6. Elektrometallurgiya üsulu ilə alınan 3–4 metalı sadalayın.
7. Elektroliz prosesi ilə qalvanik elementdə baş verən proses arasında fərq nədən ibarətdir?
8. KBr və MgCl
2
ərintilərinin elektroliz tənliklərini tərtib edin.
9. Tərkibində 20% mis(I) sulfid olan 12 ton zənginləşdirilmiş dağ süxurundan neçə kq mis
almaq olar. Misin praktik çıxımı 80% təşkil edir.
M
ETALLARIN ÜMUMİ FİZİKİ VƏ KİMYƏVİ XASSƏLƏRİ.
METALLARIN ELEKTROKİMYƏVİ GƏRGİNLİK SIRASI
Metalların əsas ümumi fiziki xassələri aşağıdakılardır:
1. metal parıltısı; 2. yüksək istilik və elektrik keçiriciliyi; 3. plastiklik.
Metalların plastikliyi – onların xarici qüvvənin təsiri ilə dağılmadan öz forma-
sını dəyişmək qabiliyyətidir.
2
– Nə üçün yemək bişirilən qablar, əsasən, metallardan hazırlanır?
Metalların fiziki xassələrinin dəyişməsi sıralarını nəzərdən keçirin və suallara cavab verin.
istilik və elektrik keçiriciliyi artır plastiklik artır
Hg Pb Fe Zn Mg Al Au Cu Ag Fe Zn Pb Sn Cu Ag Au
– Hansı metal ən plastik metaldır? Hansı məlumatlara əsasən bunu təsdiq edərdiniz?
– Hansı metalın elektrik keçiriciliyi ən yüksəkdir?
– Bəs nə üçün elektrik naqilləri mis və alüminiumdan hazırlanır?
– Nə üçün asılan yüksəkgərginlikli elektrik naqilləri misdən yox, əsasən, alüminiumdan
hazırlanır?
Fəaliyyət
Metalların ümumi fiziki xassələri
14
Metal parıltısı metalın sərbəst elektronlarının işıq şüalarını güclü əks etdirməsi ilə
əlaqədardır. Civə və gümüş ən yüksək parıltıya malik metallardır.
Metalların yüksək istilik və elektrik keçiriciliyi onların kristal qəfəsində sərbəst
elektronların yerdəyişməsi ilə əlaqədardır.
Metallar ümumi fiziki xassələrlə yanaşı, bəzi fərqli xassə-
lərə də malikdir; məsələn, onlar sıxlığına, bərkliyinə, ərimə
temperaturuna görə bir-birindən xeyli dərəcədə fərqlənir.
Civədən (t
ərimə
= –39°C)
başqa bütün metallar adi şəraitdə
(
20–25°C) bərk haldadır. Ən asanəriyən metal civə, ən
çətinəriyən isə volframdır (t
ərimə
= 3390°C). 1000°C-dən yuxarı
temperaturda əriyən metallar (Au,
Ag,
Cu, Fe, Cr) çətinəriyən,
aşağı temperaturda əriyən metallar isə (Li, Na, K, Zn, Al, Ca)
asanəriyən metallar adlanır.
Sıxlığına görə metallardan ən yüngülü – litium (
= 0,53
q/sm
3
), ən ağırı – osmiumdur Os (
= 22,6 q/sm
3
). Sıxlığı 5
q/sm
3
-dən böyük olan metallar ağır metallar (Zn, Fe, Cu, Hg, Ag, Pt), kiçik olanlar
isə yüngül metallar (Li, Na, Mg, Al) adlanır.
Bərkliyinə görə ən bərk metal – xrom, ən yumşaq metallar isə qələvi metallardır;
məsələn, natrium və kalium metalları bıçaqla kəsilir.
1 q qızılı uzunluğu 3 km olan sap şəklində dartmaq olar.
Qızılı döyməklə qalınlığı 0,003 mm olan nazik təbəqə almaq olar.
Bu maraqlıdır
(c)
Civə otaq temperatu-
runda (20–25
C)
maye halda olan
metaldır.
Bilik qutusu
• Plastiklik hadisəsini başa düşmək üçün xarici qüvvənin təsiri ilə ion və
metal qəfəsli kristallarda baş verən laylararası yerdəyişməni müqayisə edək. İon qə-
fəsli natrium-xlorid kristalında (
a
) xarici qüvvənin təsiri ilə baş verən laylararası yerdə-
yişmə zamanı kristalın eyni yüklü ionları qarşı-qarşıya duraraq bir-birini itələyir və nəti-
cədə kristal çatlayır:
İon
(a)
və metal
(b)
qəfəsli kristalda layların yerdəyişməsi
Metal nümunənin deformasiyası zamanı isə (
b
) ion və atomlardan təşkil olunmuş laylar
adi vəziyyətdə olduğu kimi sərbəst elektronlar vasitəsilə birgə saxlanılır və metal nümunə
dağılmır.
Xarici qüvvə
(b)
Metal qəfəsinin sxemi
Metalda layların yerdəyişməsi
Sərbəst
elektronlar
İon kristal qəfəsinin sxemi
Xarici qüvvə
Layların yerdəyişməsi
İon kristalında
itələmə
və kristalın
çatlaması
(
a)
Yalnız metal
nümunənin
forması
dəyişir
1
15
• I fəsil •
Metalların ümumi xarakteristikası
•
Texnikada metalları, adətən, qara və əlvan metallara bölürlər. Qara metallar
dəmir və onun ərintiləri, qalanlar isə əlvan metallardır.
Au, Ag, Pt, Pd və s. qiymətli metallar hesab olunur.
Metalların elektrokimyəvi gərginlik sırası
Su mühitində metalların aktivliyini (reduksiyaedici xassələrini) müqayisə etmək
üçün metalların elektrokimyəvi gərginlik sırasından istifadə olunur.
Cədvəl 2.1.
Metalların elektrokimyəvi gərginlik sırası
Atomların reduksiyaedicilik xassəsi (
n
0
M
e
n
M
) güclənir
Li K
Ca Na Mg
Al
Mn
Zn Cr
Fe
Pb H
2
Cu
Hg Ag
Au
Li
K
Ca
2
Na
Mg
2
Al
3
Mn
2
Zn
2
Cr
2
Fe
2
Pb
2
H
Cu
2
Hg
Ag
Au
3
Kationların oksidləşdiricilik xassəsi (
0
n
M
e
n
M
) güclənir
Göstərilən sırada metalların aktivliyi soldan sağa doğru azalır, onların kation-
larının oksidləşdiricilik xassəsi isə artır.
Elektrokimyəvi gərginlik sırasından aşağıdakı nəticələr alınır:
1. Sırada metal nə qədər solda yerləşirsə, o, kimyəvi cəhətdən daha aktivdir,
asanlıqla oksidləşir və qüvvətli reduksiyaedici xassə göstərir.
2. Sırada metal nə qədər sağda yerləşirsə, o, kimyəvi cəhətdən daha az aktivdir,
çətin oksidləşir.
3. Sırada hidrogendən solda yerləşən metallar duru turşulardan (nitrat turşusun-
dan başqa) hidrogeni sıxışdırıb çıxarır; hidrogendən sağda duran metallar (Cu, Hg,
Ag, Au) isə duru turşulardan hidrogeni çıxara bilmir:
Zn + 2HCl
ZnCl
2
+ H
2
4. Qələvi və qələvi-torpaq metallarından başqa, sırada hər bir metal özündən
sağda duran metalları onların duzlarının suda məhlullarından sıxışdırıb çıxarır;
məsələn:
Zn + FeSO
4
ZnSO
4
+ Fe Fe + CuSO
4
FeSO
4
+ Cu
Əks istiqamətdə isə bu reaksiyalar getmir.
Bu sıra ilk dəfə 1865-ci ildə rus alimi N.Beketov tərəfindən metalların bir-
birini duzlardan М + М
АМА + М əvəzetmə reaksiyası üzrə sıxışdırıb
çıxarmasına əsaslanaraq təklif edilmişdir.
Bu maraqlıdır
Bilik qutusu
• Qurğuşun hidrogendən solda yerləşsə də, o, xlorid və duru sulfat turşu-
larında həll olmur, çünki reaksiyanın başlanğıcında əmələ gələn və suda həll olmayan
PbCl
2
və PbSO
4
-ün çöküntüləri qurğuşunun səthinə çökərək reaksiyanın sonrakı
gedişinə mane olur.
16
Metalların kimyəvi xassələri
Metalların kimyəvi xassələri onların atomlarının öz valent elektronlarını asanlıqla
verib, müsbət yüklü ionlara çevrilməsi qabiliyyəti ilə müəyyən olunur: M – ne
–
M
n+
.
Ona görə də kimyəvi reaksiyalarda metal atomları ( M) həmişə reduksiyaedici xassə
göstərir.
Gümüş, qızıl və platindən başqa, digər metallar oksigenlə qarşılıqlı təsirdə olur;
bu zaman, adətən, oksidlər əmələ gəlir (Na və K haqqında bax: səh. 24):
4Li + О
2
2Li
2
О 4Аl + 3О
2
t
2Аl
2
О
3
litium-oksid alüminium-oksid
Metallar halogenlərlə halogenidlər, kükürdlə isə sulfidlər əmələ gətirir:
Ca + Br
2
t
CaBr
2
Fe + S
t
FeS
kalsium-bromid dəmir(II) sulfid
Azotla litium otaq temperaturunda, digər metallar isə qızdırıldıqda reaksiyaya
daxil olub nitridlər əmələ gətirir:
6Li + N
2
2Li
3
N 3Ca + N
2
t
Ca
3
N
2
litium-nitrid kalsium-nitrid
Qızdırıldıqda I və II qrupun əsas yarımqrup metalları (berilliumdan Be başqa)
hidrogenlə hidridlər əmələ gətirir:
2Na + H
2
t
1
+1
H
2Na
Ca + H
2
t
1
2
+2
H
Ca
natrium-hidrid kalsium-hidrid
Metalların elektrokimyəvi gərginlik sırasında hidrogendən solda yerləşən metal-
lar sudan hidrogeni sıxışdırıb çıxarır:
2Na + 2H
2
O
2NaOH + H
2
3Fe + 4H
2
O
(buxar)
t
Fe
3
O
4
+ 4H
2
Qələvi və qələvi-torpaq metalları, həmçinin oksid təbəqəsi təmizlənmiş alümi-
nium, məsələn, alüminium amalqaması su ilə qızdırılmadan qarşılıqlı təsirdə olur.
Gərginlik sırasında qələvi və qələvi-torpaq metalları haqqında
Nə üçün hər bir qələvi metal gərginlik sırasında özündən sağda duran metalları onların
duzlarının suda məhlulundan sıxışdırıb çıxarmır?
İzahı:
Qələvi metal, məsələn, kalium, ilk növbədə, su ilə qələvi əmələ gətirir və proses
aşağıdakı ardıcıllıqla baş verir:
2K + 2H
2
O + (CuSO
4
)
2KOH + H
2
+ (CuSO
4
)
2KOH + CuSO
4
+ (H
2
)
Cu(OH)
2
+ K
2
SO
4
+ (H
2
)
Tapşırıq. Ba + CuSO
4
sistemində baş verən reaksiyaların tənliklərini tərtib edin.
nü
mu
nə
1
17
• I fəsil •
Metalların ümumi xarakteristikası
•
Gərginlik sırasına uyğun olaraq metallar duru turşulardan (nitrat turşusundan
başqa) hidrogeni, digər metalların duz məhlullarından isə özlərindən az fəal metalları
sıxışdırıb çıxarır:
Mg + H
2
SO
4(duru)
MgSO
4
+ H
2
Mg + CuSO
4
MgSO
4
+ Cu
İkili kimyəvi xassəli metallar (Be, Zn, Al) həm
turşu, həm də qələvilərlə qarşılıqlı təsirdə olur*:
Be + 2HCl
BeCl
2
+ H
2
Be + 2NaOH + 2H
2
O
Na
2
[Be(OH)
4
] + H
2
Metalların kimyəvi xassələri əsas və əlavə yarım-
qrup metalları fəsillərində daha ətraflı nəzərdən
keçiriləcək.
1. Ən yüksək metal parıltısına malik
metalları göstərin.
2. Hansı sxem üzrə reaksiya baş vermir?
A) K + H
2
O
B) Zn + H
2
SO
4
(duru)
C) Zn + HCl
D) Fe + CuSO
4
E) Ag + HCl
3. Aşağıda göstərilən metallardan istifadə edərək cədvəli tamamlayın
ağır
metallar
ən yüngül
metal
ən ağır
metal
ən asan-
əriyən metal
ən çətin-
əriyən metal
ən bərk
metal
ən yumşaq
metallar
…
…
…
…
…
…
…
1. Os 2. Fe 3.Cu 4. Li 5. Cr 6. Na 7. Hg 8. Al 9. K 10. W
4. Suda məhlulda mümkün olan reaksiyaların tənliklərini tərtib edin.
1. Hg + FeSO
4
2. Mg + H
2
SO
4
(duru)
3. Na + Cu(NO
3
)
2
4. Zn + AgNO
3
5. Metalların ümumi fiziki xassələrə malik olması nə ilə əlaqədardır?
6. Metalların elektrokimyəvi gərginlik sırası onların hansı xüsusiyyətini xarakterizə edir?
7. Sizcə, dövri sistemdə metalların yerləşməsində müşahidə edilən qanunauyğunluqlar
metalların gərginlik sırasına tam uyğundurmu? Fərqi nədə görürsünüz?
8. Nə üçün metallar kimyəvi reaksiyalarda yalnız reduksiyaedici xassə göstərir?
9. Mis(II) sulfat məhlulunun sinklə qarşılıqlı təsirindən 12,8 q mis çökmüşdür. Reaksiyaya
neçə qram sink daxil olmuşdur? A
r
(Cu) = 64, A
r
(Zn) = 65.
A) 1,2,3
B) 1,3,4
C) 1,4
D) yalnız 3
E) 1,4,5
1. Hg
2. Mn
3. Cu
4. Ag
5. Fe
• metal parıltısı • istilik və elektrik keçiriciliyi • plastiklik • metal rabitə •
• metalların elektrokimyəvi gərginlik sırası •
Açar sözlər
Öyrəndiklərinizi tətbiq edin və yoxlayın
Na
2
[Be(OH)
4
] (berillat),
Na
2
[Zn(OH)
4
] (sinkat) və
Na[Al(OH)
4
] (аlüminat)
tipli birləşmələr kompleks
duzlara aiddir. Onların suda
məhlullarında kompleks
ionlar [М(OH)
4
]
n–
dissosia-
siya olunmamış şəkildə
mövcuddur.
*
18
M
ETALLARIN KORROZİYASI. KORROZİYADAN MÜHAFİZƏ
• Metalların və onların ərintilərinin ətraf mühitin təsirindən dağılması korro-
ziya adlanır (latınca “korrodere”– aşınma).
Hər il ətraf mühitin təsirindən metal konstruksiyaların, maşın hissələrinin və s.-nin
paslanması nəticəsində dəmir məmulatların 25%-i sıradan çıxır. Bununla yanaşı, me-
talların dağılması ciddi ekoloji problemlər də yaradır. Korroziya nəticəsində dağılmış
boru xətlərindən qazın, neftin və zərərli məhsulların sızması ətraf mühitin çirklən-
məsinə səbəb olaraq insanların sağlamlığına və həyatına mənfi təsir göstərir. Ona görə
də metal və ərintilərin korroziyadan mühafizəsi böyük əhəmiyyət kəsb edir.
Korroziyaya misal olaraq dəmirin havanın oksigeni ilə qarşılıqlı təsirini
göstərmək olar. Bu zaman dəmirin səthi onun oksidindən ibarət təbəqə ilə örtülür:
4Fe + 3O
2
2Fe
2
O
3
Korroziya ləng kimyəvi prosesdir; lakin fəal metallarla, o, sürətlə baş verir. Bəzi
metallar isə, məsələn, qızıl (Au), platin (Pt) ümumiyyətlə korroziyaya uğramır.
Korroziyanın sürəti metalın aktivliyi ilə yanaşı, onun səthində əmələ gələn oksid
təbəqəsinin xassələrindən də asılıdır. Məsələn, Mg, Al, Zn və Cr kimi fəal metalların
səthində yaranan oksid təbəqəsinin çox davamlı və qaz keçirməyən olması bu metal-
ları sonrakı korroziyadan qoruyur. Dəmirin üzərində əmələ gələn oksid təbəqəsi isə
3
– Sizcə, dəmirin paslanması hadisəsi nədir və onun qarşısını necə almaq olar?
Şəkildə bir neçə gün ərzində müxtəlif şəraitdə dəmir mismarda baş vermiş dəyişikliklər
göstərilmişdir. Göstərilənlərə əsasən suallara cavab verin.
– Birinci 3 sınaq şüşəsində göstərilənlər əsasında deyə bilərsinizmi hansı iki amil korroziya-
nın baş verməsi üçün lazımdır?
– Duz məhlulunun iştirakı korroziyanın sürətini necə dəyişir?
– Bəs, turşu məhlulunun iştirakı korroziyanın sürətinə necə təsir göstərir?
