Хүхэр бол дэлхийн царцдасын хамгийн түгээмэл элементүүдийн нэг юм. Ихэнхдээ энэ нь үүнээс гадна металл агуулсан эрдэс бодисын найрлагад байдаг. Хүхрийн буцлах цэг, хайлах цэгт хүрэхэд тохиолддог процессууд нь маш сонирхолтой байдаг. Бид энэ нийтлэлд эдгээр үйл явц, түүнтэй холбоотой бэрхшээлүүдийг шинжлэх болно. Гэхдээ эхлээд энэ элементийг нээсэн түүх рүү орцгооё.
Түүх
Уугуул хэлбэр, түүнчлэн эрдэс бодисын найрлагад хүхэр нь эрт дээр үеэс мэдэгдэж ирсэн. Эртний Грекийн бичвэрүүдэд түүний нэгдлүүдийн хүний биед үзүүлэх хортой нөлөөг дүрсэлсэн байдаг. Энэ элементийн нэгдлүүдийг шатаах явцад ялгардаг хүхрийн давхар исэл нь хүмүүст үнэхээр үхэлд хүргэж болзошгүй юм. 8-р зуунд Хятадад хүхрийг пиротехникийн хольц үйлдвэрлэхэд ашиглаж эхэлсэн. Энэ улсад дарь зохион бүтээсэн гэж үздэг тул гайхах зүйл алга.
Эртний Египтэд хүртэл зэс дээр суурилсан хүхэр агуулсан хүдрийг хуурах аргыг мэддэг байжээ. Ингэж л металл олборлодог байсан. Хүхэр хортой хий хэлбэрээр гадагшиллаа SO2.
Эрт дээр үеэс алдартай байсан хэдий ч хүхэр гэж юу болох тухай мэдлэг нь Францын байгаль судлаач Антуаны бүтээлийн ачаар ирсэн юм. Лавуазье. Энэ нь элемент бөгөөд түүний шаталтын бүтээгдэхүүн нь исэл гэдгийг тэр өөрөө тогтоосон.
Хүмүүс энэ химийн элементтэй танилцсан ийм товч түүхийг энд оруулав. Дараа нь бид дэлхийн хэвлийд явагдаж байгаа үйл явцын талаар дэлгэрэнгүй ярих бөгөөд хүхэр одоогийн байгаа хэлбэрээрээ үүсэхэд хүргэдэг.
Хүхэр яаж үүсдэг вэ?
Энэ элемент нь ихэвчлэн уугуул (өөрөөр хэлбэл цэвэр) хэлбэрээр байдаг гэсэн буруу ойлголт байдаг. Гэсэн хэдий ч энэ нь тийм ч үнэн биш юм. Төрөлхийн хүхэр нь ихэвчлэн бусад хүдэрт агуулагдаж байдаг.
Одоогоор энэ элементийн гарал үүслийн талаарх хэд хэдэн онолууд хамгийн цэвэр хэлбэрээр байдаг. Тэд хүхэр үүсэх цаг хугацаа болон түүний дунд оршдог хүдрийн ялгааг санал болгож байна. Эхнийх нь сингенезийн онол нь хүдэртэй хамт хүхэр үүсдэг гэж үздэг. Түүний хэлснээр, далайд амьдардаг зарим бактери нь усан дахь сульфатыг устөрөгчийн сульфид болгон бууруулсан байна. Сүүлийнх нь эргээд босч, бусад бактерийн тусламжтайгаар хүхэр болтол исэлдэв. Тэр ёроолд унаж, шавартай холилдон, улмаар тэд хамтдаа хүдэр үүсгэв.
Эпигенезийн онолын мөн чанар нь хүдэр дэх хүхэр өөрөөс нь хожуу үүссэнд оршино. Энд хэд хэдэн салбар байдаг. Бид зөвхөн энэ онолын хамгийн түгээмэл хувилбарын талаар ярих болно. Энэ нь дараахь зүйлээс бүрдэнэ: сульфатын хүдрийн хуримтлалаар урсдаг гүний ус нь тэдгээрээр баяжуулдаг. Дараа нь газрын тос, хийн ордуудыг дайран өнгөрөхдөө сульфатын ионууд нүүрсустөрөгчийн улмаас устөрөгчийн сульфид болж буурдаг. Устөрөгчийн сульфид нь гадаргуу дээр гарч исэлддэгатмосферийн хүчилтөрөгчийг хүхэр, чулуулагт тунаж талст үүсгэдэг. Энэ онол сүүлийн үед улам олон баталгааг олсон ч эдгээр хувиргалтын химийн асуудал нээлттэй хэвээр байна.
