Qalay elementining tabiatda uchrashi

|
Qalay elementining tabiatda uchrashi
|
bet | 5/8 | Sana | 02.12.2023 | Hajmi | 357,37 Kb. | | #109849 |
Bog'liq Alfa-qalay kislotasining olinishi va xossalari1.2. Qalay elementining tabiatda uchrashi
Qalay — Mendeleyev davriy sistemasining IV guruhiga mansub kimyoviy element. Tartib raqami 50, atom massasi 118,710. Tabiiy Qalay 10 ta izotopdan iborat: P25p (0,96%), p45p (0,66%), p55p (0,35%), P(,8p (14,30%), "78p (7,61%), ||85p (24,03%), ""5p (8,58%), |j5p (32,85%), sh5p (4,72%), |245p (5,94%). Oxirgi izotop kuchsiz radioaktiv (Rnurlanuvchi, T,/2>1016—1017-yil).
Qalay qadimdan maʼlum; uning mis bilan qotishmasi — bronza (tunj)dan odamlar miloddan qariyb 4 ming yil ilgari foydalana boshlaganlar.
Qalay Yer poʻstining massa jihatidan 8T0~3% ini tashkil etadi. Q tabiatda erkin holda deyarli uchramaydi. Uning 24 ta minerali maʼlum, shulardan muhimi qalaytosh — kassiterit 5p02 va stannin Si2Gʻe5p54.
Qalay — havoda asta-sekin xiralashadigan yaltiroq oq metall; zichligi 7,29 g/sm³. 2 modifikatsiyasi bor. 0modifikatsiyasi (oq tusli) 13,2° dan yuqori trada barqaror; u tetragonal shaklda kristallanadi. |3Q. sovutilsa, kub strukturali kulrang ssQ (zichligi 5,75 g/sm³)ga aylanadi. Kulrang Qalay suyuqlantirilganida oq Qalay hosil boʻladi. Qalayning suyuqlanish temperaturasi 231,9°, qaynash temperaturasi =2600°. Qalay boshqa metallar bilan qotishmalar hosil qiladi. Oddiy trada havoda ham, kislorodda ham oksidlanmaydi; suv bilan reaksiyaga kirishmaydi, kimyoviy jihatdan faol emas. Galogenlar bilan uchuvchan tetragalogenidlar (mas, 5pS14) hosil qiladi. Konsentrlangan xlorid kislotada qizdirilsa, 8pS12hosil boʻladi (qarang Qalay xloridlari). Konsentrlangan qaynoq sulfat kislotani 802ga qadar qaytaradi. Suyultirilgan nitrat kislota bilan reaksiyaga kirishganida ammiakka qadar, konsentrlangan nitrat kislota taʼsirida 1\YU2ga qadar qaytariladi. Qalay zar suvidya juda yaxshi eriydi. Amfoter xossaga ega boʻlganligi uchun kuchli ishqorlarda erib stanninlarga; ishqorda oksidlovchilar ishtirokida eritilsa, kislota tuzlariga aylanadi. Qalay oʻz birikmalarida 2 va 4 valentli. 2 valentli Qalay birikmalari tez oksidlanishi sababli qaytaruvchilar sifatida ishlatiladi. Q birikmalaridan 8pO — qora tusli, 8p5 — toʻq jigarrang ( 8p8, — sariq tusli; Qalay sulfidlari); qolgan birikmalari deyarli rangsiz. Qalay kislotalarda ham, ishqorlarda ham eriganida vodorod ajralib chiqadi.
Qalay rudalarida volfram, titan, lantanoidlar va boshqalar nodir metallarning qoʻshilmasi boʻladi. Bu rudalarni turli usullar bilan boyitib, tarkibida 50—70% Qalay boʻlgan konsentrat hosil qilinadi. Konsentratda boʻlgan A$ va 5 ni yoʻqotish uchun 600—700° da kuydiriladi. Temir, vismut, surma va boshqalar qoʻshilmalardan tozalash uchun konsentratga konsentrlangan NS1 eritmasi qoʻshib ishlanganidan keyin, qoddiq koʻmir bilan maxsus pechlarda eritiladi; tarkibida Qalay bor toshqollar qayta ishlanib, xomaki Qalay olinadi (uning tarkibida 94—98% Qalay boʻladi). Qalayni tozalashda 502, SO, A$203, A$N3kabi zaharli moddalar ajralib chiqishi sababli mehnat gigiyenasi qoidalariga rioya qilish lozim.
