Germaniy. Qalay. Qo’rg’oshin Germaniy. Z=32

Germaniy. Qalay. Qo’rg’oshin

Germaniy.Z=32 elektron konfiguratsiyasi: KLM 4s² 4p². Tabiiy germaniy tarkibidagi barqaror izotoplari ⁷⁰Ge 20,55%, ⁷²Ge 27,35%, ⁷³Ge 7,78 %, ⁷⁴Ge 36,50 %, ⁷⁶Ge 7,86 % ni tashkil qiladi. Germaniyning juda ko’p sun’iy izotoplari olingan. Germaniy mavjudligini va uning xossalarini dastlab 1871 yili D.I.Mendeleev oldindan aytib berdi. Uni “Ekasilisiy” deb atadi va davriy sistemada bu element uchun joy qoldirdi. 1885 yil Germaniyalik olim K. Vinkler argirodit nomli mineralni analiz qilganida 100% bo’lishi uchun 6,96% etmadi. Shunga asoslanib u argirodit tarkibida noma’lum yangi element bor deb faraz qildi. Bu bilan uning barcha xossalari Mendeleev tavsiflangan “Ekasilisiy” nikiga o’xshashligini ko’rsatdi. Vinkler bu yangi elementni 1886 yilda Germaniy deb atadi.

Olinishi: GeCl₄ ni gidrolizlab GeO₂ hosil qilinadi, keyin quritiladi va vodorod bilan qaytariladi:

_650-700c

GeO₂ + 2H → Ge + 2 H₂O

Germaniy kontsentrati HCl bilan oksidlanuvchi ishtirokida parchalanganda ham hosil bo’ladi.

Germaniy tarqoq element. Uning asosiy minerallari: argirodit 4Ag₂S*GeS₂, germanit Cu₃(Fe,Ge)S₄ da 10 % ga qadar germaniy bo’ladi.

Erkin germaniy kulrang tusli metall, unda metall xossalari kuchsiz ifodalangan: mo’rt, uni mexanik ishlash qiyin. Germaniy tipik yarim o’tkazgichlar toifasiga kiradi. U odatdagi haroratda havoda barqaror, cho’g’ holatigacha qizdirilganida oksidlanib GeO ga o’tadi. Germaniyga suyultirilgan xlorid va sulfat kislota ta’sir etmaydi. Nitrat kislota esa germaniyni GeO₂*2H₂O ga qadar oksidlaydi. Germaniy o’z birikmalarida +2 va +4 oksidlanish darajasini namoyon qiladi.

Germaniy oksid ishqorlar bilan reaksiyaga kirishib, gidroksogermanat hosil bo’ladi:

GeO₂ +2KOH +2H₂O → K₂[Ge(OH)₆]

Germaniy vodorod bilan birikib bir necha gidridlarni hosil qiladi. Masalan, GeH₄, Ge₂H₆, Ge₃H₈. Ular kremniy gidridlaridan ham beqaror. GeH₄ ni monogerman deb ataladi, u rangsiz gaz.

Germaniy 250 ⁰C gacha qizdirilganda galogenlar bilan birikib tetragalogenidlar hosil qiladi. Masalan, GeF₄-rangsiz gaz, GeCl₄-rangsiz suyuqlik, GeBr₄- rangsiz suyuqlik, GeI₄- sariq tusli qattiq modda.

GeCl₂ +2NaOH = Ge(OH)₂ + 2NaCl

Germaniy gidroksidi Ge(OH)₄ kislota xossasini kuchliroq namoyon etgan amfoter xossasiga ega.H₂GeO₃ metagermanat kislota. Uning tuzlari germanatlar deb ataladi. (Me₂GeO₃).

Germaniy (IV-xlorid) GeCl₄ – germaniy xlor oqimida qizdirilganda, shuningdek, germaniy(IV)-oksidning HCl dagi qaynoq emulsiyasiga vodorod yuborilganda hosil bo’ladi:

GeO₂ +4HCl → GeCl₄ +2H₂O

GeCl₄ – oson harakatlanuvchan rangsiz suyuqlik, o’z xossalari jihatidan SiCl₄ ga o’xshaydi.

Germaniy (IV)-sulfid – GeS₂ . Uning 2 xil o’zgarishi amorf va kristalik shakl o’zgarishilari ma’lum. Havodagi nam GeS₂ ni parchalab, vodorod sulfid ajratib chiqaradi:

GeS₂ + 2H₂O → GeO₂ +2H₂S

Germaniy (IV)-sulfid barqaror tiotuzlarni oson hosil qiladi.

