| Adabiyotlar:
1. 373-409 betlar
2. 269-293 betlar
3. 174 bet.
MA'RUZA № 7
IV GURUXNING P-ELEMENTLARI
1. Umumiy xarakteristika
2. Uglerod birikmalari, xossalari
3. Kremniy, xossalari birikmalari
4. Germaniy, Kalay, Kurgoshin.
IV guruxning r-elementlarini uglerod - C, kremniy - Si, germaniy- Ge, kalay Sn va kurgoshin- Pb tashqil qiladi.
Bulardan uglerod va kremniy metallmaslar, germaniy, kalay va kurgoshin metallar jumlasiga kiradi. Bu elementlar uz birikmalarida ikki xil +2, +4 ga teng oksidlanish darajasini namoyon qiladi. Ugleroddan kurgoshinga utgan sayin, bu elementlarning +2 ga teng oksidlanish darajasi mustaxkamlana boradi. Uglerod va kremniy faqat CO va SiO dagina +2 ga teng oksidlanish darajasiga ega. Bu ikki element uzlarining kupchilik birikmalarida +4 ga teng oksidlanish darajasini namoyon qiladi. Bu gruppacha elementlari vodorod bilan RH4 tipidagi gazsimon birikmalar xosil qiladi. Bu birikmalarning barkarorligi ugleroddan kurgoshinga utgan sayin kamayib boradi.
Uglerod - tartib rakami 6, elektron konfigurasiyasi 1s22s22p6. Barkaror izotoplari 12C (tabiiy uglerodning 98.89%) 13C (tabiiy uglerodning 1.11%), 14C uglerodning radioaktiv izotopi bulib, uning yarim yemirilish davri 5600 yil. Uglerodning bu izotopi xavoning ustki qavatlarida azotning neytronlar bilan tuknashuvi natijasida xosil buladi:
14N + 1n ---> 1H + 14C
Uglerod tabiatda kalsiy va magniy karbonat minerali xolida xamda, kumir, neft va tabiiy gazlar tarkibida uchraydi.
Erkin xoldagi uglerod ikki xil allatropik shakl uzgarish: olmos va grafit xosil qiladi.
Olmos rangsiz tinik modda bulib, uning zichligi 3.5g/sm3 ga teng. U tabiiy moddalarning eng kattigidir. Olmosning shishani kesishi, tog jinslarini burgilaydigan asboblar sifatida ishlatilishi uning qattiqligiga asoslangan. Olmosning juda qattiq bulishiga sabab: kristall panjaradagi uglerodning xar bir atomi uzidan teng oralikda va muntazam tetraedrning uchlarida turgan boshka turtta uglerod atomi bilan kovalent boglangandir. Xozirgi vaktda olmos sun'iy yul bilan 2000°S ga yakin xarorat va 100000 atm bosim ostida grafitdan xosil qilinadi. Olmos kimyoviy ta'sirlarga juda chidamli, 800°S da kislorod ishtirokida kizdirilganda yonib CO2 ga utadi. U xavosiz joyda kizdirilganda grafitga aylanadi.
Grafit tuk kul rang tusli, kristallar ichida eng yumshok modda bulib, olmosdan 1.5 marta yengil U juda yaxshi issiklik va elektr utkazuvchidir. Sunggi vaktda grafit yadro reaktorlarida neytronlar xarakatini susaytiruvchi vosita xamda elektrodlar tayyorlashda ishlatilmokda.
Uglerodning allotropik kurinishlari kimyoviy jixatdan inertdir. Masalan, olmos oddiy sharoitda kimyoviy reagentlar bilan reaksiyaga kirishmaydi. Yukori xaroratda unga kuchli oksidlovchilar; kislorod, zar suvi, nitrat kislota ta'sir etib, uni CO2 ga kadar oksidlaydi. Grafit olmosga nisbatan kimyoviy ta'sirlarga chidamsiz.
Sanoatda uglerodning metallar bilan birikmalari - karbidlar katta axamiyatga ega. Metallar bilan uglerod faqat yukori xaroratda reaksiyaga kirishadi. Aktiv metall karbidlaridan amalda eng kup uchraydigani CaC2. U kalsiy oksidi va kumir aralashmasini elektr toki yordamida kizdirish natijasida xosil buladi:
CaO + 3C = CaC2 + CO
Kalsiy karbid suv bilan reaksiyaga kirishib muxim uglevodorodlardan biri - asetilenni xosil qiladi.
