O‘ZBEKISTON RESPUBLIKASI
OLIY VA O‘RTA MAXSUS TA’LIM VAZIRLIGI
TERMIZ DAVLAT UNIVERSITETI
TEXNIKA VA KASBIY TA’LIM FAKULTETI
UMUMIY KIMYo KAFEDRASI
«Mis (II) ning to‘rtlamchi azot va fosfor birikmalari asosida sintez qilingan binar ekstragentlari bilan ekstraksiyasi va uni murakkab aralashmalardan ajratish»
mavzusidagi
BITIRUV MALAKAVIY IShI
Bajardi: 5440400-kimyo ta’lim yo‘nalishi bitiruvchisi Rasulov A.A.
_____________________
Ilmiy rahbar:
prof. To‘raev X.X.
_____________________
Bitiruv malakaviy ishi kafedradan dastlabki himoyadan o‘tdi.
___________sonli bayonnoma «____» ________________2013 yil.
Termiz-2013 y.
M U N D A R I J A
|
Kirish.............................................................................
|
4
|
I.
|
Adabiyotlar tahlili..................................................
|
10
|
I.1.
|
Mis (II) ning birikmalari va ularni ajratish usullari....................................................................
|
10
|
I.2.
|
Ekstraksiya usulining umumiy tavsifi...................
|
19
|
I.3.
|
Binar ekstragentlar va ularning ishlatilishi........
|
30
|
II.
|
Tadqiqot ob’ekti va usullari................................
|
35
|
II.1.
|
Kerakli reaktivlar va analiz usullari, qurilmalar................................................................
|
35
|
II.2.
|
Tetraetilammoniy diizobutilditiofosfat sintezi.......................................................................
|
36
|
II.3.
|
Mis (II) ni tarkibida temir (II), rux (II), nikel (II), qo‘rg‘oshin (II) va kobalt (II) bo‘lgan aralashmalardan ajratish...........................................
|
41
|
III.
|
Asosiy qism..............................................................
|
43
|
III.1.
|
Sintez qilingan ekstragent ekstraksion xossalarining donor atom va erituvchi tabiatiga bog‘liqligi.................................................................
|
43
|
III.2.
|
Mis (II) binar ekstraksiyasining miqdoriy tavsifi......................................................................
|
50
|
IV.
|
Xulosalar..................................................................
|
52
|
V.
|
Foydalanilgan adabiyotlar ro‘yxati......................
|
53
|
Kirish.
Mavzuning dolzarbligi. Prezidentimiz I.A. Karimov “Buyuk kelajak sari” asarida mamlakatimiz yer osti boyliklarini zahiralari ko‘rsatib o‘tilgan. O‘zbekistonda 2,7 mingdan ortiq turli foydali qazilmalar va ma’dan bo‘lgan istiqbolli joylar aniqlangan. Ular yuzga yaqin mineral xom-ashyo turlarini o‘z ichiga oladi. Oltin zahiralari bo‘yicha respublikamiz dunyoda 4-o‘rinda uni qazib olish bo‘yicha 7-o‘rinda, mis zahirasi bo‘yicha 10-11 o‘rinda, uran zahirasi bo‘icha 7-8 o‘rinda. Shuningdek hozirgi kunda 4 ta qimmatbaho metall konlari respublikamiz hududida qidirib topilgan [1].
Respublikamiz tabiiy resurslarga boy bo‘lib, ulardan maqsadli ravishda samarali foydalanish hamma vaqt ham dolzarb bo‘lib kelgan. Mamlakat iqtisodiyotining tayanchi bo‘lgan eksportning bir qismini kimyo sanoati mahsulotlari tashkil etadi. Shunday ekan, mahalliy xom-ashyolar asosida ehtiyojga ega bo‘lgan kimyo sanoati mahsulotlarini ishlab chiqarish va yangi turdosh yuqori qo‘shimcha qiymatga ega bo‘lgan mahsulotlar yaratish bugungi kunning muhim vazifasidir. Jumladan, Prezidentimiz I.A.Karimovning «Jahon moliyaviy - iqtisodiy inqirozi, O‘zbekiston sharoitida uni bartaraf etishning yo‘llari va choralari» nomli asarida ta’kidlanganidek jahon bozorida talabning pasayib borishi oqibatida O‘zbekiston eksport qiladigan qimmatbaho va rangli metallar, paxta, uran, neft maxsulotlari, mineral o‘g‘itlar va boshqa maxsulotlarning narxi tushib bormoqda. Bu esa, o‘z navbatida, xo‘jalik yurituvchi sub’ektlar va investorlarning eksportdan oladigan tushumlari kamayishiga olib keladi.
Jahon moliyaviy inqirozining ta’sirini kamaytirish va uning oqibatlarini bartaraf etish uchun bizda barcha zarur shart-sharoitlar mavjud. Mamlakatimizda global inqirozning oqibatlarini, bugungi va ertangi kutiladigan ta’sirini hisobga olgan holda, qat’iy, har tomonlama o‘ylangan keng ko‘lamli loyihalar bugun amalga oshirilmoqda.
Respublikamiz rangli va nodir metallarni qazib olish va ularga ishlov berish bo‘yicha jahonda yetakchi o‘rinda turadi [2].
Hozirgi vaqtda metallurgiya sanoatida tabiiy manbalardagi rangli va nodir metallarni aniqlash va ajratib olish hamda ularni bir — biridan ajratish asosiy muammo hisoblanadi. Tekshirilayotgan manbada nodir metallarning miqdori juda kamligi va notekis taqsimoti metallarni tahlil qilishda va ularni ajratib olishda qiyinchiliklar tug‘diradi, shuning uchun ham nodir metallar analitik kimyosida ekstraksiya usuli muhim ahamiyatga egadir. Oltin, kumush va platina metallari ekstraksiyasiga doir ilmiy ishlar soni ko‘p bo‘lishiga qaramasdan ekstraksiya yo‘li bilan metallar hosil qilgan kompleks birikmalar tuzilishi, tarkibi va barqarorligi o‘rganilgan ilmiy ishlar ancha kamdir. Shu sababli nodir metallar uchun yangi o‘ziga xos xususiyatga ega bo‘lgan ekstragentlarni sintez qilish va ularning ekstragentlik xususiyatlarni turli sharoitlarda o‘rganish hamda olingan natijalarni amaliyotga tavsiya qilish hozirgi zamon organik va analitik kimyosinining dolzarb masalasi hisoblanadi.
Murakkab ko‘p komponentli sistemalarda turli konsentratsiyali rangli va nodir metallarni ajratishda va ishlab chiqarishdagi texnik jarayonlarda ekstraksiya va ion almashinish usullaridan keng foydalaniladi. Bu usullar universalligi bilan ahamiyatlidir. Rangli va nodir metallar texnologiyasida organik reagentlar orasida asosan tarkibida azot va fosfor bo‘lgan birikmalar keng ishlatiladi.
Hozirgi vaqtda Termiz davlat universiteti professori, kimyo fanlari doktori X.X.To‘raev rahbarligida bir qator tadqiqotchi olimlar bajarilishi 2012-2016 yillarga mo‘ljallangan davlat fundamental-tadqiqot dasturlari doirasidagi F-7-28 sonli “To‘rtlamchi azot va fosfor birikmalari asosida binar ekstragentlar sintezi va ularning nodir metallar bilan koordinatsion birikmalari” mavzusidagi loyiha ustida ish olib bormoqdalar. Mazkur bitiruv malakaviy ishi shu loyiha doirasida bajarildi.
Mavzuning o‘rganilish darajasi. Binar ekstraksiya - kislotalar, tuzlar va metallar gidroksidlarining organik kislota bilan organik asoslarning tuzlarida (binar ekstragent) ekstraksiya jarayonidan iborat. Binar ekstragentlar bmlan metallar ekstraksiyasi bo‘yicha dastlabki ma’lumotlar Devis va Grinsted, M.L.Navtanovich va V.L.Xeyfes, T.Sato, S.Xanson ishlarida keltirilgan. Bu ishlardagi tadqiqotlar binar ekstragentlar sistemasida tuzlarning taqsimlanishiga turli omillar ta’sirini tushuntirishga yo‘naltirilgan. Mualliflar o‘rganilayotgan sistemalarni ekstraksion jarayonlarning yangi sinfi deb qaramadi. Ular tomonidan bajarilgan ishlarda binar reagentlarning amaliyotda qo‘llanilish imkoniyalari va ekstraksion sistemadagi umumiy qonuniyatlar ochib berilmagan. Bu sistemalar xususiyatlari bilan koordinatsion, anion almashinish va kation almashinish ekstraksiyalari xususiyatlariga o‘xshash. Shu bilan birga, binar ekstragentlar sistemasining ekstraksion muvozanatdagi farqi bilan boshqa ekstraksion sistemalardan ajralib turadi va texnologik jarayonlarni boshqarishning yangi imkoniyatlarini ochib beradi.
Ishning ilmiy va amaliy ahamiyati: tadqiqotni o‘tkazish uchun zarur bo‘lgan ilmiy adabiyotlarni to‘plab, ilmiy jihatdan umumlashtiriladi. Mavzuning o‘rganilish darajasini aniqlanadi. Binar ekstragentlarni sintez qilish metodlari, sintez qilingan yangi binar ekstragentlar yordamida rangli metallarning yangi kompleks birikmalarini olish metodlari yaratiladi, sintez qilingan xelatlar tarkibi, tuzilishi va xossalarining markaziy ionning elektron konfiguratsiyasiga va binar ekstragentlar tabiatiga bog‘liqligi atroflicha o‘rganiladi;
Ishning maqsadi: Yuqori samaradorlikka ega bo‘lgan yangi binar ekstragentlarni sintez qilib, ular orasidan Cu ga nisbatan samarador ekstragentlik xususiyatiga ega bo‘lgan organik birikmalarni aniqlash va ekstraksiyaning optimal sharoitini o‘rganishdan iborat.
Ishning vazifasi: bitiruv malakaviy ishini bajarishda qo‘yilgan maqsadga erishish uchun quyidagi vazifalar belgilab olindi:
Tadqiqotni o‘tkazish uchun zarur bo‘lgan ilmiy adabiyotlarni to‘plab, ilmiy jihatdan umumlashtirish va mavzuning o‘rganilish darajasini aniqlash.
