O‘zbekiston Respublikasi Хalq ta’limi vazirligi tasdiqlagan тoshkenт 2005

1. 
   O‘quvchilarga metallarning namunalarini va ulardan tayyorlangan buyumlarni ko‘rsatish
   
2. 
   Metallarning Davriy sitemadagi o‘rni
   
3. 
   Тabiatda uchrashi
   
4. 
   Olinishi
   
5. 
   Ishlatilishi
   
6. 
   Qotishmalar va ularning tarkiblari haqida
   
7. 
   Qotishmalarning ishlatilishi
   

Dars metallarni halq ho‘jaligidagi ahamiyatini o‘quvchilarga tushuntirish maqsadida metallar va ulardan tayyorlangan buyumlarning namunalarini ko‘rsatish bilan boshlanadi. O‘quvchilarga quyidagi savol berilib, ularning fikrlari eshitiladi: Siz o‘z hayotingizda qaysi metallarni qanday maqsadlarda foydalanishini ko‘rgansiz? O‘z fikrlaringizni qisqacha bayon qiling.

1. 
   Metallarni Davriy jadvaldagi o‘rnini ko‘rsating.
   
2. 
   Atom tuzilishidagi o‘hshashliklarni aniqlang.
   

Metallarni birikmalardan olish uchun turli usullar qo‘llanadi. Sanoatda metallarni olish usullarining barchasi oksidlanish-qaytarilish reaksiyalariga asoslangan bo‘lib, hozirgi kunda quyidagi usullardan foydalaniladi:

• 
  Pirometallurgik usullar
  
• 
  Gidrometallurgik usullar
  
• 
  Elektrotermik usullar
  

• 
  Pirometallurgik usullarda metallarni olish yuqori haroratlarda metall birikmalarini bevosita termik ishlovdan o‘tkazishga (passiv metallarni olish) yoki uglerod, uglerod (II)-oksidi, alyuminiy, kremniy yoki vodorod yordamida metall oksidlarini qaytarishga asoslangan (sulfidlar oldin kuydirilib oksidlarga o‘tkaziladi, so‘ng oksidlar qaytariladi):
  

ZnO  C  CO  Zn

Cr₂O₃  2Al  Al₂O₃  2Cr

Fe₃O₄  4CO  3Fe  4CO₂

3BaO  Si  BaSiO₃  2Ba

WO₃  3H₂  W  3H₂O

2HgO  2Hg  O₂
Bu usullar yordamida po‘lat va cho‘yan olinadi.

• 
  Gidrometallurgik usullarda metallar olish ularning birikmalarini eritmaga o‘tkazib, yuqori haroratlarsiz, elektroliz yordamida yoki boshqa metallar ta’sir ettirib qaytarishga asoslangan:
  

CuO  H₂SO₄  CuSO₄  H₂O

CuSO₄  Fe  FeSO₄  Cu
Bu usullar yordamida oltin, kumush, rux, uran va boshqa metallar olinadi.

Elektrotermik usullarda metallarni olish oksidlar, gidroksidlar, tuzlar suyuqlanmalarini elektroliz qilishga asoslangan:

Ca^2  2e^-  Ca

Al^3  3e^-  Al
Bu usullar yordamida ishqoriy va ishqoriy-metallar, alyuminiy olinadi.

Ishlatilishi. Metallar xalq xo‘jaligining barcha sohalarida ishlatiladi. Inson hayotiy faoliyati uchun foydalanish darajasi bo‘yicha metallar oldingi o‘rinlarda turadi. Rasmda oddiy yoritish lampochkasida ishlatiladigan metallar ko‘rsatilgan. Ishlatilish sohasiga qarab, metallar shartli ravishda qora va rangli metallarga bo‘lingan.

• 
  Qora metallar-temir va uni qayta ishlashning asosiy mahsulotlari cho‘yan va po‘latlardir.
  
• 
  Rangli metallar-temirdan boshqa metallar va ularni qayta ishlash mahsulotlaridir.
  

Rangli metallar temir zichligiga (7874 kgm³) nisbatan zichligining katta va kichikligiga qarab:

• 
  Yengil metallar (litiy, natriy, kaliy, kalsiy, alyuminiy, magniy, titan, rux, surma va b.q.)
  
