Məzmuna keç

Qeyri-üzvi kimya

Mis, sink, xrom

Mis, sink və xrom d-elementləridir və dövri sistemin əlavə yarımqruplarında yerləşirlər. Bu metallar və onların birləşmələri həm sənayedə (ərintilər, örtüklər), həm də laboratoriyada mühüm rol oynayır. Onların elektron quruluşu fərqli oksidləşmə dərəcələri və spesifik xassələr göstərmələrinə səbəb olur.

Mis (Cu) və onun xassələri

Mis dördüncü dövr, I qrupun əlavə yarımqrup (IB) elementidir. Sıra nömrəsi 29-dur. Elektron quruluşunda "elektron sıçrayışı" baş verir: 3d104s13d^{10}4s^1. Birləşmələrdə əsasən +2, bəzən +1 oksidləşmə dərəcəsi göstərir. Təbiətdə həm sərbəst, həm də birləşmələr (məsələn, mis kolçedanı CuFeS2\mathrm{CuFeS_2}, malaxit (CuOH)2CO3\mathrm{(CuOH)_2CO_3}) şəklində tapılır. Mis qırmızımtıl rəngli, yüksək elektrik və istilik keçiriciliyinə malik metaldır.

Mis passiv metaldır (gərginlik sırasında hidrogendən sağda yerləşir), ona görə də su və adi turşularla (məsələn, xlorid və ya duru sulfat turşusu ilə) reaksiya girmir. O, qatı sulfat və həm duru, həm də qatı nitrat turşusu ilə reaksiyaya daxil olur: Cu+2H2SO4(qatı)→t∘CuSO4+SO2↑+2H2O\mathrm{Cu+2H_2SO_4(\text{qatı})\xrightarrow{t^\circ}CuSO_4+SO_2\uparrow+2H_2O} 3Cu+8HNO3(duru)→3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O\mathrm{3Cu+8HNO_3(duru)\to 3Cu(NO_3)_2+2NO\uparrow+4H_2O} Cu+4HNO3(qatı)→Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O\mathrm{Cu+4HNO_3(\text{qatı})\to Cu(NO_3)_2+2NO_2\uparrow+2H_2O} Mis nəm havada üzərində yaşıl rəngli əsasi mis(II) karbonat (malaxit) təbəqəsi yaradır. Qızdırıldıqda oksigenlə reaksiyaya girərək qara rəngli CuO\mathrm{CuO} əmələ gətirir.

Sink (Zn) və onun amfoter xassələri

Sink dördüncü dövr, II qrupun əlavə yarımqrup (IIB) elementidir. Sıra nömrəsi 30-dur, elektron formulu 3d104s23d^{10}4s^2 kimidir. Birləşmələrdə sabit +2 oksidləşmə dərəcəsi göstərir. Əsas təbii mineralı sink-blenddir (sfalerit, ZnS\mathrm{ZnS}).

Sink orta aktivliyə malik amfoter metaldır. Həm turşularla, həm də qələvilərlə reaksiyaya girərək hidrogen qazı ayırır: Zn+2HCl→ZnCl2+H2↑\mathrm{Zn+2HCl\to ZnCl_2+H_2\uparrow} Zn+2NaOH(∂rinti)→t∘Na2ZnO2(natrium sinkat)+H2↑\mathrm{Zn+2NaOH(\partial rinti)\xrightarrow{t^\circ}Na_2ZnO_2(natrium\ sinkat)+H_2\uparrow} Zn+2NaOH+2H2O→Na2[Zn(OH)4]+H2↑\mathrm{Zn+2NaOH+2H_2O\to Na_2[Zn(OH)_4]+H_2\uparrow} (məhlulda) Onun oksidi (ZnO\mathrm{ZnO}) və hidroksidi (Zn(OH)2\mathrm{Zn(OH)_2}) də amfoter xassəlidir, yəni həm turşu, həm də qələvi ilə qarşılıqlı təsirdə olurlar.

Xrom (Cr) və onun birləşmələri

Xrom dördüncü dövr, VI qrupun əlavə yarımqrup (VIB) elementidir. Sıra nömrəsi 24-dür və elektron quruluşunda "elektron sıçrayışı" var: 3d54s13d^54s^1. Birləşmələrdə +2, +3 və +6 oksidləşmə dərəcələri göstərir. Ən mühüm mineralı xromitdir (FeO⋅Cr2O3\mathrm{FeO\cdot Cr_2O_3}).

