(Е) каталитические свойства переходных металлов - Использование переходных металлов (1) Металлические элементы сами по себе используются в качестве катализаторов
Многие переходные металлы используются непосредственно в качестве катализаторов в промышленных химических процессах и в борьбе с загрязнением каталитических нейтрализаторов в выхлопных труб автомобилей.
Например железные катализаторы используют в процессе Haber для синтеза аммиака:
Азот Водород + ==> Аммиак (через катализатора атомов Fe)
или N 2 (г) + 3H 2 (г) ==> 2NH 3 (г)
Платина и родий (в другой серии перехода ниже Sc-Zn) используются в каталитических нейтрализаторов в выхлопных труб автомобилей, чтобы сократить выбросы окиси углерода и окиси азота, которые превращаются в экологически чистом газы азот и углекислый газ.
2NO (г) + 2CO (г) ==> Н 2 (г) + 2CO 2 (г)
Никель является катализатором для "гидрирования» в маргарин промышленности. Она катализирует добавление водорода к алкена углерода = углеродной двойной связи ( > C = C <+ H 2 ==> > CH-CH < ) Примечание> и < просто указать дополнительные облигации из углерода. Этот процесс преобразует ненасыщенные растительные масла в высших плавления насыщенных жиров, которые являются более "пастообразные" с ножом!
(2) Некоторые соединения переходных металлов, также используются в качестве катализаторов
Так же, как металлы, соединения переходных металлов также выступает в качестве катализаторов.
Примеры
Например, диоксид марганца (или марганца (IV) оксид), MnO 2 , черный порошок, легко разлагается водный раствор перекиси водорода:
Перекись водорода ==> вода + кислород
2H 2 O 2 (р-р) ==> 2H 2 O (л) + O 2 (г)
Полезный реакции в лаборатории для приготовления газообразного кислорода.
Ванадий (V) оксид ( пентоксида ванадия , V 2 O 5 ), используется в качестве катализатора в преобразовании диоксид серы в триоксид серы в качестве стадии в производстве серной кислоты в процессе CONTACT.
2SO 2 (г) + O 2 (г) ==> 2SO 3 (г) (через V 2 O 5 катализатором)
Очень важный промышленный процесс, потому что серная кислота является широко используемым химическим в промышленности.
(Е) Подробнее о использованию переходных металлов и их соединений
Переходные металлы являются хорошими проводниками тепла и электричества и могут быть согнуты или забиваются в форме (ковкого), легко обращается в проволоку (эластичная), довольно сильны физически - сделал сильнее, когда легированных с другими материалами.
Это делает переходные металлы могут использоваться в качестве конструкционных материалов и для изготовления вещи, которые должны позволить тепла или электричества, чтобы пройти через них легко и полезные строительные материалы.
Чистая медь, золото, железо (переходные металлы), а также свинец и алюминий (непереходных металлов) являются слишком мягким для многих применений и так смешаны с небольшим количеством аналогичных металлов, чтобы сделать их более трудным для повседневного использования.
Переходные металлы чрезвычайно полезные металлы из-за их физических или химических свойств, например, отсутствие коррозии и большей прочности по сравнению с 1-й группы щелочных металлов.
Сплав представляет собой смесь металла с другими элементами (металлов или неметаллов). переходные металлы могут быть смешаны вместе, чтобы сделать сплавы для улучшения свойств металла, чтобы лучше удовлетворить определенной цели. Переходный металл сплава смесь часто имеет превосходные требуемые свойства по сравнению с чистым переходного металла т.е. сплав имеет свои собственные уникальные свойства и более полезный металл.
Многие переходные металлы используют в сплавах , с широким диапазоном применения и использования.
ЛЕГКОСПЛАВНЫЕ является смесь из металла с по крайней мере одним другим металлическим или неметаллическим веществ - обычно другими элементами.
Смешивая металл с металлом (а иногда и неметаллов) вместе, чтобы сделать сплавов можно улучшить свойства металла, чтобы лучше соответствовать конкретной цели.
Нередко наличие различных атомов останавливается слои металла скольжения друг по другу, когда подчеркнул, таким образом делая металл жестче (см Металлическая конструкция для более подробной информации о свойствах металлов и поведение сплава под напряжением).
Дело об использовании сплавов является то, что вы можете сделать, и попробовать, все виды различных композиций, пока не найдете тот, который наилучшим образом соответствует требуемой цели с точки зрения растяжение / прочности на сжатие, пластичность, электропроводность или коррозионной стойкости и т.д.
Для катализаторов - смотри выше . Их прочность и твердость делает их очень полезными в качестве конструкционных материалов .
IRON,
Fe
Утюг является хорошим проводником тепла и могут быть согнуты или забиваются в форме (ковкого), довольно сильны физически - сделал сильнее, когда легированных с другими материалами.
Это делает железо полезно как конструкционного материала и для изготовления вещи, которые должны позволить тепла, чтобы пройти через легко и полезных строительных материалов.
Почему делают легированной стали?
М ост металлы в повседневном использовании сплавы .
Теория сплавов объясняется в металлических нот склеивания .
Стальные сплавы различных прочностных свойств и антикоррозионных используются в тысячах изделий и конструкций, например, арматуру в бетонных зданиях, мостовых балок, автомобильных двигателей, бытовой техники от стиральных машин до электрочайников, сковородок, инструментов, таких как зубила, корпусов судов и надстроек , очень трудно сверла,
Сталь сплава , поскольку он представляет собой смесь из металла (железа) с другими элементами (углерода и, возможно, другие металлы также).
Железо из доменной печи содержит примерно ~ 96% железа с ~ 4% примесей, включая углерода, диоксид кремния и фосфора.
В этом состоянии чугун слишком сложно и слишком хрупким для большинства целей.
Чугун является твердым и может быть использован непосредственно для некоторых целей, например, крышки люков, ограждения из-за его прочности при сжатии и будет трудно носить.
Тем не менее, если все примеси удаляются, что приводит очень чистое железо слишком мягкая для любой полезной цели.
Таким образом, сильная полезно стали производится путем регулирования количества углерода и выбран металлов для производства сплава смеси с правильными физическими свойствами, пригодный для конкретного приложения, например, стали для кузовов, хром нержавеющей стали, чрезвычайно трудно и жесткие стальные сплавы вольфрама-железа и т.д.
Реальное значение сплавов является то, что они могут быть сконструированы, чтобы иметь свойства для конкретных применений.
например низкоуглеродистых сталей легко образный для автомобильных кузовов, высокоуглеродистых сталей трудно, и нержавеющие стали устойчивы к коррозии и т.д.
Универсальный стальной используется в строительстве и мостового строительства, автомобильных кузовов, железнодорожных линий и других бесчисленных объектов, которые должны иметь высокую прочность на растяжение.
Сковородки из нержавеющей стали являются хорошими проводниками тепла, сильные с хорошими свойствами антикоррозионных и стали имеет высокую температуру плавления!
По сравнению с самой железа, нержавеющей стали столовые приборы сильнее и не будет разъедать легко в контакте с пищевыми жидкостями и мытья посуды воду!
При легировании с 0,1 до 1% углерода железа форм мягкой стали , которая не является хрупким, но это более гибкими и устойчивый к коррозии, чем чугун. Мягкая сталь используется для консервных банок, кузова для автомобилей (но цинкования и несколькими слоями краски помочь ему наконец-то!) И техника и т.д.
Сталь представляет собой сплав на основе железа, смешанного с углем и других металлов, как правило, добавленных слишком . Есть огромное количество сталь "рецепты", которые могут быть сделаны в соответствии с конкретными целям, изменив% углерода и добавлением других металлов, например титана сталь для брони.
Низкоуглеродистых сталей (от 0,1 до 1,0% углерода) легко формируется для автомобильных кузовов
Высокоуглеродистых сталей (1,5% углерода, часто с другими металлами тоже) являются прочная и негибкими и могут быть использованы для режущих лезвий инструмента, строительство мостов.
Нержавеющие стали имеют хром (и, возможно, никель) добавил и ржавчины устойчивостью к коррозии (от контакта с кислородом и водой), чем железо или нелегированной стали, которая легко ржавеет. Предметы из железа или нелегированной стали, в частности, тех, кто подвергается погоды, регулярно должны быть окрашены или покрыты каким-либо другим защитным слоем от воздействия воды и кислорода.
Помните! Если железо или сталь становится плохо коррозии, нет силы в ржавчины !, и, тем толще слой ржавчины, тоньше и слабее поддерживающий слой железа или стали, следовательно, возможность разрушения конструкции.
Таким образом, большинство из железа и стали структуры открыты наружу погоды поддерживаются с хорошей покрытием из краски, которые могут быть заменены на регулярной основе.
Большинство металлы и их сплавы будут подвергаться коррозии с течением времени, некоторые быстро, как чугун, некоторые умеренно, как медь, другие очень медленно, как титан или алюминий, нержавеющая сталь.