Germaniy asosan elektronika va radiotexnika uchun kerakli yarim o’tkazgich asboblar tayyorlash uchun ishlatiladi. Germaniy va GeO₂ katalizator sifatida ham qo’llaniladi.

Qalay. Sn.Z=50 elektron konfigurasiyasi: KLM 5s² 5p². Qalayning 10 dan ortiq sun’iy radioaktiv izotoplari olingan. Qalay insoniyatga qadim zamonlardan beri ma’lum element.

Qalay tabiatda erkin holatda deyarli uchramaydi, uning eng muhim

minerali qalaytosh SnO₂ bo’lib, eng boy rudalarda 5-6% qalay uchraydi.

Olinishi:

Qalaytosh yuqori haroratda ko’mir bilan qaytarib qalay olinadi:

SnO₂ + 2C → Sn + 2CO

Konserva bankalarini qayta eritish yo’li bilan va elektroliz usulida ham qalay olinadi.

Qalay oson yassilanadigan va oson suyuqlanadigan kumushdek oq va yumshoq metall. U polimorf modda, odatdagi oq qalay (β- qalay)+ 13,2 C dan yuqorida barqaror bo’lib, tetragonal kristall panjaraga ega. Agar β- qalay qattiq (-33 ⁰C gacha) sovutilsa, u kul rang tusli va kubik strukturadagi α – qalayga aylanadi.Qalay odatdagi haroratda havoda ham, kislorodda ham oksidlanmaydi. Suv bilan reaksiyaga kirishmaydi, suyultirilgan kislotalar qalayga juda sekin ta’sir etadi. Kuchli oksidlovchilar yuqori haroratda qalayni oksidlab, uni ikki va to’rt valentli holatda o’tkazadi.

Masalan, Sn +2Cl₂ → SnCl₄

Qaynoq konsentrlangan xlorid kislota qalayni eritadi:

Sn +2HCl → SnCl₂ + H₂

Qaynoq konsentrlangan nitrat kislota qalay bilan reaksiyaga kirishib, qalayni suvda va kislotalarda erimaydigan oq tusli kukunga – β stannat kislotaga aylantiradi.

Sn +4HNO₃ → H₂SnO₃ + 4NO₂ + H₂O

Qaynoq konsentrlangan sulfat kislota qalay bilan reaksiyaga kirishib qalay (IV)- sulfatga o’tadi:
Sn +4H₂SO₄ → Sn(SO₄)₂ + 2SO₂ + 4H₂O

Qalay amfoter xossaga ega bo’lganligi sababli, kuchli ishqorlarda erib stannitlarga aylanadi:

Sn +4NaOH → Na₂SnO₂ + H₂

Qalayning ikkita oksidi: qalay (II) –oksid SnO – qora tusli va qalay (IV)- oksid SnO₂ olinadi.

SnO₂ suvda va xlorid kislotada erimaydi, lekin konts. sulfat kislotada uzoq qizdirilganda u qalay (IV)-sulfatga aylanadi. SnO₂ ishqor eritmalarida erimaydi, lekin qizdirilganda quruq holatdagi ishqor bilan reaksiyaga kirishadi.

Qalay (IV)-gidroksid – Sn(OH)₄ – amfoter gidroksid bo’lib, unda kislota xossalari ustun turadi. U α – stannat kislota va ikkinchisi β – stannat kislota shaklida bo’ladi. Yangi cho’ktirilgan va kislotalarda eruvchan qalay (IV)-gidroksid α – stannat kislota deb yuritiladi. Uning tarkibi SnO₂*nH₂O formula bilan ifodalash mumkin. Bu modda uzoq vaqt tursa, gel shaklidagi β – stannat kislotaga aylanib qoladi.

α – stannat kislota H₂SnO₃ SnCl₄ eritmasiga ammiakning suvdagi eritmasi ta’sir ettirilganda hosil bo’ladi:

SnCl₄ + 4NH₄OH → ↓ H₂SnO₃ + 4NH₄Cl +H₂O

Cho’kma quritilganda sekin-asta suvini yo’qotadi, bora-bora toza SnO₂ hosil bo’ladi. Shuning uchun muayyan tarkibli birorta ham kislota hosil qilib bo’lmaydi.

