Презентация на тему: МЕТАЛЛЫ

МЕТАЛЛЫ
Металлы - вещества, обладающие в обычных условиях характерными металлическими свойствами: высокими электро- и теплопроводностью, блеском, пластичностью,
К металлам относят как собственно металлы (простые вещества: железо, медь и т.п.), так и их сплавы (бронза, сталь), металлические соединения (чугун, низшие
КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТАЛЛОВ
КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТАЛЛОВ
КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТАЛЛОВ
КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТАЛЛОВ
СТРОЕНИЕ МЕТАЛЛОВ
МЕТАЛЛЫ
МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ. ЗОННАЯ ТЕОРИЯ ЭЛЕКТРОННОГО СТРОЕНИЯ.
Металлическая связь
Металлическая связь
Металлическая связь
Металлическая связь
ОСОБЕННОСТИ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МЕТАЛЛОВ
ОСОБЕННОСТИ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МЕТАЛЛОВ
ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ
ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ
ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ
ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ
ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ
ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ
ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ
МЕТАЛЛЫ
Примеры
ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ
МЕТАЛЛЫ В ПРИРОДЕ. ПОЛУЧЕНИЕ МЕТАЛЛОВ ИЗ РУД
Металлы в природе
Способы получения металлов из руд
СХЕМА ДОМЕННОЙ ПЕЧИ
Способы получения металлов из руд
Способы получения металлов из руд
Способы получения металлов из руд
Способы получения металлов из руд
Способы получения металлов из руд
КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ
Коррозия - самопроизвольное разрушение металлических материалов из-за физико-химического взаимодействия с окружающей средой
КЛАССИФИКАЦИЯ КОРРОЗИИ МЕТАЛЛОВ
КЛАССИФИКАЦИЯ КОРРОЗИИ МЕТАЛЛОВ
Газовая коррозия
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ КОРРОЗИИ МЕТАЛЛОВ
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ КОРРОЗИИ МЕТАЛЛОВ
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ КОРРОЗИИ МЕТАЛЛОВ
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ КОРРОЗИИ МЕТАЛЛОВ
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ КОРРОЗИИ МЕТАЛЛОВ
МЕТАЛЛЫ
ЗАЩИТА ОТ КОРРОЗИИ
1/47
Средняя оценка: 4.4/5 (всего оценок: 30)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (1590 Кб)
1

Первый слайд презентации: МЕТАЛЛЫ

Изображение слайда
2

Слайд 2: Металлы - вещества, обладающие в обычных условиях характерными металлическими свойствами: высокими электро- и теплопроводностью, блеском, пластичностью, отрицательным температурным коэффициентом электропроводности [Химическая энциклопедия, т.3]

Изображение слайда
3

Слайд 3: К металлам относят как собственно металлы (простые вещества: железо, медь и т.п.), так и их сплавы (бронза, сталь), металлические соединения (чугун, низшие карбиды, сульфиды и т.д.), интерметаллиды (соединения металлов друг с другом), органические металлы

Металлы - основа конструкций в разных областях промышленности, науки и техники. Рациональное извлечение металлов из руд, их очистка, получение сплавов и оптимальное использование материалов из них определяется в большей степени знанием закономерностей их строения, физических и химических свойств. Этим определяется необходимость изучения металлов специалистами в области добычи, переработки и использования металлов.

Изображение слайда
4

Слайд 4: КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТАЛЛОВ

Из 110 элементов в периодической системе - 86 металлы. По положению в периодической системе. s -металлы (все s -элементы, кроме Н и Не); р-металлы (элементы IIIA группы кроме В, а также Sn, Pb, Sb, Bi, Po ); d - и f -металлы (переходные элементы).

Изображение слайда
5

Слайд 5: КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТАЛЛОВ

Выделяют: -        щелочные металлы ( Li, Na, K, Rb, Cs, Fr ); -        щелочно-земельные ( Ca, Sr, Ba, Ra ); -        платиновые металлы; -        лантаноиды и актиноиды (6  - AO и 7  - AO ). -        непереходные (валентные электроны на ns - и np - подуровнях); -        переходные (валентные электроны на nd -подуровнях)

Изображение слайда
6

Слайд 6: КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТАЛЛОВ

Техническая классификация Черные металлы ( Fe, Mn и их сплавы); Тяжелые цветные металлы ( Cu, Pb, Zn, Ni, Sn ). К этой группе примыкают малые или младшие металлы ( Co, Sb, Bi, Hg, Cd ). Легкие металлы (ρ < 5 г/см 3 ) ( Al, Mg, Ca и т.д.);

Изображение слайда
7

Слайд 7: КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТАЛЛОВ

Техническая классификация Драгоценные металлы ( Au, Ag, платиновые металлы); Легирующие металлы ( Mn, Cr, W, Mo, Nb, V и другие); Редкие металлы (подгруппа Sc и лантаноиды) ; Радиоактивные металлы ( U, Th, Pu и другие); Легкоплавкие (Т пл < 800 0 C ) и тугоплавкие металлы (Т пл > 800 0 C ).

