Kirish adabiyotlar taxlili

2.2. Metallarni sulfid holatda cho’ktirishning qonuniyatlari.

Sulfidlar orasida faqat ishqoriy metallarning sulfidlari suvda gidrolizlaninb yaxshi eriydi. Ishqoriy yer metallarining sulfidlari hamda Al₂S₃ yoki Cr₂S₃ lar esa kam eriydi.Ammo gidrolitik parchalanadilar.

Al₂S₃+3H₂O=Al(OH)₃+3H₂S (2.2.1)

Og’ir metallarning sulfidlari (Cu, Co, Pb, Ni, Fe, Sn, Mo, As, Sb, Zn, Ag) sulfidlari kam eruvchan bo’lib, qisman gidrolizga uchraydi.Qiyin eruvchan sulfidlar, asoslarga o’xshab pH ning ma’lum qiymatlarida cho’kmaga tushadi.Buni quyida ikki valentli metall sulfidlarining hosil bo’lish misolida ko’rib chiqamiz.Ma’lumki, sulfid-suv tizimida quydagi muvozanat sodir bo’lishi mumkin.

1.Sulfidning dissotsatsiyalanish muvozanati:

MeS_k=Me²⁺+S^2-; L_MeS=[Me²⁺][ S^2-] (2.2.2.)

2. Vodorod sulfidning dissotsatsiyalanish muvozanati:

H₂S = H⁺+ HS^-K₁ = [HS^- ][H⁺] / [H₂S] = 10 ^-7 ( 2.2.3)

H₂S = H⁺ + S^2-K₂ = [H⁺][S²-] / [HS^- ) = 10^-13 (2.2.4)

Eritmadagi oltingugurtning umumiy konsentratsiyasi

C_s = [S ^2- ] + [HS ] = [H,S] (2.25)

pH ning 5 dan kichik qiymatlarida eritmada asosan H₂S molekulalari bo’ladi (2.1-jadval). Shuning uchun nordon eritmalarda oltingugurt konsentratsiyasini, C_s=(H₂S) deb qabul qilinsa bo’ladi.

U holda:

[H₂S]=[H⁺][S^2-]/K₁K₂=[S^2-][H⁺]/K_H2S (2.2.6)

bu yerda K_H2S=K₁K₂ = 10^-20 ; [S^2- ] = Cs K_H2S/[H⁺]² (2.2.7)

Kationning gidrolizlanish muvozanati.

Sulfidlarning eruvchanligi muhitning nordonligiga bog’liq. Eritmaning nordonligini moslash va qo’shilayotgan cho’ktiruvchi moddalar (Na₂S, (NH₄)₂S va H₂S) ning miqdorini tanlash yo’li bilan metallarni tanlab cho’ktirish mumkin.

Ko’puncha cho’ktiruvchi modda miqdori eritmada keragidan ortiqcha bo’lsa bazi bir sulfidlarning hisoblab topilgan eruvchanligi haqiyqiy eruvchanlikdan ancha kichik bo’ladi. Masalan qo’rg’oshin H₂(PbS₂) kompleksini hosil qilganligi uchun uning sulfidini eruvchanligi pH=1,0-5,5 da vodorod sulfidiga to’yingan eritmada (3_{ }10³ g/l gat eng. Hisoblab topilgan qiymati esa 4_{ }10-4 g/l ga (pH=1), yoki 4_{ }10^-13 g/l ga (pH=5 da ) teng. Rux, mis va nikellar kompleks hosil qilmaydi. Shuning uchun ularning hisoblab topilgan eruvchanligi tajriba yo’li bilan aniqlangan qiymatga ega.

Eritmalarda metall ionlari sulfid holda cho’ktirish jarayoni yuqori haroratda va H₂S ning yuqori bosimida ( avtoklavlarda) olib borilsa, cho’kish to’liq va tez o’tadi. Chunki vodorod sulfidning eruvchanligi haroratga va gaz fazasidagi H₂S ning konsentratsiyasini ortishi bilan ortib boradi. H₂S_{(gaz) }H₂S_(suv) tiziminging muvozanat doimiyligi quydagicha ifodalanadi.

K_M=a_H2S/a_H2S(gaz)=m_{H2S H2S}/N_H2S P_ym f_H2S

Agar suvda ko’p miqdorda boshqa moddalar erigan bo’lsa _{ H2S} ning qiymatini o’zgarishi sababli H₂S ning eruvchanligi ancha ozayadi. Masalan ammoniy sulfidning 34 foizli eritmasida toza suvga qaraganda 3 marta kam vodorod sulfid eriydi.

Bazi bir hollarda qulay termodinamik sharoit bo’lishiga qaramay, metall

ionlarini sulfid holatda cho’kishi yuz bermaydi.

Buni sababi cho’kish tezligining sekin borishidir.Masalan, hisoblanishlarni ko’rsatishicha, nikel sulfidi sulfatli eritmadan pH-3 da cho’kishi kerak. Ammo harorat 70_{ } va vodorod sulfid bosimi 0,7 MПa bo’lganda ham nikel sulfid cho’kmaga tushmaydi. Uni cho’ktirish uchun esa katalizator ( temir va nikel kukuni) kerak bo’ladi. Agar haroratni 115_{ }120 _{ } ga ko’tarilsa, hatto P_H2S=0,36 MПa bo’lganda ham nikel sulfidini katalizatorsiz cho’ktirish mumkin. Metall ionlarini sulfid holda cho’ktirish sanoatda ancha keng tarqalgan.

Masalan, temir ionlari ko’p bo’lgan eritmadan kobalt CoS holda cho’ktiriladi. pH-3 da CoS ning eruvchanligi (10^-2,4mol/l), FeS ning eruvchanligi (10^-1,0 mol/l) dan 25 marta kam bo’lganligi uchun FeS cho’kmaga kamroq tushadi. Temir rudasidan nikel va kobaltni ajratib olish uchun eritmadan ularning sulfidlari cho’ktiriladi. Cho’ktirish t=120-130_{ } va P_h2s=1 MПa bo’lgan sharoitda 99 foiz Ni va 98 foiz Co cho’kmaga tushadi.