• Nazorat savollari
  • Adabiyotlar
  • Azot oksidlarining xossalari.
  • O'zbekiston respublikasi oliy va o'rta maxsus ta'lim vazirligi anorganik kimyo Ma'ruzalar matni




    Download 1.75 Mb.
    bet7/11
    Sana19.03.2017
    Hajmi1.75 Mb.
    1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

    Tayanch iboralar:

    1) Kislorod, allotropik shakllari.

    2) Kislorod molekulasida kimyoviy bog.

    3) Kislorod, ozonning olinishi.

    4) Kislorodning, ozonning xossalari.

    5) Kislorodning birikmalari, xossalari.

    6) Oltingugurt, olinishi.

    7) Oltingugurtning xosslari.

    8) Oltingugurtning gidridlari.

    9) Oltingugurtning birikmalari.

    10) Sulfat kislota

    Nazorat savollari:

    1. Xalkogenidlar.

    2. Urta va nordon xalkogenidlar.

    3. Vodorod peroksid va oksidlovchi, kaytaruvchi xossalari.

    4. Oltingugurtni oksidlovchi, kaytaruvchi xossalari.

    5. Vodorod sulfid

    6. Oltingugurtning kislorodli birikmalari

    7. H2S2O7 ning xavoda tutashi sababi

    8. Nitroza usulida H2SO4 kislota olish

    9. Oltingugurtning galogenli birikmalari

    10. Oltingugurtning ishlatilishi
    Adabiyotlar:

    1. 338-366 betlar

    2. 233-260 betlar

    MA'RUZA № 5
    V GURUXNING p – ELEMENTLARI.
    1. Umumiy xarakteristika

    2. Azot, tabiatda uchrashi, olinishi, xossalari

    3. Forfor, olinishi, xossalari, birikmalari

    4. Fosforli ugitlar


    Beshinchi guruxning p – elementlariga azot – N, fosfor – R, mish'yak – As, surma Sb va vismut Bi elementlari kiradi. Bu elementlar V – guruxning asosiy guruppacha elementlari xisoblanadi, azot bilan fosfor tipik metallmas, surma amfoter, mishyak va vismut metallardir.

    Azot, fosfor, mishyak, surma va vismut atomlarining sirtki qavatida beshtadan (ya'ni S2 P3) elektron buladi. Azotdan vismutga tomon elementlarning atom radiuslari ortib boradi; chunonchi, azot atomi kichik atom, uning yakka boglanishdagi kovalent radiusi 0,71 0A ga teng. Fosforning kovalent radiusi 1,10 0A ga, mishyakniki 1,16 0A , surmaniki 1,34 0A va nixoyat vismut atomining kovalent radiusi 1,460A. Azot atomlari uzaro juda maxkam uch karrali bog (NN) xosil qiladi; azotning bir atomi atrofida faqat uchta kislorod atomi joylana oladi; fosfor, mishyak, surma va vismut atomlari uzaro faqat yakka boglarnigina xosil qiladi; ularning atomlari atrofida uchdan ortiq kislorod atomlari joylasha oladi.

    Bu elementlarining uz birikmalaridagi oksidlanish darajalari +5 dan –3 ga kadar buladi. Azotdan fosforga utilganda elementlarning +5 valentlik xolati ancha mustaxkamlanadi; lekin fosfordan vismutga utgan sayin +5 valentlik xolatning mustaxkamligi kamayadi; N2O5 – P2O5-AS2O5-Sb2O5-Bi2O5 katorida N2O5 dan Vi2O5 ga utilganda kislotali xossalar susayib, asosli xossalar kuchayadi.

    Bu guruppacha elementlarining 5 valenti xolatdagi gidroksidlari (HNO3, H3PO4, H3AsO4, H[Sb(OH)6]) da element atomining koordinasion soni azotdan surmaga utganda 3 dan 6 ga kadar ortadi, chunki surma atomining kavalent radiusi nisbatan katta bulganligi uchun uning atrofiga oltita kislorod atomi joylana oladi. Bu birikmalarning oksidlovchilik xossalari 5 valentli xolatning barkarorligi uzgarishiga muvofik keladi. Chunki HNO3 – nitrat kislota kuchli oksidlovchi lekin ortofosfat kislota H3PO4 xech kanday oksidlash xossalarni namoyon qilmaydi. Arsenat kislota H3AsO4 va stibat kislota N[Sb(OH)6] lar kislotali muxitda ma'lum darajada oksidlovchi moddalardir. Besh valentli vismutning birikmalari kislotali muxitdagina emas, xatto ishqoriy muxitda xam kuchli oksidlovchilardir.

    Bu elementlarning +3 valentlik xolati azotdan vismutga utgan sayin mustaxkamlana boradi. Elementlarning +3 valentli xolatiga muvofik keladigan gidroksidlarining asosli xarakteri azotdan vismutga utgan sari kuchayib boradi; chunonchi: HNO2 va H3PO3 – kislotalar bulib, H3AsO3- amfoter xossaga ega (lekin bunda kislotali xossalar ustun turadi); Sb(OH)3; xam amfoter modda, ammo unda asosli xossalar ustun turadi; Bi (OH)3 esa faqat asos xossalariga ega, u amfotermas gidroksid. Bu gidroksidlar kaytarish va oksidlash xossalarini namoyon qila oladi. +3 valentlik xolatdagi As, Sb va Bi birikmalarining kaytaruvchilik xossalari As dan Bi ga utgan sayin kamayib boradi. N, P, As, Sb va Bi uzlarining vodorodli birikmalari – NH3, PH3, AsH3, SbH3 va BiH3 da – 3 ga teng oksidlanish darajaga ega; ularning gidridlari kislotali xossalarini namoyon qilmaydi. Bu gidridlarning xammasi xam kaytaruvchilardir. Bu xususiyat NH3 dan BiH3 ga utgan sayin kuchayib boradi.

