Сондықтан d-элементтер химиялық реакцияларда металдар сияқты оң тотығу дәрежесiн көрсетеді
жүктеу/скачать 30,62 Kb.
|
|
Химия – жаратылыстанудың маңызды және кең салаларының бірі, заттарды зерттейтін ғылым, сонымен қатар олардың құрамы мен құрылымы, құрамы мен құрылымына, олардың өзгеруіне әкелетін түрленуіне байланысты қасиеттері – химиялық реакциялар, сондай-ақ осы түрленулер бағынатын заңдар мен заңдылықтар. Барлық заттар химиялық байланыстар арқылы молекулалар құра алатын атомдардан тұратындықтан, химия, ең алдымен, жоғарыда аталған мәселелерді атом-молекулалық деңгейде, яғни химиялық элементтер мен олардың қосылыстары деңгейінде қарастырумен айналысады. D-элементтердің химиялық сипаты сыртқы электрон қабатында 2s электрон (кейде 1s электрон) болатын атомдардың электрондық құрылысымен анықталады. Кезекті электрондар сыртқы электрондық қабаттан санағанда ішкері екінші қабатқа түсіп, d-деңгейшені толтырады. Бұл элементтер атомдардың сыртқы электрондары ядромен әлсіз байланысқан, оған иондану энергиясы шамасының төмендігі айғақ. Сондықтан d-элементтер химиялық реакцияларда металдар сияқты оң тотығу дәрежесiн көрсетеді. Периодтарда d-элементтер типтік металдар мен типтік бейметалдар арасында орналасқандықтан, оларды ауыспалы элементтер деп атайды. Ауыспалы элементтердiң периодтарында реттік нөмірі өскенде сыртқы электрондық кабаттың кұрылысы өзгермейдi (сыртынан санағанда d- деңгейімен электрондар саны ғана өзгередi). Нәтижесiнде бұл элементтердiң қасиеттері негiзгi топша элементтеріне қарағанда аз өзгередi. Топтарда косымша топша элементтерiнiң металдық қасиеттері реттік нөмірі өскенде кемидi де, V жене VI период металдарының қасиеттерінде бiршама ұқсастықтар байқалады. Ауыспалы элементтердiң атомдары химиялық байланыс түзу үшiн сыртқы деңгейдегі электрондарды ғана емес, сонымен бiрге d-электрондар мен сырттан санағанда екiншi деңгейдің бос орбитальдарын пайдаланады. Сондықтан оларға ауыспалы тотығу дәрежелерi және әртүрлi оксидтер, гидроксидтер және басқа қосылыстар түзу тән. Бұл кезде қосылыстарда d-элементтерi жоғары тотығу дәрежесiн көрсетеді, тура осындай тотығу дәрежесiн көрсететін негiзгi топшалардағы бейметалдардың қосылыстарына өте ұқсас болады. Маңызды d-элементтер: мыс, мырыш, хром және темір. D-элементтердің тек шағын бөлігі ғана валентных электрондардың делокализована бүкіл кристаллу (ал сілтілі және сілтіліжер металдар валентные электрондар толығымен берілді ұжымдық пайдалану). Қалған d-электрондары қатысады құру бағытталған ковалентных арасындағы байланыстарды көрші атомдарымен. Осылайша, бұл элементтер кристаллическом жай-күйі ие емес, таза металл байланыспен, ал ковалентно-металл. Сондықтан олар қатты (бұдан Hg) және қиын балқитын (қоспағанда Zn, Cd) металдар. D-элементі және жақын туыстарының болуына энергиясы бойынша толтырылмаған ns — және np-деңгейдегі, d-элементтері бейім комплексообразованию;олардың кешенді қосылыстар, әдетте, боялған және парамагнитны. D-Элементтеріне қарағанда жиі негізгі топшалардың элементтері құрайды ауыспалы құрамды қосылыстар (оксидтері, гидриды, карбидтер, силицидтар, бориды). Сонымен қатар, олар түзетін қорытпалар бір-бірімен және басқа да металдармен, сондай-ақ интерметалдық қосылыстар. Тұрақтылық қосылыстар, онда d-элементтер орналасқан жоғары тотығу дәрежесі (тең топтың нөмірі),ұлғаяды шегінде әрбір өтпелі бірқатар солдан оңға қарай шегіне арналған 3d-элементтер у Mn, ал екінші және үшінші ауыспалы қатарында – Ru және Os тиісінше. Бір топтың тұрақтылығы қосылыстардың жоғары тотығу дәрежесі азаяды бірқатар 5d > 4d > 3d айғақтайды сипаты Гиббс энергиясының өзгеруін (изобарно-изотермиялық әлеуетті) бір типті қосылыстар, мысалы: Бұл құбылыс байланысты ұлғайған кезде бас кванттық санының шегінде бір топтың төмендеуі айырмашылығын энергия (n – 1)d және ns-подуровней. Осы оның қосылыстары қосылыстарға тән ковалентно-полярлық. Олар қышқыл сипаты болып табылады тотықтырғыштар (CrO3 және K2CrO4, Mn2O7 және KMnO4). Қосылыстар, онда d-электрондары бар аралық тотығу дәрежелері, танытады