Ishlab chiqarilgan Qalayning 50% ga yaqini ikkilamchi metallardir. U oq tunuka chiqindilari, temirtersak va turli qotishmalardan olinadi. Qalayning 40% ga yaqini konserva sanoati uchun oq tunuka tayyorlashga sarflanadi, qolgan qismi esa kavsharlar, podshipnik va bosmaxona qotishmalari tayyorlashga ketadi.
Ular metalldan (rux, qalay, xrom va boshqa metallar bilan qoplash) va metallmasdan (lok, bo‘yoq, emal va boshqa moddalar bilan qoplash) qilinishi mumkin. Bu qoplamlar metall ni tashqi muhitdan ajratib turadi. Masalan, tomga yopiladigan tunuka rux bilan qoplanadi: ruxlangan tunukadan turmushda va sanoatda ishlatiladigan ko'pgina buyumlar tayyorlanadi. Rux qatlami temirni korroziyalashdan saqlaydi, rux temirga qaraganda ancha aktiv metall bo'lsa ham (metallarning standart elektrod potensiallar qatoriga, 1 2 . 1 - jadvalga q.), u oksid pardasi bilan qoplangandir. Himoya qatlam buzilganda (timalganda, tom teshilganda va h.k.) namlik ishtirokida galvanik juft Z n/Fe vujudga keladi. Unda temir katod (musbat qugb), rux — anod (manfiy qutb) bo‘ladi (12.6-rasm). Elektronlar ruxdan temirga o ‘tadi va kislorod m olekulalari bilan b og‘lanadi (kislorodli qutbsizlanish), rux esa eriydi; lekin rux qatlamining hammasi yemirilib bo'lguncha temir himoyalanganicha qoladi, bu esa ancha uzoq vaqtda sodir bo‘ladi. Tem ir buyumlar sirtini nikel, xrom bilan qoplash korroziyalanishdan m uhofaza qilishdan tashqari buyumlarning tashqi ko‘rinishini chiroyli qiladi.
Antikorrozion xossalarga ega bo‘lgan qotishmalar yaratish. Po‘lat tarkibiga 1 2 % ga qadar xrom kiritish yo‘li bilan korroziyabardosh zanglamaydigan po‘lat olinadi. Nikel, kobalt va mis qo'shish po'latning antikorrozion xossalarini kuchaytirad i, chunki qotishmaning passivlashishga moyilligi ko‘payadi. Antikorrozion xossali qotishm alar yaratish — korroziya tufayli bo'ladigan isroflarga qarshi kurashning m uhim yo'nalishlaridan biridir.
Elektr himoya ham shu prinsipga asoslangan. Elektrolit muhitida turgan konstruksiya bunda ham boshqa metallga (odatda temir bo'lagi, rels va sh. o'.), lekin tashqi tok manbayi orqali ulanadi. Bunda himoyalanadigan konstruksiya katodga, metall — tok manbayining anodiga ulanadi. Tok manbayi anoddan elektronlarni oladi, anod (muhofaza qiluvchi metall) yemiriladi, katodda esa oksidlovchining qaytarilishi sodir bo'ladi. Elektr himoyaning protektor himoyadan afzalligi bor: uning ta’sir radiusi 2000 m ga yaqin, protektor himoyaniki esa — 50 m atrofida bo'ladi. Muhit tarkibini o ‘zgartirish. Metall buyumlaming korroziyalanishini sekinlashtirish uchun elektrolitga korroziyani sekinlatuvchi moddalar yoki ingibitorlar deyiladigan moddalar (ko'pincha organik) qo'shiladi. Ular metallni kislota yemirishidan saqlash zarur bo'lgan hollarda qo'llaniladi. Keyingi yillarda uchuvchan ingibitorlar (boshqacha aytganda atmosfera ingibitorlari) ishlab chiqildi. Ular qog'ozga shimdiriladi va metall buyumlar shu qog‘oz bilan o'raladi. Ingibitorlarning bug‘i metall sirtiga adsorbilanadi va unda himoya pardasini hosil qiladi. Ingibitorlar bug1 qozonlarini quyqadan kimyoviy tozalashda, ishlov berilgan buyumlar sirtidan kuyindini y o ‘qotishda, shuningdek, xlorid kislotani po'lat idishda saqlash va tashishda ko‘p ishlatiladi. Anorganik ingibitorlar qatoriga nitritlar, xromatlar, fosfatlar, silikatlar kiradi. Ingibitorlarniig ta’sir etish mexanizmi ko'pchilik kimyogarlarning tadqiqot mavzuyidir.
