Металлы
Оглавление:
I. Понлонженние менталнлов в пенриондинченской сиснтенме.
Строенние атонмов менталнлов (см. прил. №1).
Групнпы менталнлов.
II. Финзинченские свойнстнва менталнлов.
. Поннянтие о спланвах.
IV. Хинминченские свойнстнва менталнлов.
. Корнронзия менталнлов.
I. Спонсонбы понлунченния менталнлов.
II. Применение металлов.
. Биологическая роль металлов.
IX. Спинсок иснпольнзонваой линтенрантунры.
I. Понлонженние менталнлов в пенриондинченской сиснтенме.
Строенние атонмов менталнлов (см. прил. №1).
Групнпы менталнлов.
В нанстоянщее вренмя изнвестнно 118 хинминченских эленменнтов, больншиннстнво из них - менталнлы. Понследнние весьнма раснпронстранненны в принронде и встренчанютнся в винде разнличнных сонединненний в нендрах земнли, вондах рек, озер, монрей, океаннов, сонстанве тел жинвотнных, раснтенний и данже в атнмонсфенре.
В пенриондинченской сиснтенме Д.И.Меннденлеенва канжндый пенринод, кронме пернвонго (он вклюнчанет в сенбя два эленменнта-ненменталнла - вондонрод и генлий), нанчиннанетнся с акнтивннонго хинминченсконго эленменнта-менталнла. Эти нанчальнные эленменнты обнранзунют главнную поднгрупнпу I групнпы и нанзынванютнся щенлочннынми менталнланми. Своё нанзванние они понлунчинли от нанзванния сонотнветнстнвуюнщих им гиднронксиндов, хонроншо раснтвонринмых в вонде, - щенлончей.
тонмы щенлочнных менталнлов сондернжат на внешннем энернгентинченском ровнне тольнко один элекнтрон, контонрый они легнко отнданют при хинминченских взаинмондейнстнвинях, понтонму что явнлянютнся сильннейншинми воснстаннонвинтенлянми. Поннятнно, что в сонотнветнстнвии с роснтом рандиунса атонма воснстаннонвинтельнные свойнстнва щенлочнных менталнлов синлинванютнся от линтия к франнцию.
Слендуюнщие за щенлочннынми менталнланми эленменнты, сонставнляюнщие главнную поднгрупнпу II групнпы, такнже явнлянютнся тинпичннынми менталнланми, обнландаюнщинми сильнной воснстаннонвинтельнной спонсобннонстью (их атонмы сондернжат на внешннем ровнне два элекнтронна). Из этих менталнлов кальнций, строннций, банрий и рандий нанзынванют щенлочннонзенмельннынми менталнланми. Танкое нанзванние эти менталнлы понлунчинли понтонму, что их окнсинды, контонрые алнхинминки нанзынванли земнлянми, при раснтвонреннии в вонде обнранзунют щенлончи.
К менталнлам отннонсятнся эленменнты главнной поднгрупнпы < групнпы, иснклюнчая бор.
Из эленменнтов главнных поднгрупп слендуюнщих групп к менталнлам отннонсятнся: в IV групнпе гернманний[1], олонво, свиннец (пернвые два эленменнта - гнленрод и кремнний - ненменталнлы), в V групнпе сурьнма и виснмут (пернвые три эленменнта - ненменталнлы), в VI групнпе тольнко понследнний эленмент - понлонний - явнно вынранжеый менталл. В главнных поднгрупнпах VII и V групп все эленменнты - тинпичнные ненменталнлы.
Что кансанетнся эленменнтов понбочнных поднгрупп, то все они менталнлы.
Танким обнранзом, снловнная граннинца менжнду эленменнтанми-менталнланми и эленменнтанми-ненменталнланми пронхондят по диангоннанли B (бор) - Si (кремнний) Ц As (мышьняк) - Te (телнлур) - At (аснтат).
тонмы менталнлов именют сравннинтельнно больншие разнменры (рандиунсы), понэтонму и их внешнние элекнтронны знанчинтельнно данленны от яднра и сланбо с ним свянзанны. И втонрая осонбеость, контонрая принсунща атонмам наинбонлее акнтивнных менталнлов, - это нанлинчие на внешннем энернгентинченском уровнне 1 - 3 элекнтроннов.
Отнсюнда вынтенканет санмое ханракнтернное свойнстнво всех менталнлов - их воснстаннонвинтельнная спонсобнность, т. е. спонсобнность атонмов легнко отнданвать внешнние элекнтронны, пренвранщанясь в понлонжинтельнные ионны. Менталнлы не монгут быть окиснлинтенлянми, т. е. атонмы менталнлов не монгут принсоендиннять к сенбе элекнтронны.
II. Финзинченские свойнстнва менталнлов.
По своним свойнстнвам менталнлы резнко отнлинчанютнся от ненменталнлов. Впернвые это разнлинчие менталнлов и ненменталнлов опнренденлил М. В. Лонмоннонсов. Менталнлы, - пинсал он, - тенла тверндые, ковнкие бленстянщие.
Принчиснляя тот или иной эленмент к разнрянду менталнлов, мы именем в винду нанлинчие у ненго опнренденлеонго комнплекнса свойств:
1) Плотнная кринсталнлинченская струкнтунра.
2) Ханракнтернный менталнлинченский блеск.
3) Вынсонкая тенпнлонпронводнность и элекнтринченская пронвондинмость.
4) меньншенние элекнтринченской пронвондинмонсти с роснтом темнпенрантунры.
5) Низнкие знанченния понтеннцианла ионнинзанции, т.е. спонсобнность легнко отнданвать элекнтронны.
6) Ковнкость и тянгунчесть.
7) Спонсобнность к обнранзонваннию спланвов.
Все менталнлы и спланвы, принменняенмые в нанстоянщее вренмя в техннинке, можнно разнденлить на две оснновнные групнпы. К пернвой из них отннонсят чернные менталнлы - женлензо и все его спланвы, в контонрых оно сонставнлянет оснновнную часть. Этинми спланванми явнлянютнся чунгунны и станли. В техннинке часнто иснпольнзунют так, нанзынваенмые, ленгинронваые станли. К ним отннонсятнся, станли, сондернжанщие хром, нинкель, вольфнрам, монлибнден, ваннандий, конбальт, тинтан и друнгие менталнлы. Инонгда в ленгинронваые станли вхондят 5-6 разнличнных менталнлов. Ментондом ленгинронванния понлунчанют, разнличнные цеые станли, обнландаюнщие в однних слунчанях понвыншеой прочннонстью, в друнгих - вынсонкой сонпронтивнляенмонстью к иснтинраннию, в третьних - корнронзиноой уснтойнчинвонстью, т.е. спонсобннонстью не разнруншатьнся под дейнстнвинем внешнней сренды.
Ко втонрой групнпе отннонсят цветнные менталнлы и их спланвы. Они понлунчинли танкое нанзванние понтонму, что именют разнличнную окнранску. Нанпринмер, медь светнло-краснная; нинкель, олонво, сенребнро - бенлые; свиннец - гонлунбонванто-бенлый, зонлонто - желнтое. Из спланвов в пракнтинке наншли больншое принменненние: броннза - сплав менди с олонвом и друнгинми менталнланми, лантунь - сплав менди с циннком, бабнбит - сплав олонва с сурьнмой и мендью и др.
Это денленние на чернные и цветнные менталнлы снловнно.
Нанрянду с черннынми и цветннынми менталнланми вынденлянют еще групнпу блангонроднных менталнлов: сенребнро, зонлонто, плантинну, рунтенний и ненконтонрые друнгие. Они нанзванны так понтонму, что пракнтинченски не окиснлянютнся на возндунхе данже при понвыншеой темнпенрантунре и не разнруншанютнся при дейнстнвии на них раснтвонров кинслот и щенлончей.
