Metallmaslarning umumiy xossalari

Лабораторияда водород, одатда, суюлтирилган сулфат кислота ёки хлорид кислотани рухга таъсир эттириш билан олинади:
Зн+Ҳ₂СО₄=ЗнСО₄+Ҳ₂
Саноатда водород олиш учун, асосан, қуйидаги усуллардан фойдаланилади:
1. Конверсион усул, айниқса, аммиак синтез қилишда ишлатиш учун водород олишнинг ҳаммадан кўп расм бўлган усулидир. Бу усул билан ишланганда чўғланган кўмир қавати орқали сув буғи ўтказилади. Айни вақтда углерод (ИИ) оксид билан водород аралашмаси ҳосил бўлади, бу аралашма сув гази деб аталади; у газсимон ёқилғи сифатида ишлатилиши мумкин.
2. Темир буғ усули водород олишнинг ҳаммадан эски усулларидан бўлиб, ҳозир қадимгидек аҳамияти қолган эмас. Бу усул қаттиқ қиздирилган темир қириндиси устидан сув буғи ўтказилганда темир билан сув буғининг ўзаро таъсир этишига асосланган:

3. Электрокимёвий усул. Арзон электр энергияси бор жойларда сувни электр токи ёрдамида таркибий қисмларга парчалаб, ундан водород олиш иқтисодий жиҳатдан маъқул ишдир. Бу усулнинг афзаллиги шундаки, олинадиган водород жуда тоза бўлади. Натижада уни аралашмалардан тозалаш учун жуда мураккаб асбоб-ускуналардан фойдаланишга зарурат қолмайди. Бундан ташқари, ядро реакторларига керак бўладиган оғир сувни олиш ҳам ҳозирги вақтда сувни электролиз қилиб олинади. Бутун дунёда ишлатиладиган водороднинг тахминий 18% миқдори электрокимёвий усулда олинади.
4. Кокс газини кучли совитиш усули. Тошкўмирни ҳавосиз жойда 900—1200ºC гача қиздирилганда кокс гази деб аталадиган аралашма ҳосил бўлади; бу аралашманинг таркибида 50—60% га яқини водород бўлади; қаттиқ ҳолатдаги углерод коксдир. Кокс газидан водород ажратиб олиш учун газни қаттиқ совитилади. Бунда водороддан бошқа газларнинг ҳаммаси суюқ ҳолатга ўтади ва шу тариқа водороддан ажратилади.
5. Метанни парчалашга асосланган усуллар. Сўнгги вақтларда водород олинадиган манба ўрнида метан кўп ишлатиладиган бўлиб қолди. Метан табиий газлар ва нефтни қайта ишлаш натижасида ҳосил бўладиган газлар таркибида бўлади.Метандан водород олишнинг ҳар хил—метанни термик парчалаш, метан билан сув буғини ўзаро таъсир эттириш, метанга углерод (ИВ) оксидни ёки CО2 билан сув буғидан иборат аралашмани таъсир эттиришусуллари бор.


2. Физик хоссалари.
Водород одатдаги температурада рангсиз ва ҳидсиз газ бўлиб, минус 240°C дан паст температурада, босим остида рангсиз суюқликка айланади. Бу суюқлик, минус 259,2°C да қайнайдиган бўлиб, тез буғлатилса, минус 259,2°C да суюқланадиган тиниқ кристаллар ҳолидаги қаттиқ водород ҳосил бўлади.
Водород барча газлар ичида энг енгилидир, у ҳаводан қарийб 14,5 баравар енгил. Бир литр водород нормал шароитда атиги 0,09 г келади. Водород сувда жуда кам эрийди, аммо баъзи металларда, палладий, платина ва бошқаларда кўп миқдорда эрийди. Бир ҳажм палладий 900 ҳажмча водородни ўзида эрита олади.
3. Кимёвий хоссалари.
Водород энг актив металлмаслар билан ўзаро таъсир этганда ҳам ионли боғланишлар ҳосил қилмай, қутбли ковалент боғланишлар ҳосил қилганидан, водород атоми мусбат зарядли ион ҳолатига батамом ўта олмайди. 