To‘rtlamchi azot va fosfor birikmalari asosidagi binar ekstragent – tetraetilammoniydiizobutilditiofosfatni sintez qilish va uning fizik-kimyoviy xossalarini o‘rganish.
Sintez qilingan binar ekstragentning mis (II) ioniga nisbatan turli muhitda va turli tarkibli aralashmalardan ekstraksiyalash xossalarini ekstraksion-spektrofotometrik usulda o‘rganish.
Binar ekstragent sistemasida mis (II) ionining taqsimlanish doimiysiga erituvchi tabiati, muhit rN ining va metall elektron tuzilishining ta’sirini o‘rganish va ekstraksiya uchun optimal sharoitni aniqlash.
Mis (II) ionining organik fazadan reekstraksiyasi va unga turli omillar ta’sirini o‘rganish.
Olingan natijalarni statistik qayta ishlash, ish bo‘yicha xulosa va takliflar ishlab chiqish.
Tadqiqotning predmeti. Metallarning birmuncha turg‘un ichki kompleks birikmalari tarkibida ikkita donor atom bo‘lgan: azot va oltingugurt, azot va kislorod, fosfor va oltingugurt bo‘lgan reagentlar bilan xosil bo‘ladi. Rangli va nodir metallarni ekstraksiyalash va sorbsiyalash uchun ishlatiladigan tarkibida azot va fosfor bo‘lgan reagentlarning ko‘pchiligi selektiv va metallarni to‘la yutish kabi talablarga javob bermaydi. Ulardan kam qismigina mikromiqdordagi rangli metallarni ajratish uchun selektivlikka ega. Yuqoridagi vazifalarni hal qilishda rangli va nodir metallarni tarkibida azot va fosfor bo‘lgan binar ekstragentlar bilan kompleks hosil qilishini sistemali tadqiq etishga alohida e’tibor qaratilmoqda.
Tadqiqot ob’ekti. Optimal ekstraksion xususiyatli reagentlarni izlash yo‘llaridan biri o‘rinbosarlarni turli variantlarini tadqiq qilishdir. Shunga ko‘ra fosfor atomi o‘rinbosarlarida metall xalqadagi fosfor – metall va azot-metall bog‘ida elektron holatiga ko‘ra ta’sirlashish kuzatiladi. Bu o‘z navbatida birikmaning reaksion qobiliyati va xossalari flotatsiyada foydalanilayotgan ekstraksion sistemalar, sifat analizi va qo‘llaniladigan analitik reagentlarda aks etadi. Masalan, fosfor atomidagi alkoksiguruhi alkil guruhi bilan bosqichli almashinganda ditiofosfat kislotaning rangli metall rudalari tarkibidan rangli metallarni flotatsiyalashda to‘plash xususiyatining ortishi o‘rganilgan. Shundan kelib chiqib aytish mumkinki, tarkibida fosfor bo‘lgan yangi binar ekstragentlar sintezi, shuningdek rangli va nodir metallarga nisbatan selektivligi yuqori xossali, misni murakkab tarkibli ob’ektlardan ajrata oladigan reagentlar sintezi koordinatsion birikmalar kimyosi, nodir metallar kimyoviy texnologiyasining dolzarb vazifasi bo‘lib muhim ilmiy va amaliy ahamiyatga ega.
Tadqiqot usullari. To‘rtlamchi azot va fosfor birikmalari asosidagi binar ekstragent – tetraetilammoniydiizobutilditiofosfatni sintez qilish va uning fizik-kimyoviy xossalarini, mis (II) ioniga nisbatan turli muhitda va turli tarkibli aralashmalardan ekstraksiyalash xossalarini ekstraksion-spektrofotometrik usulda o‘rganish. Binar ekstragent sistemasida mis (II) ionining taqsimlanish doimiysiga erituvchi tabiati, muhit rN ining va metall elektron tuzilishining ta’sirini o‘rganish va ekstraksiya uchun optimal sharoitni aniqlash. Mis (II) ionining organik fazadan reekstraksiyasi va unga turli omillar ta’sirini o‘rganish. Olingan natijalarni statistik qayta ishlash.
Ishning aprobatsiyasi. Mavzuga oid ilmiy-tadqiqot ishlari natijalari 3 ta tezis, jumladan, «Yashil kimyo» I Respublika ilmiy amaliy konferensiyasi (Samarkand, 26-28 marta 2012 g.) ma’ruzalar to‘plamida 2 ta, universitetning talabalar ilmiy-nazariy konferensiyasi (TerDU, 23-24 aprel 2013 y.) ma’ruzalari to‘plamida 1 ta tezislar ko‘rinishida e’lon qilingan.
Ishning xajmi. Bitiruv malakaviy ishi kirish, adabiyotlar tahlili, tajribaviy qism, olingan natijalar tahlili, xulosa va adabiyotlar ro‘yxatidan iborat. Ish 55 bet, 3 ta rasm, 6 ta jadval asosida yoritilgan. Bibliografik ko‘rsatkichi 33 ta adabiyotni o‘z ichiga oladi.
I. Adabiyotlar tahlili
I. 1. Mis (II) ning birikmalari va ularni ajratish usullari
Mis, belgisi - Cu (“Cuprum” lotincha Kipr orolining ismidan olingan), davriy sistemaning I guruh kimyoviy elementi, Cu (lot. Cuprum), tartib raqami 29, atom massasi 63,546, zichligi 8,920 g/sm3, tsuyuq= 10830C; tqayn=25730C; qizil rangli kubik kritsallik metall, issiqlik va elektr o‘tkazuvchanligi katta; havoda oksidlanib qorayadi, nam havoda gidroksikarbonat hosil bo‘lgani uchun ko‘karadi; kislotalarda va ammiakda erib, tuzlar hosil qiladi. Misdan kimyoviy apparaturalar (issiqlik almashgichlar, muzlatkichlar, plazmatron detallari va boshqalar) tayyorlanadi. 30% dan ortiq mis sanoatda mis qotishmalari sifatida ishlatiladi [3].
Minerallari. Asosiy minerallari xalkozin – Cu2S, xalkopirit – CuFeS2, kuprit– Cu2O va malaxit – Cu2[CO3]2[OH]2 lardir. Tabiatda sof metall holida va oltingugurt (sulfidlar) hamda kislorod bilan birikma holida uchraydi. 250 dan ortiq minerallari mavjud.
Xalkozin - Cu2S. Mineralning nomi grekcha “xalkos” –mis so‘zidan olingan. Uning sinonimi: mis yaltirog‘i. Xalkozinning kimyoviy tarkibida Cu 79,9 %, S 20,1 %. Ko‘pincha kumushda ba’zan Fe, Co, Ni, As, Auaralashmalari bo‘ladi. Xalkozinning rangi qo‘rg‘oshindek kulrangdir. Uning chizig‘i to‘q kulrang. U metall kabi yaltiraydi. Qattiqligi 2-3. Xalkozin qisman egiluvchandir. Ulanish tekisligi {110} bo‘yicha mukammal emas. Solishtirma og‘irligi 5,5-5,8. U elektrni yaxshi o‘tkazadi.
Diagnostik belgilari. Xalkozin qo‘rg‘oshindek kulrangliligi, kichik qattiqligi, egiluvchanligi bilan xarakterlidir (pichoq uchi bilan chizganda yaltiroq chiziq qoladi, bu bilan o‘ziga juda o‘xshab ketadigan aynama rudalardan farq qiladi). HNO3 dagi eritmasi yashil rangga kiradi. Xalkozinning mis minerallari ko‘pincha bornit bilan bir assotsiatsiyada topilishi ham xarakterlidir.
U dahandam alangasida eriydi, alangani havorang tusga kiritadi. Ko‘mir ustida soda bilan qizdirib, sof mis sharchasi olinadi. Xalkozin kislotalarda, ayniqsa,
HNO3 da oson eriydi va olningugurt ajralib chiqadi.
Misli eritmalardan tarkibida organik qoldiqlari bo‘lgan jinslar orasida organik qoldiqning asosan yog‘ochlarning hamma tuzilish detallarini saqlagani holda psevdomorfoz shaklida hosil bo‘lgan xalkozin ham ma’lum. Xalkozin kislorodli nurash zonasida turg‘un emas, parchalanib kuprit
(Cu2O) malaxit, azurit kabi misning boshqa kislorodli birikmalariga aylanadi.
To‘liq oksidlanish sodir bo‘lmagan hollarda quyidagi reaksiya bo‘yicha xalkozin hisobiga sof tug‘ma mis paydo bo‘ladi:
Cu2S+2O2=CuSO4+Cu
Amaliy ahamiyati. Xalkozin misga eng boy sulfid bo‘lib, mis sanoati uchun xalkozin rudasi sulfid konlarining har qanday rudalaridan ko‘ra ko‘proq ahamiyatga ega. Hozirgi vaqtda butun dunyoda qazib olinayotgan misning ko‘p qismi mana shu xalkozin rudalariga to‘g‘ri keladi.
Xalkopirit– CuFeS2. Grekcha “xalkos” –mis, “piros” –o‘t (olov) demakdir. Sinonimi: mis kolchedani. Kimyoviy tarkibi: Cu 34,57%, Fe 30,54%, S 34,9%. Xalkopiritni kimyoviy analiz qilganda ham shunga yaqin natijalar olinadi. Ba’zan juda oz miqdorda Ag, Auva boshqalar aralashmasi bo‘ladi. Xalkopiritning rangi jez – sariq, to‘q sariq yoki ola-bula bo‘lib tovlanadi. Chizig‘i yashilroq-qora. U shaffof emas. Metall kabi kuchli yaltiraydi. Qattiqligi 3-4. Xalkopirit ancha mo‘rt. Ulanish tekisligi {101} bo‘yicha mukammal emas. Solishtirma og‘irligi 4,1-4,3. Mis asosan Olmaliq shahridagi Qolmoqir konida xalkopirit va xalkozin minerallari tarkibida uchraydi.
