VI GURUXNING D-ELEMENTLARI

VI GURUXNING D-ELEMENTLARI
1. Umumiy xarakteristika.
2. Xrom, olinishi, xossalari, birikmalari
3. Molibden va volfram, olinishi, xossalari, birikmalari
Xrom - Cr, molibden - Mo va volfram – W, oltinchi gruppaning yonaki gruppacha d- elementlaridir.
Ular atomlarining elektron konfigurasiyalari kuyidagicha yoziladi:
Cr Z=24 KLM 3S23p63d54s1
Mo Z=42 KLM 4s2 4p64d55s1
W Z=74 KLMW 5s25p65d46s2
Xrom, molibden, volfram yukori xaroratda suyuklanadigan ogir metallardan xisoblanadi.
VI gruppa qushimcha gruppachasi elementlarining ba'zi xossalari.
Element Atom Solishterma Suyuklanish Atom
ogirligi ogirligi nuktasi radiusi
______________________________________________________________________
Xrom 51,996 7,19 18750 1,28 A0
Molibden 95,94 10,22 26220 1,36 A0
Volfram 183,85 19,30 34100 1,41 A0
Xrom, molibden va volfram uz birikmalarida asosan +3 va +6 ga teng oksidlanish darajalar namoyon qiladi.
Xrom. Xrom rudalaridan eng muximi xromli temirtosh (xromit, Fe(CrO2)2) bulib, uning tarkibida 15% dan 40% gacha xrom buladi.
Xromning olinishi: xromli temirtoshni kaytarish yuli bilan ferroxrom xosil qilinadi:
Fe(CrO2)2 + 4CO --> Fe + 2Cr + 4CO2
Ferroxrom xromning temirdagi eritmasi bulib, uning tarkibida 60-65% xrom va 4-6% uglerod buladi.
Erkin xrom xosil qilish uchun xrom (III) - oksid alyuminiy bilan kaytariladi:
Sr2O3 + 2AL = AL2O3+2Cr
Bu usulda olingan xrom toza bulmay, uncha ozrok alyuminiy aralashib koladi. Shu sababli toza xrom olish uchun xrom (III)-oksid kremniy bilan kaytariladi:
2CrO3 + 3Si = 3SiO2 + 4Cr
Xrom tuzlarining suvdagi eritmalarini elektroliz qilish yoki xrom yodidni termik parchalash yuli bilan xam toza xrom olinadi.
Xrom metali juda qattiq. Uning solishtirma ogirligi 7,2 g/sm3 ga teng. Xrom 18750S da suyuklanadi, 125300S da qaynaydi.
Xrom ximiyaviy jixatdan aktivligi kam element. Xromga odatdagi xaroratda kislorod xam, nam xam ta'sir etmaydi. Kizdirilganida esa uning sirti oksidlanadi. Yukori xaroratda kizdirilganda suv bugidan vodorodni sikib chiqaradi:
2Cr + 5H2O --> 2Cr(OH)2 + 3H2
Suyultirilgan xlorid va sulfat kislotalarda eriydi:
Cr + 2HCL = CrCL2 + H2
Cr + 3H2SO4 = Cr(SO4)3 + 3H2
Xosil bulgan xrom (II)-xlorid xavo kislorodi bilan oksidlanib xrom (III)-xloridga utadi:
4CrCL2 + 4HCL + O2 = 4CrCL3 + 2H2O
Xrom birikmalari ichida eng barkarorlari-uch valentli xrom birikmalaridir.
Ikki valentli xrom birikmalari nixoyatda bekaror bulib, ular kuchli kaytaruvchilardir. Xromning ikki valentli birikmalari uncha kup emas. Bular CrO; Cr(OH)2, SrS, CrCL2, CrSO4, Cr(CH3COO)2 va xakazo. Ikki valentli xrom gidroksid asos xossalar namoyon qiladi. Cr(OH)2 xatto suvni kaytaradi:
2Cr(OH)2 + H2O --> 2Cr(OH)3 + H2
Cr(OH)2 xavo kisloradi bilan xam oksidlanadi:
4Cr(OH)2 + 2H2O + O2 --> 4Cr(OH)3
Uch valentli xrom birikmalari barkaror moddalardir.
