Gurux elementlarining binar birikmalari va sanoatda ahamiyati

S + Na2
4
S O3 + 3H2O
Oltingugurt oksidlari, xossalari

Oltingugurt kislorod bilan bir qancha oksidlar hosil qiladi.

Ulardan eng ahamiyatlisi oltingugurt dioksidi (SO2) va oltingugurt uch (SO3) oksidlaridir.
Oltingugurtni havoda qizdirilganda yonadi va SO2–sulfit gazini hosil qiladi, u о‘tkir hidli. U juda zaharli, elektr о‘tkazmaydigan suyuqlikka aylanadi. Sanoatda SO2, metall sulfidlarini va oltingugurtni oksidlab kuydirib olinadi.
S + O2 = SO2
2PbS + 3O2 = 2PbO + 2SO2
Laboratoriyada misga konsentrlangan sulfat kislota ta’sir ettirib olinadi:
Cu + 2H2SO4 = CuSO4 + SO2↑ + 2H2O
SO2 molekulasining kimyoviy tuzilishi ozon molekulasi tuzilishiga о‘xshaydi. Oltingugurt atomi sp2 –gibridlanish holatida bо‘ladi.
Oltingugurt atomining о‘lchami katta bо‘lgani uchun S – O orasidagi bog‘lanish uzunligi (0,143 nm ) O – O (0,128 nm) ozon molekulasidagiga nisbatan katta. Ammo S – O dagi bog‘lanish energiyasi (489 kj/mol) SO2 molekulasida ozon molekulasida O – O bog‘lanish energiyasi (114,2kj/mol) ga nisbatan bir necha marta katta. Bu hol SO2 molekulasida elektron bulutlar kuchli qoplanishi va bog‘ning ionlilik hissasi katta ekanligi bilan asoslanadi. SO2 – qutbli molekula, suvda yaxshi eriydi, faqat suvda erigan molekulalarning oz qismi suv bilan birikib muvozanat qaror topadi:
SO2 + H2O ↔ H2SO3 ↔ H+ + HSO
3 ↔ 2H+ + SO2
3
Muvozanat kuchli darajada chapga siljigan. Sulfit kislotasi (H2SO3) erkin holda olinmagan, faqat suvdagi eritmada mavjud bо‘ladi, u о‘rtacha kuchdagi kislota (rK1 = 1,7, rK2 = 7,3). Sulfit SO 23
ionidagi hamma bog‘lar (S – O) teng kuchli va ularda bog‘ uzunligi SO2 dagiga nisbatan katta. SO 23 ioni strukturasi piramidal, oltingugurt atomlari sp3 – gibridlanish holatida
S
O
O
O
0,151
1050
2-
Sulfit kislota tuzlari–sulfitlar va gidrosulfitlar SO2 ni ishqorlarga yoki eruvchan metall karbonatlari eritmalariga ta’sir ettirib olinadi:
NaOH + SO2 = NaHSO3
2KOH + SO2 = K2SO3 + H2O
Na2CO3 + SO2 = Na2SO3 + CO2↑
SO2 va H2SO3 hamda sulfitlarda +4 oksidlanish darajasining beqarorligi uchun ular qaytaruvchi bо‘ladi.
Hatto qattiq sulfitlar saqlanish jarayonida sulfatlargacha oksidlanadi:
2Na2SO3 + O2 = 2 Na2SO4
Ammo kuchli qaytaruvchilar bilan oltingugurt +4 hosilalari oksidlovchi xossasini namoyon qiladi:
SO2 + 2H2S = 3S + 2H2O
Gidrosulfitlar qizdirilganda erkin holda noma’lum bо‘lgan disulfit (pirosulfit) kislota H2S2O5 ning tuzlari pirosulfitlarga aylanadilar:
2KHSO3 = K2S2O5 + H2O
Disulfit anioni nosimmetrik (simmetrik bо‘lmagan) strukturaga ega:
S
O
O
0,145
S
O
O
O
0,149
0,127
2-
SO2 ning suvdagi suyultirilgan eritmasidan H2S о‘tkazilganda Vakenroder suyuqligi hosil bо‘ladi. Uning tarkibida kolloid oltingugurt va uning nomi politionat kislotalari H2SxO6 (x=3 dan 20 gacha va undan ham ortiq) bо‘ladi. Politionat kislotalarida s-zanjirlari orqali birikkan bо‘ladi va ular sp3 gibridlanish holatida bо‘ladi.
Faqat boshdagi va oxirgi oltingugurt atomlari 3 tadan kislorod atomlari bilan birikkan bо‘ladi.
Masalan: pentationat kislotasining tuzilishi.
S
O
O
O
S
S
S
S
O
O O
0,150
1080
0,215
2-
Politionat kislotalari erkin holda olinmagan biroq ular ancha kuchli kislotalar.
Sulfitlarning kuchli eritmalari kukun holidagi oltingugurt bilan qizdirilganda – tiosulfatlar hosil bо‘ladi:
Na2SO3 + S = Na2S2O3

