Maktab dasturi· 35 daqiqa· 20 ta savol
Avval o‘rganing: Metallar va qotishmalar
d-elementlar (o‘tish metallari) — davriy sistemaning B guruhlarida joylashgan, atomida tashqaridan oldingi pog‘onaning d-orbitallari to‘ladigan elementlar. Amaliyotda eng muhimlari — temir, mis, rux, xrom va marganes; ular bilan birga alyuminiy ham ko‘rib chiqiladi: u p-element bo‘lsa-da, amfoterligi va sanoatdagi ahamiyati bilan shu metallarga yaqin. Bu metallarning umumiy xususiyatlari — o‘zgaruvchan oksidlanish darajasi, rangli birikmalar, amfoter oksid va gidroksidlar, kompleks birikmalar hosil qilishi. Aynan shu xossalar imtihondagi rang o‘zgarishlari, "qaysi tuz hosil bo‘ladi" va aralashmalarga oid masalalarga sabab bo‘ladi.
Valent elektronlar (n−1)d¹⁻¹⁰ ns¹⁻²; tashqi pog‘onada odatda 2 (ba’zan 1) elektron
Tashqi pog‘onada elektronlar kam bo‘lgani uchun barcha d-elementlar metallar. Valent elektronlarga tashqi s-elektronlar bilan birga d-elektronlar ham kiradi, shuning uchun oksidlanish darajalari ko‘p va o‘zgaruvchan: marganes +2 dan +7 gacha, xrom +2, +3, +6, temir +2, +3. Qisman to‘lgan d-pog‘onacha birikmalarga rang beradi: CuSO₄·5H₂O ko‘k, FeCl₃ sariq-qo‘ng‘ir, KMnO₄ binafsha, K₂Cr₂O₇ to‘q sariq. To‘liq to‘lgan d¹⁰ ionlar (Zn²⁺) rangsiz.
Umumiy qonuniyat: element oksidlanish darajasi ortgan sari uning oksid va gidroksidlari asosli xossadan amfoter, so‘ng kislotali xossaga o‘tadi; past darajadagi birikmalar qaytaruvchi, yuqori darajadagilari esa oksidlovchi bo‘ladi.
3s² 3p¹, birikmalarda +3; Yer po‘stida eng ko‘p tarqalgan metall (taxminan 8 %)
Alyuminiy faol metall, lekin havoda zich va yupqa Al₂O₃ parda bilan qoplanadi — shuning uchun suv bilan reaksiyaga kirishmaydi va korroziyaga chidamli. Kons. HNO₃ va H₂SO₄ sovuqda uni passivlaydi.
Amfoterlik — alyuminiy, uning oksidi va gidroksidi ham kislotalar, ham ishqorlar bilan reaksiyaga kirishadi:
2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂
2Al + 2NaOH + 6H₂O → 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂
Al(OH)₃ + 3HCl → AlCl₃ + 3H₂O; Al(OH)₃ + NaOH → Na[Al(OH)₄]
Alyuminiy tuzi eritmasiga ishqor tomchilatib qo‘shilsa, avval oq iviqsimon Al(OH)₃ cho‘kmasi tushadi (1 mol Al³⁺ ga 3 mol OH⁻), ishqor ortiqcha bo‘lsa (4-mol) u erib ketadi.
Alyuminotermiya: Fe₂O₃ + 2Al → Al₂O₃ + 2Fe — juda ko‘p issiqlik ajraladi, rels payvandlashda ishlatiladi. Alyuminiy sanoatda Al₂O₃ ning eritilgan kriolitdagi eritmasini elektroliz qilib olinadi.
5,4 g alyuminiy mo‘l natriy gidroksid eritmasida eritildi. Necha litr vodorod (n.sh.) ajraladi?
