Seriy
Seriy - Mendeleyev kimyoviy elementlar davriy jadvalning VI-davr IIIB-guruh elementi. Atom raqami 58. Ce (lotincha Ceres so‘zidan) formulasi bilan belgilanadi. Seriy siyrak yer elementlari turkumining lantanoidlar oilasiga mansub, kumush-oq rangli yumshoq metall.
Tarixi va atama etimologiyasi.
Seriyni 1803-yilda deyarli bir vaqtning o‘zida bir-biridan mustaqil ravishda ikkita laboratoriyada kashf qilingan. Ulardan biri olmon kimyogari Martin Genrix Klaport (1743-1817) bo‘lsa, ikkinchi kashfiyotchilar Shvetsiyalik Yens Yakob Berselius (1779-1848) hamda, Vilgelm Xeyzinger (1766-1852) sanaladi. Berselius va Xeyzinger seriyni Shvetsiyaning Vestmanland hududidagi Bastnes shaxtalaridan olinadigan temir va mis rudasidan aniqlashgan. Yangi kashf qilingan element uchun nom sifatida avvaliga Klaport tomonidan "Sereriy" nomi taklif qilingan edi. Lekin, Berseliusga bu nom ma'qul kelmagan va uning talaffuzga qiyinligiga ishora qilgan holda, nomni qisqaroq qilib "Seriy" deb qo‘yishni taklif qilgan. Ko‘pchilik tomonidan Berseliusning taklifi ma'qullangach, ushbu elementga mazkur nom biriktirilgan.
"Seriy" nomi ham, shuningdek, Klaport taklif qilgan "Sereriy" nomi ham aynan bir ildizga ega: har ikkala nom, mazkur element kashf etilishidan atiga ikki yil muqaddam kashf qilingan mitti sayyora - Serera shahriga shunday nomlangan. Serera - Mars va Yupiter orasida, asteroidlar belbog‘i hududida harakatlanuvchi mitti sayyora bo‘lib, "Serera" nomining o‘zi qadimgi Rimliklar afsonalaridagi hosildorlik va mo‘l-ko‘lchilk ma'budining nomidir.
Tabiatda tarqalganligi.
Garchi adabiyotlarda siyrak yer metallari safida e'tirof etilsa-da, lekin seriy unchalik ham kamyob metall emas. Yer qobig‘idagi seriyning ulushi har bir tonnaga ?70 grammdan to‘g‘ri keladi (taxminan 0,007%). Shu nuqtai nazardan qaralsa, seriy metali bizga yaxshi tanish bo‘lgan qo‘rg‘oshin va qalay singari oddiy metallardan ko‘ra ko‘proq miqdorda ekani ma'lum bo‘ladi. Dengiz va okeanlar suvlarida ham seriy miqdori taxminan 5,2·10−6 mg/l ni tashkil qiladi. Yer sharining turli mintaqalarida, tuproq tarkibidagi seriy miqdori 2 ppm (milliondan ulush) dan tortib, 150 ppm gacha o‘zgaradi. Yer yuzi bo‘ylab tuproq tarkibidagi o‘rtacha seriy miqdori 50 ppm bo‘ladi.
Olinishi va asosiy konlari.
Seriyni asosan monatsit (Ce, La, Nd, Th)[PO4] va bastnezit - (Ce,La,Y)CO3F minerallari tarkibidan olinadi (ushbu minerallar tarkibining 50% dan ziyodini siyrak yer elementlari tashkil qiladi). Siyrak yer metallari ichida eng oson ajratib olinadigan metall ham aynan seriy hisoblanadi. Seriy ajratib olishda ekstraksiya va xromatografiya jarayonlari muhim ahamiyatga ega bo‘ladi. Shuningdek, seriy ftoridi (CeF3) qorishmasini elektrolizlash yo‘li bilan ham seriy olish mumkin.
