38. Общие свойства металлов. Стандартный электродный потенциал.

Металл – группа элементов, обладающая характерными металлическими свойствами, такими как высокая тепло- и электропроводность, положительный температурный коэффициент сопротивления, высокая пластичность.

Характерные свойства металлов

- Металлический блеск (характерен не только для металлов: его имеют и неметаллы йод и углерод в виде графита) - Хорошая электропроводность - Возможность лёгкой механической обработки (см.: пластичность; однако, некоторые металлы, например германий и висмут, непластичны) - Высокая плотность (обычно металлы тяжелее неметаллов) - Высокая температура плавления (исключения: ртуть, галлий и щелочные металлы) - Большая теплопроводность

- В реакциях всегда являются восстановителями

Химические свойства металлов

1.Взаимодействие Ме с водой. Возможно при выполнении след. Усл. φ°<-0,41В

2.Активный Ме не должен подвергаться посевации. Посевация- свойство акт. Ме самопроизвольно образов. На своей поверхности плотную защитную пленку. По хм. Составу –жто оксид или соль ме, способные к посевации явл цинк и алюминий. Взаимодействие идет по схеме 2Ме +2nH2O=2Me(OH)n+nH2

Me-ne=Me(+n)

2H+2e=H2

3.Взаимодействие с кислотами. Взаимодействие Ме φ°<0 при этом образуется соль Ме и выделяется Н

а) с HCl только Me с φ°<0 независимо от концентрации

2Me +2HCl=2MeCl(n)+nH2

Me-ne=Me(+n)

2H+2e=H2

б)с Н2So4/Восстанавливаться могут Н и S.Какой элемент и до какой степени восстанавл. Зависит от активности Ме и концентрации кислоты.

В)при взаимодействии Ме с НNO3 Никогда не выделяется Н2.Восстанавливается только Н.

Со щелочами взаим. Только амфотерные металлы: Al, Cr, Zn, Be

Взаимодействие Ме с солями.

Возмодно только в том случае если φ° Ме < φ° др. Ме, входящего в виде иона в составе соли.

В электрохимии стандартный электродный потенциал, обозначаемый E^o, является мерой индивидуального потенциала обратимого электрода (в равновесии) в стандартном состоянии.Эту величину определяют эксперементальным путем. Испльзуя установку представляющую собой гальванический элемент, одним электродом кот. Явл. Пластина исследуемого ме, помещенная в раствор соли Ме с концентрацией ионов Ме 1 моль/лДругим всегда стандартный водородный электрод, кот. Представляет собой пластину с напылением платины, помещенный в 1М раствор H2SO4 и омываемую газообразным водородом. Численным значением φ° приписывают знак + или –В данном случае это означает направление движения е относительно водородного эектрода. «-» от Ме к Н электроду. «+» от Н электрода к Ме. На основании численных значений φ Ме располагают в электрохим. Ряд напряжений.

Чем меньше в алгебраическом смысле знач φ, тем активнее Ме.

39. Методы получения металлов

Большая часть металлов присутствует в природе в виде руд и соединений. Они образуют оксиды, сульфиды, карбонаты и другие химические соединения. Для получения чистых металлов и дальнейшего их применения необходимо выделить их из руд и провести очистку. При необходимости проводят легирование и другую обработку металлов.( Легирование – это введение в расплав дополнительных элементов, модифицирующих механические, физические и химические свойства основного материала.) Изучением этого занимается наука металлургия. Металлургия различает руды чёрных металлов (на основе железа) и цветных (в их состав не входит железо, всего около 70 элементов). Золото, серебро и платина относятся также к драгоценным металлам. Кроме того, в малых количествах они присутствуют в морской воде, растениях, живых организмах (играя при этом важную роль).

Известно, что организм человека на 3 % состоит из металлов. Больше всего в наших клетках кальция и натрия, сконцентрированного в лимфатических системах. Магний накапливается в мышцах и нервной системе, медь — в печени, железо — в крови.

Существуют несколько основных способов получения металлов.

Восстановление:

— из их оксидов углем или оксидом углерода (II)

ZnО + С = Zn + СО

Fе₂О₃ + ЗСО = 2Fе + ЗСО₂

— водородом

WO₃ + 3H₂ =W + 3H₂O

С оО + Н₂ = Со + Н₂О

Обжигом сульфидов металлов и последующим восстановлением образовавшихся оксидов (например, углем)

2ZnS + ЗО₂ = 2ZnО + 2SО₂

ZnО + С = СО + Zn

Электролизом расплавов солей

СuСl₂, — Сu₂+ 2Сl

Катод (восстановление): Анод (окисление):

Сu₂+ 2е- = Сu⁰ 2Cl - 2е- = Сl°₂