Изображение слайда
8

Слайд 8: СТРОЕНИЕ МЕТАЛЛОВ

Кристаллическая структура Большинство металлов кристаллизуется в одном из трех структурных типов: -        с кубической объемоцентрированной кристаллической решеткой (пример – α- Fe ); -        с кубической гранецентрированной кристаллической решеткой (пример – Cu ); -        с гексагональной кристаллической решеткой (пример – Mg ).

Изображение слайда
9

Слайд 9

Переход из одной структуры в другую (полиморфные превращения) требуют Е  1 кДж/моль. При изменении температуры или давления многие металлы претерпевают полиморфные превращения (примеры – α - и γ- Fe, «белое» и «серое» Sn ).

Изображение слайда
10

Слайд 10: МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ. ЗОННАЯ ТЕОРИЯ ЭЛЕКТРОННОГО СТРОЕНИЯ

Металлическая связь – химическая связь, обусловленная взаимодействием "электронного газа" (валентные электроны) в металлах с остовом положительно заряженных ионов кристаллической решетки.

Изображение слайда
11

Слайд 11: Металлическая связь

Схема образования энергетических уровней при увеличении числа взаимодействующих атомов [ Глинка, с. 532 ]

Изображение слайда
12

Слайд 12: Металлическая связь

Схема образования энергетических уровней при увеличении числа взаимодействующих атомов [ Ахметов, с. 115 ]

Изображение слайда
13

Слайд 13: Металлическая связь

Возникновение энергетических зон кристалла из энергетических уровней атомов по мере их сближения [ Ахметов, с. 115 ]

Изображение слайда
14

Слайд 14: Металлическая связь

Схема расположения энергетических зон в металле, изоляторе и полупроводнике [ Глинка, с.534 ]

Изображение слайда
15

Слайд 15: ОСОБЕННОСТИ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МЕТАЛЛОВ

1)  высокие электро- и теплопроводность; 2)  пластичность; 3)  металлический блеск и непрозрачность; 4)  низкие величины потенциала ионизации ( I ион ) и сродства к электрону (А); 5)  твердые кристаллы (кроме ртути Hg ); 6)  восстановители в химических реакциях; положительная степень окисления в химических соединениях.

Изображение слайда
16

Слайд 16: ОСОБЕННОСТИ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МЕТАЛЛОВ

Физические свойства металлов меняются в очень широких пределах. Например, Т пл от –39 0 С ( Hg) до 3380 0 С ( W) ; плотность от 0,5 г/см 3 ( Li ) до 22,5 г/см 3 ( Os ).

Изображение слайда
17

Слайд 17: ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ

Металлы – восстановители в химических реакциях. Окисление Большинство металлов окисляется кислородом воздуха. Скорость и механизм окисления зависят от природы металла. 2Mg + O 2 = 2MgO 4Li + O 2 = 2Li 2 O 2Na + O 2 = Na 2 O 2 2K + O 2 = KO 2

Изображение слайда
18

Слайд 18: ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ

Окисление Защитная пленка ( Al, Ti, Cr ): V оксида / V металла >1 Металлы неустойчивы на воздухе: V оксида / V металла <1.

Изображение слайда
19

Слайд 19: ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ

Реакции с неметаллами 2 Al + 3 I 2 = 2AlI 3 2Fe + 3Cl 2 = 2FeCl 3 Sn + Cl 2 = SnCl 2

Изображение слайда
20

Слайд 20: ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ

Реакции с водой Все металлы с Е 0 <-0,413 В окисляются водой с выделением водорода ( щелочные и щелочно-земельные металлы при обычных условиях, Fe и Zn – водяным паром при высокой температуре ). 2Na + 2HOH = 2NaOH + H 2  2K + 2HOH  2KOH + H 2  Ca + 2HOH  Ca(OH) 2 + H 2 