• 
  Og‘ir metallar (texnetsiy, kadmiy, nikel, simob, qalay, qo‘rg‘oshin, mis, kobalt va b.q.)
  

tashqi ta’sirlarga chidamli va zargarlik, ziynat buyumlari tayyorlash uchun ishlatilishiga qarab:

• 
  Nodir metallar (kumush, oltin, platina, radiy, palladiy va b.q.)
  

tabiatda kam tarqalgani (siyrak-yer elementlari), boshqa metallardan keskin farqlanuvchi ayrim xossalariga (yarim o‘tkazgichligi, radioaktivligi, yuqori haroratda suyuqlanishiga) qarab:

• 
  Noyob metallar (aktinoidlar, lantanoidlar, molibden, volfram, vanadiy, niobiy, tantal, radiy, toriy va b.q.)
  

kabi tiplarga bo‘linadi.

Indiy va kumush nurni yaxshi aks ettirganliklari uchun projektor va reflektorlar tayyorlashda ishlatiladi.

Qadimgi vaqtlarda asl metallar: oltin va kumush hamda misdan to‘lov vositalari bo‘lgan pul birliklari tayyorlanib, kundalik turmushda ishlatilgan.

• 
  O‘zbekistonda hozirgi kunda 40 ta qimmatbaho metall konlari qidirib topilgan
  
• 
  Oltinning zahiralari bo‘yicha O‘zbekiston dunyoda 4-o‘rinda turadi
  
• 
  Oltin konlari Qizilqumdagi Muruntov, Ajibugut, Bulutkon, Balkantov, Aristontov, Тo‘rboy va boshqa yerlarda joylashgan
  
• 
  Kumush konlari Navoiy viloyatidagi Visokovoltnoye, O‘qjetpes, Kosmonachi; Namangan viloyatidagi Oqtepada joylashgan
  
• 
  Olmaliq kon-metallurgiya kombinati eng yirik korxonalardan biri bo‘lib, Qolmaqir konida qazib chiqarilgan ruda asosida ishlaydi va rangli metallar ishlab chiqaradi
  
• 
  Shuningdek O‘zbekistonda Au, Ag, Cu, Re, Mo, Pb, Zn, W, Cd, Ni, Os, V, Sc, Te, Se kabi ko‘plab metallar konlari mavjud
  

1. 
   Berilgan metall namunalarini ko‘rib chiqing va ularning nomini ayting.
   
2. 
   Sizga berilgan metallarning suyuqlanish temperaturasi va qattiqligini ma’lumotnoma jadvalidan foydalanib aniqlang.
   
3. 
   Metallarning issiqlik o‘tkazuvchanligini taqqoslash uchun temir va misdan yasalgan ikkita bir xil plastinka olib, ikkala plastinkaning bir uchiga parafin bo‘lagini joylashtiring. So‘ngra bu plastinkalarning ikkinchi uchini gorelka alangasiga tuting. Kuzatish asosida qaysi metallning issiqlik o‘tkazuvchanligi yuqori ekanligini aniqlang.
   

1. 
   Sizga berilgan metall namunalarini tekshirib, ularning nomini ayting.
   
2. 
   Тekshirib ko‘rilgan metallarning qattiqligi, suyuqlanish temperaturasi va issiqlik o‘tkazuvchanligi ortib borishi tartibida bir qatorga yozing.
   

1. 
   Sizga berilgan qotishmalar namunalarini ko‘rib chiqing.
   

1. 
   Berilgan namunalarning qattiqligi va plastikligini tekshirib ko‘ring.
   
2. 
   Ularning rangiga e’tibor bering.
   

1. Darslikdan §16 ni o‘qish hamda savol va topshiriqlarni bajarish.

1. 
   Fizikaviy xossalari.
   
2. 
   Metall bog‘lanish.
   
3. 
   Kimyoviy xossalari.
   
4. 
   Elektrokimyoviy kuchlanish qatori.
   

Fizik xossalari. Barcha metallar:

1. 
   Metall yaltiroqlikka ega.
   
2. 
   Elektr tokini va issiqlikni yaxshi o‘tkazadi.
   

3. 
   Elastik va bolg‘alanuvchan.
   
4. 
   Metallarning zichligi, qattiqligi, suyuqlanish temperaturasi har xil.
   

• 
  Eng zichligi kichik metallar-ishqoriy metallar, zichligi eng kattasi-osmiy.
  
• 
  Zichligi 5 gsm^z gacha bo‘lsa- yengil metallar.
  
