Металларни рудалардан олишнинг асосий усулларини кўрсатинг. 1- ва 2-гуруҳ бош гуруҳга элемент атомларининг электрон формулаларини ёзинг. Ана шу элементларнинг қўзғолган ва қўзғолмаган ҳолатлардаги валентликлари қандай бўлади?
Натрий ва магнийнинг кислород, водород, хлор, сув билан ўзаро таъсири натижасида содир бўлган тенгламаларини ёзинг.
Хром (III) оксидидан алюминотермик усулини қўллаб 1 т хром олиш учун қанча алюминий керак бўлади?
Қуйидаги темир рудаларидан лимонит Fe2O3∙H2O гематит, Fe2O3магнетит FeO∙Fe2O3ёки сидерит FeCO3 лардан қайси бири темирга энг бой руда ҳисобланади? Жавобини ҳисоб билан тасдиқланг.
Қуйидаги металларни Ni, Ge, Na, Zn, K, Ca, Mg, Fe, Li қайси бирини уларнинг тузларини сувдаги эритмасидан электролиз ёрдамида олиш мумкин? Электролиз тенгламаларини келтиринг.
Сизга маълум металлардан қайси бирлари
А) сувдан водородни сиқиб чиқаради?
Б) сувдан водородни сиқиб чиқармайди? Сабабини тушинтиринг.
Сизга маълум бўлган I, II, ва III гуруҳ металларидан қайси бирлари а) осонлик билан оксидланади? Оксидланиш реакцияларини ёзинг; б) қайси бирлари ҳавода оксидланмайдилар?
Қўйидаги моддаларнинг
А) Cu ва HCl
Б) Cu ва Hg(NO3)2 В) Zn ва Pb(NO3)2сувдаги эритмаси берилган бўлса қайси бир ҳолда кимёвий реакция содир бўлади? Реакцияларнинг ион тенгламасини ёзинг.
10-мавзу: Металлар коррозияси ва электролиз
Коррозия сўзи лотинча “corrozere” сўзидан олинган бўлиб емирилиш деган маънони билдиради.
Металл ва қотишмаларнинг ташқи муҳит таъсирида кимёвий ва электрокимёвий емирилиш жараёни коррозия деб аталади.
Металларнинг кимёвий коррозияси турли газлар (кислород, сульфид ангидрид, водород сульфид ва ҳоказо) нинг таъсирида рўй беради.
Кимёвий коррозия натижасида металларнинг сиртида ҳосил бўлган модда юпқа қават ҳолида бўлади. Бу қават зич ёки юпқа оксид парда билан қопланганлиги учун бу парда уни кейинги емирилишдан сақлайди. Темир оксидланганда эса уни кейинги емирилишдан сақлай олмайдиган ғовак қават ҳосил бўлади.
Металлар коррозияси ҳам оксидланиш-қайтарилиш жараёни ҳисобланади. Табиатда кўп кузатиладиган темир буюмларининг коррозияси одатда ҳаво кислороди ёки кимёбий жиҳатдан темир билан осон реакцияга киришадиган (актив металлмаслар, кислоталар) моддалар ва ҳаво нами иштирокида юзага келади.
Оксидланиш жараёни Fе2+ +2е- → Fе(q) Е0 = -0,44V
Қайтарилиш жараёни 0,5О2(g) + H2О -2е-→ 2ОH- Е0 = 0,80V
Металл юза қатламида Fе (ОH)2ҳосил бўлади, лекин у осон Н2О ва кислород иштирокида оксидланиб:
4Fе (ОH)2+ 2H2О+ О2 → Fе (ОH)3 Ҳосил қилади, у эса осон дегидратланади:
Fе (ОH)3 →FеО(ОH)2+ H2О
Ҳосил бўлган қатламни темирнинг ички коррозияга ҳали учрамаган қатлами билан ёпишқоқлиги жуда ёмон. Ҳимоя хусусиятига эга бўлган, қатлам вазифасини бажарувчи оксидланган юза қатлами металл юзасини узлуксиз қоплаши лозим. Коррозиядан сақлаш чораларидан бири металл юзасига сув ва кислородга чидамли мойли бўёқлар суркаш аҳамиятли, лекин улар узоқ вақт давомида ўз хусусиятини сақлай олмайдилар.
Аҳамияти катта бўлган чоралар электрокимёвий қонунларга асосланган. Металл буюмлари юзасини оксид пардалари мустаҳкам бўлган металл билан қоплаш кенг тарқалган. Темир юза қатлами билан қопланган буюмларнинг коррозияга чидамлилиги билан темирникини таққосласак:
Fе2+ +2е- → Fе(q) Е0 = -0,44V (kаtоd)
Zn2+ +2е- → Zn (q) Е0 = -0,76V (аnоd)
Улар бир-биридан катта фарқ қилмайди, бу металлар бир-бири билан контакт ҳолатида бўлганлиги сабабли бир-бирига нисбатан галваник жуфт вазифасини бажаради, бунда рух метали темирни коррозиядан сақлайди, рухни эса унинг мустаҳкам оксид пардаси коррозиядан сақлайди. Агар рух қопламаси озгина бўлсада шикастланса, темир буюм кислород ва сув таъсирида коррозияга учрайди, рух қоплама бутунлай тугагандан кейингина электрокимёвий жараёнга ўтади, яъни темирнинг коррозияси бошланади.
Темир буюмларни рухдан ташқари пассивроқ бўлган металллар масалан, қалай билан қоплаш ҳам коррозиядан сақлашга ёрдам беради. Бу ҳолда Sn 2+ +2е- → Sn(q) Е0 = -0,14V бўлиши бундай электрокимёвий коррозияда қоплама ўзи қатнашмайди, лекин у катод вазифасини бажариши темирни оксидланишдан сақлай олмайди, фақат механик жиҳатдан оксидловчи ва сув билан темирни контактда бўлишдан сақлай олмайди.
Металлар коррозияси жуда зарарли ҳодисадир. Коррозиядан йилига дунё миқёсида бир неча миллион тонна металлар емирилиб кетади. Шунинг учун коррозия жараёнини ўрганиш ва унга қарши курашиш зарур.
Электролиз деб электролитнинг суюқланмаси ёки унинг сувдаги эритмаси орқали электр токи ўтганда содир бўладиган оксидланиш-қайтарилиш жараёнига айтилади.
Маълумки, ҳар қандай электролит эритмаси катион ва анионлардан ташкил топган. Улар эритмада тартибсиз ҳаракатда бўлади. Агар ана шундай эритмага мусбат ва манфий электродлар туширилса эритмадаги ионлар ҳаракати маълум тартибга киради. Анионлар анодга катионлар катодга томон ҳаракат қилади. Катионлар катодга бориб ундан электрон олади, анионлар эса аксинча ортиқча электронларни анодга беради. Катодда қайтарилиш, анодда оксидланиш жараёни рўй беради.
Электролиз махсус қурилмалар - электролизёр ёки электролитик ванналарда олиб борилади. Электролит суюқланмаси ёки эритмасининг заррачалари (ионлари) катодда электронлар бириктириб олиб, қайтарилади. анодда заррачалар электронлар бериб оксидланади.
Тузларнинг суюқланмаси электролизи сифатида CdCl2суюқлан-масининг электролизини олиш мумкин. Суюқланмада туз ионларга диссоцияланади:
CdCl2 = Cd2+ + 2Cl- Катодда кадмий катионлари қайтарилади, анодда эса хлор ионлари оксидланади:
Катод (-)Kаtоd (-)Cd2+ + 2e- = Cd Аnоd (+) 2Cl- - 2e- = Cl2 Иккала ярим реакцияларни қўшиб ёзамиз:
электролиз
Cd2+ + 2Cl- Cd + Cl2 Тузларнинг сувдаги эритмаларининг электролизида эритмада туз ионларидан ташқари сувнинг диссоциланишидан ҳосил бўладиган Н+ ва ОН- ионларининг бўлиши ҳам ҳисобга олинади.
Катодда электролит ва водород катионлари зарядсизланади. Анодда эса электролит ва гидроксид ионлари зарядсизланади. Сув молекулалари электрокимёвий оксидланиши ёки қайтарилиши мумкин. Электродлардаги электролизда кимёвий жараёнларнинг бориши электрокимёвий системаларнинг электрод потенциалларининг нисбий қийматига боғлиқ.