Diagnostik belgilari. Piritdan butunlay boshqacha rangi, qattiqligi kabi o‘ziga xos belgilariga qarab oson aniqlanadi. Piritning singan joylari ham xalkopirit rangiga o‘xshab tovlanadi. Xalkopirit dahandam alangasida charsillab, yorilib-yorilib ketadi va erib magnit tortadigan sharchaga aylanadi. Soda bilan qo‘shib ko‘mir ustida qizdirilganda undan sof mis sharchasi ajraladi. Yopiq naychada oltingugurt uchib chiqadi. HNO3 da asta-sekin parchalanib oltingugurt ajraladi.
Bornit – Cu5FeS4. Sinonimi: ola mis rudasi. U tabiiy sharoitlarda xalkopirit bilan cheklangan qattiq eritma hosil qiladi. Bu harorat pasayishi bilan parchalanib ketadi. Bornitning kimyoviy tarkibi turg‘un emas. Cu5FeS4 kimyoviy formulasiga muvofiq nazariy jihatdan u quyidagicha bo‘lishi kerak: Cu - 63,3%, Fe -11,2%, S - 25,5 %.Lekin bu shu mineral tarkibida xalkopirit bilan xalkozinni qattiq eritma holida saqlab turish kabi qobiliyatga ega bo‘lgani uchun ancha o‘zgaruvchandir. Bornitning rangi yangi singan joylarida to‘q mis-qizil, ola-bula (ko‘pincha zangor) bo‘lib tovlanib turadi. Uning chizig‘i kul rang-qora. U shaffof emas. U yarim metall kabi yaltiraydi. Qattiqligi 3. Bornit ancha mo‘rt. Ulanish tekisligi amalda ko‘rinmaydi. Solishtirma og‘irligi 4,9-5,0. Bornit elekrt o‘tkazish xususiyatiga ega.
Diagnostik belgilari. Bornit rangiga, ola-bula zangor bo‘lib tovlanishiga va kichik qattiqligiga qarab oson aniqlanadi. Ochiq zangor tovlanishiga qarab uni kovellin deb o‘ylash mumkin.
Bornit dahandam alangasida erib, magnit tortadigan sharcha hosil qiladi; ko‘mir ustida soda bilan qo‘shib qizdirilganda undan sof mis sharchasi ajraladi. U HNO3 da parchalanadi va olningugurt ajralib kislota yuziga chiqadi.
Kubanit– CuFe2S3. Rombik singoniyada kristallanadi. Kimyoviy tarkibi: Cu 22-24%, Fe 40-42 %, S -34-35%. Uning rangi bronza sariq bo‘lib, pirotenning rangiga juda ham o‘xshab ketadi. U metal kabi yaltiraydi. Qattiqligi 3,5. Ulanish tekisligi yo‘q. Solishtirma og‘irligi 4,03-4,18. Kuchli magnit tortishish xususiyatiga ega.
Kubanit xalkopirit bilan paragenetik mahkam bog‘langan. Ko‘pincha bornit qattiq eritmalarning parchalanish mahsuloti bo‘lib, xalkopirit orasida mikroskopda ko‘rish mumkin bo‘lgan mayda plastinkachalar holida uchraydi. Birinchi marta kubanit Minas-Jereyjda (Braziliya) Morro-Velo oltin rudali kvars tomirlarida topilgan edi.
Kovellin-CuS yoki Cu2S·CuS2. Mineral italyan mineralshunosi Kovelli nomi bilan atalgan. Sinonimi: mis zangorisi. Kimyoviy tarkibi Cu 66,5%, S 33,5%. Kimyoviy tekshirishlar Fe, kamroq Se, Ag va Pb aralashmasi borligini ko‘rsatadi.
Agregatlari. Kovellin ko‘pincha och zangor rangli yupqa po‘st yoki ko‘kimtir-qora ragnli kukun va qurum kabi massalar bo‘lib topiladi. Kovellin rangi zangor. Uning chizig‘i kulrang ham qoradir. U shaffof emas. Kovellinning juda yupqa varaqchalari yashil bo‘lib, nur o‘tkazadi. U metaldek yaltiraydi. Qattiqligi 1,5-2. Kovellin mo‘rtdir. Uning yupqa plastinkachalari qisman egiluvchan. Ulanish tekisligi {0001} bo‘yicha mukammal. Solishtirma og‘rligi 4,59-4,67.
Diagnostik belgilari. Kovellin ochiq zangor rangi, kichik qattiqligi va mis sulfidlari bilan bir assotsiyatsiyada topilishiga qarab oson bilinadi.
Kuprit-Cu2O. Mineralning nomi lotincha “cuprum” – mis so‘zidan kelib chiqqan. Sinonimi: qizil mis rudasi. G‘ishtsimon mis rudasi (tarkibida temir gidroksidlari aralashmasi bor) va qatronsimon mis rudasi (tarkibida kremnozyom va temir gidroksidlari aralashmasi bor) haqiqatda kaloidal mineral aralashmalardan iborat. Kimyoviy tarkibi Cu 88,8%. Ko‘pincha mexanik aralashmalar sifatida sof tug‘ma mis borligi, yashirin kristallangan xillari tarkibida esa Fe2O3 va H2O borligi aniqlangan.
Kupritning rangi qizil, qo‘rg‘oshin - kulranglari mayin. Chizig‘i jigarrang - qizil yoki qo‘ng‘ir - qizil. Kristallari singan joylarida olmosga yoki yarim metallga o‘xshab yaltiraydi. Kupritning yupqa bo‘laklari yarim shaffof bo‘ladi. Qattiqligi 3,5-4. Ulanish tekisligi {111} bo‘yicha aniq. Solishtirma og‘rligi 5,85-6,15.
Diagnostik belgilari. Xarakterli xususiyatlari quyidagilardir: olmosdek yaltiraydi. Qizil chiziq beradi, ayniqsa, sof tug‘ma mis, ba’zan misning ikkilamchi minerallari – malaxit, azurit va boshqalar bilan bir paragenezisda topiladi. Kuprit deyarli faqat mis konlarining ikkilamchi sulfidli boyish zonasida (grunt suvlari sathidan pastda) keng tarqalgan xalkozin, goho bornit rudalarining oksidlanishi natijasida ekzogen jarayonlarda paydo bo‘ladi. U asosan, ma’lum sabablarga ko‘ra (jumladan, eroziya bazisining pasayishi natijasida) grunt suvlari sathi pasayib, avval paydo bo‘lgan xalkozinga boy zona oksidlanish doirasiga tushib qolgan paytlardagina kuprit ko‘p tarqaladi. Xalkozinning oksidlanish jarayoni ajralib chiqqan sulfat kislotaning suvda erishi natijasida quyidagi reaksiya bo‘yicha ro‘y beradi:
Cu2S+2O2+H2O →Cu2O+H2SO4
Bu reaksiya uchun kislorod yetishmagan holda Cu2O o‘rnida yoki u bilan birga sof tug‘ma mis yuzaga kelishi mumkin [4].
Tenorit– CuO. Cu 79,9%, C 20,1%. Sinonimi: melakonit (massiv-yaxlit xili). Singoniyasi monoklin. Juda kam uchraydi. Odatda, mayda tangachasimon agregatlar holida uchraydi. Rangi qora yoki kulrang-qora. Chizig‘i kulrang - qora. Yaltirashi yarim metallga o‘xshaydi. Jilolangan shliflarda kuchli anizotrop tusda ko‘rinadi. Qattiqligi 3,5 ga teng. Mo‘rt. Solishtirma og‘irligi 5,8-6,4.
Malaxit– Cu2[CO3][OH]2 yoki CuCO3·Cu[OH]2. Grekcha “malaxe ”- gulxayri demakdir. Shu o‘simlik rangiga o‘xshaganligi uchun shunday nom berilgan. Kimyoviy tarkibi CuO 71,9% (Cu 57,4%), CO2 19,9%, H2O 8,2%. Juda kam miqdorda CaO, Fe2O3,SiO2 va boshqalar borligi ham aniqlanadi. Malaxitning rangi yashil. Chizig‘i och yashil. Yaltirashi shishadek, olmosdek, tolasimon xillarida ipakdek. Qattiqligi 3,5-4. Mo‘rt mineral. Ulanish tekisligi {201} bo‘yicha mukammal, {010} bo‘yicha o‘rtacha. Solishtirma og‘rligi 3,9-4,0.
Diagnostik belgilari. O‘ziga xos yashil rangiga, ko‘pincha, oqiq shaklda bo‘lishiga va tolalarning radiak shu’la kabi tuzilishiga qarab oson bilinadi. O‘ziga birmuncha o‘xshab ketadigan xrizokolla (mis gidrosilikati) dan fosforkalsitdan (mis fosfati) va boshqa misning yashil rangli minerallaridan xlorid kislotada o‘zgarishiga qarab ajratiladi.
Malaxit faqat mis sulfidi konlarining oksidlanish zonasida paydo bo‘ladi; ayniqsa, agar ular ohaktoshlar orasida yotgan bo‘lsa yoki birlamchi rudalar tarkibida karbonatlar ko‘p bo‘lsa, uning paydo bo‘lishi uchun qulay sharoit vujudga keladi. Oksidlangan mis rudalarida eng ko‘p tarqalgan mineral hisoblanadi.
Amaliy ahamiyati. Malaxitning, ba’zan, katta massalar holida topiladigan oqish shakldagi xillari har xil bezak ishlarida qo‘llaniladi va hashamdor buyumlar – guldonlar, qutichalar, stollar ishlanadi. Malaxitning mayda kukunlari bo‘yoq tayyorlash uchun ishlatiladi.
Azurit– Cu3[CO3]2.[OH]2 yoki 2CuCO3.Cu[OH]2. Nomi fransuzcha“azure”- lojuvard, havorang so‘zidan kelib chiqqan. Sinonimi: mis koki (mis lazuri). Kimyoviy tarkibi - CuO 69,2% (Cu 55,3%), CO2 25,6%, H2O 5,2%. Kristallari kimyoviy jihatdan toza. Mayda kristallar druzasi, yaxlit donador massalar, ba’zan radial shu’la kabi tuzilgan agregatlar va tuproqsimon holatda topiladi. Azuritning rangi to‘q ko‘k, tuproqsimon massalari havorang. Chizig‘i havorang. Yaltirashi shisha kabi. Qattiqligi 3,5-4. Ulanish tekisligi {001} bo‘yicha mukammal, {100} bo‘yicha mukammal emas. Solishtirma og‘irligi 3,7-3,9.
