Реферат Курсовая Конспект
Bi, Cu, Hg, Ag, Pd, Pt, Au - раздел Химия, ЗАГАЛЬНІ ТА ЕЛЕКТРОХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ МЕТАЛІВ Електрохімічний Ряд Напруг Характеризує Властивості Металів У Водних Розчинах...
|
Електрохімічний ряд напруг характеризує властивості металів у водних розчинах:
• Чим меншим є електродний потенціал металу, тим легше він
окиснюється і тим важче відновлюються його катіони у водних
розчинах.
• Метали, що мають негативні значення електродного потенціалу,
тобто стоять у ряду напруг до водню, здатні витісняти його
із розведених розчинів кислот (HCl. H2SO4(розб.), СH3COOH, H3PO4) .
• Кожен метал здатний витісняти (відновлювати) з розчинів солей ті метали, які мають більш високе значення електродного потенціалу.
Активні метали взаємодіють з водою за кімнатної температури, метали середньої активності — при нагріванні, малоактивні метали (Cu, Ag, Au, Pt) з водою не взаємодіють.
K, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Fe, Ті | Cu, Hg, Ag, Pt, Au | |
Витісняють водень Ео(Меn+/Me) < -0,41В | Не взаємодіють | |
За звичайної температури | За високих температур | |
2Na + 2H2O → 2NaOH + H2
Zn + H2O ZnO + H2
Метали взаємодіють з кислотами з утворенням солей, але в залежності від активності металу, природи та концентрації кислоти продукти відновлення кислоти можуть бути різними.
Метали, що стоять у ряді напруг до водню (крім свинцю), витісняють останній із таких кислот, як H3PO4, HCN, CH3COOH, HCl, HBr, HI, H2SO4(розб.) за загальною схемою
K, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Fe, Ni, Sn | Pb, Cu, Hg, Ag, Pt, Au |
H2+сіль | Не взаємодіють |
Zn+2HCl=ZnCl2+ H2
Mg + H2SO4(розб.) = MgSO4 + H2
Свинець не взаємодіє з галогеноводневими кислотами і H2SO4(розб.) тому, що на поверхні металу утворюються нерозчинні плівки: PbCl2, PbBr2,. PbI2, PbSO4.
Із концентрованою H2SO4 метали взаємодіють за схемою:
K, Na, Mg, | Al | Mn, Zn | Fe | Ni, Sn, Pb, Cu, Ag | Pt, Au |
H2S+сіль+H2O | S+сіль + +H2O | SО2+сіль+H2O | Не взаємо-діють |
4Mg+5H2SO4® 4MgSO4+H2S+4H2O
3Zn+4H2SO4® 3ZnSO4+S+4H2O
Pb+3H2SO4®Pb(НSO4)2+SО2+2H2O
Алюміній і залізо за звичайних умов не взаємодіють із концентрованою сульфатною кислотою, тому що на поверхні цих металів утворюються щільні оксидні плівкиAl2O3, Fe2O3.
При сильному нагріванні алюміній і залізо взаємодіють із концентрованою H2SO4 за схемою:
2Fe+6H2SO4®Fe2(SO4)3+3SО2+6H2O
2Al+4H2SO4®Al2(SO4)3+S+4H2O
Розглядаючи взаємодію металів з нітратною кислотою необхідно пам’ятати:
Процеси, що при цьому протікають і продукти відновлення Нітрогену можна представити такою схемою:
Процес | |||
Продукт | NO2 | NO | |
Процес | |||
Продукт | N2O | N2 | NH3 NH4NO3 |
Ag + 2HNO3(конц) –> AgNO3 + NO2 + H2O
3Ag + 4HNO3(розб) –> 3AgNO3 + NO + 2H2O
4Zn + 10HNO3(розб) –> 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O
Деякі метали (Zn. Be, Al, Cr, Pb, Sn, Sb), що утворюють амфотерні гідроксиди, розчиняються в водних розчинах лугів, або взаємодіють з лугами при сплавлянні:
§ в розчинах
Zn+2NaOH+2H2O=Na2[Zn(OH)4]+H2
2Al+6NaOH+6H2O=2Na3[Al(OH)6]+3H2
§ при сплавленні
2NaOH+ Zn=Na2ZnO2+H2
6NaOH+2 Al=2Na3AlO3+3H2
Метали взаємодіють з розчинами солей менш активних металів:
Zn+CuSO4 → ZnSO4 + Cu.
