Наочний довідник 8-9 класи

Хімічна корозія

Електрокорозія

Електрохімічна корозія

Залізо вступає в реакцію з кис-

Мідні куполи деяких будівель

Срібло практично не кородує

нем і водою, які містяться в ат-

покриті блідо-зеленою плів-

в чистому повітрі, але сульфітні

мосфері; утворюється чер-

кою осно{вних купрум карбо-

сполуки утворюють шар чорно-

воно-бура сполука — ферум

натів; цей шар утворюється по-

го аргентум сульфіду, тому ви-

гідроксид (іржа)

волі в міру того, як мідь вступає

роби зі срібла блякнуть або тем-

в реакцію з киснем і вологою

ніють

При утворенні твердого розчи-

При утворенні твердого розчи-

При утворенні інтерметаліч-

ну заміщення в кристалічних

ну проникнення атоми одного

ної сполуки два метали хіміч-

ґратках атоми одного елемента

металу розміщуються в крис-

но сполучаються один з одним

заміщені атомами іншого

талічних ґратках між атомами

з утворенням речовини зі свої-

іншого металу

ми кристалічними ґратками

Сплавлення

Сплав нейзільбер

17 г цинку

(для виготовлення

столових приборів)

Тема 4. Загальні відомості про метали

91

Сплав

Хімічний склад

Застосування

У машинобудуванні, приладобу-

Латунь

Купрум 60—90 %, Цинк 10—40 %

дуванні, целюлозній промисло-

вості

Бронза

— алюмінієва

Купрум 90 %, Алюміній 10 %

У машинобудуванні

Для виготовлення підшипників,

— свинцева

Купрум 70 %, Плюмбум 30 %

які працюють за високого тиску

й великих швидкостей ковзання

— кремнієва

Купрум 95 %, Силіцій 5 %

Недорогі замінники олов’яної

бронзи

— берилієва

Купрум 98 %, Берилій 2 %

Для виготовлення пружин і пру-

жинячих виробів

— кадмієва

Купрум 99 %, Кадмій 1 %

У машинобудуванні

Дюралюміній

Магній 0,5 %, Манган 0,5 %, Куп-

В авіабудуванні

рум 5 %, Алюміній 94 %

Припої

— м’який

Плюмбум 58 %, Станум 40 %,

Стибій 2 %

Під час паяння для отримання

Аргентум 45 %, Купрум 30 %,

монолітного паяного шва

— твердий

Цинк 25 %

Амальгама зубна

Мідь 30 %, Меркурій 70 %

У медицині (зубні пломби)

Ніхром

Хром 20 %, Нікель 80 %

В електротехнічній промисло-

вості

Посудне олово

Станум 80 %, Плюмбум 20 %

Кухонне начиння

Сталь

— неіржавіюча

Нікель 8—20 %, Хром 10—20 %,

Кухонне начиння

Ферум 80—60 %

— арматурна

Нікель 1—4 %, Хром 0,5—2 %,

Залізобетон

Ферум 98—95 %

— інструментальна

Хром 2—4 %, Молібден 6—7 %,

Інструменти

Ферум 95—90 %

92

Розділ II

Чавун — сплав заліза з вуглецем

ня — горном, у верхній частині гор-

(2—5 %)

на розташовані отвори для вдуван-

Доменна

пічь

—

вертикальна

ня повітря — фурми.

піч заввишки понад 30 м, з внутріш-

Принцип противотоку — прин-

ньою

обкладкою

з вогнетривкої

цип, за якого різні речовини руха-

цегли та сталевим зовнішнім ко-

ються назустріч одна одній.

жухом, призначена для виплавки

Шихта — вихідна суміш: руда,

заліза з його руд. Верхня частина

кокс, флюси.

домни називається шахтою, верх-

Шлак — відходи виробництва

ній отвір — колошником, середня,

(складається з кальцій силікату).

широка частина — розпаром, ниж-

У

технічному

процесі беруть

Знання, безумовно, є головним

участь три елементи: знання, енер-

із них, без нього інші два елементи

гія і матеріали. Від цих трьох

безкорисні.

елементів

залежить,

наскільки

Дж. Томсон

Доменний газ

Доменний газ

200°C

400°C

900°C

900°C

Гаряче повітря

1400°C

Гаряче повітря

1600°C

Шлак

Рідкий чавун

1800°C

Тема 4. Загальні відомості про метали

93

94

Розділ II

Тема 4. Загальні відомості про метали

95

96

Розділ II

+20Ca

2

; 8

; 8

; 2

1s22s22p63s23p63d04s2

1.

Особливості будови

e

e

e

e

3s2

3p6

3d0

4s2

атома

+20Ca

ÇÈ

ÇÈ

ÇÈ

ÇÈ

ÇÈ

2.

Фізичні властивості

Сріблясто-білий ковкий метал, легкий, твердіший за лужні метали

3.

Розповсюдження

Вміст у земній корі 3,3 %. Має велику хімічну активність, тому зу-

стрічається тільки у вигляді сполук. Найпоширеніші сполуки: CaCO3

в природі

(крейда, мармур, вапняк), Ca3(PO4)2 (фосфорит), CaSO4·2H2O (гіпс)

4.

Добування

Шляхом електролізу розплавленого кальцій хлориду:

на катоді: Ca2+ + 2

→ Ca0 ; на аноді: 2Cl− − 2

→ Cl20

e

e

1) Взаємодія з простими речовинами:

2Ca + O2 → 2CaO кальцій оксид; Ca + S → CaS кальцій сульфід;

3Ca + 2P → Ca3 P2

кальцій фосфід

5.