Diagnostik belgilari. O‘ziga xos ko‘k rangiga va malaxit ham misning boshqa kislorodli birikmalari bilan bir assotsiatsiyada topilishiga qarab osonlikcha bilinadi.
Amaliy ahamiyati. Misning boshqa kislorodli birikmalari bilan birga metallurgiya pechlarida mis eritish uchun ishlatiladi. Toza azurit agar kattaroq massalar bo‘lib topilsa, ko‘k bo‘yoq tayyorlash uchun ishlatiladi.
Feruza– CuAl6[PO4]4[OH]8· 5H2O. Sinonimi: kallait (feruzaning qadimiy nomi). Temirga boy (Fe2O3 20-21%)xili rashleit deb atalgan. Kimyoviy tarkibi – CuO 9,57%, Al2O3 36,84%, P2O5 34,12%, H2O 19,47%. Bundan tashqari yana har xil aralashmalar ham bo‘ladi. Singoniyasi triklin; simmetriya ko‘rinishi pinakoidal. Ko‘pincha yashirin kristallangan massa holida buyraksimon shakllar yoki qobiq tomirchalar va noto‘g‘ri shaklli buyumlar holida tarqaladi. Feruzaning rangi havorang - ko‘k, olmadek yashil, yashilroq kulrang. Yaltirashi mum kabi. Qattiqligi 5-6. Ancha mo‘rt. Ulanish tekisligi {001} bo‘yicha mukammal, {010} bo‘yicha o‘rtacha. Singan yuzasi bir oz chig‘anoq sirtiga o‘xshab ketadi. Solishtirma og‘irligi 2,60-2,83.
Diagnostik belgilari. Rangi va mum kabi yaltirashi xarakterlidir. Lekin ko‘p paytlarda o‘ziga o‘xshagan xrizokolla bilan misning boshqa minerallaridan ajratish uchun kimyoviy reaksiyalar o‘tkazish lozim. Feruza nurash sharoitlarida yer yuzidagi misli eritmalarning glinozem (dala shpatlarida va boshqalarda) bilan fosforga (apatit va boshqa birikmalardagi) boy bo‘lgan tog‘ jinslariga ta’sir etishidan, ko‘pincha limonit bilan birga hosil bo‘ladi. Feruzaning hayvonlarning qazilma suyagi va tishi hisobiga paydo bo‘lgan hollari ham ma’lum (“suyak feruza” yoki odontolit).
Yeng yaxshi feruza bir necha yuz yillar davomida Madan konidan (Yerondagi Nishopur shahri yaqinida) chiqarilar edi. Bu yerda u limonit bilan birga nurab ketgan magmatik jinslar – traxitlar orasida noto‘g‘ri shaklli buyumlar va yupqa tomirchalar bo‘lib yuzaga keladi. Feruza qimmatbaho tosh sifatida bu yerdan Turkiya orqali Yevropaga yuborilar edi. Bundan tashqari Vadi-Magara (Sinay yarim orolida) va Qora Tepa (Samarqanddan janubda) kabi konlari bor.
Feruzaning rangi chiroyli (havorang-ko‘k), uning xillaridan bezak buyumlari tayyorlanadi.
Xrizokolla– CuSiO3·nH2O, n =2 ga yaqin. Grekcha “xrizos”-oltin, “kolla” -yelim demakdir. Kimyoviy tarkibi o‘zgaruvchan. Tarkibida ko’pincha Al2O3 17%gacha (pilarit), Fe2O3 7% gacha, P2O3 7-9 % (demidovit) aralashmalari bo‘ladi. Singoniyasi ma’lum emas. Xrizokolla, ko‘pincha, tipik kolloiddan iborat bo‘ladi. Sirti oqiq, ba’zan kovak po‘stloq shaklida bo‘lgan ovalsimon, shuningdek, tuproqsimon buyumlar holida uchraydi [5].
Xrizokollaning rangi havorang, yashil yoki ko‘k, qo‘ng‘ir (temir gidroksidlari aralashmasi bo‘lganligidan) va hattoki qora tovlanadi. Birmuncha toza xillarining chizig‘i yashil-oq. Opalga o‘xshash xillari shishadek yaltiraydi, ba’zan mumsimon xira.
Qattiqligi 2, ba’zan 4 bo‘ladi. Notekis, chig‘anoqsimon yuzalar bo‘yicha sinadi. Solishtirma og‘irligi 2,0-2,3. Tarkibidagi suvning bir qismi 1100 gacha qizdirganda, qolgan qismi ancha yuqori haroratda ajralib chiqadi.
Diagnostik belgilari. Kollomorf massa bo‘lishiga, havorang-yashil tusiga va ortiqcha qattiq emasligiga qarab bilinadi. Dahandam alangasida erimaydi, alanga yashil rangga kiradi. Kolbada osonlikcha suvi ajralib, qorayib qoladi. Kislotalarda parchalanadi va kukun holatida bo‘lgan kremnozyom ajraladi. Xrizokolla mis konlarining oksidlanish zonasi uchun xos tipik mineral bo‘lib, quruq issiq iqlimli joylarda keng tarqalgan. Xrizokollaning malaxit, azurit, atakamit, libetenit, serustit, kalsit va boshqa minerallar o‘rnida paydo bo‘lgan psevdomorfozlari topilgan. Xrizokollaning sekin-asta tarkibida suvi ozroq bo‘lgan mis silikatiga (plansheitga) aylana borishi ham aniqlangan.
Ishlatilishi. Misli qotishma va turli birikmalari 50 dan ortiq mahsulotlarni o‘z ichiga oladi. Jami ishlab chiqarishda misning 40% turli mis qotishmalaridan foydalaniladi. Mis va ruxdan tayyorlangan latundan har xil mislar, quvur, soatlar mexanizmi va detallari tayyorlansa, mis va qalay qotishmalaridan tayyorlangan bronzadan esa turli podshipniklar, halqalar va yuqori quvvatli transportning detallari tayyorlanadi. Elektrotexnikada elektr simlari tayyorlash uchun, metallurgiyada turli qotishmalar tayyorlash uchun va katalizator sifatida ishlatiladi; mis birikmalari qishloq xo‘jaligi zararkunandalariga qarshi kurashda, mineral bo‘yoqlar sanoatida va boshqa maqsadlarda ishlatiladi. Mis elektr va issiqlik o‘tkazuvchanligining yuqoriligi, elastikligi va korroziyabardoshligi uning qaysi sohalarda ishlatilishini belgilab beradi. Qazib olinadigan misning taxminan 50%i elektrotexnika sanoati ehtiyojlari uchun ishlatiladi. Aluminiyli mis bronzalaridan asosan yuqori zangdan saqlovchi xususiyatga ega bo‘lgan aviatsiya dvigatellarida, quvur va boshqa sohalarda qo‘llaniladi. Shuningdek, nikel va ruxli mis aralashmasidan tayyorlangan melxlor qotishmasi uy-ro‘zg‘or buyumlari tayyorlashda, tibbiyotda jarrohlik asboblarini yasashda keng qo‘llaniladi. Marganes, nikelli mis birikmalari – nikelin va marganes kabi elektr qarshiligi yuqori bo‘lgan qotishmalar elektrotexnikada ishlatiladi.
Qotishmalari tarkibida qalay, rux, aluminiy, qo‘rg‘oshin, nikel, marganes, temir, fosfor, kremniy va boshqa elementlar bo‘lgan mis asosidagi qotishmalardir. Mis qotishmalari latun, bronza va mis-nikel qotishmalarga bo‘linadi. Legirlovchi komponentlariga ko‘ra mis qotishmalari yuqori elektr o‘tkazuvchanlikka va issiqlik o‘tkazuvchanlikka ega bo‘lishi, plastik va mustahkam, antifraksion va korroziyabardosh bo‘lishi mumkin. Mis keyingi paytlarda tarkibida oltini bor qotishma sifatida ham keng qo‘llanilmoqda. Unda mis 85%, rux 12%, qalay 2% va oltin 1% bo‘lib, ko‘pgina oltinli qotishmalar xalq xo‘jaligining turli tarmoqlarida ishlatilmoqda. Neyzilber (65% mis), konstantan (59% mis), melxlor (68% mis), oddiy bronza (90% mis), oddiy latun (60-70% mis) kabi qotishmalari ko‘pchilikka yaxshi tanish.
Texnologiyasi. Konlarda 0,3-1% gacha misli ruda flotatsiya usuli bilan boyitilib, misli boyitma olinadi
(Cu - 16-25%). Mayda, kukunli boyitma shteyn olish uchun 1275-13500C haroratli pechlarda eritiladi. Nokerak tog‘ jinslari toshqolga o‘tib, alohida joyda saqlashga jo‘natilsa, suyuq holdagi shteyn (Cu - 26-40%) yuqori bosim ostida havo yordamida konvertorlanadi. Tarkibidagi temir va nokerak ikkilamchi elementlar toshqolga o‘tadi. Olingan xomaki mis yuqori haroratda (1250-12750C) olovli tozalanadi, so‘ng qoliplarga quyililadi. O‘zbekistonda faqat Olmaliq tog‘ hududlari bo‘lmish Sariqcho‘qqi va Qalmoqqir konlaridan misli ruda ochiq usulda qazib olinib, mis eritish zavodida toza sof holda ajratib olinib, suvda sovutiladi va elektroliz usuli bilan sof 99,99% toza mis katodlari olinadi [6].
I.2. Ekstraksiya usulining umumiy tavsifi
Ma’lumki, analizda va amaliyotda moddalar va elementlar aralashmasini ajratishda, juda kam miqdordagi elementlar va moddalarni konsentrlashda ekstraksiya metodi keng ko‘lamda qo‘llaniladi.
Ekstraksiya bu- eritilgan dastlabki moddani bir suyuq fazadan ikkinchi suyuq fazaga o‘tkazish jarayoni bo‘lib, unda organik faza bilan suvli faza o‘zaro aralashmaydi. Ekstraksiya moddalarni ajratishni eng asosiy metodidan biri bo‘lib, analitik kimyoda muhim ahamiyatga egadir. Analizning eng asosiy vazifasidan biri – elementlarning (moddalarning) eng kam miqdorlari (mikromiqdorlari) ni ham aniqlashdir. Ko‘pincha – bu kam miqdor aniqlash chegarasidan ham kichik bo‘ladi. Shuning uchun ham elementlarning (moddalarning) miqdorlari juda kam bo‘lganda ularni aniqlashdan oldin konsentrlash kerak bo‘ladi. Ekstraksion konsentrlashda moddalar konsentratsiyasini oshishi katta hajmdagi organik eritmaga o‘tishiga asoslangan [7].