    V guruppaning asosiy guruppachasi elementlari nixoyatda katta axamiyatga ega. Masalan, azot oksil moddalar tarkibiga kiradi. Ogirlik jixatidan Yer pustlogining kariyb 4 . 10-2% ini azot tashqil etadi. Bu miqdorning kupchilik kismi atmosferada buladi. Fosfor Yer pustlogining 8 . 10-2% ini, mishyak 5 . 10-2% ini, surma 4 . 10-5% ini va vismut 2 . 10-5% ini tashqil qiladi.

    Azot – tartib nomeri 7, atom ogirligi 14,0067; tabiatdagi barkaror izatoplari 14N va 15N bulib, 15N tabiatdagi barcha azotning atiga 0,365% ini tashqil qiladi; kolgani 14N dir. Elektron konfigurasiyasi K 2S22P3.

    Azotning mavjudligini 1772 yilda D.Rezerford anikladi. 1774 yilda Lavuazye bu elementga «azot» deb nom berdi va uning mustaqil element ekanligini isbotladi.

    Azot tabiatda erkin va boglangan xolatda uchraydi. Erkin azot N2 molekulalar xolida asosan atmosferada, boglangan azot esa Chili selitrasi NaNO3 va Xind selitrasi KNO3, shuningdek oksidlar tarkibida uchraydi.

    Azotning eng katta manbai xavo bulganligi sababli uni xavodan olish mumkin. Buning uchun avvalo xavoni kuritib, namni yukotiladi; karbonat angidrid esa kalsiy gidroksid yoki ishqor eritmasiga yuttiriladi; shu tarika tozalangan xavo chuglangan mis ustidan utkazilganda mis kislorodni uziga biriktirib oladi; azot va inert gazlar esa ajralib koladi. Texnikada azot olish uchun suyuk xavoni fraksiyalab xaydash usulidan foydalaniladi. Suyuk xavo asosan azot va kisloroddan iborat; azotning qaynash xaroratsi 195,8o bulib, kislorodning qaynash xaroratsi – 183o dan pastdir; binobarin, suyuk xavodan avval azot, keyin kislorod buglanadi.

    Laboratoriyada toza azot olish uchun ammoniy xloridning tuyingan eritmasi bilan natriy nitratning tuyingan eritmalari aralashmasini kizdiriladi. Bunda kuyidagi reaksiya sodir buladi:

    NH4NO2+ --> N2+2H2O


    Ammoniy nitratning uzi esa NH4Cl bilan NaNO2 dan xosil qilinadi. Ammoniy xlorid urnida ammoniy sulfatdan foydalanish xam mumkin. Azot ammiakni xlorli oxak bilan oksidlash yuli bilan xam olinadi:

    2NH3+ 3CaOCl2 = N2+3H2O+3CaCl2


    Odatdagi sharoitda azot rangsiz va xidsiz gaz. Azot suyuk va qattiq xolatlarda xam rangsiz. Azotning kritik xaroratsi juda past (-147,1oS); shuning uchun xam uni suyuk xolatga aylantirish ancha kiyin.

    Azot ximiyaviy reaksiyalarga kirishmaslik jixatidan inert gazlaridan keyin birinchi urinda turadi. Lekin ba'zi metallar (masalan, litiy) bilan salgina kizdirgandayok birikib ketadi. Azot litiy bilan birikkanda litiy nitrid Li3N xosil buladi. Azot magniy bilan xam magniy nitrid Mg3N2 xosil qiladi.

    Ishqoriy va ishqoriy – yer metallarning nitridlari suvda gidrolizga uchraydi:

    Mg3N2 + 6H2O --> 3Mg(OH)2 +2NH3

    Azot kalsiy, alyuminiy va kremniylar bilan faqat yukori xaroratda reaksiyaga kirishadi. Ogir metallar (titan, sirkoniy, xrom, niobiy, tantal, toriy va uran) xam azot bilan nitridlar xosil qiladi; lekin bu metallarning nitridlari, ayniksa toriy nitridi, suvda gidrolizlanmaydi.

    Ammiak NH3, gidrazin N2H4 va azid kislota NH3 azotning vodorodli birikmalaridir. Gidroksilamin (NH2OH) xam azotning vodorodli birikmasi katoriga kiradi.

    Ammiak tabiatda oksil moddalarning chirishidan xosil buladi, bundan tashkari, u ammoniy tuzlari ( masalan, ammoniy xlorid) kuchli asoslar ta'siridan parchalanganda ammiak xosil buladi:

    2NH4Cl + Ca(OH)2 --> CaCl2+2NH3+2H2O

    Ammiakli suv – novshadil spirtni kizdirish yuli bilan xam laboratoriyada ammiak olinadi. Ba'zan nitridlar gidroliz qilinganda xam ammiak xosil buladi.