амфотерные қасиеттері мен тотығу-қалпына келтіру екі жақтылық. Қышқылды-негіздік қасиеттері гидроксидов d-элементтер әсер етеді сол факторлар (шамасы иондық радиусы мен заряды ион) мен гидроксидтері p-элементтер. Гидроксидтері төменгі дәрежелі тотығу d-элементтер, әдетте, қызығушылық негізгі қасиеттері, ал жауап беретін жоғары дәрежесі тотығу – қышқылды. Аралық тотығу дәрежелері гидроксидтері амфотерны. Әсіресе айқын өзгеруі, қышқылды-негізгі қасиеттерін гидроксидов өзгерген кезде тотығу дәрежесі көрінеді соединенинях марганец. Қатарында Mn(OH)2 – Mn(OH)3 Mn(OH)4 – H2MnO4 – HMnO4 қасиеттері гидроксидов өзгеріп әлсіз негіздер Mn(OH)2 арқылы амфотерные Mn(OH)3 Mn(OH)4-күшті қышқылдарға H2MnO4 және HMnO4. Бір топтың гидроксидтері d-элементтердің бірдей тотығу дәрежесі артуымен сипатталады негізгі қасиеттерін қозғалысы кезінде жоғарыдан төмен қарай. Мысалы, ІІІВ тобы Sc(OH)3 – әлсіз, ал La(OH)3 – күшті негіз. Элементтері IVВ тобының Ti, Zn, Hf құрайды амфотерные гидроксидтері Э(OH)4, бірақ қышқыл қасиеттері олардың әлсіресе кезде Ti — Hf. Темiр— Менделеевтің Периодтық кестесінің 4-ші периодының 8-ші қосымша тобындағы химиялық элемент. Алюминийден кейін жер қабатындағы ең кең таралған металл. Металдар қатарына жататын химиялық белсенді элемент. Ақ сұр түсті, металдық жылтыры бар, электр тогы мен жылуды жақсы өткізетін, магнитке тартылатын, жұмсақ, созылғыш металл. Жылтырлығы металл типтес. Магниттік қасиеті бар. Темірдің қаттылығы 4—5; меншікті салмағы 7—8. Куб формасы бойынша жымдастығы бар. Сынығы созылыңқы. Тығыздығы 7, 864 г/см3, балқу t ═1539 С. Темірдің 769 С градусқа дейін магниттік қасиеті сақталады. Платинадан айырмашылығы, мұны HN03 жақсы ерітеді. Сингониясы куб; гексаоктаэдр формасында. Оның түйірлері кейде уақ тұтас форма түрінде байқалады, сирегірек болса да үлкен кесектері де кездеседі. Темірдің бірнеше полиморфтық модификацияда болатыны анықталған, олардың жоғарғы температуралы модификациясы — ү-Ғе (906°-тан жоғарырақ ) . Ішкі құрылысы жақ орталықты куб. Төменгі температурасы — а-Ғе (906°-тан төменірек). Ішкі құрылысы жабайы орталықты куб. Темір атомының құрылысы: 26 электрон, 26 протон, салыстырмалы атомдық массасы 56, 30 нейтрон, 4 электрондық қабат, 2) 8) 14) 2),
Темірді ертеде «Аспан тасы» деп атаған. Жер бетіне жылына мыңдаған метеорит бөлшектері түседі, олардың құрамында 90% темір бар. Ең үлкен метеорит 1920 ж Америкадан табылған, салмағы 60т. 1895 жылы Гренландия мұздағынан салмағы 34т темір метеорит табылған, қазір Нью-Йоркте сақталуда. Темір — гемоглобиннің, миоглобиннің, тотығу-тотықсыздандыру ферменттері — пероксидаза, каталаза мен биологиялық тотығу процесін жүргізетін цитохромдық ферменттер құрамы на енеді. Денеде темір бауырда, көк бауырда, ішектің кілегейлі қабығында ферритин (темірдің гидрат тотығы мен белоктардың қосылысы) түрінде кездеседі. Организмде темір гемосидерин (темірлі пигмент, гемоглобиннің ыдырау өнімі) түрінде де кездеседі. Темірдің бір бөлігі плазма белоктарымен сидерофилин атты қосылыс түзеді. Осы қосылыс түрінде темір организмде тасымалданады. Организмде темір жетіспесе эритроциттердің түзілуі бұзылып, қан азаяды (анемия). Бұл элементтің рөлі денсаулық үшін өте зор. Егер темір жетіспесе, баршамызға белгілі анемия немесе қаназдық ауруы пайда болады. Бұл элементтің ағзадағы тәуліктік мөлшері — 11-30 мг. Адам қанында 3 грамға жуық темір бар. Оның мөлшері көрсетілген шамадан төмен болса, қанның қызыл жасушасының, яғни, гемоглобиннің түзілуі бұзылып, тыныс алу қызметі нашарлайды. Темір ағзаға сырттан түседі, тамақтың құрамындағы темір ионы он екі елі ішектің жоғар-ғы бөлігінде қанға сіңеді. Темірдің ағзаға дұрыс сіңбеуі асқазандағы тұз қышқылының жетіспеуінен немесе темірдің ақуызбен байланысының нашарлауынан болады. Ал тұз қышқылының жетіспеуінің өзі бауыр мен өт жолдарының дұрыс қызмет атқармауынан деуге болады, яғни, оларда әр түрлі тұздар тас түрінде жиналады. Тастардың пайда болуы топырақ пен судың және қоректің сапасына байланыс-ты екендігі түсінікті. Темір жетіспеген кезде тері