Камёб металлар кимёси

Ўзбекистон республикаси
олий ва ўрта махсус таълим вазирлиги


ИСЛОМ КАРИМОВ НОМИДАГИ ТОШКЕНТ ДАВЛАТ ТЕХНИКА УНИВЕРСИТЕТИ ТЕРМИЗ ФИЛИАЛИ


КИМЁВИЙ ВА ОЗИҚ-ОВҚАТ ТЕХНОЛОГИЯЛАРИ КАФЕДРАСИ
«Камёб ва тарқоқ металлар кимёси ва технологияси»
фанидан лаборатория ишларини бажариш учун
Услубий КЎРСАТМА

ТЕРМИЗ-2019
Лаборатория иши №1
ЕНГИЛ КАМЁБ МЕТАЛЛАР ХОССАЛАРИНИ ЎРГАНИШ

1. 
   Ишнинг мақсади: Енгил камёб элементларнинг саноат миқёсида аҳамиятли бўлган бирикмалари билан танишиш ва бир-биридан фарқлаш, шунингдек, уларни кимёвий хоссаларини ўрганиш.
   
2. 
   Жараённинг мақсади ва хом-ашё ҳақида қисқача маълумот.
   

Енгил камёб металларга литий, рубидий, цезий, бериллий элементлари киради. Енгил камёб металлари зичликларининг кенглиги (литий - 0,5; бериллий - 1,85; рубидий - 1,55; цезий - 1,87) билан ҳамда кимёвий активлиги билан ажралиб туради. Шунинг учун уларни кимёвий бирикмалари (оксидлари, хлоридлари) мустаҳкам бўлиб, уларни метал ҳолига қайтариш мураккаб жараён ҳисобланади. Бу металларни олишда уларнинг тузлари суюқланмаси электролиз қилинади ёки металлотермик усул қўлланилади. Бу элементлар эркин холда учрамайди, асосан минераллар таркибида бирикмалар ҳолида учрайди. Литийнинг саноатда ахамиятли 5та минералари бор: лепидолит ёки литийли слюда (Li,K)₂Al₂(Si₃O₉)(F,OH)₂, сподумен (Li,Na)Al[Si₂O₆] ёки Li₂O∙Al₂O₃∙4SiO₂, петалит (Li,Na)AlSi₄O₁₀, циннвальдит KLiFe^IIAl[Si₃AlO₁₀](F,OH)₂, амблигонит ёки литий-алюминий фосфат LiAl[PO₄](F,OH). Бериллийнинг кўп учрайдиган минералларига бериллий алюмосиликат Ве₃А1₂(SiO₃)₆ дир, у берилл деб аталади. Қўшимчаларига қараб, берилнинг ранги хира оқ, ҳаво ранг, яшил, тилла ранг ёки пушти бўлади. Баъзан, унинг тиниқ ва гўзал кристаллари учрайди ва улар жавоҳирлар қаторига киради. Таркибида Fe⁺⁺ бўлган берилл ҳаво ранг яшил тусли бўлиб, аквамарин деб аталади. Хром оксиди қўшилган берилл яшил тусли бўлиб, зумрад деб аталади. Агар бериллда Fe⁺⁺⁺ қўшимчаси бўлса, у тилла ранг тусли бўлади ва гелиодор деб аталади. Воробьевит деб аталадиган бериллда эса Cs⁺, Rb⁺, Mn⁺⁺ қўшимчалари бўлади; уларнинг ҳам тиниқ кристаллари қимматбаҳо тошлардир. Бериллий саноатда атом техникаси, ракета техникасида ва хар хил котишмалар тайёрлашда ишлатилади. Бериллий атом массасининг кичиклиги ундан ядро реакторларидаги нейтронлар тезлигини камайтирувчи материаллар тайёрлашда жуда катта самара беради. Бериллий ядро ёқилгисида иссиқлик чиқарувчи сифатида қўллаш, унинг температурасини 500-600 ^оС га кўтаришга имкон беради. Бериллийни альфа-заррачалар билан нурланиш хусусиятидан фойдаланиб, уларни радио–бериллийли ва полоний-бериллийли нейтронлар манбаи сифатида қўллаш мумкин. Литий ва унинг бирикмалари ҳам бериллий сингари атом ва электротехникада, қора ва рангли металлургияда, реактив авиация ва ракета техникасида, сурков моддалар ишлаб чиқариш хамда кимё саноатида кенг қўлланилади.
Ҳозирги вақтда бериллий 2 хил усулда олинади: 1) бериллий фторидни магний билан қайтариш; 2) бериллий хлоридини электролиз қилиш. Қайтариш жараёни индукцион печларида графит тигелларда олиб борилади. Оксидланиш жараёнини олдини олиш учун флюс сифатида MgCl₂ нинг BeCl₂ даги аралашмаси ишлатилади.Электролиз процесси BeCl₂+NaCl = 1:1 нисбатда бериллий металини эриш температурасидан паст температурада олиб борилади. BeCl₂+NaCl = 1:1 нисбати эвтектик нуктага яқин (58,7 BeCl₂ +41,3% NaCl) бўлиб 215 С да эрийди. BeCl₂ ни ажралиш потенциали эвтектик таркибида қуйидаги температуралар билан боғланган:
Температура: °С 420, 600, 700
ажралиш кучланиши: 2,08, 1,99, 1,93
Электролиз жараёни боришлари учун 40-50 вольт кучланиш ва 500 ампер тоқ кучини ташқил қилади.

