Evtetik ərintilər kristalların kiçik ölçüləri və bircinsliliyi ilə
xarakterizə olunmaqla yanaşı, yüksək bərklik və mexaniki
möh-
420
kəmliyə malik olurlar. Odur ki, qurğuşunun qalay və sürmə ilə
ərintiləri mətbəə şriftlərinin və akkumlyatorların qəfəslərinin ha-
zırlanmasında tətbiq olunur. Qurğuşunun qalayla ərintisi aşağı
ərimə temperaturuna malik olduğundan lehimləmə işlərində isti-
fadə edilir.
Əksər evtetik ərintilər üçün sərhədli həll olma xarakterik-
dir. Məsələn, qalayın qurğuşunda və qurğuşunun qalayda həll
olma qabiliyyəti uyğun olaraq atom payı ilə 19,5 və 2,5 % təşkil
edir (şək. 11.6 b).
Ərintinin tərkibi Ərintinin tərkibi
a b
Şəkil 11.7. Komponentlərin qaşılıqlı həll olması (a) və həll olmaması
(b) ilə sabit (a) və dəyişkən (b) tərkibli intermetallidlərin əmələ gəlməsi
sisteminin hal diaqramları
Güclü qarşılıqlı təsirdə olduqda metallar arasında interme-
taloidlər
adlanan birləşmələr əmələ gəlir. Belə sistemlərin ərimə
diaqramları maksimumlara malik olurlar (şək. 11.7 ). Alınan
kimyəvi birləşmələr sabit (daltonidlər, şək. 11.7, a) və ya dəyi-
şən tərkibə (bertolidlər,şək.11.7 b) malik ola bilərlər. Đntermetal-
loidlərlə yanaşı sistemdə evtetikalar (şək.11.7 E
1
və E
2
,) əmələ
gəlir. Bundan başqa komponentlərin qarşılıqlı həll olması da baş
verə bilər (şək.11.7, faza
α
və
β
).
421
Kimyəvi birləşmələr adətən elektromənfilikləri və kimyəvi
xassələri bir-birindən fərqlənən metallar arasında əmələ gəlir.
Məsələn, MgCu
2
, MgNi
2
, Mg
3
Sb
2
, CaZn
10
,
LaAl
4
və s. Adətən
intermetalloidlərin tərkibləri metalların formal valentliklərinə
uyğun gəlmir. Bir qayda olaraq intermetalloidlərin kristal quru-
luşları onları əmələ gətirən fərdi komponentlərin kristal qurulu-
şuna oxşamırlar. Onlar fərdi komponentlərə nisbətən aşağı elek-
trik və istilik keçiriciliklə xarakterizə olunurlar. Bəzi interme-
talloidlər yarımkeçirici xassəyə malik olurlar. Đntermetalloidlər
kövrək olurlar, lakin ərimə temperaturlarına yaxın plastiklik xas-
səsi kəsb edirlər.
Beləliklə, metal ərintilər bərk məhlullardan, mexaniki qarı-
şıqlardan, intermetalloidlərdən və onların kombinələrindən iba-
rət olurlar.
Kompozisiya materialları. Kermetlər.
Kompozisiya mate-
riallarını (kompozitlərı) fazalararası sərhəddin saxlanılması ilə
nəticələnən müxtəlif təbiətli komponentlərin kombinəsindən
alırlar. Kompozitlərin xassələri onları əmələ gətirən komponent-
lərin xassələrindən əsaslı fərqlənir.
Kompozisiya materialları əsasdan (matrisadan) və əlavələr-
dən (tozlardan, saplardan, ovuntulardan və s.) ibarət olur. Əsas
olaraq metallardan, polimerlərdən, keramik və digər materiallar-
dan istifadə olunur. Əgər əsas metal olarsa, əlavələr kimi sapvarı
metal kristallarından, qeyri-üzvi saplardan və tozlardan (alümi-
nium oksiddən, kvarsdan, alüminosilikatlardan və s.) istifadə
olunur. Əsası keramıka, əlavələri isə metallar olan kompozitlər
keramik-metal materiallar və ya kermetlər adlanır. Kermetlərdə
əsas kimi adətən Al, Cr, Mq, Zr-un oksidlərindən, volframın,
kobaltın karbidlərindən, sirkonium və xromun boridlərindən isti-
fadə edilir. Əlavə kimi matrisa metallarına nisbətən oksigenə,
karbona, bora az hərisliyi olan metallardan istifadə etmək olar.
