Mexanizatsiyalash, avtomatlashtirish va robototexnika fanidan

2.Oraliq elementlar.

1. Davriy sistеmaning qo‘shimcha guruhchasi elеmеntlari. d-elementlar har qaysi kata davrda s- va p- elementlar orasidagi o’nta katakni ishg’ol qiladi.

Bu elementlarning umumiy soni 33 ta bo’lib, to’rtinchi, beshinchi, oltinchi davrlarda o’ntadan va ettinchi davrda uchtadir. Qo’shimcha gruppacha elementlari oraliq, elementlar deb ham yuritiladi.

d-elementlarda bir elementdan ikkinchisiga o’tilganda atomlarning sirtqi qavatdan bitta ichkari qavatiga ortib boruvchi bitta elektron joylasha boradi. Bu elementlarning kimyoviy xossalari sirtqi va undan bitta ichkarigi qavatlarga joylashgan elektronlar soniga bog’liq bo’ladi. d- element­larning o’ziga xos xususiyatlari metallar atomlarining elektron tuzilishiga - sirtqi elektron qavatda ko’pincha ikkita s- elektroni (ba’zan, bitta s- elektron) bo’lishi bilan tavsiflanadi. Bu elementlar atomlarining ionlanish energiya mikdori kamligi sababli sirtki elektronlar yadro bilan nisbatan bo’shroq bog’langandir. SHunga ko’ra, oraliq element­lar xosil qilgan birikmalarida musbat oksidlanganlik namoyon qiladi, bu ularning asosiy gruppacha metallari kabi metallik xususiyatlariga ega bo’lishini taqozo qiladi. Ammo asosiy va qo’shimcha gruppacha metallari orasida ma’lum farqlar ham mavjud. Oraliq element atomlarining sirtqidan oldingi elektron qavatlarida elektronlar bilan to’lmagan d- sathcha mavjud bo’ladi. Oraliq elementlar atomlari kimyoviy bog’lanish xosil qilganda faqat tashqi elek­tronlar emas, balki e- elektronlari ham ishtirok etadi. SHu sababli oraliq elementlar uchun asosiy gruppacha metallariga qaraganda o’zgaruvchan valentli bo’ladi. Buning natijasida oraliq elementlarda barqaror kompleks birikmalar hosil qilishga moyillik ko’proq seziladi.

Xar bir davrda asosiy gruppacha elementlari, ya’ni s- va p- elementlarida ularning tartib belgisi orta borgan sari atomlar tashqi elektron qavatida elektronlar soni ko’paya boradi, bu tipik metallardan metallmaslarga o’tishga olib keladi. Oraliq elementlarda esa tartib sonining ortishi bilan tashqi elektron o’avatlarining tuzilishi deyarli o’zgarmaydi, shuning uchun elementlar xossalari ham asosiy gruppacha elementlariga qaraganda juda sekinlik bilan o’zgaradi. Skandiy, titan, vanadiy, xrom va marganetsda yuqori oksidlanish darajasi guruh tartib soniga teng bo’lsa, temirniki olti, kobalt bilan nikelniki uch, mis va ruxniki ikki bo’ladi. SHunga qarab moddalar barqarorligi ham

o’zgaradi. TiO va VO oksidlaridan titan bilan vanadiyning oksidlanganlik darajasi + 2 bo’lib, kuchli qaytaruvchi hisoblanadi. Lekin ularga o’xshash mis va rux oksidlari qaytarish xususiyatiga ega emas.

2. XI guruh elementlari. Mis, kumush, oltin. Ularning tabiatda uchrashi, olinishi, fizik va kimyoviy xossalari, birikmalari. O‘zbеkistonda mis, oltin, kumush va ular birikmalarini ishlab chiqarish . Mis, kumush, oltin, ularning qotishmalari va birikmalarning amaliy ahamiyati.

Cu-1,28A^o Ag-1,44 A^o Au-1,44 A^o

Er po’stlog’ini Cu-0,01%, Ag-4^. 10^-6 Au-5^. 10^-7 % ni tashkil etadi.

Mis yaltirog‘i - Cu₂S, Mis kolchedani - CuS^. FeS, malaxit - CuCO₃^. Cu(OH)₂ kuprit - CuO₂ , argentit – Ag₂S , xlorargerit – AgCl lar xolida uchraydi.

Misni 2 ta tabiiy izatopi bor - 69%, - 31%, uning yana 9 ta radiaktiv izatopi olingan. O‘zbekiston (olmaliq, Sari CHeku, oltin topgan (qo‘rg‘oshin koni) va boshqa joylarda) uchraydi.

Kumishning 2 ta tabiiy, 25 ta sun’iy izatopi bor. O‘zbekiston (Oltin topgan qo‘rg‘oshin koni) da uchraydi.