Monatsitdan seriy ajratib olish nisbatan murakkab jarayon sanaladi. Ushbu mineralda odatda barcha siyrak yer elementlari, hamda, radioaktiv toriy elementi mavjud bo‘ladi. Monatsitning magnit xossalaridan foydalanib, uni bir necha bosqichli elektromagnit parchalash orqali tarkibiy qismlarga ajratiladi. Tarkibiy qismlarga parchalangan monatsitga yuqori haroratli konsentratsiyalangan oltingugurt kislotasi bilan ishlov beriladi va natijada siyrak yer elementlarining suvda eruvchan sulfatlari hosil qilinadi. Keyin esa natriy gidrooksidi vositasida kislotaviylikni pH=3 yoki, 4 gacha neytrallanadi. Jarayonda toriy ajralib chiqadi va uni cho‘ktirish yo‘li bilan, toriy gidrooksidi ko‘rinishida chiqarib olinadi. Keyin esa, eritma tarkibidagi barcha siyrak yer elementlarini ammoniy oksalat (NH4)2C2O4 bilan ta'sirlashtirish orqali, erimaydigan oksalatlar ko‘rinishiga keltiriladi. Keyin esa oksalatlarni yumshatish (toblash) yo‘li bilan oksidlarga aylantiriladi. Keyin esa, hosil bo‘lgan oksidlarni azot kislotasida (HNO3) eritiladi. Bu jarayonda boshqa siyrak yer metallarining oksidlari azot kislotasida erib ketadi. Seriy oksidi esa azot kislotasida erimaydi va idish tubida cho‘kma holida ajralib qoladi. Lekin bunday qayta ishlash jarayonida o‘ziga xos ayrim salbiy jihatlar mavjud. Xususan, rudaning tarkibidagi radioaktiv moddalar miqdoriga bog‘liq ravishda, jarayonda seriy oksidi bilan birgalikda shuningdek toriyning radioaktiv parchalanishi mahsuloti bo‘lmish radiy-228 ham ajralib chiqishi mumkin. Bu element esa kuchli gamma-nurlanish manbai hisoblanadi va nurlanish kasalliklariga duchor qilishi mumkin.
Bastnezitdan seriy ajratib olish esa nisbatan sodda jarayondir. Ushbu mineral tarkibida odatda radioaktiv toriy va og‘ir siyrak yer metallari mavjud bo‘lmaydi. Avvaliga bastnezitni xlorid kislotasi (HCl) vositasida kalsiy karbonati (CaCO3) va boshqa aralashmalardan tozalanadi. Keyin esa oksidlash yo‘li bilan seriyning suvda erimaydigan oksidini ajratib olinadi.
Jahon bo‘ylab seriy qazib olinadigan asosiy ruda konlari Skandinaviya yarim orolida, Rossiya Shimoliy-g‘arbida, Qozog‘iston, AQSH, Braziliya, Hindiston va Avstraliya hududlarida joylashgan.
Qo‘llanishi.
Seriy metallurgiyada temir va magniy asosidagi turli metallar qotishmalarining mustahkamligi va chidamliligini oshirish uchun aralashma sifatida qo‘llaniladi. Masalan, magniyga atiga 1% seriy qo‘shila, hosil bo‘lgan qotishmaning mustahkamligi bir necha barobarga keskin ortadi. Konstruksion metall birikmalarining chidamliligini oshirishda ham seriy muhim ahamiyatga ega. Po‘lat konstruksiyalarni seriy bilan legirlanishi uning pishiqligini sezilarli darajada ortishiga xizmat qiladi. Legirlovchi materiallar ichida seriy eng arzonlaridan biri bo‘lgani sababli, metallurgiyada seriyning ahamiyati yanada ortadi. Alyuminiyni seriy bilan legirlash orqali, uning ham mustahkamligi orttiriladi, ham elektr o‘tkazuvchanligi pasaytiriladi. Lekin seriy ayrim metallar bilan aralashma-qotishma holiga kelmasdan, aksincha, intermetallidlar hosil qilgan tarzda keskin shiddatli reaksiyaga kirishishi mumkin. Xususan, seriy va rux metallarining kukun holatida reaksiyaga kirishi natijasida kuchli chaqnash va portlash yuzaga keladi.