α – stannat kislota ishqor va kislotalarda eriydi:

H₂SnO₃ + 2NaOH + H₂O → Na₂[Sn(OH)₆]

H₂SnO₃ + 4HCl → SnCl₄ + 3H₂O

β – stannat kislota esa ishqorlarda ham, kislotalarda ham erimaydi.

Qalay (II) – gidroksid SnO qalayning kislorod kam joyda yonishidan yoki Sn(OH)₂ ning SO₂ atmosferasida parchalanishidan hosil bo’ladi. Uning asosli xossalari qalay (IV)- oksidnikidan kuchliroq ifodalangan.

SnO qizdirilganda parchalanadi (havosiz joyda 400⁰ C da):

2SnO → SnO₂ + Sn

Qalay (II) – gidroksid Sn(OH)₂ oq tusli suvda kam eruvchan amfoter modda. U ishqorlarda erisa, stannitlar hosil bo’ladi.

Sn(OH)₂ + NaOH → Na[Sn(OH)₃]

Qalay (II) – xlorid- SnCl₂ kuchli elektrolit bo’lib, tuz xossalariga ega, suvda yaxshi eriydi. SnCl₂ eritmasi qizdirilganda yoki unga suv qo’shib juda suyultirilganda, qisman gidrolizlanib, gidroksi tuz cho’kmasi hosil bo’ladi:

SnCl₂ +H₂O →Sn(OH)Cl +HCl

U metall xloridlari bilan Me₂[SnCl₄] masalan, K₂[SnCl₄] tarkibli komlekslar hosil qiladi. SnCl₂ kuchli qaytaruvchidir. Mas: FeCl₃ ni FeCl₂ ga qaytaradi:

2FeCl₃ + SnCl₂ →2FeCl₂ + SnCl₄

Sulema eritmasiga SnCl₂ ta’sir ettirilsa, kalomelning oq cho’kmasi hosil bo’ladi:

2HgCl₂ + SnCl₂ → Hg₂Cl₂ + SnCl₄

Agar SnCl₂ ortiqcha bo’lsa, sulemaning qaytarilishi davom etib, simob metali hosil bo’ladi:

HgCl₂ + SnCl₂ → Hg + SnCl₄

Qalayning oltingugurt bilan ikkita birikmasi ma’lum: ulardan biri – qalay monosulfid SnS, ikkinchisi –qalay disulfid SnS₂ dir.

Qalay disulfid SnS₂ ga ishqor qo’shib qizdirilsa, tiostannatlar hosil bo’ladi:

3SnS₂ + 6NaOH → 2Na₂SnS₃ + Na₂SnSO₃ + 3H₂O

SnS₂ + (NH₄)₂S → (NH₄)₂SnS₃

(NH₄)₂SnS₃ +2HCl → ↓SnS₂ + H₂S + 2NH₄Cl

Qo’rg’oshin Rb.Z=82 elektron konfigurasiyasi: KLMN 6s² 6p². Qo’rg’oshinni rudalardan ajratib olish oson bo’lganligi uchun qo’rg’oshin insonlarga qadim zamonlardan beri ma’lum. U faqat birikmalar holida uchraydi. Qo’rg’oshinning eng muhim minerali galenit yoki qo’rg’oshin yaltirog’i PbS dir. Uning anglezit (PbSO₄), serussit (PbSO₃), krokoit (PbCrO₄) kabi minerallari ham sanoat ahamiyatiga ega.

Olinishi

2PbS + 3O₂ → PbO + 2SO₂

PbO + C → Pb + CO

Qo’rg’oshin kul rang tusli yaltiroq metall bo’lib, uning sirti havoda xiralanib qoladi. Qo’rg’oshinni pichoq bilan kesish mumkin, u og’ir metall. Issiqlik va elektr tokini ancha yomon o’tkazadi.

Qo’rg’oshin kislorod ishtirokida suv bilan reaksiyaga kirishadi:

2Pb + O₂ +2H₂O → 2Pb(OH)₂

Hosil bo’lgan Pb(OH)₂ – amfoter xossasiga ega:

Pb(OH)₂ + 2NaOH → Na₂PbO₂ +2H₂O yoki

Pb(OH)₂ + NaOH → Na[Pb(OH)₃]

Qo’rg’oshin galogenlar bilan sal qizdirilgandayoq shiddatli reaksiyaga kirishib PbF₄, PbF₂, PbSl₂, PbBr₂, PbI₂, PbI₄ tarkibli birikmalarni hosil qiladi.

