XROM – RANG ELEMENTI
Xrom
Temirning zanglashini oldini olish maqsadida, unga sirt qoplamasi sifatida nikel, qalay, kadmiy va ruxdan foydalanish mumkinligi haqida yuqorida hikoya qilgan edik. Lekin, temirni zanglashga qarshi qoplama uchun eng muhim va chiroyli zeb beradigan metall bu – 24-raqamli element – xrom bo‘ladi.
Xromni 1797-yilda farang kimyogari Lui Nikolya Voklen tomonidan kashf qilingan bo‘lib, elementga tanlangan nom yunonchada «rang» degan ma’noni beradi. Sababi, xromning barcha birikmalari muayyan o‘ziga xos ranglarga ega bo‘ladi. Xrom birikmalarida tabiatda mavjud barcha ranglarni uchratish mumkin. Sof metall holida esa xrom tabiatdagi eng qattiq metallar sirasiga kiradi. U misdan, nikeldan va hatto temirdan ham qattiq bo‘ladi. Boz ustiga, xrom ham xuddi alyuminiy singari, o‘z sirtiga yupqa oksid qatlam hosil qila oladi va shu sababli, havoda xira tortib qolmaydi va sayqallashga moyil bo‘ladi.
Avtomobillarning yarqiroq metalldan tayyorlangan dekorativ elementlari asosan nikel qoplamasi bilan qoplansa-da, baribir uning ham ustida juda yupqa qatlam xrom bilan yuritiladi. Bunday dekorativ metall qismlar doim yorqin yiltiroq metall tusini saqlab, avtomobilning chiroyini yanada ochadi. Shinavandalar bu metall qismlarni shunchaki «xrom» deyishadi.
Xrom shunchaki qoplama sifatida ishlatiladigan metall emas. Uning po‘latga qo‘shib qotishma hosil qilinishi juda pishiq va qattiq qotishmalar olish imkonini beradi. Biz biladigan turli podshipnik sharchalari o‘z vazifasiga ko‘ra o‘ta qattiq metalldan tayyorlanishi lozim. Shu sababli, podshipniklarni aynan xromli po‘latdan quyiladi. Xrom shuningdek, hammaga ma’lum zanglamas po‘lat ham tarkibida 18% xrom va 8% nikeldan iborat bo‘ladi. Ko‘plab oshxona buyumlarining o‘yma yorlig‘iga qaraganingizda albatta ushbu zanglamas po‘lat yozuviga ko‘zingiz tushgan. Uni zanglamas qiladigan element aynan xrom bo‘ladi. Boz ustiga, bunday po‘lat magnit xossasiga ega bo‘lmaydi. Bu jihat ham o‘rni kelganda juda foydali bo‘ladi.
Uyda uchratish mumkin bo‘lgan yana bir xromli qotishma bu – nixromdir. Uning 4/5 qismi nikel va 1/5 qismi xrom bo‘ladi. Ba’zan nixrom tarkibida oz miqdorda temir ham mavjud bo‘ladi. Metall sifatida nixrom juda yomon o‘tkazgich sanaladi. Uning o‘tkazuvchanligi kumushning o‘tkazuvchanligidan atiga 1,5% ni tashkil qiladi. Shu sababli, nixromdan elektr toki o‘tkazilsa, u hatto qalin bo‘lsa hamki, juda tez qizib qizarib ketadi. Turli maishiy texnika vositalari – elektr plitalari, toster va ho kazolarning spirallari tayyorlanadigan asosiy qizdiruvchi elementi aynan nixrom bo‘ladi. Ikki atom xrom va uchun atom kisloroddan iborat xrom oksidi (Cr2O3) yashil rangli bo‘ladi. Uni xromit rudasidan olinadi. Bunday rudada odatda xrom oksididan tashqari temir oksidi ham bo‘ladi. Xromit eng keng tarqalgan xrom rudasi bo‘lib, juda yuqori erish haroratiga ega. Shu sababli, undan g‘isht tayyorlab, o‘ta yuqori haroratlarda qiziydigan pechlarining ichki qismini futerovka qilish uchun foydalaniladi. Shuningdek, xrom oksidi shishaga qisman qo‘shilsa, shishaning rangi yashil tusga kiradi. Zumrad va yoqut singari qimmatbaho toshlarining yashil tusi ular tarkibida oz miqdorda mavjud bo‘ladigan xrom oksidi tufaylidir. Moviy tusdagi sapfir toshlarining rangi ham uning tarkibidagi xrom tufayli yuzaga keladi.