    Sanoatda ammiak olish asosiy xom ashyo erkin xolatdagi vodorod bilan azotdir. Bu ikki moddadan ammiak sintez qilinadi:

    N2+3H2  2NH3

    Ammiak uziga xos utkir xidli, rangsiz gaz. U suvda juda yaxshi (20o S da 1 l H2O da 700 l NH3) eriydi. Ammiak 20o S da va 8,5 atm bosimda suyuk xolatga utadi. Suyuk ammiak ba'zi anorganik moddalarni yaxshi eritadi, shuning uchun turli sintez reaksiyalarida erituvchi sifatida ishlatiladi.

    Ammiak odatdagi sharoitda barkaror modda. Ammiak kuyidagi bir kator reaksiyalarga kirisha oladi:

    1. Ammiak molekulalari metallarning tuzlari bilan birikib, ammiakatlar xosil qiladi.

    2. Ammiakning suvdagi eritmasi asosli xossaga ega; uni ammoniy gidroksid deb ataladi. Ammoniy ionining xosil bulishini donor – akseptor boglanish natijasi deb qaraladi: ammiak molekulasidagi bir juft erkin elektronlarga proton kelib birikadi:

    H3N: + H+ --> [NH4]+

    3. Ammiak kislotalar bilan birikib ammoniy tuzlarini xosil qiladi, masalan:

    NH3 + HCl --> NH4Cl

    4. Ammiak bilan kislorod (yoki oldindan kizdirilgan xavo) aralashmasi yonganida erkin azot va suv bugi xosil buladi:
    4NH3 + 3O2 --> 2N2 + 6H2O
    Ammiakning bu tarika yonishi xech kanday amaliy axamiyatga ega emas, aksincha uni katalizator (platina) ishtirokida 800oS da xavo kislorodi NO ga kadar oksidlanishi katta texnikaviy axamiyatga ega:

    4NH3 +5O2 --> 6H2O +4NO chunki xosil bulgan NO xavo kislorodi bilan birikib, NO2 ga aylanadi: NO2 dan esa nitrat kislota olinadi. Ammiakning katalitik oksidlanishi xozirgi vaktda nitrat kislota olishning asosiy usuli xisoblanadi.

    5. Ammiak okimi 300oS ga kadar kizdirilgan nitratga (xavosiz joyda) yuborilsa, nitriy amid NH2Na xosil buladi:

    Xuddi shu yul bilan boshka ishqoriy va ishqoriy – yer metallarning amidlari olinadi.

    6. Ammiakning suvdagi eritmasi orqali xlor utkazilsa, ammiak oksidlanib azotga aylanadi:

    8NH3+Cl2 --> N2+NH4Cl

    7. Ammiak molekulasidagi bir vodorod atomining xlorga almashinish maxsuloti xloramin NH2Cl ammiakning natriy gipoxlorit ta'sirida oksidlanishdan olinadi:

    NH3 +NaOCl --> NaOH +NH2Cl

    Xloramin minus 66oS da suyuklanadigan yomon xidli gaz. Xloramindan tashkari ftoramin NH2F va xloramin NHCl2 va ftoramin NHF2 lar xam ma'kul.

    Ammiak asoslar katoriga kiradi. U kuchli va kuchsiz kislotalar bilan (xatto karbonat kislota bilan xam) tuzlar xosil qiladi.

    Ammoniy tuzlarining uziga xos xossalari kuyidagidan iborat:

    1. Ammoniy tuzlari suvdagi eritmalarda gidrolizga uchraydi.

    2. Ammoniy tuzlari ishqorlar ta'siridan parchalanadi, masalan:

    NH4Cl +NaOH --> NH3+NaCl+H2O

    3. Ammoniy tuzlari issik ta'siridan parchalanadi, masalan:

    NH4Cl --> NH3 + HSl

    NH4NO3 --> N3+O2+2H2O.

    Azotning 5 ta oksidi ma'lum.


    Azot oksidlarining xossalari.


    Azotning oksidlanish darajasi.


    Oksidning formulasi


    Qaynash xaroratsi


    Suyuklanish xaroratsi


    Agregat xolati


    Rangi


    Kislotasining formulasi


    Tuzining formulasi


    +1

    +2

    +3



    +4

    +5


    N2O

    NO

    N2O3



    NO2

    N2O5




    -89,5

    -151,8


    3,5

    102


    45


    -102,4

    -163


    -102

    -11,2


    30


    gaz

    gaz


    suyukl

    gaz


    kristal


    rangsiz

    rangsiz


    kungir

    kungir


    rangsiz


    (H2N2O3)

    -

    HNO2



    HNO2+HNO

    HNO3




    Me2N2O3

    -

    MeNO2



    MeNO2+MeNO3

    MeNO3




    XIX asrdan XX asrning boshlariga kadar nitrat kislota Chili selitrasiga sulfat kislota ta'sir ettirish yuli bilan olinar edi:

    NaNO3 + H2SO4 --> NaHSO4+HNO3.

    Xozirgi vaktda bu usuldan nixoyatda kam foydalniladi.