бозарады, тырнақ жұмсарады, әрі тез сынады, ауыз қуысы және ас-қазанның сілекейлі қабаты бүлінеді. Темір жұмыртқаның сарысында, қарақұмықта, грек жаңғағында, күнжіт, фасоль, өрікте, мейізде көп болады. Теллурлық таза темірдің сирек табылғандары негізді және ультранегізді магмалық жыныстармен байланысты болады. Өте ірі таза темір кендері Гренландияның батыс жағасындағы Диско аралының Уифаке базальттарында және Германиядағы Кассель қаласының қасында ұшырасқан. Сонымен бірге осы екі кен орындарында пирротин (FeS) және когенит (Ғе3С — темір карбиді) кездеседі. Тегінде темірдің жаратылысы осы минералдармен байланысты болу керек. Өзгерілген (серпентинделген) ультранегізді жыныстарда темір өте ұсақ түйіршіктер түрінде бірнеше рет кездескен. Сонымен қатар оның парагенезисті пирротиннен, кейде магнетиттен шыққаны да анықталды, яғни солардың оттегінен тотықсыздану реакциясынан шығады. Сондай-ақ кварцты тақта тастардан экзогендік жолмен шашыранды түрде шыққан темір де бар (Борнео аралы). Тас көмірдің өртенуінің арқасында және шымтезек заттары арасында да темір пайда болады деген пікір бар. Теллурлық темірден басқа аспан кеңістігінен келген таза метеорит темір кесектері кездеседі. Оны космостық темір деп атайды. Метеорит темірінің бір өзгешелігі — оның ішкі құрылысы ромбылы решетка болып келеді. Ондай құрылыс метеорит темірінін бетін тегістеп өңдегенде байқалады. Оны алғашқы байқаушының аты бойынша видмагнитет фигурасы деп атайды. Темір барлық ірі өнеркәсіп пен машина жасау өндірісінің негізгі металы болып табылады. Темір кендері туралы кейін айтылады. Өйткені жеке элемент түрінде кездесетін темірдің өндірістік маңызы жоқ , тек минералогиялық қана маңызы бар. Темір кені көбіне тотық түрінде кездеседі. Месопотамия өркениетті метеориттік темірді білген, олар б. з. д. ІІІ мыңжылдықта темірді қолданып оны «аспаннан түскен от» деп атаған. Оның құймасынан қару – жарақ, әсемдік бұйымдар жасаған. Египет фараоны ІІ Рамзес хеттер патшасына (б. з. д. 2500 жыл) жазған хатында кендерді тотықсыздандыру арқылы темір алу туралы мәліметтер бар. Жер бетінде темір алтыннан да бағалы болған уақыттар болды. “Темір ғасыры” деген терминді ғылымға ХІХ ғасырдың басында дат ғалымы Томсен енгізді. Бұл темір металлургиясы дами бастаған кез. Әйгілі Дамаск болаты Шығыста тіпті Аристотель (б. з. д. ІҮғ) кезінде жасалған. Болат қылыш жасау құпияда сақталып келді. Делидегі б.з.б. ІҮ – Ү ғасыр ғасырда 415 жылы тұрғызылған темір бағана биіктігі 7 метр, салмағы 6, 5 тонна 99, 72% таза темірден тұрады, осынша уақыт таттанбауының себебін ғалымдар анықтай алмай отыр. 1889 жылы Парижде француз инженері Гюстов Эйфель Эйфель мұнарасының құрылысын аяқтады. Париж эмблемасынасына айналған мұнара биіктігі 300 метр, таза темір металынан тұрады. Темір табиғи суларда ең кең тараған элементтердің бірі болып табылады,оның орташа құрамы 0, 01 – 20 мг/л интервалында тербеліп тұрады. Темірді оның оксидтерінен сутекпен, алюминиймен немесе көміртек (ІІ) оксидімен тотықсыздандырып алады: FeO + H 2 = Fe +H2O Fe2O3 + 2 AI = 2 Fe + Al 2 O3 Fe3 O4 + 4 CO = 3 Fe + 4 CO 2 Бұл процестер күрделі өнеркәсіптік қондырғыларға жүреді. Элементтердің периодтық жүйесінің І-тобындағы химиялық элемент, атомдық нөмірі 29, атомдық массасы 63,546. Табиғатта тұрақты екі изотопы бар: 63Cu және 65Cu. Жер қыртысындағы массасы бойынша мөлшері 4,7.10–3%. Негізгі минералдары: халькопирит, халькозин, ковеллин, малахит, азурит. Пластикалық қызыл түсті металл, кристалл торы қырлары центрленген кубтық, тығыздығы 8,94 г/см3, балқу t 1084,5°С, қайнау t 2540°С, тотығу дәрежесі +1, +2. Құрғақ ауадағы бөлме температурасында тотықпайды. Қыздырғанда ауада CuО және Cu2О-ға дейін тотығады, галогендермен, S, Se, HNO3, H2SO4-пен әрекеттеседі. Аммиак, цианидтермен, т.б. кешенді қосылыстар түзеді. Сульфид концентратын балқытып, одан түзілген мыс штейнін қара мысқа дейін тотықтырып, оны жалынмен не электролиттік әдіспен тазарту арқылы; гидрометаллургиялық әдіс – құрамында мысы бар минералдарды күкірт қышқылымен (немесе NH3 ерітіндісімен) өңдеп, одан әрі электролиздеу арқылы алады. Мыс кабельдердің, электр қондырғылары мен жылу алмастырғыштардың ток өткізгіш бөлігін жасау үшін пайдаланылады; қорытпалардың (латунь, қола, мыс-никель, т.