Для химических деталей ржавчины и его предотвращения см заметки на Коррозия металлов и антикоррозионная странице.
Хром, Cr
Хром сталь ( нержавеющая сталь , смешивания и плавления вместе Fe + Cr и, может быть, Ni слишком) с хорошими свойствами против коррозии, используемых для столовых приборов и химических реакторов станции.
М
ЕДЬ,
Cu
Медь обладает свойствами, которые делают его полезным для электропроводки и сантехники.
Медь является хорошим проводником электричества и тепла, может быть согнута, но достаточно трудно использовать для производства труб или танков и не реагирует с водой.
Сплав латуни смесь меди и цинка . Это гораздо более прочная металлическая чем медь (слишком мягкий) и цинка (слишком хрупкими), но более гибкими, чем бронза для «штамповки» или «резка» его в форму.
Латунь используется для крепления и приспособления, такие как дверные ручки, винты, шарниры, пружины и музыкальных инструментов, таких как трубы, тромбоны, валторн,
М
едь
используется в электропроводке ,
так как он является хорошим проводником
электричества, но в целях безопасности
он изолирован с помощью плохо электрические
проводники, как ПВХ пластиката.Как и другие переходные металлы, медь ковкий и пластичный, легко вытягивается в проволоку, и, тем более, чем большинство других металлов, меди является прекрасным проводником электричества, поэтому он широко используется в электрических цепях.
Медь используется в бытовых системах горячего водоснабжения трубы, потому что это относительно инертен к воде и, следовательно, не подвергается коррозии легко.
Это очень податливый и медных трубок легко согнуты, так широко используется в сантехнике.
Кроме того, медь являющийся превосходным проводником тепла, полезно в системах теплообмена в том числе погружения цилиндра отечественных системах центрального отопления.
Медь используется для приготовления пищи кастрюли , потому что это относительно инертен к воде и, следовательно, не подвергается коррозии легко, легко избит или вдавливается в форме, но достаточно сильны, это с высокой температурой плавления и является хорошим проводником тепла.
Медь также используется в качестве кровельного материала и погоду до зеленого цвета в качестве поверхностного покрытия основного карбоната (зеленый соединение), образованной на коррозию.
Сплав бронзы смесь меди (Cu) и олова (Sn) и сложнее и сильнее, чем медь или олово (оба легко согнуть металлы) так же, как и устойчивый к коррозии. Бронзовый используется, чтобы сделать источники, подшипники двигателя, колокольчики и скульптуры.
Сплав мельхиор производится путем смешивания меди и никеля и износостойкий металл, используемый в "серебряном" чеканки.
Железо и сталь используются для котлов из-за их хорошее тепловых свойств проводимости и высокой температурой плавления.
Соединения меди используются в фунгицидов и пестицидов , например традиционный рецепт раствор сульфата меди плюс известь используется для уничтожения тля.
Медь легированных никелем, чтобы дать 'мельхиора', привлекательный трудно носить 'серебристый' металл для монет .
Сталь, железо или медь, используются для приготовления кастрюль , потому что они ковкого, хорошие проводники тепла и высокой температурой плавления.
НИКЕЛЬ сплавляется с медью, чтобы дать ' мельхиора ', привлекательный трудно носить' серебристый 'металл для монет.
ЦИНК
Цинк используется для активизации (пальто) железа или стали , чтобы жертвенно защищать их от коррозии. Слой цинка можно поставить на объекте железа / стали с химическим (см гальваники и ниже) или физически погружения его в ванну с расплавленным цинком.
Сульфат цинка раствор может быть использован в качестве электролита для гальванических / цинкования объектов слоем цинка.
Цинк используется в качестве электрода в жертву в цинк-углеродной батареи. Это медленно реагирует с слабокислой пасты хлорида аммония, преобразования химической энергии в электрическую энергию.
Сплав латуни смесь меди и цинка . Это гораздо более прочная металлическая чем медь (слишком мягкий) и цинка (слишком хрупкими), но более гибкими, чем бронза для «штамповки» или «резка» его в форму.
Золото также переходный металл и сплавы золота, используются в ювелирных изделий, потому что чистое золото является слишком мягким. Металлы, такие как медь, никель, палладий и серебро, используются для упрочнения '' золота.
Золото имеет преимущество никогда не разъедают (всегда приятно и блестящие), легко формируется и кроме ювелирных изделий, золотых сплавов используются в стоматологии для пломбирования зубов (вы не хотели бы гнилой зуб заменяется на одну, что разъедает!).