Изображение слайда
21

Слайд 21: ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ

Реакции со щелочами С растворами щелочей реагируют металлы, образующие растворимые анионные гидроксокомплексы ( Be, Al, Zn, Cr, Sn …). 2Al + 2NaOH + 10H 2 O = 2 Na[Al(OH) 4 (H 2 O) 2 ] + 3H 2 2Al + 6NaOH = 2 Na 3 AlO 3 + 3H 2 Zn + 2NaOH Na 2 ZnO 2 + H 2

Изображение слайда
22

Слайд 22: ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ

Реакции с кислотами Большинство металлов реагируют (окисляются) теми или иными кислотами. а) неокисляющие кислоты (окислитель - Н + ) 2HCl + Zn = ZnCl 2 + H 2  HCl + Cu 

Изображение слайда
23

Слайд 23: ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ

Реакции с кислотами окисляющие кислоты (окислитель - элемент кислотного остатка) HNO 3, H 2 SO 4(конц) и др. Cu + 2H 2 SO 4( конц )  CuSO 4 + SO 2  + H 2 O

Изображение слайда
24

Слайд 24

HNO 3 концентрированная разбавленная не действует тяжелые щелочные и тяжелые щелочные и Fe, Cr, Al Me щелочноземельные NO щелочноземельные Au, Pt, Ir, Ta NO 2 N 2 O NH 3 (NH 4 NO 3 )

Изображение слайда
25

Слайд 25: Примеры

Cu + 4HNO 3 (конц) = Cu(NO 3 ) 2 + 2NO 2  + 2H 2 O 3 Cu + 8 HNO 3 (разб) = 3 Cu(NO 3 ) 2 + 2NO  + 4 H 2 O

Изображение слайда
26

Слайд 26: ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ

Реакции с солями металлов Металлы могут восстанавливать ионы других металлов Fe + CuSO 4  FeSO 4 + Cu Zn + Pb(CH 3 COO) 2  Zn(CH 3 COO) 2 + Pb

Изображение слайда
27

Слайд 27: МЕТАЛЛЫ В ПРИРОДЕ. ПОЛУЧЕНИЕ МЕТАЛЛОВ ИЗ РУД

Изображение слайда
28

Слайд 28: Металлы в природе

Самородные металлы ( Au (112 кг), Pt, Ag (13,5 т), Cu (420 т), Hg, Sn ). Руды - минералы и горные породы, содержащие металлы или их соединения и пригодные для промышленного получения металлов (оксиды Fe 3 O 4, CuO ; сульфиды ZnS, FeS ; карбонаты; сульфаты и др.)

Изображение слайда
29

Слайд 29: Способы получения металлов из руд

Пирометаллургия (с помощью ОВР при высоких температурах) 2Fe 2 O 3 + 3C 4Fe + 3CO 2 Cu 2 O + CO 2Cu + CO 2 Восстановители: С, СО, СН 4.

Изображение слайда
30

Слайд 30: СХЕМА ДОМЕННОЙ ПЕЧИ

Изображение слайда
31

Слайд 31: Способы получения металлов из руд

Металлотермия (восстановители - активные металлы: Al, Ca, Mg …) Fe 2 O 3 + 2Al = 2Fe + Al 2 O 3 + Q

Изображение слайда
32

Слайд 32: Способы получения металлов из руд

Гидрометаллургия (получение металлов из растворов их солей) CuO + H 2 SO 4  CuSO 4 + H 2 O CuSO 4  электролиз CuSO 4 + Fe  FeSO 4 + Cu Гидрометаллургическими методами получают Au, Ag и другие металлы.

Изображение слайда
33

Слайд 33: Способы получения металлов из руд

Электрометаллургия (получение металлов с помощью электролиза). Электролизом получают щелочные металлы, Al.

Изображение слайда
34

Слайд 34: Способы получения металлов из руд

Электрометаллургия

Изображение слайда
35

Слайд 35: Способы получения металлов из руд

Металлы высокой чистоты (содержание примесей менее 10 -8 % ) получают с использованием электролиза, метода зонной плавки, разложения на нагретой поверхности летучих солей, переплавки в вакууме. Ti ( гряз ) + 2I 2 TiI 4( пар ) Ti ( чистый ) + 2I 2

Изображение слайда
36

Слайд 36: КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ

Изображение слайда
37

Слайд 37: Коррозия - самопроизвольное разрушение металлических материалов из-за физико-химического взаимодействия с окружающей средой

Мировые потери из-за коррозии  20 млн.т/год. В сумме косвенные и прямые убытки от коррозии металлов и затраты на их защиту в промышленно развитых странах достигают  4% национального дохода (Химическая энциклопедия, т. II, с. 953).

Изображение слайда
38

Слайд 38: КЛАССИФИКАЦИЯ КОРРОЗИИ МЕТАЛЛОВ

Классификация коррозии металлов определяется конкретными особенностями среды и условиями протекания процесса (подводом окислителя, агрегатным состоянием и отводом продуктов коррозии, возможности пассивации металла и др.).

Изображение слайда
39

Слайд 39: КЛАССИФИКАЦИЯ КОРРОЗИИ МЕТАЛЛОВ

- атмосферная коррозия; - морская коррозия; - подземная коррозия; - биокоррозия ; - коррозия металлов в технологических средах; - коррозия металлов в кислотах, щелочах, органических средах, оборотных и сточных водах и т.п. - электрохимическая коррозия металлов.

Изображение слайда
40

Слайд 40: Газовая коррозия

Алюминий – Al ( Al 2 O 3 ) Если снять пленку Al 2 O 3 ( Al 2 O 3 + 2 NaOH  2 NaAlO 2 + H 2 O ) и обработать солью ртути ( Hg ( NO 3 ) 2 ) поверхность для предотвращения образования Al 2 O 3 (образуется амальгама Al, то есть сплав Al и Hg ), то коррозия (разрушение конструкции) происходит быстро. 4 Al + 3 O 2  2 Al 2 O 3

Изображение слайда
41

Слайд 41: ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ КОРРОЗИИ МЕТАЛЛОВ

В основе коррозии металлов - реакция между материалом и средой или между их компонентами, протекающая на границе раздела фаз. Чаще всего - это окисление металла. Механизм сложный. Например: 3Fe + 2O 2  Fe 3 O 4 ; Fe + H 2 SO 4  FeSO 4 + H 2  Коррозия металлов - самопроизвольный процесс, сопровождающийся понижением  G 0 системы [конструкционный материал  среда].

Изображение слайда
42

Слайд 42: ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ КОРРОЗИИ МЕТАЛЛОВ

М еханизм коррозии металлов определяется типом агрессивной среды. газовая коррозия : лимитирующая стадия - диффузия. М

Изображение слайда
43

Слайд 43: ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ КОРРОЗИИ МЕТАЛЛОВ

Электрохимическая коррозия Электрохимическая коррозия - разрушение металла в среде электролита с возникновением электрического тока. М + Ох  М z + + Red - суммарный процесс М

Изображение слайда
44

Слайд 44: ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ КОРРОЗИИ МЕТАЛЛОВ

Электрохимическая коррозия связана с возникновением гальванического элемента. Активный металл является анодом, отдает электроны и разрушается (образует или нерастворимые продукты - ржавчину, или переходит в виде ионов в раствор), а менее активный металл или примеси являются катодом и принимают электроны. Под действием окислителей, находящихся в электролите (Н +, растворенный кислород и др.) происходит катодная деполяризация, то есть катод передает электроны, полученные от анода указанным окислителям. М

Изображение слайда
45

Слайд 45: ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ КОРРОЗИИ МЕТАЛЛОВ

В воде имеются окислители (Ох): 1)  растворенный О 2 : О 2 + 2Н 2 О + 4ē  4ОН - (Е 0 = 0,40 В) (рН  7); О 2 + 4Н + + 4ē  2Н 2 О (Е 0 = 1,228 - 0,06 рН) (рН  7). О 2 может окислять металлы, стоящие до Ag + в ряду напряжений металлов. 2)  ионы Н + : 2Н + + 2ē  2Н = Н 2 (Е 0  -0,41 В). H + может окислять металлы, стоящие до Cd в ряду напряжений металлов. 3)  могут быть другие окислители.

Изображение слайда
46

Слайд 46

Пример. Коррозия железа в контакте с медью в присутствии электролита. Процессы идут при рН = 7. Продукты анодного и катодного процессов фиксируются с помощью аналитических реакций: на аноде : Fe 2+ + K 3 [Fe(CN) 6 ]  KFe[Fe(CN) 6 ] + 2K + синий на катоде : О 2 + 2Н 2 О + 4ē  4ОН - ; образующиеся ионы ОН - окрашивают фенолфталеин в малиновый цвет.

Изображение слайда
47

Последний слайд презентации: МЕТАЛЛЫ: ЗАЩИТА ОТ КОРРОЗИИ

Применение химически стойких сплавов, повышение коррозионной стойкости материала; Стойкие покрытия поверхности металла, предотвращение контакта металла со средой; Обработка коррозионной среды, снижение агрессивности среды; электрохимические методы, регулирование Е 0 защищаемого изделия в данной среде.

Изображение слайда