• 
  Zichligi 5 gsm^z dan katta bo‘lsa-og‘ir metallar.
  
• 
  Eng yumshoq metallar-ishqoriy metallar bo‘lsa, eng qattig‘i esa-xrom.
  
• 
  Eng quyi temperaturada suyuqlanadigan metal-simob, eng yuqori temperaturada suyuqlanadigan metal-volfram.
  

• 
  Davriy sistemadagi 109 elementning 87 tasi metalldir
  
• 
  I, II, III gruppaning barcha elementlari (H va B dan tashqari) metallar
  
• 
  IV gruppa bosh gruppachasida C va Si dan boshqa elementlar metallar
  
• 
  V gruppa bosh gruppachasida ikkita metall Sb va Bi bor
  
• 
  VI gruppa bosh gruppachasida bitta metall Po bor
  
• 
  IV, V, VI, VII, VIII gruppalar yonaki gruppachalari barcha elementlari metallar
  

• 
  Metallarda musbat ionlar va umumiy elektronlar orasida vujudga kelgan kimyoviy bog‘ metall bog‘ deb yuritiladi
  

Barcha metallar kuchli qaytaruvchi, oson oksidlanadi (Au, Ag, Pt-bundan istisno).

1. 
   Temir sulfat eritmasiga ruh bo‘lagini, ruh sulfat eritmasiga temir mihni tushuring. Sodir bo‘layotgan o‘zgarishlarni kuzating.
   
2. 
   Mis sulfat eritmasiga temir mihni, temir sulfat eritmasiga mis simni tushuring. Sodir bo‘layotgan o‘zgarishlarni kuzating.
   
3. 
   Birinchi va ikkinchi topshiriqlardagi o‘zgarishlarni quyidagi jadvalga yozing. (Jadvalni har bir o‘quvchi daftariga yozib olgan bo‘lishi kerak). Tegishli hulosa chiqaring.
   

.

1-misol: Qanday qilib mis platinkasini mis kukuniga aylantirish mumkin?

Yechish: Quyidagi sxemalar bo‘yicha amalga oshirish mumkin.

CuCuOCu.

CuCu(NO₂)₂Cu(OH)₂CuOCu

2-misol: Kumush nitrat eritmasiga nikel plastinka botirilganda uning massasi 0,73 g ortgan. Plastinkaga necha gramm kumush cho‘kkan? Qancha nikel (II)-nitrat hosil bo‘lgan.

Yechish: 1) Reaksiya tenglamasini yozamiz:

Ni + 2AgNO₃ = Ni(NO₃)₂ + 2Ag

58,7 g 182,7 g 216,8 g

2) Reaksiya tenglamasidan ko‘rinib turibdiki 1 mol (58,7 g) nikel bilan 2 mol AgNO₃ reaksiyaga kirishib 2 mol (216,8 g) Ag ni ajratib chiqaradi. Demak, 1 mol nikel sarflanib 2 mol Ag ajraladi.

216,8 – 58,7 = 157,1 g farq, plastinka massasini ortishi.

3) 157,1 g plastinka massasi ortganda 216,8 g Ag hosil bo‘ladi

0,73 g plsatinka massasi ortganda x g Ag hosil bo‘ladi

4) Plastinka massasi 157,1 g ortganda 182,7 g Ni(NO₃)₂ hosil bo‘ladi

Plastinka massasi 0,7 g ortganda x g Ni(NO₃)₂ hosil bo‘ladi

Javob: 1 g Ag hosil bo‘lgan, 0,84 g Ni(NO₃)₂ hosil bo‘ladi.

1. 
   Alyuminiy, temir yer po‘stlog‘ida juda ko‘p tarqalgan bo‘lishiga qaramasdan, odamlar juda qadim zamonlardan mis bilan tanish bo‘lgan. Misdan turli-tuman buyumlar tayyorlagan va foydalangan. Nima uchun?
   
2. 
   Mis bo‘lagini havoda qizdirilganda massasi ortadi. Qaysi metallarni havoda qizdirilganda massasi o‘zgarmaydi?
   
3. 
   Qaysi metallar suvda eriydi?
   
4. 
   Havoda kuydirilgan mis hlorid kislotada eriydimi? Reaksiya tenglamalarini yozing.
   
5. 
   Mis metali temir (III)-hlorid eritmasiga tushirilganda ikki hil tuz hosil bo‘ladi. Bunda sodir bo‘ladigan kimyoviy jarayonning tenglamasini yozing?
   