C внешнней стонронны менталнлы, как изнвестнно, ханракнтенринзунютнся, пренжнде всенго, осонбым лменталнлинченским бленском, контонрый обунсловнлинванетнся их спонсобннонстью сильнно отнранжать лунчи свента. Одннанко этот блеск нанблюнданетнся обыкннонвео тольнко в том слунчае, конгда менталл обнранзунет сплошнную комнпактнную маснсу. Правнда, магнний и алюнминний сонхраннянют свой блеск, данже бундунчи пренвранщеынми, в понроншок, но больншиннстнво менталнлова в мелнконразндробнлеом винде именет чернный или темнно-сенрый цвет. Зантем тинпичнные менталнлы обнланданют вынсонкой тенпнло- и элекнтронпронводннонстью, принчем по спонсобннонсти пронвондить тенпнло и ток раснпонланганютнся в однном и том же понряднке: лучншие пронводннинки - сенребнро и медь, худншие - свиннец и ртуть. С понвыншеннинем темнпенрантунры элекнтронпронводнность панданет, при поннинженнии темнпенрантунры, нанобонрот, венлинчинванетнся.
Очень важнным свойнстнвом менталнлов явнлянетнся их сравннинтельнно легнкая менханнинченская денфорнмация. Менталнлы планстичнны, они хонроншо кунютнся, вынтянгинванютнся в пронвонлонку, пронкантынванютнся в лиснты и т.п.
Ханракнтернные финзинченские свойнстнва менталнлов нанхондятнся в свянзи с осонбеонстянми их внутнреей струкнтунры. Сонгласнно сонвренмеым вознзренниням, кринсталнлы менталнлов сонстонят из понлонжинтельнно занрянжеых ионнов и свонбоднных элекнтроннов, отнщенпивншихнся от сонотнветнстнвуюнщих атонмов. Весь кринсталл можнно сенбе преднстанвить в винде пронстраннстнвеой реншетнки, знлы контонрой заннянты ионнанми, в пронменжутнках менжнду ионнанми нанхондятнся легнконподнвижнные элекнтронны. Эти элекнтронны понстоняо пенренхондят от однних атонмов к друнгим и вранщанютнся вонкруг яднра то одннонго, то друнгонго атонма. Так как элекнтронны не свянзанны с опнренденлеынми ионнанми, то же под влияннинем ненбольншой разннонсти понтеннцианлов они нанчиннанют пенренменщатьнся в опнренденлеом нанправнленнии, т.е. возннинканет элекнтринченский ток.
Нанлинчинем свонбоднных элекнтроннов обунсловнлинванетнся и вынсонкая тенпнлонпронводнность менталнлов. Нанхондясь в ненпренрывнном двинженнии, элекнтронны понстоняо сталнкинванютнся с ионнанми и обнменнинванютнся с нинми энернгиней. Понэтонму конленбанния ионнов, синливншиенся в даой часнти менталнла вследнстнвие нангренванния, сейнчас же пенренданютнся сонседнним ионнам, от них - слендуюнщим и т.д., и тенпнлонвое сонстоянние менталнла бынстнро вынравннинванетнся; вся маснса менталнла приннинманет одиннанконвую темнпенрантунру.
По плотннонсти менталнлы снловнно поднразнденлянютнся на две больншие групнпы: легнкие менталнлы, плотнность контонрых не больнше 5 г/см3, и тянженлые менталнлы - все оснтальнные. Плотнность, а такнже темнпенрантунры плавнленния ненконтонрых менталнлов принвенденны в приложении №2.
Часнтинцы менталнлов, нанхондянщихнся в тверндом и жиднком сонстояннии, свянзанны осонбым тинпом хинминченской свянзи - так нанзынваенмой менталнлинченской свянзью. Она опнренденлянетнся одннонвренмеым нанлинчинем обычнных конванлентнных свянзей менжнду нейнтральннынми атонманми и кунлонновнским принтянженнинем менжнду ионнанми и свонбодннынми элекнтроннанми. Танким обнранзом, менталнлинченская связь явнлянетнся свойнстнвом не отндельнных часнтиц, их агнренгантов.
Некоторые металлы кристаллизируются в двух или более кристаллических формах. Это свойство веществ - существовать в нескольких кристаллических модификациях - называют полиморфизмом. Полиморфизм для простых веществ известен под названием аллотропия.
Олово имеет две кристаллические модификации:
<α - стойчива ниже 13,2
<β - стойчива выше 13,2
Белое олово - серебристо-белый очень мягкий металл. При охлаждении ниже 13,2
Металлы по-разному взаимодействуют с магнитным полем. Такие металлы, как железо, кобальт, никель и гадолиний, выделяются своей способностью намагничиваться и долго сохранять состояние намагниченности. Их называют ферромагнетиками. Большинство металлов (щелочные и щелочноземельные металлы и значительная часть переходных металлов) слабо намагничиваются и не сохраняют это состояние вне магнитного поля - это парамагнетики. Металлы, выталкиваемые магнитным полем - диамагнетики (медь, серебро, золото, висмут).
. Поннянтие о спланвах.
Ханракнтернной осонбеонстью менталнлов явнлянетнся их спонсобнность обнранзонвынвать друг с друнгом или с ненменталнланми спланвы. Чтонбы понлунчить сплав, смесь менталнлов обычнно поднвернганют плавнленнию, зантем охнланжнданют с разнличнной сконронстью, контонрая опнренденлянетнся принрондой комнпонненнтов и изнменненнинем ханракнтенра их взаинмондейнстнвия в занвинсинмонсти от темнпенрантунры. Инонгда спланвы понлунчанют спенканнинем тоннких понрошнков менталнлов, не принбенгая к плавнленнию (понрошнконвая менталнлурнгия). Итак, спланвы - это прондукнты хинминченсконго взаинмондейнстнвия менталнлов.
Кринсталнлинченская струкнтунра спланвов во мнонгом пондобнна чиснтым менталнлам, контонрые, взаинмондейнстнвуя друг с друнгом при плавнленнии и понслендуюнщей кринсталнлинзанции, обнранзунют:
) хинминченские сонединненния, нанзынваенмые иннтернменталнлинданми;
б) тверндые раснтвонры;
в) менханнинченскую смесь кринсталнлов комнпонненнтов.
Тот или иной тип взаинмондейнстнвия опнренденлянетнся сонотнноншеннинем энернгии взаинмондейнстнвия разннонроднных и одннонроднных часнтиц сиснтенмы, то есть сонотнноншеннинем энернгий взаинмондейнстнвия атонмов в чиснтых менталнлах и спланвах.
Одннанко ненконтонрые принменси ухудншанют канченстнво менталнлов и спланвов. Изнвестнно, нанпринмер, что чунгун (сплав женленза и гнленронда) не обнланданет той прочннонстью и тверндонстью, контонрая ханракнтернна для станлей. Понминмо гнленронда, на свойнстнва станли, влиянют донбавнки сенры и фоснфонра, венлинчинваюнщие ее хрупнкость.
Из цветнных спланвов отнментим броннзу, лантунь, мельнхинор и дюнранлюнминний.
Броннза - сплав на осннонве менди с донбавнкой (до 20%) олонва. Броннза хонроншо отнлинванетнся, понэтонму иснпольнзунетнся в маншиннонстроеннии, где из неё изнгонтавнлинванют подншипннинки, поршнненвые кольнца, кланпанны, арнмантунру и т. д. Иснпольнзунетнся такнже для хундонженстнвеонго линтья.
Лантунь - такнже меднный сплав, сондернжанщий от 10 до 50% циннка. Принменнянетнся в монтонронстроеннии.
Мельнхинор - сплав, сондернжанщий оконло 80% менди и 20% нинкенля, понхож по внешнненму винду на сенребнро. Иснпольнзунетнся для изнгонтовнленния сравннинтельнно нендонронгих стонлонвых принбонров и хундонженстнвеых изнденлий.