Байгаль дахь хүхрийн үүслийн үйл явцаас эхлээд түүний өөрчлөлт рүү шилжье.
Аллотропи ба полиморфизм
Хүхэр нь үелэх системийн бусад элементүүдийн нэгэн адил байгальд хэд хэдэн хэлбэрээр байдаг. Химийн хувьд тэдгээрийг аллотроп өөрчлөлтүүд гэж нэрлэдэг. Ромб хүхэр байдаг. Түүний хайлах цэг нь хоёр дахь өөрчлөлтөөс арай бага байна: моноклиник (Цельсийн 112 ба 119 градус). Мөн тэдгээр нь үндсэн эсийн бүтцээр ялгаатай байдаг. Ромбын хүхэр нь илүү нягт, тогтвортой байдаг. Энэ нь 95 градус хүртэл халах үед хоёр дахь хэлбэр болох моноклиник болж болно. Бидний хэлэлцэж буй элемент нь үечилсэн хүснэгтэд ижил төстэй байдаг. Хүхэр, селен, теллурын полиморфизмыг эрдэмтэд өнөөг хүртэл хэлэлцэж байна. Тэд бие биетэйгээ маш ойр дотно харилцаатай бөгөөд тэдгээрийн бүрдүүлсэн бүх өөрчлөлтүүд нь маш төстэй юм.
Тэгээд бид хүхэр хайлуулах явцад тохиолддог процессуудад дүн шинжилгээ хийх болно. Гэхдээ та эхлэхээсээ өмнө болор торны бүтцийн онол болон материйн фазын шилжилтийн үед тохиолддог үзэгдлийн талаар бага зэрэг судлах хэрэгтэй.
Болор юунаас бүтдэг вэ?
Таны мэдэж байгаагаар хийн төлөвт бодис нь молекул (эсвэл атом) хэлбэртэй бөгөөд орон зайд санамсаргүй байдлаар хөдөлдөг. шингэн бодисттүүнийг бүрдүүлэгч хэсгүүдийг бүлэглэсэн боловч нэлээд том хөдөлгөөний эрх чөлөөтэй хэвээр байна. Нэгтгэлийн хатуу төлөвт бүх зүйл арай өөр байдаг. Энд эрэмбийн зэрэг нь дээд цэгтээ хүрч, атомууд нь болор тор үүсгэдэг. Мэдээжийн хэрэг, үүнд хэлбэлзэл байдаг, гэхдээ тэдгээр нь маш бага далайцтай бөгөөд үүнийг чөлөөт хөдөлгөөн гэж нэрлэж болохгүй.
Аливаа болорыг энгийн эсүүдэд хувааж болно - ийм дараалсан атомуудын нэгдлүүд нь дээжийн нэгдлийн бүх эзэлхүүний туршид давтагддаг. Ийм эсүүд нь болор тор биш гэдгийг тодруулах нь зүйтэй бөгөөд энд атомууд нь түүний зангилаанд биш харин тодорхой дүрсийн эзэлхүүний дотор байрладаг. Кристал бүрийн хувьд тэдгээр нь хувь хүн байдаг боловч геометрийн хэлбэрээс хамааран тэдгээрийг хэд хэдэн үндсэн төрөлд (сингон) хувааж болно: триклин, моноклиник, ромбо, ромбоэдр, тетрагональ, зургаан өнцөгт, куб.
Хэд хэдэн дэд зүйлд хуваагддаг учраас торны төрөл тус бүрийг товч шинжилье. Тэд бие биенээсээ хэрхэн ялгаатай байж болох талаар эхэлцгээе. Нэгдүгээрт, эдгээр нь талуудын уртын харьцаа, хоёрдугаарт, тэдгээрийн хоорондох өнцөг юм.
Тиймээс хамгийн бага нь триклиник сингони нь бүх тал ба өнцөг нь хоорондоо тэнцүү биш энгийн тор (параллелограмм) юм. Сингонийн доод ангилал гэж нэрлэгддэг өөр нэг төлөөлөгч бол моноклиник юм. Энд эсийн хоёр булан нь 90 градус, бүх талууд нь өөр өөр урттай байдаг. Хамгийн доод ангилалд хамаарах дараагийн төрөл бол ромбик сингони юм. Энэ нь тэгш бус гурван талтай, гэхдээ зургийн бүх өнцөгтэй90 градустай тэнцүү байна.