Кичкина тешикдан чиқаётган водород оқимига ёниб турган гугурт тутилса, водород ўт олиб кетади ва нурсиз аланга билан ёна бошлайди. Унинг ёнишидан ҳосил бўладиган маҳсулот сувдир:
2H₂+О₂=2H₂О+136,6 ккал
Икки ҳажм водород билан бир ҳажм кислород аралашмаси ёндирилганда, аралашманинг бутун массасида водород билан кислород қарийб бир онда бирикади ва кучли портлаш бўлади. Шу сабабли бундай аралашма қалдироқ газ деб аталади. Водород юқори температурада кўпгина бирикмалардан, жумладан, кўпчилик металл оксидларидан кислородни тортиб олиб, металлни эркин ҳолатга ўтказа олади. Масалан, қаттиқ қиздирилган мис (Cu) оксид устидан водород ўтказилса, қуйидаги реаксия содир бўлади:
CuО+H₂=Cu+H₂О
Водороднинг бирор модда билан бирикиши ҳам қайтарилиш ёки гидрогенланиш деб аталади.
Водород аммиак синтез қилишда, моторларга ишлатиладиган синтетик ёнилғи олишда, ёғларни гидрогенлашда, яъни суюқ ўсимлик мойларини қаттиқ ёғларга айлантиришда, спиртларни (метил спирт ва бошқаларни) синтез қилишда ва бошқа бир қанча жараёнларда кўплаб ишлатилади. Баъзи рангли металларни уларнинг оксидларидан қайтариб олиш ва аеростатларни тўлдириш учун ҳам водород ишлатилади. Паст температураларни ҳосил қилиш учун баъзан суюқ водороддан фойда-
ланилади.
Сув —H₂О ерда энг кўп тарқалган моддадир. Ер шари юзасининг қарийб 3/4 қисмини сув қоплаб туради. Тоза сув ҳидсиз, мазасиз, рангсиз тиниқ суюқликдир. Кўпчилик моддалар совитилган сари, уларнинг зичлиги тобора ортиб боради, буларнинг аксича, 40°C дан юқори температурада ҳам, паст температурада ҳам сувнинг зичлиги камаяди.
Сувнинг ана шу аномалияси катта аҳамиятга эга. Шу аномалия туфайли, чуқур сув ҳавзалари қишда тубигача музламайди ва унда ҳаёт сақланиб қолади. Сувнинг бошқа бир аномалияси ҳам табиат ҳаётида катта аҳамиятга эга: сув барча қаттиқ ва суюқ моддалар орасида энг катта иссиқлик сиғимига эга бўлган моддадир. Шу сабабли сув қишда секинлик билан совийди, ёзда эса секинлик билан исийди ва шу тариқа Ер шарида температурани тартибга солиб туради.
Сувнинг оғирлик таркиби қуйидагича: 11,11% водород ва 88,89% кислороддан иборат. Бундан, сувнинг энг оддий формуласи H₂О бўлади. Сувнинг молекулар оғирлиги сув буғининг юқори температурадаги зичлигига қараб аниқланганда 18 га тенг бўлиб чиқади, бу қиймат сувнинг қайнаш нуқтасига яқинлашган сари буғининг зичлиги бир- оз ошади ва унинг молекулар массаси 18 дан сал ошиқроқ бўлиб қолади. Молекулар массаси ҳам энг оддий формулага қараб ҳисобланган қийматдан бирмунча ошиқ бўлиб чиқади, ана шуларнинг ҳаммаси суюқ ҳолдаги сувда, оддий H₂О молекулалари билан бир қаторда, улар билан мувозанатда турган бирмунча мураккаб молекулалар ҳам бўлади, деган хулосага олиб келади: бундай молекулаларнинг таркиби (H₂О)х шаклидаги умумий формула билан ифодаланади. Оддий молекулаларнинг шу тариқа ўзаро бирикиб, модданинг кимёвий табиатини ўзгартирмай, бирмунча мураккаброқ заррачалар ҳосил қилиш ҳодисаси молекулаларнинг ассотсиланиши дейилади.
