Рух элементи ҳақида малумот

Тарихи ва атама этимологияси

Рухнинг мис билан қотишмаси қадимги Юнонистон, қадимги Миср, қадимги Ҳиндистон (VII аср), ҳамда Хитойда (XI аср) маълум бўлган. Бироқ узоқ асрлар давомида рухни соф ҳолатда ажратиб олишни ҳеч ким билмаган. Фақатгина 1738-йилга келибгина Англиялик Уильям Чемпион исмли мутахассис рухни дистилляция усулида ажратиб олиш йўлини топди. Рухни саноат миқёсида ишлаб чиқариш ҳам ўша йилларда йўлга қўйилган. Уильям Чемпионнинг ўзи 1743-йилда Бристол шаҳрида биринчи рух заводини ишга туширган. 1746-йилда Германияда ҳам Андреас Маргграф томонидан Чемпионникига ўхшаш усулда рух олиш йўли кашф қилинди. Чемпиондан фарқли равишда Маргграф ўзи ихтиро қилган рух олиш усулини барча тафсилотлари билан баён қилиб нашр эттирган. Шу сабабли ҳам рухни айнан Маргграф кашф қилган деган янглиш тушунча шаклланиб қолган.

Рухнинг халқаро номланиши - Zinc тарзида қўлланиши илк пора Теофаст Паратселс (1493-1541) қаламига мансуб "Либер Минералум II" китобида учрайди. Тахминларга кўра бу атама келиб чиқишига кўра немисча "zinken", яъни, "тишча" (тишли ғилдиракдаги каби), "дандана" маъносига бориб тақалса керак.

Табиатда тарқалганлиги

Табиатда рухнинг 66 хил минерали аниқланган. Улардан энг кенг тарқалганлари сфалерит (ZnS), виллемит (Zn₂[SiO₃]), каламин (Zn₄[Si₂O₇] (OH)₂·H₂O), уни шунингдек гемиморфит деб ҳам аташади, смитсонит (ZnCO₃), франклит (ZnFe₂O₄) кабилардир. Рух минераллари ичида энг яхши ўрганилгани сфалерит, яъни, алдамчи рух минералидир. Унинг асосий компоненти рух сулфиди ЗнС бўлиб, унга турли аралашмалар қўшилиши билан, минералнинг ранги товланиб, ўзгариб боради. Ушбу минерални айнан ўзи эканини аниқ билишнинг мушкуллигидан кимёгарлар унга "алдамчи" деб ном беришган. Алдамчи рух минерали бошқа рух минералларини ҳосил қиладиган бошланғич минерал саналади.

Ер қобиғидиги рухнинг ўртача миқдори 8.3·10⁻³% ни ташкил қилади. Вулқонлардан қолган чўкиндиларидан иборат ерларда рух миқдори кўпроқ (1.3·10⁻² % гача); ва аксинча шўр тупроқли ерларда камроқ (6·10⁻³ % атрофида) бўлиши аниқланган. Рух сувларда кўчиб юрадиган элемент бўлиб, шу сабабли уни "сув муҳожири" деб ҳам аташади. Рух айниқса термал сувларда, қўрғошин билан биргаликда кўчиб юради. Бундай сувлар оқадиган акваторияларда одатда саноат аҳамиятига эга бўлган йирик рух сулфид чўкиндилари ҳосил бўлади. Рух шунингдек ерости сувларида ҳам кўп миқдорда кўчиб юради ва чўкинди ҳосил қилади. Ер ости сувларидаги рухнинг чўкишига асосий сабаб бўлувчи модда сероводород ҳисобланади.

Рух - муҳим биоген элементлардан биридир. Тирик организмларда ўртача 5·10⁻⁴% рух моддаси мавжуд бўлади.

Асосий конлари

Жаҳон бўйича рухнинг энг катта конлари Австралия, Эрон, Боливия ва Қозоғистон ҳудудларида аниқланган. Рух ишлаб чиқариш бўйича ҳозирда Хитой биринчи ўринни эгаллаб келмоқда. Жаҳон рух ишлаб чиқариш кўрсаткичининг тахминан 26% қисми Хитой улушига тўғри келади. Ундан ташқари, Австралия, Перу ва АҚШ давлатлари ҳам бу борада етакчилар саналишади (уларнинг умумий улуши 25% атрофида).

Олиниши

Рух табиатда алоҳида ҳолда учрамайди. Уни 1-4% рух сулфид тутадиган полиметалл рудалардан қазиб олинади. Рудани селектив флотациялаш йўли билан таркибида 40-60% рух тутган рух концентратлари олинади (бу жараёнда рудадаги ёндош металлар - қўрғошин, мис ва ҳо казоларнинг ҳам концентрацияси ҳосил бўлади). Ҳосил бўлган рух концентратни печда қайнаётган тузда куйдирилади. Натижада рух оксиди (ZnO) олинади. Жараёнда рух сулфид таркибидаги олтингугуртдан ҳосил бўлган олтингугурт гази SO₂ олтингугурт кислотаси тайёрлаш учун йўналтирилади.

Рухни саноатда асосан икки хил усулда олинади. биринчиси пирометаллургик усул бўлиб, бунда куйдирилган рух концентратни 1200-1300 °C ҳароратда кокс ёки, кўмир воситасида тикланади. Лекин бу усулда олинган рух таркибида 3% атрофида аралашмалар (асосан кадмий) мавжуд бўлиши мумкин. Бундай рухни яна қўшимча ишлов бериш орқали, соф рух (99.95% рух) ҳолатига келтириш мумкин. Бу эса ишлаб чиқарилаётган рухнинг таннархи қимматроқ бўлишига сабаб бўлади.

Ҳозирда жаҳон миқёсида кенг тарқалган рух олиш усули бу - электролитик (гидрометаллургик) қайта ишлаш усулидир. Бунда куйдирилган рух концентратига олтингугурт кислотаси билан ишлов берилади ва қўрғошин ёки винипласт ванналарда электролиз қилинади. Бу жараёнда рух электролиз ваннадаги алюминий катодда тўпланади. Йиғилиб қолган рухни ажратиб олинади ва индукцион печда эритиб, қуйма ҳолига келтирилади. Бу усул билан олинган рух таркибининг софлиги (рухнинг умумий миқдори) 99.95 % ни ташкил қилади. Концентратдаги рухнинг ажратиб олиш самарадорлиги ҳам электролитик усулда анча юқори, яъни, 93-94 % бўлади. Концентратда қолган қолдиқ рухдан эса рух купороси олиш учун фойдаланилади.

Физик хоссалари

Соф ҳолдаги рух, анча эгилувчан, оқиш-кумушсимон рангли металл. Кристалл панжараси гексагонал шаклда бўлади. Хона ҳароратида анча мўрт ҳолда бўлади. Эгилганда кристаллларининг ишқаланишидан чиқадиган қирсиллаган товуш эшитилади. 100-150 °C ҳароратларда рух жуда эгилувчан бўлиб қолади. Жуда оз миқдорли аралашмалар ҳам рухнинг мўртлигини кескин ошириб юборади.

Кимёвий хоссалари

Рух - амфотер бирикмалар ҳосил қила оладиган одатий металлардан биридир. ZnO ва Zn(OH)₂ рухнинг амфотер бирикмалари саналади. Стандарт электролитик потенциали 76 В бўлиб, стандарт потенциаллар қаторида темирдан аввал жойлашган. Кучли қиздирилганда амфотер оқ оксид ZnO ҳосил қилиш билан ёнади. Ҳавода рух юпқа оксид қатлами билан қопланиб қолади:

2Zn+O₂→ 2ZnO

Рух оксиди кислоталар билан ҳам ва ишқор билан ҳам Реакцияга кириша олади:

ZnO+2HCl → ZnCl₂+H₂O

ZnO+2NaOH+H₂O → Na₂[Zn(OH)₄]

Қиздирилганда рух галогенлар билан реакцияга киришиб, галогенидалар ҳосил қилади ZnHal₂. Рух фосфор билан биргаликда фосфидлар (Zn₃P₂ ва ZnP₂); олтингугурт, теллур, селенлар билан эса халкогенидлар (ZnS, ZnSe, ZnSe₂ ва ZnTe) ҳосил қилади.

Водород, азот, углерод, кремний ва бор элементлари билан рух бевосита реакцияга киришмайди. Рух нитрид (Zn₃N₂) рух ва аммиакнинг 550-600 °C ҳароратдаги реакцияси орқали олинади.

Қўлланилиши

Тоза рухдан нодир металларни тиклаш учун фойдаланилади. Шунингдек, рух кейинчалик аффинаж йўли билан қайта ишланадиган кумуш ва олтинни интерметаллидлардан ажратиб олишда ишлатилади. Ундан пўлат конструкциялар, қувурлар ва ҳо казоларни рух қопламаси билан қоплашда жуда кенг фойдаланилади. Бунда рух пўлатни емирилиш, занглашдан сақлайди.

Рух энг кенг қўлланадиган соҳа бу - ток манбаларининг кимёвий турларидир. Яъни, рух аккумуляторлар, батарейкалар тайёрлашда жуда кенг қўлланади. Шунингдек рух пластиналаридан кўп ададли босма нашрлардаги иллюстрацияларни босишда, яъни полиграфияда фойдаланилади. Электроника пайвандлаш қалайлари таркибига ҳам, эриш ҳароратини барқарорлаштирш учун рух қўшилади. Акс ҳолда, ушбу пайванд ўринлари электр жиҳозлар қизиганда эриб қолиши мумкин. Рух оксиди эса оқ бўёқ ишлаб чиқаришда ишлатилади.

Рух - латуннинг энг муҳим компонентидир. Рухнинг алюминий ва магний билан қотишмалари жуда яхши механик сифатларга эга бўлиб, уларни эритиш ва қуйиш ҳам нисбатан осондир. Шу сабабли рухнинг ушбу қотишмаларидан машинасозликда деталларнинг аниқ қуймаларини тайёрлашда кенг фойдаланилади. Рухнинг сулфиди, теллурити, селениди ва фосфиди микроэлектроникада жуда кенг ишлатиладиган ярим ўтказгичлардир. Рух сулфиди шунингдек кўплаб люминофорларнинг таркибий қисми бўлади. Рух фосфидидан кемирувчиларга заҳар сифатида ҳам фойдаланилади. Оптик шишаларни тайёрлашда рух селенидни қўллаш орқали, линзанинг ўрта инфрақизил диапазондаги ютиш коэффициентини барқарорлаштириш мумкин.

Биологик аҳамияти

Вояга етган одам организмида тахминан 2 грамм атрофида рух моддаси мавжуд бўлади ва у асосан мушакларда, жигарда, ҳамда ошқозон ости безида бўлади. Организмдаги 400 дан ортиқ ферментлар таркибида рух аниқланган. Улар орасида пептидлар, оқсиллар ва мураккаб эфирларни катализловчи, алдегидлар ҳосил қилувчи, ДНК ва РНК полимеризациясини катализловчи муҳим ферментлар бор. Таркибида рух мавжуд бўлган ферментлар ичида энг чуқур ўрганилгани карбоангидраза бўлиб, у ўзида 260 хил аминокислота қолдиқлари тутади. Ушбу фермент қондаги эритроситлар таркибида бўлади ва карбонат ангидриднинг организмдан чиқарилишига хизмат қилади. Рух шунингдек, организмда эркаклик гормонлари ва эркак уруғининг ишлаб чиқарилишида катта ўрин тутади, Э витаминининг сингишига хизмат қилади, эркаклардаги простата безининг меъёрий фаолияти учун муҳим аҳамият касб этади. Рух элементи организмдаги инсулин, тестостерон, каби анаболик гормонларнинг синтезида иштирок этади.

Озиқ овқат маҳсулотларида ҳам рух моддаси нисбатан кўп миқдорда бўлади. Инсон истеъмол қиладиган озиқ моддалар ичида энг кўп рух моддасига эга маҳсулотлар қаторига қовоқ уруғининг мағзи, устритса, кунжут ва кунгабоқар пистаси киради. Бундан ташқари, гўшт, пишлоқ, сули ёрмаси, дуккаклилар, ҳамда шоколад таркибида рух кўп бўлади. Рух баъзи маъданли сувлар таркибида ҳам учрайди.

Организмда рух етишмаслиги юзага келса, қатор салбий ҳолатлар намоён бўла бошлайди. Улар орасида, рух етишмаслигига учраган одамнинг тез асабийлашадиган бўлиб қолиши, тез чарчаши, хотира сусайиши, кўз нурининг хиралашиши, инсулин миқдорининг пасайиши кабилар яққол намоён бўлади. Бу эса саломатликка жиддий хавф туғдириши ва касалланишга олиб келиши мумкин.

Организмда рух миқдорини баҳолаш учун мутахассислар соч толаси ва қон зардобидан фойдаланадилар.

Рухнинг организм учун зарарли хоссалари ҳам бор. Агар организмга рух тузлари, айниқса рух хлориди ва сулфати давомли келиб тушиб турса, ундаги Zn²+ ионларининг токсик хусусияти туфайли жиддий заҳарланиш ҳолатини юзага келтириши мумкин. Рух сулфати ZnSo₄ кучли заҳарланишни келтириб чиқаради. У озиқ-овқат маҳсулотларини рухланган идишларда сақлаш орқали маиший шароитда ҳам ҳосил бўлиши мумкин. ZnSO₄ билан заҳарланиш камқонлик, жисмоний ривожланишдан орқада қолиш ва ҳатто бепуштликка ҳам олиб келиши мумкин.