б.) құраушысы ретінде қолданылады. Пайдалы қазылымдарды байыту өнімі не шикізатты химиялық өңдеудің өнімі. Бұл өнімдерде пайдалы концентрат мөлшері бастапқы шикізаттағыдан көп болады. Олар байыту фабрикасынан тікелей пайдалануға не металлургиялық өңдеуге жіберіледі. Металлургиялық өңдеуге жіберер алдында оларды флотациялық байытудан өткізеді. Мыс кенін байыту барысында негізгі алынатын өнім, құрамындағы мыс 55%-ға жететін (көбінесе 10%-дан 30%-ға дейін) мыс концентраты болып есептелінеді. Ал флотация кезінде мыстың концентратқа өту шығымы 80%-дан 95%-ға дейін болады. Байыту барысында мыс концентратынан басқа қосымша пиритті және түсті металдар концентраттары (мырышты, молибденді, т.б.) алынады. Қазақстанда мыс шикізат көздері Орталық, Шығыс (Кенді Алтай) және Оңтүстік Қазақстан облыстарында шоғырланған. Соңғы жылдары мыс-мырыш күрделі концентраттарын балқытып, ұсатып өңдеу, автогенді балқытып өңдеу тәсілдері Балқаш мыс зауытында жүргізілуде. Гидротермалық және ол көбінесе мысты минералдардың жер бетінде ыдырауынан шығады. Мыстың кейінгі жаратылысын көрсету үшін халькопирит атты мысты минералдың ыдырауын келтірейік: CuFeS2 - * FeSO4 ->-Cu. Осы ыдыраудың нәтижесінде мыспен қатар малахит, азурит минералдары да пайда болады. Дүние жүзінде 70-тен астам түсті металл балқытылады. Оларды 14 сала өндіреді. Олардың барлығы қосылып түсті металлургияны құрайды. Түсті металдардың көп бөлігі аз уақыттан бері ғана пайдаланыла бастады. Ғылыми-техникалық революцияның нәтижесінде олар кеңінен қолданысқа түсті. Реактивті ұшақтар, ғарыш кемелерін, атом реакторларын жасау үшін ерекше қасиеттері бар, мүлдем жаңа конструкциялық мателиалдарды қажет етті. Ондай қасиеттер тек түсті металдарда ғана бар. Қорғасын, никель және қалайы жемірілуге (коррозия), титан ыстыққа төзімді келеді, ал күміс, мыс және алюминий жоғары электр өткзгіштігімен ерекшелінеді. Сондықтан, олардың қолдану аясы өте ауқымды: медициналық аспаптар мен материалдардан бастап күрделі электроника мен ядролық техника осы металдардан жасалады және әр металл «өз кәсібін тапқан». Адамдар металдардың ішінде алғашқы болып мысты рудадан тез еритін, оңай бөлінетін болғандықтан ерте кезден қолдана бастаған. Ескі замандарда негізінен қалайы мен мыс қосындысы нәтижесінде қола алынып, қару-жарақ дайындалған. Бұл адамзат тарихында қола дәуірі ретінде белгілі. Мыстың латынша Cuprum атауы Кипр аралына байланысты онда біздің заманымызға дейінгі ІІ мыңжылдықта мыс рудниктері қолданылып балқытылған. Страбон жазбаларында мыс Эбвей жеріндегі Халкида қаласының атымен Халкос деп аталған. Осы сөзден ескі грек тілінде мыстан және қоладан жасалған заттар, ұсталық өндіріс, ұсталық заттар мен құймалар атаулары шыққан. Мыстың екінші латыншы атауы AES (санскр, ayas, гот тілінде air, неміс тілінде err, ағылшынша ore) руда немесе рудник дегенді білдіреді. Еуропа тілдерінің үнді-герман теориясында қолданылып, орыстың «медь»(полякша miedr, чех тілінде – med) ескі немісше smida (металл) және shmied (ұста, ағылшынша smith) сөздерінен шығарады.Әрине, бұл сөздердің түбірлерінің туыстығына дау жоқ, бірақ та бұл екі сөзде гректің рудник, копь деген сөзінен бір-біріне байланыссыз түрде шыққан. Осы сөздерден басқада туыс атаулар шыққан – медаль-медальон(французша medaile). Орыстың ескі жазбаларында мыс және мыстан жасалған деген сөздер кездеседі. Алхимиктар мысты Венера (Venus) деп атаған. Қазақстанда да мұндай атаулар ерте заманннан бар. Олардың атауларын ерте кезде өмір сүрген ата-бабаларымыз қойған, және де осы күнге дейін сол аттарын сақтап қалған. Мысалы: Мыстау, Мыстөбе, Жезді тағы басқа сол сияқтылар. Көптеген түсті металдардан сапасы жөнінен бастапқы материалдардан да асып түсетін қорытпалар жасалады. Мыстың қалайымен (қола), мырышпен (жез), никельмен (мельхиор), алюминиймен (дюралюминий) қорытпалары бұрыннан қолданылып