Xrom (III)-oksid Cr2O3 - yashil tusli kukun, ximiyaviy jixatdan noaktiv modda, buyokchilik ishida kullaniladi. U ammoniy xromatni parchalab olinadi:
(NH4)2Cr2O7 = N2 + 4H2O + Cr2O3
Cr2O3 ga ishqor eritmalari ta'sir etganda xromitlar xosil buladi:
Cr2O3 + 2KOH = 2KCrO2 + H2O
Cr2O3 + 6KOH = 2K3CrO3 + 3H2O
Xrom (III)-gidroksid xrom tuzlari eritmasiga ishqor ta'sir ettirib olinadi:
CrCL3 + 3KOH = Cr(OH)3 Q+ 3KCL
Olti valentli xrom birikmari:
Xrom (VI)- oksid CrO3- tuk kizil tusli kristall modda , kuchli oksidlovchi. U suvda erib 2 xil kislotalarni xosil qiladi:
CrO3+H2O H2Cr2O4 xromat kislota
2CrO3+H2O H2Cr2O7 bixromit kislota
Shuning uchun CrO3 xromat angidrid deb ataladi.
Xromat angidrid xosil qilish uchun kaliy bixromatga konsentrlangan H2SO4 kislota ta'sir ettiriladi:
K2Cr2O7+H2SO4 K2SO4+2CrO3+ H2O
Xromat va dixromatlar nixoyatda katta amaliy akamiyatga ega .
Xromatlar neytral va ishqoriy muxitlarda (ya'ni pH da) barkaror bulib, kislotali muxitda [pH<7] dixromatlarga aylanadi:
2K2CrO4+2HCL K2Cr2O7+2KCL+H2O
yoki ionli shaklda:
2CrO42- +2H+ Cr2O72-+H2O
Xrom kislotalari va tuzlari juda zaxarlidir.
Tayanch iboralar.
1. VI gurux d-elementlari atom tuzilishi.
-
Toza xrom olish.
-
Cr ning fizik xossalari.
-
Cr ning barkaror va bekaror birikmalari.
-
Cr oksidlari.
Nazorat savollari:
-
VI gurux d- elementlarini elektron konfigurasiyasi.
-
Bu elementlarning oksidlanish darajalari.
-
Ferroxrom.
-
Erkin Cr olish.
-
Cr(OH)2 xossalari
-
CrO3 ni ishlatilishi.
-
CrO3 ning ishqorlarga ta'siri.
-
Xromat va dixromatlar.
Adabiyotlar:
1. 537-600 betlar
2. 2 61-268 betlar
4. 185 bet.
MA'RUZA № 17
1. Temir gruppachasi elementlarining umumiy tavsifi
2. Temir – olinishi, xossalari, birikmalari
3. Kobalt – olinishi, xossalari, birikmalari
4. Nikel – olinishi, xossalari, birikmalari
5. Platina gruppachasi elementlarining umumiy xossalari
D. I. Mendeleyev davriy sistemasining sakkizinchi gruppa yenaki gruppacha elementlari katta davrning urta kismlariga joylashgan uchta triadani uz ichiga oladi. Bular: temir-Te, kobalt-Co, nikel-Ni birinchi triada : ruteniy-Ru, rodiy-Rh, palladiy-Pd ikkinchi triada: osmiy-Os, iridiy-Ir, platina-Pt uchinchi triadani tashqil qiladi. Bu triadalar turtinchi, beshinchi,oltinchi davrlarda joylashgan. Bular barchasi D- elementlar jumlasiga kiradi.
Birinchi triadadagi elementlar: Fe, Co, Ni uzaro ximiyaviy xossalari jixatidan uxshash bulgani uchun temir gruppachasi elementlari deyiladi. Ikkinchi va uchinchi triadadagi oltita element platina gruppachasi metallari deyiladi.
