I GURUXNING S-ELEMENTLARI

I GURUXNING S-ELEMENTLARI
1. Umumiy xarakteristika
2. Litiy olinishi, xossalari, birikmalari.
3. Natriy, olinishi, xossalari, birikmalari.
4. Kaliy, olinishi, xossalari, birikmalari.
5. Rubidiy va seziyning olinishi, xossalari.
Davriy sistemaning birinchi gruppa s-elementlariga litiy-Li, natriy-Na, kaliy-K, rubidiy-Rb, seziy-Cs va fransiy-Fr lar kiradi.
Bu elementlarning oksidlanish darajasi +1ga teng.
Bu elementlarning atomlari uzining tashki elektron qavatidagi yagona elektronini osonlik bilan beradi. Shu sababli ular kuchli kaytaruvchilardir. Ularning kaytaruvchilik xossalari litiydan fransiyga tomon kuchayib boradi, fransiy eng kuchli kaytaruvchidir. Buning sababi, fransiyning atomi barcha ishqoriy metallarning atomlariga qaraganda kattaligidir.
Ishqoriy metallar suv bilan reaksiyaga kirishib asos va vodorod xosil qiladi. Bu asosning formulasi umumiy qilib EQON- xolida yoziladi. Bular kuchli asos bulib suvda yaxshi eriydi va ishqorlar deyi ladi. Ularning kuchli asos bulishiga va suvda yaxshi erishiga sabab nimau - degan savolga-ishqoriy metall ionlarining zaryadi kichik va radiusi katta, deb javob beramiz.
I gruppa s-elementlarining eng muxim xossalari kuyidagi jadvalda keltirilgan.
--------------------------------------------------¬------------
¦Sim¦ ¦Atom ¦zichlik¦kat¦Suyuk¦Kay ¦elek¦Atom¦Ion¦N.El.¦Ion.¦
¦vol¦Z ¦ogirlik¦ ¦tik ¦ t° ¦ t° ¦utka¦ r ¦ r ¦pot. ¦ener¦
--------------------------------------------------¬------------
¦Li ¦3 ¦6.939 ¦0.534 ¦0.6¦180 ¦1336¦11 ¦1.56¦0.78¦-3.02¦5.39¦
¦Na ¦11¦22.99 ¦0.97 ¦0.4¦98.8¦883 ¦21 ¦1.91¦0.98¦-2.71¦5.14¦
¦K ¦19¦39.10 ¦0.86 ¦0.5¦63.7¦775 ¦14 ¦2.38¦1.33¦-2.92¦4.34¦
¦Rb ¦37¦85.48 ¦1.53 ¦0.3¦38.8¦680 ¦8 ¦2.51¦1.49¦-2.98¦4.18¦
¦Cs ¦55¦132.906¦1.90 ¦0.2¦27.9¦700 ¦5 ¦2.70¦1.65¦-2.92¦3.89¦
¦Fr ¦87¦ (223) ¦ --- ¦ - ¦ -- ¦ -- ¦ -- ¦2.80¦1.75¦ --- ¦3.98¦
--------------------------------------------------¬------------
Litiy. Tartib nomeri 3, atom ogirligi 6.939, tabiiy izotoplarining massa soni 6 va 7. Litiy ogirlik jixatidan Yer yuzining 310-3 % ini tashqil etadi. Tabiatdagi litiyning 92.5% i 7Li dan iborat, kolgan 7.5% i esa 6Lidir. Litiy kupchilik minerallarda, mineral suvlarda, xatto tirik organizmlarda uchraydi. Uning eng muxim minerallari lipidolit KLi(Si6O16)(FeOH)2 va spudomen LiAl(SiO3)2 dir. Undan tashkari petiolit (Li5Na)AlSiO4O16, litiofillit (Li, Mn, Fe)PO4 tarkibi qushalok tuz va boshka minerallar tarkibida xam litiy uchraydi.
