Кернеу қатарында бұрын тұрған металл өзiнен кейiн тұрған металды тұзынан ығыстырады:

Nі + CuSO₄= NiSO₄ + Cu

Металдардың сумен қышкылдар сияқты әрекеттесуі керек. Бiрақ судағы сутек иондарының концентрациясы өте аз болғандықтан онымен тек белсендi (сiлтiлiк, сiлтiлiк-жер) металдар ғана әрекеттеседi.

2Na + 2H₂O = 2Na⁺ + 2OH^- +H₂↑

Қосылыстары амфотерлiк қасиет көрсететін металдар қышқылдармен де, негiздермен де әрекеттеседi:

Be + 2НCl = BeCl₂ + H₂

Be + 2NaOH + 2H₂O = Nа₂[Ве(ОН)₄] + H₂↑

Металдар өзара әрекеттесіп химиялық қосылыстар түзедi. Оларды интерметалдық қосылыстар немесе интерметаллидтер деп атайды. Мысал ретiнде сурьмамен қосылыстарды көрсетуге болады: Na₂Sb, Ca₃Sb₂, NiSb, Ni₄Sb, FeSb_х, (х = 0,72 - 0,92). Осы қосылыстарда металдар бейметалдармен байланысқандай тотығу дәрежелерін көрсетпейдi.

Интерметаллидтердегі химиялық байланыс металдық болады. Олар өзiнiң сыртқы түрiмен металдарға ұқсас келеді. Бiрақ қаттылығы металдарға қарағанда жоғары, ал созылғыштығы төмен болады. Интерметаллидтерді көбiнесе жартылай өткiзгiш ретiнде пайдаланады.

Интерметалдық қосылыстар. Техникада құймаларды, сырларды қолдану

Таза металдарға қарағанда құймаларды жиi қолданудың себебi құймалардың техникалық жағынан қажеттi сапалары жоғары болады (қаттылығы, коррозияға, жоғары температураға төзiмдiлiгi және т.б.қасиеттері).

Құймалар қасиеттерiнiң олардың құрамына кiретiн металдардың қасиеттерiнен елеулi айырмашылықтары болады. Құйманың балқу температурасы өзiнiң құрамына кiретiн металдың әрқайсысының балқу температурасынан төмен болады. Мысалы, кадмийдiң 40% - нан (балқу температурасы - 321°С) және висмуттiң 60% - нан (балқу температурасы - 271°С) тұратын құйманың балқу температурасы 144°С.

Құйманың қаттылығы өзiнiң құрамына кiретiн ең жұмсақ металдың қаттылығынан жоғары болады.

Балқыған металдарды араластыру және салқындату арқылы құймалар алады. Екi сұйық өзара араласқан кезде мынадай жағдайлардың болуы мүмкiн:

1. Балқыған металдарды бiр-бiрiмен араластырғанда бiр металдың балқымасы екiншi металдың балқымасында жай еруi мүмкiн

2. Бiр металл екiншi металмен әрекеттесiп химиялық қосылыстар (интерметалдық қосылыстар) түзуi мүмкiн. Көп жағдайда құймалар жеке металдардың түйiршектерi мен химиялық қосылыстардан тұрады.

3. Егер балқыған металдар өзара кез келген қатынаста араласатын болса, онда бiртектi құйма түзiледi. Мысалы, күміс-алтын, алтын-платина. Мұндай құймаларды қатты ерітінділер деп қарастыруға болады.

Кейбiр құймалардың құрамына металдардан басқа бейметалдар да (көмiртек, кремний, фосфор, бор, күкiрт) кiредi.

Коррозияның негiзгi түрлерi. Коррозия ингибиторлары.

Металдардың және олардың құймаларының сыртқы ортаның әсерiнен бұзылуын коррозия дейдi. Коррозия химиялық және электрохимиялық болып екiге бөлiнедi.

Химиялық коррозия деп металдар мен құймалардың электр тогы пайда болмайтын таза химиялық реакциялардың нәтижесiнде бұзылуын айтады.

Химиялық коррозия металдардың газдармен, сұйық заттармен әрекеттесуiнiң нәтижесiнде жүредi. Химиялық коррозияға қызған темiрдiң тотығуы мысал болады.

4Fe + 3О₂ = 2Fe₂О₃

Температураның жоғарылауына байланысты коррозияның жылдамдығы артады. Магний, алюминий, никель, хром, мыс сияқты металдар оттекпен әрекеттескенде олардың бетiнде қорғаныш оксидтік қабат пайда болып ол оларды ары қарай коррозияланудан сақтайды.

Тотығу-тотықсыздану реакцияларының нәтижесiнде жүйеде электр тогы пайда болу арқылы жүретiн коррозияны электрохимиялық коррозия äåéäi.