CaC2 + 2H2O = Ca(OH)2 + C2H2
Alyuminiy karbidi suv bilan reaksiyaga kirishganda metan xosil buladi:
Al4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3 + 3CH4
Karbidlar kimyoviy xossalari jixatidan uch gruppaga bulinadi.
1) Suv yoki suyultirilgan kislotalar ta'sirida parchalanadigan karbidlar (ularning eng muxim vaqili kalsiy karbiddir). Bunday karbidlarni metallarning kuchlanish katorida AL dan oldin turgan aktiv metallar xosil qiladi.
2) Suv xamda suyultirilgan kislotalar ta'sirida parchalanmaydigan karbidlar. Bu gruppa karbidlariga Al va Ve karbidlari kiradi.
3) Bu gruppacha parchalanganda turli modda xosil qiladigan karbidlar kiradi. Ularga lantanoidlar va marganes karbidlari misol bula oladi.
Uglerod kislorod bilan uchta oksid xosil qiladi: a) uglerod (II)-oksid CO (yoki monooksid), b) uglerod (IV)-oksid CO2 (yoki dioksid), va v) uglerod suboksid C3O2.
Uglerod (IV)-oksid CO2 (uni karbonat angidrid deb yuritiladi), uglerodning kislorod atmosferasida tulik yonishidan xosil buladi. Tabiatda CO2 organik moddalarning chirishi, bijgishi va kuyishi kabi sust oksidlanish prosesslari natijasida xosil buladi.
Laboratoriyada CO2 CaCO3 bilan HCL ning uzaro ta'siridan olinadi:
CaCO3 + 2HCL = CaCL2 + CO2 + H2O
Bu reaksiya Kipp apparatida amalga oshiriladi.
Texnikada CO2 oxaktoshni kuydirib oxak olishda qushimcha maxsulot sifatida xosil buladi.
CaCO3 --> CaO + CO2
Uglerod (IV)-oksid rangsiz gaz bulib, uning salgina shirin mazasi va uziga xos xidi bor. CO2 osonlik bilan suyuk xolatga utadi, suyuk CO2 tez buglanganda qattiq CO2 xosil buladi. Qattiq CO2 ni "kuruk muz" deb ataladi.
CO2 odatdagi sharoitda boshka moddalarning yonishiga yordam bermaydi. Lekin aktiv metallar CO2 atmosferasida yonishni davom ettiradi; Masalan:
2Mg + CO2 ---> 2MgO + C
Chug xolatdagi kumir bilan CO2 reaksiyaga kirishib CO ga aylanadi.
CO - juda zaxarli, rangsiz, xidsiz gaz. CO farksiz oksidlar katoriga kiradi. U suvda yomon eriydi, ishqorlar bilan reaksiyaga kirishmaydi, tuzlar xosil qilmaydi, lekin oksidlanadi:
2CO + O2 2CO2 + 135.0 kkal
Xlor ta'sirida CO oksidlanib fosgen COCL2 ga aylanadi. Laboratoriyada CO olish uchun chumoli yoki oksalat kislotaga konsentrlangan H2SO4 ta'sir ettiriladi:
+H2SO4
HCOOH ---------> CO + H2O
Sarik kon tuziga konsentrlangan sulfat kislota qushib kizdirilganda xam CO xosil buladi.
Texnikada CO ni kup miqdorda generator gazi, suv gazi va aralash gaz tarzida olinadi.
a) generator gazi olish uchun kumir xavoda chala yondiriladi:
C + CO2 <==> 2CO Q H2
b) suv gazi olish uchun chug xolatdagi kumirga suv bugi yubori-
ladi.
C + H2O <==> CO + H2
v) agar chug xolatdagi kumirga xam xavo, xam suv bugi yuborilsa, aralash gaz xosil buladi.
Uglerod (IV)-oksid kislotali oksid.
CO2 + H2O = H2CO3
Karbonat kislota kuchsiz va bekaror kislota. Ammo uning tuzlari bekaror moddalardir. Eng muxim karbonatlar katoriga Na2CO3 (soda), K2CO3 (potash), CaCO3 (oxaktosh, ok bur, marmar) va boshkalar kiradi. Gidrokarbonatlardan NaHCO3 (ichimlik soda), Ca(HCO3)2 kalsiy gidrokarbonat va boshkalarni kursatish mumkin.
