Kimyo · Elementlar kimyosi · 9-sinf

Mis, kumush, oltin va rux

Mis kuporosi nega ko‘k, kumush nega eng yaxshi o‘tkazgich, oltin esa qanday eritiladi?

Vaziyat

Olmaliq kon-metallurgiya kombinatida rudadan sim va kabel uchun toza mis olinadi, Navoiy viloyatidagi Muruntov konidan esa oltin qaziladi. Bog‘bonlar uzumni zamburug‘ kasalliklaridan mis kuporosi va ohakdan tayyorlangan bordo suyuqligi bilan himoya qiladi, zargarlar 585-proba uzuk yasaydi, ko‘zgu orqasiga kumush yuritiladi. Nega mis kuporosi ko‘k, mis gidroksidi qizdirilsa qorayadi, kumush tokni eng yaxshi o‘tkazadi, oltin esa kislotalarda erimay, sianid eritmasida yoki zar suvida eriydi?

Mavzu

Mis, kumush, oltin va rux. Olmaliq misi va Muruntov oltini: mis kuporosi, kumush ko‘zgu va oltinni sianid bilan eritish; rux gidroksidining amfoterligi

Asosiy tushunchalar

Mis(II) gidroksid va ammiakat
Kumush va oltin
d-elementlar

Formulalar

CuSO_{4} + 2 NaOH \overset{}{\to} Cu (OH)_{2} ↓ + Na_{2} SO_{4}

Ko‘k cho‘kma: 1 mol Cu²⁺ ga 2 mol OH⁻ (12-lab. ishi).

Cu (OH)_{2} \overset{\overset{}{t}}{\to} CuO + H_{2} O

Qizdirilganda ko‘k gidroksid qora mis(II) oksidga aylanadi.

Cu (OH)_{2} + 4 NH_{3} \overset{}{\to} [Cu (NH_{3})_{4}] (OH)_{2}

Mo‘l ammiak suvida eriydi: to‘q ko‘k tetraamminmis(II) ioni.

4 Au + 8 NaCN + O_{2} + 2 H_{2} O \overset{}{\to} 4 Na [Au (CN)_{2}] + 4 NaOH

Sianidlash (Elsner tenglamasi): oltin havo kislorodi ishtirokida eriydi.

Zn (OH)_{2} + 2 HCl \overset{}{\to} ZnCl_{2} + 2 H_{2} O Zn (OH)_{2} + 2 NaOH \overset{}{\to} Na_{2} [Zn (OH)_{4}]

Rux gidroksid — amfoter (13-lab. ishi).

Nazariya

I B guruhcha: mis, kumush, oltin (28-§)

Mis, kumush va oltin — I B (yonaki) guruhchaning d-elementlari. Tashqi qavatida ishqoriy metallar kabi bitta s-elektron bor: Cu [Ar] 3d¹⁰ 4s¹, Ag [Kr] 4d¹⁰ 5s¹, Au [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s¹; lekin uning ostidagi d-qavat 10 elektron bilan to‘lgan. Shuning uchun ular ishqoriy metallardan butunlay farq qiladi: faolligi past, kuchlanishlar qatorida vodoroddan keyin turadi, suv va xlorid kislota bilan reaksiyaga kirishmaydi, tabiatda tug‘ma holda ham uchraydi. Oksidlanish darajalari: Cu +1, +2; Ag +1; Au +1, +3. Mis — qizg‘ish, yumshoq, ρ = 8,96 g/sm³, 1085 °C da suyuqlanadi; elektr o‘tkazuvchanligi bo‘yicha kumushdan keyin ikkinchi — simlar, kabellar, issiqlik almashtirgichlar undan. Qotishmalari: bronza (Cu + Sn), latun (Cu + Zn), melxior (Cu + Ni). O‘zbekistonda mis Olmaliq kon-metallurgiya kombinatida asosan xalkopirit CuFeS₂ rudasidan olinadi.

Mis va uning birikmalari (12-lab. ishi)

