Көпчүлүк элементтердин химиялык касиеттери алардын сууда жана кислоталарда эрүү жөндөмдүүлүгүнө негизделген. Жездин мүнөздөмөлөрүн изилдөө кадимки шарттарда аз активдүүлүк менен байланышкан. Анын химиялык процесстеринин өзгөчөлүгү – аммиак, сымап, азот жана күкүрт кислоталары менен кошулмалардын пайда болушу. Жездин сууда эригичтигинин төмөндүгү коррозия процесстерин жаратууга жөндөмдүү эмес. Анын өзгөчө химиялык касиеттери бар, бул кошулманы түрдүү тармактарда колдонууга мүмкүндүк берет.
Нерсенин сүрөттөмөсү
Жез биздин заманга чейин эле адамдар казып алууну үйрөнгөн металлдардын эң байыркысы болуп эсептелет. Бул зат табигый булактардан руда түрүндө алынат. Жез химиялык таблицанын латынча аталышы cuprum менен элементи деп аталат, анын сериялык номери 29. Мезгилдик системада ал төртүнчү мезгилде жайгашып, биринчи топко кирет.
Табигый зат жумшак жана ийкемдүү түзүлүшү бар кызгылт-кызыл оор металл. Анын кайноо жана эрүү температурасы болуп саналат1000 °Cден жогору. Жакшы дирижер деп эсептелет.
Химиялык түзүлүшү жана касиеттери
Эгер жез атомунун электрондук формуласын изилдесеңиз, анын 4 деңгээли бар экенин көрөсүз. Валенттүүлүк 4s орбиталында бир гана электрон бар. Химиялык реакциялардын жүрүшүндө атомдон 1ден 3кө чейинки терс заряддуу бөлүкчөлөрдү бөлүп алууга болот, андан кийин кычкылдануу даражасы +3, +2, +1 болгон жез бирикмелери алынат. Анын эки валенттүү туундулары эң туруктуу.
Химиялык реакцияларда активдүү эмес металлдын ролун аткарат. Кадимки шарттарда жездин сууда эригичтиги жок. Кургак абада коррозия байкалбайт, бирок ысытылганда металлдын үстү эки валенттүү оксиддин кара катмары менен жабылат. Жездин химиялык туруктуулугу суусуз газдардын, көмүртектердин, бир катар органикалык бирикмелердин, фенолдук чайырлардын жана спирттердин таасири астында көрүнөт. Ал түстүү кошулмалардын бөлүнүп чыгышы менен татаал пайда болуу реакциялары менен мүнөздөлөт. Жез бир валенттүү катардын туундуларынын пайда болушу менен байланышкан щелоч тобунун металлдары менен бир аз окшоштукка ээ.
Эригичтик деген эмне?
Бул бир бирикменин башка заттар менен өз ара аракеттешүүсүндө эритмелер түрүндөгү бир тектүү системалардын пайда болуу процесси. Алардын компоненттери жеке молекулалар, атомдор, иондор жана башка бөлүкчөлөр. Эригичтик даражасы каныккан эритмени алууда эриген заттын концентрациясы менен аныкталат.
Өлчөө бирдиги көбүнчө пайыздар, көлөм же салмак бөлчөктөрү болуп саналат. Жездин сууда эригичтиги башка катуу бирикмелер сыяктуу эле температуралык шарттардын өзгөрүшүнө гана дуушар болот. Бул көз карандылык ийри сызыктар аркылуу көрсөтүлөт. Эгерде индикатор өтө аз болсо, анда зат эрибейт деп эсептелет.
Жездин сууда эригичтиги
Металл деңиз суусунун таасири астында коррозияга туруктуулугун көрсөтөт. Бул кадимки шарттарда анын инерциясын далилдейт. Жездин сууда (ширин сууда) эригичтиги иш жүзүндө байкалбайт. Бирок нымдуу чөйрөдө жана көмүр кычкыл газынын таасири астында негизги карбонат болгон металлдын бетинде жашыл пленка пайда болот:
Cu + Cu + O2 + H2O + CO2 → Cu (OH)2 CuCO2.
Эгер анын бир валенттүү кошулмаларын туз түрүндө алсак, анда алардын бир аз эриши байкалат. Мындай заттар тез кычкылданууга дуушар болушат. Натыйжада эки валенттүү жез бирикмелери алынат. Бул туздар суулуу чөйрөдө жакшы эрийт. Алардын иондорго толук диссоциацияланышы болот.
Кислоталарда эригич
Жездин алсыз же суюлтулган кислоталар менен болгон нормалдуу реакциялары алардын өз ара аракеттенүүсүн жактырбайт. Металлдын щелочтор менен химиялык процесси байкалбайт. Жездин кислоталарда эригичтиги, эгерде алар күчтүү кычкылдандыргычтар болсо, мүмкүн. Бул учурда гана өз ара аракеттенүү ишке ашат.