Shuningdek, ekstraksiya metodi – analiz qilinayotgan materialning asosiy komponentlarini ajratishda ham juda effektiv metoddir. Bu yo‘nalishda ekstraksiya cho‘ktirish metodiga nisbatan muhim ustunlikka ham egadir. Ya’ni moddalarni qattiq fazaga o‘tkazish juda oson. Ekstraksiyada har ikkala faza o‘rtasidagi ajratuvchi bo‘lak unchalik katta emas. Cho‘ktirish metodida esa bu ajratuvchi bo‘lak ancha katta ya’ni, cho‘kma hosil bo‘lganligini oson bilish mumkin. Ma’lumki, o‘zaro erimaydigan ikki suyuqlik va ular o‘rtasida tarqalgan aniqlanayotgan komponent ekstraksion sistemani tashkil qiladi. Ekstraksion sistemalarning 2 tipi mavjud:
Organik faza- tarqalgan komponent- suvli faza;
Organik faza- tarqalgan komponent- organik faza.
Tarqalgan (ajratilayotgan, aniqlanayotgan, konsentrlanayotgan) komponentlar sifatida –organik, anorganik moddalar va kompleks birikmalar bo‘lishi mumkin. Shunday qilib, ekstraksiya jarayonida 2 ta suyuq faza :
Ekstragent
Dastlabki eritma qatnashadi.
Ekstraksiyadan keyin olinadigan fazalar ektrakt va rafinat deyiladi.
Ekstraksiyada moddalar quyidagi maqsadlarga yetkaziladi:
Dastlabki eritmadan moddani to‘liq ajratish;
Dastlabki eritmadagi moddalarni bir-biridan ajratish va ularni toza holda olish;
Ajratilayotgan moddalarni konsentrlash.
Ekstraksiya metodining bir qancha afzalliklari mavjud bo‘lib, ular ekstraksiya jarayonini keng qo‘llash imkonini yaratadi. Ya’ni, ekstraksiyaning universalligi, oddiyligi va ekspresligidir.
Universalligi – har qanday elementni boshqa elementlardan yoki boshqa elementdan ajratish uchun ma’lum bir sharoit va ma’lum bir reagent tanlash mumkinligidir. Ularni ajratish ham juda oddiydir. Ya’ni ajratish voronkasining o‘zi kifoyadir. Moddalarning organik fazaga o‘tishi juda tez bo‘lib, 3-5 minutdir. Suvli va organik fazalarni o‘zaro aralashtirish kerak.
Ekspresligi – cho‘ktirishga nisbatan ancha tez. Ya’ni, ekstraksiya jarayonida cho‘kmalarni tindirish, ajratish va filtrlash, yuvish kabi ishlarni bajarish shart emas. Shuningdek, ekstraksiya juda yuqori selektivlikka (tanlab ta’sir etish ) ham egadir. Yuqori selektivlikka ega bo‘lish uchun – ekstraksiya jarayonini amalga oshirish uchun kerak bo‘lgan barcha shart-sharoitlar yaratilgan bo‘lishi kerak va jarayonni ko‘p martalab qaytarish imkoniyatiga ega bo‘lishi kerak: Ekstraksion jarayonlarni xalq xo‘jaligining turli soxalarida qo‘llash uchun ekstragentlarning turli – tumanligi, xilma-xilligi, assortimenti muxim axamiyatga ega.Chunki barcha ekstragentlar turli kimyoviy xossalarga ega. Shuningdek, ekstrogentlar quyidagi talablarga javob berishi kerak:
Aniqlanayotgan (tekshirilayotgan , aniqlanayotgan) moddalar (komponent) ning barchasini aniqlash imkoniyatini berishi kerak;
Ajratilayotgan komponent bo‘yicha yuqori ekstraksion sig‘imga ega bo‘lishi kerak;
Komponentni oson reektraksiya qilish imkonini yaratish kerak;
Ish jarayonida xavfsizlik ya’ni, ekstragent- zaxarli bo‘lmasligi, portlovchi bo‘lmasligi, uchuvchan bo‘lmasligi kerak;
Ekstragent saqlash uchun chidamli va kislota yoki ishqorlarga bardoshli bo‘lishi kerak . Ya’ni, ekstraksiya yoki reekstraksiya vaqtida ekstrogent gidrolizga va polimerizatsiyaga uchramasligi kerak;
Tan narxi arzon va ekstrogent defitsit bo‘lmasligi kerak;
Fazalarni bir –biridan ajratish oson bo‘lishi kerak, buning uchun esa fazalar zichliklari o‘rtasidagi farqi katta bo‘lishi kerak [8].
Ekstraksiyalash tufayli har qanday komponentning konsentratsiyasining oshirish mumkin. Konsentrlashda ekstraksion sistemada Vml xajmdagi suvli eritmadan V1 ml xajmga ega bo‘lgan organik erituvchiga modda o‘tkaziladi. Bunday sharoitda organik erituvchining xajmi ancha kichik bo‘ladi va bu jarayonda moddaning konsenntratsiyasi V/V1 martagacha oshadi. Ekstraksilash- mikrokomponentni eritmadan konsentratsiyalash nisbati 1:108 bo‘lganda ajratish imkonini beradi. Masalan : Ekstraksiyada 5 ml ekstrogent 1-2 ml 108 gr moddani ajratish imkonini beradi, ya’ni modda konsentratsiyasini 200-400 marta oshiradi. Asosiy hollarda 22- asosiy moddalardan aralashmalar ba’zi xollarda esa asosiy moddalar mikroaralashmalardan ajratiladi bu esa konsentrlash analizining 1 etapidir. Keyingi va asosiy etap- komponentlarning miqdoriy tarkibi analizining o‘ziga xos metodlar yordamida aniqlash xisoblanadi [9].
Ma’lumki, ko‘pgina organik suyuqliklar suv bilan o‘zaro aralashmaydi. Ba’zi suyuqliklarni suvga qo‘shish tufayli 2 ta qatlam xosil bo‘ladi. Agar organik suyuqliklarning zichligi suvning zichligidan katta bo‘lsa, u xolda organik suyuqlik idishning quyi qismida, mabodo organik suyuqlikning zichligi suvning zichligidan kichik bo‘lsa, u xolda organik suyuqlik idishning yuqori qismida joylashgan bo‘ladi. Masalan, tarkibida eruvchan A va V moddalar bщlgan suvli eritma o‘zaro aralashmaydigan organik suyuqlik bilan bir muncha vaqt shiddatli aralashtiriladi. Keyin esa aralashma tinguncha quyib qo‘yiladi. Agar organik erituvchining erigan moddalardan biriga bo‘lgan o‘xshashligi uning suvga bo‘lgan o‘xshashligidan katta bo‘lsa, bu modda to‘liq suvli fazadan organik fazaga o‘tadi, ya’ni bu modda ekstraksiyaga uchraydi. Suvli fazada qolgan modda esa ekstraksiyalanmaydi. Ekstraksiyalanadigan moddalar, ekstraksiyada ishlatiladigan organik suyuqliklarda yaxshi erishi kerak. Organik erituvchi tanlashda muhim bir omilga ahamiyat beriladi. Ya’ni fazalar o‘zaro aralashtirib bo‘lingach, erituvchining har bir tomchisi o‘zaro birikib, bo‘lak qavat bir qatlamni hosil qilishi kerak. Fazalarni juda ham tez ajratish uchun organik suyuqlikning zichligi suvning zichligiga nisbatan yoki nisbiy zichlik birdan ancha katta yoki kichik bo‘lishi kerak. Organik moddalar va metallar koordinatsion birikmalari ekstraksiyasi uchun og‘ir erituvchi sifatida xloroform CHCl3 (nisbiy zichligi 1,49) keng qo‘llaniladi. Bu erituvchi CCl4 ga nisbatan ko‘p ishlatiladi. Tipik yengil erituvchilar sifatida benzol C6H6 (nisbiy zichligi 0,88) va dietil efir C2H5OC2H5 (nisbiy zichligi 0,71). Ko‘pgina ekstraksion ajratishlar uchun metilizobutilketon –CH3COCH2CH(CH3)2 yaxshi erituvchi hisoblanadi. Uning nisbiy zichligi 0.80. tributilfosfat (C4H9)3PO4 ning nisbiy zichligi 0,98, suvning zichligiga yaqin bo‘lishiga qaramasdan, bu erituvchi ko‘pgina metallar kompleks birikmalari ekstraksiyasida ishlatiladi. Suvning zichligi – 0,9982 g/sm3. Fazalarni yaxshi ajratish va ekstraksiyaning selektivligini oshirish tributilfosfat ba’zan oldindan benzin yoki kerosin bilan o‘zaro aralashtiriladi.
Nima uchun ba’zi moddalar ekstraksiya jarayoni natijasida organik fazaga o‘tadi, ba’zilari esa suvli fazada qoladi? Bu savolga to‘liq javob berish qiyin. Lekin aytish kerakki, modda qaysi fazada katta barqarorlikka (turg‘unlikka ) ega bo‘lgan kimyoviy birikmalar hosil qilsa, shu fazaga o‘tadi. Sifati empirik qoidaga asosan “o‘xshashlar-o‘xshashlarda eriydi”. Natijada suv va benzol kabi erituchi o‘rtasidagi muvozanat paytida molekular organik moddalar benzolga o‘tadi, ionlashgan organik birikmalar va anorganik tuzlar asosan suvli fazada qoladi. Ba’zan ekstraksiya turli eritmaning RN ga bog‘liq bo‘ladi. Masalan: Fenolning ekstraksiyasi 2 ta muvozanatga ega ekanligi bilan ajralib turadi:
Neytral yoki kislotali eritmalarda fenol asosan molukulyar formada bo‘ladi va benzol bilan ekstratsiyaga uchraydi. Lekin kuchli ishqorli suvli eritmada fenol-fenolit ioni ko‘rinishida bo‘ladi va benzol bilan ekstraksiyaga uchramaydi.