Kimyo sanoatida seriy metalidan katalizator sifatida foydalanish mumkin. Xususan, seriyning qaynash harorati 2600 °C bo‘lgan seriy dioksid (CeO2) birikmasi neftni qayta ishlash jarayonida vodorod va uglerod oksidlari orasidagi reaksiyani tezlatishidan amaliy foydalaniladi. Shuningdek, spirtlarni degidrogenlash jarayonida ham aynan seriy dioksidi katalizator sifatida qo‘llanadi.
Yadro fizikasiga asoslangan laboratoriyalarda va atom stansiyalarida seriyli shisha oynalar keng qo‘llaniladi. Oddiy oynalardan farqli ravishda, tarkibida seriy bo‘lgan oynalar radiatsiya ta'sirida xiralashib qolmaydi. Shu sababli, yadroviy tadqiqotlarda bunday oynalar kuzatuv darchalari uchun juda qo‘l keladi.
Elektr chiroqlari yordamida yoritish hali ommalashmagan zamonlarda odamlar uy va ko‘chalarni yoritish uchun kerosin yoki gazli lampalardan foydalanishar edi. Bunday chiroqlardan taralgan nur sariq rangda bo‘lib, xira va lipillaydigan bo‘lgan. Yoritish sifatini yaxshilash uchun yonayotgan olov atrofiga ko‘pgina teshiklari mavjud bo‘lgan perfosilindr o‘rnatishgan. Bunday silindrni gazoikal panjara deb nomlashgan. Bunday panjaraning ajoyib xossasi bo‘lib, u ichida yonayotgan olovning issiqligi ta'sirida qizib, oq rangda barqaror nur sochib turgan. Eng qizig‘i esa, silindrning nur taratishi, ichkarida yonayotgan olovning nuridan ko‘ra sifatliroq bo‘lgan. Buning sababi, o‘sha panjaraning tarkibida mavjud bo‘lgan seriy oksidi (Ce2O3) tufayli bo‘lgan.
Seriy xuddi magniy singari yorqin oq rangi olov bilan yonadi. Bu ham juda foydali jihatdir. Seriy va temirning 3/7 nisbatda o‘zaro qotishmasini nemislar "mishmetal" deb yuritishida. Metallurgiyaga oid xalqaro atamalarda esa, bu qotishmani ferroseriy tarzida uchratish mumkin. Nemislar aytmoqchi bo‘lgan jumlaning ma'nosi "aralashma metall" degani bo‘lib, uning tarkibida seriy va temirdan boshqa yana ba'zi siyrak yer metallari ham kam miqdorda mavjud bo‘ladi. Ushbu qotishmani tez o‘t oldirish zarur bo‘ladigan qurilmalarda, masalan, oddiy maishiy o‘t oldirgichlarda (zajigalka) qo‘llash mumkin. Tamaki chekuvchilarning hamyoni to‘ridan shohona joy olgan o‘t oldirgichlarning g‘ildirakchasi aynan shunday qotishmadan yasaladi. Uni bosh barmoq kuchi bilan aylantirishning o‘zi uchqun chiqishi uchun kifoya qiladi. Uchqun esa benzin bug‘larini alangalatib yuboradi va kashanda tamakisini tutatib oladi.
Seriydan shuningdek olovbardosh materiallar tayyorlashda keng foydalaniladi. Tibbiyotda ham seriyning o‘ziga xos ahamiyati bor: dengiz kasalligini oldini olishda va uni davolashda seriy tuzlaridan tayyorlangan preparatlardan foydalaniladi. Shuningdek, bu element stomatologiyada ham seriyli po‘lat ko‘rinishida qo‘llaniladi. Seriy nitrati uchinchi darajali kuyish holatlarida mahalliy antimikrob vositasi sifatida qo‘llanadi.
Shuningdek, o‘ta katta quvvatli qattiq jinsli akkumulyatorlarning anodi ham sof seriy metalidan tayyorlanadi. Bunday akkumulyatorlarning batareyasida ham seriy triftoridining stronsiy ftoridi bilan qotishmasi qo‘llanadi.
Izotoplari.
Tabiatda seriyning 4 xil barqaror izotoplari mavjud. Ular 136Ce (0,185%); 138Ce (0,251%); 140Ce (88,45%) hamda 142Ce (11,114%) lardir. Ushbu izotoplar ichida 136Ce va 142Ce qo‘shaloq beta-yemirilishga uchrashi ham mumkin. Lekin, tabiatda ushbu izotoplarning radioaktivligi hech qachon kuzatilmagan va ular uchun yarim yemirilish davrining quyi chegaralari mos ravishda 3,8·1016 yil va 5·1016 yil ekani aniqlangan xolos. Shu sababli, ularni radioaktivlikka ega deyish ham o‘rinli emas. Seriyning qolgan boshqa barcha izotoplari sun'iy olingan bo‘lib, ularning barchasi radioaktivlikka ega bo‘ladi. Seriyning sun'iy olingan izotoplari orasida nisbatan barqarorlari - 144Ce (yarim yemirilish davri 284,9 kun); 139Ce (137,6 kun); 143Ce (33,04 kun); va 141Ce (32,5 kun) lardir. Qolgan barcha sun'iy radioaktiv izotoplari uzog‘i bilan 4 kun yarim yemirilish davriga ega bo‘lgan, aksariyat qismi esa 10 daqiqa ichida radioaktiv parchalanib tugaydigan izotoplardir. Shuningdek, seriy izotoplarining ikki xil izomeriyasi ham ma'lum.
Yarim yemirilish davri 284,8 kun bo‘lgan seriy-144 izotopi uran-235 ning radioaktiv parchalanish mahsulotlaridan biri bo‘lib, shu sababli ham ushbu izotop atom reaktorlarida ko‘p miqdorda to‘planadi. Ushbu izotopning dioksid ko‘rinishidan (zichligi o‘rtacha 6,4 gramm/sm3) radioizotopli elektr manbalari ishlab chiqarishda issiqlik manbai sifatida foydalanish mumkin. Seriy-144 izotopining energiya ajratib chiqarish ko‘rsatkichi 12, Vt/sm3 bo‘ladi.
Fizik xossalari.
Seriy qattiqligiga ko‘ra kumushga yaqin metalldir. Seriy oson ishlov beriladigan, xona haroratida oddiy pichoq bilan kessa bo‘ladigan darajadagi yumshoq va elastik metalldir. Seriyning to‘rt xil kristall panjara shakli ma'lum: birinchisi 95 K gacha bo‘lgan haroratda misnikiga o‘xshash, ya'ni, Cu-kub shaklidagi kristall panjarasi bo‘lib, uni α-shakl deyiladi; seriyning β-shakl kristall panjara esa geksagonal shaklda bo‘lib, u 95-264 K harorat intervallarida shu holatda bo‘ladi; 263-1035 K harorat intervallarida seriy metali γ-shakl deb yuritiladigan kub shaklidagi kristall panjaraga qaytadi; 1035 K dan yuqori haroratlarda seriy metalining kristall panjarasi δ-Fe kristall panjarasi singari kub shaklida bo‘ladi.
Kimyoviy xossalari.
Seriy ochiq havoda kislorod ta'sirida sekinlik bilan oksidlanib, xira oksid qatlami hosil qiladi. +160 dan +180 °C haroratlar oralig‘ida havoda yonadi. Kukun holidagi seriy o‘z-o‘zidan alangalanish xossasiga ega. Ya'ni, u pirofor modda sanaladi.
Seriy kislotalar bilan reaksiyaga kirishadi. Qaynash holatidagi suvda oksidlanadi. Lekin ishqorlar ta'siriga chidamli elementdir. Seriy ayniqsa galogenlar, xalkogenlar, azot va uglerod bilan shiddatli o‘zaro ta'sirlashadi.
