WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

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

ГоловнаХімія → Метали: будова атомів, положення у періодичній системі, фізичні та хімічні властивості. Корозія, сплави, отримання металів - Реферат

Метали: будова атомів, положення у періодичній системі, фізичні та хімічні властивості. Корозія, сплави, отримання металів - Реферат

електрони, типові метали є енергійними відновниками.
Здібність до віддачі електронів виявляється у окремих металів далеко не однаковою мірою. Чим легше метал віддає свої електрони, тим він активніше, тим енергійно вступає 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 виходить, що ця реакція є типовою реакцією окислення-відновлення. Єство її зводиться до того, що атоми цинку віддають свої валентні електрони іонам двовалентного свинцю, тим самим перетворюючись на іони цинку, а іони свинцю відновлюються і виділяються у вигляді металевого свинцю. Якщо поступити навпаки, тобто занурити шматочок свинцю в розчин цинкової солі, то ніякої реакції не відбудеться. Це показує, що цинк більш активний, ніж свинець, що його атоми легше віддають, а іони важче приєднують електрони, ніж атоми і іони свинцю.
Витіснення одних металів з їх з'єднань іншими металами вперше було детально вивчено російським вченим Бекетовим, що розташував метали по їх убуваючій хімічній активності в так званий "витискаючий ряд". В даний час витискаючий ряд Бекетова носить назву ряду напруг.
В таблиці №2 представлені значення стандартних електродних потенціалів деяких металів. Символом Me+/Me позначений метал Me, занурений в розчин його солі. Стандартні потенціали електродів, виступаючих як відновники по відношенню до водню, мають знак "-", а знаком "+" відзначені стандартні потенціали електродів, що є окислювачами.
Таблиця №2
Стандартні електродні потенціали металів.
Електрод Е0,В Електрод Е0,В
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 утворюють електрохімічний ряд напруг металів: Li, Rb, До, 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. 1. Чим менше електродний потенціал металу, тим більше його відновна здатність.
2. 2. Кожний метал здатний витісняти(відновлювати) з розчинів солей ті метали, які стоять у ряді напруг після нього.
3. 3. Всі метали, що мають негативний стандартний електродний потенціал, тобто що знаходяться у ряді напруг ліво водню, здатні витісняти його з розчинів кислот.
Необхідно відзначити, що представлений ряд характеризує поведінку металів і їх солей тільки у водних розчинах і при кімнатній температурі. Крім того, потрібно мати зважаючи на, 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 за літій. Це пов'язано з виключно високою енергією процесу гідратації іонів літію в порівнянні з іонами інших лужних металів.
IV. IV. Корозія металів.
Майже всі метали, приходивши в зіткнення з оточуючою їх газоподібним або рідким середовищем, більш менш швидко піддаються з поверхні руйнуванню. Причиною його є хімічна взаємодія металів з що знаходяться в повітрі газами, а також водою і розчиненими в ній речовинами.
Всякий процес хімічного руйнування металів під дією навколишнього середовища називають корозією.
Простіше за все протікає корозія при зіткненні металів з газами. На поверхні металу утворюються відповідні з'єднання: оксиди, сірчисті з'єднання, основні солі вугільної кислоти, які нерідко покривають поверхню щільним шаром, що захищає метал від подальшої дії тих же газів.
Інакше йде справа при зіткненні металу з рідким середовищем - водою і розчиненими в ній речовинами. Що утворюються при цьому з'єднання можуть розчинятися, завдяки чому корозія розповсюджується далі углиб металу. Крім того, вода, що містить розчинені речовини, є провідником електричного струму, унаслідок чого постійно виникають електрохімічні процеси, які є одним з головних чинників, спричиняючих і прискорюючих корозію.
Чисті метали в більшості випадків майже не піддаються корозії. Навіть такий метал, як залізо, в абсолютно чистому вигляді 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 унаслідок корозії щорічно гине така кількість сталі, яка рівно приблизно четверті всієї світової здобичі його за рік. Тому вивченню процесів корозії і відшуканню якнайкращих засобів її запобігання надається дуже багато уваги.
Способи боротьби з корозією надзвичайно різноманітні. Найпростіший з них полягає в захисті поверхні металу від безпосереднього зіткнення з навколишнім середовищем шляхом покриття масляною фарбою, ласий, емаллю або, нарешті, тонким шаром іншого металу. Особливий інтерес з теоретичної точки зору представляє покриття одного металу іншим.
До них відносяться: катодне покриття, коли захищаючий метал стоїть у ряді напруг правіше за захищаючий (типовим прикладом може служити луджена, тобто покрита оловом, сталь); анодне покриття, наприклад, покриття сталі цинком.
Для захисту від корозії доцільно покривати поверхню металу шаром більш активного металу, ніж шаром менш активного. Проте інші міркування нерідко примушують застосовувати також покриття з менш активних металів.
На практиці частіше за все доводиться вживати заходів до захисту сталі як металу, особливо схильного корозії. Окрім цинку, з більш активних металів для цієї мети іноді застосовують кадмій, діючий подібно цинку. З менш активних металів для покриття сталі частіше за все використовують олово, мідь, нікель.
Покриті нікелем сталеві вироби мають красивий вигляд, ніж пояснюється широке розповсюдження нікелювання. При пошкодженні шару нікелю корозія проходить менш інтенсивно, ніж при пошкодженні шару міді (або олово), оскільки різниця потенціалів для пари нікель-залізо набагато менше, ніж для пари мідь-залізо.
З інших способів боротьби з корозією існує ще спосіб протекторів, що полягає в тому, що металевий об'єкт, що захищається, приводиться в контакт з великою поверхнею більш активного металу. Так, в парові казани вводять листи цинку, що знаходяться у контакті із стінками казана і створюючі з ними гальванічну пару.
V. V. Поняття просплави.
Характерною особливістю металів є їх здатність утворювати один з одним або з неметалами сплави. Щоб отримати сплав, суміш металів звичайно піддають плавленню, а потім охолоджують з різною швидкістю, яка визначається природою компонентів і зміною характеру їх взаємодії залежно від температури. Іноді сплави одержують
Loading...

 
 

Цікаве