    1905 yildan boshlab Norvegiyada sanoatda nitrat kislota olishning elektr yoy usuli joriy etildi. Bu usulning moxiyati shundan iboratki, avval xavo orqali elektr yoyi utkaziladi, bunda azot bilan kislorod uzaro reaksiyaga kirishib NO ni xosil qiladi. NO xavoda tez soviganda xavo kislorodi va suv bilan birikib nitrat kislotaga aylanadi:

    N2+O2 --> 2NO; 2NO + O2 --> 2NO2

    3NO2 + H2O --> 2 HNO3 + NO.
    Ortib kolgan NO yana xavo kislorodi bilan birikib NO2 ga aylanadi, yana suv bilan birikib HNO3 xosil qiladi.

    Yoy usulida elektr energiyasi kup sarf buladi. masalan, 1 kg kislota tayyorlash uchun 70 kvt energiya ketadi. Shuning uchun bu usul kam qullaniladi. Xozirgi vaktda sanoatda nitrat kislota asosan ammiakni katalizator ishtirokida oksidlash yuli bilan olinadi. Ammiak bilan xavo aralashmasi 600-800oS da platinadan yasalgan tur (katalizator) orqali utkazilganda NO xosil buladi va bu gaz xavo kislorodi bilan darxol birikib NO2 ga aylanadi. Azot (IV) - oksid esa suv va xavo kislorodi bilan uzaro ta'sirlanib HNO3 ni xosil qiladi:

    4NH3 + 5O2 --> 6H2O + 4 NO

    2NO + O2 --> 2NO

    3NO2 + H2O --> 2HNO3+NO

    Toza nitrat kislota rangsiz suyuklik; solishtirma ogirligi 1,526 g/sm3 (15oS da); uning kotish xaroratsi 41,3oS; u 86oS da qaynaydi; suv bilan xar kanday nisbatda aralashadi;

    Tarkibida 68% HNO3 bulgan nitrat kislota eritmasi (dq1,42/sm3) uz tarkibini uzgartirmay 120,5oS da qaynaydi.

    Konsentrlangan nitrat kislota ( ayniksa yoruglik ta'siridan) kisman parchalanadi.

    4HNO3 = 2H2O + 4NO2 + O2

    Xosil bulgan azot (IV) - oksid kislotaga sarik tus beradi. Uzida NO2 ni eritgan nitrat kislota tutuvchi nitrat kislota nomi bilan yuritiladi.

    Nitrat kislota kuchli kislota xisoblanadi. U juda kuchli oksidlovchi. Nitrat kislota boshka moddalarni oksidlaganda azotning oksidlanish darajasi +4, +3, +2, +1, 0 va -3 ga kadar uzgara oladi; natijada NO2, HNO2, NO, N2O, N2 va NH3 lar xosil bulishi mumkin. Bu uzgarishlarning sxematik ifodasi kuyidagicha:

    (V) (IV) (III) (II) (I) (0) (-III)

    HNO3 --> NO2 --> HNO2 --> NO --> N2O --> N2 --> NH3
    Nitrat kislotaning kanday oksidlanish darajasiga kadar kaytarilishi uning konsentrasiyasiga va kaytaruvchi moddaning aktivligiga boglik.

    Masalan, konsentrlangan nitrat kislotada kurgoshin va kalay eriganida NO2 ajralib chikadi; kumush eriganida esa NO bilan NO2 xosil buladi, suyuklantirilgan HNO3 kislota mis va temirga ta'sir ettirilganda NO gazi ajralib chikadi.

    Konsentrlangan nitrat kislota ruxga ta'sir etganda, kislotaning konsentrasiyasiga qarab, N2O yoki N2 yoki NH3 xosil buladi (bu ammiak ortiqcha HNO3 bilan birikib NH4NO3 xosil qiladi).
    Konsentrlangan nitrat kislotaga solib kizdirilgan oltingugurt sulfat kislotaga va fosfor - fosfat kislotaga, kumir esa karbonat angidritga aylanadi:

    S + 2HNO3 --> 3H2SO4 + 2NO

    3P + 5HNO3+2H2O --> 3H3PO4 + 5NO

    3C + 4HNO3 --> 3 CO2 + 2H2O + 4NO


    Ba'zi metallar, masalan temir, xrom, alyuminiy va boshka ba'zi metallar suyultirilgan nitrat kislotada eriydi-yu, ammo konsentrlangan kislotada erimaydi; bu metallar konsentrlangan nitrat kislotaga tushurilganda ularning sirtida mustaxkam oksid parda xosil buladi; bu xodisa passivlashish deyiladi. Umuman, konsentrlangan nitrat kislota kupchilik metallar uchun erituvchi xisoblanadi. 1 xajm konsentrlangan nitrat kislotaning 3 xajm xlorid kislota

    bilan aralashmasi zar suvi - metallar uchun HNO3 ning uziga qaraganda xam kuchli erituvchidir, chunki bu aralashmada xlor va nitrozil xlorid bor:

    3HCl + HNO3 =2Cl + NOCl + 2HCl

    Bu aralashma nixoyatda kuchli oksidlovchi bulgani uchun uzida oltin (radiy) va platinani erita oladi:

    Au + 3HCl + HNO3 --> AuCl3 + ND + 2H2O

    AuCl3+ HCl --> H [AuCl4]

    3Pt + 12HCl + 4HNO3 --> 3PtCl4 + 4NO + 8H2O

    PtCl4 + 2HCl --> H2[PtCl6]


    Nitrat kislotaning sanoatda ishlatilishi uning oksidlash va nitrolash xossalariga asoslanadi. Bundan tashkari nitrat kislata nitratlar, mineral ugitlar, ayniksa ammiakli selitra olishda juda kup ishlatiladi. Ammiakli selitra NH4NO3 - muxit azotli ugit xisoblanadi.