Дюнранлюнминний (дюнраль, дунранлюнмин) - сплав на осннонве алюнминния, сондернжанщий медь, магнний, марнганнец и нинкель. Именет хонроншие менханнинченские свойнстнва, принменнянетнся в санмонлёнтонстроенние и маншиннонстроенние.
Окружающие нас металлические предметы редко состоят из чистых металлов. Только алюминиевые кастрюли или медная проволка имеют чистоту около 99,9%. В большинстве же других случаев люди имеют дело со сплавами. Так, различные виды железа и стали, содержат наряду с металлическими добавками незначительные количества глерода, которые оказывают решающее влияние на механическое и термическое поведение сплавов. Все сплавы имеют специальную маркировку, т.к. сплавы с одним названием (например, латунь) могут иметь разные массовые доли других металлов.
Для изготовления сплавов применяют различные металлы. Самое большое значение среди всех сплавов имеют, стали различных составов. Простые конструкционные стали, состоят из железа относительно высокой чистоты с небольшими (0,0Ч0,5%) добавками глерода. Так, чугун, получаемый в доменной печи, содержит около 10% других металлов, из них примерно 3% составляет глерод, остальные - кремний, марганец, сера и фосфор. А легированные стали, получают, добавляя к железу кремний, медь, марганец, никель, хром, вольфрам, ванадий и молибден.
Никель наряду с хромом является важнейшим компонентом многих сплавов. Он придает сталям высокую химическую стойкость и механическую прочность. Так, известная нержавеющая сталь содержит в среднем 18% хрома и 8% никеля. Для производства химической аппаратуры, сопел самолетов, космических ракет и спутников требуются сплавы, которые стойчивы при температурах выше 1
Сплав меди, известный с древнейших времен, - бронза содержит 4-30% олова (обычно 8-10%). До наших дней сохранились изделия из бронзы мастеров Древнего Египта, Греции, Китая. Из бронзы отливали в средние века орудия и многие другие изделия. Знаменитые Царь-пушка и Царь-колокол в Московском Кремле также отлиты из сплава меди с оловом. В настоящее время в бронзах олово часто заменяют другими металлами, что приводит к изменению их свойств. Алюминиевые бронзы, которые содержат 5-10% алюминия, обладают повышенной прочностью. Из такой бронзы чеканят медные монеты. Очень прочные, твердые и пругие бериллиевые бронзы содержат примерно 2% бериллия. Пружины, изготовленные из бериллиевой бронзы, практически вечны. Широкое применение в народном хозяйстве нашли бронзы, изготовленные на основе других металлов: свинца, марганца, сурьмы, железа и кремния.
Сплав мельхиор содержит от 18 до 33% никеля (остальное медь). Температура плавления мельхиора составляет 1170
По следующим рецептам можно получить легкоплавкие сплавы. Сплав Ньютона: 31 массовая часть свинца, 19 частей олова и 50 частей висмута. Температура плавления 95
Промышленные медно-никелевые сплавы словно можно разделить на две группы: конструкционные (или коррозионностойкие) и электротехнические (термоэлектродные сплавы и сплавы сопротивления).
К конструкционным сплавам относятся, куниаль, мельхиор, нейзильбер и др. Мельхиорами называют двойные и более сложные сплавы на основе меди, основным легирующим компонентом которых является никель. Для повышения коррозионной стойкости в морской воде их дополнительно легируют железом и марганцем. Нейзильберы по сравнению с мельхиорами характеризуются высокой прочностью из-за дополнительного легирования цинком. Куниалями называются сплавы тройной системы Cu-Ni-Al. Никель и алюминий при высоких температурах растворяются в меди в больших количествах, но с понижением температуры растворимость резко меньшается. По этой причине сплавы системы Cu-Ni-Al эффективно прочняются закалкой и старением. Сплавы под закалку нагревают до 900 -1 оС, затем подвергают старению при 500-600 оС. Упрочнение при старении обеспечивают дисперсные выделения фаз Ni3Al и NiAl. Мельхиор, нейзильбер, куниали отличаются высокими механическими и коррозионными свойствами, применяются для изготовления теплообменных аппаратов в морском судостроении (конденсаторные трубы и термостаты), медицинского инструмента, деталей точной механики и химической промышленности, деталей приборов в электротехнике, радиотехнике и для изготовления посуды. Мельхиор марки МН19 и нейзильбер марки МНЦ15-20 используются как резистивные сплавы.
К сплавам электротехническим относятся сплавы сопротивления - манганин (ММц3-12) и константан (ММц40-1б5) и сплавы для термоэлектродов и компенсационных проводов: копель (ММц43-0,5).
Сплав Ньютона: 31 массовая часть свинца, 19 частей олова и 50 частей висмута. Температура плавления 95
Сплав Вуда: 25 частей свинца, 12,5 частей олова, 50 частей висмута и 12,5 частей кадмия (кадмий лучше всего получить в гальванической мастерской). Температура плавления 60
В нашей маленькой печи мы можем получить немного латуни. Для этого расплавим медь с помощью бунзеновской или, лучше, стеклодувной горелки и затем добавим кусочки цинка; можно и сразу поместить кусочки обоих металлов в тигель. Латунь 60 содержит, например, 60 весовых частей мели и 40 весовых частей цинка (Втак называемые двойные латуни тоже маркируются по содержанию меди. Марка Л80, например, означает, что в латуни содержится 79-81 % меди, остальное - цинк. - Прим. перев.).
Для литья цинка под давлением применяют сплав, содержащий около 94% цинка, 4% алюминия и 2% меди.
IV. Хинминченские свойнстнва менталнлов.
Оснновнным хинминченским свойнстнвом менталнлов явнлянетнся спонсобнность их атонмов легнко отнданвать свои ванлентнные элекнтронны и пенренхондить в понлонжинтельнно занрянжеые ионны. Тинпичнные менталнлы нинконгда не принсоендиннянют элекнтроннов; их ионны всенгда занрянженны понлонжинтельнно.
Легнко отнданвая при хинминченских ренакнцинях свои ванлентнные элекнтронны, тинпичнные менталнлы явнлянютнся энернгичннынми воснстаннонвинтенлянми.
Спонсобнность к отнданче элекнтроннов пронявнлянетнся у отндельнных менталнлов данленко не в одиннанконвой стенпенни. Чем легнче менталл отнданет свои элекнтронны, тем он акнтивннее, тем энернгичннее встунпанет во взаинмондейнстнвие с друнгинми венщенстнванми.
Опуснтим кунсончек циннка в раснтвор канкой-нинбудь свиннцонвой сонли. Цинк нанчиннанет раснтвонрятьнся, а из раснтвонра вынденлянетнся свиннец. Ренакнция вынранжанетнся равнненнинем:
Zn + Pb(NO3)2 = Pb + Zn(NO3)2
Из равнненния слендунет, что эта ренакнция явнлянетнся тинпичнной ренакнциней окиснленния-воснстанновнленния. Сущнность ее свондитнся к тонму, что атонмы циннка отнданют свои ванлентнные элекнтронны ионнам двухнванлентннонго свиннца, тем санмым, пренвранщанясь в ионны циннка, ионны свиннца воснстаннавнлинванютнся и вынденлянютнся в винде менталнлинченсконго свиннца. Еснли понстунпить нанобонрот, то есть понгрунзить кунсончек свиннца в раснтвор циннконвой сонли, то нинканкой ренакнции не пронизойндет. Это понканзынванет, что цинк бонлее акнтинвен, чем свиннец, что его атонмы легнче отнданют, ионны трудннее принсоендиннянют элекнтронны, чем атонмы и ионны свиннца.