Ekstraksion fotometrik aniqlashning miqdoriy tavsivlari. Organik suyultiruvchi fazasidagi modda konsentratsiyasining uning suvli fazadagi konsentratsiyasiga nisbati tarqalish konstantasi deyiladi va muvozanat xolatidan so‘ng yuzaga keladi:
- A moddaning organik fazadagi konsentratsiyasi
- A moddaning suvli fazadagi konsentratsiyasi
Masalan Hg Cl2 ning tarqalish fazadagi konsentratsiyasi, konstantasi va Ao –As –lar bitta moddadir.
Bu formula ion kuchi 0ga teng bo‘lganda, moddalar aktivligini ularning konsentratsiyasiga deb olinganda va aktivlik koefitsienti birga teng deb qabul qilinganda to‘g‘ridir. Boshqa xollarda, masalan: suvli faza tarkibida qandaydir begona elektrolitlar bo‘lganda
formuladagi moddalar konsentratsiyasi o‘rniga ularning aktivligini qo‘yish kerak [10].
Real sharoitlarda har ikki fazada xam modda bir xil formada bo‘lishi kam uchraydi. Masalan Hg Cl2 misolida:
Suvli eritmada HgCl2 molukulalaridan tashqari boshqa zarrachalar Hg +2 , HgCl+ bo‘lishi mumkin. Shuning uchun xam ko‘pgina ekstraksiya uchun boshqacha miqdoriy xarakteristika ya’ni, tarqalish koefitsienti qabul qilinadi.. Tarqalish koefitsienti –bu organik fazadagi umumiy konsentratsisi bo‘lgan nisbatidir. Bu asosan muvozanat xolatida xisobga olinadi lekin doim shart emas.
Yuqoridagi misolda, tajribalar ko‘rsatishicha organik fazada faqat Hg Cl2 molekulasi, suvli eritmada esa Hg Cl2 molekulasidan tashqari Hg+2, Hg Cl+ , Hg Cl3-, Hg Cl4-4 zarrachalari xam bo‘ladi.
Shuning uchun D-tarqalish koefitsienti quyidagiga teng bo‘ladi:
;
Tarqalish koefitsienti tarqalish konstantasidan farqli o‘laroq doimiy kattalik emas. Masalan: suvli eritmada xlor ioni konssentratsiyasi o‘zgarsa shunga bog‘liq xolda zarrachalarning turli farmalari o‘rtasidagi munosabat xam o‘zgaradi.Bu esa o‘z navbatida tarqalish koefitsientining kamayishi yoki oshishiga olib keladi.
Juda ko‘p xollarda amaliyotda ekstraksiya darajasi (ajratish faktori) qo‘llaniladi. Ekstraksiya darajasi R – organik fazada modda miqdorining (QA) uning xar ikkala fazadagi umumiy miqdori (QA) ga bo‘lgan nisbatidir (ma’lum bir sharoitda ).
Ekstraksiya darajasi asosan % larda fodalanadi:
ekstraksiya darajasi, ajratilish darajasi. Ekstraksiya darajasi bilan tarqalish koefitsienti o‘rtasida quyidagicha bog‘lanish mavjud:
xar ikki tenglama xam fazalar xajmi bir xil bo‘lgandagina to‘g‘ridir. Ko‘p xollarda, miqdoriy ajratish uchun ekstraksiya darajasi 99,9 % bo‘lishi yetarlidir. Ya’ni moddaning ma’lum bir oz qismi suvli eritmada qoladi, bu esa doimo amalga oshmaydi. Ko‘p paytlarda ekstraksiya darajasi 90% ga teng yoki bundan xam kam bo‘ladi. Lekin bunday xollarda 2 yoki uchlamchi ekstraksiya natijasida moddalarni to‘liq ajratish mumkin. Bu esa organik suyultiruvchiga ya’ni porsiyalarini quyish natijasida amalga oshiriladi. R= 90% ga teng bo‘lib , 10% modda suvli fazada qolgan bo‘lsin. Ekstraksiyani takrorlash natijasida 10% moddadan 9% organik fazaga o‘tadi. Bunday paytda:
Yana bir marta ekstraksiyani takrorlab, ajratish darajasini yanada oshirish mumkin shuningdek ko‘p xolda ekstraksiya jarayoni xarakteristika sifatida ekstraksiya konstantasi xam qo‘llaniladi. Ekstraksiya konstantasi Kekst-tarqalish reaksiyasining muvozanat konstantasidir. Masalan: aluminiy suv eritmasidan 8-gidroksixinolinning xloroformdagi eritmasi bilan ekstraksiyalash mumkin:
Bu reaksiyaning ekstraksiya konstantasi:
Ekstraksiya konstantasi natijalarni hisoblash uchun ishlatiladi. Har xil elementlar uchun ekstraksiya konstantasini bilgan holda, 2 ta elementni bir-biridan miqdoriy ajratish shartlarini bilish mumkin. Masalan: Fe va Al ni 8-gidroksixinolinning xloroformdagi eritmasi bilan ajratish mumkin.
Ajratish darajasi, tarqalish koeffitsienti, ekstraksiya konstantasi, tarqalish konstantasi asosan birikmalarning harakteriga, uning formasiga va organik suyultiruvchilarning tipiga bog‘liq bo‘ladi. Organik suyultiruvchilar ko‘pgina ekstraksiyalanayotgan birikmalar bilan o‘zaro ta’sirlashib, ma’lum bir barqarorlikka ega bo‘lgan birikmalar-solvatlar hosil qiladi. Solvatlar hosil bo‘lishi ekstraksiya jarayonini osonlashtiradi va moddalarning to‘liqroq organik fazaga o‘tishiga olib keladi. Suyultiruvchilar: inert va aktiv suyultiruvchilar mavjud. Inert suyultiruvchilar ekstraksiyalanayotgan moddalar bilan umuman solvatlar xosil qilmaydi yoki ularning solvatlar xosil qilish xossalari juda xam zaif bo‘ladi. Inert suyultiruvchilar: benzol, toluol C Cl4, CHCl3, nitrobenzol, C6H5NO2, xolrbenzol - C6H5Cl.
Aktiv suyultiruvchilar: spirtlar (butanol- C2H5OC2H5) ketonlar, murakkab efirlar, tributilfosfat (C4H9)3PO4 [11].
Moddalarning solvatlar hosil qilish xossalari asosan-suyultiruvchilar kislorod atomlari va ekstraksiyalanayotgan birikmalar vodorod atomlari orasida vodorod bog‘lanishning hosil bo‘lishi bilan ifodalanadi va tushuntiriladi.. Amaliyotda asosan suyultiruvchilarning zichligi muhim ahamiyatga ega og‘ir va yengil erituvchilar (suyultiruvchilar) .
Og‘ir ---------- CCl4, CHCl3 -----1.59—1.49
Yengil ---------C6C6 , C2H5OC2H5----0.88----0.71
Ekstraksiya uchun og‘ir suyultiruvchilar keng qo‘llaniladi. Ular eritma qatlamidan pastda bo‘ladi. Shuning uchun ham ekstraktni suvli eritmadan ajratish oson. Bu esa ekstraksiyani takrorlashda muhimdir. Shuningdek, og‘ir erituvchilar (suyultiruvchilar) suvli eritma qatlami ostida bo‘lganligi uchun kam bug‘lanadi va atmosferani o‘z bug‘lari bilan ifloslamaydi, insonga ta’sir etmaydi [12].
Ekstraksion konsentrlashning turlari. Umuman analiz ajratish va konsentrlash uchun ko‘pincha bir xil metodlar qo‘llaniladi: ekstraksiya, cho‘ktirish, sorbsion, kristalizatsion, elektrokimyoviy va distilyatsion metodlar, sublimatsiya, flotatsion kabilar ishlatiladi. Biz shu metodlardan ekstraksion konsentrlashni ya’ni ekstraksiya metodi tufayli konsentrlashni ko‘ramiz.
Ekstraksion konsentrlashning quyidagi turlari mavjud:
Nisbiy konsentrlash;
Absolyut konsentrlash;
Gruppali konsentrlash;
Tanlab (individual) konsentrlash;
Ketma- ket konsentrlash;
1) Nisbiy konsentrlash- bu shunday jarayonki, bu jarayon natijasida mikrokomponentlar bilan asosiy halaqit beruvchi makrokomponentlar o‘rtasidagi nisbat keskin oshadi. Halaqit beruvchi makrokomponentlarga erituvchilar kirmaydi. Nisbiy konsentrlash ajratishning bir varianti deb ham qarash mumkin. Ya’ni komponentlarning dastlabki konsentratsiyasini juda yaxshi bilish mumkin. Nisbiy konsentrlashning asosiy maqsadi – analizga u yoki bu sabablarga ko‘ra halaqit beruvchi elementlar kerakli kollektorga almashtirishdir. Masalan: galliy arsenidi tarkibidagi mis va rux miqdorini aniqlash uchun, avval u tarkibida aktiv kislorod bo‘lgan erituvchilar bilan ekstraksiya qilinadi va natijada halaqit beruvchi elementlardan ozod qilinadi.keyin esa istalgan metodlar bilan mikrokomponentlar aniqlanadi. Amaliyotda ko‘pincha nisbiy va absolyut konsentrlashlar bir-birini to‘ldiradi va bir vaqtning o‘zida qo‘llaniladi.
2)Absolyut konsentrlash- bu shunday jarayon bo‘lib, bu jarayon natijasida mikrokomponentlar namunalarining katta massasidan kichik massasiga o‘tadi. Bu esa o‘z navbatida mikrokomponentlarning konsentratsiyasini oshiradi. Masalan: suvning, mineral kislotalar va organik erituvchilarning analizida uchuvchi moddalarni bug‘latish absolyut konsentrlashga misol bo‘la oladi.
3) Gruppali konsentrlash jarayonida birdaniga namunadan bir necha mikroelementlar ajratiladi. Gruppali konsentrlash - ko‘p elementlarni aniqlash metodlari uchun ancha qulaydir (emission spektral analiz, rentgenofluoretsent analizi, mass- spektrometriya va boshqalar).