Хімічні властивості

2) взаємодія з водою (з холодною повільно, з гарячою — дуже енергій-

но): Ca + 2H2 O → Ca (OH)2 + H2 ↑

3) взаємодія з кислотами: Ca + 2HCl → CaCl2 + H2 ↑

— У металургії для очищення чавуну та сталі від оксидів:

6. Застосування

t

+ Ti

2Ca + TiO2 →2CaO

— У виробництві рідкісних металів

Тема 4. Загальні відомості про метали

97

Ознаки для

Натрій

Калій

порівняння

1. Схема будови

+11Na 2

; 8

; 1

e. 1s22s22p63s1

+19K 2

; 8

; 8

; 1

e. 1s22s22p63s23p63d04s1

e

e

e

e

e

атома, розподіл

1s2

2s2

2p6

3s1

… 3s2

3p6

3d0

4s1

електронів по

ÇÈ

ÇÈ

ÇÈ

ÇÈ

ÇÈ

È

ÇÈ

ÇÈ

ÇÈ

ÇÈ

È

орбіталях

2. Фізичні влас-

Дуже м’які метали, легко ріжуться ножем. На зрізі білого кольору зі срібляс-

тивості

тим металічним блиском, що зникає на повітрі через окиснення

У природі зустрічаються тільки в складі сполук

3. Різновид-

За поширеністю в земній корі

Займає сьоме місце за поширеністю в

займає шосте місце (2,5 % за ма-

земній корі (трохи менше 2,5 % за масою).

ність у природі

сою).

Найважливіші мінерали:

Найважливіші

мінерали:

сильвініт —

галіт NaCl (кам’яна сіль), натріє-

суміш калій хлориду і натрій хлориду,

ва селітра NaNO3

каїніт КCl

Оскільки натрій і калій — сильні відновники, то для їх відновлення зі сполук

використовується електроліз розплавлених хлоридів або лугів

Електроліз розплавлених хлоридів:

на катоді: Na+ +

→ Na0

на катоді: K+ +

→ K0

4. Добування

e

e

на аноді: 2Cl− + 2

→ Cl20

на аноді: 2Cl + 2

→ Cl2

e

e

Електроліз лугів:

на катоді: Na+ +

→ Na0

на катоді: K+ +

→ K0

e

e

на аноді: 4OH− − 4

→ 2H2 O + O2

на аноді: 4OH− − 4

→ 2H2 O + O2

e

e

Активні, сильні відновники

1) Взаємодія з простими речовинами:

2Na + H2 → 2NaH

2K + H2 → 2KH

2Na + Cl2 → 2NaCl

2K + Cl2 → 2KCl

5. Хімічні власти-

2Na + S → Na2 S

2K + S → K2 S

вості

2) активна взаємодія з водою з утворенням лугів:

2Na + 2H2 O → 2NaOH + H2 ↑

2K + 2H2 O → 2KOH + H2 ↑

3) бурхлива реакція з кислотами:

2Na + 2HCl → 2NaCl + H2 ↑

2K + 2HCl → 2KCl + H2 ↑

— Каталізатор у багатьох

ор-

— Добування калій пероксиду, який за-

ганічних синтезах

стосовують на космічних кораблях

— Відновник при добуванні де-

і підводних човнах для поглинання вуг-

6. Застосування

яких тугоплавких металів

лекислого газу та регенерації кисню;

— У вигляді сплаву з калієм ви-

— Використовується в органічному син-

користовується як охолоджу-

тезі

вач у ядерних реакторах

98

Розділ II

+13Al 2

e

; 8

e

; 3

e

1s22s22p63s23p13d0

1. Особливості

В атомі Алюмінію легко відбувається розпарювання 3s2-електронів, і один

електрон переходить на 3р-орбіталь:

будови атома

1s2

2s2

3p1

3d0

ÇÈ

ÇÈ

È

2. Фізичні

Сріблясто-білий метал, пластичний, не дуже твердий, має гарну електро-

провідність, окиснюється на повітрі, причому оксидна плівка, що утворилася

властивості

на його поверхні, оберігає метал від подальшого окиснення

3. Розповсюджен-

Найпоширеніший у природі метал (у земній корі складає близько 8 %). Най-

важливіші природні сполуки алюмінію — боксит, Al2 O3 nH2 O ,

ня в природі

корунд Al2 O3

, каолініт Al2 O3 2SiO2 2H2 O

4. Добування

У промисловості алюміній добувають із бокситів електрохімічним методом

1) взаємодія з простими речовинами:

4Al + 3O2 → 2Al2 O3

алюміній оксид

2Al + 3Br2 → 2AlBr3

алюміній бромід

4Al + 3C → Al4 C3

алюміній карбід

2Al + 3S → Al2 S3

алюміній сульфід

2Al + N2 → 2AlN алюміній нітрид

2) взаємодія з кислотами:

5. Хімічні

2Al + 6HCl → AlCl3 + 3H2 ↑

2Al + 3H2 SO4 (розб.) → Al2 (SO4 )3 + 3H2 ↑

властивості

3) розчиняється у водних розчинах усіх лугів:

2KOH + 2Al + 6H2 O → 2K

Al(OH)4

+ 3H2 ↑

калій

тетрагідроксоалюмінат

— Виготовлення фольги, яку використовують у радіотехніці та для упаковки

6. Застосування

харчових продуктів;

— добування чавунних і сталевих виробів з метою запобігання корозії;

— виробництво різних сплавів

Тема 4. Загальні відомості про метали

99

на катоді: Al3+ + 3

→ Al0

e

на аноді: 2Al3− − 6

→ Al2 O3 + 3O

e

O + O → O2

Анод

Застигший боксит

100

Розділ II