Va II a guruh elementlari va ularning birikmalari a guruh elementlari

TABIATDA UCHRASHI
Vodorod tabiatda keng tarqalgan kimyoviy element. Yer sharida uning miqdori 17 %( atmosfera, litosfera va gidrosfera). U torpf va qo’ng’ir ko’mir tarkibiga, neft, suv, tuproq va boshqalarni tarkibida bor. Erkin holda vodorod juda kam uchraydi. Vodorod eng ko’p tarqalgan kimyoviy element. U quyoshning yarmini, yulduzlarning asosiy qismini tashkil etadi. U ko’p planetalar atmosferasida, kometalarda, gaz va tumanlarda bor.
SANOATDA OLINISHI
1. Tabiiy gazdan olinadi :
CH₄ + H₂O = CO + 3 H₂
CO + H₂O = CO₂ + N₂
2. Kuchli sovutish usuli . Vodorodni koks va suv gazidan gazlar aralashmasini sovutish usuli past temperaturada olinadi.
3. Konversiya usuli
CO + H₂O = CO₂ + H₂
Reaktsiya 500 ^oC da 25 atmosfera bosimda katalizator Fe₂O₃ yoki Cr₂O₃ ishtirokida amalga oshiriladi.
4. Temir bug’ usuli (MHM) da keng tarqalgan usul. Bu usulda 600-700 ^oC cho’g’ holidagi temirni suv bug’i bilan ta’sirlanishiga asoslangan. Bunda temir bir necha mahsulotlar hosil qiladi. Suv bugi qaytarilib vodorod hosil qiladi.
Fe + H₂ O = FeO + H₂
Fe O + H₂O = Fe₂O₃ + H₂
Fe₂O_{3 +} FeO = Fe₃O₄
Laboratoriyada vodorod quyidagi usullar bilan olinadi:
1. Natriy gidroksid yoki KOH ni(34%) eritmasini elektroliz qilish orqali olinadi. NaOH yoki KOH suvni elektr o’tkazuvchanligini yaxshilash uchun kerak.
2. 2HCl + Zn = ZnCl₂ + H₂
3. Zn(OH)₂ + 2NaOH = Na₂ZnO_{2 +} H₂
4. 2Al + 2H₂O + 2NaOH = 2NaAlO₂ + 3 H₂
5. 2Al +6NaOH + 6H₂O = 2Na₃/ Al(OH)₆/+H₂
Xuddi shunaqa reaksiyalar Be, Pb, Sb,Ga bilan ham boradi.
Xossalari: Tarkibida bitta elektron belgan vodorod 2 atomli. H₂ - protiy, D₂-deyteriy, T₂-tritiy, HD, HT, DT molekulalarini hosil riladi. H₂ =2H-435kj./mol.
Vodorod ham oksidlovchi, ham qaytaruvchilik xossalarini namoyon qiladi.
Odatdagi haroratda faqat ftor bilan reaksiyaga kirishadi:
H₂ + F₂ = 2HF
Qizdirilganda xlor, brom, kislorod bilan reaksiyaga kirishadi.
Vodorodning qaytaruvchilik xossasidan ba’zi oddiy moddalarni ularning oksidlari va galidlaridan qaytarish uchun foydalaniladi:
SiO + H₂ = Si + H₂O
Oksidlovchi sifatida vodorod aktiv metallar bilan reaksiyaga kirishadi:
2Na + H₂ = 2NaH Vodorod kimyo sanoatida ammiak, metanol, xlorid kislota, yog’larni, suyuq yog’larni gidrogenlashda ishlatiladi.
SUV
Vodorod va kislorodning kimyoviy birikmasi. Yer sharining 3/5 qismi suv bilan qoplangan. Miqdori 2.10¹⁸ t. Ko’p moddalarning 90% miqdori suv bo’ladi. hayvon va o’simlik organizmida 75-76% suv bo’ladi.
Fizik xossalari: suv suyuq holatda rangsiz. 18^oC da toza suvning elektr o’tkazuvchanligi 4,4.10^-8 om^-1 sm^-1. Toza suv elektr tokini deyarli o’tkazmaydi. Agar P = 1 atm bosim, 0^oC haroratda u muzga aylanadi. 100^oС dan yuqorida suv bug’ga aylanadi. 4^oC da suv eng katta zichlikka ega bo’lib, 1 ga teng deb qabul qilingan.
Muz - rangsiz, d= 0,9168 g/sm³. Suvdan yengil. Bosim 2000 dan 6500 atm gacha borsa, muz har xil formalarga o’tadi. 21700 atm bosimda muzning 7 xil modifikatsiyasi bor. Uning zichligi d=1,5 ; suyuqlanish harorati T_suyq.=+76^oС u issiq muz deyiladi.
Kimyoviy xossalari: Suv molekulasining dipol momenti m =1,74.10^-18
sp³ gibridlanish, lekin gibrid orbitallarning 2 tasida bog’lanmagan 4 elektron jufti aylanadi. Suvning dielektrik doimiysi 81 ga teng. Etanolniki 27, efirniki 2. Qattiq va suyuq holatda suv molekulasi (H₂O)_n 4^oCda n=2, 0^oCda n=3. Molekulalarning assotsiatsiyalanishi vodorod bog’lari hisobiga sodir bo’ladi.