Ushbu toshlarining asosini tashkil qiluvchi alyuminiy va berilliy birikmalarining o‘zi esa rangsiz bo‘ladi.
Bo‘yoq moddalar tarkibida qo‘llanadigan xrom oksidini yashil kron deyiladi. Qo‘rg‘oshin xromati esa sariq kron deyiladi. Uning molekulasida bitta qo‘rg‘oshin va bitta xrom atomiga beshta kislorod atomlari birikkan bo‘ladi. Qo‘rg‘oshin xromat ham bo‘yoq tayyorlashda ishlatiladi. Yashil va sariq kron aralashmasidan zarg‘aldoq rangli kron tayyorlanadi.
Davriy jadvalda xrom bilan qo‘shni bo‘lgan bir necha element ham xuddi xrom singari qattiqlikka ega. Ushbu elementlar ham po‘latga qo‘shilsa uning sifatini oshiradi va egiluvchan, oson ishlov beriladigan qilib qo‘yadi. Shu sababli ham, xromga qo‘shni ushbu metallarning qadri ancha baland yuradi.
Marganes
Bular davriy jadvaldagi 25-raqamli element – marganes, 42-raqamli element – molibden, hamda, 74-raqamli element – volfram elementlari bo‘ladi.
Marganesning eng asosiy rudasi pirolyuzit bo‘lib, u mohiyatan marganesning dioksididan iborat bo‘ladi (MnO2). Bunday ruda dunyoda ancha ko‘p. Marganes Yerda eng keng tarqalgan og‘ir metallar sirasiga kiradi. Davriy jadvalda u temir bilan qo‘shni bo‘lib, ko‘p jihatdan o‘zi ham temirga o‘xshab ketadi. Tashqi ko‘rinishidan ayniqsa temirni eslatib yuboradigan marganets qattiqlik bobida temirdan ham ustun turadi. Lekin, temirdan ham qattiq bo‘lgan bu metallning juda nozik va salbiy bir jihati mavjud. Ya’ni, marganes juda mo‘rt metall. Qadimgi Rimliklarni aynan shu narsa juda chalg‘itgan. Ular pirolyuzit rudasini magnetit (temirning magnitli oksidi) rudasi bilan ko‘p chalkashtirib yuborishgan. Tashqi ko‘rinishidan bu ikki ruda haqiqatan ham juda-juda o‘xshash bo‘ladi. Magnetitni Rimliklar magnes deb nomlashgan. Pirolyuzit aslida mutlaqo boshqa metall rudasi ekanini bilmagan qadimgilar uni ham baribir magnes deyaverishgan. O‘rta asrlarda aslida magnetit va pirolyuzit boshqa-boshqa ruda ekanini aniqlagan alkimyogarlar, qandaydir tushunib bo‘lmas tarzda o‘sha ikkinchi rudani, ya’ni, pirolyuzitni noto‘g‘ri talaffuz qilishgan va yoza boshlashgan. Natijada, biz bo‘lgan marganets atamasi kelib chiqqan.
1774-yilda kimyogar Iogann Gottlib Gann (1745-1818) birinchi marta marganesni sof holda ajratib olishga muvaffaq bo‘lgan.
Xuddi xrom birikmalari singari, marganets birikmalari ham muayyan ranglarga ega.
Marganesning oq, qo‘ng‘ir, yashil, hamda, binafsharang tusdagi tabiiy birikmalari mavjud.
Bunday birikmalardan ayniqsa rassomlar minnatdor bo‘lib foydalanib kelishadi. Marganesli rang-bo‘yoq moddalar ichida eng asosiylaridan biri umbra deb nomlanadi. Uni marganets oksidini (Mn2O3) alyuminiy va temir oksidlari kukuni bilan aralashtirish orqali hosil qilinadi. Rassomlar tilida bu moddani kashtan pigmenti ham deyiladi. Marganets karbonati esa oppoq pigment olish uchun ishlatiladi.
Molibden
Molibden esa asosan tarkibi molibden sulfiddan iborat molibdenit rudasidan olinadi.
Uning molekulasida bir atom molibdenga ikki atom oltingugurt birikkan bo‘ladi. Ushbu ruda ham qo‘rg‘oshin rudasi bilan juda-juda o‘xshash bo‘lgani sababli, qadimgi kimyogarlar va konchilar toza xunob bo‘lishgan. Shu sababli ham, avvallari ushbu rudani ham qo‘rg‘oshin deb nomlanar edi. Lekin, aslida molibden mustaqil kimyoviy element ekani ma’lum bo‘lgach, unga ushbu biz tanigan nom biriktirilgan. Ushbu ishni 1782-yilda shved kimyogari Gelm tomonidan amalga oshirilgan. Lekin, Gelm molibdenning sof metall ko‘rinishini ajratib olishni uddalay olmagan. U uglerod bilan birikma holidagi molibden olishga erishgan xolos. Shu sababli, sof metall molibdenni ajratib olgan dastlabki olim sifatida Yeng Yakob Berselius tan olinadi. U sof molibden olgan payt 1817-yil edi.
Volfram
Volfram esa undan ham qiziq tarzda, ya’ni, ikki marta kashf etilgan. Uni avvaliga 1781yilda shved kimyogari Karl Vilgelm Sheele tungsten deb nomlagan mineral tarkibidan aniqlangan edi. Ushbu nom shved tilidan «og‘ir tosh» deb tarjima qilinadi. Nomidan ham ko‘rinib turibdiki, mazkur mineral ancha og‘ir bo‘lar ekan. Haqiqatan ham, tungsten minerali oddiy granitdan ko‘ra ikki barobar og‘irroq tosh bosadi. Uni kashf qilgan olim sharafida, shuningdek sheelit deb ham atash an’anasi mavjud. 1783-yilda, Sheeledan mutlaqo bexabar bo‘lgan ispan kimyogarlari, aka-uka d’Eulyarlar volframni yana bir boshqa mineral – volframit tarkibidan ajratib olishga erishganlar. Shu sababli ham kimyoga oid xalqaro adabiyotlarda ushbu elementni ba’zan tungsten va ba’zan volfram deb nomlanishiga guvoh bo‘lamiz. Biroq, rasmiy tan olingan nom baribir volfram nomidir. Qizig‘i shundaki, volfram va tungsten aslida bitta element ekanini biroz muddatgacha hech kim bilmagan. Hatto olimlar ham sheelit va volframitdan olingan ushbu metallar aslida boshqa-boshqa metallar deb ishonib qolishgan edi. Biroq, bu borada yanglishlik borligini, sheelitdan olingan metall ham, volframitdan olingan metall ham aslida bitta kimyoviy element ekanini odamlarga aniqlab bergan shaxs Rudolf Erix Raspe bo‘ladi. Qizig‘i shundaki, u aslida kimyogar ham emas, balki, biroz tavakkalchi va ayyor yozuvchi bo‘lgan. Bu ismni siz balki tanimagandirsiz. Biroq, nemis adabiyoti va bolalar adabiyoti ixlosmandlari Erix Raspeni yaxshi tanishadi. Ko‘pchilik sevib mutolaa qilgan va yoki multfilmlarini ko‘ra «Baron Myunxgauzenning sarguzashtlari» asarining muallifi aynan Erix Raspe