Жездин азот кислотасында эригичтиги
Мындай реакция металл күчтүү реагент менен кычкылдангандыктан мүмкүн болот. Суюлтулган жана концентрацияланган азот кислотасыформа жезди эритүү менен кычкылдандыруучу касиетти көрсөтөт.
Биринчи вариантта реакциянын жүрүшүндө 75%тен 25%ке чейинки катышта жез нитраты менен азоттун эки валенттүү оксиди алынат. Суюлтулган азот кислотасы менен процессти төмөнкү теңдеме менен сүрөттөөгө болот:
8HNO3 + 3Cu → 3Cu(NO3)2 + ЖОК + ЖОК + 4H2O.
Экинчи учурда жез нитраты жана азот оксиддери эки жана төрт валенттүү алынат, алардын катышы 1ден 1ге чейин. Бул процесске 1 моль металл жана 3 моль концентраттуу азот кислотасы кирет. Жез эригенде эритме катуу ысыйт, натыйжада кычкылдандыргыч термикалык ажырайт жана азот оксиддеринин кошумча көлөмү бөлүнүп чыгат:
4HNO3 + Cu → Cu(NO3)2 + NO 2 + NO2 + 2H2O.
Реакция сыныктарды кайра иштетүү же калдыктардан жабындыларды алып салуу менен байланышкан чакан өндүрүштө колдонулат. Бирок, жезди эритүүнүн бул ыкмасы азот оксиддерин көп санда бөлүп чыгаруу менен байланышкан бир катар кемчиликтерге ээ. Аларды кармоо же зыянсыздандыруу үчүн атайын жабдуулар талап кылынат. Бул процесстер өтө кымбатка турат.
Учуучу азот оксиддерин өндүрүү толук токтогондо жездин эриши толук деп эсептелет. Реакция температурасы 60тан 70°Сге чейин. Кийинки кадам химиялык реактордон эритмени төгүү болуп саналат. Анын түбүндө реакцияга кирбеген майда металлдар бар. Алынган суюктукка суу кошулат жаначыпкалоо.
Күкүрт кислотасында эригичтиги
Кадимки абалда мындай реакция болбойт. Жездин күкүрт кислотасында эришин аныктоочу фактор анын күчтүү концентрациясы болуп саналат. Суюлтулган чөйрө металлды кычкылдандыра албайт. Концентрленген күкүрт кислотасында жездин эриши сульфаттын бөлүнүп чыгышы менен жүрөт.
Процесс төмөнкү теңдеме менен туюнтулган:
Cu + H2SO4 + H2SO 4 → CuSO4 + 2H2O + SO2.
Жез сульфатынын касиеттери
Эки негиздүү туз сульфат деп да аталат, төмөнкүчө белгиленет: CuSO4. Бул туруксуздукту көрсөтпөгөн, мүнөздүү жыты жок зат. Суусуз түрүндө туз түссүз, тунук эмес жана өтө гигроскопиялык. Жез (сульфат) жакшы эрийт. Суу молекулалары тузга кошулуп, кристалл гидраттык бирикмелерди пайда кылышы мүмкүн. Мисал катары жез сульфаты, ал көк пентагидрат болуп саналат. Анын формуласы: CuSO4 5H2O.
Кристалл гидраттары көк түстөгү тунук структурага ээ, алар ачуу, металлдык даамды көрсөтөт. Алардын молекулалары убакыттын өтүшү менен байланышкан сууну жоготууга жөндөмдүү. Табиятта алар минералдар түрүндө кездешет, анын ичинде халкантит жана бутит.
Жез сульфаты таасир этет. Эригичтик – экзотермиялык реакция. Тузду гидратациялоо процессинде бир кыйла сандагыжылуулук.
Жездин темирде эригичтиги
Бул процесстин натыйжасында Fe жана Cuнун псевдоэритмелери пайда болот. Металл темир жана жез үчүн чектелген өз ара эригичтиги мүмкүн. Анын максималдуу маанилери 1099,85 °C температура индексинде байкалат. Темирдин катуу формасында жездин эрүү даражасы 8,5%. Бул кичинекей көрсөткүчтөр. Металл темирдин жездин катуу түрүндө эриши болжол менен 4,2% түзөт.
Температураны бөлмөнүн маанилерине чейин төмөндөтүү өз ара процесстерди маанисиз кылат. Металл жез эригенде темирди катуу формада жакшы нымдай алат. Fe жана Cu псевдо эритмелерин алууда атайын даярдалган тетиктер колдонулат. Алар таза же эритме түрүндө болгон темир порошок пресстөө же бышыруу жолу менен түзүлөт. Мындай бланктар суюк жез менен сиңирилип, псевдоэритмелерди түзүшөт.
Аммиакта эритүү
Процесс көбүнчө NH3 газ түрүндөгү ысык металлдын үстүнөн өтүү менен жүрөт. Натыйжада жездин аммиакта эриши, Cu3N бөлүнүп чыгышы. Бул кошулма моноваленттүү нитрид деп аталат.