Qo’rg’oshin azot bilan bevosita birikmaydi. U ko’pchilik metallar bilan intermetall birikmalar hosil qiladi.

Suv yuqori haroratda qo’rg’oshin sirtidagi oksid pardani erita olishi sababli, qo’rg’oshin issiq suvda asta-sekin oksidlanadi. Qo’rg’oshin, xlorid va sulfat kislotalarda eriy oladi, lekin bu vaqtda uning sirti oz eruvchan xlorid va sulfat qavatlar bilan qoplanib qolishi sababli, erish jarayoni sustlashib ketadi. Qo’rg’oshin suyultirilganda nitrat kislotada yaxshi eriydi:

3Pb + 8HNO₃ → 3Pb(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O

Qo’rg’oshin sirka kislotada ham eriydi:

2Pb + 4CH₃COOH + O₂ → 2Pb(CH₃COOH)₂ + 2H₂O

Qo’rg’oshin, xuddi qalay kabi, konts. ishqor eritmasida qaynatilganda eriydi va vodorod gazi ajralib plyumbitlar hosil bo’ladi:

Pb +2NaOH +2H₂O → Na₂[Pb(OH)₄] +H₂

Qo’rg’oshin kislotalarda eriganda ikki valentli qo’rg’oshin tuzlari hosil bo’ladi. Ikki valentli qo’rg’oshin birikmalari nihoyatda mustahkam, ularni to’rt valentli qo’rg’oshin birikmalariga o’tkazish uchun kuchli oksidlovchilar ta’sir ettirish kerak. Ikki valentli qo’rg’oshin birikmalari qaytaruvchilik xossasini namoyon etmaydi, to’rt valentli qo’rg’oshin birikmalari esa kuchli oksidlovchilar hisoblanadi.

Qo’rg’oshin uch xil oksid: PbO, PbO₂, Pb₃O₄ hosil qiladi. Ular rangli moddalardir. Qo’rg’oshinning barcha birikmalar zaharli.

Pb(NO₃)₂ + Cl₂ + 2H₂O = PbO₂ + 2HCl + 2HNO₃

PbO₂ – qo’ng’ir tusli kukun bo’lib, kislotali muhitda juda kuchli oksidlash xossasini namoyon qiladi. Masalan, kislotali muhitda ikki valentli marganesni etti valentli holatga o’tkazadi:

2Mn(NO₃)₂ + 5PbO₂ + 6HNO₃ → 2HMnO₄ + 5Pb(NO₃)₂ + 2H₂O

PbO₂ +4HCl ↔ PbCl₄ +2H₂O

PbCl₄↔ PbCl₂ +Cl₂

Qo’rg’oshin (IV)- oksid 344⁰ C ga qadar qizdirilganda Pb₃O₄ va kislorodga ajraladi. Agar qo’rg’oshin (IV)- oksidga o’yuvchi natriy qo’shib qizdirilsa, Na[Pb(OH)₆] tarkibli komleks birikma hosil bo’ladi. Bu tuz suv yo’qotganda metaplyumpat Na₂PbO₃ ga aylanadi.

Surik Pb₃O₄ ortoplyumbat kislota H₄PbO₄ ning qo’rg’oshinli tuzidir. Pb₂[PbO₄]. U qovoq rang kukun.

Surik Pb₃O₄ – kuchli oksidlovchi, masalan, kaliy yodidni kislotali muhitda yodga qadar oksidlaydi:

2KI +Pb₃O₄ + 8CH₃COON → 2CH₃COOK + I₂ + 3Pb(CH₃COO)₂ +4H₂O

Surik 500⁰ C ga qadar qizdirilganda termik dissotsilanish ro’y beradi:

2Pb₃O₄ → 6 PbO + O₂

Surik HNO₃ qo’shib qizdirilganda parchalanadi, bunda NO₂ ajralib chiqadi

Qo’rg’oshin akkumulyator. Elektr berilganda elektr energiyani kimyoviy energiyaga o’tkazib, elektr olganda aksincha kimyoviy energiyani elektr energiyaga aylantiradigan asbob – akkumulyator deb ataladi. Qo’rg’oshinli akkumulyator – sirtida kataklari bor ikkita qo’rg’oshin plastinkadan iborat, uning bu kataklari suvda qorilgan PbO bo’tqasi bilan to’ldiriladi. Ikkala platinka ham shisha idishdagi suyultirilgan sulfat kislota (zichligi 1,2 g/ml) eritmasiga tushiriladi. Bu vaqtda