[Ar] 3d⁶ 4s²; asosiy oksidlanish darajalari +2 va +3
Temir — o‘rtacha faollikdagi metall, Yer po‘stida tarqalishi bo‘yicha metallar orasida ikkinchi o‘rinda. Oksidlovchi kuchiga qarab ikki xil ion hosil qiladi:
Fe(OH)₂ — oq-yashil cho‘kma, havoda qo‘ng‘irlashadi: 4Fe(OH)₂ + O₂ + 2H₂O → 4Fe(OH)₃. Fe(OH)₃ — qo‘ng‘ir cho‘kma, kuchsiz amfoter.
Sifat reaksiyalari: Fe³⁺ + KSCN → qon-qizil rang; Fe³⁺ + sariq qon tuzi K₄[Fe(CN)₆] → ko‘k cho‘kma; Fe²⁺ + qizil qon tuzi K₃[Fe(CN)₆] → ko‘k cho‘kma (turnbul ko‘ki)
Qotishmalari: cho‘yan (uglerod 2 % dan ko‘p) va po‘lat (2 % dan kam). Domna pechida temir rudadan uglerod(II) oksidi bilan qaytariladi: Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂. Temirning zanglashi — namlik va kislorod ishtirokidagi elektrokimyoviy korroziya.
11,2 g temir: a) mo‘l xlorid kislota bilan; b) mo‘l xlor bilan reaksiyaga kirishdi. Har bir holatda tuz massasini toping.
Mis ([Ar] 3d¹⁰ 4s¹, +1 va +2) — faollik qatorida vodoroddan keyin turadi, shuning uchun HCl va suyultirilgan H₂SO₄ bilan reaksiyaga kirishmaydi; faqat oksidlovchi kislotalar bilan eriydi: Cu + 2H₂SO₄(kons.) → CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O. Birikmalari: CuO (qora), Cu₂O (qizil), Cu(OH)₂ (ko‘k cho‘kma, qizdirilsa CuO va suvga parchalanadi), CuSO₄·5H₂O (ko‘k kuporos, suvsizi oq). Havoda mis buyumlar yashil qatlam — asosli karbonat (CuOH)₂CO₃ bilan qoplanadi. Qotishmalari: latun (Cu + Zn), bronza (Cu + Sn).
Rux ([Ar] 3d¹⁰ 4s², faqat +2) — amfoter metall: Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂; Zn + 2NaOH + 2H₂O → Na₂[Zn(OH)₄] + H₂. ZnO va Zn(OH)₂ ham amfoter. Temirni korroziyadan himoya qilish uchun rux bilan qoplash (galvanizatsiya, ruxlangan tunuka) keng qo‘llaniladi: rux faolroq, shuning uchun o‘zi yemiriladi, temir esa saqlanadi.
Bu ikki metallda oksidlanish darajasi ortishi bilan xossa asosli → amfoter → kislotali bo‘ladi:
CrO (asosli) → Cr₂O₃ (amfoter) → CrO₃ (kislotali, H₂CrO₄)
MnO (asosli) → MnO₂ (amfoter) → Mn₂O₇ (kislotali, HMnO₄)
Xrom — eng qattiq metall, po‘latga zanglamaslik xossasini beradi (zanglamaydigan po‘latda xrom va nikel bor). Xromat–dixromat muvozanati muhitga bog‘liq:
2CrO₄²⁻ (sariq) + 2H⁺ ⇌ Cr₂O₇²⁻ (to‘q sariq) + H₂O
Kislotali muhitda dixromat, ishqoriy muhitda xromat barqaror. K₂Cr₂O₇ va KMnO₄ — kuchli oksidlovchilar; KMnO₄ ning qaytarilish mahsuloti muhitga bog‘liq: kislotali muhitda Mn²⁺ (rangsiz), neytralda MnO₂ (qo‘ng‘ir cho‘kma), ishqoriyda MnO₄²⁻ (yashil). Laboratoriyada kislorod olish: 2KMnO₄ → K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂; xlor olish: MnO₂ + 4HCl → MnCl₂ + Cl₂ + 2H₂O.
Kadmiy nitrat va temirdan iborat 97,6 g aralashma havoda qizdirilganda massa o‘zgarmadi (hosil bo‘ladi: CdO va Fe₂O₃). Aralashmadagi tuz massasini toping.