Дунд анги руугаа орцгооё. Мөн түүний анхны гишүүн нь тетрагональ сингони юм. Энд зүйрлэвэл дүрсийн бүх өнцөг нь 90 градустай тэнцүү, мөн гурван талын хоёр нь хоорондоо тэнцүү гэдгийг таахад хялбар байдаг. Дараагийн төлөөлөгч нь ромбоэдр (тригональ) сингони юм. Эндээс л юм арай илүү сонирхолтой болдог. Энэ төрлийг гурван тэнцүү тал, гурван өнцгөөр тодорхойлдог бөгөөд тэдгээр нь тэнцүү боловч шулуун биш.
Дунд ангиллын сүүлчийн хувилбар нь зургаан өнцөгт сингони юм. Үүнийг тодорхойлоход бүр ч хэцүү байдаг. Энэ сонголт нь гурван тал дээр баригдсан бөгөөд хоёр нь тэнцүү бөгөөд 120 градусын өнцөг үүсгэдэг, гурав дахь нь перпендикуляр хавтгайд байрладаг. Хэрэв бид зургаан өнцөгт сингонийн гурван нүдийг авч, тэдгээрийг хооронд нь залгавал бид зургаан өнцөгт суурьтай цилиндрийг авах болно (тийм учраас ийм нэртэй болсон, учир нь "hexa" нь латинаар "зургаа" гэсэн утгатай).
За, бүх чиглэлд тэгш хэмтэй бүх сингонуудын орой нь куб байна. Тэр бол хамгийн дээд ангилалд хамаарах цорын ганц хүн юм. Эндээс та үүнийг хэрхэн тодорхойлж болохыг шууд таах боломжтой. Бүх өнцөг болон талууд тэнцүү бөгөөд шоо үүсгэнэ.
Тиймээс бид сингонизмын үндсэн бүлгүүдийн онолд дүн шинжилгээ хийж дууссан бөгөөд одоо хүхрийн янз бүрийн хэлбэрийн бүтэц, үүнээс үүсэх шинж чанаруудын талаар илүү дэлгэрэнгүй ярих болно.
Хүхрийн бүтэц
Өмнө дурьдсанчлан хүхэр нь ромбик ба моноклиник гэсэн хоёр өөрчлөлттэй. Онолын хэсгийн дарааТэд юугаараа ялгаатай нь тодорхой болсон нь гарцаагүй. Гэхдээ гол зүйл бол температураас хамааран торны бүтэц өөрчлөгдөж болно. Бүх зүйл бол хүхрийн хайлах цэгт хүрэх үед тохиолддог өөрчлөлтийн үйл явц юм. Дараа нь болор тор бүрэн устаж, атомууд орон зайд их бага хэмжээгээр чөлөөтэй хөдөлж чадна.
Гэхдээ хүхэр гэх мэт бодисын бүтэц, онцлогт эргэн оръё. Химийн элементүүдийн шинж чанар нь тэдгээрийн бүтцээс ихээхэн хамаардаг. Жишээлбэл, хүхэр нь болор бүтцийн онцлогоос шалтгаалан флотацийн шинж чанартай байдаг. Түүний тоосонцор нь усаар нордоггүй бөгөөд тэдгээрт наалдсан агаарын бөмбөлгүүд нь тэдгээрийг гадаргуу руу татдаг. Тиймээс бөөн хүхэр усанд дүрэх үед хөвдөг. Энэ нь энэ элементийг ижил төстэй холимогоос салгах зарим аргуудын үндэс суурь юм. Дараа нь бид энэ нэгдлийг гаргаж авах үндсэн аргуудад дүн шинжилгээ хийх болно.
Үйлдвэрлэл
Хүхэр нь өөр өөр эрдсүүдтэй учир өөр өөр гүнд байж болно. Үүнээс хамааран янз бүрийн олборлох аргыг сонгодог. Хэрэв гүн нь гүехэн бөгөөд газар доорх хийн хуримтлал байхгүй бол олборлолтод саад учруулдаг бол материалыг задгай аргаар олборлодог: чулуулгийн давхаргыг зайлуулж, хүхэр агуулсан хүдрийг олж, тэдгээрийг боловсруулахад илгээдэг. Харин эдгээр нөхцөл хангагдаагүй, аюул учирвал цооногийн аргыг хэрэглэнэ. Энэ нь хүхрийн хайлах цэгт хүрэх шаардлагатай. Үүний тулд тусгай суурилуулалтыг ашигладаг. Энэ аргаар бөөн хүхрийг хайлуулах төхөөрөмж зайлшгүй шаардлагатай. Гэхдээ энэ үйл явцын талаар - бага зэрэгдараа.
Ер нь хүхрийг ямар нэгэн аргаар гаргаж авахдаа хордлого ихтэй байдаг, учир нь ихэвчлэн хүхэрт устөрөгч, хүхрийн давхар исэл хуримтлагддаг бөгөөд энэ нь хүний хувьд маш аюултай.