Вынтеснненние однних менталнлов из их сонединненний друнгинми менталнланми впернвые бынло поднробнно изунченно руснским ченным Бенкентонвым, раснпонлонживншим менталнлы по их бынваюнщей хинминченской акнтивннонсти в так нанзынваенмый вынтесннинтельнный ряд. В нанстоянщее вренмя вынтесннинтельнный ряд Бенкентонва нонсит нанзванние рянда нанпрянженний.
В приложении №3 преднставнленны знанченния станндартнных элекнтроднных понтеннцианлов ненконтонрых менталнлов. Симнвонлом Me +/Me - обонзнанчен менталл Me, понгрунжеый в раснтвор его сонли. Станндартнные понтеннцианлы элекнтрондов, вынстунпаюнщих как воснстаннонвинтенли по отнноншеннию к вондонронду, именют знак л-, знанком л+ отнменченны станндартнные понтеннцианлы элекнтрондов, явнляюнщихнся окиснлинтенлянми.
Менталнлы, раснпонлонжеые в понряднке вознраснтанния их станндартнных элекнтроднных понтеннцианлов, и обнранзунют элекнтронхинминченский ряд нанпрянженний менталнлов:
Li Rb K Ba Sr Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Cd Co Ni Sn
 |
Ряд нанпрянженний ханракнтенринзунет хинминченские свойнстнва менталнлов:
1) Чем меньнше элекнтроднный понтеннцинал менталнла, тем больнше его воснстаннонвинтельнная спонсобнность.
2) Канжндый менталл спонсонбен вынтесннять (воснстаннавнлинвать) из раснтвонров сонлей те менталнлы, контонрые стонят в рянду нанпрянженний понсле ненго:
Fe0 + Cu+2SO4 = Fe+2SO4 + Cu0
Cu0 + Hg+2Cl2 = Hg0 + Cu+2Cl2
3) Все менталнлы, имеюнщие отнринцантельнный станндартнный элекнтроднный понтеннцинал, то есть нанхондянщиенся в рянду нанпрянженний ленвее вондонронда, спонсобнны вынтесннять его из раснтвонров кинслот:
Zn0 + 2H+1Cl = Zn+2Cl2 + H20
вот медь не реангинрунет с хлонронвондонроднной кинслонтой. Нандо помннить, что это пранвинло именет ряд понпранвок:
) пранвинло сонблюнданетнся, еснли в ренакнции менталнла с кинслонтой обнранзунетнся раснтвонринмая соль;
б) коннценнтринронвя сернная кинслонта и азотнная кинслонта люнбой коннценнтранции реангинрунет с менталнланми по-осонбонму, при этом вондонрод не обнранзунетнся;
в) на щенлочнные менталнлы пранвинло не раснпронстраннянетнся, так как они легнко взаинмондейнстнвунют с вондой (а канзаое пранвинло отннонситнся к ренакнциням воднных раснтвонров кинслот с менталнланми).
Ненобнхондинмо отнментить, что преднставнлеый ряд ханракнтенринзунет понвенденние менталнлов и их сонлей тольнко в воднных раснтвонрах и при комннатнной темнпенрантунре. Кронме тонго, нужнно иметь в винду, что вынсонкая элекнтронхинминченская акнтивнность менталнлов не всенгда озннанчанет его вынсонкую хинминченскую акнтивнность. Нанпринмер, ряд нанпрянженний нанчиннанетнся линтинем, тонгда как бонлее акнтивнные в хинминченском отнноншеннии металлы: рунбиндий и канлий нанхондятнся пранвее линтия. Это свянзанно с иснклюнчинтельнно вынсонкой энернгиней пронцеснса гиднрантанции ионнов линтия по сравнненнию с ионнанми друнгих щенлочнных менталнлов.
С кислородом воздуха легко взаимодействуют щелочные и щелочноземельные металлы:
4Li0 + O20 = 2Li2+1O-2(4е-)
2Ca0 + O20 = 2Ca+2O-2(4е-)
С кислородом натрий и калий образуют не оксиды, пероксиды:
2Na0 + O20 = Na2+1O2-1(2е-)
2K0 + O20 = K2+1O2-1(2е-)
Железо, цинк, медь и другие, менее активные металлы энергично окисляются кислородом только при нагревании:
2Zn0 + O20 = 2Zn+2O-2(4е-)
2Cu0 + O20 = 2Cu+2O-2(4е-)
Зонлонто и плантиннонвые менталнлы не окиснлянютнся кинслонрондом возндунха, ни при канких снлонвинях.
На возндунхе при обычнной темнпенрантунре понверхнность бенрилнлия и магнния понкрынванетнся занщитнной окнсиднной пленнкой. Щенлочннонзенмельнные менталнлы взаинмондейнстнвунют с кинслонрондом возндунха бонлее акнтивнно, понэтонму их храннят под слонем кенронсинна или в занпаняых сонсундах, как и щенлочнные менталнлы.
При нангренваннии на возндунхе все раснсматнринваенмые менталнлы энернгичнно сгонранют с обнранзонваннинем окнсиндов:
2Be0 + O20 = 2Be+2O-2(4е-)
2Mg0 + O20 = 2Mg+2O-2(4е-)
Ренакнция сжинганния магнния сонпронвонжнданетнся оснленпинтельнной вспышнкой, раньнше она принменнянлась при фонтонгранфинронваннии обънекнтов в темнных понменщеннинях. В нанстоянщее вренмя иснпольнзунют элекнтринченскую вспышнку.
Щелочные металлы активно взаимодействуют почти со всеми неметаллами. Используя общее обозначение для металлов Ме, запишем в общей форме равнение реакций щелочных металлов с неметаллами - водородом, хлором и серой:
2Me0 + H20
= 2Me+1H-1(2е-)
2Me0 + Cl20 = 2Me+1Cl-1(2е-)
2Me0 + S0 = Me2+1S-2(2е-)
Щелочноземельные металлы при высоких температурах окисляются водородом до гидридов:
Me0 + H20 = Me+2H2-1(2е-)
Бериллий, магний и все щелочноземельные металлы взаимодействуют при нагревании с неметаллами - хлором, серой, азотом и т. д., образуя соответственно хлориды, сульфиды, нитриды:
Me0 + Cl20 = Me+2Cl2-1(2е-)
Me0 + S0 = Me+2S-2(2е-)
3Me0 + N20 = Me3+2N2-3(6е)
Все щенлочнные менталнлы акнтивнно взаинмондейнстнвунют с вондой, обнранзуя щенлончи аи воснстаннавнлинвая вонду до вондонронда (ринсуннок спранва[2]). Сконрость взаинмондейнстнвия щенлочннонго менталнла с вондой бундет венлинчинватьнся от линтия к цензию:
2Me0 + 2H+1OH = 2Me+1OH + <+ H20(2е-)
Из всех менталнлов главнной поднгрупнпы II групнпы тольнко бенрилнлий пракнтинченски не взаинмондейнстнвунет с вондой[3], магнний реангинрунет с ней меднлео, оснтальнные менталнлы бурнно взаинмондейнстнвунет с вондой в обычнных снлонвинях:
Me0 + 2H+1OH = Me+2(OH)2 + H20(2е-)
Другие металлы, стоящие в ряду напряжений до водорода, тоже могут при определённых словиях вытеснять водород из воды. Но алюминий бурно взаимодействует с водой, только если далить с его поверхности оксидную плёнку:
2Al0 + 6H2+10 = 2Al+3(OH)3 + 3H20
Железо взаимодействует с водой только в раскаленном виде:
3Fe0 + 4H2+1O = (Fe+2Fe2+3)O4 + 4H20
С кислотами в растворе (HCl, H2SO4(разб.), CH3COOH и др., кроме HNO3) взаимодействуют металлы, стоящие в ряду напряжений до водорода. При этом образуется соль и водород.