Электрохимиялық коррозия электролиттегi екi металдың жанасуының нәтижесiнде жүредi. Бұл жағдайда гальвани элементі түзiледi. Металдар элементтiң электродтары, ал суда ерiген газдар және т.б. заттар электролит болады. Электродтық потенциалы терiстеу металл еридi (анод), ал потенциалы жоғарылау металда сутек (сутектiк деполярлену) немесе оттек ионы (оттектiк деполярлену) тотықсызданады:

Me - 2 = Ме²⁺

2Н⁺+2 = Н₂

О₂ + 2Н₂О + 4 = 4ОН^-

Мысалы, дымқыл ауада темiр мен мыс жанасқанда гальвани элементi түзiледi. Мұнда темiр – анод, мыс – катод. Бұл гальвани элементiнiң жұмысының нәтижесiнде темiр тотығады, яғни коррозияланады, өйткенi оның электрондары үздiксiз мысқа қарай жылжиды да iшкi жүйеде электр тогы пайда болады. Осының нәтижесiнде темiр тотығып ион түрiнде ерiтiндiге көшедi:

2Fe + О₂ + 2Н₂О = 2Fe(OH)₂

Ерітіндідегі темiр () гидроксидi ауадағы оттекпен ары қарай тотығады:

4Fe(OH)₂ + О₂ + 2Н₂О = 4Fe(OH)₃

Оттектiң тотықсыздануы арқылы жүретiн металдардың коррозиясы ауада, суда, топырақта жүредi.

Сонымен, электрохимиялық коррозия кезiнде электрондар ағыны белсендi металдан белсендiлiгi кем металға қарай ауысады да, белсендi металл коррозияланады:

2Fe - 2 2Fe²⁺ (анодта)

2Í⁺+2 Í₂ (катодта)

2Í₂Î + Î₂+ 4 4ÎÍ^- (катодта)

Коррозиядан қорғау жолдары. Металдарды коррозиядан қорғаудың жолдары көп. Ең бастылары мыналар:

Металдардың бетiн қаптау. Металдарды коррозиядан сақтаудың басты жолдарының бiрi – оларды әртүрлi заттармен (лак, бояу, эмаль және т.б.) қаптау арқылы сырқы ортаның әсерiнен қорғау. Лак, бояу, эмаль сияқты заттармен қаптауды бейметалдық қаптау дейді. Көп жағдайда металдан жасалған затты коррозияға төзiмдi басқа металмен (мырыш, қалайы, никель, хроммен) қаптайды. Бұндай қаптау металдық қаптауға жатады. Темiрді мырышпен қаптағанда мырыштың бетiндегі берiк оксидтi қабаты мырышты да темірді де бүлiнуден сақтап тұрады. Оксидті қабат бұзылған жағдайда мырыш-темір гальваникалық жұбы пайда болады. Мырыш (анод ролін атқарады) белсендi болғандықтан алдымен ери бастайды да, катод ролін атқаратын темiрдi бүлiнуден сақтайды.

Темiрдiң бетiн хром немесе никельмен қаптау оған коррозияға берiктiк береді, сонымен қатар оның бетін өте жақсы жылтыратады.

Коррозияға берiк құймаларды алу. Егер болаттың құрамында 12 пайызға дейiн хром болса, онда ол коррозияға өте берiк болады. Сонымен қатар никель, мыс, кобальт сияқты металдар да - құйманың коррозияға берiктiлігiн арттырады.

Протекторлық қорғау. Егер коррозияға ұшырайтын бұйымдар электролиттік ортада болса (жерасты темiр құбырлары, кемелер т.б.), онда оларға протекторлық қорғауды қолдануға болады. Оның мәнi мынада: қорғайтын бұйымға белсендi металлды – протекторды қосады. Протектор ретiнде, көбiнесе, магний, алюминий, мырыш және олардың құймаларын қолданады. Протектор анод ролін атқарып, алдымен бұзылады да, негiзгi бұйым сақталып қалады.

Ортаның құрамын өзгерту. Коррозияны тежеу үшiн элеткролитке коррозияны тежегiштер немесе ингибиторлар деп аталатын арнайы заттарды қосады. Бұл әдiстi қышқылдарды тасымалдайтын ыдыстардың коррозиясын болдырмау үшiн қолданады. Кейiнгi кезде ЧМ, ПБ маркалы ингибиторлар табылды. Олар металдың қышқылдық ортада еруін жүздеген есе баяулатады. Ингибиторлар көбiнесе органикалық заттар болып келеді.

Метал бұйымдарын коррозиядан қорғау үшін ұшқыш (немесе атмосфералық) ингибиторларды да қолданады. Ол үшін ұшқыш ингибиторды қағазға сіңдіртіп бұйымды орайды. Сонда ингибитор ұшып металл бетіне адсорбцияланады да қорғаныш қабыршақ (пленка) түзіп оны коррозиядан қорғайды.

Ингибиторларды бу қазандықтарын, бұйымдардың бетіндегі таттарды кетіріп химиялық тазалау үшін, сонымен қатар, болат ыдыстарда тұз қышқылын сақтау және тасымалдау үшін кең түрде қолданады. Бейорганикалық ингибиторларға нитриттер, хроматтар, фосфаттар мен силикаттар жатады. Олардың әсер ету механизмін химиктер осы күнге дейін зерттеу үстінде.