Мавзу: ив-группа бош группачасига умумий характеристика

Uyga vazifa.

Keyingi mavzu “V yonaki gruppacha elementlarining umumiy xarakteristika”.

1. 
   Olinishi.
   
2. 
   Ximiyaviy va fizikaviy xossalari.
   
3. 
   Minerallari va qaerda uchrashi.
   
4. 
   Ishlatilishi.
   

MAVZU: DAVRIY SISTEMANING V GRUPPA QO’SHIMCHA GRUPPACHA ELEMENTLARI.
Reja:

1. 
   Qo’shimcha gruppacha elementlarining umumiy xarakteristikasi.
   
2. 
   Valadiy, niobiy, tantal tabiatda uchrashi, olinishi.
   
3. 
   Niobiyva tantal, vanadiy elementlarining fizikaviy va kimyoviy xossalari.
   
4. 
   Shu elementlarning birikmalari va ishlatilishi.
   

Tayanch iboralar: Pentoftarid, zefitrem, vanadis, karnotip, kerich, ferrovanadi, metavannadan kislota, Ekeberg, Niobeya, Roza, Marinyak.

Vannadiy, niobiy, tantal va 4-5- va 6-katta davrlarning oraliq elementlari qatoriga kiradi, chunki ular d- orbitallarida uchtadan element bo’lib, bu orbitallar elementlar bilan to’lmagan. Shuning uchun bu elementlarning uchchalasi ham o’zgaruvchan element nomoyon qiladi. Vanadiyda 1-2-3-4 va5 valentli, Niobiyda esa 2-4 va5 valentli, Tantalda 2-3-4 va 5 valentli xolatlar kuzatiladi. O’zga birikmalarda maksimal valentlik 5 ga teng , umumiy formulasi E₂O₅ bo’lib, bu oksidlar vannadiy, niobiy, tantal qatorida tartib nomeri oshgan sayin past valentlik holatiga muofiq keladigan birikmalarning barqarorligi kamayadi; vaxolangki P-As-Sb-Bi qatorida chapdan o’ngga o’tgan sayin past valentlikda birikmalarning borqarorligi ortadi. Vannadiy faqat pentaftaxlorid VF₅ ni hosil qiladi. Lekin niobiy va tantalning pentaxlorid va pentayodidlari ham bor.

Vannadiy d-element tartib nomeri 23, atom og’irligi 50,94 g, barqaror izotoplari , tabiiy vannadiyning 0.24 %ni va ⁵¹V tabiiy vannadiyning 99,76 %ni tashkil qiladi. Element konfiguratsiyasi KL 3s²3p⁶3d³4s² .

Vannadiy 1830 yilda skandinaviyalik olim Zefitrem tomonidan kashf etilgan. Vannadiy nomi go’zallik xudosi vannadis nomidan ko’chirilgan. 1834 yilda vannadiy ulardan chiqadigan rudalar tarkibidan topilgan. Vannidiy yer qobig’ining 1,06∙10^-2% ini tashkil qiladi. Yirik konlari yo’q. 50 ortiq minerallari bor. Masalan; patronik VS₄, vanadinit Pb₃(VO₄)₂∙PbCl₂, karnonit K₂[VO₂]₂ [VO₄]₂∙3H₂O mineralidir. Qora va rangli metallurgiyada shlaklardan V₂O₅ yoki FeVO₄ holatida anchagina miqdorda vanadiy olinadi. Xozirgi vaqtda vanadiy va uning oksidlarini qaytarish yo’li bilan va ferravanadiyni xlorlash orqali olinadi.

Qaytaruvchi sifatida Ca, Mg, Al metallari ishlatiladi. Temir oksidi bilan vanadiy (5) oksidining aralashmasini qaytanish orqali ferrovanadiy olinadi; uning tarkibida 30-40 % vanadiy bo’ladi. terovanadiy texnikada maxsus po’lat olish uchun ishlatiladi. Toza vanadiy olish uchun vanadiyning (3)-oksidi inert gaz atmosferasida kaltsiy bilan yoki vanadiyning (5)-oksidi alyuminiy bilan qaytariladi. V2O₃+2Ca2V+3CaO, 3V₂O₅+10Al6V+5Al₂O₃