6. 
   Mis buyumlarini simob (II)-nitrat eritmasiga tushirilganda buyumning sirti “kumushdek” yaltiroq bo‘lib qoladi. Buning sababini tushuntiring va izohlang.
   
7. 
   Massasi 100 g bo‘lgan temir plastinka mis kuporosi eritmasiga tushirilganda uning massasi 101,3 g ga teng bo‘lib qoldi. Temir plastinka sirtiga necha gramm mis o‘tirgan.
   
8. 
   Mis sulfat eritmasida 128 g misni siqib chiqarish uchun tarkibida 10% qo‘shimchalar tutgan qancha temir kerak bo‘ladi?
   

1. 
   Birinchi probirkaga kumush (I)-nitrat, ikkinchi probirkaga mis (II)-sulfat, uchinchisiga qo‘rg‘oshin (II)-nitrat eritmasidan 2-3 ml quying. Birinchi probirkaga mis simi, ikkinchisiga temir qipiqlari, uchinchisiga mis qipiqlaridan soling.
   
2. 
   Har bir probirkada qanday moddalar hosil bo‘ldi? Тegishli reaksiyalarning molekulyar, to‘la va qisqa ionli tenglamalarini yozing.
   

1. 
   Darslikdan §17 ni o‘qish hamda savol va topshiriqlarni bajarish.
   

1. 
   Korroziyaning sodir bo‘lish sabablari.
   
2. 
   Korroziyaning turlari.
   
3. 
   Korroziyaning oldini olish.
   

1. 
   Metall sirtini ximoya qavati bilan qoplash
   
2. 
   Korrozion muhitni aktivligini kamaytirish
   
3. 
   Ingibitorlar
   
4. 
   Elektrokimyoviy ximoya
   

Dars boshida o‘quvchilarga zanglagan, korroziyalangan metall buyumlar na’munalari ko‘rsatiladi. 1) Manashu zanglagan buyumlardan foydalansa bo‘ladimi? 2) Metall buyumlarni qanday yo‘llar bilan zanglashdan saqlash mumkin?

Karroziya metall buyumlar, turli hildagi detallarni ishdan chiqaradi. Natijada halq ho‘jaligi karroziyadan juda katta moddiy zarar ko‘radi.

• 
  Меtаll vа ulаrning qоtishmаlаrini tаshqi muhit tаsiridа kimyoviy vа elеktrоkimyoviy еmirilish kоrrоziya dеb аtаlаdi.
  
• 
  Hаlq ho’jаligidа eng ko’p qo’llаnilаdigаn tеmir vа uning qоtishmаlаri quyidаgi umumiy ko’rinishdа kоrrоziyagа uchrаydi.
  

Моlеkulyar ko’rinishdа:

• 
  Меtаllаrni оksidlаsh uchun kislоrоd yoki iоni оksidlоvchilik hоssаsini o’tаydi.
  
• 
  Меtаll o’zidаn pаssiv mеtаllаrgа tеgib tursа mеtаllаrning kоrrоziyasi tеzlаshаdi.
  

Теmir tеz vа bаtоmоm оksidlаnib tugаydi. Мis esа sаqlаnib qоlаdi.

1. 
   Darslikdan §18 ni o‘qish hamda savol va topshiriqlarni bajarish.
   

1. 
   Elektroliz-oksidlanish-qaytarilish reaksiyasi ekanligi.
   
2. 
   Mis (II)-xlorid tuzi eritmasining elektrolizi.
   
3. 
   Analizning turlari.
   
4. 
   Elektroliz qonunlari.
   
5. 
   Elektrolizning ahamiyati.
   

Mis (II)–xlorid CuCl₂ suvdagi eritmasining gidrolizini ko‘rib chiqaylik. Eritma orqali elektr toki yuborilsa, eritmadagi Cu^2 va Cl^–ionlari tegishli elektrodlarga tomon yo‘naladi va ularda quyidagi jarayonlar sodir bo‘ladi:

Elektrod potensiali –0,41 v dan kichik bo‘lgan metallarning tuzlari eritmasidan elektr toki o‘tkazilganda, katodda metall ionlari emas, balki suv molekulalari qaytarilishi kerak. Isbot uchun NaCl ning suvdagi eritmasi elektrolizini ko‘rib chiqaylik.

katod  Na^ Cl^– anod

(Anod) 2H₂O  2e  H₂  2OH^– 2Cl^––2e  Cl₂

  E_parch–E

–o‘ta kuchlanish.

