24. Окислительно-восстановительные реакции с участием металлов. Взаимодействие металлов с кислотами.

С кислотами могут реагировать металлы, способные вытеснить атомы водорода из молекулы кислоты, т. е. стоящие в РСЭП (Электрохимический ряд активности металлов или ряд стандартных электронных потенциалов). Принято, чтобы металлы взаимодействовали с растворами кислот, однако большинство стоящих до водорода металлов бурно реагируют с водой.

Взаимодействие всех кислот, кроме азотной и серной, с металлами, стоящими в РСЭП до водорода:

Происходит реакция замещения, которая также является окислительно-восстановительной:

Mg+2HCl=MgCl2+H2↑

2Al+3H2CO3=Al2(CO3)3+3H2↑

[править]

Взаимодействие серной кислоты H2SO4 с этими металлами:

Кислота очень разбавлена:

Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑

Концентрация кислоты повышается для каждого из уравнения относительно предыдущего:

Mg+2H2SO4=MgSO4+SO2↑+2H2O

3Mg+4H2SO4=3MgSO4+S+4H2O

4Mg+5H2SO4=4MgSO4+4H2S+H2O

[править]

Реакции для азотной кислоты (HNO3):

4Mg+10HNO3=4Mg(NO3)2+N2O↑+5H2O

5Mg+12HNO3=5Mg(NO3)2+N2↑+6H2O

В первом случае кислота менее концентрирована, чем во втором.

25. Дисперсные системы и их классификации. Коллоидные растворы.

Диспе́рсная систе́ма — это образования из двух или более числа фаз (тел), которые совершенно или практически не смешиваются и не реагируют друг с другом химически. Первое из веществ (дисперсная фаза) мелко распределено во втором (дисперсионная среда). Если фаз несколько, их можно отделить друг от друга физическим способом (центрифугировать, сепарировать и т. д.).

Обычно дисперсные системы — это коллоидные растворы, золи. К дисперсным системам относят также случай твёрдой дисперсной среды, в которой находится дисперсная фаза.

Диспе́ргатор РПГ- это аппарат, позволяющий диспергировать и получить коллоидный раствор двух и более практически несмешиваемых веществ. Обычно бывают рециркуляционного, встроенного и погружного типа.

Раствор — однофазная система переменного состава, состоящая из двух или более компонентов. Растворы — гомогенные (однородные) системы, то есть каждый из компонентов распределён в массе другого в виде молекул, атомов или ионов[1].

Коллоидные и ионные растворы (изучением коллоидных систем занимается коллоидная химия) отличаются главным образом размерами частиц.

В ионных растворах размер частиц менее 1×10−9 м, частицы в таких растворах невозможно обнаружить оптическими методами; в то время как в коллоидных растворах размер частиц 1×10−9 м — 5×10−7 м, частицы в таких растворах можно обнаружить при помощи ультрамикроскопа (см. эффект Тиндаля).

26. Химические свойства материалов, применяемых в металлургии.

Химические свойства металлов

В химическом отношении все металлы характеризуются сравнительной легкостью отдачи валентных электронов и способностью образовывать положительно заряженные ионы. Следовательно, металлы в свободном состоянии являются восстановителями.

Восстановительная способность различных металлов неодинакова и определяется положением в электрохимическом ряду напряжения металлов:

Li K Rb Cs Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Cr Fe Ni Sn Pb Cu Hg Ag Pt Ag Pt Au

Металлы размещены в порядке убывания их восстановительных свойств и усиления окислительных свойств их ионов. Этот ряд характеризует химическую активность металлов только в окислительно-восстановительных реакциях, протекающих в водной среде.

Характерными свойствами для металлов являются следующие:

Восстановление неметаллов Реакции с галогенами и кислородом воздуха протекают с различными скоростями и при различных температурах с разными металлами. Так, щелочные металлы легко окисляются кислородом воздуха и взаимодействуют с простыми веществами, железо и медь взаимодействуют с простыми веществами только при нагревании, золото и платиновые металлы не окисляются вообще. Многие металлы образуют на поверхности оксидную пленку, которая защищает их от дальнейшего окисления.

2Мg + О2 = 2МgО

4Аl + ЗО2 = 2А12О3

2К + Сl2 = 2КСl

Менее энергично металлы взаимодействуют с серой:

Сu + S = СuS

Fе + S = FеS

Трудно вступают в реакцию с азотом и фосфором:

ЗМg + N2 = Мg3N2 (нитрид магния)

ЗСа + 2Р = Са3Р2 (фосфид кальция)

Активные металлы взаимодействуют с водородом:

Са + Н2 = СаН2 (гидрид кальция)

Взаимодействие с водой

Активные металлы (щелочные металлы) взаимодействуют с водой при обычных условиях с образованием гидроксидов и выделением водорода:

2Nа + 2Н2О == 2NаОН + Н2

Са + 2Н2О = Са(ОН)2 + Н2

2Аl + 6Н2O = 2Аl(ОН)3 + ЗН2