Активні метали ( Mg, Al, Na ) взаємодіють з оксидами металів:
Алюміній широко використовують у промисловості для добування багатьох металів з їхніх оксидів (алюмінотермія).
Сплави. У розплавлених металах можуть розчинятися інші метали, складні речовини та неметали. Під час охолодження таких розчинів утворюються сплави. Сплави, як і метали, у твердому стані мають кристалічну будову. Під час кристалізації деяких сплавів утворюються хімічні сполуки. Кристали інших сплавів складаються з атомів вихідних металів, які хімічно не зв'язані один з одним (тверді розчини).
У світі для потреб техніки виробляється 75 металів і близько 1500 різних сплавів. Наприклад, чавун — це залізовуглецевий сплав, у якому масова частка вуглецю понад 2.14%. Сталь — залізовуглецевий сплав з масовою часткою вуглецю меншою за 2.14%. Дюралюміній містить 95% Al, 4%Cu, 0.5%Mg і 0.5%Мn.
Властивості сплавів відрізняються від властивостей компонентів сплаву. Температура плавлення сплаву, як правило, нижча за температуру плавлення найбільш легкоплавкого його компонента, а твердість вища, ніж твердість складових частин сплаву. Особливо сильно зростає твердість сплаву, якщо під час сплавлення утворюються хімічні сполуки металів. Високою твердістю характеризуються сплави, що містять тверді розчини. Низькі температури плавлення, висока твердість надають сплавам більшої цінності для сучасної техніки, ніж цінність металів, з яких їх виготовляють.
Поширення у природі й одержання металів. У земних умовах більшість металів є стійкими в окисленому вигляді. У вільному стані в земній корі трапляються лише метали, які в ряду стандартних електродних потенціалів знаходяться праворуч від водню - Cu, Hg, Ag, Аu, Pt Переважно в природі метали існують у вигляді сполук — оксидів, сульфідів, сульфатів, хлоридів, карбонатів, фосфатів і нітратів.
Усі промислові способи одержання металів основані на окисно-відновних реакціях. У процесі добування металів їх переводять з хімічних сполук у нейтральні атоми.
В залежності від умов ведення процесів розрізняють піро-, гідро- та електрометалургійні способи добування металів.
Пірометалургія об'єднує хімічні способи відновлення металів їх сполук за високих температур. Для відновлення використовую вугілля, точніше, кокс - найбільш доступний та економічно вигідний відновник, оксид карбону(ІІ), водень, активні метали.
Гідрометалургія - вилучення металів з їх сполук у водних розчинах та збагачення руд різних металів із застосуванням води. Гідрометалургійні прийоми широко застосовують при добуванні золота, срібла, індію, кадмію, урану та багатьох інших металів. Наприклад:
CdSO4 + Zn = ZnSO4 + Cd.
Електрометалургія - добування металів за допомогою електричнoго струму (електролізом). Самі активні метали - від літію до мангану - добувають електролізом розплавів (електротермія), менш активні метали Zn, Ni, Cr, Sn, Cu та ін. - електролізом водних розчинів їх солей (гідроелектрометалургія). Електроліз застосовують також для нанесення декоративних і захисних металічних покриттів, для очищення (рафінування) багатьох металів від домішок тощо
– Конец работы –
Эта тема принадлежит разделу:
КРИВОРІЗЬКИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ... КАФЕДРА ХІМІЇ...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Bi, Cu, Hg, Ag, Pd, Pt, Au
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов