Свойства металлов
<<  Свариваемость металлов и свойства сварных соединений Физические свойства металлов  >>
Общие свойства металлов
Общие свойства металлов
Металлы - вещества, обладающие в обычных условиях характерными
Металлы - вещества, обладающие в обычных условиях характерными
К металлам относят как собственно металлы (простые вещества: железо,
К металлам относят как собственно металлы (простые вещества: железо,
Классификация металлов
Классификация металлов
Классификация металлов
Классификация металлов
Классификация металлов
Классификация металлов
Классификация металлов
Классификация металлов
Строение металлов
Строение металлов
Переход из одной структуры в другую (полиморфные превращения) требуют
Переход из одной структуры в другую (полиморфные превращения) требуют
Металлическая связь
Металлическая связь
Металлическая связь
Металлическая связь
Металлическая связь
Металлическая связь
Металлическая связь
Металлическая связь
Металлическая связь
Металлическая связь
Особенности физико-химических свойств металлов
Особенности физико-химических свойств металлов
Особенности физико-химических свойств металлов
Особенности физико-химических свойств металлов
Металлы – восстановители в химических реакциях
Металлы – восстановители в химических реакциях
Окисление Защитная пленка (Al, Ti, Cr): Vоксида/ Vметалла>1 Металлы
Окисление Защитная пленка (Al, Ti, Cr): Vоксида/ Vметалла>1 Металлы
Реакции с неметаллами 2Al + 3I2 = 2AlI3 2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3 Sn + Cl2 =
Реакции с неметаллами 2Al + 3I2 = 2AlI3 2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3 Sn + Cl2 =
Реакции с водой Все металлы с Е0<-0,413 В окисляются водой с
Реакции с водой Все металлы с Е0<-0,413 В окисляются водой с
Реакции со щелочами С растворами щелочей реагируют металлы, образующие
Реакции со щелочами С растворами щелочей реагируют металлы, образующие
Реакции с кислотами Большинство металлов реагируют (окисляются) теми
Реакции с кислотами Большинство металлов реагируют (окисляются) теми
Реакции с кислотами окисляющие кислоты (окислитель - элемент
Реакции с кислотами окисляющие кислоты (окислитель - элемент
HNO3 концентрированная разбавленная не действует тяжелые щелочные и
HNO3 концентрированная разбавленная не действует тяжелые щелочные и
Примеры
Примеры
Реакции с солями металлов Металлы могут восстанавливать ионы других
Реакции с солями металлов Металлы могут восстанавливать ионы других
Металлы в природе
Металлы в природе
Металлы в природе
Металлы в природе
Способы получения металлов из руд
Способы получения металлов из руд
Схема доменной печи
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
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 металлов
Коррозия - самопроизвольное разрушение металлических материалов из-за
Коррозия - самопроизвольное разрушение металлических материалов из-за
Классификация коррозии металлов
Классификация коррозии металлов
Классификация коррозии металлов
Классификация коррозии металлов
Газовая коррозия
Газовая коррозия
Теоретические основы коррозии металлов
Теоретические основы коррозии металлов
Механизм коррозии металлов определяется типом агрессивной среды
Механизм коррозии металлов определяется типом агрессивной среды
Теоретические основы коррозии металлов
Теоретические основы коррозии металлов
Теоретические основы коррозии металлов
Теоретические основы коррозии металлов
Теоретические основы коррозии металлов
Теоретические основы коррозии металлов
Пример
Пример
Защита от коррозии
Защита от коррозии

Презентация на тему: «Общие свойства металлов». Автор: Давыдов Виктор Владимирович. Файл: «Общие свойства металлов.ppt». Размер zip-архива: 1427 КБ.

Общие свойства металлов

содержание презентации «Общие свойства металлов.ppt»
СлайдТекст
1 Общие свойства металлов

Общие свойства металлов

Коррозия металлов

2 Металлы - вещества, обладающие в обычных условиях характерными

Металлы - вещества, обладающие в обычных условиях характерными

металлическими свойствами: высокими электро- и теплопроводностью, блеском, пластичностью, отрицательным температурным коэффициентом электропроводности [Химическая энциклопедия, т.3].

3 К металлам относят как собственно металлы (простые вещества: железо,

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.

4 Классификация металлов

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).

5 Классификация металлов

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)

6 Классификация металлов

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 (? < 5 г/см3) (Al, Mg, Ca и т.д.);

7 Классификация металлов

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 (Тпл < 8000 C) и тугоплавкие металлы (Тпл > 8000 C).

8 Строение металлов

Строение металлов

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

9 Переход из одной структуры в другую (полиморфные превращения) требуют

Переход из одной структуры в другую (полиморфные превращения) требуют

Е ? 1 кДж/моль. При изменении температуры или давления многие металлы претерпевают полиморфные превращения (примеры – ?- и ?-Fe, «белое» и «серое» Sn).

10 Металлическая связь

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.

11 Металлическая связь

Металлическая связь

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

12 Металлическая связь

Металлическая связь

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

13 Металлическая связь

Металлическая связь

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

14 Металлическая связь

Металлическая связь

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

15 Особенности физико-химических свойств металлов

Особенности физико-химических свойств металлов

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

16 Особенности физико-химических свойств металлов

Особенности физико-химических свойств металлов

Физические свойства металлов меняются в очень широких пределах. Например, Тпл от –390С (Hg) до 33800С (W); плотность от 0,5 г/см3 (Li) до 22,5 г/см3 (Os).

17 Металлы – восстановители в химических реакциях

Металлы – восстановители в химических реакциях

Окисление Большинство металлов окисляется кислородом воздуха. Скорость и механизм окисления зависят от природы металла. 2Mg + O2 = 2MgO 4Li + O2 = 2Li2O 2Na + O2 = Na2O2 2K + O2 = KO2

Химические свойства металлов

18 Окисление Защитная пленка (Al, Ti, Cr): Vоксида/ Vметалла>1 Металлы

Окисление Защитная пленка (Al, Ti, Cr): Vоксида/ Vметалла>1 Металлы

неустойчивы на воздухе: Vоксида/ Vметалла<1.

Химические свойства металлов

19 Реакции с неметаллами 2Al + 3I2 = 2AlI3 2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3 Sn + Cl2 =

Реакции с неметаллами 2Al + 3I2 = 2AlI3 2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3 Sn + Cl2 =

SnCl2

Химические свойства металлов

20 Реакции с водой Все металлы с Е0<-0,413 В окисляются водой с

Реакции с водой Все металлы с Е0<-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 + H2 ? 2K + 2HOH ? 2KOH + H2? Ca + 2HOH ? Ca(OH)2 + H2?

Химические свойства металлов

21 Реакции со щелочами С растворами щелочей реагируют металлы, образующие

Реакции со щелочами С растворами щелочей реагируют металлы, образующие

растворимые анионные гидроксокомплексы (Be, Al, Zn, Cr, Sn …). 2Al + 2NaOH + 10H2O = 2 Na[Al(OH)4(H2O)2] + 3H2 2Al + 6NaOH = 2 Na3AlO3 + 3H2 Zn + 2NaOH Na2ZnO2 + H2

Химические свойства металлов

22 Реакции с кислотами Большинство металлов реагируют (окисляются) теми

Реакции с кислотами Большинство металлов реагируют (окисляются) теми

или иными кислотами. а) неокисляющие кислоты (окислитель - Н+) 2HCl + Zn = ZnCl2 + H2? HCl + Cu ?

Химические свойства металлов

23 Реакции с кислотами окисляющие кислоты (окислитель - элемент

Реакции с кислотами окисляющие кислоты (окислитель - элемент

кислотного остатка) HNO3, H2SO4(конц) и др.

Cu + 2h2so4(конц) ? cuso4 + SO2? + H2O

Химические свойства металлов

24 HNO3 концентрированная разбавленная не действует тяжелые щелочные и

HNO3 концентрированная разбавленная не действует тяжелые щелочные и

тяжелые щелочные и fe, cr, al me щелочноземельные NO щелочноземельные au, pt, ir, ta NO2 N2O NH3 (NH4NO3)

25 Примеры

Примеры

Cu + 4hno3(конц) = cu(no3)2 + 2NO2? + 2H2O

3cu + 8hno3(разб) = 3cu(no3)2 + 2NO? + 4H2O

26 Реакции с солями металлов Металлы могут восстанавливать ионы других

Реакции с солями металлов Металлы могут восстанавливать ионы других

металлов Fe + CuSO4 ? FeSO4 + Cu Zn + Pb(CH3COO)2 ? Zn(CH3COO)2 + Pb

Химические свойства металлов

27 Металлы в природе

Металлы в природе

Получение металлов из руд

28 Металлы в природе

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 Fe3O4, CuO; сульфиды ZnS, FeS; карбонаты; сульфаты и др.)