Toza vanadiy VJ₂ ni vakuumda elektr toki ta’sirida qizdirilgan volfram simda parchalash orqali olinadi. Xlorlash metodida ferrovanadiyga xlor ta’sir ettirib, avval VCl₄ olinadi, u VCl₃ bilan Cl₂ga parchalanadi. VCl₃ ni po’lat retortada argon atmosferasida magniy bilan qaytarib, vanadiy olinadi. Sof xolatdagi vanadiy kumush kulrang tusli yuqori temperaturada suyuqlanadigan og’ir metal, vanadiy qobirg’alari markazlashgan kub shaklida kristallanadi, suyuqlanish temperaturasi 1710 C bilan 1826 C orasida bo’ladi. Qaynash temperaturasi 3396 C. Vanadiy yaxshi mexanik xossalarga ega. Vanadiyning fizikaviy va mexanikaviy xossalari uning tozalik darajasiga bog’liq. Odatdagi temperaturada vandiy o’zgarmaydi. Kumush holidagi vanadiy kislorodda ravshan alanga berib yonadi.

Vanadiy ftorid kislotada HNO₃ da va zararli suvida eriydi. O’z birikmalarida 3⁺,2⁺,4⁺ va 5⁺ valentli bo’ladi. 4 ta oksidi VO, V₂O₃, VO₂, V₂O₅ ma’lum.

VO – qora tusli qattiq jism, asos xaraktega ega. Olish uchun V₂O₅ 1700 S da vodorod bilan qaytariladi. VO kislotada eriganda ikki valentli vanadiy tuzlari hosil bo’ladi. Kompleks tuzi K₂[V(ON)₆]∙3H₂O

V₂O₃-(III) – oksid qora tusli qattiq jism, kuchsiz asos xarakteriga ega. V₂O₅ ni vodorod yoki ko’mir ta’sirida qaytarish orqali olinadi. Uning gidroksidi V(OH)₃ olish usuli ipr-ipr cho’kma holida hosil bo’ladi. uch valentli vanadiy sulfatni V₂(SO₄)₃ sariq tusli kukun, u suvda erimaydi.

VO₂ – vanadiy (IV) oksid to’q binafsha tusli, amfoter xarakterli qattiq jismdir. Uni olish uchun V₂O₅ oksalat kislota bilan qaytariladi. V₂O₅ 660⁰ Sda suyuqlanadi. Qovoq rang qattiq jism. U kislotali oksid. V₂O₅ vanadiy oksidlari ichida eng barqaror modda. Uni olish uchun ammoniy metavanadatni qattiq qizdiriladi.

2NH₄VO_3V₂O₅+3NH₃+H₂O

V₂O₅ kuchli kislotali muxitda oksidlanish xossalarini namoyon qiladi; masalan, u xlorid kislotani xlorga qadar oksidlaydi.

V₂O₅+6HCl2VOCl₂+Cl₂+H₂O

Vanadatlarga kuchli ishqoriy muxitda suv ta’sir etganda peroksa birikmalar hisol bo’ladi. Masalan;

Na₃VO₄+4H₂O_2Na₃[VO₈]+4H₂O

Kuchsiz ishqoriy muxitda Me₃[VO₆] tarkibli peroksavonadatlar hosil bo’ladi. vanadillarga misol; VOSO₄ – vanadil sulfat, VOCl₂ – vanadil xlord. Vanadiyning silitsid va boridlari VSi2, VB, VB₂ o’tga chidamli materiallar olishda ishlatiladi. Metallurgiyada ko’p qo’llaniladi. Ishlab chiqarilgan vanadiyning 95 protsenti po’latlar olish uchun ketadi. Yadro reaktorlari ko’rish uchun ishlatiladigan materiallar tarkibiga ham ozgina vanadiy qo’shiladi. Katalizator sifatida ham, qishloq xo’jalik, meditsina, to’qimachilik, lak-bo’yoq, rezina, shisha keramika va fotokino sanoatida ham ishlatiladi.

Niobiy va tantal. Niobiy Z=4,1, atom massa og’irligi 92,906. tabiiy izotopi bitta ⁹³Nb ma’lum. Elektron konfiguratsiyasi KLM 4s²4p⁶4d⁴5s⁶, yer po’stlog’ining 2∙10^-4 %ni tashkil qiladi.