    Fosfor - tartib nomeri 15, atom ogirligi 30,9738, elektron konfigurasiyasi KL 3S23p3. Tabiatda fosfor yagona izotop 31P xolida uchraydi. Uning sun'iy radioaktiv izotopi 32P (yarim yemirilish davri 14, 22 kun) nishonli atom sifatida keng kulllaniladi.

    Fosfor grekcha suz bulib «yoruglik tashuvchi» demakdir. Fosforning element ekanliini Lavuazye isbot qilgan. Sheyeli 1771 yili fosforni suyakdan ajratib olish usulini kashf qilgan.

    Fosforning yer pustlogida ogirlik miqdori 8 . 10-2% ni tashqil qiladi.

    Fosforning eng muxim minerallari fosforit Ca3(PO4)2 va apatitlar – 3Ca(PO4)2 . Ca(OH)3 - gidroksil apatit va 3Ca3(PO4)2 . СaF2 - ftorli apatit, xamda 3Сa(PO4)2 . СaСl2 xlorli apatitdir. Fosfor xayvon organizmining nerv, miya, suyak, tish, mushak va xokazo kismlari tarkibiga kiradi. Usimliklar organizmining kuruk tarkibiga kiradi. Usimlik organizmining kuruk moddasida 0,5-2% fosfor buladi. Usimlik organizmida fosfor «karigan» barglardan «yosh» barglarga, poyadan urugga kuchib turadi. Odam organizmida 3-4 kg.ga kadar fosfor buladi.

    Fosfor inson organizmining xarakatlanishi, oziklanishida, kupayishi va nafas olish va fikrlash faoliyatida aktiv ishtirok etadi. Shuning uchun akad A.YE.Fersman fosforni «xayot va tafakkur elementi» deb atagan.

    Tuprokda fosforning miqdori (P2O5 xisobida) 0,05 - 0,2% ga kadar buladi.

    Erkin fosfor kalsiy fosfatni kum ishtirokida elektr pechda kumir bilan kaytarish orqali olinadi:

    2 Ca3(PO4)2+6SiO2+10C --> P4+6CaSiO3 + 10CO.

    Xosil bulgan fosfor buglari suv ichida ok fosfor shaklida kondensatlanadi.

    Fosforning uchta allotropik shakl uzgarishlari: ok, kizil, va kora fosforlar ma'lum. Ularning xar biri polimer moddalar bulib, xozirgi vaktda fosforning 11 ta modifikasiyasi borligi aniklangan.

    Ok fosfor suyuk xolatda xam, qattiq xolatda xam R4 tarkibli tetraedrik shaklidagi molekulalar xosil qiladi. P-P boglanishning uzunligi 2,21oA ga teng; ok fosforning solishtirma ogirligi 1,8 g/sm3, suyuklanish xaroratsi 44oS, qaynash temperatu turasi 281oS. Ok fosfor juda zaxarli, suvda erimaydi, lekin uglerod (IV) - sulfidda yaxshi eriydi, xavoda oksidlanib alangalanad, shuning uchun uni suv ostida saklanadi. U juda sekinlik bilan kizil fosforga aylanadi; bu vaktda uzgarish issikligi ajralib chikadi:

    Pok  Pkizil + 4kkal.

    Kizil fosforni ok fosforni 400oS da bir soat davomida kizdirish natijasida olinadi. Kizil fosfor ok suyuk xolatga aylanmasdan buglanib ketadi, uning buglari sovuk sirtda kondensatlanib ok fosfor xosil qiladi. Kizil fosforning solishtirma ogirigi 2,7 g/sm3. 260o da alanglanadi; CS2 da erimaydi; kizil fosfor 43,1 atm. bosimda 589,5oS da suyuklanadi. Kizil fosfor xavoda barkaror; suv ichida saklanmaydi.

    Kora fosfor ok fosforni 220 – 370oS larda juda yukori bosim ostida sakkiz kun kizdirish natijasida olinadi. Uning solishtirma ogirligi 2,7 g/sm3; 490oS da alangalanadi. CS2 da erimaydi; elektr tokini utkazadi (ok va kizil fosfor esa tok utkazmaydi).

    Fosfor aktiv metallmas elementdir. P- orbitallar katnashish bilan amalga oshadigan boglanishlar xosil bulganda fosfor azotga uxshash xossalar namoyon qiladi; lekin d - orbitallar katnashganda esa fosfor bilan azotning ximiyaviy xossalari orasida ancha tafovut vujudga keladi. Fosfor atomi III davrining boshka elementlari atomlari kabi uzining elektron orbitallarini kuyidagicha gibridlay oladi;

    KL 3523P3 + energiy KL 3S13p33d1

    Demak, fosforning kovalentligi 3 va 5 ga teng bulishi mumkin. Fosforning oksidlanish darajalari +5, +3, +1, 0 va -3 ga teng. Eng barkaror birikmalarda fosfor besh valentlidir. Fosforning valentligi - 3 ga teng bulgan birikmalar u kadar barkaror emas; bu jixatdan fosfor azotdan keskin fark qiladi.