bo‘ladi. Ushbu sanab o‘tilgan metallarning barchasi po‘lat tarkibiga qo‘shilishi mumkin. Tarkibida 13% marganets mavjud bo‘ladigan marganesli po‘lat juda qattiq va qayishqoq bo‘ladi. Bunday po‘latdan turli maydalagich uskunalar, masalan, tosh maydalagich uchun tishlar tayyorlanadi. Tarkibiga atiga 2% molibden qo‘shilgan molibdenli po‘lat esa yuqori haroratlarga bardoshli bo‘lib, katta tezlikda aylanadigan keskir dastgohlarda qo‘llanadi. Shuningdek, tarkibida 8% dan 20% gacha volfram qo‘shiladigan volframli po‘lat esa qipqizarib qizib ketgan qaynoq darajalarda ham o‘z qattiqligini saqlab qoladi. Bunday po‘latdan bronitexnikaning zirh qoplamalari tayyorlanadi. Shuningdek, zirh qoplamalarini teshib o‘tishga qodir snaryadlarda ham shunday volframli po‘lat ishlatiladi. Volfram va xromni kobaltga qorishtirish orqali esa juda mustahkam va pishiq stellit qotishmalar tayyorlanadi. Molibdenli po‘latning juda mustahkam ekanligidan, undan o‘q o‘tmaydigan narsalarni tayyorlashda, xususan, metall seyflar yasashda foydalaniladi.
Marganesni misga qo‘shilsa, margantsovkali bronza olinadi. Tarkibida bu ikkala metalldan tashqari yana nikel ham mavjud bo‘ladigan boshqa bir qotishmani manganin deyiladi. Bu qotishma ham elektr tokini juda yomon o‘tkazgich bo‘lib, undan ham nixrom kabi maqsadlarda foydalaniladi.
Marganesning dioksidi qora rangda bo‘lib, uni shishaga qo‘shilsa, shisha tarkibidagi boshqa aralashmalar tufayli yuzaga kelgan boshqa ranglarni neytrallaydi va shishaning shaffofligini qaytaradi. Vaqt o‘tishi bilan bunday shisha nafis qirmizi-binafsharang tusga kirib qoladi. Boston shahridagi eski mahallalardagi ko‘plab uylarning derazalari shunday rangga kirib qolgan. Buning sababi shundaki, vaqt o‘tishi bilan, bir paytlar shishaga qo‘shilgan o‘sha marganets dioksidi natriy permanganatga aylanib qoladi. Natriy permanganat molekulasida bir atom natriy va bir atom marganetsga to‘rtta kislorod atomlari birikkan bo‘ladi. Bunda, shishada avvaldan mavjud bo‘lgan natriy va kislorod atomlari asta-sekinlik bilan marganets atomlari bilan reaksiyaga kirishishidan shunday vaziyat yuzaga keladi. Bostondagi shunday deraza egalari, uni qadimiy qimmatbaho asori-atiqa sifatida qadrlashadi va ehtiyot qilishadi.
Marganesning tarkibida alyuminiy, mis, surma va qalay tutadigan muayyan birikmalari kuchli magnit xossasiga ega bo‘ladi. Garchi tarkibida temir mavjud bo‘lmasa-da, marganesning bunday birikmalaridagi magnit xossasi yuzaga kelishi juda qiziq. Marganets va vismut qotishmasidan tayyorlangan magnit esa juda kuchli bo‘ladi va uni magnit xossasidan mosuvo qilish, istalgan po‘lat turining magnit xossasidan qutulishdan ko‘ra qiyinroq vazifa bo‘ladi. Kuchli magnitlarni shuningdek xromning ayrim birikmalaridan ham tayyorlash mumkin. Tarkibida temir mavjud bo‘lmaydigan magnitli qotishmalarni Geysler qotishmalari deyiladi. Sababi, bunday qotishmalarni ilk bora shu familiyali olim, ya’ni, nemis muhandisi va kimyogari Fridrix Geysler (1866-1947) tomonidan 1898-yilda aniqlangan edi.
Marganes va molibden tirik to‘qimalar uchun ham muhim mikroelementlar sirasiga kiradi. Odam organizmning molibdenga bo‘lgan ehtiyoji XX-asrning 50-yillarida aniqlangan.
Chog‘lanma lampalarda qo‘llanadigan ingichka sim ikki muhim xususiyatga ega bo‘lishi kerak: birinchisi – u elektr tokini yomon o‘tkazgich bo‘lib, shu sababli ham tok o‘tganda qizarib ketishi va o‘zidan nur taratishi lozim; ikkinchidan esa, bunday sim qattiq qizish natijasida yuqori haroratda erib ketmaydigan ham bo‘lishi kerak.
Tomas Edison elektr lampochkani ixtiro qilgan paytda, ya’ni, 1879-yilda chog‘lanma lampa ichidagi simni ugleroddan tayyorlashgan. O‘sha paytda fanga ma’lum moddalar ichida aynan uglerod eng yuqori erish nuqtasiga ega edi. Taxminan 3500 ℃ da eriydigan va yomon o‘tkazgich hisoblangan uglerod o‘sha payt uchun yaxshi yechim bo‘lgan. Lekin, uglerodning o‘zi metall emasligi boisidan, undan sim tayyorlashning iloji bo‘lmagan va Edison ingichka paxta tolasi, yoki, bambuk poyasidan olingan tolani uglerod bilan qoplab, lampochkani shunday sim bilan chiqarishga majbur bo‘lgan. Bunday sim esa qizish natijasida oson kuyib ketgan. Keyinchalik esa bu maqsad uchun osmiydan foydalanishga urinib ko‘rishgan. Turli tajriba va sinovlardan keyin, cho‘g‘lanma lampa uchun eng maqbul metall bu – volfram ekani ma’lum bo‘ldi.
Garchi, volframning elektr o‘tkazuvchanligi platina guruhi metallarinikidan ikki barobar yaxshiroq bo‘lsa-da, lekin, uning u ulardan ko‘ra ancha yuqori erish haroratiga ega va shu sababli, kuchli qizishga eng bardoshli metall sanaladi.
Xususan, o‘sha osmiy 2700 ℃ da eriydi. Volfram erishi uchun esa 3370 ℃ harorat kerak bo‘ladi. Bu – metallar ichidagi eng yuqori erish haroratidir. Bundan ham yuqoriroq erish haroratiga ega element – uglerod bor xolos.
Reniy
Davriy jadvalda volframdan o‘ng tarafda 75-raqamli element – reniy joylashgan. Reniy ham ko‘p xossalariga ko‘ra volframga o‘xshaydi. Lekin, tabiatda tarqalganligiga ko‘ra reniy ancha kamyob metalldir. Agar muayyan rudada milliondan bir qism reniy mavjud bo‘lsa, bunday ruda reniyga boy ruda sanaladi. Reniyni 1925-yilda nemis olimlari tomonidan spektrografiya usuli orqali kashf etilgan edi. Elementni Germaniyadagi Reyn daryosi nomi bilan bog‘lab shunday atashgan. Reniyning erish harorati 3000 ℃ darajaga yaqin. Bu metallar ichida ikkinchi ko‘rsatkichdir. Reniyning elektr o‘tkazuvchanligi volframnikidan to‘rt marta pastroq. Yomon o‘tkazgich sifatida reniy ham cho‘g‘lanma lampalarda qo‘llanishi mumkin edi. Biroq, aytib o‘tganimizdek, reniy juda kamyob metall bo‘lib, shu sababli, anchayin qimmat metall ham sanaladi.