Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

'Конкурс'
Актуальность данной темы обусловлена многообразностью нашего мира, которую нужно молодому поколению принимать с позитивной точки зрения. В современном...полностью>>
'Документ'
ПОДГОТОВЛЕНЫ К УТВЕРЖДЕНИЮ Главтехнормированием Госстроя СССР (А.А. Лысогорский, В.И. Митин) с участием Главстройнауки Госстроя СССР (канд. техн. наук...полностью>>
'Документ'
Организм человека на 65 % состоит из воды. Ежедневно в результате протекания различных обменных процессов взрослый человек теряет в среднем 2-2,5 литр...полностью>>
'Документ'
Овладение студентами базовыми сведениями по истории современной отечественной философии, отображающими логику и рост научно философского знания в Росс...полностью>>

Главная > Документ

Сохрани ссылку в одной из сетей:
Информация о документе
Дата добавления:
Размер:
Доступные форматы для скачивания:

Лекция 1/ 2

Химические свойства металлов

Общность химических свойств металлов обусловлена особенностями строения их атомов, а именно, сравнительно большими размерами атомов, отсюда - удаленностью внешних -нов от ядра и слабой связью с ним.

Характерная особенность металлов - восстановительные свойства, т.е. в химических реакциях они способны к отдаче –нов, превращаясь в положительно заряженные ионы.

  1. Металлы реагируют с О2 по-разному:

Na, K, Rb, Cs (щелочные металлы) + О2 → легко

Fe, Cu + О2 → t0, τ

Au, Pt + О2

Оксиды щелочных и щелочноземельных металлов обладают сильно выраженными основными свойствами.

Если металл имеет несколько степеней окисления, то свойства его оксидов будут меняться от щелочных через амфотерные к кислотным при увеличении степени окисления.

Пример, Mn 2+, 4+, 6+, 7+

MnO MnO2 Mn2O7

основной амфотерный кислотный оксиды

  1. М

    S

    еталлы реагируют с неметаллами и галогенами:

  2. Металл +

    H

CaS

сульфид

FeB

борид

B

N2

Ca3N2

нитрид

Si

Ca2Si

силицид

P

Ca3P2

фосфид

C

Ca2C

карбид

AlH3

гидрид



  1. По степени химической активности металлы располагаются в ряд напряжений (электрохимический ряд напряжений):

Li, K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Be, Mn, Zn, Cr, Fe, Co, Ni, Sn, Pb, H2, Cu, Hg, Ag, Pt, Au

Количественной характеристикой стремления одного металла восстанавливать ионы другого металла является напряжение (электродвижущая сила), создаваемое гальваническим элементом, в котором один из электродов изготовлен из одного металла, а другой – из другого металла.

В ряду напряжений металлы располагаются в порядке возрастания напряжения, создаваемого гальваническим элементом, в котором один из электродов все время остается постоянным (стандартный электрод), а другой изготавливают из того металла, положение которого в ряду напряжений хотят определить. В качестве стандартного электрода применяют так называемый водородный электрод, представляющий собой платиновую (Pt) пластинку, опущенную в кислый раствор, через который непрерывно пропускают газообразный водород при давлении 1 атм.

Из ряда напряжений следует:

  1. Чем левее находится металл в ряду напряжений, тем он:

    1. Химически более активен;

    2. Обладает большей восстановительной способностью, т.е.легче окисляется и труднее восстанавливается из его ионов

  2. Чем правее расположен металл, тем он:

    1. Химически менее активен;

    2. Обладает меньшей восстановительной способностью, т.е.труднее окисляется и легче восстанавливается из его ионов

  3. Каждый металл ряда напряжений восстанавливает катионы всех следующих за ним в ряду металлов из растворов их солей

  4. Металлы, стоящие в ряду левее Н, восстанавливают его из разбавленных кислот (кроме HNO3), а Mg и стоящие левее его металлы вытесняют Н2 при обычной температуре даже из H2O. Металлы, стоящие в ряду правее Н не вытесняют его из разбавленных кислот.

Все металлы взаимодействуют с галогенами и S (кроме Au), причем их активность соответствует положению в ряду напряжений.

Пример: K + Br2 → взрыв

Al + Br2→ горит

Другие металлы реагируют менее энергично.

Рассмотрим это на примерах:

  1. CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu

Cu2+ +Fe = F2+ +Cu

  1. 2Na + H2O = 2NaOH + H2

  2. H2SO4 + Zn = ZnSО4 + H2

2H+ +Zn = Zn2+ +H2

H2SO4 + Cu ≠

Однако 2H24 + Cu = CuSo4 + SO2 ↑ + 2H2O

  1. 4HNO3 + Cu = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O

8HNO3 + 3Cu = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O

4HNO3 + Zn = Zn(NO3)2 + 2NO2+2H2O

8HNO3 + 3Zn = 3Zn(NO3)2 + 2NO + 4H2O

10HNO3 + 4Zn = 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O

4Zn + NO3- + 1OH+ = 4Zn2+ +NH4+ + 3H2O

Необходимо запомнить, что ряд напряжений характеризует лишь окислительно-восстановительную способность электрохимической системы «металл – ион металла» в строго определенных условиях: величины стандарты электродных потенциалов относятся к водному раствору, t=250С и единичной концентрации ионов металла.

Нахождение в природе

Самородные – Au, Pt, реже Ag, Cu, еще реже Hg, Sn.

Металлы из левой части ряда напряжений легко окисляются, не встречаются в самородном виде, только в соединениях.

Источник получения металлов – руды. Состоят обычно из нескольких металлов – полиметаллические (медно-цинковые, свинцово-серебрянные). Обычно представляют собой окислы, сульфиды, фосфаты соответствующих металлов. Находятся вместе с пустой породой.

Способы получения металлов.

Из руд - металлургический. Задача: отделить от пустой породы, обогатить, получить концентраты, являющиеся сырьем.

  1. Пирометаллургия → из руд, при высокой температуре, путем восстановления окислов металлов коксом, CO, H2 и др.

  1. Cu2O + C = 2Cu + CO

Cu2O + CO = 2Cu + CO2 так получают Fe, Cu, Zn,

2ZnS + 3O2 = ZnO + 2SO2 ↑ (чугун из FeS) Cd, Sn, Pb, Ge

ZnO + C = Zn + CO

Разновидность пирометаллургии – металлотермия

  1. восстановление металлом

Cr2O3 + 2Al=Al2O3+2Cr

  1. Водородом:

MoO3 + 3H2 = Mo + 3H2O

WO3 + 3H2 = W+3H2O

  1. Гидрометаллургия – способ получения металлов из растворов солей. Оксид растворяют в кислоте, получают электролит. Затем, металл восстанавливают или выделяют электролизом

CuO + H24 = CuSО4 + H2O

CuSО4 + Fe = Cu+FeSО4

Таким образом получают Au, Ag, Zn, Cd

  1. Электрометаллургия – способ получения металлов путем восстановления их из различных окислов, щелочей или хлоридов с помощью электротока.

Так получают очень чистые Na, Al, Mg, щелочноземельные металлы.

Для получения металлов высокой степени чистоты из очищаемого металла изготавливают анод. При электролизе он растворяется, ионы металла переходят в раствор, а на катоде они восстанавливаются и осаждаются на нем.

Электролитически чистые металлы: Cu, Ag, Ni, Pb, Fe

  1. Переплавка в вакууме

  2. Термическое разложение летучих соединений

  3. Зонная плавка

Сплавы интерметаллические

Латунь 60% Cu, 40% Zn большая твердость

90% Cu, 10% Zn

Бронза 89,5% Cu, 0,5 % Pb, ост. сплав 10%

90% СU, 10% Sn высокие механические свойства

Мельхиор Cu + Ni твердость

50 + 50

53Cu, 7Ni, 40Zn – изготавливают посуду

Нейзильбер 65Cu, 20Zn, 15Ni

Константан 59Cu, 40Ni, 1Mn

Никелин 68Cu, 32 Ni

Дюралюминий Al + Cu, Mg легкость, твердость как у стали

87,5Mg, 8,5Al, 0,2Mn, 2Cu, 1Cd, 0,5Zn

Баббит 83,5Sn, 11Sb, 5,5Cu

72Pb, 10Sn, 15Sb, 3Cu

«Нихром» 80Ni, 20Cr мало окисляется

60Ni, 25Fe, 11Cr, 4Mn высокие механические свойства, большое электросопротивление

Чугун – сплав Fe и C (>=2%), Si, Mn, P, S –тверд и хрупок

Сталь – сплав C ( <=1.7%) + Mn, Si, S, P – большая твердость



Похожие документы:

  1. Проверочная работа 2 (9 класс). Общие химические свойства металлов

    Документ
    ... работа 2 (9 класс). ОБЩИЕ ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ. Вариант 1. Запишите уравнения практически ... реакций. В каком виде встречаются металлы в природе? Почему? Напишите ... в свете ОВР. Запишите уравнения химических реакций, соответствующих схемам: а) Zn ...
  2. Физические свойства металлов

    Документ
    ... . 17. MgCl2 + H2S04→ ... +НС1. Тема: ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ По горизонтали: 2. Na+ ... → NaOH + Н2 ... + Н2. 13. Na202 + ...→ 2 Na20. Тема: ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ По горизонтали: 2. Na+ ... → NaOH + Н2 ...
  3. Химические свойства классов неорганических веществ

    Документ
    ... кислот характерно взаимодействие с металлами оксидами неметаллов солями щелочами А16 ... при комнатной температуре реагируют оба металла, указанные в паре барий и ... оксидом цинка и хлоридом калия Химические свойства классов неорганических веществ. А31. В ...
  4. Положение металлов в псхэ

    Документ
    ... рядом зонные схемы металла, полупроводника и диэлектрика Рис. 9 Общие химические свойства металлов В кристаллах металлов и в их ... называют «электрохимическим рядом напряжений металлов»). Основным химическим свойством металлов, как уже упоминалось выше ...
  5. «Металлы главных и побочных подгрупп»

    Пояснительная записка
    ... кристаллов. Аллотропия. Общие физические свойства металлов. Общие химические свойства металлов. (Восстановительные свойства): взаимодействие с неметаллами (кислородом, галогенами ...

Другие похожие документы..