Elektrolizdan ba’zi metallarni tozalash uchun ham foydalaniladi. Tozalanadigan metalldan anod tayyorlanadi. Elektroliz vaqtida anod eriydi, metall ionlari eritmaga o ‘tadi, katodda esa ular ch o ‘kadi. Elektrolitik toza metallar: mis, kumush, temir, nikel, qo‘rg‘oshin va boshqalar ana shunday olinadi. Hozirgi yarimo‘tkazgichlar texnikasi bilan atom texnikasiga nihoyatda toza (qo'shimchalar miqdori ko‘pi bilan 1 0 “%) metallar zarur. Metallarni puxta tozalashning eng muhim usullari zonali suyuqlantirish, metallarning uchuvchan birikmalarini qizdirilgan sirtda parchalash, metallarni vakuumda qayta suyuqlantirish va b. Shunday qilib, metallarni birikmalaridan olishning barcha usullari oksidlanish-qaytarilish jarayonlariga asoslangan.
Qalayning yer po’stlog’idagi og’irlik miqdori 0,04 protsentga teng.Qalay insoniyatga qadim zamonlardan beri malum element,tarixiy ma’lumotlarga qaraganda qalayning mis b.n qotishmasi-bronzadan inson miloddan 4000yil burun foydalangan.Tabiiy qalay 10ta izotopdan iborat:Qalayning 10dan ortiq sun’iy radioaktiv izotoplari olingan.Qalay tabiatda erkin holatda deyarli uchramaydi,uning eng muhim minerali qalaytosh SnO2 (kassiterit) bo’lib,eng boy rudalarda 5-6% qalay uchraydi.Qalay juda zarur metall bo’lganligi sababli,xatto tarkibida 0,1-0,15% qalay bo’lgan rudalar ham sanoat uchun katta ahamiyatga ega;bunday rudalar boyitilib,undan qalay olinadi.Qalay rudalari dunyoning ko’p joylarida uchraydi.[R.H.Rahimov. 324-bet]
Quyidagi rasmda qalayning ko’p uchraydigan hududlari keltirilgan.
Tabiatda qalay 24ta mineral tarkibida uchraydi,ularning ikkitasi ’’kassiterit’’SnO2
va ’’stannin’’Cu2FeSnS4 sanoat uchun ahamiyatli sanaladi.[’’Kimyoviy atamalar lug’ati’’T.Do’stmuradov va T.Otaqo’ziyev.] Qalay tabiatda erkin holda uchramaydi.U kassiterit minerali (qalaytosh SnO2 ) holida juda keng tarqalgan.<>mineralining nomi Britaniya orollari <> oroli nomidan kelib chiqqan,eramizdan bir necha asr avval qayta ishlash uchun qalay rudasi shu oroldan olib kelinar edi.Stannin (qalay kolchedani Cu2FeSnS4) va tarkibida juda oz miqdorda (1% va undan kam) qalay bo’lgan murakkab tarkibli rudalar boshqa mineral hisoblanadi.[’’Uglerod guruppasi’’,L.D.Vishnevskiy 9-bet].Qalay qadim zamonlardan beri ma’lum.Tabiatda garchi oz bo’lsa ham,ammo ruda ko’rinishida tug’ma holatda uchraydigan tabiiy yo’l bilan boyitilgan qalay rudalardan ajratib olishda uning oson uchuvchanligi qalay keng tarqalishiga yordam bergan.Ammo bularni ham,huddi ugleroddagi kabi dastlabki kashf etuvchilar deb bo’lmaydi.’’Qalay’’ nomining kelib chiqish tarixi metallarning ishlatilish tarixi bilan bog’langan.
Qalay elementiga umumiy tarif.