Fəaliyyət
Korroziyaya təsir edən amillər
quru
hava
dəmir
mismar
su
buxarını
udan
maddə
paslanma baş
vermir
bitki
yağı
hava ilə təmasda olmamış distillə suyu
su
duz
məhlulu
paslanma baş
verir
paslanma çox
baş verir
paslanma daha
çox baş verir
duru
turşu
məhlulu
1
19
• I fəsil •
Metalların ümumi xarakteristikası
•
nisbətən məsaməli və davamsız olduğundan o, dəmiri korroziyadan qoruya bilmir və
korroziya prosesi davam edərək daha da dərinləşir.
Dəmir və polad məmulatların korroziyası, adətən, paslanma adlanır.
Tapşırıqda aparılan araşdırmadan aydın oldu ki, hava mühitində dəmirin korro-
ziyasına su və oksigen təsir edir. Ona görə də dəmirin paslanmasını aşağıdakı tənliklə
ifadə etmək olar:
4Fe + 2O
2
+ 4H
2
O
4Fe(OH)
2
O)
2H
(O
2
2
4Fe(OH)
3
Beləliklə, dəmir məmulatların korroziyasının mahiyyəti dəmirin oksidləşməsindən
ibarətdir. Oksidləşdirici kimi havanın oksigeni, məhlulun H
+
ionları ola bilər.
Korroziyadan mühafizə
Korroziyadan mühafizə məqsədilə, əsasən, dörd üsul tətbiq olunur:
1. Metalların səthinə qoruyucu (mühafizə) örtüklərin çəkilməsi. Qoruyucu örtüklər
metal və qeyri-metal olur. Metal örtüklər kimi sink, qalay, qurğuşun, nikel, xrom, qızıl
və gümüş örtüklərdən istifadə olunur (
a
və
b
).
Qeyri-metal örtüklər kimi boya, lak, emal (
c
), qatran, bəzi sürtkü yağlarından,
polimer və metalın səthində süni yolla yaradılan oksid, nitrid, silisid örtüklərdən
istifadə edilir. Bu üsulun catışmayan
cəhəti örtüyün zədələnməmiş şəkildə
saxlanması ilə əlaqədardır. Örtük zə-
dələndikdə o, metalı dağılmadan daha
qoruya bilmir.
Pasın tərkibini daha dəqiq olaraq Fe
2
O
3
∙nH
2
O formulu ilə göstərmək olar.
• Q E Y D •
(a)
(b)
(c)
Xrom (
a
), qalay (
b
) və emal (
c
)
ilə mühafizə olunmuş metal
məmulatlar.
Bilik qutusu
• Dəmirin səthindəki qoruyucu örtük dəmirdən passiv metaldan hazırla-
narsa (Cu, Au, Ag və s.), qoruyucu ötrüyün dağıldığı yerdən dəmirin korroziyası
başlanır. Əgər örtük dəmirdən aktiv metaldan (Zn, Cr) hazırlanarsa, onda örtüyün
müəyyən bir hissəsi dağılsa da, o, poladı korroziyadan qoruyur, örtüyün özü isə korro-
ziyaya uğrayır.
1889-cu ildə istifadəyə verilmiş
Eyfel qülləsini korroziyadan qoru-
maq məqsədi ilə vaxtaşırı rəng-
ləyirlər. Hündürlüyü 324 m, səthinin
ümumi sahəsi 200 000 m
2
kvadrat-
metr olan qüllənin rənglənməsinə
ən azı 60 ton boya sərf olunur.
Bu maraqlıdır
20
2. Korroziyaya davamlı (legirlənmiş) ərintilərin alınması. Ərintilərin tərkibinə Ni,
Co, Cu və Cr metallarını əlavə etdikdə korroziyaya davamlı ərintilər alınır; məsələn,
poladın tərkibinə təqribən 12% xrom daxil etdikdə korroziyaya davamlı paslanmayan
polad alınır. Paslanmayan poladın üzərində yaranan davamlı xrom(II) oksid təbəqə-
sinin qalınlığı 0,000 001 mm təşkil edir.
3. Elektrokimyəvi üsullar. Bu məqsədlə, əsasən, protektor mühafizəsi üsulu tətbiq
edilir. Bu üsul elektrolit mühitində (dəniz, yeraltı sular və s.) istifadə olunur.
Protektor
mühafizəsi zamanı qorunan məmulata (gəminin gövdəsinə, neft və qaz borularına) daha
aktiv metal (Mg, Al, Zn) lövhə – protektor pərçim edilir (
d
). Bu halda korroziyaya
aktiv metal (
Dostları ilə paylaş: |