Тухайн аргын сул тал, давуу талыг илүү сайн ойлгохын тулд хүхэр агуулсан хүдэр боловсруулах аргуудтай танилцацгаая.
Холборлолт
Энд ч гэсэн хүхрийн огт өөр шинж чанарт үндэслэсэн хэд хэдэн заль мэх бий. Тэдгээрийн дотор дулааны, олборлолт, уурын ус, төвөөс зугтах, шүүх орно.
Тэдгээрийн хамгийн батлагдсан нь дулааны шинж чанартай. Эдгээр нь хүхрийн буцлах болон хайлах цэгүүд нь түүний "гэрлэх" хүдрийнхээс доогуур байдагт үндэслэдэг. Ганц асуудал нь маш их эрчим хүч зарцуулдаг. Температурыг хадгалахын тулд хүхрийн нэг хэсгийг шатаах шаардлагатай байсан. Хэдийгээр энгийн хялбар боловч энэ арга нь үр дүнгүй бөгөөд алдагдал нь 45 хувьд хүрч дээд амжилт тогтооно.
Бид түүхэн хөгжлийн салбарыг дагаж байгаа тул уурын-усны арга руу шилжиж байна. Дулааны аргуудаас ялгаатай нь эдгээр аргуудыг олон үйлдвэрт ашигладаг хэвээр байна. Хачирхалтай нь тэдгээр нь ижил шинж чанар дээр суурилдаг - хүхрийн буцлах ба хайлах цэгийн ялгаа нь холбогдох металлынхаас ялгаатай. Цорын ганц ялгаа нь халаалт хэрхэн явагдах явдал юм. Бүх процесс нь автоклавт явагддаг - тусгай суурилуулалт. Олборлосон элементийн 80 хүртэлх хувийг агуулсан баяжуулсан хүхрийн хүдрийг тэнд нийлүүлдэг. Дараа нь даралтын дор халуун усыг автоклав руу шахдаг.уур. Цельсийн 130 градус хүртэл дулаарч хүхэр хайлж, системээс гарна. Мэдээжийн хэрэг, сүүл гэж нэрлэгддэг хэвээр байна - усны уурын конденсацийн улмаас үүссэн усанд хөвж буй хүхрийн тоосонцор. Тэдгээр нь бидэнд хэрэгтэй маш их элементийг агуулж байгаа тул устгаад дахин процесст оруулна.
Хамгийн орчин үеийн аргуудын нэг бол центрифуг. Дашрамд хэлэхэд энэ нь Орос улсад хөгжсөн. Товчхондоо, түүний мөн чанар нь дагалддаг хүхэр, эрдэс бодисын холимог хайлмал нь центрифугт дүрж, өндөр хурдтайгаар эргэлддэг. Хүнд чулуулаг нь төвөөс зугтах хүчний нөлөөгөөр төвөөс холдох хандлагатай байдаг бол хүхэр өөрөө өндөр хэвээр байна. Дараа нь үүссэн давхаргууд бие биенээсээ зүгээр л тусгаарлагдана.
Өнөөдрийг хүртэл үйлдвэрлэлд бас нэг арга хэрэглэж байна. Энэ нь тусгай шүүлтүүрээр дамжуулан хүхрийг эрдэс бодисоос ялгахаас бүрдэнэ.
Энэ нийтлэлд бид бидний хувьд эргэлзээгүй чухал элементийг гаргаж авах дулааны аргуудыг авч үзэх болно.
Хайлах процесс
Хүхэр хайлуулах явцад дулаан дамжуулалтыг судлах нь чухал асуудал бөгөөд учир нь энэ элементийг гаргаж авах хамгийн хэмнэлттэй аргуудын нэг юм. Бид халаалтын явцад системийн параметрүүдийг нэгтгэж болох бөгөөд тэдгээрийн оновчтой хослолыг тооцоолох хэрэгтэй. Энэ зорилгоор дулаан дамжуулалтын судалгаа, хүхэр хайлуулах үйл явцын шинж чанарын шинжилгээг хийдэг. Энэ процесст зориулсан хэд хэдэн төрлийн суурилуулалт байдаг. Тэдгээрийн нэг нь хүхэр хайлуулах зуух юм. Энэ бүтээгдэхүүнээр хайж буй бараагаа аваарай- зүгээр л туслагч. Гэсэн хэдий ч өнөөдөр тусгай суурилуулалт байдаг - бөөн хүхрийг хайлуулах төхөөрөмж. Үүнийг үйлдвэрлэлд үр дүнтэй ашиглаж өндөр цэвэршилттэй хүхэр их хэмжээгээр гаргаж авах боломжтой.