2Al0 + 6H+1Cl = 2Al+3Cl3 + 3H20
2CH3COOH+1 + Mg0 = Mg+2(CH3COO)2 + H20
С солями менее активных металлов в растворе. В результате такой реакции образуется растворимая соль более активного металла и выделяется менее активный металл в свободном виде:
Fe0 + Cu+2SO4 = Fe+2SO4 + Cu0
. Корнронзия менталнлов.
Почнти все менталнлы, принхондя в сонпринкосннонвенние с окнрунжаюнщей их ганзонобнразнной или жиднкой срендой, бонлее или меннее бынстнро поднвернганютнся с понверхннонсти разнруншеннию. Принчинной его явнлянетнся хинминченское взаинмондейнстнвие менталнлов с нанхондянщинминся в возндунхе ганзанми, такнже вондой и раснтвонреынми в ней венщенстнванми.
Всянкий пронцесс хинминченсконго разнруншенния менталнлов под дейнстнвинем окнрунжаюнщей сренды нанзынванют корнронзиней.
Пронще всенго пронтенканет корнронзия при сонпринкосннонвеннии менталнлов с ганзанми. На понверхннонсти менталнла обнранзунютнся сонотнветнстнвуюнщие сонединненния: окнсинды, серннинстые сонединненния, оснновнные сонли гольнной кинслонты, контонрые ненреднко понкрынванют понверхнность плотнным слонем, занщинщаюнщим менталл от дальннейншенго возндейнстнвия тех же ганзов.
Инанче обнстонит денло при сонпринкосннонвеннии менталнла с жиднкой срендой - вондой и раснтвонреынми в ней венщенстнванми. Обнранзуюнщиенся при этом сонединненния монгут раснтвонрятьнся, блангонданря ченму корнронзия раснпронстраннянетнся дальнше вглубь менталнла. Кронме тонго, вонда, сондернжанщая раснтвонреые венщенстнва, явнлянетнся пронводннинком элекнтринченсконго тонка, вследнстнвие ченго понстоняо возннинканют элекнтронхинминченские пронцеснсы, контонрые явнлянютнся однним из главнных факнтонров, обунславнлинваюнщих и снконряюнщих корнронзию.
Чаще всего коррозии подвергаются изделия из железа. Особенно сильно коррозирует металл во влажном воздухе и воде. прощенно этот процесс можно выразить с помощью следующего уравнения химической реакции:
4Fe + ЗО2 + Н2O = 4Fe(ОН)3
Для борьнбы с корнронзиней сунщенстнвунет мнонго спонсонбов. Нанзонву ненконтонрые из них.
1) Нанненсенние занщитнных понкрынтий на понверхннонсти прендонхранняенмонго от корнронзии менталнла. Для этонго часнто иснпольнзунют маснлянные краснки, эманли, ланки. Эти ненменталнлинченские понкрынтия деншенвые, но обычнно нендолнгонвечнные. Раз в два гонда, инонгда и чанще их тренбунетнся обнновнлять. Так, нанпринмер, крансят Эйнфенленву башнню в Панринже.
Прендонхранняенмый менталл можнно понкрыть слонем друнгонго менталнла: зонлонта, сенребнра, хронма, нинкенля,
олонва, циннка и др. Один из санмых станрых спонсонбов - это лунженние, или понкрынтие женлезннонго лиснта слонем олонва. Танкое женлензо нанзынванют бенлой женстью.
2) Иснпольнзонванние ненржанвеюнщих станлей, сондернжанщих спенцинальнные донбавнки. Нанпринмер, ненржанвейнка, из контонрой изнгонтавнлинванют стонлонвые принбонры, сондернжит до 12% хронма и до 10% нинкенля. Легнкие ненржанвеюнщие спланвы вклюнчанют алюнминний или тинтан. Всянкий, кто был во Всенроснсийнском вынстанвочнном ценнтре, виндел пенред вхондом обенлиск Понконринтенлям коснмонса обнлинцонваый планстиннканми из тинтаннонвонго спланва (рисунок слева[4]). На его мантонвой бленстянщей понверхннонсти нет ни одннонго пятннышнка ржавнчинны.
3) Ввенденние в ранбончую сренду, где нанхондятнся менталнлинченские дентанли, венществ, контонрые в денсятнки и сотнни раз меньншанют агнреснсивнность сренды. Танкие венщенстнва нанзынванютнся иннгинбинтонранми корнронзии.
Иннгинбинтонры корнронзии ввондят в замкннунтые сиснтенмы охнланжнденния, в нефнтенпрондукнты и данже вспрынскинванют в ганзонпронвонды для снинженния корнронзии труб изннутнри. Для прендотнвранщенния корнронзии женленза в сернной кинслонте к ней донбавнлянют в канченстнве иннгинбинтонра азотнную кинслонту.
4) Сознданние коннтакнта с бонлее акнтивнным менталнлом - пронтекнтонром. Нанпринмер, для занщинты стальнных корнпунсов морнских сундов обычнно иснпольнзунют цинк. Да и на сунше менталнлинченскую коннстнрукнцию (трунбу, ЛЭП и т. д.) сонединнянют с лиснтом или куснком бонлее акнтивннонго менталнла. С этой же ценлью к дентанлям коннстнрукнции моснтов принванринванют куснки циннка.
Чиснтые менталнлы в больншиннстнве слунчанев почнти не поднвернганютнся корнронзии. Данже танкой менталл, как женлензо, в сонверншео чиснтом винде почнти не ржанвенет. Но обыкннонвеые техннинченские менталнлы всенгда сондернжат разнличнные принменси, что сознданет блангонпринятнные уснлонвия для корнронзии.
Убытнки, принчинняенмые корнронзиней менталнлов, огнромнны. Вынчиснленно, нанпринмер, что вследнстнвие корнронзии, еженгоднно гибннет, танкое конлинченстнво станли, контонрое равнно принблинзинтельнно четнвернти всей минронвой донбынчи его за год. Понэтонму изунченнию пронцеснсов корнронзии и отынсканнию наинлучнших средств ее прендотнвранщенния денлянетнся очень мнонго внинманния.
Спонсонбы борьнбы с корнронзиней чрезнвынчайнно разннонобнразнны. Наинбонлее пронстой из них занклюнчанетнся в занщинте понверхннонсти менталнла от ненпонсреднстнвеонго сонпринкосннонвенния с окнрунжаюнщей срендой пунтем понкрынтия маснлянной краснкой, ланком, эманлью или, нанконнец, тоннким слонем друнгонго менталнла. Осонбый иннтенрес с теонрентинченской точнки зренния преднставнлянет понкрынтие одннонго менталнла друнгим.
К ним отннонсятнся: кантоднное понкрынтие, конгда занщинщаюнщий менталл стонит в рянду нанпрянженний пранвее занщинщаюнщенго (тинпичнным принменром монжет слунжить лунженная, то есть понкрынтая олонвом, сталь); аноднное понкрынтие, нанпринмер понкрынтие, станли циннком.
Для занщинты от корнронзии ценленсонобнразнно понкрынвать понверхнность менталнла слонем бонлее акнтивннонго менталнла, чем слонем меннее акнтивннонго. Одннанко друнгие сонобнранженния ненреднко занставнлянют принменнять такнже понкрынтия из меннее акнтивнных менталнлов.
На пракнтинке чанще всенго принхондитнся приннинмать менры, к занщинте станли как менталнла, осонбео поднвернжеонго корнронзии. Кронме циннка, из бонлее акнтивнных менталнлов для этой ценли инонгда принменнянют каднмий, дейнстнвуюнщий пондобнно циннку. Из меннее акнтивнных менталнлов для понкрынтия станли, чанще всенго иснпольнзунют олонво, медь, нинкель.
Понкрынтые нинкенлем стальнные изнденлия именют крансинвый вид, чем обънясннянетнся шинронкое раснпронстранненние нинкенлинронванния. При понвренжнденнии слоя нинкенля корнронзия пронхондит меннее иннтеннсивнно, чем при понвренжнденнии слоя менди (или олонва), так как разнность понтеннцианлов для панры нинкель-женлензо гонразндо меньнше, чем для панры медь - женлензо.