Xozirgi vaktda litiy ikki usul bilan olinadi. Birinchi usul: kaliy xlorid bilan litiy xlorid (1:1 nisbatda) kotishmasini 450o-500°S da cuyuklantirib elektroliz qilishdan iborat. Suyuklantirilgan tuzlarni elektroliz qilish ancha kiyin bulgani uchun keyingi vaktlarda litiy bromid bilan alyuminiy bromid aralashmasi nitrobenzolda yoki piridinda eritilib elektroliz qilinadigan buldi. Bunda litiy katodda ajralib chikadi, alyuminiy esa kompleks birikma xolida eritmada koladi.
Ikkinchi usul: keyingi vaktda vakuum texnikasining rivojlanishi natijasida metallarni olishda yangi vakuum-metallurgiya yuzaga keldi. Bu usulda litiy oksid bilan oxak aralashmasi alyuminiy yoki ferrosilisiy ta'sirida kaytariladi:
2Li2O + 2CaO + Si --> 4Li + Ca3SiO4
Prosess naysimon vakuum pechda yukori xaroratda (950o-1000°S da) olib boriladi. Vakuum pech nayning bir uchi sirtidan suv bilan sovutib turiladi. Reaksiya vaktida xosil bulgan litiy pechning sovutilib turgan joyiga yigiladi.
Litiy erkin xolatda juda yengil, xatto benzinga xam botmaydigan kumushsimon - ok metall. Litiy juda aktiv metall. U odatdagi sharoitdayok kislorod va azot bilan birikib Li2O va Li3N xosil qiladi. Shu xossaga kura undan inert gazlarni tozalashda foydalaniladi. Litiy 200°S dan yukori xaroratda yonib ketadi. Litiy kislotalarning suyultirilgan eritmalarida yaxshi, konsentrlangan sulfat kislotada esa sekin eriydi; konsentrlangan nitrat kislota ta'sirida shiddat bilan oksidlanadi, xatto suyuklanib yonib ketishi xam mumkin.
Litiy metallar bilan intermetall birikmalar xosil qiladi. Masalan litiynig simob bilan xosil qilgan birikmalari LiHg2, LiHg3, LiHg, Li2Hg, Li3Hg, magniy bilan LiMg2 alyuminiy bilan LiAl, Li3Al va xakazo. Litiy faqat magniy, rux, alyuminiy va boshka metallar bilan intermetall birikmalargina emas, balki qattiq eritmalar xam xosil qiladi.
Litiy vodorod atmosferasida kizdirilsa, rangsiz kristall modda - litiy gidrid LiH xosil buladi. Litiy gidridning kristall tuzilishi xuddi osh tuzinikiga uxshaydi.
Litiy gidrid yordami bilan litiy alyuminiy gidrid LiAlH4 olishga muvaffak bulindi. Litiy yondirilsa ok tusli Li2O xosil buladi, bu jixatdan Li boshka ishqoriy metallardan fark qiladi; boshka ishqoriy metallar yonganida peroksidlar xosil buladi.
Litiy oksid suv bilan reksiyaga kirishib litiy gidroksid xosil buladi.
Li2O + H2O --> 2LiOH + 10,6 kkal
Litiy gidroksid kuchli asos bulib, uzining asoslik kuvvati jixatidan NaOH bilan Ca(OH)2 orasida turadi. Litiy gidroksid suvda kam eriydi. Suvdagi eritmada litiy gidroksid LiOHH2O shaklida kristallanadi.
Litiy galogenlar bilan bevosita birikadi. Litiy ftorid – ok tusli kristall modda: suvda oz eriydi.
Litiy xlorid ok gigroskopik modda, 614°S da suyuklanadi suvda juda yaxshi eriydi. Suvdagi eritmalaridan LiClH2O, LiCl2H2O, LiCl3H2O xolida kristallanadi.
Litiy bromid 549°S da suyuklanadi, suvda yaxshi eriydi, suvdagi eritmalarda kristallgidratlar xolida kristallanadi.