    Yukori xaroratlarda (1600oS dan) yukoridagi fosfor buglari asosan R2 molekulalardan iborat buladi. P2 molekulalar xam xuddi N2 molekulalar kabi tuzilishga ega:

    :PP:

    Pastrok xaroratlarda esa, fosfor buglari tetraedrik shakldagi P4 molekulalardan tuzilgan buladi. Ok fosfor kristallari P4 turkibli molekulalardan iborat. Kizil va kora fosforlar esa P4 molekulalarning polimerlaridan tuzilgan. Ok fosforning ximiyaviy jixatidan aktivligi kizil fosfornikidan yukori turadi.

    Fosfor xavoda kuzni kamashtiradigan darajada ok - sargish alanga berib yonadi:

    P4 + 5O2 --> 2P2O5

    Fosfor galogenlar, oltingugurt va boshka elementlar bilan oson birikadi.

    Fosfor buglari faqat 600oS ga yakin xaroratda suv bugi bilan kuyidagicha reaksiyaga kirishadi:

    P4 + 16H2O --> 4H3PO4 + 10H2

    Fosfor vodorod bilan bevosita birikmaydi. Shuning uchun fosforning gidridlari bilvosita yullar bilan olinadi. Fosforning uchta gidridi bor. Fosfin PH3, difosfin P2H4 (suyuklik) va P2H yoki P12H6 (qattiq jism).

    Gazsimon fosfor PH3 ni dastlab Jan - Jandr fosforni ishqor bilan kizdirish natijasida olgan.

    P4 + 3KOH + 3H2O --> 3KH2PO2 + PH3

    PH3 ni kalsiy fosforga suv ta'sir ettirish bilan xam olish mumkin:

    Ca3P2 + 6H2O --> 3Ca(OH)2 + 2PH3

    Fosfin PH3 - rangsiz, sasigan balik xidli juda zaxarli gaz. Uning qaynash xaroratsi – 85oS, suyuklanish xaroratsi – 133oS.

    Nixoyatda toza fosfin uz - uzicha alangalanmaydi; uning tarkibida juda oz miqdorda P2H4 yoki P4 ning borligi PH3 ning xavoda alangalanishini ta'minlaydi.

    Xavo bilan fosfin portlovchi aralashmalar xosil qiladi. Fosfin suyuk xolatda assosiasiyaga uchramaydi (ammiak esa assosilanadi), fosfinning suvdagi eritmalari na asoslik va na kislotalik xossalar namoyon qiladi. Lekin fosfin kuchli kislotalar bilan reaksiyaga kirishib fosfoniy tuzlari xosil qiladi. Masalan, PH4 Cl, PH4J. Fosfin kuchli kaytaruvchi xisoblanadi.

    Difosfin P2H4 - xar doim gazsimon fosfin bilan birga xosil buladi. U rangsiz suyuklik 51,7oS da qaynaydi, - 99oS da kotadi. Kislotalar bilan reaksiyaga kirishmaydi. Difosfin uz uzicha alangalanadi. Uzok vakt saklansa, uzidan asta sekin PH3 ni chikarib, qattiq fosfin P12H6 ga aylanadi. Qattiq fosfin suvda xam, organik erituvchilarda xam erimaydigan sarik tusli amorf kukundan iborat.

    Fosforning P2O3 va P2O5 tarkibli oksidlari ma'lum. Bularda fosforning oksidlanish darajasi +3 va +5 ga teng. Bu ikkala oksid molekulalari diler xolatda, ya'ni P4O6 va P4O10 shaklida mavjud. Bulardan tashkari yana P2O4 tarkibli oksid xam ma'lum, bu moddada fosforning oksidlanish darajasi +4 ga teng.

    Fosforning xavoda sust oksidlanishi natijasida R2O3 xosil buladi.

    4P+O2 = 2P2O3

    Fosfor (III) - oksid 22oS da suyuklanadigan rangsiz qattiq jism; uning qaynash tepmeraturasi 173,1oS ga teng.

    Fosfor (III) - oksid past xaroratda suv bilan reaksiyaga kirishganda fosfit kislota H3PO3 xosil buladi. U suv bilan yukori xaroratlarda reaksiyaga kirishganda esa kislotalar aralashmasi, kizil fosfor va fosfor gidrid beradi. Shunga kura, toza fosfit kislota olish uchun boshka usullardan foydalaniladi.

    Fosfor (III)- oksid xuddi ok fosfor kabi nixoyatda zaxarli moddadir.

    Fosfor (V)- oksid P2O5 fosforning kislorod mul bulgan sharoitda yonishidan xosil buladi.

    4 P + 5O2 = 2P2O5

    U rangsiz nixoyatda gigroskopik modda bulib, 1 atm. bosimda 360oS da sublimatlanadi. Uni boshka aralashmalardan tozalashda shu xossasidan foydalaniladi. Fosfor (V)- oksid namni yutuvchi vosita sifatida ishlatiladi. U fosfat kislotaning angidrididir. P2O5 ning xosil bulish issikligi juda katta 360 kkal/mol ga teng.