Tiosulfat kislota kuchi bо‘yicha sulfat kislotaga yaqinlashadi.

Tiosulfat ioni ozgina buzilgan tetraedr, chunki S – S bog‘i S – O bog‘iga nisbatan uzunroq:
S
S
O O
O
0,197
0,148
2-
Tiosulfatlar hatto kuchsiz oksidlovchilar bilan ham oksidlanadilar:
2Na2S2O3 + I2 = Na2S4O6 + 2NaI
Yuqori temperaturada va katalizator ishtirokida SO2 da oltingugurt +4 dan kislorod bilan oltingugurt uch oksid (SO3) gacha oksidlanadi (SO2 ni katalitik oksidlash )
2SO2 + O2 = 2SO3 kat, V2O5, t = 4500C
SO3 - uch xil modifikasiyada bо‘ladi. 1. gaz holida monomer SO3
2. eng barqaror a - SO3 shoyidek yaltiroq ignasimon havoda kuchli hidli, tc=400C, suv bilan shiddatli birikib sulfat kislota hosil qiladi.
3. muzga о‘xshash g – SO3 modifikasiyada , tc = 16,80C, tq= 44,80C.
Bug‘ holida SO3 molekulasi tо‘g‘ri uchburchak shaklida bо‘lib markazda S atomi sp2 gibridlanish holatida bо‘ladi:
S
O
O
O
1200
S
O O
O
S
O
O
O O
S
O O
0,140
0,160
Monomer trimer
SO3 suyuqlik holida trimerlangan (SO3)3 bо‘ladi. Ularda oltingugurt atomlari sp3-gibridlangan bо‘ladi va kislorod atomlari bilan tetraedr hosil qiladi. Tetraedrlar bir–birlari bilan kislorod kо‘priklari orqali bog‘langan bо‘ladi. SO3 qattiq holatda geterozan-
jirli polimer strukturasiga ega.
O O O O
S S S
O O O
O O O
0,163
0,141
358
SO3 ning suvda erishi issiqlik chiqishi (H0 298= -62,7 kj/mol) bilan sodir bо‘ladi va sulfat kislota H2SO4 hosil bо‘ladi:
SO3 + H2O = H2SO4
Laboratoriyada SO3 kaliy pirosulfatni K2S2O7 parchalab olinadi.
K2S2O7 t0CK2SO4 + SO3
Sulfat kislota, uning xossalari va kontakt usulida olishning kimyoviy asoslari
Suvsiz sulfat kislota, monogidrat deb ham ataladi, qovushqoq yog‘simon suyuqlik, hidsiz va rangsiz. Monogidrati deyarli elektr tokini о‘tkazmaydi, uning shaxsiy ionlanishi juda kichik. Suv bilan istalgan miqdorda aralashadi. Suvdagi eritmasida ikki negizli kuchli kislota
(rK1= -3 va rK2 = 2):
H2SO4 → H+ + HSO
4 gidrosulfat ioni faqat konsentrlangan eritmalardagina bо‘ladi.
HSO
4 H+ + SO 24
H2SO4 molekulasining kimyoviy tuzilishi buzilgan tetraedrga javob ______________beradi. Gidrosulfat ionida (HSO
4 ) kattaroq darajada buzilgan tetraedr. Sulfat ioni SO 24 - ioni tо‘g‘ri tetraedr shakliga ega, unda hamma masofalar va bog‘lararo burchak teng qiymatli:
S
O
HO
O
HO
S
HO
O
O
O
S
O
O
O
O
2-
Konsentrlangan sulfat kislota–kuchli oksidlovchi.
Qaytaruvchining kuchiga bog‘liq holda u SO2 gacha, oltingugurtgacha (S) va H2S gacha qaytarilishi mumkin.
2H2SO4(kons) + Zn = ZnSO4 + 2H2O + SO2 ↑
H2SO4(suyul) + Zn = ZnSO4 + H2↑
5H2SO4(kons) + 8Na = 4Na2SO4 + H2S↑ + 4H2O
Sulfat kislota qiyin uchuvchan suyuqlik, u kо‘pgina kislotalarni ularning tuzlari eritmasidan siqib chiqaradi:
CaF2 + H2SO4 = CaSO4 + 2HF↑
2NaCl + H2SO4 = Na2SO4 + 2HCl↑
2CH3COOK + H2SO4 = K2SO4 + 2CH3COOH