Золото также используется в электрических цепях, отличный проводник электричества и вовсе НЕ коррозии.
Золото имеет наибольшую устойчивость к коррозии любого элемента и, вероятно, большинство (если не все?) Сплавы, так что даже после того, как тысячи лет, археологи продолжают находить объекты золотые в хорошем состоянии!
Золотые и карат рейтинги - мера чистоты золота. Чистое золото описывается как 24 карат. Если золото описывается как 16 карат, это означает 16 частей металла является золото и 8 частей и другие металлы, то есть 16 карат означает 16 / 24ths золото т.е. 66,7% золота.
П
ереход
соединения металлов (часто оксидов)
меди, железа, хрома и кобальта используются
для пигментов для художественных работ ,
и дать яркие
цвета, чтобы витражи и керамические
/ гончарные глазури например
Краска пигменты : оксид хрома Cr 2 O 3 зеленые , оксида железа (гематит) Fe 2 O 3 красно-коричневый , оксид марганца MnO 2 черный , медь гидроксид-карбонаты (malachite- зеленый , azurite- синий ) и диоксид титана TiO 2 белых .
Витражи : оксид кобальта СоО синий , оксид железа / карбонат зеленый , Cu металл красный , CuO бирюзовый .
Нихром представляет собой сплав никеля и хрома . Он имеет высокую температуру плавления и высокое электрическое сопротивление и поэтому он используется для проводов электрическим нагревательным элементом.
NITINIOL: титана и никеля являются основными компонентами Нитинол «умных» сплавов, которые очень полезные интерметаллические соединения. Нитинола принадлежит к группе из сплавов с памятью формы (SMA), которые могут "вспомнить свою первоначальную форму '. Например, они могут вернуть туда первоначальную форму при нагревании (например, используемый в термостатов в кухонных плит, кассета органов и т.д.) или после освобождения физического стресса (например, используемой в «сгибаемыми« очковых оправ, очень удобно, если вы наступаете на них!).
Для более подробной информации и примеров см памятью формы СПЛАВОВ & МАГНИТНЫЕ памятью формы СПЛАВОВ
ТИТАНА является сильным, что металл имеет низкую плотность и высокую стойкость к коррозии, что делает хорошую структурную материал.
Титановые сплавы являются одними из сильнейших легкий из металлических сплавов и используются в производстве самолетов.
А также его использования в самолетах это является важным компонентом в ядерных реакторах сплавов и для замены тазобедренных суставов из-за его легкого и прочного характер и не подвержены коррозии легко.
Титановые сплавы превосходят алюминиевых сплавов, титановых сплавов, но более дорогие.
Это является одним из основных компонентов Нитинол «умных» сплавов. Нитинола принадлежит к группе из сплавов с памятью формы (SMA), которые могут "вспомнить свою первоначальную форму '. Например, они могут вернуть туда первоначальную форму при нагревании (например, используемый в термостатов в кухонных плит, кассета органов и т.д.) или после освобождения физического стресса (например, используемой в «сгибаемыми« очковых оправ, очень удобно, если вы наступаете на них!). Другой основной металл, используемый в этих очень полезных интерметаллидов никеля.
Нитинол является аббревиатурой предательстве 'титаном никеля Военно-морской Указ лабораторию », как и многие технологические разработки, ее военных происхождения, но теперь, приобретающих многие« мирный »использует.
ВОЛЬФРАМ используется в качестве нити в лампочки , потому что его температура плавления настолько высока.
Переходные металлы, такие как платина и родий используются в качестве металлических катализаторов в каталитических конвертеров, используемых в выхлопных газах автомобилей транспортных средств для уменьшения монооксида углерода и оксида азота, загрязняющих выбросов.
Яркий, блестящий и относительно инертен медь, серебро и золото используются в ювелирных изделиях.
Существует записка о связи в металлах и структуры сплавов на другую страницу .
Металлы могут стать ослабленный, когда неоднократно подчеркивал и напряженными приводит к изменениям в кристаллической структуры металла, и она становится более хрупкой. Эти разломы развивающиеся в структуре металла называется « усталость металла »или« переломы напряжения ". Если усталость металла является существенным, это может привести к краху металлической конструкции. Поэтому важно развивать сплавов, которые хорошо разработаны, а испытания и будет длиться ожидаемый срок службы конструкции, будь то часть самолета (например, титана самолета кадра) или частью моста (например, сталь подвески кабелей).