O'zbekiston respublikasi oliy va o'rta maxsus ta'lim vazirligi anorganik kimyo Ma'ruzalar matni




Download 1.75 Mb.
bet10/11
Sana19.03.2017
Hajmi1.75 Mb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11
MA'RUZA № 17
VIII GURUXNING D-ELEMENTLARI

1. Temir gruppachasi elementlarining umumiy tavsifi

2. Temir – olinishi, xossalari, birikmalari

3. Kobalt – olinishi, xossalari, birikmalari

4. Nikel – olinishi, xossalari, birikmalari

5. Platina gruppachasi elementlarining umumiy xossalari

D. I. Mendeleyev davriy sistemasining sakkizinchi gruppa yenaki gruppacha elementlari katta davrning urta kismlariga joylashgan uchta triadani uz ichiga oladi. Bular: temir-Te, kobalt-Co, nikel-Ni birinchi triada : ruteniy-Ru, rodiy-Rh, palladiy-Pd ikkinchi triada: osmiy-Os, iridiy-Ir, platina-Pt uchinchi triadani tashqil qiladi. Bu triadalar turtinchi, beshinchi,oltinchi davrlarda joylashgan. Bular barchasi D- elementlar jumlasiga kiradi.

Birinchi triadadagi elementlar: Fe, Co, Ni uzaro ximiyaviy xossalari jixatidan uxshash bulgani uchun temir gruppachasi elementlari deyiladi. Ikkinchi va uchinchi triadadagi oltita element platina gruppachasi metallari deyiladi.

Temir gruppachasi elementlari elektron konfigurasiyasi kuyidagicha:
Fe Z=26 KL 3S2 3P6 3d6 4S2

Co Z=27 KL 3S2 3P6 3d7 4S2

Ni Z=28 KL 3S2 3P6 3d8 4S2
Temir gruppachasi elementlarining atom ogirliklari, tabiiy barkaror izotoplari, ularning nisbiy miqdori va boshka konstantalari kuyidagi jadvalda keltirilgan:


XOSSALARI


Fe


Co


Ni


Atom ogirligi

Yer pustlogidagi ogirlik prosenti

Atom radiusi

Ionlanish energiyasi J, (ekv. xisobida)

EQ2 ionining radiusi, A lar xisobida

EQ3 ionining radiusi,

Suyuklanish xaroratsi

Normal elektrod potensiali YE

Tabiiy barkaror izotoplari va ularning

nisbiy ogirlik prosenti

Solishtirma ogirligi


55.847

5.10


1.26

7.87


0.80

0.73


1539 С

-0.441в


(Те\Те2+)

54(5.84%)

56(91.86%)

57(2.17%)

58(0.31%)
7.86


58.9332

0.004


1.25

7.86


0.80

0.72


1495 С

-0.277в


(Со\Со2+)

59(100%)


8.76

58.713

8-10-3


1.24

7.64


0.79
1453 С

-0.25в


(Ni\Ni2+)

58(67.76)

60(26.16%)

61(3.66%)

62(3.66%)

64(1.16%)

8.90

Fe-Co-Ni katorida elementning oksidlanish darajasi kamayadi: temirda oksidlanish darajasining maksimal kiymati +6ga yetadi:kobaltda faqat +3ga kadar, nikelda asosan +2 (va bazan +3) ga kadar buladi. So vaNi ning Q4 valentli xolatlari nixoyatda bekaror. Ularning uchalasi xam kulrang metall bulib, rangdor ionli birikmalar xosil qiladi. Ularning turli komplekslari ma'lum. Kompleks birikmalarda bu elementlarning koordinasion sonlari 4 va 6 ga tengdir.

Bu elementlarning normal elektrod potensiallarining manfiy kiymatlari Ђe dan Ni ga utganda kamayadi.

Fe, Co, Ni-kislorod bilan barkaror birikmalar xosil qiladi. Ularning kislorod bilan xosil qilgan birikmalarining barkarorligi Fe-Co-Ni katorida chapdan ungga tomon bir oz kamayib boradi. Fe-Co-Nining Me(OH)2 va Me(OH)3 tarkibli gidroksidlari usha metallning tuzlari eritmasiga ishqorlar va oksidlovchilar ta'siridan xosil qilinadi.