келсе, ал берилий қоласы ҒТР дәуірінде пайда болды. Периодтық жүйедегі орны және атом құрылысы: Мыс – I топтың қосымша топшасындағы металл. Мыс атомының электрондық формуласы: +29Cu 1s2 | 2s2 2p6 | 3s2 3p6 3d10| 4s1 Мыс атомындағы s-электрондардың біреуі сыртқы (төртінші) энергетикалық деңгейден d-деңгейшесіне ауысқандықтан, мыс қосылыстарында +1 тотығу дәрежесін (мысалы, Cu+12O) және +2 тотығу дәрежесін (мысалы, Cu+2O) көрсетеді. Табиғатта таралуы: Мыс табиғатта негізінде байланысқан түрде кездеседі, мысалы мынадай минералдардың: мыс жылтыры Cu2S, куприт Cu2O, мыс колчеданы CuFeS2, малахит (CuOH)2CO3 құрамына кіреді. (Осы жерде және әрі қарай химиялық формуламен минералдардың негізгі бөліктері көрсетілген). Алынуы: Мыстың өндірістік алыну процесін (мыс жылтырынан) қарапайым түрде былай көрсетуге болады 2
2 S + 3 O 2 → T ∘ 2 C U 2 O + 2 S O 2 ↑ Мыс оксиді әрекеттеспей қалған мыс (I) сульфидімен Cu2S реакцияға түседі. Осы процестің нәтижесінде мыс түзіледі: 2
2 O + 2 C U 2 S → T ∘ 6 C U + S O 2 ↑ Бұл жолмен алынған мыста қоспалар болады. Таза мысты электролиз әдісімен алады. Физикалық қасиеттері: Мыс – ақшыл-қызғылт түсті, жеткілікті дәрежеде жұмсақ, созылғыш. Балқу температурасы – 1083 °С. Ол – өте жақсы ток өткізгіш (тек күмістен кейін). Химиялық қасиеттері: Құрғақ ауада қалыпты температурада мыс мүлде өзгермейді деуге болады. Температураны жоғарылатқанда мыс жай да, күрделі заттармен реакцияға түседі. Жай заттармен өзара әрекеттесуі: C
C L 2 ⟶ C U C L 2 2 C U + O 2 → T ∘ 2 C U C
S → C S 2 , T ∘ C U S Күрделі заттармен өзара әрекеттесуі: C U + 2 H 2 S O 4 → T ∘ C U S O 4 + S O 2 ↑ + 2 H 2 O C U + 4 H N O 3 ⟶ C U ( N O 3 ) 2 + 2 N O 2 ↑ 3 C U + 8 H N O 3 ⟶ 3 C U ( N O 3 ) 2 + 2 N O ↑ + 4 H 2 O Қолданылуы: Мыс тағы да әр түрлі құймалар өндіруде қолданылады. Мыстың қосылыстары да кең түрде қолданылады, мысалы: мыс (ІІ) сульфатының кристаллогидраты (мыс купорасы) CuSO4∙5H2O өсімдіктердің зиянкестері мен ауруларына қарсы күресте пайдаланылады: мыс (ІІ) гидроксиді Cu(OH)2 органикалық қосылыстағы альдегидтік топты анықтау үшін тотықтырғыш ретінде қолданылады: 2 C U O H → T ∘ C U 2 O + H 2 O Мыс қызғылт-сары түсті, жұмсақ металл. Ауада жылдым тотығып, ашық қызыл-сары рең береді. Мыс жұқа түрінде көгілдір-жасыл түске ие. Мыс куб тәріздес көпбұрышты торшадан құралған. Кеңістікте тобын F m3m, a = 0,36150 нм, Z = 4 құрайды. Мыс өте жоғары жылу және электр өткізгіштігімен(электрөткізгіштік-күмістен кейін 2 орында, 200С та өздік өткізгіштік 55,5-58МСм/м) белгілі. Екі тұрақты изотобы бар. 63Cu және 65Cu. Бірнеше радиоактивті изотоптары да кездеседі. Ең көп сақталынатын изотобы 64Cu, оның жартылай ыдырау периоды 12,7 сағ. Бұл екі нұсқамен ыдырап, басқа заттар түзіледі. Мыстың әртүрлі құймалары белгілі: мырыш пен латун, қола мен қалайы, мельхиор мен никель, бабит пен қорғасын және тағы басқа. Дәстүрлі түрде мыс әлсіз қышықыл ерітіндіден қышқылсутек көмегімен бөлінетін Ерітінділерде мыс иондары комплексонометриялық және ионометриялық түрде анықталады. Ерітінділерде мыстың өте аз мөлшерде кинэтикалық тәсілмен анықталады. Ауада ылғалсыз және диоксид көмірсутегі болмаған жерде өзгермейді. Су қосылған тұз қышқылымен әрекеттеспейді. Оттегі қоспасының нәтижесінде ерітіндіге айналады. Мыс концентрленген күкірт және азот қышқылымен, патша арағымен, оттегімен, галогендермен, халькогендермен, металл еместердің оксидтерімен тотығады. Қыздыру нәтижесінде галогенсутектермен әрекеттеседі. Мыс ылғалды ауада негізгі мыс карбонатын(II) құрап, тотығады. Қоспа түрінде мыс екі дәрежеде тотығады. Оксид тұрақсыз дәрежеде Cu+ және көбіне тұрақты Cu2+, тиісінше көк және жасыл-көк түрінде тұз түзе кездеседі. Арнайы жасақталған жағдайда +3 тіпті +5 тотыққан қоспаларын алуға болады. Бұлар 1994 жылы Cu(B11H11)23- купроборан анионында кездескен. Мыс карбонаты(ІІ) жасыл түске ие, сондықтан мыстан жасалған ескерткіштердің, бұйымдардың және ғимараттардың жасылданып тұратыны сондықтан. Мыс сульфаты(ІІ) гидратация кезінде көк түсті мыс купорасы кристалына