Temir gruppachasi elementlari elektron konfigurasiyasi kuyidagicha:
Fe Z=26 KL 3S2 3P6 3d6 4S2
Co Z=27 KL 3S2 3P6 3d7 4S2
Ni Z=28 KL 3S2 3P6 3d8 4S2
Temir gruppachasi elementlarining atom ogirliklari, tabiiy barkaror izotoplari, ularning nisbiy miqdori va boshka konstantalari kuyidagi jadvalda keltirilgan:
-
XOSSALARI
|
Fe
|
Co
|
Ni
|
Atom ogirligi
Yer pustlogidagi ogirlik prosenti
Atom radiusi
Ionlanish energiyasi J, (ekv. xisobida)
EQ2 ionining radiusi, A lar xisobida
EQ3 ionining radiusi,
Suyuklanish xaroratsi
Normal elektrod potensiali YE
Tabiiy barkaror izotoplari va ularning
nisbiy ogirlik prosenti
Solishtirma ogirligi
|
55.847
5.10
1.26
7.87
0.80
0.73
1539 С
-0.441в
(Те\Те2+)
54(5.84%)
56(91.86%)
57(2.17%)
58(0.31%)
7.86
|
58.9332
0.004
1.25
7.86
0.80
0.72
1495 С
-0.277в
(Со\Со2+)
59(100%)
8.76
|
58.713
8-10-3
1.24
7.64
0.79
1453 С
-0.25в
(Ni\Ni2+)
58(67.76)
60(26.16%)
61(3.66%)
62(3.66%)
64(1.16%)
8.90
|
Fe-Co-Ni katorida elementning oksidlanish darajasi kamayadi: temirda oksidlanish darajasining maksimal kiymati +6ga yetadi:kobaltda faqat +3ga kadar, nikelda asosan +2 (va bazan +3) ga kadar buladi. So vaNi ning Q4 valentli xolatlari nixoyatda bekaror. Ularning uchalasi xam kulrang metall bulib, rangdor ionli birikmalar xosil qiladi. Ularning turli komplekslari ma'lum. Kompleks birikmalarda bu elementlarning koordinasion sonlari 4 va 6 ga tengdir.
Bu elementlarning normal elektrod potensiallarining manfiy kiymatlari Ђe dan Ni ga utganda kamayadi.
Fe, Co, Ni-kislorod bilan barkaror birikmalar xosil qiladi. Ularning kislorod bilan xosil qilgan birikmalarining barkarorligi Fe-Co-Ni katorida chapdan ungga tomon bir oz kamayib boradi. Fe-Co-Nining Me(OH)2 va Me(OH)3 tarkibli gidroksidlari usha metallning tuzlari eritmasiga ishqorlar va oksidlovchilar ta'siridan xosil qilinadi.
Fe-Co-Ni nitridlar, umuman unchalik barkaror emas. Bulardan eng barkarori Fe nitriddir.
Fe-Co-Ni ning karbidlaridan (Fe3C, Co3C, Ni3C) Fe3C, ya'ni sementit, chuyan va pulatning tarkibiy kismini tashqil qiladi. Umuman bu uch metallning karbidlari metall karbidlar deyiladi. Fe ning ikkita karbidi bor, biri Fe2S ikkinchisi Fe3S.
Fe2S bekaror modda, u tezda parchalanib Fe3S ga aylanadi.
Fe-So-Ni ning kuyidagi sulfidlari va fosfidlari mavjud:
FeS2 CoS2 NiS2 Fe3P Co3P Ni3P
Co2S2 Ni2S2 FeP
Co3S4 Ni3S4 FeP2
FeS CoS NiS
Fe-Co-Ni da S va R ning bulishi pulatning mexanik xossalariga salbiy ta'sir kursatadi.
Fe-Co-Ni SO bilan bir necha xil birikma xosil qiladi. Bu birikmalar kukun xolidagi metallarga SO (yukori bosim ostida) ta'sir ettirishdan xosil buladi.
Temir - tartib nomeri 26. Yer pustlogida eng kup tarkalgan ogir metall bulib, erkin xolda juda kam uchraydi. Temir minerallari tabiatda keng tarkalgan. Uning sanoat uchun axamiyatli rudalari jumlasiga magnetit Fe3O4 (unda 72% temir bor), gematit Fe2O3 (unda 70% Fe bor), limonit Fe2O3H2O (yoki 2FeO2H) siderit FeSO3 (bunda 48% Fe bor) kiradi.
Tabiatda temirning oksid rudalaridan tashkari kupgina miqdorda pirit FeS2 xam uchraydi.
Sanoatda temirni domna pechlarida temir oksidni is gazi bilan kaytarib olinadi:
FeO + SO = Fe + SO2
Chunki domna pechida kumir yonib is gazini xosil qiladi:
S + SO2 = 2SO
Domna pechida olinadigan chuyan tarkibida 93% Fe, 4-5 % S va oz miqdorda Si, Mn, P va S buladi. Demak temir metallurgiyasida xosil qilinadigan metall toza bulmaydi. Shuning uchun toza temir kuyidagi usullarda olinadi:
1) temir oksidni vodorod bilan kaytarish:
Fe2O3 + 3H2 = 3H2O + 2Fe
bunda xosil qilingan temir kukun xolida bulib, u pirofor xossa nomoyon qiladi, ya'ni xavoda uz-uzidan yonadi.
2) temir karbonilni termik parchalash:
Fe(CO)5 Fe + 5CO
3) temir tuzlari (kupincha xloridlar) ning suvdagi eritmalarini elektroliz qilish:
Fe2+ + 2e Fe
1, 2 - usullar bilan olingan kukun xolidagi temir presslanib, undan yaxlit metall tayyorlaniladi. Temir texnikada asosan pulat, chuyan xolida olinadi. Temir tarkibida 1,4% gacha uglerod bulsa chuyan, 0,2-1,7% gacha uglerodli kotishmasi pulat, 0,2% dan kam bulsa yumshok temir deyiladi.
Toza temir- ok tusli yaltirok metall: uning Moss shkalasidagi qattiqligi uncha yukori emas (atigi 4.5 ga teng).
Temir uch shakl uzgarishga ega (- β- - va - temir). -temir 769oS ga kadar ferromagnit xossaga ega.
Moddalarning ferromagnit xossasini yukotish xaroratsi Kyuri nukta deb ataladi: binobarin temirning Kyuri nuktasi 769 ga teng. Xarorat 769 gacha kizdirilganda -modifikasiya β -ga, β -modifikasiya 910oS gacha kizdirilganda -ga va 1401oS da polimorf uzgarish sodir bulib, -temir -temirga aylanadi. -temir 1539oS gacha barkaror bulib, 1539oS da suyuklanadi. Temir elektr tokini yaxshi utkazadi.
Texnik toza temir tarkibida 0.16% gacha qushimcha moddalar bulib, u juda plastik va korroziyaga chidamlidir. Ximiyaviy toza temir tashki kurinishidan platinaga uxshaydi, u juda yaxshi silliklanadi va yukori kovushkoklikga ega, shuning uchun xam u mashinalar, stanoklar, instrumentlar ishlab chikarishda ishlatiladi.
Tarkibida qushimcha modda bulgan oddiy temir nam xavoda tez korroziyalanib sirti Fe2O32H2O formulaga ega bulgan zang bilan koplanadi va uziga xavo namini yaxshi yutadi, natijada korroziya tezlashadi.
4Fe + 2H2O + O2 = 2Fe2O3 + 2H2O
Bu kimmatbaxo metallning korroziyadan saklashni kupgina usullari ishlab chiqilgan.
Kuchlanishlar katorida temir vodoroddan chapda joylashgan. Unga suyultirilgan kislotalar oson ta'sir qiladi va Fe(2) tuzlariga aylanadi:
Fe + 2HCl = FeCl2 + H2
Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2
Temir sovitilgan juda suyuk nitrat kislotada eriydi:
4Fe + 10HNO3 = 4Fe(NO3)2 + NH4NO2
Kizdirilganda temir konsentrlangan H2SO4 va 25% li HNO3 kislotada erib oksidlanish darajasi +3 ga teng bulgan temir tuzini xosil qiladi.
2Fe + 6H2SO4 = Fe2SO4 + 3SO2 +Q 6H2O
Fe + 4HNO3 = Fe(NO3)3 + NO + 2H2O
Konsentrlangan nitrat kislota temir sirtida oksid parda xosil bulishiga yordam beradi, natijada temir suyultirilgan kislotalar ta'siriga chidamli buladi. Temir ishqorlarda deyarli erimaydi.
Temir galogenlar singari kuchli oksidlovchilar bilan bevosita uzaro ta'sir ettirilganda temir doimo +3 oksidlanish darajasini nomoyon qiladi:
2Fe + 2Cl2 = 2FeCl3
Uta kizigan temir bug bilan reaksiyaga kirishadi: bunda suvdan vodorodni sikib chiqaradi, kizigan temir esa oksidga aylanadi, bu oksid doimo temir ikki oksid TeO yoki aralash oksid Fe3O4 dan iborat buladi:
Fe + H2O = TeO + H2
3Fe + 4H2O = Te3O4 + 4H2
Sof kislorodda kizdirilgan temir shiddat bilan yonib, temir kuyundisini xosil qiladi.
3Fe + 2O2 = Fe3O4
Temir kizdirilganda kuyidagi moddalar bilan birikadi:
Fe + C = Fe3C
Fe + S = FeS + 22,8 kkal
Temir ikki kator birikmalar - Fe(II) va Fe(III) birikmalarni xosil qiladi. Temirning ikki xil oksidi bor - Fe(II) oksid FeO va Fe(III) oksid Fe2O3. Tugri temirning aralash oksidi Fe3O4(FeOFe2O3) xam ma'lum. Bu oksid xam temir kuyundisi deb ataladi.