Kompozitləri toz metallurgiyası (toz halında komponentlər
qarışığının qızdırılaraq presələnməsi), metalın əsas üzərində elek-
422
trokimyəvi çökdürülməsi, ərimiş metalın əsasa hopdurulması
yolu ilə əldə edirlər.
Kompozitlər yüksək bərklik, möhkəmlik, yeyilməyə qarşı
davamlılıqla xarakterizə olunurlar.
Kompozitlər konstruksiya materialları kimi, eləcə də yeyil-
məyə davamlı kontaktların, diyircəkli yastıqların, ştampların və
alətlərin və s. hazırlanmasında istifadə olunan materiallar kimi
geniş istifadə olunur.
11.5. S - METALLARININ KĐMYASI
Ümumi xassələri. s
-metalları dövri sistemin ΙA və ΙΙA qrup
elementlərini təşkil edirlər. Bu elementlərin xarici elektron tə-
bəqəsində uyğun olaraq bir və ya iki elektron olur (ns
1
; ns
2
). Bu-
nunla əlaqədar onlar birləşmələrində +1 (Li, Na, K. Rb, Cs) və
+2 (Be, Mq, Ca, Sr, Ba) oksidləşmə dərəcəsi göstərirlər. Sıra
nömrələri artdıqca atom radiuslarının artması və nüvənin yükü-
nün ekranlaşması effektinin güclənməsi nəticəsində xarici təbə-
qə elektronlarının nüvə ilə əlaqəsi zəifləyir ki, bu da onların ion-
laşma enerjilərinin azalmasına səbəb olur. Nisbətən zəif metal
rabitəli kristal qəfəsli metallardır. Berilliumdan başqa bütün s-
metalları aşağı ərimə temperaturu, az bərklik və möhkəmliklə
xarakterizə olunurlar. Yungül metallar olub, şıxlıqları 0,58 –
3,77 q/sm
3
intervalında dəyişir. Bütün s-metalları qüvvətli re-
duksiyaedicidirlər. Standart elektrod potensialları berilliumdan
başqa –2,0V-dan aşağı qiymətlərlə xarakterizə olunur (şək.11.3).
Turşularla aktiv sürətdə reaksiyaya daxil olurlar.
Hidrogenlə qarşılıqlı təsirdə su ilə asan hidroliz olunan ion
qəfəsli hidridlər əmələ gətirirlər:
2MH + H
2
O =2MOH +2H
2
MH
2
+ 2H
2
O = M(OH)
2
+2H
2
423
Bu reaksiyalardan avtonom qurğularda hidrogen almaq üçün
istifadə olunur. Metalların hidridlərindən həmçinin bəzi metal-
ların alınmasında istifadə olunur.
Berillium və maqneziumdan başqa bütün s-metalları su ilə
şiddətli surətdə reaksiyaya daxil olurlar (qızdırıldıqda maqne-
zium da su ilə təsirdə olur):
2M + 2H
2
O = 2MOH + H
2
2M + 2H
2
O = M(OH)
2
+ H
2
s-metallarının su ilə reaksiyaya qirmə qabiliyyəti qrupda ele-
mentlərin sira nömrəsinin artması ilə artır.
Yüksək kimyəvi aktivliyə malik olduqlarından qələvi və qə-
ləvi-torpaq metallarını (Ca, Sr, Ba) havada saxlamaq olmaz.
Odur ki, onları oksidləşmədən qorumaq üçün kerosində və ya
vazelin təbəqəsi altında saxlayırlar.
BeO və MqO-dan başqa s-metallarının bütün oksidləri suda
həll olaraq qələvilər əmələ gətirirlər. BeO, MqO suda az həll-
olan oksidlərdir. MqO əsası BeO isə amfiter xassəlidir.