Metallarning kuchlanish qatorida vodoroddan chaproqda turgan metallar suyultirilgan H2SO4 bilan reaksiyaga kirishganda vodorod ajralib chiqadi:

Zn + H2SO4(cuyul) = ZnSO4 + H2↑
Ushbu reaksiyadan laboratoriyada vodorod olish uchun foydalaniladi.
Suyultirilgan sulfat kislota kuchli kislota xossasiga ega bо‘lganligi uchun metallarning oksidlari, asoslar va tuzlar bilan reaksiyaga kirishadi:
Na2O + H2SO4 = Na2SO4 + H2O
Al2O3 + 3 H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2O
2KOH + H2SO4 = K2SO4 + 2H2O
Zn(OH)2 + H2SO4 = ZnSO4 + 2H2O
Konsentrlangan sulfat kislotasi S, P, C kabi metalmaslar bilan qizdirilganda ta’sirlashadi:
2 H2SO4(k) +S = 2H2O + 3SO2↑
2 H2SO4(k)+ C = 2SO2↑ + CO2↑ + 2H2O
Sulfat kislotasining tuzlariga sulfatlar deyiladi.
PbSO4, CaSO4, SrSO4 va BaSO4 lar suvda juda kam eriydi.
Kо‘pchilik boshqa sulfatlar suvda oson eriydilar. Kо‘pgina sulfatlar yer qobig‘ida minerallar sifatida uchraydi (CaSO4, SrSO4, BaSO4 vaNa2SO4 ……..). Na2SO4.10H2O– (glauber tuzi), MgSO4 . 7H2O – eksomit(achchiq yoki angliya tuzi) tuzlari muhim tabiiy minerallaridir.
Sulfatlar eritmalardan о‘zlarida bir qancha suv molekulalari tutgan kristallogidratlar kuporoslar holida ajralib chiqadi.
Kuporoslar–bu ayrim ikki valentli metallarning sulfatlariga kristallogidratlar deyiladi:
FeSO4 ·7H2O – temir kuporosi (och yashil);
CuSO4 · 5H2O – mis kuporosi (havorang);
NiSO4 ·7H2O – nikel kuporosi (yashil);
CoSO4 ·7H2O – kobalt kuporosi (tо‘q qizil);
ZnSO4 ·7H2O – rux kuporosi (oq).
Achchiqtoshlar. bu ikkilamchi (ikkita) sulfatlarning kristallogidratlaridir.
Umumiy formulasi: