11-Mavzu: Galogenlar
Reja:
1. Galogenlarning umumiy xossalari
2. Tabiatda uchrashi
3. Olinishi, xossalari va birikmalari
Ftor
Ftor birikmalari tabiatda turli tog' jinslari tarkibida masalan, flyuorit CaF
2
holida uchraydi. Ftorni olish uchun ozgina LiF qo'shilgan KF * 2HF
aralashmasining suyuqlanmasini 100°C da po'latdan yasalgan elektrolizyorda
grafit anodi qismida olinadi.
Erkin holdagi ftor ikki atomli, rangsiz, o'tkir hidli gaz.
Ftor o'zining birikmalarida faqat — 1 oksidlanish darajasidagina bo'la
oladi, chunki lining nisbiy elektrmanfiyligi juda katta bo'lishi tufaylio'z
elektronlarini boshqa eiernentlarga bermaydi. Bu elementning radiusi kichik va
elektronga moyilligi katta bo'lishi tufayli elementlar bilan hosil qilgan
birikmalarining barqarorligi qolgan galogenlarnikidan ancha yuqori: H - F, H -
O va H - Cl qatorida bog' energiyasi, tegishli ravishda 565, 460 va 431 kJ/mol
ni tashkil etadi.
Ko'pchilik metallar bilan ftor oddiy sharoitda bog'lanadi, lekin ba'zi
metailar,masalan, mis, nikel va magniy kabilar ftoridlari metall yuza | qatlamini
qoplaydi va chuqur oksidlanishdan saqlaydi.
Metallmaslar ftoridlari ko'pincha oson bug'lanadi, oson reaksiyagal
kirishadi, ba'zan bunday reaksiyalar shiddatli tus oladi. Masalan, Si, P va S
alangalanib ta'sirlashishadi, oddiy yog'och ko'miri ham shunday ta'sirlashsa,
grafit esa faqat yuqori temperaturadagina ftoridni hosil qiladi. Azot bilan ftor
reaksiyaga kirishmaydi. Suv bilan ftor reaksiyaga kirishadi, reaksiya
mahsulotlari turlicha bo'ladi:
Ftor birikmalaridan ko'proq HF ishlatiladi, undagi ftor boshqa elementlar
bilan bog'lanish imkoniyati oson va bunday reaksiyalar osoyishta sodir bo'ladi:
Vodorod ftoridni H, ning F
2
bilan reaksiyasi orqali olish noqulay, bu ikki
modda reaksiyasi qorong'uda va —200 °C da portlash bilan sodir bo'ladi, uni
osonginatabiiv birikmasidan olish qulav:
Gidroftorid rangsiz, harakatchan va oson bug'lanuvchan (t = = +19,5°C),
suv bilan oson aralashadigan suyuqlik. Quruq atmosferada HF ancha passiv,
agar metall yuzasida oksid parda bo'lsa, reaksiya boshla-nishida hosil bo'lgan
suv reaksiya borishini tezlashtirishi mumkin.
HF ning suvli eritmasi — vodorod ftorid kislota kuchsiz, bir asosli kislota
hisoblanadi, savdoda 40% li eritma holida xarid etiladi.
Ko'pchilik metallar ftoridlari suvda eriydi (Na, K, Ag, Al va Sn ftoridlari). Bu
kislotaning barcha tuzlari hayot uchun xavfli.
Ftorning kislorodli birikmalaridan HOF, F
2
O, F,O
2
(vodorod perok-sidga
o'xshash tuzilishga ega), uning tuzilishini F—O=O—F (to'rt valentli kislorod
mahsuloti) taklif etilgan. O
2
molekulasidagi atomlararo masofa 0,121 nm bo'lsa,
F
2
O
2
da esa 0,122 nm ga teng. Ftorning boshqa peroksobirikmalari F
2
O
3
va
F
2
O
4
ham (ozonftorid va oksozonflorid) ma'lum.
Xlor
Xlor tabiatda ishqoriy va ishqoriy-yer metallarining birikmalari holida
uchraydi va ular xlor olish uchun xomashyo bo'lib xizmat qiladi. Uni olishda
osh tuzining suvdagi eritmasini yoki suyuqlanmasini elektroliz qilib olinadi.
Suvli eritma elektrolizida elektrodlar grafitdan yasalgan bo'ladi. Laboratoriyada
xlorni olish uchun kukun holidagi kaliy permanganat bilan konsentrlangan
xlorid kislota orasidagi reaksiyadan foydalaniladi:
Xlor gazi sariq-yashil tusli bo'lib, o'tkir hidli, nafas olish yo'Ilarini emirish
xususiyatiga ega bo'lgan bo'g'uvchi moddadir. Xlorning suvda eruvchanligi
kichik — 1 hajm suvda 3 hajm gaz eriydi. Shunday eritmadan past
temperaturada (5—6 °C da) Cl
2
- 8H
2
O kristallogidrati ajratib olingan.
Kimyoviy jihatdan xlor aktiv gaz, uning vodorod bilan aralashmasi
uchqun yoki ultrabinafsha nur ta'sirida portlaydi. Kremniy, surma, mishyak,
fosfor kabi metallmaslar va xlor orasidagi reaksiya ekzotermik xususiyatga ega,
metallar esa xlor bilan aktiv reaksiyada qatnashadi. Og'ir metallar reaksiyaga
sust kirishadi. Quruq holdagi xlor ko'pchilik metallar bilan reaksiyada
qatnashmaydi.
Xlorning suvda erishi ikkita kislota hosil bo'lishi bilan sodir bo'ladi:
Cl
2
+N
2
O = HCl + HOCl
Bu reaksiya xlorning kislorodli birikmalarini olish reaksiyasining bosh
bosqichidir, chunki xlor bevosita kislorod bilan birikmalar hosil qilmaydi. Hosil
bo'lgan kislotaning fazoviy tuzilishi suv molekulasini eslatadi:
Gipoxlorit kislota karbonat kislotadan ham zaif, termikjihatdan turg'un
emas, eritmaning o'zida uchta parallel reaksiyalar bo'yicha parchaianadi:
Uchala reaksiya bir vaqtning o'zida, bir-biriga aloqasi bo'lmagan holda
turlicha tezlikda sodir bo'ladi. Ularning birinchisi quyosh nuri ta'sirida va
kislorodni biriktirib oluvchi modda ishtirokida tezlashadi, uning tezligini
kobalt(II) ioni oshiradi (katalitik jarayon). Shu kislotaning kalsiyli tuzi — xlor
ohagining Co
2+
ishtirokida parchalanish tenglamasi:
ba'zan laboratoriyada kislorod olish uchun ishlatiladi.
Yuqoridagi reaksiyaning ikkinchi yo'nalishida suv tortib oluvchi modda
(masalan, CaCl
2
) ta'sirida gaz holdagi xlor(I) oksid C1
2
O hosil bo'ladi. Bu oksid
qo'ng'ir-sariq tusli gaz, xlor hidini eslatadi, portlovchi xususiyatga ega, suvda
eriganda gipoxlorit kislota hosil qiladi.
Yuqoridagi reaksiyaninguchinchi yo'nalishi qizdirish natijasida tezlasha-
di, uni quyidagi tenglama bilan ifodalash qulay:
KClO
3
xlorat kislotaning tuzi, bu kislota kuchli kislotalar (HCl, HNO
3
lar
kabi) qatoridan o'rin olgan, kislota o'zi faol oksidlovchi modda, lekin eritmada
uning bu xossasi kuchsiz ifodalangan. Birikmalari zaharli. Bu kislota tarkibiga
javob beradigan oksid ma'lum emas, lekin kislotani ohista qaytarib xlor(IV)
oksid — sariq tusli gaz, juda kuchli oksidlovchi xossaga ega bo'lgan modda
olingan. Bu gazning KOH eritmasi bilan reaksiyasi uning disproporsiyalanishini
ifodalaydi:
Hosil bo'lgan xlorit kislota tuzidan xlorit kislota HClO
2
ni olish mumkin,
lekin uning turg'unligi zaif. Uning turg'unligi va oksidlovchilik xossasi HOCl va
HClO
3
lar oralig'ida bo'ladi.
Xlorat kislotaning kaliyli tuzi — Bertolle tuzi -400 °C da ikki yo'nalish
bo'yicha parchalanadi:
Birinchi yo'nalish katalizatorlar (masalan, MnO
2
) ishtirokida osonroq
boradi, bu usuldan Iaboratoriyada kislorod olishda foydalaniladi. Ikkinchi
yo'nalish, asosan, katalizatorsiz sharoitda va yuqoriroq temperaturada sodir
bo'ladi. Hosil bo'lgan perxlorat kislota HClO
4
tuzi KCl ga nisbatan yomon
erishi tufayli oson ajratib olinishi mumkin. KClO
4
ga konsentrlangan sulfat
kislota ta'sir ettirib rangsiz, havoda tutaydigan suyuq holdagi kislotani ajratib
olish mumkin:
Kislotaning suvdagi eritmasini uzoq vaqt saqlasa bo'ladi. Suvsiz tuz tur-
g'unligi turli aralashmalar ta'sirida pasayadi va bunday hollarda bu modda
portlashi mumkin. Kislotaning oksidlovchilik xossasi uncha yuqori emas,
HClO
3
nikidan zaifroq, bu xossasini suyultirilgan eritmalarda kuzatib bo'lmaydi.
Suvsiz HClO
4
ga past bosimda suvni yutadigan P
2
O
5
ta'sir ettirilsa,
o'zining angidridiga aylanishi mumkin:
Perxlorat kislota angidridi moysimon suyuqlik bo'lib, zarba yoki qizdirish
ta'sirida portlaydi. Suv bilan reaksiyasi natijasida asta-sekin perxlorat kislotaga
aylanadi.
Quyidagi sxemada ayrim kislotalarning tuzilishi, asosiy xossalarining
o'zgarish qonuniyatlari aks ettirilgan:
Xlorning kislorodli birikmalari amaliy ahamiyatga ega. Osh tuzi
eritmasini diafragmasiz qurilmalarda elektroliz qilinganda elektrodlarda hosil
bo'lgan NaOH va Cl orasidagi reaksiya natijasida NaOCl eritmasi («Javel suvi»
deb nomlangan) olinadi, bu modda to'qimachilik va qog'oz ishlab chiqarish
korxonalarida matolarni va qog'oz massasini oqlash (rangli mahsulotlarni ClO
-
ishtirokida oksidlash)da ishlatiladi.
Xo'jalikda
Ca(OH)
2
eritmasini
xlorlash
natijasida
olinadigan
Ca(OH)
2
+Ca(OCl
2
)+CaCl
2
lar aralashmasi Ca(OCl)Cl — xlortiohak deyiladi va
dezinfeksiyalashda qo'llaniladi.
Bu qismda biz xlorning faqat kislorodli kislotalariga to'xtalib o'tdik,
xlorid kislota va uning birikmalari bilan o'quvchilar kimyo kursining ilk
qismlarida tanishgan edilar.
| 