MqO və BeO, eləcə də onlara uyğun gələn əsaslar suda az
həll olan birələşmələr olduğundan, onları berillium və maqnezi-
umun həll olan duzu məhluluna qələvi məhlulları ilə təsir et-
məklə alırlar:
M
2+
+ 2OH = ↓M(OH)
2
Halogenlərlə təsirdə suda yaxşı həll olan halogenid duzlarını
əmələ gətirirlər. Nitratları da suda yaxşı həll olurlar. ΙΙA qrup
metallarının karbonatları, fosfatları suda praktiki həll olmur. Qə-
ləvı-torpaq metallarından başqa s-metallarının sulfatları da suda
həll olur.
Qələvi metallar (...ns
1
)
. Natrium və kalium yer qabığında
kifayət qədər yayılmış elementlər sırasına daxildir.
Li, Rb
və
Cs
natrium və kaliuma nisbətən çox az yayılmışdır. Fr isə süni
424
alınmış elementdir. Cəd.11.3-də qələvi metalların yer qabığında
yayılması, əsas mineralları və alınma üsulları verilmişdir.
Qələvi metallar kimyəvi cəhətdən çox aktiv maddələrdir.
Litium → fransium istiqamətındə aktivlikləri artır. Ən aşağı ion-
laşma enerjiləri ilə xarakterizə olunduqlarından metallar içərisin-
də ən qüvvətli reduksiyaedicidirlər.
Rubidium və sezium su ilə partlayışla, kalium ayrılan hidro-
genin yanması ilə, natrium və kalium isə yanma baş vermədən
re-aksiyaya girirlər.
Bütün qələvi metallar oksigenlə enerjili sürətdə təsirdə olur.
Bu zaman litium Li
2
O, natrium peroksid Na
2
O
2
, K, Rb, Cs isə
MO
2
tərkibli superperoksidlər əmələ gətirir. Su ilə praktiki
olaraq tam hidroliz edirlər:
Na
2
O
2
+ 2H
2
O → 2NaOH + H
2
O
2
4KO
2
+ 2H
2
O → 4KOH + 2H
2
O
2
+ O
2
Metal litium termonüvə reaktorlarında tritiumun alınmasın-
da tətbiq edilir:
Li + n = H + He
Litiumun lehirləyici komrponent kimi alüminium ərintilə-
rinin tərkibinə daxil edilməsi bu ərintilərin möhkəmliyini və
korroziyaya qarşı davamlılığını, mis ərintilərinin isə elektrik ke-
çiriciliyini artırır. Litium və onun birləşmələrindən raket ya-
nacağı kimi istifadə edilir. LiOH qələvi akkumlyatorların hazır-
lanmasında tətbiq edilir.
3
6
4
2
3
1
425
Cədvəl 11.3. Qələvi metalların yayılması, əsas mineralları və alınması
Natriumun mühüm tətbiq sahəsi atom energetikası və metal-
lurgiya və üzvi sintez sənayesidir. Atom energetikasında nat-
rium və onun kaliumla ərintisi mayemetal istilikdaşıyıcısı kimi
tətbiq olunur. Tərkibində kütlə payı ilə 77,2% kalium olan Na-K
ərintisi geniş temperatur intervalında maye halında olur (t
ər
= -
12,8). Na və K metallurgiyada çətin əriyən metalların alınma-
sında reduksiyaedici kimi tətbiq edilir.
NaOH ağ kristallik, çox hiqroskip maddədir. Sənayedə əsa-
sən xörək duzunun sulu məhlulunun elektrolizindən alınır. To-
xumanı, dərini, kağızı və s. üzvi maddələri aşındırdığından digər
qələvilər də daxil olmaqla yeyici qələvi adlanır. Kimya sənaye-
sinin ən mühüm məhsullarından biridir. Çoxlu miqdarda neft
məhsullarının təmızlənməsində, sabun bişirmədə, kağız və
Metal Yayılması,
% ,(küt.p)
Əsas mineralları
Alınması
Li
3,2.10
-3
Spodumen-L i
2
O.Al
2
O
3.
