Gurux elementlarining binar birikmalari va sanoatda ahamiyati

GURUX ELEMENTLARINING BINAR BIRIKMALARI VA SANOATDA AHAMIYATI

Reja:

1. 
   Oltingugurtni suyuqlantirish pechi
   
2. 
   Oltingugurt oksidlari, xossalari
   
3. 
   Kislorodning fizikaviy xossasi
   

Alkimyogarlarning nazariy tasavvurlarida oltingugurt katta rol о‘ynaydi, u tabiatning «asosiy boshlang‘ich» yonilg‘ilaridan eng mukammali sifatida ifodalangan. Oltingugurt yer qobig‘ida ancha kо‘p tarqalgan element hisoblanadi. Tabiatda turli shakllarda tarqalgan.

U tug‘ma (erkin) holida ham uchraydi.
Tabiiy minerallari ikkiga bо‘linadi:
Sulfidlar;
sulfatlar.
Sulfidlari: FeS2 – pirit, oltingugurtli kolchedan, temirli;
FeCuS2 – xalkopirit, mis kolchedani;
FeAsS - arsenopirit, mishyakli kolchedan;
PbS- galenit, qо‘rg‘oshin yaltirog‘i;
Cu2S- xalkozin, mis yaltirog‘i;
MoS2- molebdenit, molebden yaltirog‘i;
Ag2S- argentit, kumush yaltirog‘i;
Sb2S3- stibnit, Surma yaltirog‘i, kulrang surma ma’dani;
ZnS – sfalerit, aldama rux;
HgS – kinovar;
As4S4 – realgar.
Sulfatlar:
CaSO4 ∙ 2H2O- gips (tabiiy);
CaSO4 – angidrit;
MgSO4 ∙ H2O- kizerit;
BaSO4 – barit, og‘ir shpat;
SrSO4 – selistin;
KMg(SO4)Cl ∙ 3H2O – kainit.
Bulardan tashqari oltingugurt tabiiy kо‘mir tarkibiga, neft va oqsil jism (tana) larida (sochdagi, pat va jundagi keratin tarkibida) S kо‘p bо‘ladi.
Fiziologik ta’siri. Oltingugurt hayotiy muhim element, bog‘langan holda u hamma yuqori tartibli organizm (oqsillarning tarkibiy qismi) tarkibiga kiradi. Erkin oltingugurt insonlar uchun zaharli emas, kamroq miqdordagisi bо‘shashtiruvchi sifatida, mayda dispers oltingugurt terining yallig‘lanishiga sabab bо‘ladi (turli davolovchi oltingugurtli malhamlarni ishlatilishi uning shu xossasiga asoslangan), ular teri kasalliklarini davolashda ishlatiladi.
Oltingugurtning olinishi.
Jahon miqyosida olinadigan oltingugurtning deyarli asosiy qismi tug‘ma oltingugurtdan olinadi. Birinchi bosqichda tarkibida qum, shag‘al tuproq va boshqa qо‘shimchalari bо‘lgan ma’dan 140–1500S gacha qizdirilgan suv bug‘lari bilan ishlanadi. Bunda olingan oltingugurt tarkibida qо‘shimchalaridan maxsus pechlarda haydash yо‘li bilan tozalanadi.
Bunga oltingugurt qalamchalari deyiladi va sotuvga chiqariladi.
Agar B kamerada temperatura 1200S dan yuqoriroq bо‘lsa, oltingugurt tо‘liq suyuq holda bо‘ladi va keyin butunlay qotadi. Uni maydalab olinadi va sotuvga chiqariladi.
2. Kо‘mirni gazifikasiyalashda hosil bо‘ladigan mahsulotlarni «desulfirlash» (suv, havo va yorituvchi gaz) natijasida ham oltingugurt ajratiladi: masalan, havo va aktivlangan kо‘mir katalizatori ta’sirida H2S tarkibidagi S-2 dan S0 gacha oksidlanadi va erkin holda ajralib chiqadi:
2H2S + O2 = 2H2O + 2S
H2S ni O2 chala yonishi reaksiyasi balan (reaksiya yuqoridagi kabi), va natriy tiosulfatga kislota ta’sir ettirib:
Na2S2O3 + 2HCl = 2NaCl + SO2 + H2O + S↓
yoki ammoniy polisulfidni haydash yо‘li bilan ham oltingugurt ajratiladi:
(NH4)2(S5) xaydash
t 0
(NH4)2S + 4S↓
Har yili jahon bо‘yicha n.mln tonna oltingugurt ishlab chiqariladi. Oltingugurt sanoatning turli sohalarida: sulfat kislota ishlab chiqarishda, qog‘oz sanoatida, rezina va gugurt ishlab
chiqarishda, asosiy xomashyodir. Oltingugurt qishloq xо‘jalik zararkuA idishda qizdirishdan hosil bо‘lgan oltingugurt bug‘lari B kameraga о‘tadi va tez sovutiladi. Natijada oltingugurt
idish devorlarida juda mayda zarrachalar holida chо‘kadi. Bu kukunga «oltingugurt guli» deyiladi. Bu kukun holidagi oltingugurt~1200S da suyuqlantiriladi
Oltingugurtni suyuqlantirish pechi va qolipchalarga quyilib sovutiladi.
Bulardan tashqari oltingugurt uglerod disulfid (CS2) natriytiosulfat, oltingugurtli bо‘yoqlar, ultramarin kо‘ki kabi moddalarni olishda ham ishlatiladi. Toza oltingugurt zaharsiz. U kam miqdorda iste’mol qilinishi ichki yaralarni sо‘rilishiga va qisman gemorroyni tuzalishiga foyda qiladi.
Fizikaviy xossasi. Toza oltingugurt sariq kristallik modda,zichligi r 2,07 g/sm3, ts = 1190S, tq = 4450S. U issiqlik va elektr tokini juda yomon о‘tkazadi. Oltingugurt suvda erimaydi. Uning uchun yaxshi erituvchi CS2 dir.
Allotropik modifikasiyalari. Oltingugurt erkin holda har xil uzunlikdagi molekulalardan tuzilgan (S, S12, S8, S6 S2 va boshqalar) va bu molekulalar har xil usullarda tartiblanadilar, shuning uchun oltingugurt bir qancha modifikasiyalarda mavjud bо‘ladi.
Uy temperaturasida oltingugurt a - kо‘rinishda bо‘ladi (rombik modifikasiya), u sariq mо‘rt kristallar, hidsiz. 960S dan yuqoriroq temperaturada a -oltingugurtni asta-sekin b -oltingugurtga aylanishi sodir bо‘ladi. (monoklinnik modifikasiyasi), u deyarli oq kristallik
plastinkalaridan iborat. a va b oltingugurtlarni suyuqlanish temperaturalari tc=112,80C va tc=119,30C muvofiq ravishda. b –oltingugurt zichligi r 1,96 g/sm3.
Bu ikki modifikasiyalar bir-birlaridan kristallik strukturalari bilan farq qiladi.
Oltingugurtning suyuqlanishi uning hajmini sezilarli darajada (~15 % ga) ortishi bilan kuzatiladi. Suyuqlangan oltingugurt sariq, oson harakatlanuvchan suyuqlik, u 1600S dan yuqoriroq haroratda qо‘ng‘irlashadi va 1900S dan tо‘q jigarrangli qovushqoq massaga aylanadi. 1900S dan yuqori temperaturada quvushqoqligi kamayadi va ~4000S da suyuqlangan oltingugurt tо‘q jigar rangda qolib, yana oson harakatlanuvchan suyuqlikka aylanadi. Qizdirilganda sodir bо‘ladigan bu о‘tish (aylanish) xossalari oltingugurtni ichki tuzilishini о‘zgarishi bilan bog‘liq. Quyidagi rasmda oltingugurtning holat diagrammasi keltirilgan.

M i i i eeei ee

S
Cyt e S
I eoei aoaoeo i aeeaee
112,80 119,30
95,40S da a - oltingugurt monoklinnik b -oltingugurtga о‘tadi,
uning suyuqlanish temperaturasi 119,30S, ikkala modifikasiyadagi oltingugurt siklik tojsimon S8- molekulalaridan tuzilgan. a va b modifikasiyadagi oltingugurtlar kristallaridagi S8 molekulalarini о‘zaro joylanishlari bilan farq qiladi. S8 molekulasida oltingugurt atomlari sp3 gibridlanish holatida bо‘ladi va bir-birlari bilan kovalent bog‘lar bilan bog‘langan. Oltingugurt uchun odatdagi sharoitda 8 atomli xalqali molekula harakterlidir.
2,05 A0
1080
S8 molekulasining tuzilishi
1600S dan yuqori temperaturada xalqaning uzilishi sodir bо‘lib,ochiq zanjir hosil bо‘ladi (qovushqoqlikni ortishi va rangni о‘zgarishi kuzatiladi).
Keyinchalik 1900S dan yuqoriroq temperaturagacha qizdirilganda zanjirning (S) о‘rtacha uzunligi kamayadi, natijada suyuqlanmaning qovushqoqligi yana kamayadi. Suyuq oltingugurt 444,60S da qaynaydi.
Suyuqlangan oltingugurt sovuq suvga quyilsa, suyuqlanmani о‘ta sovishi sodir bо‘ladi va sariq-jigar rangli, rezinaga о‘xshash pichoq bilan kesiladigan plastik oltingugurt hosil bо‘ladi (a va b - oltingugurt aralashmasi), u havoda bir necha minut ichida sarg‘ayadi, loyqa rang va mо‘rt
bо‘ladi.
Oltingugurt bug‘larida 9 muvozanatlarning о‘rni bor. S2 molekulasining tuzilishi O2 molekulasi tuzilishiga о‘xshaydi. Bо‘shashtiruvchi MO. p 3p da joylashgan 2 ta toq elektronlari S2 molekulasi paramagnit xossasiga ega qolgan hamma hollarda oltingugurt molekulalari diamagnitdir.
Oltingugurtni kimyoviy xossasi.
Oltingugurtning holat diagrammasi

Sovuqda oltingugurt ancha inert (faqat ftor bilan kuchli darajada birikadi), qizdirilganda kimyoviy aktivligi ortib boradi va xlor hamda brom bilan (yod bilan emas) ta’sirlashadi, kislorod, vodorod va metallar bilan ham birikadi.

Metalmaslar bilan ta’siri.
Oltingugurt kislorod, galogenlar va oksidlovchi kislotalar (HNO3, H2SO4 kons) ta’siridan yaxshi oksidlanadi.
S +O2 = SO2 S + 2H2SO4 (kons) = 2SO2 + 2H2O
S + 3F2 = SF6 S + 2HNO3 (kons) = H2SO4 + 2NO
SF6 – rangsiz, hidsiz zaharsiz gaz. Kimyoiy jihatdan inert. Gaz holidagi izolyator sifatida yuqori qurilmalarda ishlatiladi.
2S + Cl2 = S2Cl2
S2Cl2 odatdagi sharoitda suyuqlik rezina sanaotida ishlatiladi
SCl2 SCl4 S2F10 SF4 S2F2 hamda S2Br2 galloidlari ham ma’lum. Galloidli birikmalarini barqarorligi ftordan yodga о‘tgan sari kamayadi. Yodli birikmalarini olish juda ham qiyin.
Oltingugurt vodorod bilan odatdagi sharoitda birikmaydi.
Qizdirilganda qaytar reaksiya bilan birikadi:
H2 + S t0CH2S
Muvozanat -3500S da о‘ngga undan yuqori temperaturada chapga siljiydi.
Metallar bilan ta’siri (sulfidlar).
Oltingurutning metallar bilan hosil bо‘lgan birikmalari yoki vodorod sulfid kislotasining tuzlariga sulfidlar deyiladi.
Sulfidlarda oltingugurtning oksidlanish darajasi -2 bо‘ladi.
Sulfidlar turli usullarda olinadi. Eng sodda usul S kukunini tegishli metall kukunlari bilan qо‘shib qizdirishdir:
Fe + S = FeS Cu + S = CuS
Metallik simob bilan oltingugurt suyuq havo temperaturasida ham birikadi. Oltingugurtning bu xossalaridan xonalarga metallik simob tо‘kilganda uni tozalash uchun qо‘llaniladi. Bunda simob tо‘kilgan joylarga qalin oltingugurt kukuni sepib qо‘yiladi. Hg + S =HgS hosil bо‘ladi.
Og‘ir metallarning sulfidlari sanoatda muhim ma’danlar hisoblanadi.
( PbS, Cu2S, HgS, FeS2….).
Ularni kuydirish yо‘li bilan oksidlarga qaytariladi va oksidlarni qaytarib tegishli metallar olinadi:
2PbS +3O2 = 2PbO +2SO2 (kuydirish);
2PbO + PbS = 3Pb + SO2(qaytarib kuydirish);
yoki
PbO + CO = CO2+ Pb
Vodorod sulfid.
Vodorod sulfid rangsiz gaz (tc=-860C tk=-600C), о‘ziga xos hidli (aynigan tuxum hidli). 1qism H2S 100000 qism havoga aralashgan bо‘lsa ham uning о‘ziga xos hididan bilish mumkin. Vodorod sulfid ancha zaharli uning zaharlovchi tasiri gemoglobindagi temir bilan ta’sir-
lashib gemogleobinni kislorod tashuvchi xossasini buzish yoki tо‘la faoliyatini ishdan chiqarish bilan tushuntiriladi. Vodorod sufid amalda temir sulfidga suyultirilgan HCl kislota ta’sir ettirib olinadi.
FeS + 2HClc = Fe Cl2 + H2S
Vodorod sulfid olishning qulay usullaridan biri kukun holidagi oltingugurtni parafin va maydalangan asbet bilan aralashmasini ( 3 : 5 : 2 massa nisbatlarida) 170S dan yuqori temperaturada qizdirib olinadi. Sovutilganda reaksiya tо‘xtaydi qizdirilganda yana H2S ajralib chiqadi. Daslabki aralashma oldindan tayyorlab qо‘yilib, H2S kerak bо‘lganda ishlatiladi (1gramm aralashma -150 ml H2S beradi).
H2S ning kimyoviy tuzilishi oltingugurtda gibridlanishini juda kichik ekanligini hisobga olmasak suv molekulasining tuzilishiga о‘xshaydi. H2S molekulasi suv molekulasiga nisbatan ancha kam qutblangan (HSH=900). Oltingugurtning nisbiy elektromanfiyligi kislorodnikiga nisbatan kam. Shu sababli vodorod sulfidda vodorod bog‘lanish har qanday agregat holatda ham amalda bо‘lmaydi.
Vodorod sulfidning shaxsiy ionlanishi juda kichik, uning ionli kо‘paytmasi (H3S+) ( HS- ) = 10-33 ga teng uning suvdagi eritmasida ionli kо‘paytmasi ancha yuqori: H2S + H2O H3O++HS-, PK1 = 7,3 va PK2=13,8 shuning uchun uning suvdagi eritmasi kuchsiz kislota. Vodorod sulfid kislotasining tuzlari–sulfidlar, og‘ir metallarning sulfidlari suvda erimaydi. Ishqoriy metallarning sulfidlarini suvdagi eritmalari oltingugurtni eritadi va polisulfidlar xosil qiladi.
Na2S + S = Na2S2
Na2S + 2S = Na2S3 va h. o.
Polisulfidlarda oltingugurt miqdorining ortishi bilan eritmalar rangining intensivligi sariq – zarg‘aldoqdan qizil (Na2S9) ranggacha о‘zgaradi.

Polisulfidlarning konsentrlangan eritmalarini ohistalik bilan kislota eritmasiga quyilsa, idish tubida og‘ir yog‘simon suyuqlik polisulfanlar hosil bо‘ladi.

Na2Sx + 2HCl = 2NaCl + H2Sx↓
H2Sx – molekulasini hamma a’zolari H2S8 gacha ajratilgan. Polisulfan molekulalari xuddi polisulfid molekulalariga о‘xshab zigzag tuzilishiga ega. Unda oltingugurt atomlari sp3-gibridlanishda bо‘ladi. Zanjir polisulfidlarda metallar bilan polisulfanlarda esa vodorod atomlari bilan tugallanadi:
H
S
S
S
S
S
S
H
Kimyoviy tuzilishi bо‘yicha faqat disulfanlar farq qiladi, ular vodorod peroksid bilan analogdirlar:
H
S S
H
910
920
Polisulfanlar suvda kislota, shu bilan birga kislota kuchi, po lisulfid ionida S 2x oltingugurt atomining sonini ortishi bilan ortib boradi. Masalan, H2S4 tetrasulfon kislotasi sirka kislotasidan kuchliroq, vodorod sulfidga nisbatan esa juda kuchli hisoblanadi.
Polisulfidlar polisulfanlarga nisbatan barqaror hisoblanadi, ular oksidlovchi va qaytaruvchi xossalarini namoyon qiladi.
Polisulfidlarning ishlatilish sohasi turli tumandir. Ishqoriy metallarning, ammoniy va kalsiy va bariyning polisulfidlari insektofungidsidlari – qishloq xо‘jalik ekinlarining zararkunandalari hamda kasalliklariga qarshi kurashuvchi kimyoviy preparatlar sifatida ishlatiladi.
Pо‘latdan va chо‘yandan yasalgan buyumlarni korroziyaga chidamligini oshirish uchun ularning sirti ammoniy, kaliy va natriy polisulfidlari bilan sulfirlanadi va qoraytiriladi.
Natriy va kaliy polisulfidlari aralashmasi (oltingugurt jigari) bilan kо‘nchilik sanoatida terilardan junni tо‘kishda foydalaniladi. Oltingugurt jigarining ta’siri nafaqat uning kuchli ishqorliligida balki oksidlovchi ta’sirida hamdir. Bulardan tashqari polisulfidlar su’niy kauchukning ayrim turlarni sintez qilishda ishlatiladi.

Ishqoriy va ishqoriy–yer metallarining sulfidlari hamda ammoniy sulfid suvda yaxshi eriydi. Qolgan sulfidlar eritmalardan (hatto nordon eritmalardan ham) harakterli rangda suvda erimaydigan chо‘kma holida ajralib chiqadi:

Masalan: FeSO4 + (NH4)2S = FeS↓ + (NH4)2SO4
2BiCl3 + 3H2S = Bi2S3↓ + 6HCl
Cu(NO3)2 + H2S = CuS↓ + 2HNO3
Quyidagi sulfidlar nordon eritmalardan vodorod sulfid yordamida chо‘ktiriladi:
HgS, Ag2S, PbS, CuS – qora rangli;
SnS, Bi2S3 – jigar rangli;
As2S3, As2S5, SnS2, CdS – sariq rangli;
Sb2S3 , Sb2S5- zarg‘aldoq rangli;
(HgS – tabiatda qizil qon rangda uchraydi, unga kinovar deyiladi) Quyidagi sulfidlar ammiakli eritmalardan ammoniy sulfid (NH4)S2 ta’sir ettirib chо‘ktiriladi:
FeS, NiS, CoS – qora rangli;
MnS – binafsha rangli;
ZnS- oq rangli;
(NH)2S – mо‘l bо‘lganda tushgan chо‘kma eriydi va eruvchan tio tuzlarni hosil qiladi.
SnS2, Sb2S5, Sb2S3, As2S3, As2S5, MoS3, WS3, V2S5.
Alyuminiy (III), temir (III) va xrom (III) sulfidlarning suvli eritmalarini olib bо‘lmaydi, ular suvda gidrolilanib sulfidlar о‘rniga juda kam eriydigan oq Al(OH)3, qо‘ng‘ir Fe(OH)3, kulrang –havorang Cr(OH)3 lar hosil qiladi va vodorod sulfid ajraladi.
Masalan:
Al2(SO4)3 + 3(NH4)2S + 6H2O = 2Al(OH)3↓ + 3(NH4)2SO4 + 3H2S↑
Buning sababi, reaksiyada dastlab hosil bо‘ladigan Al2S3, Fe2S3 va Cr2S3 tuzlari juda kuchsiz asos va kuchsiz kislota (H2S) dan hosil bо‘lganliklari uchun ular tо‘liq qaytmas reaksiya bilan gidrolizga uchraydi:
Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3↓ + 3H2S↑
Shu sababli bunday tuzlar faqat quruq usulda olinadi:
2Al + 3S = Al2S3
О‘z navbatida oltingugurt ishqorlarning qaynoq eritmalarida disproporsionirlash reaksiyasiga kirishadi:
3S0+ 6NaOH = 2Na2
2