Дээрх зорилгын үүднээс 1890 онд хүхрийг гүнд хайлуулж, хоолойгоор гадаргуу руу шахах боломжтой суурилуулалтыг зохион бүтээжээ. Түүний загвар нь маш энгийн бөгөөд үр дүнтэй байдаг: хоёр хоолой нь бие биендээ байрладаг. 120 градус хүртэл хэт халсан уур (хүхрийн хайлах цэг) гаднах хоолойгоор эргэлддэг. Дотор хоолойн төгсгөл нь бидэнд хэрэгтэй элементийн ордуудад хүрдэг. Усаар халах үед хүхэр хайлж, гарч эхэлдэг. Бүх зүйл маш энгийн. Орчин үеийн хувилбарт уг суурилуулалт нь өөр хоолойг агуулдаг: энэ нь хүхэр бүхий хоолой дотор байдаг бөгөөд шахсан агаар нь түүгээр урсдаг бөгөөд энэ нь хайлалтыг илүү хурдан өсгөхөд хүргэдэг.
Өөр хэд хэдэн арга байгаа бөгөөд тэдгээрийн нэг нь хүхрийн хайлах цэгт хүрдэг. Хоёр электродыг газар доор буулгаж, гүйдэл дамжуулдаг. Хүхэр нь ердийн диэлектрик тул гүйдэл дамжуулахгүй бөгөөд маш халуун болж эхэлдэг. Тиймээс энэ нь хайлж, хоолойны тусламжтайгаар эхний аргын нэгэн адил шахаж гаргадаг. Хэрэв тэд хүхрийн хүчил үйлдвэрлэхэд хүхрийг илгээхийг хүсч байвал түүнийг газар доор шатааж, үүссэн хийг нь гаргаж авдаг. Цаашид хүхрийн исэл (VI) болтлоо исэлдэж, дараа нь усанд уусгаснаар эцсийн бүтээгдэхүүн гарна.
Бид хүхрийн хайлуулалт, хүхрийн хайлуулалт, түүнийг олборлох аргуудад дүн шинжилгээ хийсэн. Одоо яагаад ийм нарийн төвөгтэй аргууд хэрэгтэй байгааг олж мэдэх цаг болжээ. Үнэн хэрэгтээ хүхэр хайлуулах үйл явцын шинжилгээ баОлборлолтын эцсийн бүтээгдэхүүнийг сайн цэвэрлэж, үр дүнтэй хэрэглэхийн тулд температурын хяналтын систем шаардлагатай. Эцсийн эцэст хүхэр бол бидний амьдралын олон салбарт гол үүрэг гүйцэтгэдэг хамгийн чухал элементүүдийн нэг юм.
Програм
Хүхрийн нэгдлүүдийг хаана хэрэглэхийг хэлэх нь утгагүй юм. Тэд хаана өргөдөл гаргахгүй байгааг хэлэхэд илүү хялбар байдаг. Хүхэр нь ямар ч резин, резинэн бүтээгдэхүүн, байшинд нийлүүлдэг хийд байдаг (хэрэв гоожсон бол түүнийг тодорхойлох шаардлагатай). Эдгээр нь хамгийн нийтлэг бөгөөд энгийн жишээ юм. Үнэн хэрэгтээ хүхрийн хэрэглээ тоо томшгүй олон юм. Тэдгээрийг бүгдийг нь жагсаах нь бодит бус юм. Гэхдээ хэрэв бид үүнийг хийх юм бол хүхэр бол хүн төрөлхтний хамгийн чухал элементүүдийн нэг болох нь тодорхой болно.
Дүгнэлт
Энэ өгүүллээс та хүхрийн хайлах цэг гэж юу болох, энэ элемент яагаад бидний хувьд тийм чухал болохыг олж мэдсэн. Хэрэв та энэ үйл явц, түүний судалгааг сонирхож байгаа бол та өөртөө шинэ зүйл сурсан байх. Жишээлбэл, эдгээр нь хүхрийн хайлах шинж чанарууд байж болно. Ямар ч тохиолдолд төгс төгөлдөрт хязгаар байхгүй бөгөөд үйлдвэрлэлд болж буй үйл явцын талаархи мэдлэг нь бидний хэнд ч саад болохгүй. Та дэлхийн царцдас дахь хүхэр болон бусад элементүүдийг олборлох, олборлох, боловсруулах технологийн нарийн ширийнийг бие даан эзэмших боломжтой.