Stannat kislotalar qalay elementi asosida hosil bo’lga kislotalardir.Stannat kislotani modifikatsiyasidan biri bo’lgan β-stannat kislotasi haqida ma’lumot berishdan oldin qalay element borasida biroz to’xtalamiz.
Qalay (Stannum,yunoncha-chidamli demakdir)davriy sistemaning 5-davr 4 guruh asosiy guruhcha elementi bo’lib,tartib raqami 50,atom massasi 118,69 ga teng.[’’Kimyoviy atamalar lug’ati’’T.Do’stmuradov va T.Otaqo’ziyev.]
Fizikaviy xossalari.
Qalay oson yassilanadigan va oson suyuqlanadigan,kumushdek oq va yumshoq metall.Uning solishtirma og’irligi 7,31g/sm3 ;231,8oC da suyuqlanadi va
2362oCda qaynaydi.Qalay polimorf modda;odatdagi oq qalay (β-qalay) +13,2oCdan yuqorida barqaror bo’lib,tetragonal kristall panjaraga ega.Agar β-qalay qattiq (-33oC gacha)sovitilsa,u kulrang tusli va kubik strukturadagi α-qalayga aylanadi.Bu vaqtda qalayning solishtirma hajmi 25,6%ga ortib ketadi.(α-qalayning solishtirma og’irligi 5,84g/sm3 ); natijada qalay buyum sirti sho’rlanib uvalanadi.Bu xodisa ’’qalay vabosi’’ nomini olgan (bunday nom berilishining sababi shundaki,β-qalayning α-qalayga aylanishi α-qalay ishtirokida juda tez boradi,go’yo ’’kasal’’ tez yuqadi).Kulrang qalay suyuqlantirilganda qaytadan oq
qalay hosil bo’ladi.Shuning uchun qalay buyumni juda sovuq joyda qoldirish yaxshi emas. Qalay boshqa metallar bilan qotishmalar hosil qiladi.[R.H.Raximov].
Qutb tadqiqotchisi R.Skottning 1912-yilda Janubiy qutbga qilgan ekspiditsiyasida yoqilg’isiz qolib,halok bo’lganligi ma’lum:bakning qalay bilan kavsharlangan qismi “qalay vabosi”ga uchrashi natijasida zararlangan joyidan yoqilg’i oqib chiqib ketgan. Shuning uchun qalay buyumlarni juda sovuqda qoldirish yaramaydi.Qalaydan tayyorlangan hozirgi zamon idishlari uchun ”qalay vabosi” haf tug’dirmaydi,chunki qalay vismut-Bi,qo’rg’oshin-Pb va surma-Sb bilan ligerlangan bo’ladi.
Qalay – yumshoq oson suyuqlanuvchan metallar.Atomlar o’rtasidagi ximiyaviy bog’lanish metal bog’lanishdir,ya’ni bu metallar o’zining ichki tuzilishiga ko’ra ionlar to’plamidan iborat bo’lib bu ionlar orasida elektronlar harakatlanib turadi.Ammo atomlar orasida qisqa muddatli beqaror bog’ hosil bo’ladi;bu
metallar bir oz bo’lsada,germaniyga ayniqsa qo’rg’oshinga o’xshaydi.180C dan past temperaturada qalayning kristall panjarasi sekin asta qayta tuzilib boshqa modifikatsiyaga – kul rang qalayga aylanadi,uning atomlari ham kremniy bilan germaniy elementining atomlari kristall panjarada joylashgandek joylashadi.Kul rang qalayning atomlari orasida beqaror kovalent bog’lanishlar mavjud bo’lib,ular yarim o’tkazuvchilardir,Agar u 180C dan yuqori tempereturada qizdirilsa,odatdagi qalayga aylanadi.
Shunday qilib qalay atomlari orasida mustaxkam kovalent bog’lanishlar,mustaxkam metal bog’lanishlar yo’q.Ilgari,masalan,qalaydan juda ko’p miqdorda zar qog’oz tayyorlanar va u shokoladlar,quruq choy va konfetlarni o’rash uchun ishlatilar edi.Qalayning kristall panjarasi yaxshi ifodalangan:qalay mayda kristallchalardan iborat.Shuning uchun qalay tayoqcha bukilganda undan
ovoz сhiqadi , bu ovoz “qalay ovozi”deyiladi.
|
| |