4SiO
2
;
ambliqonit-LiAlPO
4
F; Lepido-
lit-tərkibində OH, F olan litium
və kalium silikatlar
2Li
2
O+Si = 4Li+
+SiO
2
Ərimiş LiCl +KCl
qaqrış. elektrolizı
Na
2,64
NaCl-xörək duzu ( küllü miqdar
okean, dəniz və duzlu göllərin
sularında vardır); daş duz (qa-
lit); Na
2
SO
4
.10H
2
O -mirablit
NaCl-in
ərimiş
məhlulunun
elektrolizi
K
3,6
KCl-silvin, KCl.NaCl-silvinit;
Karnalit- KCl.MqCl
2
.6H
2
O;
KCl-in ərimiş məh
lilunun elektrolizi
Rb
1,5.10
-2
Lepidolit mineralının tərkibində
rast gəlinir və bu metalı almaq
üçün xammal hesab edilir
2RbCl + Ca = 2Rb
+ CaCl
2
Cs
3,7.10
-4
Pollusit-4Cs
2
O.4Al
2
O
3
.18SiO
2
.
.2H
2
O
2CsCl + Ca = 2Cs
+ CaCl
2
426
toxuculuq sənayesində, eləcə də süni liflər istehsalında istifadə
olunur. Na
2
CO
3
, K
2
CO
3
sabun bişirmədə və s., NaNO
3
və KNO
3
qara barıt istehsalında, KCl və
K
2
SO
4
kübrə kimi tətbiq edilir.
Na
2
O
2
izoləedilmiş sistemlərdə: sualtı qayıqlarda, kosmik gəmi-
lərdə və s. havanın regenerasiyasında istifadə olunur. O, tənəffüs
prosesində ayrılan karbon qazı ilə təsirdə olaraq oksigen ayırır:
Na
2
O
2
+ CO
2
= Na
2
CO
3
+ O
2
Natrium və kalium insan orqnizminin bütün toxumalarının
tərkibinə daxildir. Natriumdan fərqli olaraq kalium əsasən hü-
ceyrə daxilində olur. Kalium bəzi fizioloji və biokimyəvi proses-
lərdə, məsələn, sinir impulslarının ötürülməsində mühüm rol oy-
nayır. Ürəyin normal işləməsı üçün qanda müəyyən miqdar ka-
liumun olması lazımdır. Kalium orqanizmə bitkilər vastəsilə da-
xil olur. Qaninin osmos təzyiqi əsasən
NaCl
hesabına sabitləşir.
Berillium və maqnezium (... ns
2
).
Maqnezium yer qabı-
ğında geniş yayılmış elementlər sırasına daxildir. Berillium isə
nisbətən az yayılmışdır. Cəd.11.4-də kalsium daxil olmaqla bu
elementlərin yer qabığında yayılması, əsas mineralları və alınma
üsulları verilmişdir.
Təbiətdə berill mineralının tərkibindəki qarışıqlarla rənglən-
miş şəffaf formalarına rast gəlinir. Bunlara qiymətli daş kimi tət-
biq edilən zümrüd (yaşıl) və akvamarini (göyümtül yaşıl) misal
göstərə bilərik. Berillium və maqnezium yüksək aktivliyə malik
olduqlarından onları əsasən xloridlərinin ərimiş məhlullarının
elektrolizindən alırlar.
Berillium parlaq boz, maqnezium isə gümüşü ağ rəngli
metaldır. Berillium yüksək ərimə temperaturu (t
ər
=1278
0
S ) və
bərkliklə xarakterizə olunan kövrək, maqnezium isə berilliuma
nisbətən yumşaq, plastik və tez əriyən (t
ər.
=650
0
S) me-taldır.
Maqnezium berilliuma nisbətən daha aktiv metaldır.
Oksidləşdirici olmayan mineral turşularda hidrogen ayır-
maqla həll olurlar.
