cl; [Cu(NH₃)₄]SO₄; [Zn(NH₃)₆](OH)₂; [Co(NH₃)₆]Br₃; [Ni(NH₃)₆](NO₃)₂.
Gidrazin. H₂N-NH₂- rangsiz, havoda tutaidigan suyuklik.
Azotning oksidlanish darazhasi -2, valentligi 3.
H H
N N
H H
Suvda va ishqorda yaxshi eriydi.
H₂N-NH₂ + HCl = N₂H₄HCl=N₂H₅Cl gidrazin xloridi
[N₂H₄]₂HCl - dixlorgidrazin; [N₂H₄]H₂SO₄- gidrazin sulfati
N₂H₄- kuchli qaytaruvchi, O₂, J₂ va boshqalar bilan oksidlanadi.
N₂H₄ + O₂ = N₂ + 2H₂O
N₂H₄ + 2J₂ = N₂ + 4HJ
N₂H₄ + 4AuCl₃ = 3N₂ + 12HCl + 4Au
N₂H₄ + HNO₂= HN₃ + 2H₂O
^{azotvodorod kislotasi}
H₂N-NH₂ ning olinishi:
NH₃ + NaClO= NH₂Cl + NaOH
^{kons. kons.}
NH₂Cl + NH₃ = H₂N-NH₂ + HCl
HCl + NaOH= NaCl + H₂O
29-ma’ruza.
«Azotning kislorodli birikmalari».
Azot (I) oksidi. Rangsiz, kuchsiz hidli, shirin mazali gaz. Suvda kam eriydi, xona temperaturasida barqaror.
NH₄NO₃ = N₂O + 2H₂O
N₂O + H₂O = H₂N₂O₂
HNO - giponitrid kislotasi deyiladi.
Olinishi: Gidroksil aminga nitrit kislotasi ta'sir ettirib olinadi.
NH₂OH + HNO₃= H₂O + H₂N₂O₂
H₂N₂O₂ erkin holda uchramaydi. Lekin uning tuzlari ma'lum - Ag₂N₂O₂.
N₂O yuqori temperaturada kuchli oksidlovchi:
H₂ + N₂O = H₂O + N₂
S + 2N₂O = SO₂ + 2N₂
2P + 5N₂O= P₂O₅ + 5N₂
N₂O meditsinada narkoz sifatida ishlatiladi. U bilan nafas olinsa mast qiladi va kishi xursand bo’ladi.
Azot (II) oksid. Rangsiz, zaharli gaz.
Olinishi: 
1. N₂ + O₂= 2NO
2. 4NH₃ + 5O₂= 4NO + 6H₂O
Laboratoriyada olinishi:
1. 2KJ + 2KNO₂ + 2H₂SO₄ = 2K₂SO₄ + 2NO + J₂ + 2H₂O
2. Cu + 8HNO₃= 3Cu(NO)₂ + 2NO + 4H₂O
NO - kuchli oksidlovchi va qaytaruvchi:
SO₂ + 2NO= SO₂ + N₂O oksidlovchi
2NO + Cl₂=2NOCl nitrozilxlorid hosil bo’ladi.
Azot (IV) oksidi. NO₂ - sovutilganda qizil-qo’ng’ir suyuqlikka aylanadi. T.suyuqlanish 22,45ºC
sovutila borgan sari sarg’ish oq, keyin rangsiz bo’ladi. -11,2ºC rangsiz kristall hosil qiladi. Isitilganda uning rangi o’zgarib to’qlashadi, 140ºC da rangli bo’ladi.
N₂O + H₂O= HNO₃ + HNO₂
2NO₂ + 2NaOH= NaNO₃ + NaNO₂ + H₂O
Shuning uchun u aralash angidrid deyiladi. HNO₂ beqaror.
3HNO₂= HNO₃ + 2NO + H₂O
NO₂ issiq suvda ta'sirlashib:
6NO₂ + 2H₂O= 4HNO₃ + 2NO
3NO₂ + H₂O= 2HNO₃ + NO
O₂ ishtirokida NO₂ to’la HNO₃ ga aylanadi.
4NO₂ + O₂ + 2H₂O= 4HNO₃
NO₂ kuchli oksidlovchi, qaytaruvchi. U uglerod, azot, oltingugurt, vodorod, metallarni oksidlaydi.
7H₂ + 2NO₂ = 4H₂O + 2NH₃
Kuchli oksidlovchilar Br₂, F₂ bilan u qaytaruvchi.
2NO₂ + F₂ + 2H₂O= 2HNO₃ + 2HF
2NO₂ + H₂O= HNO₃ + HNO₂
Olinishi:
1. 2NO + O₂= 2NO₂
2. 2Pb(NO₃)₂= 2PbO + 4NO₂ + O₂
3. Cu + 4HNO₃= Cu(NO₃)₂ + NO₂ + H₂O
4. As₂O₃ + 4HNO₃= 2HAsO₃ + H₂O + 4NO₂
Laborotoriyada olinishi:
1. As₂O₃ + 2HNO₃ + 2H₂O= 2H₃AsO₄ + N₂O₃
2. NaNO₂ + H₂SO₄= NaHSO₄ + HNO₂
Nitrit kislotasi uning suyultirilgan eritmalari va tuzlari ma'lum. Nitrit kislota kuchsiz elektrolit K=4·10^-4. U ham oksidlovchi, ham qaytaruvchi.
2HNO₂ + O₂= 2HNO₃
2HNO₂= NO + NO₂ + H₂O
KJ, H₂S ishqoriy metallarning amalgamasi bilan nitrit kislotasining oksidlovchi xossasi namoyon bo’ladi.
H₂S + 2HNO₂ = 2H₂O + S + 2NO
2KJ + 2KNO₂ + 2H₂SO₄ = J₂ + 2NO + 2K₂SO₄ + 2H₂O
5NaNO₂ + 2KMnO₄ + 3H₂SO₄ = 5NaNO₃ + 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 3H₂O
2FeSO₄ + 2KNO₂ + 2H₂SO₄ = Fe₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + 2NO + H₂O
Azot (V) oksidi- nitrat angidrid, rangsiz kristall modda, gidroskopik.
H₂O + N₂O₅ = 2HNO₃
N₂O₅ = NO + NO₂ + O₂
HNO₃ + P₂O₅ = 2HPO₃ + N₂O₅
Natriy nitrat holatida oz miqdorda havoda hosil bo’ladi.Atmosferadagi elektr razryadi paytida ham hosil bo’ladi.
Nitrat kislota va uning tuzlari.
Nitrat kislota rangsiz suyuqlik yorug’lik ta'sirida parchalanadi.
4HNO₃=2H₂O + 4NO₂ + O₂
Nitrat kislota suv bilan har qanday nisbatda aralashadi. Konsentrlangan nitrat kislota qaytarilish mahsuloti har xil bo’lishi mumkin. Nitrat kislota nodir metallardan boshqa hamma metallarni oksidlaydi.
Sn + 4HNO₃ = H₂SnO₄ + 4NO₂ + H₂O
3Cu + 8HNO₃ = 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O
4Mg + 10HNO₃ = 4Mg(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + 5H₂O
PbS + 8HNO₃ = 3PbSO₄ + 4H₂O + 8NO
3HCl + HNO₃ = 2H₂O + 2Cl₂ + NOCl
Platina ham zar suvda eriydi.
3Pt + 4HNO₃ + 4HCl= 3PtCl₄ + 4NO + 8H₂O
Kaliy nitratga olitingugurt va uglerod qo’shilsa, qora porox hosil bo’ladi.
2KNO₃ + S + C = K₂S + N₂ + 3CO₂ +169 kkal
Og’ir metallar nitratlarining va ishqoriy metallar nitratlarining parchalanishi:
2KNO₂ = 2KNO₂ + O₂
2Zn(NO₃)₂= 2ZnO + 4NO₂ + O₂
2AgNO₃= Ag + 2NO₂ + O₂
Hg(NO₃)₂= Hg + 2NO₂ + O₂
Nitrat kislotasining sanoatda olinishi: Oldingi paytda nitrat kislotasi chili selitrasidan olinar edi.
NaNO₃ + H₂SO₄= NaHSO₄ + HNO₃
Hozirgi paytda ammiakni yoki azotni oksidlab NO ga aylantiriladi. NO dan NO₂ va so’ngra nitrat kislota olinadi.
N₂ + O₂ = 2NO
2NO + O₂ = 2NO₂
2NO₂ + H₂O= HNO₃ + HNO₂
3HNO₃ = HNO₃ + H₂O + 2NO
Hozirgi paytda konsentrlangan nitrat kislota N₂O₄ va O₂ dan 50 atmosfera bosimda 75ºC da olinadi.
2NO₂ + O₂ + 2H₂O = 4HNO₃
Azot birikmalarining tibbiyotda ishlatilishi. Azotning barcha birikmalari zaharli. Bularning ichida natriy nitrit stenokadiya va tomirlarni kengaytiruvchi modda sifatida ishlatiladi.
Gidroksilamin.
Gidroksilamin: NH₂OH - rangsiz kristall modda.
Т_s= +34ºC, Т_q= 56,3ºC, d=1.35
Oksidlanish darajasi -1. Qaytaruvchi. Gidroksilamin sulfatini gidroliz qilib olinadi.
HO-NH-SO₃-H + HOH = NH₂OH + H₂SO₄
Nitrat kislotani Pb yoki Hg elektrodlari bo’lganda elektroliz qilib olinadi.
HNO₃ + 3H₂= NH₂OH + 2H₂O
NH₂OH + HCl= NH₃OHCl
Azotning vodorodli birikmalarini tibbiyotda ishlatilishi.
Ammoniy xlorid tibbiyotda yurak xastaligida simobli diuretiklarning ta'sirini kuchaitirish uchun ishlatiladi. NH₄HCO₃ non mahsulotlari va pechenyelar tayyorlashda ishlatiladi. NH₄OH nashatir spirti nomi bilan tibbiyotda ishlatiladi.