    Difosfor tetroksid P2O4- fosfor (III) oksidning 200oS da parchalanishidan xosil buladi:

    4P4O6 =P4+6P2O4


    Bu oksidning molekulyar ogirligi asosida topilgan formulasi P4O8 bilan ifodalanadi. U suv bilan reaksiyaga kirishganda fosfat va fosfit kislotalar xosil buladi.
    Fosforning bir necha xil kislotasi ma'lum. Gipofosfit kislota H3PO2 uning molekulyar tuzilishi

    N


    /

    O=P – OH dan iborat. Erkin gipofosfit kislota bariy

    \

    H


    gipofosfatning sulfat kislota bilan uzaro ta'siridan olinadi:

    Va (H2PO4)2 + H2SO4 = VaSO4 + 2H3PO2

    Toza gipofosfit kislota ok tusli kristall modda, uning zichligi d= 1,49 g/sm3, 26,5oS da suyuklanadi. Gipofosfit kislotaning xosil bulish issikligi 145,5 kkal/mol. Toza gipofosfit kislota sovukda barkaror, lekin ifloslangan kislota tez buziladi. Agar gipofosfit kislota 50oS dan yukori xaroratda kizdirilsa, PH3, kizil fosfor, H3PO4 va H2 dan iborat aralashma xosil buladi. Gipofosfit kislota kuchli kaytaruvchi modda xisoblanadi. U nixoyatda zaxarli.

    Fosfit kislota H3PO3 - fosfor (III)- oksidning (P4O6) kislotasidir. Bu kislotani xosil qilish uchun fosfor (III)- xloridning gidrolizidan foydalaniladi:

    PCl3 + 3H2O --> H3PO3 + 3HCl

    Fosfit kislota 70,1oS da suyuklanadigan rangsiz kristall modda. Uning struktura formulasi




    01

    shaklida yoziladi. Fosfit kislota kuchsiz kislo talar katoriga kiradi. H3PO3 kaytaruvchi xossa ga ega; masalan u, kumush tuzlarini kumush metaliga kadar kaytaradi. H3PO3 kizdirilganda, parchalanib ortofosfat kislota va fosfin xosil qiladi:

    4H3PO3 = 3H3PO4+ PH3

    Fosfit kislota molekulasi tarkibida uchta vodorod atomi bulishiga qaramay, bu kislota ikki asosli kislotadir.

    Fosfat kislotalar.

    Fosfat angidrid suv bilan shiddatli reaksiyaga kirishadi. Reaksiya issiklik ajralib chikishi bilan boradi. Bir molekula P2O5 bilan necha molekula suv birikishiga qarab uch xil fosfat kislota olinishi mumkin. Bu reaksiyalarni sxematik ravishda kuyidagicha yozish mumkin:

    P2O5 + H2O --> 2HPO3 (metafosfat kislota)

    P2O5 + 2H2O --> H4P2O7 (pirofosfat kislota)

    P2O5 + 3H2O --> 2H3PO4 (Ortofosfat kislota).

    Bular ichida suvga eng boyi va eng muximi ortofosfat kislotadir; uni tugridan - tugri fosfat kislota deb ataladi. fosfat kislota 42oS da suyuklanadigan, xavoda yoyilib ketadigan qattiq jism; uning zichligi d=1,88 g/sm3. Sanoatda ishlab chikariladigan fosfat kislota kovushok suyuklik. H3PO4 kizdirilsa, kislotadan suv chikib ketib, avval pirofosfat kislota, keyin metofosfat kislota xosil buladi:

    2H3PO4 = H4P2O7 + H2O

    H4P2O7 = 2HPO3 + H2O

    Aksincha, metofosfat kislotaga suv ta'sir ettirilganda piro - va ortofosfat kislota olinadi.

    Laboratoriyada fosfat kislota olish uchun erkin xolatdagi fosfor 32% li nitrat kislotada eritiladi:

    3P+5HNO3+2H2O --> 3H3PO4 + 5NO
    Texnikada fosfat kislota ekstraksion va termik usullar bilan olinadi. Ekstraksion usul maydalangan va ozrok fosfat kislota qushilgan tabiiy fosforitni sulfat kislota eritmasida erishidan iborat:

    Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 --> 3CaSO4 + 2H3PO4

    Xosil bulgan fosfat kislota filtratda koladi. Uni chukmadan filtrlash yordami bilan suzib olinadi. Termik usulda esa avvalo elektr pechlarda fosforitdan erkin fosfor olinadi, sungra uni kuydirib fosfor (V)- oksid xosil qilinadi. Bu moddaga suv ta'sir ettirib uni H3PO4 ga aylantiriladi.

    Termik usulda olingan fosfat kislota tozaligi va konsentrasiyasining yukoriligi bilan ekstraksiya usulida olingan kislotadan ancha yukori turadi.

    Fosfat kislota olishning kelgusida rivoj topadigan usuli fosfor buglarini katalizator ishtirokida suv bilan oksidlanishdan iborat:

    P4+10H2O --> 2P2O5 + 10H2

    Ortofosfat kislota uch asosli kislota bulib, uning dissosiyalanish konstantalari va darajalari kuyidagi kiymatlarga ega.

    H3PO4  H++H2PO4- K1=7,1.10-3 a= 27%

    H3PO4-  H++HPO42- K2=6,34.10-8 a= 0,4%

    HPO42-  H++PO43- K3=1,26.10-13 a= 0,001%

    Fosfat kislota uch xil tuz xosil qiladi; masalan: KH2PO4 - kaliy digidrofosfat (yoki birlamchi fosfat); K2HPO4 - kaliy gidrofosfat (yoki iqilamchi fosfat); K3PO4 - kaliy fosfat (yoki uchlamchi fosfat).