427
Cədvəl 11.4. Be, Mq və Ca-un yayılması, əsas mineralları və alınması
Havadə səthləri oksid pərdəsi ilə örtülur ki, bu da onları kor-
roziyadan və suyun təsirindən qoruyur. Havada qızdırıldıqda
oksigendə yanaraq odadavamlı oksidlər (BeO, MgO) əmələ qə-
tirirlər. Oksidləri və onlara uyğun gələn əsaslar turşularda həll
olur. Be, BeO və Be(OH)
2
amfoter olduğundan həmçinin qələvi
məhlulları ilə də təsirdə olurlar. Məsələn:
Be + 2NaOH + 2H
2
O = Na
2
[Be(OH)
4
+ H
2
Na-hidroksoberillat
BeO + 2NaOH + H
2
O = Na
2
[Be(OH)
4
]
Be(OH)
2
+ 2NaOH = Na
2
[Be(OH)
4
Oksidləşdirici qatı turşu ilə təsirdə berillium passivləşir. Adi
temperaturda halogenlərlə təsirdə olaraq halogenidlər əmələ
gətirirlər. Birləşmələrində +2 oksidləşmə dərəcəsi göstərirlər.
Sulfat, nitrat və xlorid duzları suda yaxşı, karbonat və fosfatları
ısə pis həll olur. Hidroksidləri zəif əsas olduqlarından duzları
sulu məhlullarda kationa görə hidroliz edir:
Metal
Yayılması,
% ,(küt.p)
Əsas mineralları
Alinması
Be
6.10
-4
Berill-Be
3
Al
2
(SiO
3
)
6
BeCl
2
-nin ərimiş
məhlulunun elek-
trolizi
Mq
2,1
Maqnezit-MqCO
3
; Dolomit
-MqCO
3
.CaCO
3
; Karnalit-
KCl.MqCl
2
.6H
2
O; Kainit-
KCl.MqSO
4
.3H
2
O
MqCl
2
-ın ərinmiş
məhlulunun elek-
trolizi
Ca
3,0
(Mərmər, əhəng daşı, təba-
şir)-CaCO
3
; Gips-CaSO
4
.
.2H
2
O; Fosforit- Ca
3
(PO
4
)
2
;
CaCl
2
-ın ərinmiş
məhlulunun elek-
trolizi
428
M
2+
+ H
2
O = MOH
+
+ H
+
Berillium rentgen şüalarını yaxşı buraxdığından ondan
rentgen borusunın şüa xaricə çıxan hissəsinin hazırlanmasında
istifadə olunur. Berilliumun əsas tətbiq sahəsi tərkibinə lehirlə-
yici komponent kimi daxil olduğu ərintilərdir. Belə ərintilər yük-
sək möhkəmlik və korroziyaya qarşı davamlılıqları ilə xarakte-
rizə olunurlar. Cu-Be, Ni-Be ərintiləri korroziyaya qarşı yüksək
davamlılığı və elastikliyi ilə seçilir. Belə ərintilərdən yüksək
keyfiyyətli yayların, cərrahiyə alətlərinin və bir sıra cihazların
elastiki elementlərinin hazırlanmasında istifadə olunur. Alümi-
niumun berillumla ərintilərindən aviasiya quruculuğunda istifa-
də olunur. Neytronları ən yaxşı ləngidici və əksetdirici material-
lardan biri kimi yüksək temperaturlu reaktorlarda tətbiq edilir.
BeO ağ rəngli, çətin əriyən (t
ər.
= 2530
o
S) maddədir. Kim-
yəvi və odadavamlı materialların (reaktiv mühərriklərində, putə-
lərin hazırlanmasında, elektrotexnikada) hazırlanmasında tətbiq
olunur.
Maqneziumum başlıca tətbiq sahəsi onun əsasında yüngül
ərintilər istehsalıdır. Maqneziumun tərkibinə az miqdarda digər
metalların əlavə olunması onun mexaniki xassələrini kəskin də-
yişərək ərintiyə kifayət qədər bərklik və davamlılıq verir. Bun-
lardan Mq – Al - Zn, Mq - Zn və Mq – Zn - Zr sistemlər əsa-
sında hazırlanmış e l e k t r o n adlanan ərintilər böyük əhəmiy-
yət kəsb edir. Maqnezium ərintilərinin üstün cəhəti onların az
sıxlığa (1,8q/sm
3
ətrafında) malik olmalarıdır. Bu ərintilər ilk
növbədə raket texnikasında və avia- avto-, moto- və cihaz quru-
culuğunda tətbiq edilirlər.