Fe-Co-Ni nitridlar, umuman unchalik barkaror emas. Bulardan eng barkarori Fe nitriddir.

Fe-Co-Ni ning karbidlaridan (Fe3C, Co3C, Ni3C) Fe3C, ya'ni sementit, chuyan va pulatning tarkibiy kismini tashqil qiladi. Umuman bu uch metallning karbidlari metall karbidlar deyiladi. Fe ning ikkita karbidi bor, biri Fe2S ikkinchisi Fe3S.

Fe2S bekaror modda, u tezda parchalanib Fe3S ga aylanadi.

Fe-So-Ni ning kuyidagi sulfidlari va fosfidlari mavjud:

FeS2 CoS2 NiS2 Fe3P Co3P Ni3P

Co2S2 Ni2S2 FeP

Co3S4 Ni3S4 FeP2

FeS CoS NiS


Fe-Co-Ni da S va R ning bulishi pulatning mexanik xossalariga salbiy ta'sir kursatadi.

Fe-Co-Ni SO bilan bir necha xil birikma xosil qiladi. Bu birikmalar kukun xolidagi metallarga SO (yukori bosim ostida) ta'sir ettirishdan xosil buladi.

Temir - tartib nomeri 26. Yer pustlogida eng kup tarkalgan ogir metall bulib, erkin xolda juda kam uchraydi. Temir minerallari tabiatda keng tarkalgan. Uning sanoat uchun axamiyatli rudalari jumlasiga magnetit Fe3O4 (unda 72% temir bor), gematit Fe2O3 (unda 70% Fe bor), limonit Fe2O3H2O (yoki 2FeO2H) siderit FeSO3 (bunda 48% Fe bor) kiradi.

Tabiatda temirning oksid rudalaridan tashkari kupgina miqdorda pirit FeS2 xam uchraydi.

Sanoatda temirni domna pechlarida temir oksidni is gazi bilan kaytarib olinadi:

FeO + SO = Fe + SO2


Chunki domna pechida kumir yonib is gazini xosil qiladi:

S + SO2 = 2SO


Domna pechida olinadigan chuyan tarkibida 93% Fe, 4-5 % S va oz miqdorda Si, Mn, P va S buladi. Demak temir metallurgiyasida xosil qilinadigan metall toza bulmaydi. Shuning uchun toza temir kuyidagi usullarda olinadi:

1) temir oksidni vodorod bilan kaytarish:

Fe2O3 + 3H2 = 3H2O + 2Fe
bunda xosil qilingan temir kukun xolida bulib, u pirofor xossa nomoyon qiladi, ya'ni xavoda uz-uzidan yonadi.
2) temir karbonilni termik parchalash:

Fe(CO)5  Fe + 5CO


3) temir tuzlari (kupincha xloridlar) ning suvdagi eritmalarini elektroliz qilish:

Fe2+ + 2e  Fe


1, 2 - usullar bilan olingan kukun xolidagi temir presslanib, undan yaxlit metall tayyorlaniladi. Temir texnikada asosan pulat, chuyan xolida olinadi. Temir tarkibida 1,4% gacha uglerod bulsa chuyan, 0,2-1,7% gacha uglerodli kotishmasi pulat, 0,2% dan kam bulsa yumshok temir deyiladi.

Toza temir- ok tusli yaltirok metall: uning Moss shkalasidagi qattiqligi uncha yukori emas (atigi 4.5 ga teng).

Temir uch shakl uzgarishga ega (- β- - va - temir). -temir 769oS ga kadar ferromagnit xossaga ega.

Moddalarning ferromagnit xossasini yukotish xaroratsi Kyuri nukta deb ataladi: binobarin temirning Kyuri nuktasi 769 ga teng. Xarorat 769 gacha kizdirilganda -modifikasiya β -ga, β -modifikasiya 910oS gacha kizdirilganda -ga va 1401oS da polimorf uzgarish sodir bulib, -temir -temirga aylanadi. -temir 1539oS gacha barkaror bulib, 1539oS da suyuklanadi. Temir elektr tokini yaxshi utkazadi.