Havoda qizdirilgan mis qorayadi: $2 Cu + O_{2} \overset{}{\to} 2 CuO$ ; nam havoda yashil patina — asosli karbonat bilan qoplanadi: $2 Cu + O_{2} + CO_{2} + H_{2} O \overset{}{\to} (CuOH)_{2} CO_{3}$ . Mis xlorid va suyultirilgan sulfat kislotada erimaydi, oksidlovchi kislotalarda eriydi: $3 Cu + 8 HNO_{3} \overset{}{\to} 3 Cu (NO_{3})_{2} + 2 NO + 4 H_{2} O$ (suyultirilgan), $Cu + 2 H_{2} SO_{4} \overset{}{\to} CuSO_{4} + SO_{2} + 2 H_{2} O$ (konsentrlangan). Mis kuporosi CuSO₄·5H₂O — ko‘k kristallogidrat; qizdirilganda suvini yo‘qotib (massaning 36,1 % i), oq suvsiz CuSO₄ ga aylanadi, suv tomizilsa yana ko‘karadi — suvni aniqlash usuli. Laboratoriya ishi: CuSO₄ eritmasiga ishqor qo‘shilsa ko‘k Cu(OH)₂ cho‘kadi ( $Cu^{2 +} + 2 OH^{-} \overset{}{\to} Cu (OH)_{2}$ ); qizdirilganda qora CuO ga aylanadi ( $Cu (OH)_{2} \overset{}{\to} CuO + H_{2} O$ ); kislotada eriydi ( $Cu (OH)_{2} + 2 HCl \overset{}{\to} CuCl_{2} + 2 H_{2} O$ ); mo‘l ammiak suvida to‘q ko‘k [Cu(NH₃)₄]²⁺ kompleksini hosil qilib eriydi — bu eritma (Shvaytser reaktivi) sellyulozani ham eritadi. Mis kuporosi va ohakdan bordo suyuqligi tayyorlanadi — o‘simliklarni zamburug‘ kasalliklaridan himoya qiladi.

Kumush va oltin (29-§)

Kumush — eng yaxshi elektr va issiqlik o‘tkazgich (ρ = 1,59·10⁻⁸ Ω·m) va yorug‘likni eng yaxshi qaytaradigan metall. Ko‘zgu orqasiga kumush ko‘zgu reaksiyasi bilan yuritiladi: kumush ammiakat glyukoza (aldegid) bilan metallgacha qaytariladi: $C_{6} H_{12} O_{6} + 2 [Ag (NH_{3})_{2}] OH \overset{}{\to} C_{6} H_{11} O_{7} NH_{4} + 2 Ag + 3 NH_{3} + H_{2} O$ . Havodagi H₂S bilan qorayadi: $4 Ag + 2 H_{2} S + O_{2} \overset{}{\to} 2 Ag_{2} S + 2 H_{2} O$ . Oltin — eng kam faol metallardan: kislorod va oddiy kislotalarda o‘zgarmaydi; uni zar suvi (1 hajm HNO₃ + 3 hajm HCl: $Au + HNO_{3} + 4 HCl \overset{}{\to} H [AuCl_{4}] + NO + 2 H_{2} O$ ) va havo kislorodi ishtirokida sianid eritmasi eritadi. Zargarlik buyumlari qotishmadan yasaladi: proba — 1000 massa qismida necha qism oltin borligi (585-proba = 58,5 % Au, qolgani kumush va mis). Navoiy kon-metallurgiya kombinatida Muruntov rudasi maydalanib, oltin sianid eritmasiga o‘tkaziladi ( $4 Au + 8 NaCN + O_{2} + 2 H_{2} O \overset{}{\to} 4 Na [Au (CN)_{2}] + 4 NaOH$ ), so‘ng eritmadan sorbentga yuttiriladi yoki rux bilan siqib chiqariladi: $2 Na [Au (CN)_{2}] + Zn \overset{}{\to} Na_{2} [Zn (CN)_{4}] + 2 Au$ .

II B guruhcha: rux, kadmiy, simob (30-§, 13-lab. ishi)

Rux, kadmiy va simob — II B guruhcha: $(n - 1) d^{10} n s^{2}$ , birikmalarda +2 (simob +1 ham). d-qavat to‘la, beriladigan elektronlar faqat s-elektronlar, shuning uchun Zn²⁺ va Cd²⁺ birikmalari odatda rangsiz. Rux — ko‘kimtir-kulrang, 419,5 °C da suyuqlanadi; temirni korroziyadan himoyalash uchun qoplanadi (ruxlangan tunuka), latun va galvanik elementlarda ishlatiladi; kislotadan vodorodni siqib chiqaradi: $Zn + 2 HCl \overset{}{\to} ZnCl_{2} + H_{2}$ . Rux gidroksid amfoter: ZnSO₄ ga ishqor qo‘shilsa oq cho‘kma tushadi, u kislotada ham ( $Zn (OH)_{2} + 2 HCl \overset{}{\to} ZnCl_{2} + 2 H_{2} O$ ), ishqorning ortig‘ida ham eriydi ( $Zn (OH)_{2} + 2 OH^{-} \overset{}{\to} [Zn (OH)_{4}]^{2 -}$ ); Al(OH)₃ dan farqli ravishda ammiak suvida ham eriydi — [Zn(NH₃)₄]²⁺. Kadmiy — zaharli, Ni–Cd akkumulyatorlarida. Simob — xona haroratida suyuq yagona metall (−38,8 °C da qotadi), bug‘i juda zaharli: termometr sinsa, tomchilar yig‘ib olinadi, joyiga oltingugurt kukuni sepiladi ( $Hg + S \overset{}{\to} HgS$ ) va xona shamollatiladi.