Gidrokarbonatlar kuruk xolatda bulmasin, eritmada bulmasin, kizdirilganda parchalanib karbonatlarga aylanadi: Masalan;
Ca(HCO3)2 ----> CaCO3 + H2O + CO2
Kremniy - tartib rakami Z=14. elektron konfigurasiyasi KL 3s23p2 Uning barkaror izotoplari 28Si (tabiiy kremniyning 92.2%), 29Si (tabiiy kremniyning 4.7%), va 30Si (tabiiy kremniyning 3.09%),
Kremniy ogirlik jixatidan Yer pustlogining 28% ini tashqil qiladi; u asosan, kremniy (IV)-oksid va silikatlar xolida uchraydi; Masalan, albit NaALSi3O8
Texnikada kumni yukori xaroratda koks bilan kaytarish orqali amorf kremniy olinadi. Yarim utkazgichlar sanoati uchun kerak bulgan toza kremniy olishda, avval yaxshi tozalanmagan kremniyga xlor ta'sir ettirib SiCL4 xosil qilinadi; bu modda uchuvchan bulgani sababli uni fraksion xaydash yuli bilan yaxshi tozalanadi, sungra uni issik nayda vodorod bilan kaytariladi:
SiCL4 + 2H2 --> 2HCL + Si
Laboratoriyada kremniy xosil qilish uchun kremniy (IV)-oksid magniy bilan kaytariladi.
SiO2 + 2Mg ---> 2MgO + Si
Kremniy ikkita allotropik shakl uzgarishi xosil qiladi. a) kristall kremniy, b) amorf kremniy.
Kristall kremniy juda qattiq va murt kul rang tusli yaltirok oktaedr shaklidagi kristallardan iborat; d=2.328 g/sm3.
Amorf kremniy kungir tusli kukun bulib, kremniy (IV)-oksidning kaytarilishidan xosil buladi. Amorf kremniyni biror suyuk metalldagi eritmasini sovitish yuli bilan kristall kremniy olinadi.
Kristall kremniy murt bulganligi uchun maydalanganda osonlik bilan amorf kremniyga aylanadi.
Kremniy nisbatan inert modda. U kuchli oksidlovchilar bilan xam reaksiyaga kirishadi. Amorf kremniy oddiy xaroratda ftor bilan birikib SiF4 ni, 400°S da xlor bilan SiCL4 ni, 600°Sda kislorod bilan SiO2 ni, 1000°S da azot bilan Si3N4 ni, 2000°S da kumir bilan SiC ni, bor bilan SiB3 va SiB6 ni xosil qiladi. Kremniy (HF + HNO3) aralashmasidan tashkari boshka kislotalarda erimaydi.
Lekin ishqorlarning suyultirilgan eritmalari kremniy bilan reaksiyaga kirishadi. Natijada metall silikat va vodorod xosil buladi:
Si + 2NaOH + H2O ---> Na2SiO3 + 2H2
Silikat kislota erkin xolda tabiatda uchramaydi, uning faqat tuzlari ma'lum. Ularning eritmalari suyuk shisha deb ataladi. Ular yelim sifatida ishlatiladi. Natriy silikatlarga kuchli kislotalar ta'sir ettirib suvda erimaydigan silikat kislotani olish mumkin:
Na2SiO3 + 2HCL ---> 2NaCL + H2SiO3
Germaniy tarkok element. U tabiatda nodir minerallar - germaniy Cu3(Fe,Ge)S4 va argirodit GeS2 4Ag2S tarkibida xamda silikatli, sulfidli rudalarda va ba'zi kumirlar tarkibida uchraydi.
Bu rudalarni kayta ishlash natijasida chikadigan qushimcha maxsulotlar sanoatda germaniy olish uchun xomashyo vazifasini utaydi. Germaniyni toshkumir kulidagi germaniy, germaniy (IV)-oksidi - GeO2 ga aylantiriladi, bu oksid esa vodorod yordamida kaytariladi.
GeO2 + 2H2 = Ge + 2H2O
Suv, suyultirilgan kislotalar, zar suvi germaniyga ta'sir etmaydi, chunki uning sirtida ximoya qiluvchi oksid parda xosil buladi. U konsentrlangan sulfat kislotada asta-sekin eriydi.