Biologik ahamiyati.
Seriyning odam organizmi uchun biologik ahamiyati aniqlanmagan. Seriy toksik modda emas va ozuqa zanjirida ham ishtirok etmaydi. Shunga qaramay, seriy elementi odam va hayvon suyaklarida juda-juda kam miqdorda bo‘lsa-da mavjud bo‘lishi aniqlangan. Lekin boshqa siyrak yer elementlari singari, seriy ham odam organizmidagi hazm jarayonlariga ta'sir ko‘rsatishi, qondagi xolesterin miqdorini pasayishiga olib kelishi, qon bosimining pasayishi va ishtaha yo‘qolishi kabi holatlarga olib keluvchi tashqi ta'sir omili sifatida qatnashishi mumkin. Antimikrob vosita sifatida qo‘llashda seriy dozasi me'yordan oshirib yuborilsa, qondagi gemoglobinning metgemoglobin (HbOH) deb nomlanuvchi ko‘rinishining ortishi bilan kechuvchi metgemoglobinemiya xastaligiga, hamda, seriydan zaharlanishga olib kelishi kuzatilgan.
Ozuqasiga seriy qo‘shib berilgan jonivorlar ustida o‘tkazilgan tajribalarga ko‘ra, ko‘p miqdorda seriy iste'mol qilgan kemiruvchilarning aksariyati yurak-qon-tomir yetishmovchiligi tufayli o‘lgani aniqlangan. Seriy ayniqsa suvda yashovchi organizmlar uchun xavfli sanaladi.
Butunjahon sog‘liqni saqlash tashkiloti tomonidan tavsiya etilgan me'yorga ko‘ra, ichimlik suvidagi seriyning ruxsat etilgan chegaraviy konsentratsiyasi 0-0,05 mg/l dan deb belgilangan.
Seriy haqida ma'lumotnoma jadval:
|
Umumiy ma'lumotlar |
|
|
Nomi |
Seriy; |
|
Formulasi |
Ce |
|
Raqami |
58, VI davr; IIIB-guruh |
|
Atom xossalari |
|
|
Atom massasi |
140.116(1) m.a.b. (g/mol); |
|
Elektron konfiguratsiyasi |
[Xe]4f15d16s2 |
|
Atom radiusi |
181 pm; |
|
Kimyoviy xossalari |
|
|
Ion radiusi |
(+4e) 92 103.(+3e) 4 pm; |
|
Kovalent radiusi |
165 pm |
|
Elektrmanfiyligi |
1.12 (poling shkalasi bo‘yicha); |
|
Oksidlanish darajasi |
4,3; |
|
Ionizatsiya energiyasi (birinchi elektron) |
540,1 kJ/mol; (5,6 eV); |
|
Termodinamik xossalari |
|
|
Zichligi (m.sh.) |
6.757 g/sm3; |
|
Erish harorati |
798,8 °C, 1072 K; |
|
Qaynash harorati |
3425 °C; 3699 K; |
|
Erish issiqligi |
5,2 kJ/mol; |
|
Bug‘lanish issiqligi |
398 kJ/mol; |
|
Issiqlik o‘tkazuvchanligi |
11,3 Vt/(m·K) |
|
Molyar issiqlik sig‘imi |
26,97 kJ/(K·mol); |
|
Molyar hajmi |
21 mol/sm3; |
|
Struktura panjarasi shakli |
Chegaraviy-konsentratsiyalangan kubik; |
|
Panjara parametrlari |
5,160 Å |
Bizni ijtimoiy tarmoqlarda ham kuzatib boring:
Feysbukda: https://www.facebook.com/Orbita.Uz/
Tvitterda: @OrbitaUz
Google+ : https://plus.google.com/104225891102513041205/posts/
Telegramdagi kanalimiz: https://telegram.me/OrbitaUz
| < avvаlgi | kеyingi > |
|---|