айналып, CuSO4∙5H2O, фунгицид түрінде қолданылады.. Және де тұрақсыз мыс сульфаты(І) кездеседі. Мыстың екі тұрақты мыс оксиді бар – мыс оксиді (І) Cu2O және мыс оксиді(ІІ) CuO. Мыс оксидтері иттрий барий мыс оксидін (YBa2Cu3O7-δ) алу үшін қолданылады. Бұлар өте жоғары өткізгіштердің негізі болып табылады. Мыс хлориді түссіз кристал (көбіне ақ ұнтақ,) тығыздығы 4,11 г/см3. Құрғақ түрінде тұрақты. Ылғалды жерде оттегімен тотығып, көк-жасыл түске енеді. Сульфит натрийнің тұз ерітіндісінде мыс хлоридін(ІІ) синтездеп алуға болады. Мыстың көптеген қоспалары ақ немесе түссіз түрде кездеседі. Бұл мыс ионындағы(І) барлық бес 3d орбиталінің электрон буымен толыққанымен байланысты. Бірақ та Cu2O оксиді қызыл-қоңыр түске ие. Мыс ионы(І) су ерітіндісінде тұрақсыз және жеңіл диспропорционалданады. Мыс жоғарғы санатты өсімдіктер мен жануарларға қажетті элементтің бірі болып табылады. Қанда мыс церулоплазмон белогымен тасымалданады. Ішекте сіңірілген мыс бауырға альбуминнің көмегімен тасымалданады. Сонымен қатар мыс өте көп мөлшерде ферменттердің құрамында бар. Мысалы цитохром-с-оксидазада. Мыс пен мырышы бар супероксид дисмут ферментінде және деоттегін тасымалдайтын гемоцианин белогында бар. Малюскалар мен көпаяқтыларда мыс темірдің орнына оттегіні тасымалдайды. Мыс пен мырыш асқазан жолдарындағы өңделу кезінде бірімен-бірі бәсекелес деп болжанады. Сондықтан екеуінің біреуі ас құрамында көп болса екіншісінің азаюына алып келеді. Дені сау адамға күніне 0,9 мг мыс қажет. Егер ағзада мыс жетіспесе, бауырда қорланған темір гемоглобинмен байланысқа түсе алмайды. Мыстың мөлшерінің аз немесе көп екендігінің көрсеткіші — адамның шашы. Мыстың мөлшері төмендеген кезде немесе жетіспеген жағдайда шаш тез ағарады. Мыс қанға оттегінің өтуін қамтамасыз етеді. Мыс көптеген ферменттердің құрамына кіреді, ұлпалардағы тотығу реакциясын жылдамдатады. Мыс ағзаға тағам арқылы түседі. Әсіресе, теңіз тағамдарында, қырыққабатта, картопта, қалақайда, жүгеріде, сәбізде, алмада көбірек кездеседі. Өзіндік өте төмен кедергілік қасиетіне сәйкес (күмістен кейін) мыс, электротехникада күшті кабельдер де басқада түрде қолданылады. Мыс сымдары энергия сақтайтын орамдарда және күшті трансформаторларда қолданылады. Бұл үшін металл өте таза болуы тиіс қоспалар электрөткізгіштігін төмендетіп жібереді, мысалы, мыстың құрамында 0,2 % алюминий болған жағдайда электрөткізгіштігі 10 %-ға төмендейді. Мыстың тағы бір қасиеті – өте жоғары дәрежедегіжылу өткізгіштігі. Бұл қасиетіне сәйкес жылу бөлінетін, жылу беретін жерлерде қолданады. Бұларға суыту радиоторлары, кондиционерлер және жылу радиоторлары жатады. Өте жоғары механикалық мықтылығына сонымен бірге механикалық өңдеуге тез келетініне сәйкес дөңгелек мыс құбырлары сұйықтар мен газдарды тасымалдауға су құбырларының ішкі системаларында жылыту жүйелерін газбен жабдықтау, кондиционер құрылғыларында, суыту агрегаттарында пайдаланылады. Көптеген елдерде мыс құбырлары осы жағдайлар үшін ең негізгі болып табылады. Франция, Ұлыбритания және Австрияда ғимараттарды газбен қамтамасыз ету үшін. АҚШ, Ұлыбритания, Швеция, Гонконгта сумен қамтамасыз ету үшін, Ұлыбритания мен Швецияда жылыту үшін қолданылады. Ресейде мыстан жасалған су-газ құбырларын пайдалану және өндіру ГОСТ стандартына сәйкестендірілген. Сонымен бірге мыстан жасалған құбырлармен құймалар, кеме жасау және энергетикада, су мен буды тасымалдауға қолданылады. Ацетиленнің полимеризацияда мыс ең негізгі, ең көп қолданылатын катализатор, сондықтан мыс құбырларында ацетилинді тасу үшін құбыр құймасындағы мыстың құрамы 64%-дан аспауы қажет. Мыс сонымен бірге архитектурада қолданылады. Ғимараттардың төбелері мен маңдайшаларына мыстан жасалған қаңылтырларды пайдалану 100-150 жылға дейін жетеді. Жақын уақыттарда медицинада мыстың бактерицитті қасиетін пайдалану болжануда. Аурухана ішілік бактерияны таситын: есіктер, есік тұтқалары, су құбырлары, қабат аралық қорғандар, керуеттің бастары, столдың беттері – барлық заттар қай жерге адам қолы тиеді.Және де: Ежелгі адамдар мысты тиын жасау үшін қолданған.
