WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаХімія → Метали. Властивості металів - Реферат

Метали. Властивості металів - Реферат

валентні електрони і переходити в позитивно заряджені іони. Типові метали ніколи не приєднують електронів; їхні іони завжди заряджені позитивно.
Легко віддаючи при хімічних реакціях свої валентні електрони, типові метали є енергійними відновлювачами.
Здатність до віддачі електронів виявляється в окремих металів далеко не в однаковому ступені. Ніж легше метал віддає свої електрони, тим він активніше, тим енергійнішевступає у взаємодію з іншими речовинами.
Опустимо шматочок цинку в розчин якої-небудь свинцевої солі. Цинк починає розчинятися, а з розчину виділяється свинець. Реакція виражається рівнянням:
Zn + Pb(NO3)2 = Pb + Zn(NO3)2
З рівняння випливає, що ця реакція є типовою реакцією окислювання-відновлення. Сутність її зводиться до того, що атоми цинку віддають свої валентні електрони іонам двовалентного свинцю, тим самим перетворюючи в іони цинку, а іони свинцю відновлюються і виділяються у виді металевого свинцю. Якщо надійти навпаки, тобто занурити шматочок свинцю в розчин цинкової солі, те ніякої реакції не відбудеться. Це показує, що цинк більш активний, чим свинець, що його атоми легше віддають, а іони сутужніше приєднують електрони, чим атоми й іони свинцю.
Витиснення одних металів з їхніх сполук іншими металами вперше було докладно вивчене росіянином ученим Бекетовим, що розташував метали по їх убутній хімічній активності в так називаний "витіснювальний ряд". В даний час витіснювальний ряд Бекетова називається рядом напруг.
У таблиці №2 представлені значення стандартних електродних потенціалів деяких металів. Символом Me+/Me позначений метал Me, занурений у розчин його солі. Стандартні потенціали електродів, що виступають як відновлювачі стосовно водню, мають знак "-", а знаком "+" відзначені стандартні потенціали електродів, що є окислювачами.
Таблиця №2
Стандартні електродні потенціали металів.
Електрод Е0,У Електрод Е0,У
Li+/Li -3,02 Co2+/Co -0,28
Rb+/Rb -2,99 Ni2+/Ni -0,25
K+/K -2,92 Sn2+/Sn -0,14
Ba2+/Ba -2,90 Pb2+/Pb -0,13
Sr2+ /Sr -2,89 H+/1/2H2 0,00
Ca2+/Ca -2,87 Sb3+/Sb +0,20
Na+/Na -2,71 Bi3+/Bi +0,23
La3+/La -2,37 Cu2+/Cu +0,34
Mg2+/Mg -2,34 Cu+/Cu +0,52
Al3+/Al -1,67 Ag+/Ag +0,80
Mn2+/Mn -1,05 Pd2+/Pd +0,83
Zn2+/Zn -0,76 Hg2+/Hg +0,86
Cr3+/Cr -0,71 Pt2+/Pt +1,20
Fe2+/Fe -0,44 Au3+/Au +1,42
Cd2+/Cd -0,40
Метали, розташовані в порядку зростання їх стандартних електродних потенціалів, і утворять електрохімічний ряд напруг металів: Li, Rb, K, Ba, Sr, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Cd, Co, Ni, Sn, Pb, H, Sb, Bi, Cu, Hg, Ag, Pd, Pt, Au.
Ряд напруг характеризує хімічні властивості металів:
1. Чим менше електродний потенціал металу, тим більше його відбудовна здатність.
2. Кожен метал здатний витісняти(відновлювати) з розчинів солей ті метали, що коштують у ряді напруг після нього.
3. Усі метали, що мають негативний стандартний електродний потенціал, тобто, що знаходяться в ряді напруг лівіше водню, здатні витісняти його з розчинів кислот.
Необхідно відзначити, що представлений ряд характеризує поводження металів і їхніх солей тільки у водяних розчинах і при кімнатній температурі. Крім того, потрібно мати через, що висока електрохімічна активність металів не завжди означає його високу хімічну активність. Наприклад, ряд напруг починається літієм, тоді як більш активні в хімічному відношенні рубідій і калій знаходяться правіше літію. Це зв'язано з винятково високою енергією процесу гідратації іонів літію в порівнянні з іонами інших лужних металів.
IV. Корозія металів
Майже всі метали, приходячи в зіткнення з навколишньою їх газоподібним чи рідким середовищем, більш-менш швидко піддаються з поверхні руйнуванню. Причиною його є хімічна взаємодія металів з газами, що знаходяться у повітрі, а також водою і розчиненими в ній речовинами.
Усякий процес хімічного руйнування металів під дією навколишнього середовища називають корозією.
Простіше всього протікає корозія при зіткненні металів з газами. На поверхні металу утворяться відповідні сполуки: оксиди, сірчисті сполуки, основні солі вугільної кислоти, що нерідко покривають поверхню щільним шаром, що захищає метал від подальшого впливу тих же газів.
Інакше обстоїть справа при зіткненні металу з рідким середовищем - водою і розчиненими в ній речовинами. Сполуки, що утворяться при цьому, можуть розчинятися, завдяки чому корозія поширюється далі всередину металу. Крім того, вода, що містить розчинені речовини, є провідником електричного струму, унаслідок чого постійно виникають електрохімічні процеси, що є одним з головних факторів, що обумовлюють і прискорюють корозію.
Чисті метали в більшості випадків майже не піддаються корозії. Навіть такий метал, як залізо, у зовсім чистому виді майже не іржавіє. Але звичайні технічні метали завжди містять різні домішки, що створює сприятливі умови для корозії.
Збитки, заподіювані корозією металів, величезні. Обчислено, наприклад, що внаслідок корозії щорічно гине така кількість стали, що дорівнює приблизно чверті усього світового видобутку його за рік. Тому вивченню процесів корозії і відшуканню найкращих засобів її запобігання приділяється дуже багато уваги.
Способи боротьби з корозією надзвичайно різноманітні. Найбільш простий з них полягає в захисті поверхні металу від безпосереднього зіткнення з навколишнім середовищем шляхом покриття олійною фарбою, лаком, чи емаллю, нарешті, тонким шаром іншого металу. Особливий інтерес з теоретичної точки зору представляє покриття одного металу іншим.
До них відносяться: катодне покриття, коли захищаючий метал коштує в ряді напруг правіше захищаючого (типовим прикладом може служити луджена, тобто покрита оловом, сталь); анодне покриття, наприклад, покриття стали цинком.
Для захисту від корозії доцільно покривати поверхня металу шаром більш активного металу, чим шаром менш активного. Однак інші розуміння нерідко змушують застосовувати також покриття з менш активних металів.
На практиці найчастіше приходиться вживати заходів до захисту стали як металу, особливо підданого корозії. Крім цинку, з більш активних металів для цієї мети іноді застосовують кадмій, що діє подібно цинку. З менш активних металів для покриття стали найчастіше використовують олово, мідь, нікель.
Покриті нікелем сталеві вироби мають красивий вигляд, чим пояснюється поширення нікелювання. При ушкодженні шаруючи нікелю корозія проходить менш інтенсивно, чим при ушкодженні шаруючи
Loading...

 
 

Цікаве