4.Tanlab (individual) konsentrlash- bu shunday jarayon bo‘lib, uning natijasida namunadan bitta mikroelement yoki keyinchalik bir necha mikroelementlar ajratib olinadi. Bu konsentrlash bitta elementni aniqlash metodlari uchun qulaydir (fotometriya, fluorimetriya, atom- absorbsion spektrofotometriya).
5. Ketma- ket konsentrlash jarayonida namunadagi komponentlar ketma-ket konsentrlanadi. Ya’ni, avval bittasi, keyinchalik ikkinchisi yoki bir nechtasi konsenrlanadi. Shuningdek, ketma-ket konsentrlashda – avval namuna makrokomponentlardan ozod qilinadiva keyin mikroelementlar ajratiladi.
Konsentrlash – makro va mikroelementlarning har-xil kimyoviy va fizikaviy xossalarini qo‘llash natijasida amalga oshadi: eruvchanligi, sorbsiya, elektrokimyoviy xarakteristikasi, qaynash temperaturasi, sublimatsiya, agregat holatlari, ionlarning har-xil agregat holatlari va o‘lchamlari massalari va zaryadlarining har-xilligi [12].
Individual konsentrlash juda qiyinva murakkab, nozik jarayondir.
Konsentrlashning ham uchta asosiy- miqdoriy harakteristikasi mavjud: ajratish darajasi, konsentrlash koeffitsienti va ajratish koeffitsientidir.
Reekstraksiya. Konsentrlash shunday jarayonki, uning natijasida mikrokomponentlarning konsentratsiyasi yoki miqdori makrokomponentlarning konsentratsiyasi yoki miqdoriga nisbatan oshadi. Bu jarayonda konsentratsiyalari bir-biridan keskin farq qiluvchi komponentlar bir-biridan ajratiladi.
Reekstraksiya jarayonidan ekstraksiyada tekshirilayotgan (aniqlaniyotgan) moddani ajratib olishda ishlatiladigan eritma - reekstragent deyiladi. Olingan mahsulot (ko‘p hollarda eritma) esa – reekstrakt deyiladi. Reekstragent sifatida ekstragentda erimaydigan organik moddalar, suv va suvli eritmalar ishlatiladi.
Reekstraksiya jarayoni natijasida quyidagi ishlar amalga oshiriladi:
1.Eksraktdan moddani ajratish;
2.Moddalarni bir-biridan ajratish (to‘liq reekstraksiya qilish);
3.Ajratilgan (olingan0 moddalarni konsentrlash;
4. Eksragentni regeneratsiya qilish , ya’ni ekstragentni yangilash.
Takroriy ishlatish uchun ekstragentni regeneratsiya qilish.
Ekstraksion- fotometrik analiz metodi. Ma’lumki moddalarni ajratish, aniqlash va konsentrlashda ularning rangi ham muhim ahamiyatga ega. Aniqlanayotgan elementning ( yoki ionning) eritmada qandaydir rangli birikmasi borligi tufayli paydo bo‘lgan rangning intensivligiga (to‘q-ochligiga) asoslanib o‘sha element (yoki ion) ning miqdori haqida fikr yuritiladi. Eritma rangi qanchalik intensiv bo‘lsa, element (yoki ion) ning eritmadagi konsentratsiyasi shunchalik yuqori bo‘ladi va aksincha. Agar rangli biror birikmaning aynan bir xil sharoitda turgan ikki eritmasining rangi bir xil bo‘lsa, shu eritmalardagi element (yoki ion) ning konsentratsiyasi ham bir-biriga teng bo‘ladi. Agar biz tekshiriladigan eritmani suyultirish yo‘li bilan uning rangini xuddi standart eritmaning ya’ni, tarkibida aniqlanadigan elementdan ish uchun qulay va aniq ma’lum konsenratsiyada bo‘lgan eritmaning rangi kabi qilinsa, bu bilan ikkala eritmaning konsentratsiyalari ham tenglashtirilgan bo‘ladi. Bu tajribada eritmani necha marta suyultirilganini bilsak, standart eritmaning ma’lum konsentratsiyasidan foydalanib, tekshirilayotgan eritmaning konsentratsiyasini hisoblay olamiz [13].
Ba’zan, agar analiz modda eritilganda ancha intensiv rangli ionlar (masalan; MnO4-. CrO4-2 va boshqalar) yoki molekulalar hosil bo‘lsa, bunday modda erituvchida eritilishi bilanoq rangli eritma paydo bo‘ladi.
I.3. Binar ekstragentlar va ularning ishlatilishi
Binar ekstraksiya - kislotalar, tuzlar va metallar gidroksidlarining organik kislota bilan organik asoslarning tuzlarida (binar ekstragent) ekstraksiya jarayonidan iborat. Binar ekstragentlar bmlan metallar ekstraksiyasi bo‘yicha dastlabki ma’lumotlar Devis va Grinsted, M.L.Navtanovich va V.L.Xeyfes, T.Sato, S.Xanson ishlarida keltirilgan. Bu ishlardagi tadqiqotlar binar ekstragentlar sistemasida tuzlarning taqsimlanishiga turli omillar ta’sirini tushuntirishga yo‘naltirilgan. Mualliflar o‘rganilayotgan sistemalarni ekstraksion jarayonlarning yangi sinfi deb qaramadi. Ular tomonidan bajarilgan ishlarda binar reagentlarning amaliyotda qo‘llanilish imkoniyalari va ekstraksion sistemadagi umumiy qonuniyatlar ochib berilmagan. Bu sistemalar xususiyatlari bilan koordinatsion, anion almashinish va kation almashinish ekstraksiyalari xususiyatlariga o‘xshash. Shu bilan birga, binar ekstragentlar sistemasining ekstraksion muvozanatdagi farqi bilan boshqa ekstraksion sistemalardan ajralib turadi va texnologik jarayonlarni boshqarishning yangi imkoniyatlarini ochib beradi [14-23].
Hozirgi vaqtda quyidagi organik kation va organik anionlardan olingan binar ekstragentlardan foydalaniladi:
organik kationlar - (S8N17)2NH2+, (S8N17)3NH+, (S8N17)4N+, RS6N5SN2N+ (R=CnH2n, n=7-9), (S8N17)3CH3N+, (S8N17)3C3H7N+, [(S8N17)3(CH2-CH=CH2)]N+, R3SN3N+ (R=CnH2n, n=7-9), R3S+, R3P+ va boshqalar;
organik anionlar - N(S2N4)nC(R1R2)SOO-, [SN3(CH2)4SN(C2H5)O]2 POO-, [SN3(CH2)4SN(C2H5)O]2PSS-, alkilfenolyat-ionlar, turli aromatik anionlar va boshqalar.
To‘rtlamchi ammoniy asoslari (TAA) ning tuzlari metallarning, xususan platina qatori metallarining galogenidli anion komplekslarini ajratish va konsentrlash uchun yuqori samarali ekstragentlar hisoblanadi. Binar ekstragenlar sistemasi (organik asoslarning organik kislotalar bilan tuzlari) moddalarning fazalararo taqsimlanishiga asosan tavsiflanadi, bunda reekstratsiya jarayoni oson kechadi, shuningdek, ko‘pincha dastlabki ionalmashinuvchi ekstragentlarga nisbatan ajralish samaradorligi ortadi.
Yuqorida sanab o‘tilgan organik kation va anionlarning turli kombinatsiyasi har xil xossaga ega bo‘lgan ko‘p sonli binar ekstragentlarning yaratilishiga asos bo‘ladi [24-28].
Kation almashinish ekstraksiyasi. Kation almashinuvchi ekstragentlarning ekstraksion sistemasi (organik kislotalar) kamyob, rangli va oraliq metallar texnologiyasida keng qo‘llanilib kelinmoqda. Hozirgi vaqtda metallarning kation almashinuvchi ekstragentlar sistemasida taqsimlanishi, shuningdek, moddalarni ajratij, konsentrlash va tozalashda qo‘llanilishi bo‘yicha ma’lumotlar yetarli darajada katta hajmga ega.
Kation almashinish ekstraksiyasi organik anion va gidrofil kation (proton yoki metall kationi) hosil qilib dissotsilanadigan molekulalardan iborat reagentlar sistemasida kuzatiladi. Ekstraksiyaning qo‘llanilish sohasi kengayishi bilan tadqiqotchila e’tibori monofunksional organik kislotalardan (monokarbon, alkilfosfor, alkilditiofosfor, alkilfenollar) foydalanish imkoniyatiga qaratildi. Bunday monofunksional kislotalardan turli metallar kationlarini har xil suvli eritmalardan, asosan sulfatli eritmalardan, ajratish uchun foydalanish mumkin [29]. Sulfat ionlarining gidratlanish energiyasi yuqori bo‘lganligi sabablianion almashinuvchi va neytral ekstragentlarning qo‘llanilishi chegaralangan. Shuni ta’kidlash kerakki, organik kislotalar sistemasi uchun komponentlarning fazalararo taqsimlanishini miqdoriy tavsiflash birmuncha murakkab. Buning sababi shundaki, ekstragent molekulasi ham proton, ham elektrondonor xususiyatiga ega bo‘lib, komponentlar organik fazada ko‘p sonli ta’sirga uchraydi.
Mn+ kationning bir asosli organik kislotada (NA) ekstraksiyasining muvozanat holati quyidagi tenlama bilan ifodalanadi:
(1)
Bu yerda, µ-kimyoviy potensial, n-kation zaryadi.
(1) tenglamadan kation almashinish ekstraksiyasining konstantasi KM-N ni topsak, quyidagicha bo‘ladi:
(2)
Bu yerda, µo-standart sharoitdagi kimyoviy potensial, α-komponentlarning aktivligi. (2) teglamaga muvofiq metallning taqsimlanish koeffitsienti:
(3) ga teng bo‘ladi.
Bu yerda, SM – metallning analitik konsentratsiyasi, γ – aktivlik koeffitsienti.
(SM(o) nisbatan past) va (suvli eritmaning ion kuchi doimiy bo‘lganda) bo‘lganda, SNA(o) doimiy muvozanat konsentratsiyada taqsimlanish koeffitsientining suvli faza rN iga bog‘liqligi quyidagicha bo‘ladi:
(4)
bunda, (5)
- konsentratsion konstantani ifodalaydi.