Litiy yodid 453°S da suyuklanadigan kristall modda, suvda yaxshi eriydi. Suvdagi eritmalardan yodid kristallgidratlar xolida kristallanadi.
Litiy korbonat xuddi ishqoriy yer metallarning karbonatlari kabi suvda oz eriydi. Uning eruvchanligi xarorat ortishi bilan kamayadi.
Litiy gidrokarbonat LiHCO3 - ishqoriy-yer metallarning gidrokarbonatlari kabi, suvda yaxshi eriydi. Vaxolanki, boshka ishqoriy metallarning gidrokarbonatlari suvda yomon eriydi.
Litiy fosfat Li3PO4 suvda yomon eriydi, bu bilan u kaliy, natriy fosfatlardan fark qiladi va magniy fosfatga uxshab ketadi.
Litiy uglerod bilan vakuumda chug xolida kizdirilsa Li2C2 litiy karbid xosil buladi.
Litiy oltingugurt bilan Li2S
Natriy. Tartib nomeri 11, atom massasi 22,9898, tabiatda uchraydigan izotopining massa soni 23. Natriy Yer yuzida kup tarkalgan elementlardan biri bulib, 2.63% ga teng.
Natriy minerallari katoriga: NaCl-galit yoki toshtuz, Na2SO410H2O mirabilit yoki gluaber tuzi, Na3AlF6-kriolit, Na2SO4K2SO4 glazerit, Na2SO4MgSO44H2O astraxanit, NaNO3 chili selitrasi va boshkalar kiradi.
Devi 1807 yilda suyuklantirilgan natriy gidroksidni elektroliz qilish orqali natriy olishga muvaffak buldi. Bunda katodda
Na+ + e- --> Na
Anodda 4OH- --> H2O + O2 prosesslar sodir buladi. Xozirda asosan suyuklantirilgan osh tuzini elektroliz qilib natriy olinadi.
Natriy olish uchun soda bilan kumir aralashmasini qattiq kizdirish xam mumkin:
Na2CO3 + 2C = 2Na + 3CO
Xosil bulgan natriy kerosin ostida berk metall idishlarda saklanadi. Natriy erkin xolatda kumush kabi ok, yengil va yumshok metall: suyuk ammiakda eriydi, kimyoviy jixatdan juda aktiv. U suv bilan odatdagi sharoitda reaksiyaga kirishib vodorod ajratib chiqaradi:
2Na + 2H2O --> 2NaOH + H2
Natriy juda kup metallar bilan intermetall birikmalar xosil qiladi. Masalan: NaSn2, NaSn va xakazo. Ba'zi metallar bilan qattiq eritmalar xosil qiladi.
Natriy gidrid NaH natriyni vodorod atmosferasida kizdirish natijasida xosil buladi. Uning xossalari LiH ning xossalariga uxshaydi. Suv ta'sirida parchalanadi. Natriy xavoda yondrilganda asosan natriy peroksid Na2O2 xosil buladi.
2Na + 2NaOH --> 2Na2O + H2 yoki 2Na + Na2O2 --> Na2O
Natriy peroksid kuchli oksidlovchilar katoriga kiradi. U suvda gidrolizlanadi, uning suvdagi eritmasi ishqoriy muxitga ega:
Na2O2 + 2H2O = 2Na+ + 2OH- + H2O2
Natriy giperoksid NaO2 yukori bosimda va 500°S da kislorod bilan Na2O2 ning uzaro ta'siridan xosil buladi; bu moddaga suv ta'sir ettirilsa kuyidagi reaksiya boradi.
Natriyning ozon bilan birikmasi ozonid NaO3 xam olingan. Bu modda juda bekaror.
Natriy gidroksid NaOH - uyuvchi natriy yoki kaustik soda deb xam ataladi. Ok tusli qattiq modda. Laboratoriyada NaOH olish uchun natriy suvda eritiladi.
Kaliy. Tartib nomeri 19, atom massasi 39,102 tabiatda uchraydigan izotoplarining massa sonlari 39, 40 va 41.
Kaliyning yer pustlogidagi ogirlik klarki (2.40%) natriynikiga yakin bulishiga qaramay, tabiatda kaliyning eruvchan birikmalari ancha kam uchraydi. Kaliyning muxim minerallari jumlasiga silvin KCl, silvinit KCl x NaCl karnalit KCl x MgCl2 x 6H2O, kainit KCl x MgCl4 x 3H2O, shenit K2SO4 x MgSO4 x 6H2O va boshkalar kiradi.
Kaliy xam xuddi natriy kabi, suyuklantirilgan KCL yoki KON ni elektroliz qilish yuli bilan olinadi.
Kaliy ftorid bilan kalsiy karbid orasidagi reaksiyadan xam kaliy xosil buladi:
CaC2 + 2KF --> CaF2 + 2C + 2K
Kaliy kumush kabi yaltirok yumshok va yengil metall. Kaliy juda aktiv metall va kuchli kaytaruvchi. Agar kaliy suvga tashlansa, reaksiya vaktida ajralib chikkan vodorod yonib ketadi. Xavoda kaliy juda tez oksidlanadi. Xlor va ftor atmosferasida kaliy uz-uzidan ut oladi: suyuk brom va kaliy orasidagi reaksiya portlash bilan boradi. Kaliy yod bilan kizdirilganda birikadi. Kaliy vodorod, oltingugurt va boshka metallar bilan oson reaksiyaga kirishadi, juda kup metallar bilan intermetal birikmalar xosil qiladi. Kaliy berk idishda yoki kerosin ostida saklanadi.
Kaliy gidrid KH vodorod atmosferasida 200°S dan boshlab uziga vodorodni biriktirib KH xosil qilinadi. KH juda aktiv, ok kristall modda.
Kaliy kislorod bilan oksid K2O, peroksid - K2O2 va geperoksid - KO2, ozonid - KO3 xosil qiladi.
Kaliy xavoda yonganida K2O2 va KO2 larning aralashmasi xosil buladi. Kaliy oksid xam xuddi natriy oksid kabi olinadi.
Kaliy ozonid KOH ga ozon ta'sir etganida xosil buladi.
4KOH + 4O3 --> 4KO3 +O2 + 2H2O
K2O2, KO2 va KO3 kuchli oksidlovchilardir.
Kaliy gidroksid KON. Kaliy natriyga qaraganda ancha aktiv element. Kaliy suv bilan juda shiddatli reaksiyaga kirishib, vodorod ajratib chiqaradi va kaliy gidroksid xosil buladi:
2K + 2H2O --> H2 + 2KOH
KOH texnikada KCL ning suvdagi eritmasini elektroliz qilish usuli bilan olinadi. K2CO3 ga oxak ta'sir ettirib xam KOH olish mumkin.
KOH ochik xavoda CO2 bilan reaksiyaga kirishib K2CO3 ga aylanadi. Shuning uchun u berk idishda saklanadi.
Tayanch iboralar:
1. Litiyning tabiatda uchrashi
2. Litiyning xossalari
3. Litiy birikmalarining olinishi
4. Natriyning xossalari
5. Natriyning olinishi
6. Kaliy birikmalarining olinishi
Nazorat sovollari:
1. Litiyga kimyoviy reaksiyalar
2. Natriyga kimyoviy reaksiyalar
3. Kaliyga kimyoviy reaksiyalar
4. Seziyga kimyoviy reaksiyalar
5. I gurux s-elementlari atom tuzilish
6. Litiyning davriy sistemadagi urni
7. Litiy gidroksid xossalari
8. Natriy gidrid (NaH) xossalari
9. KO3 xosil bulish reaksiyasi
Adabiyotlar:
1. 527- 534 betlar.
2. 380- 391 betlar.
3.-152-153 bet.
MA'RUZA № 11
|