Texnik toza temir tarkibida 0.16% gacha qushimcha moddalar bulib, u juda plastik va korroziyaga chidamlidir. Ximiyaviy toza temir tashki kurinishidan platinaga uxshaydi, u juda yaxshi silliklanadi va yukori kovushkoklikga ega, shuning uchun xam u mashinalar, stanoklar, instrumentlar ishlab chikarishda ishlatiladi.

Tarkibida qushimcha modda bulgan oddiy temir nam xavoda tez korroziyalanib sirti Fe2O32H2O formulaga ega bulgan zang bilan koplanadi va uziga xavo namini yaxshi yutadi, natijada korroziya tezlashadi.

4Fe + 2H2O + O2 = 2Fe2O3 + 2H2O
Bu kimmatbaxo metallning korroziyadan saklashni kupgina usullari ishlab chiqilgan.

Kuchlanishlar katorida temir vodoroddan chapda joylashgan. Unga suyultirilgan kislotalar oson ta'sir qiladi va Fe(2) tuzlariga aylanadi:

Fe + 2HCl = FeCl2 + H2

Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2


Temir sovitilgan juda suyuk nitrat kislotada eriydi:

4Fe + 10HNO3 = 4Fe(NO3)2 + NH4NO2


Kizdirilganda temir konsentrlangan H2SO4 va 25% li HNO3 kislotada erib oksidlanish darajasi +3 ga teng bulgan temir tuzini xosil qiladi.

2Fe + 6H2SO4 = Fe2SO4 + 3SO2 +Q 6H2O

Fe + 4HNO3 = Fe(NO3)3 + NO + 2H2O
Konsentrlangan nitrat kislota temir sirtida oksid parda xosil bulishiga yordam beradi, natijada temir suyultirilgan kislotalar ta'siriga chidamli buladi. Temir ishqorlarda deyarli erimaydi.

Temir galogenlar singari kuchli oksidlovchilar bilan bevosita uzaro ta'sir ettirilganda temir doimo +3 oksidlanish darajasini nomoyon qiladi:

2Fe + 2Cl2 = 2FeCl3
Uta kizigan temir bug bilan reaksiyaga kirishadi: bunda suvdan vodorodni sikib chiqaradi, kizigan temir esa oksidga aylanadi, bu oksid doimo temir ikki oksid TeO yoki aralash oksid Fe3O4 dan iborat buladi:

Fe + H2O = TeO + H2

3Fe + 4H2O = Te3O4 + 4H2
Sof kislorodda kizdirilgan temir shiddat bilan yonib, temir kuyundisini xosil qiladi.

3Fe + 2O2 = Fe3O4


Temir kizdirilganda kuyidagi moddalar bilan birikadi:

Fe + C = Fe3C

Fe + S = FeS + 22,8 kkal
Temir ikki kator birikmalar - Fe(II) va Fe(III) birikmalarni xosil qiladi. Temirning ikki xil oksidi bor - Fe(II) oksid FeO va Fe(III) oksid Fe2O3. Tugri temirning aralash oksidi Fe3O4(FeOFe2O3) xam ma'lum. Bu oksid xam temir kuyundisi deb ataladi.

Ikki valentli temir birikmalari:

1. FeO - temir ikki oksid - kora tusli, asos xossaga ega bulib, suvda va ishqorlarda erimaydi.

Olinishi:

Fe2O3 + CO  (500oS) 2FeO + SO2
Undan tashkari temir (II) oksalat xavosiz joyda parchalanganda xam FeO chikadi. FeO - kislotaldarda erib, Fe2Q tuzlarini xosil qiladi. Masalan:

FeO + H2SO4 = FeSO4 + H2O


2. Fe(OH)2 - FeO ga tugri keladigan gidroksiddir. FeO - suvda erimaganligi uchun Fe(OH)2 - bilvosita yul bilan olinadi:

FeSO4 + 2NaOH = Fe(OH)2 + Na2SO4


Fe(ON)2 - ok qattiq modda,kuchsiz asos xossaga ega: bu gidroksid suvda erimaydi. Kislotalarda erib, Fe2Q tuzlarini xosil qiladi:

Fe(OH)2 + 2HCl = FeCl2 + 2H2O

Fe(OH2) - barkarorgidroksiddir,agar xavoda uzok vakt saklansa oksidlanib kungir kizil rangli Fe(OH)3 ga aylanadi:

4Fe(OH)2 + O2 + H2O = 4Fe(OH)3


3. Ikki valentli temir tuzlari temirning suyultirilgan kislotalarda erishidan xosil buladi. Fe(2) birikmalaridan eng axamiyatlisi FeSO47H2O dir. U tukimachilik sanoatida siyox, mineral buyoklar xamda kishlok xujalik zararkunandalariga karshi kurashda ishlatiladi.

Ikki valentli temir tuzlari eritmasiga ishqoriy metallarning korbanatlari ta'sir ettirilsa, eritmada ok tusli temir ikki korbonat FeSO3 chukadi:

FeCl2 + K2CO3 = FeCO3 + 2KCl

Temir ikki karbonatga tarkibida korbonat angidrid bulgan suv ta'sir ettirilsa, temir ikki karbonatning bir kismi xuddi kalsiy karbonat kabi,ancha durust eriydigan nordon tuz Fe(HSO3)2 ga aylanadi. Tarkibi temirga boy suvlarda temir ana shu tuz xolida buladi.

Ikki valentli temir tuzlari turli oksidlovchilar nitrat kislota, kaliy permanganat, xlor va boshka oksidlovchilar ta'sir ettirish yuli bilan osongina 3 valentli temir tuzlariga aylantirilishi mumkin:

6FeSO4 + 2HNO3 + 3H2SO4 = 3Fe2(SO4)3 + 2NO + 4H2O

10FeSO4+2KMnO4+8H2SO4=5Fe(SO4)3+K2SO4+2MnSO4+ 8H2O
Ikki valentli temir tuzlari oson oksidlanishga kobiliyatli bulgani uchun, ular kupincha kaytaruvchi sifatida ishlatiladi.

4. Fe2+ - kupgina kompleks birikmalar xam xosil qiladi. Bulardan ferrosianid kislota H4[Fe(CN)6] va uning tuzlari ferrosianidlarni kursatish mumkin.

Fe2+ ning biror tuzi eritmasiga ozgina KCN ta'sir ettirilsa ok chukma temir ikki sianidxosil buladi:

Fe2+ + 2CN- =Fe(CN)2

keyin bu chukma ustiga yana kaliy sianid qushilsa, Fe(CN)2 chukmasi erib, kompleks tuz K4[Fe(CN)6] xosil buladi:

Fe(CN)2 + 4KCN = 4K{Fe(CN)6}


Kaliy ferrosianid K4[Fe(CN)6] - kaliy geksasianaferrat sarik kon tuzi deb xam ataladi, chunki ilgari kuritilgan konga potash va temir qushib qattiq kizdirish yuli bilan tayyorlanar edi.

Shu narsa ajoyibki K4[Fe(CN)6] - tarkibida temir bulishiga qaramay, uch valentli temir ionlarini topish uchun sezgir reaktiv buladi, chunki [Fe(CN)6]4- ionlari eritmada Fe3+ ionlari bilan uchrashib, ular bilan birikadi va suvda erimaydigan ferrosianid kislotaning sarik tusli temir tuzini - temir ferrosianid K4[Fe(CN)6] ni xosil qiladi:

FeCl3 +Q 3K4[Fe(CN)6] = Fe4[Fe(CN)6]3 + 12KCl
Bu tuz kuk tusli bulib, unga berlin zangori degan nom berilgan. Berlin zangori buyok sifatida ishlatiladi.

UCH VALENTLI TEMIR BIRIKMALARI.