Ge + 4H2SO4 = Ge(SO4)2 + 2SO4 + 4H2O
Germaniy ishqor eritmalarida juda sekin, H2O2 ishtirokida tez erib ketadi.
Ge + 4H2O + 2KOH = 2H2 + K2[Ge(OH)6]
Ge + 2H2O2 + 2KOH = K2[Ge(OH)6]
Germaniy asosan yarim utkazgich tayyorlashda ishlatiladi.
Kalay-tabiatda asosan kalaytosh SnO2 xolida uchraydi va shu birikmadan yukori xaroratda kumir bilan kaytarib olinadi.
2C + SnO2 = 2CO + Sn
Kalayga oddiy xaroratda kislorod ta'sir etmaydi. Yukori xaroratda kuchli oksidlovchilar kalayni oksidlab, uni ikki va turt valentli birikmalarini xosil qiladi:
2Sn + O2 = 2SnO Sn + O2 = SnO2
Kalay kislorod bilan ikki xil birikma xosil qiladi; kalay (II)-oksidi - SnO va kalay (IV)-oksidi - SnO2.
Kalay (II)-oksidi - SnO kora tusli kukun, asos xossasiga ega, kalay (IV)-oksidi esa qattiq, ok rangli modda (kalay toshi)dir, u amfoter xossaga ega.
Kurgoshin tabiatda erkin xolda uchramaydi. Uning asosiy rudalaridan biri kurgoshin yaltirogi PbSdir. Sanoatda kurgoshin, kurgoshin yaltirogini kuydirib olinadi:
2PbS + 3O2 = 2PbO + 2SO2
2PbO + 2C = 2Pb + 2CO
Kurgoshin kislorod bilan turt xil birikma xosil qiladi; kurgoshin (II)-oksidi - PbO, kurgoshin (IV)-oksidi - PbO2 va bu ikki oksiddan xosil bulgan: kurgoshin (III)-oksidi Pb2O3 va kurgoshin qush oksidi Pb3O4 (2PbO PbO)
Kurgoshin (II)-oksidi sarik yoki kizil rangli qattiq modda. PbO ning suvdagi eritmasi ishqoriy reaksiyaga ega va unda kizil lakmus kuk ranga utadi:
PbO + H2O = Pb(OH)2
PbO optik shisha va xrustal ishlab chikarishda xamda fosfor va lak buyok sanoatida ishlatiladi.
PbO2 - jigar rang kukun, suvda erimaydi, kizdirilganda parchalanadi.
2PbO2 = 2PbO + O2
PbO2 kuchli oksidlovchilar yordamida ikki valentli kurgoshin tuzlarini oksidlab olinadi. Masalan;
Pb(CH3COO)2 +CL2+4KOH=PbO2+2CH3COOK +2KCL+ 2H2O
Turli buyoklar, gugurt, optik shisha ishlab chikarish sanoatida kurgoshin (IV)-oksidi asosiy xomashyo xisoblanadi.
Surik - Pb3O4 - tuk kizil rangli kukun. 500°S gacha kizdirilganda parchalanadi:
2Pb3O4 = 6PbO + O2
Surik kuchli oksidlovchi, u temir tunuka va trubalarni korroziyadan saklash uchun ishlatiladi.
Tayanch iboralar:
1. Turtinchi gurux p-elementlari atom tuzilishi
2. Olmosning olinishi
3. Grafitning xossalari
4. Karbidlar.
5. Kremniy olish
6. Amorf kremniy birikmalari
7. Silikat kislota olinishi
8. Germaniyning tabiatda uchrashi
9. Kalay birikmalari
10. Kurgoshinning ishlatilishi.
Nazorat savollari:
1. IV gurux p-elementlari umumiy xossalari
2. S izotoplari
3. S allotropiyasi
4. Karbidlardan metan olish
5. Uglerod oksidlari
6. Texnikada CO olish
7. Germaniyning olinishi
8. Germaniyga oid reaksiyalar
9. Kalayning kimyoviy xossalari
10. Kurgoshin oksidlari
Adabiyotlar:
1. 676-681 betlar
2. 391-bet
3. 178 bet.
MA'RUZA № 8
| 