Organik kislotalar sitemasidagi kationalmashinish ekstraksiyasi uchun DM ning pH ga bog‘liqlik logarifmi juda muhim bo‘lib, birinchi navbatda o‘rganiladi. Chunki bu kattaliklar ekstraksiya va reekstraksiyaning asosiy sharoitini hamda metallarning ajralishini belgilaydi. Bu eksperimental bog‘liqlik asosida kationlarning ekstraksiyalanish qatori tuzilgan. (4) tenglamaga muvofiq DM ning pH ga bog‘liqligi og‘ish burchagi bo‘yicha chiziqli va ajraluvchi kation zaryadiga teng bo‘ladi. Ko‘p hollarda ekstraksiya jarayoni suvli va organik fazadagi qo‘shimcha ta’sirlar (kompleks hosil bo‘lishi, giroliz, solvatatsiya, gidratatsiya, assotsiatsiya, ko‘p yadroli komplekslarning hosil bo‘lishi) tufayli murakkablashadi. Quyidagi jadvalda organik va suvli fazaning noidealligini tavsiflovchi ta’sirlar keltirilgan.
1-jadval
Sistemada organik kislotalar bilan suvli va organik fazalardagi asosiy ta’sirlashishlar
Organik kislotalarning ekstraksion qobiliyati (metallning ekstraksiya konstantasi) uning fizik-kimyoviy xossalari va hosil bo‘ladigan ekstraksiyalanuvchi kompleks xossasiga bog‘liq. Metall - proton kation almashinish konstantasi (KM-N) va ekstragentning fazalararo taqsimlanish konstantasi (KNA), uning suvli fazada dissotsilanish konstantasi Ka va ekstraksiyalanuvchi birikmaning taqsimlanish konstantalari KMAn o‘rtasidagi bog‘liqlik quyidagi tenglamada ifodalangan:
(6)
Xossalari bilan bir-biriga o‘xshash metallarni ekstragent bilan ekstraksiya qilishda ekstraksiyalanuvchi kationning suvli fazada gidratatsiyasi va organik fazadagi organik anionlar bilan assositsiyasi hamda solvatatsiyasi o‘zaro o‘xshashligi bilan tavsiflanadi [30].
Metallar ekstraksiyasining kationalmashinish konstantasi kattaligiga asosan organik kislotaning suvli fazadagi dissotsilanish konstantasi ta’sir etadi. Shu bilan bir qatorda organik kislotaning ekstraksion qobiliyatiga ekstraksiyalanuvchi birikma hosil bo‘lish sterik effektlari ham ta’sir etadi. Agar Ka qiymati o‘zaro yaqin ekstragentlardan foydalanilsa, ekstragentlardan biri bilan ekstraksiyalanuvchi modda hosil bo‘lishi qiyinlashadi. Bu esa qiymatining ga nisbatan kamayishiga olib keladi [31-33].
II. Tadqiqot ob’ekti va usullari
II.1. Kerakli reaktivlar va analiz usullari, qurilmalar
Sintezda ishlatilgan reaktivlar tozalangan va tozalik darajasi kimyoviy analiz yo‘li bilan tekshirilgan. Olingan ekstragentlar tarkibiga kiritilgan azot va fosfor miqdori Keldal usuli bilan aniqlandi. Bunda katalizator sifatida Rb (II) tuzlaridan foydalanildi. Komponentlarning suyuqlanish harorati spravochnik ma’lumotlaridagi kattaliklar bilan taqqoslanadi.
Olingan ekstragentlarda Su (II) tuzlarining ekstraksiyasini o‘rganishda tuzlarning 0,1 normalli eritmasi olindi. Uning konsentratsiyasi trilonometrik titrlash orqali aniqlandi. Ekstraksiya natijasida hosil bo‘lgan kompleks birikma tarkibi, markaziy ionning liganddagi koordinatsiyasi tebranish spektrlari orqali, termik barqarorligi va ba’zi moddalarning elektron spektrlari o‘rganildi. Olingan natijalar adabiyotlardagi keltirilgan kattaliklarga taqqoslanadi.
Sintez qilingan birikmalar va ligandlarning IQ-yutilish spektrlari spektrofotometr IR-20 bilan 400-4000 sm-1 oralig‘ida va 200-4000 sm-1 diapazonda, spektrofotometr SF-46 da moddalarni zichlash va vazilinli moyga surkash usuli bilan aniqlanadi. Kompleks birikmalarning termik analizi Paulik-Paulik-Erdey sistemali derivatograf bilan 6-10 grad/min tezlikda 0,05 g hamda 0,10 g tortilgan xolatida tekshirilgan. Bunda galvanometr sezgirligi T-500-1000; TG-50,100; DTA – 1/5, 1/10%; DTG-1/10, 1/20 ga teng. Analiz atmosfera sharoitida ajralib chiqqan gaz aralashmasini suv haydovchi nasos yordamida doimiy xaydab turish yo‘li bilan olib borildi.
Modda turuvchi tigel sifatida qopqoqsiz 7 mm diametrli platina hovonchadan foydalanildi. Etalon sifatida Al2O3 qo‘llanildi.
II.2. Tetraetilammoniy diizobutilditiofosfat sintezi
Binar ekstragentlar eritmasi organik asoslar (R4NB) va organik kislotalarni (HA) ekvimolyar miqdorda organik erituvchida eritib, so‘ngra suv bilan yuvib olish mumkin (organik kislota nisbatan kuchli bo‘lganda, masalan, alkilaromatik sulfokislota, dialkilditiofosfat kislota):
Agar nisbatan kuchsiz organik kislotalar, masalan, bir asosli monokarbon kislotalar, alkilfenollardan foydalanilganda organik eritmani yuvish uchun suv o‘rnida ishqorning 1 M eritmasi ishlatiladi:
Dastlabki moddalar sifatida erkin organik asos va organik kislotalardan foydalanilganda, organik erituvchida ularning aralashmasidagi binar ekstragent hosil bo‘ladi, masalan, trioktilamin uchun:
Organik fazada hosil bo‘lgan binar ekstragentlardan kislotalar (mineral, kompleks va organik), metallar tuzlari va metallarning suvda eriydigan gidroksidlari ekstraksiyasi uchun foydalanish mumkin.
Binar ekstragentlarni sintez qilish uchun organik faza tarkibida organik asos va organik kislota tuzi aralashmasi bo‘lgan sistemalardan foydalanildi. Masalan, to‘rtlamchi ammoniy asosi xloridining fazalararo muvozanati quyidagicha yoziladi:
Bu tenglama umumiy ko‘rinishda yozilgan bo‘lib, qo‘shimcha ta’sirlar, masalan, organik kislotalarning mineral tuzlari va TAA larining organik tuzlari bilan vodorod bog‘ hosil qilishi, assotsiatsiya, gidratatsiya va boshqalar hisobga olinmagan.
Yuqoridagi reaksiya tenglamasiga muvofiq, binar ekstragent hosil bo‘lish konstantasi quyidagi ko‘rinishda ifodalanadi:
Binar ekstragentlar uchun erituvchi sifatida bir ismli organik kislotalar ishlatilganda TAA ning tarkibida ekvivalent miqdorda ishqor bo‘lgan eritmalari aralashtiriladi (ortiqcha miqdordagi ishqordan foydalanilganda hosil bo‘lgan natriyli tuzlar suvli eritmalarda ko‘proq eriydi).
TAA ning dialkilditiofosfatini olish uchun DiBDTFK ning kaliyli tuzidan foydalanilganda fazalarning ajralishi qiyinlashadi. Bunda organik erituvchini suyultirilgan ishqor eritmasi bilan yuvish talab etiladi. DiBDTFK ning kaliyli tuzi sintez qilingandan so‘ng aralashmalardan tozalanadi.
Tadqiqotlar uchun binar ekstragent sifatida TAA va kuchli organik kislotadan hosil bo‘lgan tetraetilammoniy diizobutilditiofosfat tanlandi. Binar ekstragent quyidagi metodika bo‘yicha sintez qilindi: dastlabki moddalar - kaliy DiBDTFK (5,18 g) va tetraetilammoniy xlorid (2,84 g) tortimlari 1:1 mol nisbatda olinib 100 ml xloroformda eritildi va 100 ml o‘yuvchi natriyning 0,1 M eritmasi qo‘shilib 10 minut davomida chayqatildi. So‘ngra neytral muhit xosil bo‘lguncha suv bilan organik faza yuvildi. Xloroform 40oS da 5 soat davomida haydab olindi. Reaksion sistema 25oS gacha sovutilgandan so‘ng, olingan modda (tekis oquvchan massa) vakuumli eksikatorda quritildi (qurituvchi CaCl2, H2SO4). Olingan binar ekstragent qayta kristallash uchun dietil efirga solindi va qaynash haroratigacha qizdirilib to‘liq eritildi. Eritma sovutilib, cho‘kma Byuxner voronkasida filtrlandi. Olingan modda vakuum ostida quritildi. Maxsulot unumi 85%.
Termogravimetrik analizdan foydalanib binar ekstragent tarkibida erituvchi va bog‘langan suv yo‘qligi aniqlandi.
O,O-dialkiltio-fosfor kislotasi kaliyli tuzlari va O,O-dialkiltiofosfor kislotalari hosilalari sintezi adabiyotlarda ma’lum bo‘lgan usul bilan amalga oshirildi:
Bu yerda R = C2H5-, C3H7-, i-C4H9-, C5H11-, C6H13-
Mis metalli uchun samarali ekstragentlar topish va muvofiq keluvchi dialkilditiofosfatlar bilan ekstragentlik xossalarini taqqoslash maqsadida, S-R-etilksantogenatlar va 5-S-R-3-fenil-1,3,4-tiadiazolin-2-tionlarni quyidagi reaksiya tenglamalari bo‘yicha sintez qilindi:
R = C3H7-, C4H9-, i-C4H9-, C5H11-, C6H13-, C7H15- ; X = Cl, Br.
Sintez qilingan yangi ekstragentlarning fizik - kimyoviy doimiyliklari 2- va 3- jadvallarda keltirilgan.
2-jadval.
S-alkiletilksantogenatlarning fizik-kimyoviy doimiyliklari
Do'stlaringiz bilan baham: |