Təmiz maqneziumdan metallurgiyada bir sira metalların
alınmasında reduksiyaedici kimi istifadə edilir. Maqnezium
həm-çinin üzvi sintezdə geniş tətbiq olunur.
MgO ağ rəngli çətinəriyən (t
ər.
= 2800
o
S) oksiddir. Putələrin,
oda davamlı boruların və kərpiclərin hazırlanmasında işlədilir.
Maqnezium oksid və qatı maqnezium-xlorid məhlulunu qarışdır-
dıqda maqnezial sementi adlanan MgOHCl əmələ gətirir:
429
t
MgO + MgCl
2
+ H
2
O 2MgOHCl
Qarışığı saxladıqda əsasi maqnezium-xlorid polimerləşərək
olduqca möhkəm, asan cilalanan bərk kütləyə çevrilir. Maqne-
zial sementindən yapışdırıcı material kimi bülöv və dəyirman
daşlarının hazırlanmasında istifadə olunur. Ağac kəpəyi ilə qarı-
şığı ksilolit adlanır, döşəmələrin və s. hazırlanmasında istifadə
olunur.
Maqneziumun təbii silikatları: talk 3MqO
.
4SiO
2
.
H
2
O, as-
best
CaO
.
3MqO
.
4SiO
2
mühüm əhəmiyyət kəsb edir.
Kalsium.
Ca, Sr və Ba qələvi-torpaq metalları adlanırlar. Bu
metallar yüksək aktivliyə malik olub ancaq qələvi metallardan
geri qalırlar.
Qələvi-torpaq metalları içərisində əsas praktiki əhəmiyyət
kəsb edəni kalsiumdur. Kalsium birləşmələr şəklində çox geniş
yayılmışdır (cəd. 12.5).
Kalsium kifayət qədər möhkəm plastiki metaldır. Havada
sürətlə oksidləşərək oksid təbəqəsi ilə örtülür. Qızdırdıqda al-
qırmızı alovla yanır. Soyuq su ilə zəif, qaynar su ilə intensiv
reaksiyaya daxil olub hidroksid əmələ gətirir və hidrogen ayrılır.
Hidrogen axınında qızdırdıqda ion qəfəsli hidrid əmələ gəlir.
Kalsium hidrid
ağ kristal maddədir, su ilə enerjili surətdə
qarşılıqlı təsirdə olur:
CaH
2
+ H
2
O = Ca(OH)
2
+ 2H
2
Bu reaksiyadan kristalhidratlardan suyu ayırmaq üçün istı-
fadə edilir.
Kalsium oksid
CaO odadavamlı oksiddir. Əhəng daşının
termiki parçalanmasından alırlar:
CaCO
3
= CaO + CO
2
→
←
430
CaO sönməmış əhəng adlanır, su ilə çoxlu miqdarda istiliyin
ayrılması ilə birləşərək qüvvətli əsas olan Ca(OH)
2
–ni əmələ
gətirir. Bu proses əhəngin söndürülməsi, əmələ gələn kalsium
hidroksid isə şönmüş əhəng adlanır. Əhəngli su havada karbon
qazı ilə təsirdə suda həllolmayan CaCO
3
əmələ gətirdiyindən
tezliklə bulanır:
Ca(OH)
2
+ CO
2
= CaCO
3
↓ + H
2
O
Metal kalsiumun tətbiqi onun yüksək aktivliyi ilə bağlıdır. O
bir sira metalların, məsələn, U, Cr, Zr, Cs, Rb, V və s. alınma-
sında reduksiyaedici kimi, poladın tərkibindən oksigenin, kü-
kürdün çıxarılmasında, üzvi mayelərin susuzlaşdırılmasında,
vakum cihazlarında qalıq qazların udulmasında tətbiq edilir.
Bundan əlavə kalsium lehirləyici komponent kimi qurğuşun
ərintilərinin tərkibinə daxildir.
Dostları ilə paylaş: |