d-elementlar: elektron tuzilishi

Yonaki guruhchalarda ichki d-qavat to‘ladi: 4-davrda Sc dan Zn gacha 3d, 5-davrda 4d, 6-davrda 5d (undan oldin 4f). Madelung qoidasi bo‘yicha misda $3 d^{9} 4 s^{2}$ kutiladi, lekin to‘lgan d-qavat energetik qulayroq — bitta elektron 4s dan 3d ga o‘tadi: ** $3 d^{10} 4 s^{1}$ ** («elektron sakrashi»; xuddi shunday Ag va Au da, xromda esa yarim to‘lgan $3 d^{5} 4 s^{1}$ hosil bo‘ladi). Ionlanishda avval s-elektronlar chiqadi: Cu⁺ — $3 d^{10}$ (birikmalari odatda rangsiz), Cu²⁺ — $3 d^{9}$ : to‘lmagan d-qavat ko‘rinadigan yorug‘likning qizil qismini yutadi, shuning uchun mis(II) eritmalari ko‘k. Zn²⁺ ( $3 d^{10}$ ) da bunday o‘tish yo‘q — rux tuzlari rangsiz. d-elementlarning ko‘pchiligi o‘zgaruvchan oksidlanish darajalariga ega va kompleks birikmalar hosil qiladi.

Xavfsizlik va model

Xavfsizlik: ishqor, ammiak va kislotalar bilan himoya ko‘zoynagida ishlang; ammiakni hidlamang — tortish shkafida ishlang. Probirkani qizdirganda qisqich bilan ushlang, avval butun probirkani bir tekis isiting, og‘zini o‘zingizga va boshqalarga qaratmang. Mis tuzlari zaharli — ishdan keyin qo‘lni yuving. Sianidlar o‘ta zaharli — maktabda ishlatilmaydi, bu qism faqat model. Simob va kadmiy birikmalari zaharli. Model: cho‘kma va komplekslar miqdori stexiometriya bo‘yicha (oxirgi holat qo‘shilgan mollarga bog‘liq, reaksiyalar tez boradi deb olingan). Eritma ranglari Ber–Lambert qonuni bo‘yicha taxminiy (har ion uchun uch rang zonasidagi yutilish). Qizdirish, kumush ko‘zgu va sianidlash vaqti qisqartirilgan. Simlar qarshiligi 20 °C dagi solishtirma qarshiliklardan: $R = ρ L / S$ .

Bilasizmi?

Muruntov (Navoiy viloyati) — dunyodagi eng yirik ochiq usulda qaziladigan oltin konlaridan biri: karyerning uzunligi ≈ 3,5 km, kengligi ≈ 2,5 km, chuqurligi 500 m dan oshadi. Navoiy kon-metallurgiya kombinati 2024-yilda 3 mln troya unsiyasidan (taxminan 93 t dan) ko‘p oltin ishlab chiqargan.
Mis kuporosi va so‘ndirilgan ohak aralashmasi — «bordo suyuqligi» — XIX asr oxirida Fransiyaning Bordo shahri atrofidagi uzumzorlarda zamburug‘ kasalligiga qarshi qo‘llana boshlagan va hozir ham bog‘dorchilikda ishlatiladi.

Tajribada nima bor

Tajriba hayotiy vaziyatdan boshlanadi: natijani taxmin qilasiz, boshqaruvlarni o‘zgartirib tajriba o‘tkazasiz va xulosa chiqarasiz. Ichida topshiriqlar, nazariya, test va ekskursiya bor — kamera o‘zi harakatlanib, eng muhim joylarni tushuntiradi.

Shu bo‘limdagi boshqa tajribalar

Kremniy va silikatlar — 9-sinf
Cho‘yan va po‘lat olish — 9-sinf
Metallar va qotishmalar — 9-sinf
Ishqoriy metallar va soda — 9-sinf
Alyuminiy va uning birikmalari — 9-sinf
Xrom va marganets: rangli ionlar — 9-sinf
Temir va uning birikmalari — 9-sinf
s- va p-elementlar qonuniyatlari — 1-kurs
d- va f-elementlar: rang, redoks — 1-kurs
Kompleks birikmalar va ligandlar — 1-kurs