H---O. . .H---O. . .H---O

H H H
1000^oC da suv parchalanadi: 2H₂O = H₂ + O₂ - 245,2 kj./mol. Peaksiya qaytar.
5000^oC da suv vodorod va kislorodga to’la parchalanadi. Suv kuchsiz elektrolit. 555 mln molekuladan bittasi ionlarga ajralgan bo’adi.
H₂O = H⁺ + OH^- K_suv=1,8.10^-16
Oksidlanish -qaytarilish reaksiyalarida suv odatda muhit vazifasini bajaradi.
Kuchli qaytaruvchilar ta’sirida odatdagi va yuqori haroratlarda suv oksidlovchi bo’ladi. Masalan: ishqoriy va ishqoriy-yer metallari bilan sovuq holda, Fe, C va boshqalar yuqori haroratda ta’sirlashadi.
2H₂O + Na = 2NaOH + H₂
2H₂O + 2e® H₂ + 2OH^- 1
Na - e -® Na⁺ 2
Kuchli oksidlovchilar ta’sirida suv qaytaruvchilik xossalarini namoyon qiladi. F₂ + H₂O = 2HF + O (yonadi)
F₂ + 2e ® 2F^- 1
H₂O - 2e ®O + 2H⁺ 1
Boshqa moddalarning molekulalariga suvni birikishining 3 xil turi ma’lum: 1) ion, 2) koordinatsion, 3) adsorbtsion.
1. Ishqoriy va ishqoriy-yer metallari, ularning oksidlari va kislotali oksidlar bilan suv ion tipidagi reaksiyaga kirishadi.
CaO + H₂O = Ca(OH)₂ P₂O₅ + 3H₂O = 2H₃PO₄
Na₂O + H₂O = 2NaOH N₂O₅ + H₂O = 2HNO₃
2. Akvakomplekslarda dipol xarakterga ega belgan suv molekulalari musbat zaryadlangan kompleks hosil qiluvchi ionga tortilish xususiyatiga ega bo’lib, bu koordinatsion birikish bo’ladi.
CoCl₂ + 6H₂O ® [Co(H₂O)₆]Cl₂
CiSO₄ 5H₂O ® [Ci(H₂O)]SO₄H₂O
Akvakomplekslarning parchalanishi tuz rangining o’zgarishi bilan boradi.
3) Molekulalararo kuchlar ta’siri tufayli har qanday modda ham ma’lum miqdorda suvni o’z sirtiga adsorbtsiya qilish xossasiga ega. Adsorbtsiya tipida moddaga birikkan suv gigroskopik suv deyiladi. U 100^oС da qizdirilsagina suv chiqib ketadi. H₂SO₄, CaCl₂, P₂O₅ suvni adsorbtsion yutadi.
Og’ir suv . ²₁ D izotopi kislorod bilan D₂O birikma hosil riladi. Bu birikma og’ir suv deyiladi. Tabiatda har 5500-8000 molekula oddiy suvga 1 ta molekula og’ir suv to’g’ri keladi. Og’ir suv oddiy suvni elektroliz qilib olinadi. Bunda D₂O o’zgarishga uchramasdan elektrolitning qoldig’ida yig’iladi. Lyuis 20 l suvdan 0,3 ml og’ir suv D₂O oldi.
D₂O rangsiz, siropsimon suyuqlik , zichligi d =1,10421 g/sm³ , suyuqlanish harorati T_suyur = 3,8^oC, qaynash harorati T_rayn = + 101,4^oC. D₂O yadro texnikasida katta ahamiyatga ega. U yadro reaktorida neytronlarni sekinlashtiruvchi modda sifatida, deyteriy olish uchun xom ashyo sifatida va termoyadro reaksiyalarida ishlatiladi.