Mavzu: Rux,kadmiy, simob elementlarining olinishi, xossalari va birikmalari

Kadmiy

• Kadmiyning yadro zaryadi (Z) 48 ga teng bo’lib, uning 8 ta tabiiy va 14 sun’iy izotopi bor. Kadmiy hamma vaqt rux rudalari tarkibida CdCO3 holida 1% gacha uchraydi. Tabiatda kadmiy faqat birikmalar holida rux rudalari bilan birga uchraydi. Kadmiyning CdO va CdCO3 tarkibli minerallari tabiatda CdS ga qaraganda juda oz bo’ladi.
• Kadmiy texnikada rux bilan olinadi. Rux changida kadmiyni miqdori 5 % gacha bo’ladi, undan quruq va ho’l usullar bilan kadmiy ajratib olinadi. Quruq usulda rux changiga koks qo’shib qizdiriladi, bunda hosil bo’lgan bug’ni bir necha marta haydab toza kadmiy olinadi. Ho’l usulda esa tarkibida kadmiy bo’lgan rux changi xlorid yoki sulfat kislotada eritilib, eritmadan kadmiy rux bilan qaytariladi:
• CdSO4 + Zn = ZnSO4 + Cd
• Toza kadmiy olish uchun kadmiy vakuumda yoki vodorod oqimida bug’lantirilib, elektroliz usulda tozalanadi.

• Kadmiyning selenid (CdSe), otavit (CdO3) va monteponit (CdO), grinokit (CdS) kabi nodir minerallari maʼlum. Sulfid rudalarida, jumladan, sfalerit minerali (ZnS) tarkibida (0,01—5,0%), galenitda (0,02% gacha), xalkopiritda (0,12%), piritda (0,02%) uchraydi. Bundan tashqari, umurtqali va umurtqasiz hayvonlar organizmida, oʻsimliklarda ham bor. Kadmiy — kumushdek oq, yumshoq, choʻziluvchan, mexanik ishlovga oson beriladigan ogʻir metall. Zichligi 8,65 g/sm1 (20° da) Maos boʻyicha qattiqligi 2, suyuklanish t-rasi 320,9°, qaynash t-rasi 767°. Kimyoviy birikmalarda 2 valentli. Nam havoda Kadmiyning sirti yupqa oksid parda b-n qoplanadi. Bu parda uni keyingi oksidlanishdan saqlaydi. Suyuqlanish t-rasidan yuqori haroratlarda yonib, qoʻngʻir rangli kadmiy oksid (CdO) hosil qiladi. Kadmiy NS1, H2SO4 da, ayniqsa, HNO, da erib, tegishli tuzlar beradi. Ishqorlarda erimaydi. K. kislorod, oltingugurt, galogenlar va b. b-n reaksiyaga kirishadi. K.ning tuzlari, suv va kislotalarda eriydigan birikmalari zaharli. K. mis, rux, qoʻrgʻoshin rudalarini qayta ishlashdagi chiqindilardan ajratib olinadi. Yadro reaktorlarida, ishqorli akkumulyatorlarda, maxsus qotishmalar tayyorlashda, boʻyoq olishda, temirni kadmiylashda ishlatiladi.

• Xossalari Kadmiy oq rangli, yumshoq yaltiroq metall, geksoganal shaklda kristallanadi. Kadmiyning normal elektrod potensiali-0,4 volt bo’lib, ruxnikidan (-0,76 volt) katta, shu sababli rux kadmiyni birikmalaridan siqib chiqaradi. Kadmiy suyultirilgan kislotalardan (HCl, H2SO4 kabi) vodorodni siqib chiqara oladi. Kadmiy havoda oksidlanganda uning sirti parda bilan qoplanadi, cho’g’lantirilganda esa qo’ng’ir tusli oksid parda hosil bo’ladi. U yonganda CdO bilan birga oz miqdorda CdO2 ham hosil qiladi, u yuqori haroratda juda faol metaldir.