Мыс сонымен бірге архитектурада қолданылады. Ғимараттардың төбелері мен маңдайшаларына мыстан жасалған қаңылтырларды пайдалану 100-150 жылға дейін жетеді. Жақын уақыттарда медицинада мыстың бактерицитті қасиетін пайдалану болжануда. Аурухана ішілік бактерияны таситын: есіктер, есік тұтқалары, су құбырлары, қабат аралық қорғандар, керуеттің бастары, столдың беттері – барлық заттар қай жерге адам қолы тиеді.Және де: Ежелгі адамдар мысты тиын жасау үшін қолданған. Мыстан қарулар, құралдар және безендіру заттарын жасауға болады. Мыс күшті, жылуды жақсы өткізетін және тот басуға тұрақты металл болғандықтан,тамақ істеу табаларын жасауда қолданылған. Мыс электр қуаты өндірісінде күнделікті тұтынуда электр схемалары мен өткізгіштерін жасауда қолданылады. Музыкалық аспаптар мен мүсіндер жасауда қолданылады. Мыс тот басуға тұрақты және жылуды жақсы өткізетін болғандықтан, су жүргізу жүйелерінде және жылыту құралдарын жасауда қолданылады. Мыстан жасалған құбырлар үйлер және басқа да ғимараттарға ыстық және суық суларды жеткізеді. Техниканың көптеген облыстарында мыс қосылған құймалар кеңінен қолданылады. Оның ішінде ең тараған түрлері жоғарыда аталған қола мен латунь бар. Екі құймада көптеген материалдардың негізгі аты болып айтылады. Құрамына мырыш пен қалайыдан басқа никель, висмут және басқа да металдар қолданылуы мүмкін. Мысалы, 16-18 ғасырда артилерияның оқ-дәрісінің құрамына мына негізгі үш металл кірген – мыс, қалайы, мырыш. Қару даярлау даярланған уақыты мен жеріне байланысты құрамы өзгертіліп отырған. Біздің кезімізде әскери өнеркәсіпте латунь гильза жасауға пайдаланылады. Машина детальдарын жасау үшін мыстың мырышпен, қалайымен, алюминиймен және басқада металдардың құймаларының беріктігі үшін қолданылады.(мысалы, 30-40 кгс/мм2 құймада және 25-29 кгс/мм2 та*а мыста). Мыс құймаларына (берилий және алюминий қоласынан басқа) термиялықлық өңдеу жүргізілмейді, олардың механикалық қасиеттерімен ұзақ тозбастығы химиялық құрамымен және оның қоспа құрылысына әсер етуімен анықталады. Мыс құймаларының қатаңдығы құрыштан төмен. Мыс құймаларының негізгі ерекшелігі төмен үйкелу коэффициентіне иелігі. Сонымен бірге көптеген құймалардың жоғарғы өткізгіштігімен және электрөткізгіштігінің коррозияға мықтылығымен түрлі орталарда қолданылуына жол ашады. Үйкеліс коэффициентінің шамасы барлық мыс құймаларында бірдей. Бірақ механикалық қасиетімен тозуға шыдамдылығы және әртүрлі ортада коррозияға ұшырауы құймалардың құрамы мен құрылысына байланысты. Қатаңдығы екі фазалы құймаларда иілгіштігі бір фазалы құймалардан жоғарырақ. Мыстыникель құймалары ақша жасауда (тиын жасауда) қолданылады, және де «адмиралтиалық» құймаларда, кеме жасауда кеңінен қолданылады. Себебі теңіз суының коррозиясына шыдамдылығына байланысты қолданылады. Мыс сонымен бірге қатты заттардың да құрамына кіреді. Бұлар – қайнау температурасы 590-880 °С бойынша металдармен жақсы кірігу қасиетіне байланысты әртүрлі металдан жасалған мықты қоспаларда пайдаланылады, әсіресе, әртекті металдардың құрамында құбыр арматурасынан бастап ракеталық двигательдерге дейін. Мыс–қайта өңдеуге келетін металдардың бірі. Қайта өңдеу–қоршаған ортаға айтарлықтай пайдасын тигізетін маңызды экономикалық әрекет. Қазіргі таңда мысқа деген қажеттіліктің 40%-ын қайта өңделген мыс қанағаттандырып отыр,ол, өз кезегінде, жер ресурстарын сақтауда. Мыстан жасалған өнімдердің барлығы дерлік қайта өңдеуге жарамды. Мысты қазып, өндіргеннен гөрі, оны қайта өңдеген арзанырақ түседі. Мыстың қайта өңдеуге жарамды болуының себебі– оны қаншама рет балқытып, жаңа пішінге келтіргенмен, қасиетін жоғалтпайды.