PbO + H₂SO₄ → PbSO₄ + H₂O

Reaksiyasi sodir bo’ladi-da, plastinkalar sirtida doimiy tok o’tkazilsa, manfiy elekrodda g’ovak qo’rg’oshin cho’kadi:

katodda: PbSO₄ + 2e^- → Pb + SO₄^2-

Musbat elektrodda qo’rg’oshin (IV)- oksid hosil bo’ladi:

anodda: PbSO₄ – 2e + 2H₂O → PbO₂ + 4H⁺ + SO₄^2-

Bu tenglamalarni bir biriga qo’shib, akkumulyatorning zaryadlanishida bo’ladigan reaksiyalarning umumiy tenglamasini hosil qiladi:

_zaryadlanish

2PbSO₄ + 2H₂O ↔ Pb + PbO₂ + 4H⁺ + 2SO₄^2-

_{zaryadsizlanish}

Akkumulyator etarli darajada elektrlanib bo’lganda uning manfiy plastinkasi g’ovak qo’rg’oshin qavati bilan, musbat plastinkasi esa PbO₂ qavati bilan qoplanadi. Bu jarayon natijasida sulfat kislota eritmasining konsentratsiyasi ortadi. Akkumulyator zanjirga ulansa, uning o’zi tok manbai bo’lib qoladi, endi akkumulyatorda elektrsizlanish jarayoni ketadi, bu jarayonning yo’nalishi elektrlanish jarayonining yo’nalishiga qarama-qarshi bo’ladi. Endi katodda ham, anodda ham qo’rg’oshin ikki valentli holatga o’tadi.

Katodda: Pb + SO₄^2- - 2e = PbSO₄ reaksiyasi

Anodda esa PbO₄ + 4H⁺ + SO₄^2- + 2e = PbSO₄ + 2H₂O ketadi.

Bu jarayon vaqtida sulfat kislota eritmasining konsentratsiyasi pasayadi.

? Savollar

1. 
   IV guruhning asosiy guruhcha elementlarning umumiy tavsifini aytib bering.
   
2. 
   C – Si – Ge – Sn - Pb qatorida gidroksidlarining kislotalik xossalari qanday o’zgaradi?
   
3. 
   Uglerodning necha xil allotropiya ko’rinishlari bor? Ularning xossalarini aytib bering.
   
4. 
   Uglerod atomining tuzilishi va uning birikmalarini ta’riflang
   
5. 
   Uglerod necha xil oksid hosil qiladi?
   
6. 
   Karbonat angidridning laboratoriyada olinish reaksiya tenglamasini yozing.
   
7. 
   Sanoatda karbonat angidrid qanday tabiiy xom ashyolardan olinadi?
   
8. 
   Uglerod suboksid qanday olinadi?
   
9. 
   Karbonat kislotaning kimyoviy xossalarini tushuntiring
   
10. 
    Sodaning necha xilini bilasiz?
    
11. 
    Ichimlik sodasi qanday usullarda olinadi?
    
12. 
    Konsentrlangan soda eritmasi CO₂ bilan to’yintirilsa nima hosil bo’ladi?
    
13. 
    Uglerodning qanday azotli, oltingugurtli va galogenli birikmalarini bilasiz?
    
14. 
    Kremniyning tabiatda uchraydigan minerallariga misol keltiring.
    
15. 
    Kremniy qanday usullarda olinadi?
    
16. 
    Kremniyning fizik-kimyoviy xossalarini ta’riflang.
    
17. 
    Kremniyning vodorodli birikmalari qanday olinadi?
    
18. 
    Kremniyning kislorodli birikmalari qanday olinadi?
    
19. 
    Silikat kislotaning olinish usullarini ayting.
    
20. 
    Silikatlarning formulalarini yozing.
    
21. 
    Sanoatda shisha qanday olinadi? Sementchi?
    
22. 
    Shisha turlarini sanab bering.
    
23. 
    Suyuq shisha qanday hosil qilinadi?
    
24. 
    Shishaning tarkibi qanday birikmalarga bog’liq?
    
25. 
    Oddiy shisha bilan kimyoviy shisha qanday farq qiladi?
    
26. 
    Kremniy birikmalari nima maqsadda ishlatiladi?