• Kadmiy birikmalari
• Kadmiy oksid CdO kadmiyni havoda yondirilganda qo’ng’ir jigarrang bo’lib, havoda asta sekin oqaradi, chunki havodagi SO2 bilan birikib, oq rangli SaSO3 ga aylanadi. U suvda kam eriydi, kislotalarda yaxshi eriydi.
• Kadmiy gidroksid Cd(OH)2 kadmiyning suvda eriydigan tuzlariga ishqor ta’sirida oq cho’kma holida hosil bo’ladi. U ortiqcha ishqorda erimaydi, konsentrlangan ishqorlarda uzoq qaynatilganda Na2[Cd(OH)4] va Ba[Cd(OH)4] kabi kadmatlarni hosil qiladi.Cd(OH)2 kuchsiz asos, ammiakda erib, [Cd(NH3)4] (OH)2 va [Cd(NH3)6(OH)2] kabi kompleks birikmalarni hosil qiladi. Kadmiy yumshoq yaltiroq metall, geksoganal shaklda kristallanadi.
• Cd (OH)2 + 4NH3 → [Cd(NH3)4](OH)2
• Kadmiy galogenidlar: CdF2, CdCl2 , CdVr2, CdI2 sun’iy yo’l bilan hosil qilinadi. Kadmiy ftorid CdF2 suvda oz eriydi. Kadmiy xlorid CdCl2* 2,5 H2O suvda juda yaxshi eriydi. Kadmiy bromid CdVr2 termik jihatdan juda barqaror modda. 7000 da parchalanmay bug’lanadi. Kadmiy iodid CdI2 suvda yaxshi eriydigan rangsiz qattiq modda, fotografiyada ishlatiladi. Kadmiy yodid komplekslar hosil qiladi, masalan, K2 [CdI4]

• Kadmiy sulfid CdS kadmiyning suvda eriydigan tuzlarga H2S ni ta’sir ettirilsa sariq cho’kma holida hosil bo’ladi. Kadmiy sulfid suvda, suyultirilgan kislotalarda va ishqorlarda erimaydi. CdS sariq bo’yoq sifatida ishlatiladi, u barqaror va ravshan bo’yoqdir.
• Kadmiy temir va po’lat buyumlarni korroziyadan saqlash uchun ularning sirtiga qoplanadi, oson suyuqlanadigan qotishmalar tarkibiga kiradi. Misga kadmiy qo’shilsa, misning chidamliligi ortib, elektr o’tkazuvchanligi uncha pasaymaydi, shuning uchun bunday qotishmalardan tramvay va trolleybus simlari tayyorlanadi. Kadmiy ishqorli akkumulyatorlar uchun ishlatiladi.
• , CdS - sariq yoki qizil rangli kristallar. Geksagonal va kubsimon modifikatsiyalari maʼlum. Suyuqlanish t-rasi 1475°, zichligi 4,824 g/sm3, yarimoʻtkazgich. Suvda erimaydi, konsentrlangan HNO3 va H2SO4 taʼsirida parchalanadi. Kadmiy va oltingugurt bugʻlarini oʻzaro taʼsir ettirish, eritmadan vodorod sulfid yoki natriy sulfid ishtirokida choʻktirish, kadmiy va oltingugurt organik birikmalarni oʻzaro taʼsir ettirish usullari bilan olinadi. K. s. yarimoʻtkazgich lazerlarda faol muhit, fotoelementlar tayyorlashda xom ashyo, quyosh batareyalari, fotodiodlar, lyuminofor, shisha, sopol va badiiy boʻyoqlar tayyorlashda pigment sifatida qoʻllanadi. Tabiatda grinokit minerali koʻrinishida uchraydi

• Kadmiy selenid, CdSe - toʻq qizil rangli kristall modda. Kristallari, asosan, geksogonal panjarali, shuningdek, kubsimon panjarali beqaror va faqat yuqori bosimda mavjud boʻlgan kubsimon panjarali modifikatsiyalari maʼlum. Suyuqlanish t-rasi 1263°; zichligi 5,81 g/sm3, yarimoʻtkazzich. Suvda erimaydi, xlorid, nitrat va sulfat kislotalar taʼsirida parchalanadi. K. s. kadmiy bilan selenii qizdirish yoki gaz fazada, CdSO4 eritmasidan H2Se taʼsirida choʻktirish, CdS bilan H2SeO3 ni, kadmiy va selenning organik birikmalarini oʻzaro taʼsir ettirish yoʻli bilan olinadi. K. s. — yarimoʻtkazgich lazerlarda faol muhit hosil qilishda, fotorezistorlar tayyorlashda, fotodiodlar, quyosh batareyalari,emallar, sirlar va badiiy boʻyoqlar uchun pigment sifatida qoʻllaniladi

• Simob bug’i atomlardan iborat bo’lib, nihoyatda zaharlidir. Uning eng oz miqdori ham uzoq ta’sir etsa, organizmga zarar etkazadi. Simob birikmalari oshqazonga tushsa, ovqat hazm qilish organlarining, yurak va buyrakning ishlashi buziladi, u bilan ishlayotganda ehtiyot bo’lish kerak. Simob ko’p metallarni (Na, K, Ag, Au ni) o’zida eritib, amalgamalarni hosil qiladi. Amalgamalar odatdagi haroratda suyuq yoki yumshoq bo’lishi bilan boshqa qotishmalardan farqlanadi.
• Simob va uning birikmalari zaharli, shuninguchun ishlatishda ehtiyot choralariga rioya qilish zarur. Metall Simobning bugʻlari ayniqsa xavfli. Simob nafas orqali qonga oʻtadi. Qonga oʻtgan Hg undagi oqsillar bilan qoʻshiladi. S. ning bir qismi jigar, buyrak, taloq va miya toʻqimalarida toʻplanadi. Hgdan zaharlarganda vena orqali giposulfitning 20%li eritmasi yuboriladi, markaziy nerv sistemasi faoliyatini normallashtiradigan farmakologik hamda fizioterapevtik vositalar buyuriladi va h.k. Hg preparatlari antiseptik va siydik haydovchi xususiyatlari tufayli tibbiyotda qoʻllanadi.

simob

• Simobning yadro zaryadi (Z) 80 ga teng. Simob tabiatda erkin va birikma holida uchraydi, uning 7 ta tabiiy va 20 ta sun’iy izotopi bor. Simobning eng mashhur birikmasi kinovar HgS dir, erkin simob odatdagi haroratda suyuq bo’lganidan tomchilar holida uchraydi.
• Olinishi. HgS ning harorat ta’sirida parchalanish mahsulotidan simob ajratib olinadi, ba’zan HgS ga Fe yoki ohak ta’sir ettirib ham simob olinadi:
• HgS + O2 = Hg + SO2
• HgS + Fe = Hg + FeS
• 4HgS + 4CaO = 4Hg + 3CaS + CaSO4
• Hg(NO3)2 = Hg + Hg(NO2)2
• Bug’ holidagi simob maxsus idishga yig’ilib, keyin haydash bilan tozalanadi. Laboratoriyada simob HgS ni harorat ta’sirida qizdirish bilan olinadi:
• 2HgO = 2Hg +O2

• Xossalari Simob odatdagi haroratda yagona suyuq metall, zichligi 13,59; -38,70 da qotadi, 356,70S da qaynaydi. Simob qattiq holatda modifikasiyada bo’ladi:
• 1. α-simob – 38,7 dan to – 1940 gacha mavjud. U romboedrik shaklda kristallanadi, 1940 dan pastda - simob barqaror, u hajmiy markazlashgan geksagonal shaklda kristallanadi. Simobning elektr o’tkazuvchanligi misning elektr o’tkazuvchanligining 58% ini tashkil qiladi. Simob ko’p metallarni eritadi. Bunday eritmalar – amalgamalar deb ataladi. Amalgamalar odatdagi haroratda suyuq yoki yumshoq bo’lishi bilan boshqa qotishmalardan farq qiladi. Natriy, kaliy, kumush, oltin va boshqa metallar simobda juda yaxshi eriydi. Amalgamalarni fizik-kimyoviy tekshirish natijasida ularning ba’zilari kimyoviy birikmalar ekanligi (masalan, KHg2, NaHg2, PtHg, AuHg2 va hokazolar), ba’zilari qattiq eritmalar ekanligi, ba’zilari esa shunchaki suyuq aralashma ekanligi aniqlandi. Simob, rux va kadmiydan birmuncha farq qiladi, u ruxga qaraganda bir oz sekin oksidlanadi, lekin oltingugurt va galogenlar bilan oson reaksiyaga kirishadi. (hatto sovuqda ham)

• Toza simob havoda oksidlanmaydi, lekin nam havoda tursa oksidlana oladi. U suyultirilgan H2SO4 da qizdirilganda eriydi. HNO3 da qizdirilmasa ham yaxshi eriydi, odatdagi sharoitda Cl va S bilan birikadi. Temir, nikel va kobalt simobda erimaydi, shuning uchun simob temir idishlarda saqlanishi mumkin.
• Hg + 2H2SO4 = HgSO4 + SO2 + 2H2O
• Simob (I) – nitrat Hg2(NO3)2 simobga suyultirilgan HNO3 ni ta’sir ettirib, olinadi:
• 0 +5 +2 +2
• 6Hg + 8HNO3 = 3Hg2(NO3)2 + 4H2O+ 2NO↑
• Hg2(NO3)2 + 2NaOH = 2NaNO3 + HgO + Hg + H2O
• U eritmadan Hg2(NO3)2∙ 2H2O holida kristallanadi, suvda erimaydi va tibbiyotda ishlatiladi.
• Simob (I) – xlorid Hg2Cl2 suvda kam eriydigan oq modda zichligi 7,15 g/sm3 ga teng. Sulema va simob aralashmasi qizdirilganda, simob (I) ning suvda eriydigan tuzlariga xloridlar ta’sir ettirilsa, Hg2Cl2 hosil bo’ladi:
• HgCl2 + Hg = Hg2Cl2
• Hg2(NO3)2 +2NaCl = Hg2Cl2+ 2NaNO3
• Hg2Cl2 kalomel deb ham ataladi, tibbiyotda ishlatiladi, uning tuzilish formulasi quyidagicha:
• Cl – Hg – Hg – Cl

• Simob (II) – oksid HgO sariq yoki qizil kristall modda, zichligi 11,14 g/sm3 ga teng, tabiatda uchramaydi. Simobni havoda qizdirish, uning ikki valentli tuzlariga ishqor ta’sir ettirish va Hg(NO3)2 qizdirish bilan HgO hosil bo’ladi: 2Hg + O2 =2HgO
• 2Hg(NO3)2 = 2HgO + 4NO2 + O2 (quruq usul)
• HgCl2 + Ba(OH)2 =HgO ↓+ BaCl2 +H2O (ho’l usul)
• Hg(NO3)2 + K2CO3 + H2O = HgO + 2KNO3 + H2CO3
• Simob (II) – oksid kimyoviy preparatlar olishda ishlatiladi.
• Simob (I)- oksid qora kukun, zichligi 9,8 g/sm3 ga teng, termik jihatdan nihoyatda beqaror bo’lib, xona haroratdagi Hg va HgO ga parchalanadi. Hg2O suvda erimaydi.
• Hg(NO3)2 + 2NaOH = Hg2O + 2NaNO3 +H2O
• Simobning HgO2 tarkibli peroksidi ham ma’lum. U beqaror modda.
• Hg2(OH)2 va Hg(OH)2 gidroksidlari olinmagan, chunki ular hosil bo’lishi bilan parchalanadi.
• Simob (II) – gidroksidga (va oksidga) ammiak ta’sir ettirilsa suvda (va suvdan boshqa erituvchilarda ham) erimaydigan oq mikrokristall kukun hosil bo’ladi: 2HgO + NH3 + H2O = [Hg2NH2(OH)2]OH
• Bu modda asos xossasiga ega bo’lgani uchun Million-asosi deb nomlanadi