Anodlar ikki xil bo‘ladi–eruvchan va erimaydigan. Eruvchan anodlar–elektroliz vaqtida yemiriladigan, ya’ni eritmaga ionlar holida o‘tadigan elektrodlardir. Masalan: CuCl₂ eritmasi orqali tok o‘tkazilsa va anod sifatida mis plastinka olinsa, katodda mis ajralib chiqadi, anodda esa xlor ajralib chiqmaydi. Bunday holda mis atomlari Cl^–ionlariga qaraganda elektronini oson beradi. Natijada anodning o‘zi eriydi, ya’ni mis anoddan Cu^2 ionlari holida eritmaga o‘tadi.

Eruvchan anoddan foydalaniladigan elektroliz sanoatda juda toza moddalar olish uchun, bir metallni boshqa metall qavati bilan qoplash uchun ishlatiladi. Masalan, buyumlarni nikellashda anod nikeldan tayyorlanadi, nikellanuvchi buyum esa katod bo‘ladi. Хar ikkala elektrod nikel tuzi eritmasiga tushiriladi.

Erimaydigan anodlar, odatda, oltin, platina yoki grafitdan tayyorlanadi. Erimaydigan anod elektroliz paytida ionlar holida eritmaga o‘tmaydi. Bu holda anod sirtida yoki kislota qoldig‘i ionlari, yoki suv molekulalari oksidlanadi. Elektrolit bir muncha konsentrlangan bo‘lsa, kislorodsiz kislotalarning ionlari, masalan, Cl^–, Br^–, J^–, S^2– lar oson zaryadsizlanadi. Kislorodli kislotalarning anionlari, masalan, SO₄^2–, PO₄^3–, NO₃^–zaryadsizlanmaydi. Kislorodli kislota yoki uning tuzi suvdagi eritmasi elektroliz qilinganda anodda suv molekulalari oksidlanib, gaz holdagi kislorod ajralib chiqadi.

Agar aktiv metall va kislorodli kislotadan hosil bo‘lgan tuzning masalan, Na₂SO₄ ning suvdagi eritmasi orqali elektr toki yuborilsa, tuzning kationlari ham, anionlari ham zaryadsizlanmaydi. Katodda suv qaytariladi va anodda oksidlanadi. Shu sababli katodda vodorod, anodda kislorod ajralib chiqadi.

Ko‘pincha elektrolitlar suyuqlantirilgan holda elektroliz qilinadi. NaCl singari elektrolitlar suyuqlantirilgan ionli kristall panjaralari buziladi. Hosil bo‘lgan suyuqlanma tartibsiz xarakat qiluvchi ionlardan iborat bo‘ladi. NaCl suyuqlanmasida faqatgina Na^ ionlar musbat zaryadlanganligi sababli, elektroliz natijasida katodda xuddi shu ionlar zaryadsizlanadi:

Olingan metallarni tozalashda, bir metallga ikkinchi metallni qoplashda (nikellash, xromlash, oltin qoplash) ham elektrolizdan keng foydalaniladi. Nikel, xrom, oltin qoplama buyumlarga nafaqat chiroyli ko‘rinish beradi, balki ularni kimyoviy yemirilishdan (korroziyadan) ham saqlaydi.

• 
  Faradeyning 1–qonuni: elektrodda ajralib chiqadigan moddaning miqdori faqat birgina omilga–eritmadan o‘tayotgan elektr miqdoriga proporsionaldir.
  
• 
  Faradeyning 2–qonuni: turli moddalarning eritmasidan bir xil miqdorda elektr toki o‘tganda, elektrodlarda ekvivalent og‘irliklariga proporsional miqdorda moddalar ajralib chiqadi.
  

Istalgan moddadan bir gramm–ekvivalent modda ajralib chiqishi uchun 96500 kulon elektr miqdori kerak bo‘ladi. Bu Faradey soni deyiladi.

Elektroliz relefli buyumlardan aniq nusxa olish uchun eng qulay usuldir. Elektroliz yordamida relefli buyumlardan nusxa olish galvanoplastika deb ataladi (B.S.Yakobi, 1837).