Oltinning 1 ta tabiiy, 22 ta radioktiv izotopi olingan. Kalaverit - AuTe₂

4Ag+8KCN+2H₂O+O₂ = 4K[Ag(CN)₂] + 4KOH

2K[Ag(CN)₂] + Zn = K₂[Ag(CN)₄] + 2Ag

2AgNO₃ + 2NaOH = 2NaNO₃ + Ag₂O + H₂O

4Au+8NaCN+O₂ +2H₂O=4Na[Au(CN)₂]+4NaOH

2Na[Au(CN)₂]+Zn = Na[Zu(CN)₄]+2Au

AuCl₃ = AuCl + CI₂

Mis gruppachasi elementlariga Cu—mis, Ag—kumush, Au— oltin kiradi. Bu gruppacha elementlari atomlarining tashqi elektron qavatida s¹ -elektronlar mavjud bo’lishiga qaramasdan d- elementlar oilasiga kiradi. Chunki bu elementlarning valent elektronlari faqatgina s- elektronlar emas, balki d- elektronlari hamdir. SHuning uchun bu elementlarning oksidlanish darajasi fakat +1 emas, masalan, misniki +1, +2, oltinniki +3, kumushniki esa +1 ga teng barqaror birikmalar. +1 valentli kumush birikmalarining barqaror bo’lishiga sabab, mis va oltin elementlarinikiga qaraganda elektron konfiguratsiyasining ancha mustaxkam bo’lganligidir.

Tabiatda uchrashi. Mis tabiatda, asosan Cu₂S - mis yaltirogi, CuFeS₂ - kolchedan, Cu₂O - kuprit, CuSO₃ • Si(ON)₂ - malaxit, sof kumush, qo’rgoshin, rux, kadmiy va boshqa metallarning sulfidli minerallari bilan aralashgan holda yoki Ag₂S -argenit, AgCI - kumush xlorid, Ag₃SbS₃, - pirargirit, Ag₃AsS₃ - prustit minerallari holida uchraydi. Oltin bu gruppacha elementlari ichida eng tarqoq va nodir metall xisoblanadi. SHuning uchun oltin, asosan tugma holda yoki AuTe - kalaverit minerali holida uchraydi.

Olinishi. Tarkibida mis bulgan rudalar flotatsiya qilib boyitiladi. Hosil bo’lgan konsentrat kislorod atmosferasida kuydiriladi. Konsentrat tarkibidagi temir oksidlari va keraksiz jinslar shlak xolida ajratib olinadi. Tarkibida mis ko’p bo’lgan aralashma kislorodli atmosferada qaytadan suyuqlantiriladi. Natijada mis rudasining oksidlangan qismi bilan oksidlanmagan qismi reaksiyaga kirishib xomaki mis qaytariladi. Hosil bo’lgan xomaki mis rafinatsiya qilinib, elektroliz natijasida mis metali ajratib olinadi:

2Cu₂O + Cu₂S → 6Cu + SO₂

Bundan tashqari, mis gidrometallurgiya usulida ham olinadi. Bu usudda tarkibida mis bo’lgan ruda kaynoq sulfat kislota yoki ammiakli aralashma bilan ishlanadi. Natijada ruda tarkibidagi mis CuSO₄ yoki [Cu(NH₃)₄]SO₄ xolida eritmaga o’tadi. Eritmaga temir ta’sir ettirib yoki uni elektroliz qilib, erkin xolda mis metali ajratib olinadi.

Kumush rudasi, asosan qo’rgoshin rudalar bilan aralashgan xolda bo’ladi. SHuning uchun tarkibida kumush bo’lgan rudalar suyuqlantirilib, usti ochiq vannalarda kislorod ta’sirida oksidlanadi. Natijada, qo’rg’oshin RbO holida suyuqlantirilgan arlashma yuziga qalkib chiqadi, kumush esa oksidlanmai metall holida cho’kmaga tushadi. Bundan tashqari, suyuqlantirilgan rudalarga rux ta’sir ettiriladi. Kumush ruxda qo’rg’oshindagiga qaraganda yaxshi erib, cho’kmaga tushadi. Hosil bo’lgan cho’kmadan distillyasiya yordamida kumush ajratib olinadi. Sulfidli rudalardan kumush ajratib olishda, suyuqlantirilgan massaga natriy sianid ta’sir ettirib, hosil bo’lgan kumushning komp­leks birikmasi rux bilan qaytarilib metall ajratib olinadi:

Ag₂S + 4NaCN → 2Na[Ag(CN)₂] + Na₂S

2Na[Ag(CN)₂] + Zn → Ag + Na₂[Zn(CN)₄1

Oltin, asosan quyidagi usullar bilan olinadi:

1. Tarkibida oltin bo’lgan qumdan oltinni ajratib olish uchun qum bir necha bosqichda yuviladi. Natijada solishtirma massasi kam bo’lgan qum yuvilib ketadi va oltin cho’kmada qoladi.