Сульфатли усул.
Охак билан куйдириш сульфатли усулнинг кўринишидир. Бу усул 5 босқичдан иборат бўлиб, уларга куйдириш, сульфатлаш, ишқорлаш, буғлаш, ва криссталлаш, куритиш ва калийлаш киради.
Куйдириш (суюлтириш). Берилл концентрати охак билан 2:1 нисбатда айланувчи электр печларида 1500-1600 ^оС да куйдирилади. Берилл концентрати куйдирилганда аллюминат бериллий ҳосил бўлади. Уни H₂SO₄ ва CaSiO₃ билан ишлаш осонлашади.
3BeO • Al₂O₃ • 6SiO₃ + CaO = BeO • Al₂O₃ + CaSiO₃
Сульфатлаш. Куйдиришда ҳосил бўлган моддалар шарли тегирмонда майдаланиб, (0,1-0,074мм) у концентрланган H₂SO₄ билан сульфатланади (10% кўп олинади). Процессни қиздириш учун унга сув қўшиб турилади.
Ишқорлаш. Сулбфатлаш процессида ҳосил бўлган Al,Be,Mg ва Ca сульфатлари иссиқ сув билан ишқорланади. Ундан сўнг қаттиқ холдаги CaSO₄ ва H₂SiO₃ фильтрлаб олинади ва фильтратни таркибида BeO, Al₂O₃ ва Fe₂O₃ бўлади.
Буғлаш ва кристаллаш. Эритманинг зичлиги 1,32г/л бўлгунча ва буғлатилади уни крисстализатрорларга юборилади. У ерда (NH₄)₂SO₄ ( 25 % ортиқча қилиб) алюминий квас(аччик тош) лари чўктириб олинади.
(NH₄)₂SO₄ • Al₂(SO₄)₃ • 24H₂O
Куритиш ва калийлаш. BeSO₄•4H₂O кристаллари қиздирилади, унда қуйидаги реакция боради.
BeSO₄ • 4H₂O = BeO + SO₃ + 4H₂O
Бу процессни айланувчи трубасимон печларда 1000-1050 °С да олиб борилади.
BeCl₂ электорлизи.
Электролиз процесси BeCl₂+NaCl = 1:1 нисбатда бериллий металини эриш температурасидан паст температурада олиб борилади. BeCl+NaCl = 1:1 нисбати эвтектик нуктага яқин (58,7 BeCl+41,3% NaCl) бўлиб 215 °С да эрийди. BeCl₂ ни ажралиш потенциали эвтектик таркибида қуйидаги температуралар билан боғланган:
Температура: °С 420, 600, 700
ажралиш кучланиши: 2,08, 1,99, 1,93
Электролиз жараёни боришлари учун 40-50 вольт кучланиш ва 500 ампер тоқ кучини ташқил қилади.