29 Способы получения металлов из руд

Способы получения металлов из руд

Пирометаллургия (с помощью ОВР при высоких температурах) 2Fe2O3 + 3C 4Fe + 3CO2 Cu2O + CO 2Cu + CO2 Восстановители: С, СО, СН4.

30 Схема доменной печи

Схема доменной печи

31 Способы получения металлов из руд

Способы получения металлов из руд

Металлотермия (восстановители - активные металлы: Al, Ca, Mg…) Fe2O3 + 2Al = 2Fe + Al2O3 + Q

32 Способы получения металлов из руд

Способы получения металлов из руд

Гидрометаллургия (получение металлов из растворов их солей) CuO + H2SO4 ? CuSO4 + H2O CuSO4 ? электролиз CuSO4 + Fe ? FeSO4 + Cu Гидрометаллургическими методами получают Au, Ag и другие металлы.

33 Способы получения металлов из руд

Способы получения металлов из руд

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

34 Способы получения металлов из руд

Способы получения металлов из руд

Электрометаллургия

35 Способы получения металлов из руд

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) + 2I2 TiI4(пар) Ti(чистый) + 2I2

36 Коррозия металлов

Коррозия металлов

37 Коррозия - самопроизвольное разрушение металлических материалов из-за

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).

38 Классификация коррозии металлов

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.).

39 Классификация коррозии металлов

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.

40 Газовая коррозия

Газовая коррозия

Алюминий – Al(Al2O3) Если снять пленку Al2O3 (Al2O3 + 2NaOH ? 2NaAlO2 + H2O) и обработать солью ртути (Hg(NO3)2) поверхность для предотвращения образования Al2O3 (образуется амальгама Al, то есть сплав Al и Hg), то коррозия (разрушение конструкции) происходит быстро. 4Al + 3O2 ? 2Al2O3

41 Теоретические основы коррозии металлов

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 + 2O2 ? Fe3O4; Fe + H2SO4 ? FeSO4 + H2? Коррозия металлов - самопроизвольный процесс, сопровождающийся понижением ?G0 системы [конструкционный материал ? среда].

42 Механизм коррозии металлов определяется типом агрессивной среды

Механизм коррозии металлов определяется типом агрессивной среды

газовая коррозия: лимитирующая стадия - диффузия.

Теоретические основы коррозии металлов

М

43 Теоретические основы коррозии металлов

Теоретические основы коррозии металлов

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

М

44 Теоретические основы коррозии металлов

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

45 Теоретические основы коррозии металлов

Теоретические основы коррозии металлов

В воде имеются окислители (Ох): 1) растворенный О2: О2 + 2Н2О + 4? ? 4ОН- (Е0 = 0,40 В) (рН ? 7); О2 + 4Н+ + 4? ? 2Н2О (Е0 = 1,228 - 0,06 рН) (рН?7). О2 может окислять металлы, стоящие до Ag+ в ряду напряжений металлов. 2) ионы Н+: 2Н+ + 2? ? 2Н = Н2 (Е0 ? -0,41 В). H+ может окислять металлы, стоящие до Cd в ряду напряжений металлов. 3) могут быть другие окислители.

46 Пример

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: Fe2+ + K3[Fe(CN)6] ? KFe[Fe(CN)6]? + 2K+ синий на катоде: О2 + 2Н2О + 4? ? 4ОН- ; образующиеся ионы ОН- окрашивают фенолфталеин в малиновый цвет.

47 Защита от коррозии

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 Е0 защищаемого изделия в данной среде.

«Общие свойства металлов»
http://900igr.net/prezentacija/khimija/obschie-svojstva-metallov-95099.html
cсылка на страницу
Урок

Химия

65 тем
Слайды
900igr.net > Презентации по химии > Свойства металлов > Общие свойства металлов