Умуман айтганда, ассотсиланишга молекулаларнинг қутбли эканлиги сабаб бўлади; молекулалар ана шундай қутбли бўлганликлари туфайли, ўзларининг қарама-қарши қутблари билан бир-бирига тортилади ва шунинг натижасида икки, уч ва ундан ортиқ молекулалар ўзаро бирикиб, йирикроқ заррачалар ҳосил қилади.
Табиий сув ҳеч қачон тоза бўлмайди, шунингдек, қудуқ, булоқ, дарё ва кўл сувида ҳамма вақт эриган моддалар бўлади. Турли сувларда бу моддаларнинг миқдори турличадир, аммо, умуман айтганда, уларнинг миқдори 0,01% дан 0,05% гача бўлади. Денгиз сувида 4% гача ҳар хил эриган моддалар бўлади, буларнинг асосий қисмини ош тузи ташкил қилади. Океан сувида 3,5%, денгиз сувида эса денгизга қуйиладиган дарёларнинг кам сув ёки серсув бўлишига қараб турли миқдорда — 0,5% дан 3,9% гача (Ўртаер денгизида—3,9%, Қора денгизда—1,8%, Болтиқ денгизида —0,5%) ош тузи бўлади.Сувнинг кимёвий хоссалари. Сувнинг молекулалари қиздиришга жуда чидамли. 1000°C дан юқори температурада сув буғи водород билан кислородга сезиларли даражада диссотсилана бошлайди.
2H₂О=2H₂+О₂—136,8 ккал
Бу жараёнда иссиқлик ютилганидан температуранинг кўтарилиши, Ле Шателе принсирига мувофиқ, мувозанатни ўнгга силжитиши керак эди. Аммо 2000°C да ҳам диссотсиланиш даражаси фақат 1,8% ни ташкил этади. Температура 1000°C дан пастроққа тушса, амалда мувозанат сув ҳосил бўлиши томонига қараб бутунлай силжийди, одатдаги ҳароратда эса водород билан кислороднинг эркин молекулалари шу қадар оз ҳосил бўладики, ҳатто уларни оддий усуллар ёрдамида аниқлаб бўлмайди.
Сув қиздиришга чидамли бўлишига қарамай, реаксияга жуда тез киришадиган моддадир. Кўпгина металл ва металлмас оксидлари сув билан бирикиб, асос ва кислоталар ҳосил қилади; энг актив металлар сув билан ўзаро таъсирлашиб, водород ажратиб чиқаради ва ҳоказо.
Баъзи ҳолларда сувда тоғ жинслари таркибига кирувчи моддалар эриган бўлади. Сувда темир, марганес, азот, кислород, карбонат ангидрид, водород сулфид ва бошқа моддалар эриган бўлса, бундай сувни минерал сувлар дейилади. Табиий сувлар ичида энг тоза сув ёмғир, қор, кўл сувлари ҳисобланади. Бундан ташқари, сув кўпгина кимёвий моддалар таркибида ҳам учрайди.
Бундай сувлар қуйидагилардан иборат:
1. Гигроскопик сув — бундай сувлар кимёвий моддалар юзасига абсорбсион куч ҳисобига жойлашган бўлади. Бундай сувларни йўқотиш учун катта энергия талаб қилинмайди.
2. Кристаллизатцион сув—бундай сув кимёвий моддалар таркибига водород боғланиш ҳисобига стехиометрик нисбатларда жойлашган бўлади. Бундай сувни ажратиб, чиқариб юбориш учун анчагина энергия сарфланади. Бундай бирикмаларга CаSО₄•2H₂О, МgSО₄•7H₂О, СuSО₄•5Н₂О, FеSО₄•7H₂О, CоSО₄•7H₂О, NiSО₄•7H₂О мисол бўла олади.
3. Конститутцон сув — кимёвий моддалар билан жуда қаттиқ боғланган. Бундай сувларни ажратиш учун катта энергия сарфланади ёки кимёвий жараённи вужудга келтириш керак. Бунга Cа(НСО₃)₂, Мg(НCО₃)₂ лар мисол бўла олади.