Xrom çox bərk metaldır. Adi şəraitdə səthindəki qoruyucu oksid təbəqəsinə görə passivdir. Qatı nitrat və sulfat turşuları xromu soyuqda passivləşdirir. Duru xlorid və sulfat turşuları ilə reaksiyaya girərək hidrogen ayırır (havasız mühitdə Cr2+\mathrm{Cr^{2+}}, havada Cr3+\mathrm{Cr^{3+}} duzları alınır).

Xromun oksidləşmə dərəcəsi artdıqca onun oksid və hidroksidlərinin xassələri dəyişir:

  • +2 oksidləşmə dərəcəsində CrO\mathrm{CrO} və Cr(OH)2\mathrm{Cr(OH)_2} əsasi xassəlidir.
  • +3 oksidləşmə dərəcəsində Cr2O3\mathrm{Cr_2O_3} və Cr(OH)3\mathrm{Cr(OH)_3} amfoterdir.
  • +6 oksidləşmə dərəcəsində CrO3\mathrm{CrO_3} və xromat turşuları (H2CrO4\mathrm{H_2CrO_4}, H2Cr2O7\mathrm{H_2Cr_2O_7}) turşu xassəlidir. Turş mühitdə sarı xromat ionu (CrO42−\mathrm{CrO_4^{2-}}) narıncı bixromat ionuna (Cr2O72−\mathrm{Cr_2O_7^{2-}}) çevrilir. Bixromatlar güclü oksidləşdiricilərdir.

Yadda saxla

  1. Mis (3d104s13d^{10}4s^1) və xromda (3d54s13d^54s^1) elektron sıçrayışı baş verir.
  2. Mis hidrogendən sağda yerləşir, yalnız qüvvətli oksidləşdirici turşularla (qatı H2SO4\mathrm{H_2SO_4}, duru və qatı HNO3\mathrm{HNO_3}) reaksiyaya daxil olur.
  3. Sink amfoter metaldır, həm turşu, həm də qələvilərlə reaksiyaya girərək hidrogen ayırır. Bütün birləşmələrdə sabit +2 oksidləşmə dərəcəsi göstərir.
  4. Xromun xassələri oksidləşmə dərəcəsindən asılıdır: +2 (əsasi), +3 (amfoter), +6 (turşu).
  5. Qatı HNO3\mathrm{HNO_3} və qatı H2SO4\mathrm{H_2SO_4} soyuqda xromu passivləşdirir.

Həll olunmuş misallar

  1. Misal 1

    13 qram sink tozu artıq miqdarda götürülmüş natrium hidroksid məhlulu ilə reaksiyaya tam daxil olduqda (n.ş.) neçə litr qaz ayrılır? (Ar(Zn)=65A_r(\mathrm{Zn})=65)

    Həlli

    1. Reaksiyanın tənliyini yazırıq: Zn+2NaOH+2H2O→Na2[Zn(OH)4]+H2↑\mathrm{Zn+2NaOH+2H_2O\to Na_2[Zn(OH)_4]+H_2\uparrow}

    2. Sinkin mollarının sayını tapırıq: ν(Zn)=1365=0,2\nu(\mathrm{Zn}) = \dfrac{13}{65} = 0{,}2 mol.

    3. Tənliyə əsasən, 1 mol sinkdən 1 mol hidrogen qazı ayrılır. Deməli, 0,2 mol sinkdən 0,2 mol H2\mathrm{H_2} ayrılacaq.

    4. Həcmi hesablayırıq: V(H2)=0,2⋅22,4=4,48V(\mathrm{H_2}) = 0{,}2 \cdot 22{,}4 = 4{,}48 l.

    Cavab: 4,48 l.

  2. Misal 2

    Mis qatı nitrat və duru nitrat turşusu ilə reaksiyaya girdikdə əmələ gələn azotlu qazların nisbi molekul kütlələrini müəyyən edin.

    Həlli

    1. Mis qatı nitrat turşusu ilə reaksiyaya daxil olduqda azot(IV) oksid (NO2\mathrm{NO_2}) ayrılır: Cu+4HNO3(qatı)→Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O\mathrm{Cu+4HNO_3(\text{qatı})\to Cu(NO_3)_2+2NO_2\uparrow+2H_2O}

    2. NO2\mathrm{NO_2}-nin nisbi molekul kütləsi: Mr(NO2)=14+16⋅2=46M_r(\mathrm{NO_2}) = 14 + 16 \cdot 2 = 46.

    3. Mis duru nitrat turşusu ilə reaksiyaya girdikdə azot(II) oksid (NO\mathrm{NO}) qazı ayrılır: 3Cu+8HNO3(duru)→3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O\mathrm{3Cu+8HNO_3(duru)\to 3Cu(NO_3)_2+2NO\uparrow+4H_2O}

    4. NO\mathrm{NO}-nun nisbi molekul kütləsi: Mr(NO)=14+16=30M_r(\mathrm{NO}) = 14 + 16 = 30.

    Cavab: Qatı turşudan alınan qazın (NO2\mathrm{NO_2}) Mr=46M_r=46, duru turşudan alınan qazın (NO\mathrm{NO}) Mr=30M_r=30.