2. Tarkibida oltin bo’lgan ruda suyuqlantirilib, simob bilan aralashtiriladi. Simob o’zida faqat oltinni eritib, amalgama hosil qiladi. Hosil bo’lgan amalgama termik parchalanib, sof holida oltin ajratib olinadi.

kuydiriladi. Konsentrat tarkibidagi temir oksidlari va keraksiz jinslar shlak xolida ajratib olinadi. Tarkibida mis ko’p bo’lgan aralashma kislorodli atmosferada qaytadan suyuqlantiriladi. Natijada mis rudasining oksidlangan qismi bilan oksidlanmagan qismi reaksiyaga kirishib xomaki mis qaytariladi. Hosil bo’lgan xomaki mis rafinatsiya qilinib, elektroliz natijasida mis metali ajratib olinadi:

2Cu₂O + Cu₂S → 6Cu + SO₂

Bundan tashqari, mis gidrometallurgiya usulida ham olinadi. Bu usudda tarkibida mis bo’lgan ruda kaynoq sulfat kislota yoki ammiakli aralashma bilan ishlanadi. Natijada ruda tarkibidagi mis CuSO₄ yoki [Cu(NH₃)₄]SO₄ xolida eritmaga o’tadi. Eritmaga temir ta’sir ettirib yoki uni elektroliz qilib, erkin xolda mis metali ajratib olinadi.

Kumush rudasi, asosan qo’rgoshin rudalar bilan aralashgan xolda bo’ladi. SHuning uchun tarkibida kumush bo’lgan rudalar suyuqlantirilib, usti ochiq vannalarda kislorod ta’sirida oksidlanadi. Natijada, qo’rg’oshin RbO holida suyuqlantirilgan arlashma yuziga qalkib chiqadi, kumush esa oksidlanmai metall holida cho’kmaga tushadi. Bundan tashqari, suyuqlantirilgan rudalarga rux ta’sir ettiriladi. Kumush ruxda qo’rg’oshindagiga qaraganda yaxshi erib, cho’kmaga tushadi. Hosil bo’lgan cho’kmadan distillyasiya yordamida kumush ajratib olinadi. Sulfidli rudalardan kumush ajratib olishda, suyuqlantirilgan massaga natriy sianid ta’sir ettirib, hosil bo’lgan kumushning komp­leks birikmasi rux bilan qaytarilib metall ajratib olinadi:

Ag₂S + 4NaCN → 2Na[Ag(CN)₂] + Na₂S

2Na[Ag(CN)₂] + Zn → Ag + Na₂[Zn(CN)₄1

Oltin, asosan quyidagi usullar bilan olinadi:

1. Tarkibida oltin bo’lgan qumdan oltinni ajratib olish uchun qum bir necha bosqichda yuviladi. Natijada solishtirma massasi kam bo’lgan qum yuvilib ketadi va oltin cho’kmada qoladi.

2. Tarkibida oltin bo’lgan ruda suyuqlantirilib, simob bilan aralashtiriladi. Simob o’zida faqat oltinni eritib, amalgama hosil qiladi. Hosil bo’lgan amalgama termik parchalanib, sof holida oltin ajratib olinadi.

3. Tarkibida oltin bo’lgan rudalar boyitiladi. Hosil bo’lgan konsentrat KCN yoki NaCN eritmasi bilan ishlanadi. Natijada ruda tarkibidagi oltin kompleks birikmaga aylanadi. Unga rux ta’sir ettirib, hosil bo’lgan oltin rafinatsiya qilinib metall holida ajratib olinadi:

Xossalari. M i s — qizg’ish tusli elastik metall, yoqlari markazlashgan kub sistemadagi kristall panjaraga ega. Oddiy sharoitda quruq havoda oksidlanmaydi. Lekin nam havoda, CO₂ ishtirokida yuzasi ko’karib qoladi:

2Cu + H₂O + CO₂ + O₂ → (CuOH)₂ CO₃

Mis qizdirilganda kislorod ta’sirida oksidlanib, Cu₂O, CuO tarkibli birikmalar hosil qiladi, galogenlar, oltingu­gurt va selen bilan reaksiyaga kirishadi. Mis HNO₃ va H₂SO₄ kislotada eriydi: K u m u sh — oq rangli, yaltiroq yumshoq metall, oddiy sha­roitda havoda oksidlanmaydi, ozon va vodorod sulfid erit­masi bilan reaksiyaga kirishadi. Kumush qizdirilganda konsentrlangan H₂SO₄, HNO₃, KOH va H₂O₂ aralashmasi hamda suyuqlantirilgan KOH va KNO₃ aralashmalari bilan reak­siyaga kirishadi, galogenlar, oltingugurt, selen, tellur burlari bilan birikadi.

Oltin — sarg’ish rangli yumshoq metall, odatdagi sharoit­da oksidlanmaydi. Qizdirilganda galogenlar bilan reak­siyaga kirishadi. Oltin H₂SO₄ — HNO₃ va HNO₃ — HCI aralashmalarida, "zar suvi"da , selenat kislotada eriydi:

Au + 4HCI + HNO₃ → H[AuCI₄] + NO + 2H₂O

Birikmalari. Mis bromid —CuBr, rangsiz kristall, nam ta’sirida yashil rangga bo’yalada, suvda erimaydi. Qaynoq CuSO₄ va KBr yoki NaBr eritmasiga SO₂ ta’sir ettirib hosil qilinadi. Organik moddalarni sintez kilishda ishlatiladi.