Анын туздарына аммиак эритмеси таасир этет. Мындай реагенттин жез хлоридине кошулушу гидроксид түрүндөгү жаан-чачынга алып келет:
CuCl2 + NH3 + NH3 + 2H 2O → 2NH4Cl + Cu(OH)2↓.
Аммиактын ашыкча болушу кочкул көк түстөгү татаал типтеги кошулмалардын пайда болушуна көмөктөшөт:
Cu(OH)2↓+ 4NH3 → [Cu(NH3)4] (OH)2.
Бул процесс стакан иондорун аныктоо үчүн колдонулат.
Чойунда эригичтик
Илимдүү перлиттүү темирдин структурасында негизги компоненттерден тышкары кадимки жез түрүндөгү кошумча элемент бар. Ал көмүртек атомдорунун графиттештирилүүсүн жогорулатат, эритмелердин суюктугун, күчүн жана катуулугун жогорулатууга салым кошот. Металл акыркы продуктыдагы перлиттин деңгээлине оң таасирин тийгизет. Жездин чоюндагы эригичтиги баштапкы составды легирлөө үчүн колдонулат. Бул процесстин негизги максаты ийилүүчү эритме алуу болуп саналат. Анын механикалык жана коррозияга каршы касиеттери жакшырат, бирок морттук азаят.
Эгер чоюндун курамындагы жез болжол менен 1% болсо, анда тартылуу күчү 40%ке барабар, ал эми суюктук 50%ке чейин жогорулайт. Бул эритмесинин мүнөздөмөлөрүн олуттуу түрдө өзгөртөт. Легирленген металлдын көлөмүнүн 2% га чейин көбөйүшү күчтүн 65% га чейин өзгөрүшүнө алып келет, ал эми түшүмдүүлүк индекси 70% түзөт. Чоюндун курамында жездин көп болушу менен түйүндүү графиттин пайда болушу кыйыныраак. Конструкцияга легирлөөчү элементти киргизүү катуу жана жумшак эритмени түзүүнүн технологиясын өзгөртпөйт. Күйүү үчүн бөлүнгөн убакыт жез аралашмасы жок чоюнду өндүрүүдө мындай реакциянын узактыгына туура келет. Болжол менен 10 саат.
Бийик кылуу үчүн жезди колдонуукремний концентрациясы толугу менен күйдүрүү учурунда аралашма ferruginization деп аталган жок кыла албайт. Натыйжада ийкемдүүлүгү төмөн продукт.
Сымапта эригичтик
Сымапты башка элементтердин металлдары менен аралаштырганда амальгамалар алынат. Бул процесс бөлмө температурасында болушу мүмкүн, анткени мындай шарттарда Pb суюктук болуп саналат. Жездин сымапта эригичтиги ысытуу учурунда гана өтөт. Металлды адегенде майдалоо керек. Катуу жезди суюк сымап менен нымдоодо бир зат экинчисине өтөт же диффузияланат. Эригичтиктин мааниси пайыз менен көрсөтүлөт жана 7,410-3. Реакцияда цементке окшош катуу жөнөкөй амальгама пайда болот. Бир аз ысытып койсоңуз жумшарып калат. Натыйжада, бул аралашма фарфор буюмдарын оңдоо үчүн колдонулат. Оптималдуу металлды камтыган татаал амальгамалар да бар. Мисалы, күмүш, калай, жез жана цинк элементтери стоматологиялык эритмеде бар. Алардын саны пайыз менен 65:27:6:2. Бул курамы менен амалгам күмүш деп аталат. Эритмедеги ар бир компонент белгилүү бир функцияны аткарат, бул жогорку сапаттагы толтурууну алууга мүмкүндүк берет.
Дагы бир мисал – бул жездин курамы жогору болгон амальгам эритмеси. Ал ошондой эле жез эритмеси деп аталат. Амальгамдын курамында 10дон 30%ке чейин Cu бар. Жогорку жездин камтылышы калайдын сымап менен өз ара аракеттенүүсүн алдын алат, бул эритменин өтө алсыз жана коррозиялык фазасынын пайда болушуна жол бербейт. кошпогондоМындан тышкары, толтуруу күмүш көлөмүнүн азайышы баанын төмөндөшүнө алып келет. Амальгамды даярдоо үчүн инерттүү атмосфераны же пленканы түзүүчү коргоочу суюктукту колдонуу максатка ылайыктуу. Эритманы түзгөн металлдар аба менен тез кычкылданууга жөндөмдүү. Суутектин катышуусунда купрум амальгамасын жылытуу процесси сымаптын дистилляциясына алып келет, бул элементардык жезди бөлүүгө мүмкүндүк берет. Көрүнүп тургандай, бул теманы үйрөнүү оңой. Эми сиз жездин суу менен гана эмес, кислоталар жана башка элементтер менен да өз ара аракеттенүүсүн билесиз.