Қайта өңделген мыстың басты көздеріне ескі су құбырғылары, шүмектер мен көлік радиаторлары жатады. Мысты ерітіп, жаңа өнім жасаған оңай. Титан-элементтердің периодтық жүйесінің IV тобындағы хим. Элемент, атомдық нөмірі 22, атомдық массасы 47,88. Табиғатта массалық саны 46 – 50 болатын 5 тұрақты және жасанды жолмен алынған 5 радиоактивті изотоптары бар. Титанды алғаш ТіО2 түрінде ағылшындық әуесқой-минеролог У.Грегор ашқан (1790). 1795 ж. неміс химигі М.Г. Клапрот (1743 – 1817) Грегор тапқан “менакит” элементі металдың табиғи тотығы ТіО2 екендігін анықтады, ал таза күйіндегі титанды нидерландық зерттеушілер А. ван Аркел мен де Бур алды (1925). Бос күйінде кездеспейді, тек оксидтер түрінде болады. Титан кең тараған элемент, жер қыртысындағы салмақ мөлшері 0,57%. Құрамында титаны бар 70-тен астам минералдардың ішіндегі ең маңыздылары: рутил (оның түрөзгерістері анатаз бен буркит), ильменит, титаномагнетит, перовскит, лопарит, титанит (сфен), лейкоксен. Түсі күмістей ақ, созылғыш және берік; 882°С-тан төмен температурада кристалдық торы гексагональды тығыз жинақталған (°-Ті), одан жоғары – кубтық көлемді орталықтандырылған (°-Ті); тығызд. 4,505 г/см3 (°-Ті) және 4,32 г/см3 (°-Ті), балқу t 1668°С, қайнау t 3330°С. Титан химиялық активті ауыспалы элемент, тотығу дәрежесі +4, сирек +3, +2. 500 – 550°С-қа дейінгі температурада металл бетінде оксид қабаты пайда болатындықтан ауада, теңіз суында, ылғал хлорда, хлоридтер мен азот қышқылы ерітінділерінде, күкірт қышқылы мен сілтілердің сұйытылған ерітінділерінде коррозияға тұрақты. Бөлме температурасында HCl, H2SO4, CCl3COOH, HCOOH, қыздырғанда оттек (400 – 500°С), азот (600°С-тан жоғары), көміртек және кремниймен (1800°С-тан жоғары) әрекеттесіп, сутек және басқа да ауа газдарын өзіне сіңіреді. Фтормен 150°С-та, хлормен 300°С-та, иодпен 550°С-та әрекеттесіп, сәйкес галогенидтерін түзеді. Бор, көміртек, селен, кремниймен әрекеттесіп, металға ұқсас қосылыстар түзеді. Титан қосылыстарының балқуы қиын, өте қатты, түстері әр түрлі болып келеді. Титанды өндірісте кентас концентраттарын хлорлап, алынған TіCl4-ті магниймен (кейде натриймен) тотықсыздандырып, титан кірмесін (губка) алады. Оны вакуумдық доғалы пештерде балқытып, кесек металл алынады. Титан авиация, зымыран, кеме, автомобиль жасауда қолданылатын беріктігі жоғары титан құймаларын (Al, V, Mo, Mn, Cr, Sі, Fe, Sn, Zr, Nb, т.б.) дайындауға және радиоэлектроникада, тамақ, шарап, қағаз, бояу өнеркәсіптеріне қажетті аспаптар мен қондырғылар жасауда кеңінен қолданылады. Титан табиғатта таралуы бойынша 10-шы орында. Жер қабатындағы құрамы — салмағы бойынша 0,57%, теңіз суындағы мөлшері — 0,001 мг/л[5]. Жер қыртысында титан әрдайым төрт валентті және тек оттегі қосылыстарында кездеседі. Еркін түрде кездеседі. Титанның желдену және тұндыру жағдайында Al2O3-пен геохимиялық ұқсастығы бар. Ол жел қабығының бокситтерінде және теңіз сазды шөгінділерінде шоғырланады. Титанды тасымалдау минералдардың механикалық сынықтары түрінде және коллоид түрінде жүзеге асырылады. Салмағы бойынша 30% TiO2 дейін кейбір балшық жиналады. Титан минералдары желденуге төзімді және шашылған жерлерде ірі концентрациялар құрайды. Құрамында титан бар 100 минералдар бар. Олардың ішіндегі ең маңыздысы: рутил TiO2, ильменит FeTiO3, титаномагнетит FeTiO3 + Fe3O4, перовскит CaTiO3, титанит (сфен) catisio5. жүктеу/скачать 30,62 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|