    Pirofosfat kislota ortofosfat kislotaga qaraganda ancha kuchli kislotadir. U turt asosli kislota. Gidrofosfatni kizdirish natijasida pirofosfat olish mumkin; masalan:

    2 Na2HPO4 --> Na4P2O7 + H2O.

    Natriy pirofosfat kurgoshin tuzlari eritmasi bilan reaksiyaga kirishganda kurgoshin pirofosfat Pb2P2O7 xosil buladi. Unga vodorod sulfat eritmasi ta'sir ettirib pirofosfat kislota H4P2O7 olinadi.

    Pirofosfat kislota ortofosfat kislotaning kondensatlanish maxsulotidir. Ortofosfat kislota kondensatlanganida polifosfat kislotalar xam xosil bula oladi.

    Metafosfat kislota - orta yoki pirofosfat kislotani kizdirish orqali olinadi. U kovushok suyuklik.

    Fosforning juda kup birikmalari mineral ugit sifatida ishlatiladi. Eng kup qullaniladigan fosforli ugitlar kuyidagilardir:

    I. Fosforit yoki apatit uni mayin kukun xolatdagi fosforit yoki apatitdan iborat. Bu ugit tarkibida 16-35% ga kadar P2O5 bulishi mumkin. Lekin fosforit uni yoki apatit unidagi fosfor - Ca3(PO4)2 tarkibli modda shaklida buladi; bu modda suvda yomon eriydi; shu sababli kislotali bulmagan tuproklarda fosforit yoki apatit unini usimliklar kam uzlashtiradi.

    II. Superfosfat. Fosforit yoki apatitning sulfat kislota bilan uzaro ta'siridan, suvda eruvchan fosforli birikma xosil buladi:

    Ca3(PO4)2 + 2H2SO4 --> Ca(H2PO4)2 + 2 CaSO4

    Uning tarkibida 20% ga kadar R2O5 buladi. superfosfat tarkibidagi Sa (H2PO4)2 suvda yaxshi erishi tufayli usimliklar uni yaxshi uzlashtiradi.

    III. Qush superfosfat tarkibi faqat kalsiy digidrofosfatdan iborat bulgan kimmatli ugit. Uning tarkibida 40-50% P2O5 buladi. Qush superfosfat tabiiy fosforitga konsentrlangan fosfat kislota ta'sir ettirish yuli bilan olinadi:

    Ca3(PO4)2 + 4H3PO4 --> 3Ca(H2PO4)2.

    IV. Presipitat. Suvda kamrok eriydigan kalsiy gidrofosfatdan iborat bulib, kukun xolatdagi oxaktoshning fosfat kislota bilan uzaro ta'siridan olinadi:

    2 CaCO3 + 2H3PO4 --> 2CaHPO4 . 2H2O + 2CO2.

    Presipitat CaHPO4 . 2H2O ok kukun bulib xavoda saklanganda nam tortib yopishib kolmaydi. Uning tarkibida 30-35% P2O5 buladi. Bu ugitni kuchsiz kislotali tuproklarga solinganda usimliklar yaxshi uzlashtiradi.

    V. Termofosfatlar (yoki ftordan tozalangan fosfatlar). Tabiiy fosforitni turli qushimchalar (soda, potash, natriy sulfat va xokazolar) bilan birga yukori xaroratda suyuklantirib, fosforit tarkibidagi ftor yukotiladi. Buning natijasida tarkibida 32% ga kadar P2O5 bulgan ugit termofosfat xosil buladi.

    Yukorida kurib utilgan fosforli ugitlardan tashkari, tarkibida xam fosfor, xam azot, xam kaliy buladigan murakkab ugitlar xam tayyorlanadi. Ulardan ammofos NH4H2PO4, diammofos (NH4)2HPO4, leynafos (NH4)2SO4. (NH4)2HPO4 lar ana shunday azot va fosforli murakkab ugitlardir. Ammofos tarkibida 10% azot va 50% P2O5 buladi. Ammofos olish uchun fosfat kislota ammiak ta'sirida neytrallanadi:

    3NH3 + H3PO4 --> NH4H2PO4 (NH4)2HPO4.

    Ammofos donador maxsulot sifatida chikariladi.

    Nitrofoska va azofoska nomli aralash ugit tarkibida azot, fosfor va kaliy elementlari buladi.
    Tayanch iboralar.

    1. Beshinchi gurux p-elementlari atom tuzilishi.

    2. Bu elementlarning umumiy xossalari

    3. Azotni xavodan olinishi

    4. Ammiak.

    5. Azot oksidlari va ularning xossalari

    6. Nitrat kislota

    7. Fosforning allotropik shakl uzgarishlari

    8. Fosfor oksidlari

    9. Fosfat kislota

    10. Superfosfat va uning olinishi.
    Nazorat savollari.

    1. 5-gurux p-elementlari oksidlanish darajalari

    2. Ularning oksidlovchilik xossalari

    3. Kaytaruvchilik xossalari

    4. Azot izotoplari

    5. NH4Cl ning xosil bulishi

    6. Konsentrlangan HNO3 ning xosil bulishi

    7. Fosforning eng muxim minerallari

    8. Fosforning axamiyati

    9. Fosfat kislota tuzlari

    10. Ammofosning olinishi

    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.