Xulosa

• Rux konsentratiga osh tuzini qoʻshib qizdirish, haydash va uni chang holida tutib yigʻish, shuningdek, rux oksidi yoki metall boʻlaklariga xlorid kislota taʼsir ettirish, soʻngra bugʻlatish usullari bilan olinadi. Yogʻochni chirishdan saklashda shimdiriluvchi tarkib sifatida, metallarni payvandlashda (oksid pardalardan tozalashda), pergament i.ch.da qoʻllanadi.
• Rux sulfat eritmasi boshqa metallarni elektrolitik usulda rux bilan qoplashda , tibbiyotda, to’qimachilik sanoatida va boshqa sohalarda ishlatiladi.
• Butun dunyoda ishlab chiqariladigan ruxning 40%i poʻlatni korroziyadan saqlash uchun sarflanadi. Rux kukuni yordamida kadmiy, mis va nodir metallar birikmalardan ajratib olinadi. R.dan ishlangan listlar konstruksion material sifatida, shuningdek, quruq elementlarning idishlarini tayyorlashda qoʻllanadi.

• Kadmiy selenid. — yarimoʻtkazgich lazerlarda faol muhit hosil qilishda, fotorezistorlar tayyorlashda, fotodiodlar, quyosh batareyalari,emallar, sirlar va badiiy boʻyoqlar uchun pigment sifatida qoʻllaniladi.
• Metall holidagi kadmiy past temp.da suyuqlanadigan qotishmalar tayyorlashda , Veston elemanti nomli normal galvanik element hosil qilishda ishlatiladi. Temirning sirti kadmiy bilan qoplansa temir zanglamaydi.Kadmiylash — asosan, poʻlat buyumlar sirtiga 7—20 mkm qalinlikda kadmiy qatlami yugurtirish; buyumlarni korroziyadan saqlash uchun qoʻllaniladi. Elektr kimyoviy usul bilan va vakuum ostida qoplanadi. Elektr kimyoviy K.da buyumlar kadmiyning oddiy kislotali tuzlari yoki murakkab komplekslarining suvdagi eritmasida elektroliz qilish yoʻli bilan amalga oshiriladi. Vakuum ostida K.da qoplanadigan material (kadmiy) toʻzitiladi va zarralarining yoʻnaltirilgan oqimi hosil qilinadi, soʻngra buyum sirtiga oʻtiradi. Samolyot, kemalarning eng muhim detallari, tropik iqlimda ishlatiladigan buyumlar kadmiylanadi

• Kadmiy bilan qoplash rux bilan qoplashdan afzal, chunki temirning standart oksidlanish potensiali kadmiynikiga yaqin, Kadmiy atom tehnikasida katta ahamiyatga ega, uning massa soni 113 bolgan izotopi sust neytronlarni qamrab olishga qobil bo’lganligi sababli,kadmiy yadro reaktorlar uchun kerakli regulyator tayyorlashda ishlatiladi. Kadmiyning ba’zi birikmalari tibbiyotda ishlatiladi.Kadmiy selenid — yarimoʻtkazgich lazerlarda faol muhit hosil qilishda, fotorezistorlar tayyorlashda, fotodiodlar, quyosh batareyalari emallar, sirlar va badiiy boʻyoqlar uchun pigment sifatida qoʻllaniladi.
• Kadmiy sulfid yarimoʻtkazgich lazerlarda faol muhit, fotoelementlar tayyorlashda xom ashyo, quyosh batareyalari, fotodiodlar, lyuminofor, shisha, sopol va badiiy boʻyoqlar tayyorlashda pigment sifatida qoʻllanadi. Tabiatda grinokit minerali koʻrinishida uchraydi.