Из друнгих спонсонбов борьнбы с корнронзиней сунщенстнвунет еще спонсоб пронтекнтонров, занклюнчаюнщийнся в том, что занщинщаенмый менталнлинченский обънект принвондитнся в коннтакт с больншой понверхннонстью бонлее акнтивннонго менталнла. Так, в панронвые котнлы ввондят лиснты циннка, нанхондянщиенся в коннтакнте со стеннканми котнла и обнранзуюнщие с нинми гальнваннинченскую панру.
I. Спонсонбы понлунченния менталнлов.
Огнромнное больншиннстнво менталнлов нанхондитнся в принронде в винде сонединненний с друнгинми эленменнтанми.
Тольнко ненмнонгие менталнлы встренчанютнся в свонбоднном сонстояннии, и тонгда они нанзынванютнся санмонродннынми. Зонлонто и плантинна встренчанютнся почнти иснклюнчинтельнно в санмонроднном винде, сенребнро и медь - отнчаснти в санмонроднном винде; инонгда понпанданютнся такнже санмонроднные ртуть, олонво и ненконтонрые друнгие менталнлы.
Донбынванние зонлонта и плантинны пронизнвондитнся или понсреднстнвом менханнинченсконго отнденленния их от той понронды, в контонрой они занклюнченны, нанпринмер пронмывнкой вонды, или пунтем изнвленченния их из понронды разнличннынми реангеннтанми с понслендуюнщим вынденленнинем менталнла из раснтвонра. Все оснтальнные менталнлы донбынванютнся хинминченской пенренранботнкой их принроднных сонединненний.
Минненранлы и горнные понронды, сондернжанщие сонединненния менталнлов и прингоднные для понлунченния этих менталнлов занвондским пунтем, нонсят нанзванние руд. Главннынми рунданми явнлянютнся окнсинды, сульнфинды и карнбоннанты менталнлов.
Важннейнший спонсоб понлунченния менталнлов из руд осннонван на воснстанновнленнии их окнсиндов гнлем.
Еснли, нанпринмер, сменшать краснную меднную рунду (кунприт) Cu2O с гнлем и поднвергннуть сильннонму нанканлинваннию, то голь, воснстаннавнлинвая медь, пренврантитнся в окнсид гнленронда(II), медь вынденлитнся в раснплавнлеом сонстояннии:
Cu2O + C = 2Cu + CO
Пондобнным же обнранзом пронизнвондитнся вынплавнка чунгунна их женлезнных руд, понлунченние олонва из олонвяонго камння SnO2 и воснстанновнленние друнгих менталнлов из окнсиндов.
При пенренранботнке серннинстых руд снанчанла пенренвондят серннинстые сонединненния в кинслонроднные пунтем обнжинганния в осонбых пенчах, зантем же воснстаннавнлинванют понлунчеые окнсинды гнлем. Нанпринмер:
2ZnS + 3O2 = 2ZnO + 2SO2
ZnO + C = Zn + CO
В тех слунчанях, конгда рунда преднставнлянет сонбой соль гольнной кинслонты, ее можнно ненпонсреднстнвео воснстаннавнлинвать гнлем, как и окнсинды, так как при нангренваннии карнбоннанты раснпанданютнся на окнсид менталнла и двунокись гнленронда. Нанпринмер:
ZnCO3 = ZnO + CO2
Обычнно рунды, кронме хинминченсконго сонединненния даонго менталнла, сондернжат еще мнонго принменсей в винде песнка, глинны, изнвестннянка, контонрые очень труднно планвятнся. Чтонбы обнлегнчить вынплавнку менталнла, к рунде принменшинванют разнличнные венщенстнва, обнранзуюнщие с принменсянми легнконплавнкие сонединненния - шланки. Танкие венщенстнва нанзынванютнся флюнсанми. Еснли принмесь сонстонит из изнвестннянка, то в канченстнве флюнса употнребнлянют пенсок, обнранзуюнщий с изнвестннянком синлинкат кальнция. Нанобонрот, в слунчае больншонго конлинченстнва песнка флюнсом слунжит изнвестнняк.
Во мнонгих рундах конлинченстнво принменсей (пуснтой понронды) так венлинко, что ненпонсреднстнвеая вынплавнка менталнлов из этих руд явнлянетнся эконнонминченски ненвынгоднной. Танкие рунды преднванринтельнно лобонганщанют, то есть данлянют из них часть принменсей. Осонбео шинронким раснпронстранненнинем польнзунетнся флонтанциноый спонсоб обонганщенния руд (флонтанция), осннонваый на разнличнной сманчинваенмонсти чиснтой рунды и пуснтой понронды.
Техннинка флонтанциноонго спонсонба очень пронста и в оснновнном свондитнся к слендуюнщенму. Рунду, сонстоянщую, нанпринмер, из серннинстонго менталнла и пуснтой синлинкатнной понронды, тоннко изнмельнчанют и занлинванют в больнших чаннах вондой. К вонде принбавнлянют канкое-нинбудь манлонпонлярнное орнганнинченское венщенстнво, спонсобнстнвуюнщее обнранзонваннию уснтойнчинвой пенны при взбалнтынваннии вонды, и ненбольншое конлинченстнво спенцинальннонго реангеннта, так нанзынваенмонго колнлекнтонра, контонрый хонроншо аднсорнбинрунетнся понверхннонстью флонтинруенмонго минненранла и денланет ее ненспонсобнной сманчинватьнся вондой. Понсле этонго ченрез смесь снинзу пронпуснканют сильнную струю возндунха, пенренменшинваюнщую рунду с вондой и принбавнлеынми венщенстнванми, принчем пунзырьнки возндунха окнрунжанютнся тоннкинми маснляннынми пленнканми и обнранзунют пенну. В пронцеснсе пенренменшинванния часнтинцы флонтинруенмонго минненранла понкрынванютнся слонем аднсорнбинронваых монленкул колнлекнтонра, принлинпанют к пунзырьнкам прондунваенмонго возндунха, подннинманютнся вменсте с нинми квернху и оснтанютнся в пенне; часнтинцы же пуснтой понронды, сманчинваюнщиенся вондой, осенданют на дно. Пенну сонбинранют и отнжинманют, понлунчая рунду со знанчинтельнно больншим сондернжаннинем менталнла.
Для воснстанновнленния ненконтонрых менталнлов из их окнсиндов принменнянют вменсто гнля вондонрод, кремнний, алюнминний, магнний и друнгие эленменнты.
Пронцесс воснстанновнленния менталнла из его окнсинда с понмонщью друнгонго менталнла нанзынванетнся менталнлонтернминей. Еснли, в чанстннонсти, в канченстнве воснстаннонвинтенля принменнянетнся алюнминний, то пронцесс нонсит нанзванние алюнминнонтернмии.
Очень важнным спонсонбом понлунченния менталнлов явнлянетнся такнже элекнтронлиз. Ненконтонрые наинбонлее акнтивнные менталнлы понлунчанютнся иснклюнчинтельнно пунтем элекнтронлинза, так как все друнгие среднстнва оканзынванютнся нендоснтанточнно энернгичннынми для воснстанновнленния их ионнов.
Рассмотрим электролиз раствора сульфата меди(II) на нерастворимом аноде:
CuSO4 = Cu2+ + SO42-
Катод (Ц): Cu2+ + 2e- = Cu0 нод (+): 2H2O - 4e- = O2 + 4H+
Cu2+ + 2e- = Cu0 2
2H2O - 4e- = O2 + 4H+ 1
Суммарное ионное равнение: 2Cu2+ + 2H2O = 2Cu0 + O2 + 4H+
Суммарное молекулярное уравнение с четом присутствия анионов SO42- в растворе: 2CuSO4 + 2H2O =(электролиз)= 2Cu0 + O2 + 4H2SO4
/p>
II. Применение металлов.
Сренди свойств спланвов наинбонлее важннынми для пракнтинченсконго принменненния явнлянютнся жанронпрочнность, корнронзиноая стойнкость, менханнинченская прочнность и др. Для авианции больншое знанченние именют легнкие спланвы на осннонве магнния, тинтанна или алюнминния, для менталнлонобнранбантынваюнщей пронмышнлеонсти - спенцинальнные спланвы, сондернжанщие вольфнрам, конбальт, нинкель. В элекнтроой техннинке принменнянют спланвы, оснновнным комнпонненнтом контонрых явнлянетнся медь. Сверхнмощнные магннинты данлось понлунчить, иснпольнзуя прондукнты взаинмондейнстнвия конбальнта, санманрия и друнгих реднконзенмельнных эленменнтов, сверхнпронвондянщие при низнких темнпенрантунрах спланвы - на осннонве иннтернменталнлиндов, обнранзуенмых нионбинем с олонвом и др.
Сонвренмеая техннинка иснпольнзунет огнромнное чиснло спланвов, принчем в пондавнляюнщем больншиннстнве слунчанев они сонстонят не из двух, из трех, чентынрех и больншенго чиснла менталнлов. Иннтенреснно, что свойнстнва спланвов часнто резнко отнлинчанютнся от свойств инндинвиндунальнных менталнлов, контонрынми они обнранзонванны. Так, сплав, сондернжанщий 50% виснмунта, 25% свиннца, 12,5% олонва и 12,5% каднмия, планвитнся всенго при 60,5 грандунсах Цельнсия, в то вренмя как комнпонненнты спланва именют сонотнветнстнвео темнпенрантунры плавнленния 271, 327, 232 и 321 грандус Цельнсия. Тверндость олонвяой броннзы (90% менди и 10% олонва) втрое больнше, чем у чиснтой менди, а конэфнфинцинент линнейннонго расншинренния спланвов женленза и нинкенля в 10 раз меньнше, чем у чиснтых комнпонненнтов.
Na2CO3 - карбонат натрия, образует кристаллогидрата Na2CO3 * 10H2O, известный под названием кристаллическая сода, которая применяется в производстве стекла, бумаги, мыла. Это средняя соль.
В быту более известна кислая соль - гидрокарбонат натрия NaHCO3, она применяется в пищевой промышленности (пищевая сода) и в медицине (питьевая сода).
K2CO3 - карбонат калия, техническое название - поташ, и используется в производстве жидкого мыла и для приготовления тугоплавкого стекла, также в качестве добрения.
Магний и кальций применяют для производства редких металлов и легких сплавов. Например, магний входит в состав дюралюминия, кальций - одним из компонентов свинцовых сплавов, необходимых для изготовления подшипников и оболочека кабелей.
В технике оксид кальция CaO называют негашеной известью, MgO - жженой магнезией. Оба эти оксида используются в производстве строительных материалов.
Если порошок алюминия или тонкую алюминиевую фольгу сильно нагреть, то они воспламеняются и сгорают ослепительным пламенем:
4Al0 + 3O20 = 2Al2+3O3-2
Это реакция используется для изготовления бенгальских огней и фейерверков.
люминий широко используется в металлургии для получения металлов - хрома, марганца, ванадия, титана, циркония из их оксидов. Этот способ носит название алюминотермии. На практике часто применяется термит - смесь Fe3O4 с порошком алюминия. Если эту смесь поджечь, например, с помощью магниевой ленты, то происходит энергичная реакция с выделением большого количества теплоты:
8Al + 3Fe3O4 = 4Al2O3 + 9Fe
Женлензо - это осннонва сонвренмеой техннинки и сельнсконхонзяйнстнвеонго маншиннонстроенния, транснпорнта и средств свянзи, коснминченских конрабнлей и вонобнще всей сонвренмеой пронмышнлеонсти и цинвинлинзанции. Больншиннстнво изнденлий, нанчинная от швейнной игнлы и коннчая коснминченскинми апнпанрантанми, не монжет быть изнгонтовнленно без принменненния женленза.
Сульнфинды щенлочннонзенмельнных менталнлов, сондернжанщие в манлых конлинченстнвах принменсей тянженлых менталнлов,
понсле преднванринтельннонго оснвенщенния нанчиннанют свентитьнся разнличнным цвентом - краснным, ораннженвым, гонлунбым, зенленным. Они вхондят в сонстав спенцинальнных свентянщихнся крансок, контонрые нанзынванют фоснфонранми. Их используют для изготовления светящихся дорожных знаков, циферблатов и т.п.
CaCO3 - карбонат кальция - одно из самых распространенных на Земле соединений. Нам шинронко изнвестнны танкие сондернжанщие его минненранлы, как мел, мранмор, изнвестнняк. Такнже его принменнянют для изнгонтовнленния понбелнки.
Санмый важнный из этих минненранлов - изнвестнняк, без контонронго не обнхондитнся ни однно строинтельнстнво. Во-пернвых, он сам явнлянетнся пренкраснным строинтельнным камннем (вспомнним знанменнинтые одеснские кантанкомнбы - бывншие канменнонломнни, в контонрыха донбынванли канмень для строинтельнстнва гонронда), во-втонрых, это сынрье для понлунченния друнгих мантенрианлов: ценменнта, ганшенной и ненганшенной изнвеснти, стекнла и др.
Известняковой щебенкой укрепляют дороги, порошком - меньшают кислотность почв.
Природный мел представляет собой остатки раковин древних животных (рисунок на странице 15 (слева)[5]). Один из примеров использования мела мы хорошо знаем - это школьные мелки, зубные пасты. Мел используют в производстве бумаги, также резины.
Мрамор - это минерал скульпторов, архитекторов и облицовщиков. Из мрамора создавал свои прекрасные творения Микеланджело (рисунок на странице 15(справа)[6]), стены всемирно- известного индийского мавзолея Тадж-Махал выложены из мрамора, мрамором облицованы многие станции московского метро.
MgCO3 - карбонат магния, широко применяется в производстве стекла, цемента, кирпича, также в металлургии для перевода пустой породы, т.е. не содержащей соединения металла, в шлак.
CaSO4 - сульфат кальция, встречается в природе в виде минерала гипса CaSO4 * 2H2O, представляющего собой кристаллогидрат. Используется в строительстве, в медицине для наложения неподвижныха гипсовых повязок, для получения слепков. Для этого применяют полуводный гипс 2CaSO4 * H2O - алебастр, который при взаимодействии с водой образует двуводный гипс:
2CaSO4 * H2O + H2O = 2CaSO4 * H2O
Эта реакция идет с выделением теплоты.
MgSO4 - сульфат магния, известный под названием горькая или английская соль, используемый в медицине в качестве слабительно средства. Содержится в морской воде и придает ей горький вкус.
BaSO4 - сульфат бария благодаря нерастворимости и способности задерживать рентгеновские лучи применяется в рентгенодиагностике (лбаритовая каша) при заболеваниях желудочно-кишечного тракта.
Ca3(
4)2 - фосфат кальция, входит в состав фосфоритов (горная порода) и апатитов (минералов), а также в состав костей и зубов в организме взрослого человека содержится более 1 кг. кальция в виде соединения Ca3(
4)2.
Корунд - минерал состава Al2O3, обладает очень высокой твердостью, его мелкозернистая разновидность, содержащая примеси, - наждак, применяется как бразивный (шлифовочный) материал.
Хонроншо изнвестнны пронзрачнные окнраншеые принменсянми кринсталнлы конруннда: краснный - рунбинны и синние - сапнфинры, контонрые иснпольнзунют как дрангонцеые камнни. В нанстоянщее вренмя их понлунчанют иснкуснстнвео и принменнянют не тольнко для кнраншенний, но и для техннинченских ценлей, нанпринмер, для изнгонтовнленния дентанлей чансов и друнгих точнных принбонров. Кринсталнлы рунбиннов принменнянют в ланзенрах.
FeS2 - не служит железной рудой для получения металлов, но применяется для производства серной кислоты.
Кристаллогидрат сульфата железа(II)а FeSO * 7H2O, известны под названием железный купорос, применяют для борьбы с вредителями растений, для приготовления минеральных красок и в других целях.
Хлорид железа(<) FeCl3 используют в качестве протравы при крашении тканей.
Сульфат железа(<)а Fe2(SO4)3 * 9H2O применяется для очистки воды и в других целях.
Нитрат серебра AgNO3, называемый также ляписом. Образует бесцветные прозрачные кристаллы, хорошо растворимые в воде. Применяется в производстве фотоматериалов, при изготовлении зеркал, в гальванотехнике и в медицине.
. Биологическая роль металлов.
Тяжелые металлы (свинец, медь, цинк, мышьяк, ртуть, кадмий, хром, алюминий и др.) в микроколичествах необходимы организму и в основном они находятся в активных центрах коферментов (Л.Р. Ноздрюхина,1977, J.R.Glaister,1986).
При превышении допустимых концентраций они нарушают многие процессы в организме, начиная с клеточных мембран, т.к. многовалентные ионы металлов могут связываться со специфическими участками фосфолипидных полярных частей (В.А.Тутельян и др.,1987, F.W.Oehme,1978, L.J.Casaret et al.,1975). В результате этого взаимодействия происходит расширение или сжатие поверхности мембраны и, следовательно, изменение её обычных свойств (В.Калоус, З.Павличек,1985). Особенно опасны металлорганические соединения, т.к. они гораздо лучше проходят барьеры внутри организма. Некоторые металлы, например- свинец, стронций, иттрий, кадмий замещают в организме кальций, это приводит к хрупкости костей.
Количество биологически активных химических элементов в организмах животных и тканях в основном зависит от их места обитания и особенностей потребления кормов (С.Ф. Тютиков и др., 1997). В большинстве случаях сельскохозяйственные животные страдают от дефицита и несбалансированности микроэлементов (К.К.Заневский, 1992). При содержании тяжелых металлов в почве выше допустимых норм отмечают повышение поступления указанных металлов в рационы и соответственно в продукцию животноводства, ухудшение качества сельскохозяйственной продукции. Например, в пригородных хозяйствах при содержании в рационе тяжелых металлов- свинца, никеля, хрома и фтора в 2-7 раз выше ПДК содержание их в молоке оказалось в 1,25-2 раза выше допустимых (Н.И.Морозова, 1998). В Вологодской области из-за нехватки селена при избытке железа, марганца, кадмия отмечено поступление молока на молокозаводы с низкой титруемой кислотностью (В.И.Иванов,1995). Основной причиной являются выбросы предприятий Череповецкой промышленной зоны. Наличие тяжелых металлов влияет на качество сыра, при этом нарушается технология производства. В частности, худшается его вкус и запах становится нечистым, сыр легко крошится, творог становится мажущим (О.Ф.Сорокина и др., 1995). У овец, разводимых в промышленной зоне Ирака, отмечается депонирование в организме ртути, кадмия и свинца (Аббас,1991). У пятилетних овец содержание ртути и кадмия в мускулатуре выше МДУ (максимально допустимого ровня). На ингаляционное поступление этих тяжелых металлов казывали повышенные содержания кадмия и свинца в легких. Этот же автор казывает, что у овец, разводимых в сельскохозяйственных районах Ирака, содержание тяжелых металлов в тканях и органах оказались в 2-7 раз меньше, чем у животных, разводимых в промышленной зоне.
вторы казывают, что поступление тяжелых металлов из почвы в растения возрастает параллельно с увлечением кислотности почвы. Это происходит потому, что их соединения лучше растворяются в кислой среде (Ge Y., Murray P., Hendershot W.H, 2, Planquart P., Bonin G., Prone A., Massiani C., 1). Доказано, что всасывание тяжелых металлов из тонкого отдела кишечника зависит от их растворимости в воде (C.A.Kan,1994). Известно, что длительное использование высоких доз азотных добрений приводит к снижению микроэлементов в рационе (В.Т.Самохин и др., 1996). При техногенном загрязнении почвы тяжелыми металлами одновременно в ней возрастает доля их подвижных форм (В.А.Вострокнутов и др., 1998). Однако, с ростом доз азотных удобрений в почве отмечено небольшое величение концентрации Hg, Mn, Zn (А.А.Григорьев, В.В.Окороков, 1995). Почвенные микроорганизмы могут переводить нерастворимые формы солей в растворимые.
Таким образом, ещё многие и многие годы человечество будет использовать металлы, которые продолжают играть ведущую роль в развитии всеха областей его жизнедеятельности.
Начавшаяся примерно 100 лет назад научно-техническая революция, затронувшая и промышленность, и социальную сферу, также тесно связана с производством металлов. На основе вольфрама,
молибдена, титана и других металлов начали создавать коррозионно-стойкие,
сверхтвердые, тугоплавкие сплавы, применение которых сильно расширило возможности машиностроения. В ядерной и космической технике из сплавов вольфрама и рения делают детали, работающие при температурах до 3
IX. Спинсок иснпольнзонваой линтенрантунры.
1. Общая химия; Н.Л. Глинка; изндантельнстнво Интеграл-Пресс; 2007 год.
2. Ненобычнные свойнстнва обычнных менталнлов; В.А. Зайнмовнский, Т.Л. Конлунпаенва; бибнлионтенка Квант; 1997 год.
3. Магннинты из спланвов реднконзенмельнных менталнлов с конбальнтом;
перевод Р.С.
Торчиновой, Э.М. Лазарева; изндантельнстнво Москва<;1995 год.
4. нинвернсальнный спранвочнник по хинмии школьннинкам и абинтунриненнтам; А.А. Петнров; изндантельнстнво Лист Нью; 2003 год.
5. Открой для себя мир химии. Часть 1; Р.М. Голубева, Е.А. Алферова, Е.Ю. Раткевич, В. Шефер, П. Бенеш, Г.Н. Мансуров; издательство Экомир; Москва; 2004 год.
6. Открой для себя мир химии. Часть 3; Р.М. Голубева, Е.А. Алферова, Е.Ю. Раткевич, В. Шефер, П. Бенеш, Г.Н. Мансуров; издательство Экомир; Москва; 2004 год.
7. Хинмия. 10 класс; О.С. Габнриенлян; Ф. М. Маскаев; изндантельнстнво Дронфа; Москва; 2005 год.
8. Хинмия. 11 класс; О.С. Габнриенлян; Г. Г. Лысова; изндантельнстнво Дронфа; Москва; 2006 год.
9. Нанстольнная книнга для чинтенля по хинмии. 9 класс;
О.С. Габнриенлян,
И.Г. Остнронумов; изндантельнстнво Дронфа;
Москва; 2005 год.
10. Нанстольнная книнга для чинтенля по хинмии. 11 класс (часть II); О.С. Габнриенлян, Г.Г. Лысова; изндантельнстнво Дронфа; Москва; 2006 год.
11. Общая и неорганическая химия; Н.С. Ахметов; изндантельнстнво Высшая школа; Москва; 2005 год.
[1]< Германий проявляет и некоторые неметаллические свойства, занимая промежуточное положение между металлами и неметаллами.
[2]< Взаимодействие натрия с водой.
[3]< Препятствует защитная плёнка на его поверхности.
[4]< Обелиск Покорителям космоса (облицовка из титана).<
[5]< Мел под микроскопом.
[6]< Скульптуры Микеланджело (мрамор): Раб, рвущий путы (справа), Давид (слева).<