Özünü yoxla

Əvvəl özün həll et, sonra cavaba bax.

  1. Hansı reaksiya tənliyi səhvdir?

    1. Cu+2HCl→CuCl2+H2↑\mathrm{Cu+2HCl\to CuCl_2+H_2\uparrow}
    2. Zn+2HCl→ZnCl2+H2↑\mathrm{Zn+2HCl\to ZnCl_2+H_2\uparrow}
    3. Cr+2HCl→CrCl2+H2↑\mathrm{Cr+2HCl\to CrCl_2+H_2\uparrow}
    4. Cu+4HNO3(qatı)→Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O\mathrm{Cu+4HNO_3(\text{qatı})\to Cu(NO_3)_2+2NO_2\uparrow+2H_2O}
    5. Zn+2NaOH+2H2O→Na2[Zn(OH)4]+H2↑\mathrm{Zn+2NaOH+2H_2O\to Na_2[Zn(OH)_4]+H_2\uparrow}
    Cavabı göstərCavabı gizlət

    Düzgün cavab: A Cu+2HCl→CuCl2+H2↑\mathrm{Cu+2HCl\to CuCl_2+H_2\uparrow}

    Mis passiv metaldır, elektromotor qüvvələri sırasında hidrogendən sağda yerləşir. Buna görə də o, xlorid və ya duru sulfat turşusu kimi qeyri-oksidləşdirici turşulardan hidrogeni sıxışdırıb çıxara bilmir.

  2. Xromun oksidləri üçün xassələrin dəyişmə ardıcıllığını müəyyən edin: CrO→Cr2O3→CrO3\mathrm{CrO \to Cr_2O_3 \to CrO_3}.

    1. əsasi →\to turşu →\to amfoter
    2. amfoter →\to əsasi →\to turşu
    3. əsasi →\to amfoter →\to turşu
    4. turşu →\to amfoter →\to əsasi
    5. turşu →\to əsasi →\to amfoter
    Cavabı göstərCavabı gizlət

    Düzgün cavab: C əsasi →\to amfoter →\to turşu

    Metalın oksidləşmə dərəcəsi artdıqca onun oksidinin və hidroksidinin turşu xassələri artır. CrO\mathrm{CrO} (+2) əsasi, Cr2O3\mathrm{Cr_2O_3} (+3) amfoter, CrO3\mathrm{CrO_3} (+6) isə turşu oksiddir.

  3. Hansı metal həm xlorid turşusu, həm də natrium hidroksid məhlulu ilə reaksiyaya daxil olaraq eyni qazı ayırır?

    1. Cu\mathrm{Cu}
    2. Fe\mathrm{Fe}
    3. Zn\mathrm{Zn}
    4. Mg\mathrm{Mg}
    5. Ag\mathrm{Ag}
    Cavabı göstərCavabı gizlət

    Düzgün cavab: C Zn\mathrm{Zn}

    Sink amfoter metaldır, buna görə də həm turşularla (HCl\mathrm{HCl}), həm də qələvilərlə (NaOH\mathrm{NaOH}) qarşılıqlı təsirdə olur. Hər iki reaksiyanın məhsullarından biri hidrogen (H2\mathrm{H_2}) qazıdır. Mis, maqnezium, dəmir və gümüş isə qələvi məhlulu ilə reaksiya girmir.

Tipik səhvlər

  • Misin hər turşu ilə reaksiya girib hidrogen ayırdığını düşünmək. Mis hidrogendən sağda yerləşir və qeyri-oksidləşdirici turşularla reaksiya girmir.
  • Xromun +6 oksidləşmə dərəcəli birləşmələrini (məsələn, CrO3\mathrm{CrO_3}) metal oksidi olduğu üçün əsasi xassəli hesab etmək. Əslində bu yüksək oksidləşmə dərəcəsində onlar qüvvətli turşu xassəsi göstərir.
  • Sinkin yalnız turşularla reaksiya girdiyini fərz etmək. Sink və onun oksidi amfoterdir, qələvilərlə də asanlıqla reaksiyaya daxil olurlar.

Hələ də tam aydın deyil?

Mövzunu sənə səsli dərs kimi izah edir, lövhədə yazır və suallarla yoxlayır.