Ikki valentli temir birikmalari:
1. FeO - temir ikki oksid - kora tusli, asos xossaga ega bulib, suvda va ishqorlarda erimaydi.
Olinishi:
Fe2O3 + CO (500oS) 2FeO + SO2
Undan tashkari temir (II) oksalat xavosiz joyda parchalanganda xam FeO chikadi. FeO - kislotaldarda erib, Fe2Q tuzlarini xosil qiladi. Masalan:
FeO + H2SO4 = FeSO4 + H2O
2. Fe(OH)2 - FeO ga tugri keladigan gidroksiddir. FeO - suvda erimaganligi uchun Fe(OH)2 - bilvosita yul bilan olinadi:
FeSO4 + 2NaOH = Fe(OH)2 + Na2SO4
Fe(ON)2 - ok qattiq modda,kuchsiz asos xossaga ega: bu gidroksid suvda erimaydi. Kislotalarda erib, Fe2Q tuzlarini xosil qiladi:
Fe(OH)2 + 2HCl = FeCl2 + 2H2O
Fe(OH2) - barkarorgidroksiddir,agar xavoda uzok vakt saklansa oksidlanib kungir kizil rangli Fe(OH)3 ga aylanadi:
4Fe(OH)2 + O2 + H2O = 4Fe(OH)3
3. Ikki valentli temir tuzlari temirning suyultirilgan kislotalarda erishidan xosil buladi. Fe(2) birikmalaridan eng axamiyatlisi FeSO47H2O dir. U tukimachilik sanoatida siyox, mineral buyoklar xamda kishlok xujalik zararkunandalariga karshi kurashda ishlatiladi.
Ikki valentli temir tuzlari eritmasiga ishqoriy metallarning korbanatlari ta'sir ettirilsa, eritmada ok tusli temir ikki korbonat FeSO3 chukadi:
FeCl2 + K2CO3 = FeCO3 + 2KCl
Temir ikki karbonatga tarkibida korbonat angidrid bulgan suv ta'sir ettirilsa, temir ikki karbonatning bir kismi xuddi kalsiy karbonat kabi,ancha durust eriydigan nordon tuz Fe(HSO3)2 ga aylanadi. Tarkibi temirga boy suvlarda temir ana shu tuz xolida buladi.
Ikki valentli temir tuzlari turli oksidlovchilar nitrat kislota, kaliy permanganat, xlor va boshka oksidlovchilar ta'sir ettirish yuli bilan osongina 3 valentli temir tuzlariga aylantirilishi mumkin:
6FeSO4 + 2HNO3 + 3H2SO4 = 3Fe2(SO4)3 + 2NO + 4H2O
10FeSO4+2KMnO4+8H2SO4=5Fe(SO4)3+K2SO4+2MnSO4+ 8H2O
Ikki valentli temir tuzlari oson oksidlanishga kobiliyatli bulgani uchun, ular kupincha kaytaruvchi sifatida ishlatiladi.
4. Fe2+ - kupgina kompleks birikmalar xam xosil qiladi. Bulardan ferrosianid kislota H4[Fe(CN)6] va uning tuzlari ferrosianidlarni kursatish mumkin.
Fe2+ ning biror tuzi eritmasiga ozgina KCN ta'sir ettirilsa ok chukma temir ikki sianidxosil buladi:
Fe2+ + 2CN- =Fe(CN)2
keyin bu chukma ustiga yana kaliy sianid qushilsa, Fe(CN)2 chukmasi erib, kompleks tuz K4[Fe(CN)6] xosil buladi:
Fe(CN)2 + 4KCN = 4K{Fe(CN)6}
Kaliy ferrosianid K4[Fe(CN)6] - kaliy geksasianaferrat sarik kon tuzi deb xam ataladi, chunki ilgari kuritilgan konga potash va temir qushib qattiq kizdirish yuli bilan tayyorlanar edi.
Shu narsa ajoyibki K4[Fe(CN)6] - tarkibida temir bulishiga qaramay, uch valentli temir ionlarini topish uchun sezgir reaktiv buladi, chunki [Fe(CN)6]4- ionlari eritmada Fe3+ ionlari bilan uchrashib, ular bilan birikadi va suvda erimaydigan ferrosianid kislotaning sarik tusli temir tuzini - temir ferrosianid K4[Fe(CN)6] ni xosil qiladi:
FeCl3 +Q 3K4[Fe(CN)6] = Fe4[Fe(CN)6]3 + 12KCl
Bu tuz kuk tusli bulib, unga berlin zangori degan nom berilgan. Berlin zangori buyok sifatida ishlatiladi.
UCH VALENTLI TEMIR BIRIKMALARI.
|