1. Fe2O3 - kizgish kungir tusli modda; u tabiatda uchraydi va kizil temirtosh deb ataladi. Fe(III) - oksid kuyidagicha olinadi:

2Fe(OH)3  Fe2O3+H2O


Fe2O3 kuchsiz asos xosalarini namoyon qiladi, shu bilan birga kislotalik xossalarni xam namoyon qiladi.

Masalan, Fe2O3 sadacha yoki potashga qushib suyultirilsa ferritlar degan tuzlar xosil buladi; bu tuzlar xromatlarga yoki alyuminatlarga uxshagan bulib, metaferrit kislota HFeO2 ning xosilalaridir.

Fe2O3 + Na2CO3 = 2NaFe2O2 + CO2.
Issik suv ferritlarini butunlay gidrolizlab, Fe(III) gidro oksid va tegishli tuzni xosil qiladi:

FeCl3 + 3NaOH = Fe(OH)3 + 3NaCl.


2. Fe2O3 ga tugri keladigan gidroksid Fe(OH)3 dir.

Uch valentli temir tuzlari eritmasiga ammiak yoki ishqor ta'sir ettirilsa, kizilkungir Fe(OH)3 chukmasi xosil buladi, bu chukma ortib kolgan ishqorda erimaydi.

FeCl3 + 3NaOH = Fe(OH)3 + 3NaCl.
Fe(OH)3 temir (II) - gidroksidga qaraganda ancha kuchsiz asosdir. Uning kuchsiz asos ekanligi tuzlarining kuchli darajada gidrolizlanishida, Fe(OH)3 ning esa kuchsiz kislotalar bilan (H2CO3, H2S) mutlako tuz xosil qilmasligida ifodalanadi.

Fe(OH)3 qattiq kizdirilganda suvni yukotib Fe2O3 aylanadi:

2Fe(OH)3  Fe2O3 + 3H2O.
3. Uch valentli temir tuzlari

Uch valentli temir tuzi ichida eng kup ishlatiladigani Fe(III) xloriddir. Suvsiz temir (III) xlorid kizdirilgan temir ustidan ular utkazilganda tuk yashil tangachalar xolida xosil buladi: 2Fe Q 3Cl2 q 2FeCl. Odatda temir (III) xlorid tarkibi FeCl3H2O bulgan va oson yoyilib ketadigan tik sarik kristall moddadir.



4. Fe3+ xam kompleks birikma xosil qiladi, masalan K3[Fe(CN)6] - kaliy geksasianoferrat (III), kizil kon tuzi. Bu tuzni eritmadan turnbul kuki xolida chuktirib olib buyok tayyorlashda ishlatiladi:

3FeCl2 + 2K3[Fe(CN)6] = Fe3[Fe(CN)6]2 + 12KCl

turnbul kuki.

Va turnbul kuki xolida chuktirib olib buyoklar tayyorlashda ishlatiladi:

4FeCl3 + 3K4[Fe(CN)6] = Fe4[Fe(CN)6]3 + 12KCl

berlin lazuri

3FeCl2 + 2K3[Fe(CN)6] = Fe3[Fe(CN)6]2 + 12KCl

turnbul kuki.


Tayanch iboralar:

1. VIII gurux d-elementlari konfigurasiyasi

2. Temir gruppasi

Nazorat sovollari:

1. VIII gurux d-elementlari xossalari

2. VIII gurux d-elementlari birikmalari

3. Temir oksidlari

4. Temirning olinishi va ishlatilishi

5. Kobalt oksidlari

6. Kobalt olinishi va xossalari

7. Nikel olinishi va ishlatilishi
Adabiyotlar:

1. 630- 675 betlar.

2. 401- 412 betlar.

4. 190 bet.



TAYANCH SUZLAR

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11


Download 1.75 Mb.

Bosh sahifa
Aloqalar

    Bosh sahifa


O'zbekiston respublikasi oliy va o'rta maxsus ta'lim vazirligi anorganik kimyo Ma'ruzalar matni

Download 1.75 Mb.