Медь какова температура плавления и температура кипения вещества: Какова температура плавления железа

alexxlab | 14.11.1996 | 0 | Разное

Содержание

Какова температура плавления железа

Железо – первый по значимости и распространенности конструкционный материал. Известен он с глубокой древности, а свойства его таковы, что когда железо научились выплавлять в значимом количестве, металл вытеснил все остальные сплавы. Наступил век железа и, судя по области его применения, время это закончится нескоро. Данная статья расскажет вам, какова удельная плотность железа, какая у него температура плавления в чистом виде.

Состав и структура железа

Железо – типичный металл, причем химически активный. Вещество вступает в реакцию при нормальной температуре, а нагрев или повышение влажности значительно увеличивают его реакционноспособность. Железо корродирует на воздухе, горит в атмосфере чистого кислорода, а в виде мелкой пыли способно воспламениться и на воздухе.

Чистому железу присуща ковкость, однако в таком виде металл встречается очень редко. На деле под железом подразумевают сплав с небольшими долями примесей – до 0,8%, которому присущи мягкость и ковкость чистого вещества. Значение для народного хозяйства имеет сплавы с углеродом – сталь, чугун, нержавеющая сталь.

Железу присущ полиморфизм: выделяют целых 4 модификации, отличающиеся структурой и параметрами решетки:

  • α-Fe – существует от нуля до +769 С. Имеет объемно-центрированную кубическую решетку и является ферромагнетиком, то есть, сохраняет намагниченность в отсутствие внешнего магнитного поля. +769 С – точки Кюри для металла;
  • от +769 до +917 С появляется β-Fe. От α-фазы она отличается лишь параметрами решетки. Практически все физические свойства при этом сохраняются за исключением магнитных: железо становится парамагнетиком, то есть, способность намагничиваться оно утрачивает и втягивается в магнитное поле. Металловедение β-фазу как отдельную модификацию не рассматривает. Поскольку переход не влияет на значимые физические характеристики;
  • в диапазоне от 917 до 1394 С существует γ-модификация, которой присуща гранецентрированная кубическая решетка;
  • при температуре выше +1394 С появляется δ-фаза, для которой характерна объемно-центрированная кубическая решетка.

Температура фазовых переходов заметно изменяется при легировании тем же углеродом. Собственно, сама способность железа образовать столько модификаций служит основой обработки стали в разных температурных режимах. Без таких переходов металл не получил бы столь широкого распространения.

Теперь настал черед свойств металла железа.

О структуре железа рассказывает этот видеосюжет:

Железо – достаточно легкий, умеренно тугоплавкий металл, серебристо-серого цвета. Легко реагирует с разбавленными кислотами и поэтому считается элементом средней активности. На воздухе – сухом, металл постепенно покрывается пленкой оксида, которая препятствует дальнейшей реакции.

Но при самой небольшой влажности вместо пленки появляется ржавчина – рыхлая и неоднородная по составу. Ржавчина дальнейшей коррозии железа не препятствует. Однако физические свойства металла, а, главное, его сплавов с углеродом таковы, что, несмотря на низкую коррозийную стойкость, использование железа более чем оправдано.

Далее вы узнаете, чему равна плотность железа (в кг на м3) в сравнении, например, с медью или алюминием.

Масса и плотность

Молекулярная масса железа составляет 55,8, что указывает на относительную легкость вещества. А какая же у железа плотность? Такой показатель определяется фазовой модификацией:

  • α-Fe – 7,87 г/куб. см при 20 С, и 7,67 г/куб. см при 600 С;
  • γ-фаза отличается еще более низкой плотностью – 7,59 г/куб см при 1000С;
  • плотность δ-фазы составляет 7,409 г/куб см.

С повышением температуры плотность железа закономерно падает.

А теперь давайте узнаем, какова температура плавления железа по Цельсию, сравнивая ее, например, с медью или чугуном.

Температурный диапазон

Металл относится к умеренно тугоплавким, что означает сравнительно невысокую температуру изменения агрегатного состояния:

Благодаря тому, что температура плавления меди достаточно невысокая, этот металл стал одним из первых, которые древние люди начали использовать для изготовления различных инструментов, посуды, украшений и оружия. Самородки меди или медную руду можно было расплавить на костре, что, собственно, и делали наши далекие предки.

Несмотря на активное применение человечеством с древних времен, медь не является самым распространенным природным металлом. В этом отношении она значительно уступает остальным элементам и занимает в их ряду только 23-е место.

Как плавили медь наши предки

Благодаря невысокой температуре , составляющей 1083 градуса Цельсия, наши далекие предки не только успешно получали из руды чистый металл, но и изготавливали различные сплавы на его основе. Чтобы получить такие сплавы, медь нагревали и доводили до жидкого расплавленного состояния. Затем в такой расплав просто добавляли олово или выполняли его восстановление на поверхности расплавленной меди, для чего использовалась оловосодержащая руда (касситерит). По такой технологии получали бронзу – сплав, обладающий высокой прочностью, который использовали для изготовления оружия.

Какие процессы происходят при плавлении меди

Что характерно, температуры плавления меди и сплавов, полученных на ее основе, отличаются. При , имеющего меньшую температуру плавления, получают бронзу с температурой плавления 930–1140 градусов Цельсия. А сплав меди с цинком (латунь) плавится при 900–10500 Цельсия.

Во всех металлах в процессе плавления происходят одинаковые процессы. При получении достаточного количества теплоты при нагревании кристаллическая решетка металла начинает разрушаться. В тот момент, когда он переходит в расплавленное состояние, его температура не повышается, хотя процесс передачи ему теплоты при помощи нагрева не прекращается. Температура металла начинает вновь повышаться только тогда, когда он весь перейдет в расплавленное состояние.

При охлаждении происходит противоположный процесс: сначала температура резко снижается, затем на некоторое время останавливается на постоянной отметке. После того, как весь металл перейдет в твердую фазу, температура снова начинает снижаться до полного его остывания.

Как плавление, так и обратная кристаллизация меди, связаны с параметром удельной теплоты. Данный параметр характеризует удельное количество теплоты, которая требуется для того, чтобы перевести металл из твердого состояния в жидкое. При кристаллизации металла такой параметр характеризует количество теплоты, которое он отдает при остывании.

Более подробно узнать о плавлении меди помогает фазовая диаграмма, показывающая зависимость состояния металла от температуры. Такие диаграммы, которые можно составить для любых металлов, помогают изучать их свойства, определять температуры, при которых они кардинально меняют свои свойства и текущее состояние.

Кроме температуры плавления, у меди есть и температура кипения, при которой расплавленный металл начинает выделять пузырьки, наполненные газом. На самом деле никакого кипения меди не происходит, просто этот процесс внешне очень его напоминает. Довести до такого состояния ее можно, если нагреть до температуры 2560 градусов.

Как понятно из всего вышесказанного, именно невысокую температуру плавления меди можно назвать одной из основных причин того, что сегодня мы можем использовать этот металл, обладающий многими уникальными характеристиками.

Сегодня медь является одним из самых востребованных металлов. Высокий спрос объясняется отличительными характеристиками, присущими этому металлу. Медь проводит электроток лучше любых других металлов, кроме серебра, благодаря этому ее используют в производстве кабелей и электропроводов. Температура плавления меди не высокая, металл пластичный и легко поддается обработке, благодаря этому качеству стало возможным ее применение в строительстве в качестве водопроводных тр. Этот металл имеет высокое сопротивление к внешним раздражающим факторам, поэтому долговечен и может быть использован несколько раз, после переплавки. Это качество меди высоко ценят экологи, поскольку при повторной обработке металла тратится значительно меньшее количество энергии, чем при добыче и обработки руды, к тому же сохраняются земные недра. Добыча медной руды не проходит бесследно, на месте отработанных рудников появляются токсичные озера, наиболее известное во всем мире такое озеро – Беркли-Пит в штате Монтана в США.

Необходимая температура для плавления меди

Медь не является легкоплавким металлом

Люди нашли применение меди еще в древние времена, тогда ее добывали в виде самородков. Ввиду низкой температуры, необходимой для осуществления процесса плавления ее стали широко применять для изготовления орудий труда и охоты, самородки можно плавить на костре. В наши дни технология получения металла мало чем отличается от придуманной в древние времена, совершенствуются лишь печи, увеличена скорость обжига и объемы обработки. Здесь возникает уместный вопрос — какая температура плавления меди? Ответ на него можно найти в любом учебнике по физике и химии – медь начинает плавиться при температуре нагрева до 1083 о С.

Кипение меди уменьшает ее прочность

В процессе термического воздействия на металл происходит разрушение его кристаллической решетки, это достигается при определенной температуре, которая в течение некоторого времени остается постоянной. В этот момент и происходит плавка металла. Когда процесс разрушения кристаллов полностью завершен, температура металла снова начинает подниматься, и он переходит в жидкую форму и начинает кипеть. Температура плавления меди значительно ниже, чем та, при которой металл кипит. Процесс кипения начинается с появлением пузырьков, по аналогии с водой. На этом этапе любой металл, в том числе и медь, начинает терять свои характеристики, в основном это отражается на прочности и упругости. Температура кипения меди составляет 2560 о С. Во время остывания металла происходит похожая картина, как и при нагреве – сначала температура опускается до определенного градуса, в этот момент происходит затвердевание, которое длится некоторое время, затем продолжается остывание до обычного состояния.

Любой нагрев меди влечет за собой изменение ее характеристик, наиболее значимой является величина ее удельного сопротивления. Медь является проводником электрического тока, при этом металл оказывает сопротивление движению носителям заряда. Отношение площади сечения проводника к оказываемому движению и называется удельным сопротивлением.

Так вот, эта величина для чистой меди составляет 0,0172 ОМ мм 2 /м при 20 о С. Этот показатель может измениться после термической обработки, а также вследствие добавления в состав различных примесей и добавок. Здесь наблюдается обратная зависимость сопротивления меди от температуры – чем выше была температура обработки металла, тем ниже будет ее сопротивление электрическому току. Для обеспечения наилучших электролитических характеристик медной проволоки, ее обрабатывают при 500 о С.

Во время термической обработки можно не только придавать металлу нужную форму и размер, но и создавать различные сплавы. Самыми распространёнными медными сплавами является бронза и латунь. Бронза получается путем смешивания меди с оловом, а латунь – с цинком. Добавление алюминия и стали увеличивает прочность материала, а добавление никеля повышает антикоррозийные свойства. Но стоит заметить, что любая примесь снижает главное свойство – электропроводность, поэтому для изготовления жил электрокабеля используют чистый состав металла.

Отжиг меди

Под отжигом меди следует понимать процесс ее нагрева с целью дальнейшей обработки и приданию необходимых форм изделию. В ходе отжига металл становится более пластичным и мягким, поддающимся различным трансформациям. При отжиге меди температура достигает 550 о С, она приобретает темно-красный оттенок. После нагрева желательно быстро производить ковку и оправлять изделие на охлаждение.

Если подвергать материал медленному, естественному охлаждению, то возможно образование наклепа, поэтому чаще применяют мгновенное охлаждение путем помещения заготовки в холодную воду. Если превысить допустимую величину нагрева, металл может стать более хрупким и ломким.

Во время отжига осуществляется процесс рекристаллизации меди, в ходе которого образуются новые зерна или кристаллы металла, которые не искажены решеткой и отделены от прежних зерен угловыми границами. Новые зерна по размеру могут сильно отличаться от предшественников, при их образовании высвобождается большое количество энергии, увеличивается плотность и появляется наклеп. Рекристаллизация осуществляется только после деформации изделия, и только после достижения ее определенного уровня. Для меди критический уровень деформации составляет 5%, если он не достигнут процесс формирования новых зерен не начнется. Температура рекристаллизации меди составляет 270 о С. Следует отметить, что при этой температуре процесс роста кристаллов только начинается, но он достаточно медленный, поэтому для достижения необходимого результата медь необходимо нагреть до 500 о С, тогда времени для остывания хватит для завершения процесса рекристаллизации.

Видео: Плавление меди в микроволновке

Предметы из меди, а также различные изделия, в состав которых она входит, получили широкое распространение в бытовых условиях. Поэтому многие задаются вполне стандартным вопросом: «Как расплавить медь самостоятельно?»

Имея представление о такой технологии, люди научились изготавливать разные предметы из чистого металла, а также получаемых из него сплавов – бронзы и латуни.

Плавление – это процесс, характеризующий постепенный переход металла из стандартного твердого состояния в жидкую консистенцию. Каждому металлическому соединению или металлу в чистом виде свойственная своя температура, под воздействием которой он начинает плавиться.

Немаловажным фактором в данном случае является то, какие примеси входят в состав расплавляемого соединения.

Так, медь начинает плавиться при температуре 1083 градусов по Цельсию. Если к ней добавить олово, то температура плавления снизится и составит примерно 930-1140 градусов по Цельсию.

В данном случае такое колебание обусловлено количеством олова, входящего в сплав. Соединение из меди и цинка плавится при еще более низкой температуре – 900-1050 градусов. Нагревание любых металлов связано с постепенным разрушением решетки, образованной из множества кристаллов.

С нагреванием температура плавления поднимается до максимально необходимой отметки, затем ее рост останавливается и сохраняется на достигнутом уровне до того момента, пока не расплавится весь металл, после чего начинает снижаться.

Остывание – обратный процесс изменения температуры. По мере охлаждения она падает и «замирает» на определенном уровне до тех пор, пока металл полностью не затвердеет.

Медь, разогретая до максимально возможной отметки, закипает при температуре, достигшей отметки в 2560 градусов. По внешнему виду ее кипение схоже с кипением любых жидких веществ, на поверхности которых по мере нагревания появляются пузырьки, и выделяется газ. Так, из меди в процессе кипения выходит углерод, образовавшийся в результате окисления и ее тесного контакта с воздухом.

Технология плавления меди получила широкое применение с древних времен, когда люди с помощью костра расплавляли металл для изготовления стрел, наконечников и другого оружия, и предметов быта.

Плавка меди в домашних условиях также возможна. Для этого понадобятся:

  • Тигель, где будет плавиться медь, и щипцы, необходимые для того, чтобы извлечь тигель из печи или снять его с огня.
  • Древесный уголь.
  • Муфельная печь (лучше, если в ней будет регулироваться температура нагрева).
  • Горн.
  • Обычный пылесос.
  • Форма, в которую выливается расплавленная жидкость.
  • Крюк, изготовленный из стальной проволоки.
  • Газовая горелка, если нет муфельной печи.

Алгоритм плавления включает несколько поэтапных шагов:

  1. Металл измельчить и пересыпать в тигель . Причем чем более мелкие фрагменты будут, тем скорее он достигнет расплавленного состояния. Тигель поставить в печь, раскаленную до максимально высокой температуры, необходимой для начала процесса плавления (здесь кстати придется регулятор температур). Во многих муфельных печах на двери вырезано окошко. Через него можно безопасно осуществлять наблюдение за процессом.
  2. По достижении медью жидкого окончательно расплавленного состояния, тигель с помощью щипцов нужно постараться как можно аккуратнее и скорее вынуть из печи . На поверхности жидкого вещества будет образована пленка, ее подвинуть к краю тигля, используя крюк из проволоки. Очищенный от пленки металл максимально быстро перелить в заранее подготовленную форму.
  3. Если муфельная печь отсутствует, осуществить плавку меди можно с применением обычной газовой горелки . Но тогда медь будет находиться в тесном контакте с воздухом, а сам процесс окисления пройдет значительно быстрее. Поэтому для предотвращения образования толстой пленки на поверхности металла, медь, когда она достигнет жидкого состояния, присыпают растолченным древесным углем.
  4. Расплавить медь и ее сплавы можно также с помощью горна . Для этого древесный уголь нужно хорошо раскалить и поместить на него тигель с металлом (предварительно измельчить медь). Для ускорения нагревательного процесса на уголь направить пылесос, включенный на режиме выдувания. Особое внимание стоит уделить наконечнику трубы. Она должна быть металлической, поскольку пластик расплавится под воздействием высокой температуры.

У чистой меди, в состав которой не входят другие соединения, достаточно плохая текучесть. Поэтому делать из нее сложное литье или мелкие детали не рекомендуется.

Тогда стоит использовать сплавы. Например, латунь, оттенок которой светлее остальных. Это говорит о том, что для ее плавления нужны менее высокие температуры.

Температура плавления латуни, бронзы и меди примерно одинаковая. Во всяком случае значения этой характеристики для всех трех данных цветных металлов находятся в одном узком диапазоне температур. Это обусловлено тем, что бронза и латунь являются сплавами меди, свойства которой в значительной степени влияют на их физические характеристики.

Для твердых кристаллических материалов, к коим относятся и металлы, состоящие из чистого (без примесей) вещества, температурой плавления является такой показатель их нагревания, при котором они переходят в другое состояние – жидкое. Причем при этой же температуре чистые вещества (металлы) и застывают. То есть для них такой показатель нагрева является температурой одновременно и плавления, и кристаллизации. А сами металлы, нагретые до температуры их плавления, могут находиться не только в жидком, но и твердом состоянии. Это зависит от того, продолжить подводить к ним дополнительное тепло или дать начать остывать.

Вообще, по достижении температуры плавления чистое вещество сначала все еще остается твердым. Если продолжить нагрев, то оно станет жидким. Но температура вещества не будет повышаться (меняться) до тех пор, пока оно все полностью не расплавится в рассматриваемой системе (изделии, теле). А когда расплавленное вещество остывает до температуры кристаллизации (плавления), то оно сначала все еще остается жидким. И только если начать дополнительное отведение от него тепла, тогда оно станет переходить в кристаллическое твердое состояние (застывать). Но температура вещества, опять же, не будет меняться (понижаться), пока оно полностью не затвердеет.

У смесей веществ (в том числе и у различных сплавов металлов) нет температуры плавления/кристаллизации. Они совершают переход из одного состояния в другое (из твердого в жидкое и обратно) в некотором определенном интервале степени своего нагрева, граничные значения диапазона которого имеют соответствующее название. Температуру, при которой смеси веществ и сплавы металлов начинают переходить в жидкую фазу (или полностью затвердевают), называют “точкой солидуса”. Степень нагрева, при котором происходит полное расплавление (или начинается кристаллизация при остывании), называют “точкой ликвидуса”. Но в обиходе чаще говорят: температура солидуса и ликвидуса.

Точно замерить эти температуры как для смесей веществ, так и для сплавов металлов невозможно. Их определяют по специальным расчетным методикам, в которых учитывается точное процентное соотношение в смеси каждого элемента и ряд других параметров.

То есть относительно рассматриваемых металлов можно сделать следующие выводы. Температура плавления есть . Причем, только у чистой. У всех остальных металлов (латуни, бронзы и различных марок меди) ее нет, а есть температуры солидус и ликвидус. Для латуни и бронзы это так, потому что они являются сплавами меди, в которых в зависимости от марки добавлены различные легирующие добавки (другие металлы или иные вещества) и еще есть какие-то примеси. А производимые металлургической промышленностью для различных нужд имеют такие характеристики плавления, так как они тоже производятся легированными и с примесями. Чистую медь изготавливать нецелесообразно, и она уступает по своим характеристикам, требуемым для народного и промышленного ее использования, свойствам выпускаемых из нее марок.

Температура плавления металлов

Очевидно, что величина температуры ликвидус рассматриваемых металлов будет зависеть от их химического состава. В первую очередь от процентного содержания меди, так как ее в них всегда больше 50 %. И, соответственно, точка ликвидус марок этих металлов будет тем ближе к температуре плавления самой меди, чем ее больше в сплаве. А легирующие металлы или другие вещества и примеси, в зависимости от своего процентного содержания и температуры плавления, будут вносить соответствующую корректировку в сторону понижения либо повышения точки ликвидус у марок меди, бронзы и латуни. Понижать, если своя температура плавления ниже, чем у меди, и повышать, когда выше.

Так, ознакомившись, можно самому догадаться, в какую сторону будет отличаться у них точка ликвидус от температуры плавления чистой меди. Сам подскажет его влияние на эту и другие характеристики данного сплава. А даст возможность судить об отклонениях ее точки ликвидус от температуры плавления меди. С марками меди то же самое, но влияние легирующих добавок и примесей на их точку ликвидус будет рассмотрено отдельно ниже.

Температура плавления чистой меди – 1084,5 °C. А выпускаемые марки меди содержат ничтожно малое по отношению к самому этому металлу количество других веществ. Такое, что даже легирующие элементы, как, например, серебро и никель, наравне с прочими “случайными” веществами, относят в составе марок меди к примесям. Самого этого металла – от 99,93 до 99,99 %. И поэтому точки солидус и ликвидус выпускаемых марок меди очень близки к температуре плавления самого этого металла. Температуры полного расплавления в зависимости от марки: меди – 1083–1084 °C, латуни – 880–1050 °C, а бронзы – 900–1140 °C.

Изделия из меди

Температурные главным образом зависят от содержания меди и гораздо менее тугоплавкого цинка, являющегося в латунных сплавах основным легирующим элементом. А относительно бронзы следует отметить, что ее так называемые оловянные марки, с легированием оловом, полностью плавятся при температуре 900–950 °C, а не содержащие этот металл, безоловянные – при 950–1140 °C.

Прям совсем уж в домашних условиях плавить эти металлы, да еще потом и отливать из них какие-то заготовки, а тем более изделия, не получится. Надо будет сначала предварительно соответствующим образом подготовить подходящее помещение, обзавестись необходимым оборудованием и инструментом или смастерить самому что-то из требуемого для плавки и литья оснащения. И, разумеется, желательно поточнее выяснить характеристики сплава, с которым предполагается работать. А именно, его состав и температуру ликвидус.

Плавление в домашних условиях

А какие именно необходимо создать условия для работы, подготовить оборудование, оснащение и инструменты, а также технология плавки и литья перечислены и описаны в одной из публикаций сайта. Это статья: . Так как у этого сплава и у марок меди с латунью точки ликвидус близки по своим значениям, а другие свойства, влияющие на процессы плавки и литья, относительно сопоставимы, то и вся технология в кустарных условий для этих металлов идентична. То есть для меди и латуни можно воспользоваться инструкциями-рекомендациями по плавке бронзы из этой статьи.

Железом человек начал владеть (ковать, плавить) спустя несколько тысячелетий после освоения работ с медью. Первое самородное железо в виде комков было найдено на Ближнем Востоке в 3000 году до нашей эры. А металлургия железа, по мнению специалистов, возникла в нескольких местах планеты, разные народы осваивали этот процесс в разное время. Благодаря этому железо как материал для изготовления орудий труда, охоты и войны вытеснило камень и бронзу.

Первые процессы изготовления железа назывались сыродутными. Суть заключалась в том, что в яму засыпалась железная руда с древесным углем, который разжигали и плотно закупоривали, оставляя дутьевое отверстие, через которое подавался свежий воздух для дутья. В процессе такого нагрева температура плавления железа, конечно, не могла быть достигнута, получалась размягченная масса (крица), в которой находился шлак (зола от топлива, окислы руды и породы).

Далее полученную крицу несколько раз проковывали, удаляя шлак и другие не нужные включения, этот трудоемкий процесс производился по несколько раз, в результате чего из общей массы до финишной операции доходила пятая часть. С изобретением водяного колеса появилась возможность подавать значительное количество воздуха. Благодаря такому дутью температура плавления железа стала достижимой, появился металл в жидком виде.

Этим металлом был чугун, который не ковался, но было замечено, что он хорошо заполняет форму. Это были первые опыты по чугунному литью, которое с некоторыми усовершенствованиями и изменениями дошло до наших дней. Со временем был найден способ переработки чугуна в сварочное железо. Куски чугуна загружались с древесным углем, в ходе этого процесса чугун размягчался, происходило окисление примесей, в том числе углерода. В результате чего металл становился густым, температура плавления железа повышалась, т.е. получалось сварочное железо.

Таким образом, металлурги того времени смогли разделить единый процесс на две ступени. Этот двухступенчатый процесс в самой идее сохранился до настоящего времени, изменения в большей степени касаются появлению процессов, происходящих на втором этапе. Чистое железо или металл, имеющий минимум примесей, практического применения почти не имеет. Температура плавления железа по диаграмме железо – углерод находится в точке А, что соответствует 1535 градусам.

Температура кипения железа наступает при достижении отметки 3200 градусов.

На открытом воздухе железо со временем покрывается оксидной пленкой, во влажной среде появляется рыхлый слой ржавчины. Железо с момента его появления и по сегодняшний день является одним из главных металлов. Используется железо, главным образом, в виде сплавов, которые различаются по свойствам и составу.

При какой температуре плавится железо, зависит от содержания углерода и других компонентов, входящих в состав сплава. Наибольшее применение имеют углеродистые сплавы – чугун и сталь. Сплавы, содержащие углерод более 2%, называют чугуном, менее 2% относятся к стали. Чугун получают в доменных печах, путем переплава обогащенных на аглофабрике руд.

Сталь выплавляют в мартеновских, электрических и индукционных печах, в конвертерах.

В качестве шихты применяется металлический лом и чугун. Путем окислительных процессов из шихты удаляется лишний углерод и вредные примеси, а добавки легирующих материалов позволяют получить нужную марку стали. Для получения стали и других сплавов современные металлургия использует технологии электрошлакового переплава, вакуумные, электронно-лучевые и плазменные плавки.

В разработке находятся новые методы плавления стали, предусматривающие автоматизацию процесса и обеспечивающие получение высококачественного металла.

Научные разработки достигли такого уровня, когда можно получать материалы, выдерживающие вакуум и большое давление, большие температурные перепады, агрессивную среду, радиационные излучения и т.п.

Температура плавления – это… Что такое Температура плавления?

Температу́ра плавле́ния и отвердева́ния — температура, при которой твёрдое кристаллическое тело совершает переход в жидкое состояние и наоборот. При температуре плавления вещество может находиться как в жидком, так и в твёрдом состоянии. При подведении дополнительного тепла вещество перейдёт в жидкое состояние, а температура не будет меняться, пока всё вещество в рассматриваемой системе не расплавится. При отведении лишнего тепла (охлаждении) вещество будет переходить в твёрдое состояние (застывать) и, пока оно не застынет полностью, температура не изменится.

Температура плавления/отвердевания и температура кипения/конденсации считаются важными физическими свойствами вещества. Температура отвердевания совпадает с температурой плавления только для чистого вещества.

На этом свойстве основаны специальные калибраторы термометров для высоких температур. Так как температура застывания чистого вещества, например, олова, стабильна, достаточно расплавить и ждать, пока расплав не начнёт кристаллизоваться. В это время, при условии хорошей теплоизоляции, температура застывающего слитка не меняется и в точности совпадает с эталонной температурой, указанной в справочниках.

Смеси веществ не имеют температуры плавления/отвердевания вовсе, и совершают переход в некотором диапазоне температур (температура появления жидкой фазы называется точкой солидуса, температура полного плавления — точкой ликвидуса). Поскольку точно измерить температуру плавления такого рода веществ нельзя, применяют специальные методы (ГОСТ 20287 и ASTM D 97). Но некоторые смеси (эвтектического состава) обладают определенной температурой плавления, как чистые вещества.

Аморфные (некристаллические) вещества, как правило, не обладают чёткой температурой плавления, с ростом температуры снижается вязкость таких веществ, и чем ниже вязкость, тем более жидким становится материал.

К примеру, обычное оконное стекло — это переохлаждённая жидкость. За несколько столетий становится видно, что при комнатной температуре стекло на окне сползает вниз под действием гравитации и становится внизу толще. При температуре 500—600 этот же эффект можно наблюдать уже в течение нескольких суток.

Поскольку при плавлении объём тела меняется незначительно, давление мало влияет на температуру плавления. Зависимость температуры фазового перехода (в том числе и плавления, и кипения) от давления для однокомпонентной системы даётся уравнением Клапейрона-Клаузиуса. Температуру плавления при нормальном атмосферном давлении (101 325 Па, или 760 мм ртутного столба) называют точкой плавления.

Температуры плавления некоторых важных веществ[1]:

веществотемпература
плавления
(°C)
гелий (при 2,5 МПа)−272,2 
водород−259,2 
кислород−218,8 
азот−210,0 
метан−182,5 
этиловый спирт−114,5 
хлор−101   
аммиак−77,7 
ртуть−38,87
водяной лёд0   
бензол+5,53
цезий+28,64
сахароза+185   
сахарин+225   
олово+231,93
свинец+327,5 
алюминий+660,1 
серебро+960,8 
золото+1063   
кремний+1415   
железо+1539   
титан+1668   
платина+1772   
цирконий+1852   
корунд+2050   
рутений+2334   
молибден+2622   
карбид кремния+2730   
осмий+3054   
оксид тория+3350   
вольфрам+3410   
углерод+3547   
карбид гафния+3960   
карбид тантала-гафния+4216   

Примечания

  1. Дрица М. Е., Будберг П. Б., Бурханов Г. С., Дриц А. М., Пановко В. М. Свойства элементов. — Металлургия, 1985. — С. 672 с.

Температура плавления меди

Историки предполагают, что первобытные люди находили медь в виде самородков, порой достигающих значительных размеров. Свое название на латинском языке медь (Cuprum) получила от острова Кипр, где ее добывали древние греки. Благодаря тому, что температура плавления меди не слишком высока и составляет 1083 °С, самородки или руду, содержащую медь, можно было плавить на костре. Это обеспечивало получение меди и позволяло использовать ее для изготовления оружия и предметов быта.

Несмотря на то, что медь широко применялась людьми еще с древних времен, по распространению в земной коре она занимает 23 место среди других элементов. Чаще всего она в природе встречается в виде соединений, входящих в состав сульфидных руд. Наиболее распространенные из них – медный блеск и медный колчедан. Существует несколько технологий получения меди из руды, причем по каждой из них процесс происходит в несколько этапов.

Как уже отмечалось, невысокая температура плавления меди позволяла успешно ее обрабатывать еще на самом начальном этапе развития цивилизации. И надо отдать должное древним металлургам, ими были найдены варианты получения и использования не только чистой меди, но и ее сплавов. Плавление – это переход металла из твердого состояния в жидкое. Для этого использовали нагрев, и низкая температура плавления меди позволяла успешно проводить подобную операцию.

Затем в жидкую медь добавляли олово или производили его восстановление из касситерита (руды, содержащей олово) на поверхности меди. В итоге получали бронзу, по прочности превосходящую Cuprum и применяемую для изготовления оружия. Однако сейчас хотелось бы остановиться более подробно на операции плавления, позволяющей получить достаточно чистый материал из руды.

Температура плавления у каждого металла своя и зависит от наличия примесей в составе исходного материала. Так, медь, температура плавления которой составляет 1083 °С, после добавления олова образует бронзу, которая плавится при температуре 930-1140°С в зависимости от содержания олова. Латунь же, сплав меди и цинка, имеет температуру плавления 900-1050°С.

В процессе нагрева металла происходит разрушение кристаллической решетки. Первоначально, по мере нагрева, температура возрастает, а затем, начиная с некоторого значения, остается постоянной, хотя нагрев и продолжается. В этот момент и происходит плавление. Так продолжается в течение всего времени, пока весь металл не расплавится, и только потом температура начнет повышаться. Это справедливо для всех металлов, температура плавления меди также не изменяется.

При охлаждении картина обратная: сначала температура снижается до начала затвердевания металла, потом держится постоянной и после полного отвердения металла начинает опять понижаться. Такое поведение металла, если его изобразить на графике, называется фазовой диаграммой, показывающей, в каком состоянии находится вещество при конкретной температуре. Для ученых фазовая диаграмма является одним из инструментов в изучении поведения металлов при плавлении.

Если продолжить нагрев расплавленного металла, то при некоторой температуре начинается процесс, похожий на кипение. Так, температура кипения меди составляет 2560 °С. Это название процесс получил за внешнее сходство с кипением жидкости, когда из нее начинают выделяться пузырьки газа. То же самое происходит и с металлом, например, при достаточно высокой температуре из жидкого железа начинает выходить углерод, образующийся в ходе его окисления.

В статье рассмотрен процесс плавления металлов, описано понятие температуры плавления, ее поведение в процессе проведения плавки. Объясняется, какое влияние низкая температура плавления меди оказала на развитие цивилизации и металлургии.

таблица по возрастанию в градусах, самая высокая температура плавления


Таблица температур плавления

Узнать какая нужна температура для плавления металлов, поможет таблица по возрастанию температурных показателей.

Элемент или соединениеНеобходимый температурный режим
Литий+18°С
Калий+63,6°С
Индий+156,6°С
Олово+232°С
Таллий+304°С
Кадмий+321°С
Свинец+327°С
Цинк+420°С

Таблица плавления среднеплавких металлов и сплавов.

Элемент либо сплавТемпературный режим
Магний+650°С
Алюминий+660°С
Барий+727°С
Серебро+960°С
Золото+1063°С
Марганец+1246°С
Медь+1083°С
Никель+1455°С
Кобальт+1495°С
Железо+1539°С
Дюрали+650°С
Латуни+950…1050°С
Чугун+1100…1300°С
Углеродистые стали+1300…1500°С
Нихром+1400°С

Таблица плавления тугоплавких металлов и сплавов.

Наименование элементаТемпературный режим
Титан+1680°С
Платина+1769,3°С
Хром+1907°С
Цирконий+1855°С
Ванадий+1910°С
Иридий+2447°С
Молибден+2623°С
Тантал+3017°С
Вольфрам+3420°С

Что такое температура плавления

Каждый металл имеет неповторимые свойства, и в этот список входит температура плавления. При плавке металл уходит из одного состояния в другое, а именно из твёрдого превращается в жидкое. Чтобы сплавить металл, нужно приблизить к нему тепло и нагреть до необходимой температуры – этот процесс и называется температурой плавления. В момент, когда температура доходит до нужной отметки, он ещё может пребывать в твёрдом состоянии. Если продолжать воздействие – металл или сплав начнет плавиться.

Интересное: Сварные швы — дефекты и их устранение

Плавление и кипение – это не одно и то же. Точкой перехода вещества из твердого состояния в жидкое, зачастую называют температуру плавления металла. В расплавленном состоянии у молекул нет определенного расположения, но притяжение сдерживает их рядом, в жидком виде кристаллическое тело оставляет объем, но форма теряется.

При кипении объем теряется, молекулы между собой очень слабо взаимодействуют, движутся хаотично в разных направлениях, совершают отрыв от поверхности. Температура кипения – это процесс, при котором давление металлического пара приравнивается к давлению внешней среды.

Для того, чтобы упростить разницу между критическими точками нагрева мы подготовили для вас простую таблицу:

СвойствоТемпература плавкиТемпература кипения
Физическое состояниеСплав переходит в расплав, разрушается кристаллическая структура, проходит зернистостьПереходит в состояние газа, некоторые молекулы могут улетать за пределы расплава
Фазовый переходРавновесие между твердым состоянием и жидкимРавновесие давления между парами металла и воздухом
Влияние внешнего давленияНет измененийИзменения есть, температура уменьшается при разряжении

Процесс плавления металла

Данный процесс обозначает собой переход вещества из твердого состояния в жидкое. При достижении точки плавления металл может находиться как в твердом, так и в жидком состоянии, дальнейшее возрастание приведет к полному переходу материала в жидкость.

То же самое происходит и при застывании — при достижении границы плавления вещество начнет переходить из жидкого состояния в твердое, и температура не изменится до полной кристаллизации.

При этом следует помнить, что данное правило применимо только для чистого металла. Сплавы не имеют четкой границы температур и совершают переход состояний в некотором диапазоне:

  1. Солидус — линия температуры, при которой начинает плавиться самый легкоплавкий компонент сплава.
  2. Ликвидус — окончательная точка плавления всех компонентов, ниже которой начинают появляться первые кристаллы сплава.

Точно измерить температуру плавления таких веществ невозможно, точкой перехода состояний указывается числовой промежуток.

В зависимости от температуры, при которой начинается плавление металлов, их принято разделять на:

  • Легкоплавкие, до 600 °C. К ним относятся олово, цинк, свинец и другие.
  • Среднеплавкие, до 1600 °C. Большинство распространенных сплавов, и такие металлы как золото, серебро, медь, железо, алюминий.
  • Тугоплавкие, свыше 1600 °C. Титан, молибден, вольфрам, хром.

Читать также: Регулировка карбюратора husqvarna 236

Также существует и температура кипения — точка, при достижении которой расплавленный металл начнет переход в газообразное состояние. Это очень высокая температура, как правило, в 2 раза превышающая точку расплава.

Влияние давления

Температура плавления и равная ей температура затвердевания зависят от давления, возрастая с его повышением. Это обусловлено тем, что при повышении давления атомы сближаются между собой, а для разрушения кристаллической решетки их нужно отдалить. При повышенном давлении требуется большая энергия теплового движения и соответствующая ей температура плавления увеличивается.

Существуют исключения, когда температура, необходимая для перехода в жидкое состояние, при повышенном давлении уменьшается. К таким веществам относят лёд, висмут, германий и сурьма.

При какой температуре плавится

Металлические элементы, какими бы они ни были — плавятся почти один в один. Этот процесс происходит при нагреве. Оно может быть, как внешнее, так и внутреннее. Первое проходит в печи, а для второго используют резистивный нагрев, пропуская электричество либо индукционный нагрев. Воздействие выходит практически схожее. При нагреве, увеличивается амплитуда колебаний молекул. Образуются структурные дефекты решётки, которые сопровождаются обрывом межатомных связей. Под процессом разрушения решётки и скоплением подобных дефектов и подразумевается плавление.

У разных веществ разные температуры плавления. Теоретически, металлы делят на:

  1. Легкоплавкие – достаточно температуры до 600 градусов Цельсия, для получения жидкого вещества.
  2. Среднеплавкие – необходима температура от 600 до 1600 ⁰С.
  3. Тугоплавкие – это металлы, для плавления которых требуется температура выше 1600 ⁰С.

Плавление железа

Температура плавления железа достаточно высока. Для технически чистого элемента требуется температура +1539 °C. В этом веществе имеется примесь — сера, а извлечь ее допустимо лишь в жидком виде.

Интересное: Контроль неразрушающий соединения сварные методы ультразвуковые

Без примесей чистый материал можно получить при электролизе солей металла.

Плавление чугуна

Чугун – это лучший металл для плавки. Высокий показатель жидкотекучести и низкий показатель усадки дают возможность эффективнее пользоваться им при литье. Далее рассмотрим показатели температуры кипения чугуна в градусах Цельсия:

  • Серый — температурный режим может достигать отметки 1260 градусов. При заливке в формы температура может подниматься до 1400.
  • Белый — температура достигает отметки 1350 градусов. В формы заливается при показателе 1450.

Важно! Показатели плавления такого металла, как чугун – на 400 градусов ниже, по сравнению со сталью. Это значительно снижает затраты энергии при обработке.

Плавление стали


Плавления стали при температуре 1400 °C
Сталь — это сплав железа с примесью углерода. Её главная польза — прочность, поскольку это вещество способно на протяжении длительного времени сохранять свой объем и форму. Связано это с тем, что частицы находятся в положении равновесия. Таким образом силы притяжения и отталкивания между частицами равны.

Справка! Сталь плавится при 1400 °C.

Плавление алюминия и меди

Температура плавления алюминия равна 660 градусам, это означает то, что расплавить его можно в домашних условиях.

Чистой меди – 1083 градусов, а для медных сплавов составляет от 930 до 1140 градусов.

Температура плавления различных металлов

Согласно знаниям из раздела физики, процесс превращения твердого вещества в жидкое имеется лишь у тел с кристаллической решеткой. Температура плавления металлов и сплавов возникает в различном диапазоне значений. Но, с точностью высчитать пограничную температуру фазовых состояний у сплавов весьма проблематично. У чистых элементов имеет значимость каждый градус, если это составы с легкой плавкостью.

Железо

Температура плавления железных составов должна быть высокой. Если элемент обладает технической чистотой, то он плавится при температуре 1 539 °C. В составе его вещества присутствуют включения серы, поэтому для её извлечения необходимо жидкое состояние. Также очищенное железо получается в процессе электролиза солей металла.

Чугун

Чугун считается самым лучшим материалом для плавления. Он имеет хорошие показатели жидкой текучести и усадки, поэтому его эффективно использовать в процессе литья. Ниже будут приведены показатели температурного кипения чугуна:

Серая разновидность чугуна, у которой температурный режим доходит до отметки 1 260 °C. А при разливе его в формы, увеличивается до 1 400 °C.

Белая разновидность чугуна, у которого температура поднимается до 1 350 °C.

Одним из немаловажных моментов является то, что температура, которой обладает чугун, на 400 единиц меньше той же стали. Поэтому процесс обработки данного материала менее энергозатратен.

Сталь, температура плавления

Средняя температура плавления стали составляет 1400 °C.

Сталью называется железосодержащий сплав с включением углерода. Её основной характеристикой является прочность. Это достигается за счет того, что она долгое время сохраняет параметры объема и формы. При этом расположение молекул в веществе находится в сбалансированном состоянии. Именно поэтому достигается равновесие между силой притяжения и силой отталкивания.

Диапазон плавления стали выше, чем у чугуна, поэтому она более энергозатратна.

Нержавеющая сталь

Температура плавления нержавеющей стали колеблется в среднем диапазоне между чугуном и сталью. Нержавеющей сталью называется вещество из легированной стали, обладающее антикоррозийными свойствами за счет содержания хрома в своем составе от 11% процентов и больше.

Показатели температуры плавления нержавейки составляют от 1 300 до 15 000 °C.

Алюминий и медь

Температура плавления алюминия составляет 6 600 °C, поэтому он зарекомендовал себя в качестве одного из среднеплавких металлов. Плавление чистых медных составов происходит при температуре 10 830 °C, а сплавов – 930 – 11 400 °C.

Серебро и золото

Серебро в чистом виде плавится при температуре 9 620 °C. При этом при температуре плавления серебра, оно может сравниться с температурой плавления в градусах со сплавами из меди.

Золото плавится при температуре в 10 640 °C.

Ртуть

Ртуть обладает самой низкой температурой плавления с отрицательным значением. Она составляет – 38,80 °C.

От чего зависит температура плавления

Для разных веществ температура, при которой полностью перестраивается структура до жидкого состояния – разная. Если взять во внимание металлы и сплавы, то стоит подметить такие моменты:

  1. В чистом виде не часто можно встретить металлы. Температура напрямую зависит от его состава. В качестве примера укажем олово, к которому могут добавлять другие вещества (например, серебро). Примеси позволяют делать материал более либо менее устойчивым к нагреву.
  2. Бывают сплавы, которые благодаря своему химическому составу могут переходить в жидкое состояние при температуре свыше ста пятидесяти градусов. Также бывают сплавы, которые могут «держаться» при нагреве до трех тысяч градусов и выше. С учетом того, что при изменении кристаллической решетки меняются физические и механические качества, а условия эксплуатации могут определяться температурой нагрева. Стоит отметить, что точка плавления металла — важное свойство вещества. Пример этому – авиационное оборудование.

Интересное: Как варить чугун

Термообработка, в большинстве случаев, почти не изменяет устойчивость к нагреву. Единственно верным способом увеличения устойчивости к нагреванию можно назвать внесение изменений в химический состав, для этого и проводят легирование стали.

Сплавы металлов

Чтобы проектировать изделия из сплавов, сначала изучают их свойства. Для изучения в небольших емкостях расплавляют изучаемые металлы в разном соотношении между собой. По итогам строят графики.

Нижняя ось представляет концентрацию компонента А с компонентом В. По вертикали рассматривают температуру. Здесь отмечают значения максимальной температуры, когда весь металл находится в расплавленном состоянии.

Читать также: Как смазать звездочку на шине бензопилы

При охлаждении один из компонентов начинает образовывать кристаллы. В жидком состоянии находится эвтектика – идеальное соединение металлов в сплаве.

Металловеды выделяют особое соотношение компонентов, при котором температура плавления минимальная. Когда составляют сплавы, то стараются подбирать количество используемых веществ, чтобы получать именно эвтектоидный сплав. Его механические свойства наилучшие из возможных. Кристаллические решетки образуют идеальные гранецентрированные положения атомов.

Изучают процесс кристаллизации путем исследования твердения образцов при охлаждении. Строят специальные графики, где наблюдают, как изменяется скорость охлаждения. Для разных сплавов имеются готовые диаграммы. Отмечая точки начала и конца кристаллизации, определяют состав сплава.

У какого металла самая высокая температура плавления


Вольфрам – самый тугоплавкий металл, 3422 °C (6170 °F).
Твердый, тугоплавкий, достаточно тяжелый материал светло-серого цвета, который имеет металлический блеск. Механической обработке поддается с трудом. При комнатной температуре достаточно хрупок и ломается. Ломкость металла связана с загрязнением примесями углерода и кислорода.

Примечание! Технически, чистый металл при температуре выше четырехсот градусов по Цельсию становится очень пластичным. Демонстрирует химическую инертность, неохотно вступает в реакции с другими элементами. В природе встречается в виде таких сложных минералов, как: гюбнерит, шеелит, ферберит и вольфрамит.

Вольфрам можно получить из руды, благодаря сложным химическим переработкам, в качестве порошка. Используя прессование и спекание, из него создают детали обычной формы и бруски.

Вольфрам — крайне стойкий элемент к любым температурным воздействиям. По этой причине размягчить вольфрам не могли более сотни лет. Не существовало такой печи, которая смогла бы нагреться до нескольких тысяч градусов по Цельсию. Ученым удалось доказать, что это самый тугоплавкий металл. Хотя бытует мнение, что сиборгий, по некоторым теоретическим данным, имеет большую тугоплавкость, но это лишь предположение, поскольку он является радиоактивным элементом и у него небольшой срок существования.

Температура плавления золота и другие характеристики

Золото — драгоценный металл, который до сих пор не утратил актуальности. А все из-за того, что золото, помимо внешней красоты, обладает уникальными физическими и химическими свойствами. С точки зрения химии, золото не вступает в реакцию практически ни с одним веществом. А физические свойства, например, ковкость, сопротивляемость, температура плавления золота также дают возможность использовать этот металл практически для любых потребностей. Но промышленность не использует золото из-за высокой стоимости и относительно маленького количества в природе, поэтому большинство свойств метала так и остаются невостребованными.

Итак, физические свойства золота оцениваются по таким критериям:

  • ковкость;
  • пластичность;
  • твердость;
  • электропроводимость, сопротивляемость;
  • температура плавления.
Плавление золота

И по всем вышеназванным категориям золото в качестве металла имеет отличные показатели. Само золото чаще всего используется в ювелирном деле. Именно там драгметалл приобретает какую-то форму и выпускается в виде изделий. Такого разнообразия украшений мы бы не наблюдали, если бы золото не обладало всеми этими свойствами. Но особенно интересует людей температура плавления драгметалла, поскольку именно в расплавленном виде металлу можно придавать форму для изготовления украшений.

Температура плавления интересует не только ювелиров, но и любителей экспериментов и домашней плавки золота. Ведь переплавлять драгметалл, совершать аффинаж, то есть очистку и повышение пробы, можно и дома. Но для этого необходимо знать температуру плавления металла.

Чистый металл относится к группе среднеплавких — это значит, что показатель находится в промежутке от 770 до 1603 градусов Цельсия. Самая низкая температура плавления — 770 градусов Цельсия. Она характерна для сплава золота 375 пробы, то есть чистого драгметалла в нем всего 37,5 процентов. Чистое золото плавится при температуре 1063 градуса Цельсия. Показатель довольно высокий, но его можно добиться с помощью специальных печей, в которых и происходит процесс. Плавление происходит потому, что атомы золота освобождаются от кристаллических связей в решетке на уровне молекул, и вследствие распада кристаллитов образуется металл жидкой консистенции.

Температура плавления металлов

Металлы, меняющие показатель температуры плавления

Конечно, этот показатель можно изменить — как снизить, так и повысить. Делается это с помощью добавления лигатуры в сплав. Лигатура — это дополнительные металлы, которые добавляют в украшение, чтоб сделать его более прочным. В качестве лигатуры чаще всего используют:

  • Серебро. Этот драгметалл понижает температуру плавления чистого золота. А также придает изделию белизну, поэтому такой сплав называется белым золотом.
  • Медь, никель, цинк — эти металлы являются более дешевыми. Медь придает сплаву красноватый оттенок. Чаще всего используется в лигатурах, изготавливается 585 или 583 проба. Такие изделия имеют низкую температуру плавления, поэтому часто поддаются переплавке в домашних условиях. Этот показатель для золота 585 пробы — 840 градусов Цельсия, что значительно упрощает процесс и уменьшает мощность требуемой печи.
  • Платина. Самый благодарный металл, поскольку не только придает изделию серебристый оттенок, но еще и не портит остальных свойств, не вступает в реакцию ни с одним фактором внешней среды. И при этом платина облегчает работу ювелирам, поскольку она снижает показатель плавления драгметалла. Но у этого вещества есть один значительный минус — его стоимость. Стоимость платины еще выше, чем золота, поэтому не каждый может позволить себе такую лигатуру.
  • Палладий. Еще одна дорогая лигатура в сплаве. К тому же палладий повышает температуру плавления. Его используют только из-за свойств полученного изделия, а также красивого бежевого оттенка.

Температура кипения золота еще выше — 2947 градусов Цельсия. Но ее обычно не используют в работе, поскольку в процессе плавления достаточно достижения положенной температуры, чтоб соединить или, наоборот, разъединить несколько сплавов.

Плавление золота

Существует два основных способа плавки металла:

  • Индивидуальный метод плавки золота. Он заключается в том, что ювелир на своем рабочем месте с помощью открытой горелки и чашки для плавки металлов расплавляет золото. Пламя должно быть достаточно сильным, а главная задача ювелира — следить за правилами техники безопасности. В таком виде драгметалл можно залить в формочки и изготовить слиток или же другие изделия.
  • Централизованный тип плавления. Он заключается в том, что из нескольких сплавов разной пробы делается один сплав. Эта процедура проводится на заводах. И потом, после переплавки, определяется проба получившегося металла или же проходит дальнейшая очистка от примесей и повышение пробы. Для этого используют специальные высокочастотные или электрические печи в зависимости от объема золота для переплавки.
Свойства сплавов 585 пробы золота

В домашних условиях необходимо помнить, что перед расплавкой металла нужна его очистка. Поэтому сначала стоит очистить золото от примесей. Это можно сделать, если разбавить его в царской водке или других реактивах, после этого требуется осадить металл. А уже после прохождения всех процедур можно приступить к плавке. Поэтому при какой температуре плавится золото нужно узнать заранее, поскольку для проведения процедуры также понадобится печка. А еще реактивы используют и на стадии плавления для ускорения процесса.

Следует помнить, что плавка золота заканчивается на этапе, когда весь кусок металла расплавлен, а не только какая-то его часть. Дома осуществить это можно с 585 пробой или ниже, а вот с чистым золотом без специального оборудования будет сложно работать. При этом плавить металл лучше в отдельных помещениях или специальных лабораториях.

Иногда для переплавки можно использовать золото из старых устройств. В микросхемах раньше часто использовали низкопробное золото, потому что оно обладало хорошей проводимостью, низкой сопротивляемостью и долгим сроком службы.

Сейчас золото все реже используют в микросхемах. Но если разобрать старые телевизоры и другие устройства, можно насобирать небольшое количество золотых частиц. А чтоб их приняли в ломбард, необходимо сплавить эти частицы. Вот для такого процесса также понадобятся знания о температуре плавления, а также разные химические реактивы. Следует подбирать и термостойкую посуду для процесса плавки.

Температура плавления — один из важных показателей физических свойств золота. В первую очередь она интересует людей с практической точки зрения. Если знать все аспекты выполнения этой работы, можно без труда переплавить или сплавить золото даже дома. Также следует помнить о правилах безопасности во время процесса плавки.

Температура плавления ртути и другие свойства этого удивительного металла

Основные свойства ртути и температура плавления

 
Температура плавления ртути характеризует момент перехода металла из твердого состояния в жидкость. Свойства живого серебра (argentum vivum в переводе с латинского) расширяют границы применения металла в разных сферах производства с учетом мер безопасности, связанных с его использованием.

При условии безопасности для человека, ртуть используют в разных сферах производства

Распространенность в природе

В земной коре концентрация химического элемента низкая. Ртутные рудные минералы содержат до 2,5% живого серебра. Это отличает их от других пород. В основном меркурий находится в рассеянной форме, и лишь часть находится в месторождениях.

В магматических породах долевое содержание живого серебра равно между собой, а в осадочных толщах крупные концентрации металла сосредоточены в глинистых минералах. Воды Мирового океана содержат 0,1 мкг/л меркурия.

Высокая степень ионизации определяет особенности металла:

    • восстанавливаться до состояния самородного элемента;
    • устойчивость к кислотной среде и кислороду.

Химический элемент присутствует в составе сульфидных минералов (сфалерит, реальгар). Этот металл является индикатором месторождений ртути и скрытых рудных тел. В поверхностных условиях живое серебро и киноварь не растворяются в воде, но при наличии серной кислоты, озона способствует увеличению показателя растворимости минералов.

Меркурий обладает отличными сорбционными свойствами. В природе существует около 20 минералов, содержащих этот металл, но промышленная добыча производится на месторождениях киновари.

Одно из крупнейших месторождений находится в Испании. Технология производства металла предусматривает обжиг киновари с последующей конденсацией и сбором паров ртути.

Физические и химические свойства живого серебра

Ртуть (меркурий) имеет уникальные химические и физические особенности, что позволяет ее применять в различных сферах. Но в то же время ее испарения опасны для человека. Как уже упоминалось, ее называют живым серебром, она по цвету напоминает лунный металл.

Меркурий обладает переходными свойствами, при комнатной температуре он остается в жидком состоянии. Живое серебро легко образует с другими материалами твердые и жидкие сплавы (амальгамы). Наиболее популярными являются соединения золота и серебра.

Химический элемент является диамагнетиком, и в случае необходимости собрать его магнитом невозможно. Он неплохо проводит ток, поэтому в свое время его применяли при изготовлении реле и выключателей.

Испарения ртути опасны для здоровья человека

При нагревании вступает в реакцию с кислородом, образуя оксид красного цвета. Металл малоактивный, не реагирует с растворами кислот, но растворяется в царской водке. При нагревании в серной кислоте образует сульфат ртути.

Сферы использования живого серебра

Ртуть применяется для изготовления точных измерительных приборов для определения температуры и давления. Сегодня в электрохимическом производстве широко используются ртутные выпрямители тока.

Разнообразные свойства ртути дали возможность использовать ее в самых разных сферах промышленности

В медицинской отрасли для проведения профилактических работ в качестве источников ультрафиолетового спектра применяются ртутные (газоразрядные) лампы, всем известные градусники для измерения температуры тела содержат этот химический элемент.

Измерительные приборы для низкотемпературных условий содержат амальгаму таллия, которая в отличие от чистой ртути застывает при температуре — 60°C. Сочетание 2 токсичных металлов значительно расширяет границы использования.

За рубежом кипящую ртуть используют в качестве охладителя. Ее преимущество поддерживать постоянную температуру позволяет интенсивно отводить тепло от пространства катализатора. Для увеличения коэффициента отдачи в ртуть добавляют натрий для образования амальгамы.

С целью размягчения кадмия, олова и серебра меркурий используют в стоматологии при изготовлении пломб. Раньше ее применяли для золочения деталей часов и ювелирных изделий, а амальгамы золота и серебра использовались при производстве зеркал.

Живое серебро применяется в качестве катода для извлечения ряда активных компонентов электролитическим путем, а также для переработки вторичного алюминия.

Существуют технологии извлечения золота из россыпей с использованием свойства химического элемента образовывать амальгаму с благородным металлом.

Этот метод был широко распространен в Индии, где в местах предполагаемого скопления золота проделывали специальные углубления, в которые заливали металлическую ртуть.

Через некоторое время вытаскивали амальгаму, и путем выпаривания извлекали золото.

В нефтеперерабатывающей промышленности для регулировки температурных процессов используют пары ртути. В сельском хозяйстве ее используют для подготовки семян к посеву.

С давних времен и сегодня соли меркурия используют при изготовлении фетра, дублении кожи в качестве катализатора органического синтеза.

В прошлом ртуть не считалась вредным веществом, ее применяли для исцеления от недугов. В Средневековье алхимики использовали меркурий в поисках философского камня и превращения ее в золото.

Кипение и плавление металла

Переход ртути в жидкое состояние происходит в специальных термометрах

Технология физико-химических исследований при условиях высоких температур рассматривает давление плавления металла при разных температурах. Точность опытов обеспечивает применение на практике свойств химического элемента № 80.

Для измерения температуры выше +360°C пользуются термопарами или специальными термометрами, в которых пространство надо ртутью заполнено газом. С целью повышения температуры кипения металла в капилляр надо ртутью закачивают азот. При давлении 30 атмосфер температурный градиент увеличивается до +600°C.

Такого типа термометры требуют постепенного нагрева. Нижним пределом такого измерительного прибора является температура перехода живого серебра в твердое состояние.

Теплоемкость металла с увеличением температуры последовательно уменьшается и после определенного порога температурного градиента начинает медленно расти. Это свойство и жидкое состояние роднит ртуть с водой.

]

Физические свойства ртути: предельная температура плавления и кипения

Токсичный металл, применяемый в бытовой и промышленной сфере, как рабочая жидкость для измерительного оборудования и электрореле для размещения в пространстве. Вода легче ртути в 13,6 раз. Она распадается на мелкие капли и растекается. В природных условиях ее содержит красный минерал киноварь (вулканическая порода).

Легкость испарения ртути определяет возможность ее получения из руды путем разогревания ее до температурного режима в 482° С. В результате скопления и конденсации паров образуется жидкий металл I категории опасности (по ГОСТ17.4.1.0283).

Предельная концентрация ртутного столба в атмосферной среде составляет 0,0003 мг/м3. С увеличением температуры воздуха активируется процесс испарения ртути. Ядовитыми свойствами обладают пары и легко растворяемые соединения ртути.

При температурном режиме в 18°С ртуть интенсивно испаряется в атмосферу. Вдыхая металл вместе с воздухом, он скапливается в организме, и уже не выводится (как и прочие тяжелые металлы).

Для скопления вещества в организме требуется больше года регулярного пребывания в помещении с высоким содержанием ПДК в воздушном пространстве.

Концентрат пара, приводящий к серьезным патологиям, варьирует в диапазоне от 0,001 до 0,005 мг/м3. Возникновение острого отравления возможно при 0,13 — 0,80 мг/м3. Интоксикация с летальным исходом происходит при вдыхании 2,5 г паров.

Закипание металла

Интересуясь, какова температура плавления ртути — ответ многие путают условиями для закипания металла при нагреве до 356,58 °C (давление в 1 атм.), для увеличения параметров служат стеклянные капсулы, наполненные азотом или аргоном с высоким давлением.

Так, приборы, предусмотренные для температурных интервалов в 350 — 550 гр., дополняют инертным газом и создают давление в 15 атм. Использование стеклянных приборов, заполненных газом под давлением 70 атм. позволяют определить температурный режим до 750 гр.

При наполнении приборов азотом, стандартные параметры давления равны 30 атм. (допустимый диапазон 25 — 60 атм.).

Стеклянные приборы, заполненные ртутью, обеспечивают возможность замера температуры до 720 гр. Размягчение стекла осуществляется при нагреве до 560 гр. Закипание ртути происходит при температурном режиме в 357 гр.

, поэтому для увеличения границы замеров до 560 свободное место над ртутью наполняют инертным газом, обычно азотом (давление 26 — 59 атм.). Стекло останется целым при условии использования толстостенных капилляров.

Нижний предел для измерительных приборов равен — 38 84 гр. (температурный режим, обеспечивающий переход ртути в твердое состояние).

Для замера показателей до — 59 используется оборудование с резервуарами, содержащими амальгаму таллия.

Для увеличения уровня безопасности при использовании оборудования с ядовитыми веществами, важно предусмотреть постепенное погружение прибора в среду, где проводятся замеры.

Отзывы пользователей

Марина Ежова 34 года, Сочи

Наверное, многие обратили внимание, что в разных источниках температура затвердевания ртути отличается. Это объясняется отсутствием конкретных стандартов.

И, например, при плавлении металла для создания отливок, возможно колебание температуры нагрева (от — 38,5 до — 39 гр.) исходя от типа используемого оборудования, материалов для размещения полученной продукции и пр.

Высокий уровень токсичности ртути (вернее не металла, а его паров) определяет необходимость его хранения в запаянном виде с использованием ампул.

При продолжительном хранении на воздухе, ртуть образует верхнюю пленку из оксидов. Но этот процесс реализуется только в случае использования металла с примесями других элементов (их оксиды создают оболочку).

Являясь проводником тока, ртуть служит для блокираторов и реле, газоразрядных ламп, применяемых в качестве источника интенсивного УФ излучения и содержащих жидкий металл в чистом виде или с примесями газа (обычно, аргона), для повышения световой отдачи.

Елена Светлова, 39 лет, Новосибирск

Мне известно о свойствах ртути, эффективных при разработке приборов, позволяющих измерить температуру. Плавление металла осуществляется при температуре –38 гр., кипение +356.58. Однако, предусмотрен ряд способов по расширению температурного диапазона и созданию приборов, способных замерить большую или меньшую температуру.

Для снижения температуры плавления служит таллий, образующееся соединение имеет нижний предел нагрева в –60 гр. увеличить верхний показатель кипения ртути позволит повышенное давление. Достаточно использовать 30 атм. азота, заполняемого над ртутным капилляром. Полученное давление способствует увеличению верхней точки кипения до 600 гр. Так как при 600 гр.

начинается плавление стекла, эти приборы не используют для проведения длительных замеров.

Анна Шпак, 27 лет, Красноярск

Ртуть плавится при температуре 234,32 K (-38,83 °C), закипает при 629,88 K (356,73 °C), критической точкой принято считать 1750 K (1477 °C), 152 МПа (1500 атм.). Из достоверных источников известно об эффективном использовании свойства ртути образования паров при нормальной температуре воздуха.

В промышленной сфере ее пары очищают нефть путем регулирования температуры нефтепереработки. Сульфат ртути используется в химической сфере, как катализатор для получения уксусного альдегида из ацетилена и пр.

Думаю, что основные свойства ртути еще не до конца изучены и в дальнейшем будут открыты новые сферы ее применения.

Евгения Ольхова, 25 лет, СПб

При создании уравнений, определяющих зависимость температурного режима от давления паров, принято учитывать примерную температуру закипания ртути в 357 гр. Измерить уровень нагрева, превышающий предел в 360 гр. (закипание ртути происходит при температурном режиме 357 гр.) позволят термопары или оборудование с CO2 или азотом, заполняемым свободное пространство над ртутью.

Видео

Ртуть — металл с удивительными свойствами

В нашем магазине продаются самые разнообразныетермометры, в том числе ртутные. Почему в качестве термометрической жидкости до сих пор зачастую используется именно ртуть, хотя это вещество опасно? Потому, что ртуть обладает рядом уникальных свойств, делающих ее незаменимой. Это очень интересное вещество, поэтому мы посвятили ему две статьи. В этой статье речь идет о свойствах ртути. 

Ртуть — химический элемент таблицы Менделеева, простое неорганическое вещество, металл. Известна человечеству уже более семи тысяч лет. Ее использовали в V в. до н.э. в Месопотамии, о ртути знали в Древнем Китае и на Ближнем Востоке. Ее получали простым обжигом киновари на кострах, а потом с ее помощью выплавляли золото и серебро.

Основные свойства

Обозначается символом Hg (гидраргирум, в переводе с греческого «жидкое серебро»). Это название элементу дали алхимики.

Ртути на планете не так уж и много, но она очень рассеяна: есть в воздухе, воде, в большинстве горных пород. Встречается в самородном виде в виде капель, но редко. Гораздо чаще — в составе минералов и глин.

Входит в состав более 30 минералов, промышленное значение имеет киноварь (HgS). Получают ртуть сейчас гораздо более технологичным способом, чем в древности, но смысл процесса остался тот же: обжиг киновари.

Серебристая, очень подвижная жидкость; единственный металл, который в нормальных условиях имеет жидкое агрегатное состояние. Твердой становится при t -39 °С. При этом, ртуть — тяжелый металл. Благодаря высокой плотности, 1 л реактива весит почти 14 кг. Хорошо проводит ток. Диамагнетик.

При нагреве равномерно расширяется — именно благодаря этому свойству до сих пор широко используется в качестве термометрической жидкости. В твердом состоянии обладает ковкостью, характерной для металлов. Практически не растворяется в воде, не смачивает стекло.

Ртуть и ее пары не имеют запаха; пары бесцветны, при подведении электрического разряда светятся голубовато-зеленым и излучают в рентгеновском спектре.

С химической точки зрения

Ртуть достаточно инертна. С кислородом вступает в реакцию при t +300 °С, а уже при +340 °С оксид разлагается обратно. В нормальных условиях реагирует с озоном.

Не вступает в реакции с неконцентрированными растворами кислот, но растворяется в царской водке (смесь концентрированной соляной и азотной кислот) и концентрированной азотной кислоте. Не вступает в реакцию с азотом, углеродом, бором, кремнием, фосфором, мышьяком, германием. Реагирует с атомарным водородом, и не реагирует с молекулярным.

С галогенами образует галогениды ртути. С серой, селеном, теллуром — халькогениды. С углеродом образует крайне устойчивые и, как правило, ядовитые ртутьорганические соединения.

Легко при нормальных условиях реагирует с раствором перманганата калия в щелочи и с хлорсодержащими веществами. Это свойство используется для удаления разливов ртути. Опасный участок заливают хлорсодержащим отбеливателем типа «АСС», «Белизна» или хлорным железом.

Образует сплавы со многими металлами — амальгамы. К амальгамированию устойчивы железо, вольфрам, молибден, ванадий и некоторые другие металлы. Образует с металлами меркуриды — интерметаллические соединения.

Об опасности ртути

Ртуть относится к веществам 1-й группы опасности,сверхопасным. Опасна для человека, растений и животных, для окружающей среды. Входит в список из 10 общественно опасных для здравоохранения веществ по версии ВОЗ. Обладает кумулятивным эффектом.

Подробно о том, как ртуть влияет на организм человека и какие меры безопасности следует принимать, читайте в нашей статье «Осторожно! Ртуть токсична!». Здесь упомянем лишь, что ядовита не столько именно ртуть, сколько ее пары и растворимые соединения. Сама ртуть в желудочно-кишечном тракте человека не всасывается и выводится без изменений.

]

Об этом узнали от неудачников-самоубийц, которые пытались покончить с собой, выпив ртути. Они остались в живых! И даже внутривенные инъекции ртути не приводят к смерти.

Ртуть запрещено перевозить самолетами. И вовсе не потому, что она токсична. Все дело в том, что она легко растворяет алюминий и его сплавы. Случайное разлитие может привести к повреждению корпуса самолета.

Пары 10 грамм ртути опасны для жизни

Для измерения температуры тела до сих пор часто применяются ртутные термометры. Их принцип работы заключается в уникальных свойствах удивительного металла — ртути. Температура плавления ртути — не сотни градусов, как у других металлов, а -38,8°С. Поэтому в обычных условиях ртуть находится в жидком состоянии.

При нагревании ртуть расширяется, а при понижении температуры сжимается. Ртутные термометры обеспечивают очень высокую точность измерения температуры — до 0,01°С благодаря высокой теплопроводности ртути и практически линейной шкале расширения.

Другие жидкости, которые используются в термометрах, например, спирт и глицерин, такой точности не дают.

Кроме того, ртуть не прилипает к стеклу, из которого делают термометры, и не смачивает его. Это позволяет делать трубку термометра, по которой движется ртуть (столбик), очень узкой, что повышает точность прибора.

Все эти свойства делают ртуть уникальным рабочим телом для медицинских термометров. Но этот металл имеет один очень важный недостаток — ртуть и многие ее соединения чрезвычайно ядовиты! В Европе в 2007 г. ртутные термометры и тонометры были запрещены для использования, но россияне пока не спешат переходить на электронные термометры.

Если в вашем доме случайно разбился градусник, главную опасность представляет вытекшая ртуть.

Нужно заметить, что сама по себе металлическая ртуть для живых организмов не опасна. Ядовиты ионы ртути, которые образуются при ее окислении. На воздухе металлическая ртуть при комнатной температуре не окисляется. Однако это вовсе не значит, что ртуть, которая вылилась из градусника, не опасна! И вот почему.

Мы уже говорили, что у ртути очень низкая температура плавления — -38,8°С. А при температуре от +18°С она уже начинает испаряться! И вот пары ртути очень токсичны! Потому что при вдыхании они попадают в легкие, там ртуть окисляется под воздействием ферментов и в таком окисленном состоянии начинает вершить свои черные дела в организме.

Ртуть способна испаряться не только в воздухе, но и находясь под водой.

Ртуть обладает нейротоксичным действием, то есть способностью разрушать нервные клетки.

При остром отравлении ртутью признаки интоксикации начинают проявляться через несколько часов.

У человека появляются слабость, отсутствие аппетита, головная боль, боль при глотании, металлический вкус во рту, сильно течет слюна, десны набухают и начинают кровоточить, появляются тошнота и рвота, сильнейшие боли в животе, понос (иногда с кровью). Часто развивается воспаление легких. В самых тяжелых случаях через несколько дней наступает смерть.

Но такой исход возможен лишь при больших количествах ртути, поступивших в организм. Однако коварство ртути еще и в том, что она способна накапливаться в организме.

Поэтому при длительном контакте с ядовитыми соединениями или парами ртути на первых порах ее действие может не проявляться, но оно накапливается (такое свойство накопления называют кумулятивным эффектом).

Человек начинает чувствовать слабость, сонливость, у него появляются частые головные боли, раздражительность, подавленность, ухудшается память, снижается внимание и умственные способности. Постепенно развивается дрожание кончиков пальцев при волнении (медики называют это «ртутный тремор»), начинаются сбои в работе сердца, снижается артериальное давление.

Мы вам так подробно рассказали о действии ртути, чтобы вы знали: с этим металлом шутить нельзя! 2 грамма ртути, которые содержатся в одном градуснике, при испарении в закрытом непроветриваемом помещении площадью 20 м 2 способны создать концентрацию паров ртути, в тысячи раз превышающую допустимую норму! Разбитый градусник вряд ли приведет к острому, а тем более к хроническому отравлению, но теперь вы знаете, что даже малые дозы ртути для организма не полезны. И если кто-то вам рассказал, что он когда-то поиграл с шариками ртути из разбитого градусника или даже проглотил один, и ничего, жив — это не значит, что со ртутью можно обращаться легкомысленно.

ПОИСК

    При 1,01-10 Па и температуре плавления 234,3 К жидкая ртуть имеет плотность 13,69 г/см , а твердая — 14,19 г/см . Рассчитайте температуру плавления ртути [c.

29]

    Жидкая ртуть имеет плотность 13,690 г/смЗ, твердая — 14,193 г/см Обе плотности измерены в точке плавления (—38,87° С) при 1 атм. Теплота плавления равна 2,33 кал/г. Рассчитать температуры плавления ртути при давлении а) 10 атм, б) 3540 атм.

Наблюдаемая на опыте температура плавления прн 3540 атм равна —19,9° С. [c.102]

    Температура плавления ртути —38,87° С. [c.53]

    Эти металлы проявляют степень окисления +2, диамагнитны, имеют довольно высокие значения плотности и невысокие температуры плавления. Ртуть —единственный металл, затвердевающий ниже нуля (—38°С). Она отличается от цинка и кадмия пониженной химической активностью. Металлические свойства у цинка, кадмия и ртути выражены слабо. Цинк проявляет амфотерные свойства. [c.205]

    Энтропии плавления всех трех металлов невелики (табл. 22). Это согласуется с выводом об отсутствии коренной перестройки структуры при плавлении металлов подгруппы цинка. Повышение давления сопровождается ростом температуры плавления ртути. При давлении [c.197]

    Металлы с низкой температурой плавления (ртуть, висмут, свинец, кадмий, олово, таллий) осаждаются на катоде с очень незначительным [c.21]

    Согласно работе Кондона и сотрудников [1], которые впервые описали способ получения пропана-2-Нг, это соединение кипит при —44° (748 мм рт. ст.) и имеет упругость пара, равную 903 мм рт. ст., при температуре плавления ртути. [c.223]

    Сопротивление измеряют при очень незначительной силе тока — до — 10 ма, так что температура повышается менее чем на 0,01°. Для очень точных измерений к каждому концу проволоки сопротивления припаивают два проволочных соединения, так что сопротивление подводящих проводников можно не учитывать.

Большинство термометров сопротивления предварительно выдерживают, калибруют и окончательно испытывают при 0°. Для их калибровки в области низких температур наряду с точкой плавления льда (0°) используют температуру плавления ртути (—38,87°), температуру возгонки СОг(—78,50°) и температуру кипения кислорода (—182,99°). На многочисленных схемах включения термометров сопротивления [9], стр.

59, [12—14] здесь можно подробно не останавливаться (см. также II. 4.а). [c.80]

    Температура плавления Ртуть в комплексе, %  [c.205]

    Тепловые и термодинамические. Температура плавления ртути ил = =—38,89 °С, температура кипения ип=357,25 С, характеристическая температура 0в=357 К, критическая температура 1477 °С. Удельная теплота плавления ДЯпл = 11,68 кДж/кг, удельная теплота испарения при температуре кипения ДЯисп = 304,6 кДж/кг, изменение объема при плавлении 3,7 %. [c.142]

    Эти данные показывают, что по температурам плавления металлы также резко отличаются друг от друга температура плавления ртути —39°С, температура плавления калия 62,3° С, а вольфрам плавится только при 3370° С. [c.312]

    По данным многочисленных исследований, ртутный пар при низких температурах состоит в основном из атомов одна молекула двухатомной ртути приходится примерно на И 500 атомов ртути С повышением температуры степень ассоциации увеличивается, а при критической температуре ртутный пар почти целиком состоит из двухатомных молекул Сведения о структуре жидкой ртути менее определенны. По одним данным молекул в жидкой ртути не суш,ествует, а по другим данным — при температуре плавления ртуть обладает значительной степенью ассоциации. Теоретически возможна димериза-ция атомов жидкой ртути при 0° С. [c.22]

    Плотность ртути при 0° С равна 13,6 г/сл . При обычной температуре она представляет собою жидкость с металлическим блеском. Температура плавления ртути —38,87° С, температура ее кипения при нормальном давлении (1 атм) составляет 357,25° С. [c.30]

]

    Металлы имеют разную температуру плавления. Температура плавления ртути — 39° С. При нормальных условиях ртуть — жидкий металл. Самую высокую температуру плавления имеет вольфрам XV (3380° С) (см. рис. 26). [c.71]

    Как видно из табл. 10, при увеличении давления происходит значительное изменение температуры плавления ртути. Отметим, [c.25]

    При температуре плавления ртути (234,4° К) скрытые теплоты парообразования X и плавления р были измерены и оказались равными  [c.216]

    Металлы обычно отличаются сравнительно высокой плотностью, высокими температурами плавления и кипения, относительно высокой прочностью.

Однако эти физические свойства присущи не всем металлам так, температуры плавления ртути и галлия достаточно низки и равны минус 30 и плюс 39° С щелочные металлы имеют ннзкую плотность и твердость и плавятся при сравнительно невысокой температуре  [c.106]

    Плутоний образует соединения с металлами, имеющими низкую температуру плавления (ртутью, оловом, свинцом, висмутом, магнием и алюминием). Ни один из металлов, имеющих низкую температуру плавления, за исключением чистых щелочных и щелочноземельных, не рекомендуетгн для использования в контакте с плутонием. [c.724]

    Свойства простого вещества и соединений. У ртути необычное сочетание высокой плотности (13,5 г/см ) и низкой температуры плавления. Ртуть — единственный металл, жидкий при обычных тегчпературах. Ее надо охлаждать до —39° С, чтобы получить в твердом виде.

В жидком виде она серебристо-белая, а при затвердевании становится белой. Ртуть — благородный металл не вытесняет водорода из кислот и не окисляется в атмосфере сухого воздуха.

Реакция взаимодействия с кислородом протекает при 300— 350° С, а уже при 400° С и выше наблюдается разложение оксида ртути [c.313]

Температура плавления ртути

Плотность вместе с температурой плавления считается физической чёртом металлов.

Под определением температура плавления металлов подразумевается тот температурный режим, в котором металл способен перетекать из жёсткого состояния, а он быть в оптимальном состоянии (кроме ртутного вещества), в жидкое состояние в ходе нагревания.

В то время, когда происходит плавление количество металла никаким образом не подвержен каким-либо трансформациям. По данной причине на температуру плавления обычное давление атмосферное не оказывает влияния.

В большинстве случаев, температура плавления металлов отмечается в некотором диапазоне – от минуса 39 до плюса 3410 градусов Цельсия. Обычно металлы при сильном нагреве имеют большую температуру плавления, кое-какие из них кроме того возможно употребляться дома, нагревая их на стандартной горелке, к примеру, так возможно расплавить олово, свинец.

Группы металлов по температуре плавления

  • Металлы средней плавкасти – способны плавиться при наличии температурного режима 600-1600 градусов Цельсия. Из них возможно выделить олово, железо, алюминий, медь.
  • Легкоплавкие – тут температура плавления достигает не более 600 градусов Цельсия.
  • Тугоплавкие – свыше 1600 по шкале Цельсия. Это возможно титан, хром, вольфрам и другое.
  • И ртуть, которая есть таким материалом, который находиться в обычном атмосферном давлении, и при средней температуре воздуха, причем в жидком состоянии. Большая температура плавления образовывает 39 градусов Цельсия.

Таблица температуры плавления и кипения расположена ниже:

В ходе плавления металла для производства изделий из металла (отливок) от температуры плавления напрямую идет зависимость выбора оборудования, материала для формы металлу и другое. Нужно выделить, что, в случае если происходит легирование его с другими элементами, то температурный режим плавления существенно значительно уменьшается.

Так, отмечается, что самая высокая температура плавления у вольфрама, а самая низкая – у ртути.

Все металлы схожи между собой присущими им химическими свойствами, что и есть их отличительной изюминкой от неметаллов.

Где цветовая окраска первых однообразна, по большей части это серебристо-белый, как серебро и алюминий, серебристо-серый. как свиней и железо.

Насыщенный цвет имеется лишь у некоторых из них, так золото имеет желтый тон, а медь – красный. Имеется группа металлов с оттенками серого, к примеру, цинк – синеватый.

К группе самых мягких металлов относятся K, Rb, Cs, Na — режутся посредством ножа, а самых твёрдых – Cr, способен резать стекло.

Температура плавления ртути. Элемент ртуть

Все химические элементы таблицы Менделеева условно разделяются диагональю B — At на металлы и неметаллы. При этом последние в меньшинстве, располагаются выше и правее границы. Металлы же в явном количественном преимуществе, их из известных 118 элементов больше 80.

Все они обладают сходными физическими свойствами, объединяются агрегатным состоянием. Однако есть и исключение — элемент ртуть. О ней и поговорим подробнее.

Ртуть: положение в периодической системе

Данный элемент занимает свою ячейку в таблице под номером 80. При этом располагается во второй группе, побочной подгруппе, шестом большом периоде. Имеет атомную массу, равную 200,59. Существует в виде семи устойчивых изотопов: 196, 198, 199, 200, 201, 202, 204.

Относится к элементам d-семейства, однако не переходным, так как последние валентные электроны заполняют s-орбиталь. Ртуть входит в подгруппу металлов цинка, вместе с кадмием и коперницием.

Общая характеристика элемента

Химические элементы таблицы Менделеева имеют строго упорядоченное расположение, и каждый обладает своей электронной конфигурацией атома, говорящей о его свойствах. Ртуть не исключение. Строение ее внешней и предвнешней электронной оболочки следующее: 5s25p65d106s2.

Возможные степени окисления: +1, +2. Оксид и гидроксид ртути — слабо основные, иногда амфотерные по характеру соединения. Химический символ элемента №80 — Hg, латинское произношение «гидраргирум». Русское название происходит от праславянского языка, на котором оно переводилось как «катиться».

У других народов произношение и название разное. Часто сам элемент и образуемые им простые и сложные вещества называют меркуратами, меркурием. Такое название происходит из древних времен, когда сопоставляли Hg (элемент) с серебром, придавали ему второе значение после золота.

Солнце — символ аурум Au, Меркурий — символ гидраргирум Hg.

У древних народов было поверье, что существует семь основных металлов, среди которых ртуть. Группа из них находила отражение в небесных телах. То есть золото ассоциировалось с Солнцем, железо — с Марсом, ртуть — с Меркурием и так далее.

История открытия

О ртути было известно примерно за 1500 лет до нашей эры. Уже тогда ее описывали как «жидкое серебро», подвижный, необычный и загадочный металл. Добывать ее тоже научились еще в древности.

Конечно, изучить ее свойства возможности не было, ведь еще не была сформирована как таковая химия. Ртуть окутывали пеленой тайны и магии, считали необычным веществом, близким к серебру и способным превратиться в золото, если сделать ее твердой. Однако способов получить чистую ртуть в твердом агрегатном состоянии не было, и алхимические изыскания не увенчались успехом.

Основные страны, где с самой древности применялась и добывалась ртуть, это:

Однако получить данный металл именно в чистом виде удалось только в XVIII веке, это сделал шведский химик Брандт. При этом ни им, ни до этого момента так и не были приведены доказательства металличности вещества. Данный вопрос прояснили М.

В. Ломоносов и Браун. Именно эти ученые первыми сумели заморозить ртуть и таким образом подтвердить, что для нее характерны все свойства металлов — блеск, электропроводность, ковкость и пластичность, металлическая кристаллическая решетка.

На сегодняшний день получены самые разные соединения ртути, она используется в разных областях технического производства.

Вещество ртуть

Как простое вещество представляет собой жидкость (при нормальных условиях) серебристо-белую, подвижную, легколетучую. Типичный пример, где используется жидкая ртуть в чистом виде, — это термометры, градусники для измерения температуры.

Если перевести ртуть в твердое состояние, то она будет представлять собой полупрозрачные кристаллы, не имеющие запаха. Пары этого вещества бесцветные, очень ядовитые.

Физические свойства

По своим физическим свойствам данный металл — это единственный представитель, который при обычных условиях способен существовать в виде жидкости. По всем остальным свойствам он полностью подходит под общие характеристики остальных представителей категории.

Основные свойства следующие.

Плавление ртути происходит при отрицательной температуре -38,83оС. Поэтому данное вещество относится к группе взрывоопасных при нагревании. Внутренний запас энергии соединения при этом увеличивается в несколько раз.

Кипение ртути начинается при температуре 356,73оС. В этот момент она начинает переходить в парообразное состояние, которое представляет собой совершенно невидимые глазом молекулы, соединенные ковалентной неполярной связью.

Температура плавления ртути показывает, что свойства этого металла явно необычные. Данное вещество начинает испаряться, переходя в невидимые молекулы газообразного состояния, уже при обычной комнатной температуре, что и делает ее особенно опасной для здоровья человека и животных.

Химические свойства

Известны следующие группы соединений на основе ртути в разных степенях окисления:

Температура плавления ртути позволяет ей образовывать как жидкие, так и твердые амальгамы. В таких сплавах металлы лишаются своей активности, становясь более инертными.

Реакция взаимодействия ртути с кислородом возможна только при достаточно высокой температуре, несмотря на сильную окислительную способность неметалла. При условиях свыше 380оС в результате такого синтеза образуется оксид металла со степенью окисления последнего +2.

С кислотами, щелочами, неметаллами в свободном виде металл не вступает в химическое взаимодействие, оставаясь в жидком состоянии.

]

С галогенами реагирует достаточно медленно и только на холоде, что и подтверждает температура плавления ртути. Хорошим окислителем для нее является перманганат калия.

Нахождение в природе

Содержится в земной коре, Мировом океане, рудах и минералах. Если говорить об общем процентном количестве ртути в земных недрах, то это примерно 0,000001%. В целом можно сказать, что данный элемент рассеянный. Основные минералы и руды, в состав которых входит этот металл, следующие:

В природе ртуть все время совершает круговорот и принимает участие в обменных процессах всех оболочек Земли.

Получение ртути

Основной способ получения — это обработка минерала киноварь. Также возможен металлургический способ при помощи восстановителей. Когда используют первый метод, то минерал подвергается жесткому обжигу в кислороде. В результате образуются пары металла.

Так как температура плавления ртути очень низкая, а кипения, напротив, высокая, то сбор и конденсация паров при получении обжигом трудностей не вызывают. Данный способ обработки сульфида ртути применяли еще в древности для получения металла в чистом виде.

Второй метод основан на извлечении ртути также из сульфида при помощи использования сильного восстановителя. Такого, как железо. Сбор продукта осуществляется тем же способом, что и в предыдущем случае.

Биологическое воздействие на живые организмы

Температура ртути нужна достаточно низкая, чтобы перейти в парообразное состояние. Данный процесс начинается уже при 25оС, то есть при обычной комнатной температуре. В этом случае нахождение живых организмов в помещении становится опасным для здоровья.

Так, металл способен проникать внутрь существ через:

Оказавшись внутри, пары ртути включаются в общий кровоток, а затем вступают в синтезы белковых и других молекул, образуя с ними соединения. Так происходит накопление вредного металла в печени и костях. Из мест хранения металл снова может включаться в обменные процессы, синтезы и распады, вызывая медленную интоксикацию организма, сопровождающуюся самыми тяжелыми последствиями.

Выводится из органов достаточно медленно и под действием катализаторов, адсорбентов. Например, молока. Основные жидкости, через которые осуществляется вывод металла в окружающую среду:

Различают две основные формы отравления данным веществом: острая и хроническая. Каждая имеет свои особенности и проявления.

Симптоматика и лечение

Острая форма характерна для случаев, когда происходит разлив ртути на производствах, то есть когда единовременно происходит огромный выброс вещества в атмосферу. В таких ситуациях у незащищенных людей начинается резкое ухудшение самочувствия, то есть отравление. Симптомы следующие:

Если же поражение парами ртути происходило постепенно, то заболевание примет хронический характер. В этом случае проявления будут не такими резкими, однако ухудшение самочувствия будет накапливаться ежедневно, принимая все более масштабные обороты.

Все эти последствия могут наступить даже из-за незначительного выброса ртути в атмосферу. Если вовремя не провести демеркуризацию помещения, то можно очень сильно навредить здоровью.

Лечение в этих случаях обычно проводится следующими препаратами:

Использование человеком

Самое распространенное место использования и хранения металлической ртути — это градусники и термометры. В одном таком оборудовании может находиться до 3 г металла. Помимо этого, можно выделить еще несколько областей деятельности человека, в которых ртуть используется достаточно широко:

В настоящее время из-за получения более безопасных и удобных веществ ртуть практически вытеснена из медицины.

Самые необычные металлы

DetailsCategory: Интересное

На протяжении веков в жизни человека постоянно встречались вещи которые его удивляли, выходили за рамки привычного представления об окружающем его мире.

Когда-то нашим предкам настоящим волшебством представлялись такие вещи как порох, магниты, электричество, самодвижущиеся механизмы. Однако и в наш просвещённый век есть немало вещей, которые были не так давно открыты либо созданы наукой, похожих на результат настоящего колдовства.

Такими необычными качествами обладает и множество активно применяемых сегодня металлов и сплавов.

Галлий — металл, который плавится в руках

Существование жидких металлов и способность металлов принимать жидкое состояние при высокой температуре — это общеизвестные факты. Но довольно необычным явлением является твёрдый металл, который тает в руках как мороженое. Это — галлий.

Он плавится уже при комнатной температуре и для обычного практического применения непригоден. Он полностью растворится прямо у вас на глазах, если поместить любое изделие из галлия в стакан с горячей водой. Так же этот металл способен сделать алюминий очень хрупким.

Для этого достаточно поместить небольшую каплю галлия на алюминиевую поверхность.

Нитинол — металл, обладающий памятью

Нитинол является сплавом никеля и титана. Он обладает необычной способностью «запоминать» свою изначальную форму и восстанавливать ее после деформации. Для этого необходимо всего лишь немного тепла.

Будет достаточно нескольких капель тёплой воды, чтобы этот сплав пришел в исходное состояние даже после очень сильного искажения первоначальной формы.

В настоящее время разрабатываются способы практического применения данного материала в технике, и уже довольно успешно его используют в медицине, в частности, для лечения пациентов с заболеваниями и травмами опорно-двигательного аппарата.

Ртуть — жидкий металл

Ртуть – один из самых интересных и необычных металлов. После открытия ртуть получила название «argentum vivum», что в переводе звучит как «живое серебро». Это название связанно с ее характеристиками: она представляет собой жидкость, которая растекается быстрее воды, но при этом она довольно тяжелая. Так например ведро наполненное ртутью будет весить приблизительно 130кг!

Этот металл довольно редок, и чаще всего его находят в горных породах, которые образовались при извержении. Ртуть можно добыть из руды при ее нагреве.

Этим металл известен уже не одну тысячу лет. Изначально её получали из киновари. Именно из-за лёгкости перехода ртути в киноварь и обратно ей отводилось роль основного элемента при создании «философского камня», который занимал умы различных алхимиков на протяжении многих поколений. Считалось, что если получиться очистить ртуть и сделать ее твёрдой, то из этого материала получится золото.

Помимо алхимиков, ртуть представляла немалый интерес для различных магов, которые активно использовали её в своих магических ритуалах. В те времена очень ценилась киноварь – красная ртуть.

Её применяли как средство для изгнания духов либо для разрушения астральных структур путем распыления в воздухе. Считалось, что потусторонние сущности, боясь получить повреждения, покидали опасные для них такие «ртутные» области.

 Так же было замечено, что приборы начинают сбоить в местах обработанных подобным образом, а людей обретают обострение эмоционального восприятия.

Так же и медики в старину считали ртуть лучшим лекарством против целого ряда болезней. К тому времени, как стало известно о том, что она ядовита, ртуть уже вовсю применялась для изготовления лечебных снадобий и в качестве косметических средств.

Известный путешественник Марко Поло, описывая жизнь йогов упоминал о необычном напитке, который готовили из ртути и серы. По словам этих йогов, они пьют этот напиток с детства и тем самым значительно продлевают свою жизнь.

Утверждалось, что возраст некоторых из них доходил до 200 лет! Другой путешественник, Франсуа Бернье, изучавший образ жизни индийских аскетов и йогов, писал об их владении секретом приготовления особого снадобья из ртути, две капли которого принятые утром позволяли человеку весь день чувствовать себя в отличной физической форме.

Интересные моменты, связанные с ртутью, можно встретить и в индийском эпосе. Там идет речь о виманах – особых летательных аппаратах, которыми пользовались боги, принцы или демоны. Согласно переводу, топливом для этих аппаратов служила смесь из мёда, рисового настоя, «сома» (напиток напоминающий пиво) и ртути.

Современные технологии не допускают использования ртути в качестве топлива для двигателей, но не исключается вероятность того, что в древних текстах речь шла о подобии ядерного топлива, где ртуть выполняла ту роль, которую в современных атомных двигателях выполняет вода, а виманами называли аппараты для полетов в космос.

Калифорний-252 — самый дорогой металл

Калифорний был искусственно получен в 1950 в Калифорнийском университете в Беркли. Его извлекают из продуктов длительного облучения плутония нейтронами в ядерном реакторе. Ввиду крайне сложного способа получения в настоящее время Калифорний-252 является самым дорогим металлом.

Его цена достигает 10 000 000 долларов за один грамм. Однако, запас калифорния всего несколько грамм на всей нашей планете, так как производится он всего на двух реакторах – в США и России по 20-40 микрограмм в год. Но он обладает очень впечатляющими свойствами. Более миллионов нейтронов в секунду дает мкг калифорния.

А к примеру один его грамм в период распада выделяет столько же энергии, сколько 200 килограмм радия.

В настоящее время данный металл используют в медицине как точечный источник нейтронов при локальной обработке злокачественных опухолей, а так же как мощный источник нейтронов в нейтронно-активационном анализе и в экспериментах по изучению спонтанного деления ядер.

Металл плавится при температуре. Какова температура плавления и технология литья меди и ее сплавов

Если вас хоть раз волновал вопрос о температуре плавления бронзы, то данная статья именно для вас. Некоторые исторические данные дают право полагать, что первобытные люди имели в обиходе медь, но она была в самородках, которые иногда могли быть внушительных размеров.

Что такое медь?

Название «медь» (на латыни «Cuprum») происходит от названия острова Кипр, на котором и добывали этот металл древние греки. Ввиду того, что медь имеет не слишком высокую температуру плавления, медную руду или сами самородки в древности плавили на костре. А медь использовали в оружейном деле, а также для изготовления разных предметов обихода. По наличию и распространению в земной толще медь находится на 23 месте относительно иных элементов, однако люди начали применять ее еще в древние времена. Как правило, в природе медь встречается в соединениях сульфидных руд, самыми популярными из которых считаются медный колчедан и медный блеск.

Способы получения меди

Технологии для получения меди существуют разные. Но каждая отдельная технология имеет не один этап. Медь получают из руды. Как сказано выше, температура плавления меди давала возможность даже древним людям справляться с ее обработкой. Само примечательное то, что уже в древности люди сумели выработать способ получения и дальнейшего применения как чистой меди, так и сплавов.

Процесс плавления – это изменение состояния металла от твердого к жидкому. Именно для этого и использовали костер, а благодаря низкой температуре плавления можно было проделать эту процедуру без особых сложностей. Для получения сплавов в расплавленную медь добавляли олово. Его можно было получить, восстановив из специальной оловосодержащей руды (касситерит). Такой сплав получил название бронза, которая намного прочнее меди. Бронзу также использовали в древности для изготовления оружия.

А также можно было добыть из медной руды при помощи плавления более чистый металл. Все знают, что каждый металл имеет свою температуру плавления, которая в свою очередь зависит от того, какое количество примесей присутствует в руде. Например, медь, у которой температура плавления равняется 1083 °С, при смешивании с оловом образует новый материал – бронзу. А температура плавления бронзы составляет 930-1140°С, а разная температура потому, что зависит от того, сколько в ней содержится олова. Ну а если вам интересно узнать подробнее, например, какой имеет бронза цвет или какой имеет бронза состав, то эту информацию также можно найти в интернете.

Латунь

Например, латунь – это сплав цинка и меди с температурой плавления 900-1050°С. Когда металл нагревается и плавится, то кристаллические решетки начинают разрушаться. При процессе плавления температура метала постепенно повышается, а далее с определенной отметки становится постоянной, однако нагрев остается таким же. Вот в момент, когда температура останавливается на определенном значении, начинается процесс плавления. И в момент плавления металла температура остается на одном и том же значении, но когда металл полностью расплавлен, температура снова будет увеличиваться.

Такой процесс происходит относительно любого металла. Ну а в процессе охлаждения идет обратный процесс, а именно: сперва температура падает до того момента, пока металл не начнет затвердевать, а уже далее остается постоянной. Когда металл полностью затвердеет, температура снова начинает снижаться. Так ведут себя все металлы, изображая этот процесс графически, он будет иметь вид диаграммы с фазами, на которой четко будет видно состояние вещества на определенно температурной отметке.

Многие ученые пользуются такими фазовыми диаграммами в качестве главного инструмента для исследования процессов, происходящих с металлами при плавлении. Например, если уже расплавленный металл продолжать нагревать, то при достижении определенной температуре масса начнет кипеть. Например, медь кипит при температуре 2560 °С. Относительно металлов такой процесс также назвали кипением, поскольку по аналогии кипящей жидкости на его поверхности появляются пузыри газа.

Видео: Плавка меди в графитовом тигле

Медные заготовки

Сегодня медь является одним из самых востребованных металлов. Высокий спрос объясняется отличительными характеристиками, присущими этому металлу. Медь проводит электроток лучше любых других металлов, кроме серебра, благодаря этому ее используют в производстве кабелей и электропроводов. Температура плавления меди не высокая, металл пластичный и легко поддается обработке, благодаря этому качеству стало возможным ее применение в строительстве в качестве водопроводных тр. Этот металл имеет высокое сопротивление к внешним раздражающим факторам, поэтому долговечен и может быть использован несколько раз, после переплавки. Это качество меди высоко ценят экологи, поскольку при повторной обработке металла тратится значительно меньшее количество энергии, чем при добыче и обработки руды, к тому же сохраняются земные недра. Добыча медной руды не проходит бесследно, на месте отработанных рудников появляются токсичные озера, наиболее известное во всем мире такое озеро – Беркли-Пит в штате Монтана в США.

Необходимая температура для плавления меди


Медь не является легкоплавким металлом

Люди нашли применение меди еще в древние времена, тогда ее добывали в виде самородков. Ввиду низкой температуры, необходимой для осуществления процесса плавления ее стали широко применять для изготовления орудий труда и охоты, самородки можно плавить на костре. В наши дни технология получения металла мало чем отличается от придуманной в древние времена, совершенствуются лишь печи, увеличена скорость обжига и объемы обработки. Здесь возникает уместный вопрос — какая температура плавления меди? Ответ на него можно найти в любом учебнике по физике и химии – медь начинает плавиться при температуре нагрева до 1083 о С.


Кипение меди уменьшает ее прочность

В процессе термического воздействия на металл происходит разрушение его кристаллической решетки, это достигается при определенной температуре, которая в течение некоторого времени остается постоянной. В этот момент и происходит плавка металла. Когда процесс разрушения кристаллов полностью завершен, температура металла снова начинает подниматься, и он переходит в жидкую форму и начинает кипеть. Температура плавления меди значительно ниже, чем та, при которой металл кипит. Процесс кипения начинается с появлением пузырьков, по аналогии с водой. На этом этапе любой металл, в том числе и медь, начинает терять свои характеристики, в основном это отражается на прочности и упругости. Температура кипения меди составляет 2560 о С. Во время остывания металла происходит похожая картина, как и при нагреве – сначала температура опускается до определенного градуса, в этот момент происходит затвердевание, которое длится некоторое время, затем продолжается остывание до обычного состояния.

Как изменяется металл под термическим воздействием

Любой нагрев меди влечет за собой изменение ее характеристик, наиболее значимой является величина ее удельного сопротивления. Медь является проводником электрического тока, при этом металл оказывает сопротивление движению носителям заряда. Отношение площади сечения проводника к оказываемому движению и называется удельным сопротивлением.


Так вот, эта величина для чистой меди составляет 0,0172 ОМ мм 2 /м при 20 о С. Этот показатель может измениться после термической обработки, а также вследствие добавления в состав различных примесей и добавок. Здесь наблюдается обратная зависимость сопротивления меди от температуры – чем выше была температура обработки металла, тем ниже будет ее сопротивление электрическому току. Для обеспечения наилучших электролитических характеристик медной проволоки, ее обрабатывают при 500 о С.

Во время термической обработки можно не только придавать металлу нужную форму и размер, но и создавать различные сплавы. Самыми распространёнными медными сплавами является бронза и латунь. Бронза получается путем смешивания меди с оловом, а латунь – с цинком. Добавление алюминия и стали увеличивает прочность материала, а добавление никеля повышает антикоррозийные свойства. Но стоит заметить, что любая примесь снижает главное свойство – электропроводность, поэтому для изготовления жил электрокабеля используют чистый состав металла.

Отжиг меди

Под отжигом меди следует понимать процесс ее нагрева с целью дальнейшей обработки и приданию необходимых форм изделию. В ходе отжига металл становится более пластичным и мягким, поддающимся различным трансформациям. При отжиге меди температура достигает 550 о С, она приобретает темно-красный оттенок. После нагрева желательно быстро производить ковку и оправлять изделие на охлаждение.


Если подвергать материал медленному, естественному охлаждению, то возможно образование наклепа, поэтому чаще применяют мгновенное охлаждение путем помещения заготовки в холодную воду. Если превысить допустимую величину нагрева, металл может стать более хрупким и ломким.

Во время отжига осуществляется процесс рекристаллизации меди, в ходе которого образуются новые зерна или кристаллы металла, которые не искажены решеткой и отделены от прежних зерен угловыми границами. Новые зерна по размеру могут сильно отличаться от предшественников, при их образовании высвобождается большое количество энергии, увеличивается плотность и появляется наклеп. Рекристаллизация осуществляется только после деформации изделия, и только после достижения ее определенного уровня. Для меди критический уровень деформации составляет 5%, если он не достигнут процесс формирования новых зерен не начнется. Температура рекристаллизации меди составляет 270 о С. Следует отметить, что при этой температуре процесс роста кристаллов только начинается, но он достаточно медленный, поэтому для достижения необходимого результата медь необходимо нагреть до 500 о С, тогда времени для остывания хватит для завершения процесса рекристаллизации.

Видео: Плавление меди в микроволновке

Благодаря тому, что температура плавления меди достаточно невысокая, этот металл стал одним из первых, которые древние люди начали использовать для изготовления различных инструментов, посуды, украшений и оружия. Самородки меди или медную руду можно было расплавить на костре, что, собственно, и делали наши далекие предки.

Несмотря на активное применение человечеством с древних времен, медь не является самым распространенным природным металлом. В этом отношении она значительно уступает остальным элементам и занимает в их ряду только 23-е место.

Как плавили медь наши предки

Благодаря невысокой температуре , составляющей 1083 градуса Цельсия, наши далекие предки не только успешно получали из руды чистый металл, но и изготавливали различные сплавы на его основе. Чтобы получить такие сплавы, медь нагревали и доводили до жидкого расплавленного состояния. Затем в такой расплав просто добавляли олово или выполняли его восстановление на поверхности расплавленной меди, для чего использовалась оловосодержащая руда (касситерит). По такой технологии получали бронзу – сплав, обладающий высокой прочностью, который использовали для изготовления оружия.

Какие процессы происходят при плавлении меди

Что характерно, температуры плавления меди и сплавов, полученных на ее основе, отличаются. При , имеющего меньшую температуру плавления, получают бронзу с температурой плавления 930–1140 градусов Цельсия. А сплав меди с цинком (латунь) плавится при 900–10500 Цельсия.

Во всех металлах в процессе плавления происходят одинаковые процессы. При получении достаточного количества теплоты при нагревании кристаллическая решетка металла начинает разрушаться. В тот момент, когда он переходит в расплавленное состояние, его температура не повышается, хотя процесс передачи ему теплоты при помощи нагрева не прекращается. Температура металла начинает вновь повышаться только тогда, когда он весь перейдет в расплавленное состояние.


При охлаждении происходит противоположный процесс: сначала температура резко снижается, затем на некоторое время останавливается на постоянной отметке. После того, как весь металл перейдет в твердую фазу, температура снова начинает снижаться до полного его остывания.

Как плавление, так и обратная кристаллизация меди, связаны с параметром удельной теплоты. Данный параметр характеризует удельное количество теплоты, которая требуется для того, чтобы перевести металл из твердого состояния в жидкое. При кристаллизации металла такой параметр характеризует количество теплоты, которое он отдает при остывании.

Более подробно узнать о плавлении меди помогает фазовая диаграмма, показывающая зависимость состояния металла от температуры. Такие диаграммы, которые можно составить для любых металлов, помогают изучать их свойства, определять температуры, при которых они кардинально меняют свои свойства и текущее состояние.

Кроме температуры плавления, у меди есть и температура кипения, при которой расплавленный металл начинает выделять пузырьки, наполненные газом. На самом деле никакого кипения меди не происходит, просто этот процесс внешне очень его напоминает. Довести до такого состояния ее можно, если нагреть до температуры 2560 градусов.

Как понятно из всего вышесказанного, именно невысокую температуру плавления меди можно назвать одной из основных причин того, что сегодня мы можем использовать этот металл, обладающий многими уникальными характеристиками.

Содержание:

Каждый металл обладает способностью плавиться. Все они отличаются собственной температурой плавления, которая зависит от разных факторов. Прежде всего, на этот показатель влияет структура металла и наличие в нем каких-либо примесей. Температура плавления меди составляет 1084 градуса.

Процесс плавления металлов

Во время нагревания металлов их кристаллическая решетка начинает постепенно разрушаться. В начальной стадии, по мере нагревания, происходит повышение температуры. Достигнув определенного значения, она продолжает оставаться на одном и том же уровне, несмотря на продолжающийся нагрев. В такой момент и начинается процесс плавления. Он продолжается до тех пор, пока металл полностью не расплавится. После этого продолжается дальнейшее повышение температуры. Таким образом, происходит плавление всех, без исключения, металлов.

Во время охлаждения наблюдается обратное явление. Температура начинает снижаться до тех пор, пока металл не начнет твердеть. Она будет держаться на одном уровне до окончательного отвердения, а потом вновь начнет понижаться. Все происходящие процессы можно отобразить графически, в виде фазовой диаграммы. Она точно показывает состояние вещества при воздействии на него определенной температуры.

Если же расплавленный металл будет нагреваться и далее, то при достижении определенного предела он начнет кипеть. Однако в отличие от жидкости, жидкий металл начинает выделять не пузырьки газа, а углерод, который образуется во время окислительных процессов.

Свойства меди

Человек использовал медь для своих целей с древних времен. Плавление меди при сравнительно низких температурах, позволило проводить с этим металлом самые разные операции. Таким образом, была получена бронза, представляющая собой сплав меди с оловом. По своей прочности она значительно превосходила чистую медь, что позволило изготавливать более качественное оружие и инструменты.

В настоящее время медь также не используется в чистом виде. В составе меди, в большом количестве присутствуют разные компоненты. Их содержание достигает 1%. В качестве основных добавок используется никель, железо, мышьяк и сурьма. Тем не менее, несмотря на добавки, с технической стороны медь считается чистым металлом с высокими показателями теплопроводности и электропроводности. Поэтому она является идеальным материалом для кабельно-проводниковой продукции.

Сплав меди с другими металлами

Относительно невысокая температура плавления меди составляет 1084°С. Это позволяет получать на ее основе металлические сплавы, обладающие совершенно другими свойствами.


Среди них хорошо известна латунь, представляющая собой сплав меди и цинка, в процентном соотношении приблизительно 1:1. Полученное вещество, имеет более низкую температуру плавления, составляющую от 800 до 950 градусов. Конкретное значение этого показателя зависит от соотношения металлов, содержащихся в сплаве: с уменьшением количества цинка плавление латуни происходит при более низкой температуре. Данный материал используется в литейном производстве, а также в качестве листовых и прокатных изделий. Кроме цинка, в различные марки латуни добавляются другие компоненты, влияющие на процесс плавления.

Другим известным сплавом является бронза, в которой присутствует медь и олово. В некоторых случаях, вместо олова могут использоваться железные, алюминиевые или марганцевые добавки. Сплав с оловом плавится при диапазоне от 900 до 950 градусов. Для бронзы без олова этот показатель составляет от 950 до 1080 градусов. Этот материал применяется для производства различных трущихся деталей, а также при изготовлении декоративных украшений.

C проблемой, как расплавить медь в домашних условиях, сталкиваются многие хозяева. Одни хотят отлить медные изделия, у других скопился медный лом, который занимает много места, а выбросить его жаль. Тех, кто считает, что это сложный процесс и расплавить медь в домашних условиях не получится, можно успокоить. Древние люди умели это делать за несколько веков до н.э., не имея для этого никаких специальных приспособлений.

Среди металлов, нашедших широкое применение в промышленности, это среднее значение. Олово, свинец, магний, цинк, алюминий имеют существенно меньшую и золота она равна соответственно 960 °С и 1063 °C. У железа температура плавления равна 1539 °С. Поэтому медь, серебро и золото можно плавить в железной посуде. Добавление олова, свинца и цинка позволяет существенно снизить температуру плавления меди, но при этом образуется не чистая – бронза и латунь.

До начала плавления необходимо подготовить:

  1. стальные щипцы,
  2. крючок для сбора оксидной пленки с поверхности расплава,
  3. форму для заливки.

Крючок можно изготовить из стальной проволоки. Формой может служить любая стальная емкость, можно подготовить углубление в земле, как это делали наши предки. Для художественного литья потребуется специальная форма.

Плавление в муфельной печи

  • Бытовые муфельные печи можно приобрести в специализированных магазинах. Современные печи снабжены регуляторами температуры и смотровым окном, могут быть с вертикальной или горизонтальной загрузкой. Печь среднего качества способна поддерживать температуру до 2000 °С, а профессиональная – до 3000°C. В ней можно расплавлять не только медь, но и железо. Но следует учесть, что при температуре 2560 °С медный расплав начинает кипеть. После охлаждения слиток будет иметь пористую поверхность, которая способствует быстрому окислению и разрушению. Такой слиток имеет непрезентабельный вид, он лишен характерного медного блеска.
  • Независимо от способа плавления, медный лом нужно измельчить. Это сократит время процесса и даст гарантию, что расплав получится однородным.
  • Измельченный медный лом засыпают в тигель, тигель помещают в муфельную печь, предварительно нагретую выше 1083 °C.
  • Убедившись, что медь расплавилась, тигель щипцами извлекают из печи и крючком удаляют оксидную пленку, которая всегда образуется на поверхности расплава. После этого расплав сразу следует вылить в форму.

Приобретать дорогостоящую муфельную печь ради одной плавки не стоит. Медь можно расплавить другими способами.

Плавление с помощью самодельных приспособлений

Расплавить медь можно с помощью газовой горелки

У некоторых автолюбителей в гаражах имеются самодельные горны, с помощью которых можно плавить металлы. Если горн найти не удалось, его можно сделать своими руками.

  • На земле устанавливают опоры, например, силикатные кирпичи, на них кладут стальную сетку с мелкими ячейками.
  • На сетку насыпают слой древесного угля и поджигают его. Чтобы получить высокую температуру, нужно увеличить приток воздуха. Проще всего это сделать с помощью пылесоса, работающего « на выдув», направив струю воздуха в место горения угля.
  • Остается поставить на горящие угли тигель и дождаться, когда медь расплавится. Расплав контактирует с атмосферным кислородом, поэтому активно образуется оксидная пленка, которую постоянно следует убирать. Можно присыпать поверхность расплава мелкими углями или пеплом от них. Образуется шлак, который потом легко отделяется.

Медные сплавы бронзу и латунь можно расплавить с помощью газовой горелки автогенной сварки или паяльной лампой с насадкой для поворота пламени. Пламя должно нагревать тигель равномерно снизу.

WebWISER – Главная

WISER — это система, предназначенная для оказания помощи аварийно-спасательным службам при инцидентах с опасными материалами. WISER предоставляет широкий спектр информации об опасных веществах, в том числе поддержка идентификации, физические характеристики, информация о здоровье человека и рекомендации по сдерживанию и подавлению. Для начала настройте свой профиль и выберите элемент ниже.

Последние новости

  • Что нового — МУДРЕЕ 6.2 ×

    Взгляните на то, что включено в этот выпуск:

    • Обновления для ERG 2020 уже доступны!
      • Испанские переводы теперь предоставляются только для ограниченного контента, относящегося к ERG (страница руководства ERG и данные о наиболее безопасном расстоянии).
      • Данные сценария пожара теперь можно наносить на карты защитного расстояния.
    • Добавлено множество мелких исправлений и обновлений для всех платформ WISER.

    Подробнее см. ниже.

    Обновления ERG 2020 Контент

    ERG (страница руководства ERG и данные о безопасном расстоянии) теперь доступен на французском и испанском языках, если они доступны. Эта функция ограничена только данными ERG.

    Добавлена ​​возможность отображать данные о защитном расстоянии от пожара, если они доступны для данного вещества.Эти расстояния взяты непосредственно из данных страницы справочника ERG.

  • Что нового — МУДРЕЕ 6.1 ×

    Взгляните на то, что включено в этот выпуск:

    • ERG 2020 уже доступна!
      • Французские переводы теперь предоставляются только для ограниченного контента, относящегося к ERG (страница руководства ERG и данные о наиболее безопасном расстоянии).Испанские переводы этого контента скоро появятся.
      • Материалы ERG без UN, процесс маркировки, новый для ERG 2020, теперь обрабатываются как внутри, так и в API обмена WISER.
    • Критерии поиска транспорта (плакаты, железнодорожные вагоны и автомобильные прицепы) для инструмента WISER Help Identify Chemical были обновлены и обновлены.
    • API-интерфейсы WISER для Android были обновлены, что повышает совместимость с более новыми устройствами.
    • Добавлено множество мелких исправлений и обновлений для всех платформ WISER.

    Подробнее см. ниже.

    ЭРГ 2020

    Теперь доступен полностью интегрированный контент из Руководства по реагированию на чрезвычайные ситуации Министерства транспорта 2020 (ERG 2020). Это включает в себя страницу руководства ERG 2020 и информацию о защитном расстоянии, а также возможность просматривать материалы ERG 2020 вместе с результатами поиска веществ WISER.

    Контент

    ERG (страница руководства ERG и данные о безопасном расстоянии) предоставляется на французском языке, если он доступен. Эта экспериментальная функция ограничена только данными ERG.Испанские переводы будут добавлены позже.

  • Что нового — МУДРЕЕ 6.0 ×

    Взгляните на то, что включено в этот выпуск:

    • Совместное использование и совместная работа теперь доступны на всех платформах.
      • Делитесь ссылками на вещества, данными о веществах, картами защитных расстояний и справочными документами.
      • Общедоступный API теперь доступен для интеграции со сторонними организациями.
    • Более 60 новых веществ
    • Различные улучшения функции поиска WISER, чтобы сделать ее более точной и гибкой
    • Улучшения безопасного расстояния, которые включают:
      • Обновления пользовательского интерфейса на всех платформах
      • Улучшена поддержка языков за пределами США
      • Обновления экспорта KML
    • Обновления данных PubChem
    • Много мелких обновлений и улучшений

    Подробнее см. ниже.

    Обмен и сотрудничество

    Все платформы теперь предоставляют возможность обмениваться веществами, данными о веществах (например, процедурами пожаротушения или реактивными действиями), картами защитных расстояний и справочными документами. Кроме того, общедоступный API теперь доступен для интеграции со сторонними организациями.

    Чтобы поделиться со своего устройства, выберите значок общего доступа в меню или на панели инструментов. Затем следуйте инструкциям вашего устройства, чтобы поделиться ссылкой через приложение (например, текстовое сообщение) или скопировать ссылку данных в буфер обмена.В WebWISER скопируйте ссылку из меню или, в случае более сложных данных (например, химическая активность и защитное расстояние), выберите соответствующую кнопку «Копировать ссылку».

    Ссылками можно делиться со всех платформ и открывать непосредственно на платформах iOS и Android. Если на вашем устройстве не установлен WISER или вы используете платформу Windows, ссылки будут автоматически открываться в WebWISER.

    Общедоступный API является открытым, бесплатным для использования и используется для предоставления функций обмена, перечисленных выше.Есть вопросы? Пожалуйста свяжитесь с нами.

    60+ новых веществ

    Следующие вещества были добавлены в WISER. Выбор новых веществ осуществляется на основании потребительского спроса и отзывов экспертов. Экспертиза включает в себя анализ вероятности встречи с веществом, опасности, которую представляет вещество, а также информацию от аварийно-спасательных служб, токсикологов и медицинского персонала.

    У вас есть идеи для следующей версии WISER? Пожалуйста, свяжитесь с нами и дайте нам знать!

    • Хлорат натрия
    • Озон
    • Бензальдегид
    • Метомил
    • Ангидрид уксусной кислоты
    • 1-бутен
    • Изобутилен
    • Циклогексан
    • Формамид
    • Ацетат свинца
    • N-метилформамид
    • 2-аминотолуол
    • Фенилацетонитрил
    • 1-хлор-2-пропанон
    • Мононитротолуолы
    • Сульфат аммония
    • Пентахлорид фосфора
    • Муравьиная кислота
    • Формиат аммония
    • Дихромат натрия
    • Нитроэтан
    • Йодоводород
    • Гидроксид аммония
    • Гидроксид кальция
    • Циклогексанол
    • Ацетат натрия
    • Псевдоэфедрин
    • (л)-эфедрин
    • Сульфат натрия
    • Ацетилхлорид
    • Фенилмагния хлорид
    • Калий хлорат
    • Палладий, элементный
    • Карбонат бария
    • Сульфат бария
    • Бензолсульфонилхлорид
    • Изобутилацетат
    • Пиррол
    • Сафрол
    • Натрия тиосульфат
    • п-толуолсульфокислота
    • Альфентанил
    • Суфентанил
    • PCP (фенциклидин)
    • Циклогексанон
    • Бисульфит натрия
    • Бромбензол
    • ЛСД
    • Ацетамид
    • Аллилхлорид
    • Изосафрол
    • N,N-диметилацетамид
    • 1,4-бензохинон
    • Амфетамин
    • Аргон
    • 1,1,1,2-тетрафторэтан
    • Бора треххлористый
    • Гидрид кальция
    • Гидроксид тетраметиламмония
    • Паракват
    • Метамфетамин
  • COVID-19 ×

    COVID-19 — это новая, быстро развивающаяся ситуация.Будьте в курсе последней информации из следующего:

  • Что нового — МУДРЕЕ 5.4 ×

    Взгляните на то, что включено в этот выпуск:

    • Новости и уведомления, подобные этому, теперь предоставляют подробную информацию о каждом выпуске WISER.
    • Подробные библиографии теперь доступны для большей части данных о веществах в WISER.
    • Защитное сопоставление расстояний теперь поддерживает экспорт данных KML (язык разметки замочной скважины) на платформах WISER для Windows и WebWISER.
    • Переработана функция защитного отображения расстояния WISER для Windows.
    • Добавлено множество небольших обновлений и исправлений ошибок.

    Подробнее см. ниже.

    Новости и уведомления

    Все платформы WISER теперь позволяют пользователям просматривать функции, добавленные в последних выпусках.Пожалуйста, взгляните на эти элементы, чтобы увидеть последние обновления контента и функций, добавленные в WISER.

    Библиографии

    Большая часть данных WISER получена из банка данных по опасным веществам Национальной медицинской библиотеки (HSDB). Данные, предоставленные этим важным проверенным и обновленным источником данных, теперь включают подробные библиографии в рамках WISER.

    Кроме того, переработано отображение библиографий. Библиографии предоставляются в виде простого заголовка, который, если его выбрать, будет отображать полную библиографию.В случае совпадения нескольких источников содержимое теперь отображается один раз вместе со всеми совпадающими библиографическими данными.

    Обновления защитного расстояния

    Защитное сопоставление расстояний теперь поддерживает экспорт данных KML (язык разметки замочной скважины) на платформах WISER для Windows и WebWISER. Поделитесь созданной зоной защитного расстояния с любым сторонним приложением, которое поддерживает импорт KML, например. Программное обеспечение CAMEO MARPLOT.

    Защитное отображение расстояния в WISER для Windows было переработано.Новая собственная реализация Windows включает в себя значительно улучшенную производительность наряду со многими небольшими обновлениями, например. лучшее масштабирование и обнаружение местоположения.

  • Что нового — МУДРЕЕ 5.3 ×

    Взгляните на то, что включено в этот выпуск:

    • Добавлены записи о веществах агентов четвертого поколения и справочные материалы.
    • Добавлен прототип средства принятия решений ASPIRE (алгоритм, предлагающий пропорциональное реагирование на инцидент) и рекомендации PRISM (основное реагирование на инциденты).
    • Обновлено использование и отображение библиографий данных.
    • Реализованы обновления совместимости операционных систем Android и iOS.
    • Добавлено множество небольших обновлений и исправлений ошибок.

    Подробнее см. ниже.

    Агенты четвертого поколения

    Отравляющие вещества четвертого поколения, также известные как «Новички» или отравляющие вещества нервно-паралитического действия серии А, относятся к категории боевых отравляющих веществ, представляющих собой уникальные фосфорорганические соединения.Они более стойкие, чем другие нервно-паралитические агенты, и не менее токсичны, чем VX. Данные WISER для агентов четвертого поколения теперь включают полную запись о веществе, а также справочный материал, включенный в комплект медицинских руководств CHEMM (Chemical Hazards Emergency Medical Management).

    СТРЕМИТЕСЬ и ПРИЗМА

    ASPIRE (алгоритм, предлагающий пропорциональное участие в реагировании на инциденты) — это прототип инструмента, помогающего принимать решения, разработанный экспертами в области медицины и реагирования на чрезвычайные ситуации, чтобы помочь определить потребность пациентов, подвергшихся воздействию химических агентов, в проведении влажной дезактивации.

    Руководство

    PRISM (первичное реагирование на месте происшествия), которое включено в инструментарий ASPIRE, было написано для предоставления авторитетных, основанных на фактических данных рекомендаций по раздеванию и обеззараживанию пострадавших во время химического инцидента. См. полный набор руководств PRISM здесь.

WebWISER лучше всего просматривать в следующих браузерах (указанная версия или выше): Internet Explorer 9, Firefox 26, Safari 7 или Google Chrome 30.

WISER также доступен как отдельное приложение для ПК и различных мобильных платформ. включая устройства iOS и Android. Посетите домашнюю страницу WISER для бесплатных загрузок и получения дополнительной информации о WISER.

Выберите свой профиль, чтобы настроить WISER содержание, чтобы лучше соответствовать вашей роли в чрезвычайной ситуации.

Другие химические аварийные ресурсы в NLM

Другие химические аварийные ресурсы

Периодическая таблица элементов

Периодическая таблица элементов
Наименование Масса Номер Температура кипения Температура плавления
Водород 1.00794 1 20,28 Кельвина 13,81 Кельвина
Гелий 4,0026 2 4,216 Кельвин 0,95 Кельвин
Литий 6,941 3 1615 Кельвин 453,7 Кельвин
Бериллий 9,01218 4 3243 Кельвин 1560 Кельвин
Бор 10.811 5 4275 Кельвин 2365 Кельвин
Углерод 12,011 6 5100 Кельвин 3825 Кельвин
Азот 14,0067 7 77,344 Кельвин 63,15 Кельвин
Кислород 15,9994 8 90,188 Кельвин 54,8 Кельвин
Фтор 18.9984 9 85 Кельвин 53,55 Кельвин
Неон 20,1797 10 27,1 Кельвин 24,55 Кельвин
Натрий 22,98977 11 1156 Кельвин 371 Кельвин
Магний 24,305 12 1380 Кельвин 922 Кельвин
Алюминий 26.98154 13 2740 Кельвин 933,5 Кельвин
Кремний 28,0855 14 2630 Кельвин 1683 Кельвин
Фосфор 30,97376 15 553 Кельвин 317,3 Кельвин
Сера 32,066 16 717,82 Кельвин 392,2 Кельвин
Хлор 35.4527 17 239,18 Кельвина 172,17 Кельвина
Аргон 39,948 18 87,45 Кельвин 83,95 Кельвин
Калий 39,0983 19 1033 Кельвин 336,8 Кельвин
Кальций 40,078 20 1757 Кельвин 1112 Кельвин
Скандий 44.9559 21 3109 Кельвин 1814 Кельвин
Титан 47,88 22 3560 Кельвин 1945 Кельвин
Ванадий 50,9415 23 3650 Кельвин 2163 Кельвин
Хром 51,996 24 2945 Кельвин 2130 Кельвин
Марганец 54.938 25 2335 Кельвин 1518 Кельвин
Железо 55,847 26 3023 Кельвин 1808 Кельвин
Кобальт 58,9332 27 3143 Кельвин 1768 Кельвин
Никель 58,6934 28 3005 Кельвин 1726 Кельвин
Медь 63.546 29 2840 Кельвин 1356,6 Кельвин
Цинк 65,39 30 1180 Кельвин 692,73 Кельвин
Галлий 69,723 31 2478 Кельвин 302,92 Кельвин
Германий 72,61 32 3107 Кельвин 1211,5 Кельвин
Мышьяк 74.9216 33 876 Кельвин 1090 Кельвин
Селен 78,96 34 958 Кельвин 494 Кельвин
Бром 79,904 35 331,85 Кельвин 265,95 Кельвин
Криптон 83,8 36 120,85 Кельвин 116 Кельвин
Рубидий 85.4678 37 961 Кельвин 312,63 Кельвин
Стронций 87,62 38 1655 Кельвин 1042 Кельвин
Иттрий 88,9059 39 3611 Кельвин 1795 Кельвин
Цирконий 91,224 40 4682 Кельвин 2128 Кельвин
Ниобий 92.9064 41 5015 Кельвин 2742 Кельвин
Молибден 95,94 42 4912 Кельвин 2896 Кельвин
Технеций 98 43 4538 Кельвин 2477 Кельвин
Рутений 101,07 44 4425 Кельвин 2610 Кельвин
Родий 102.9055 45 3970 Кельвин 2236 Кельвин
Палладий 106,42 46 3240 Кельвин 1825 Кельвин
Серебро 107,868 47 2436 Кельвин 1235,08 Кельвин
Кадмий 112,41 48 1040 Кельвин 594,26 Кельвин
Индий 114.82 49 2350 Кельвин 429,78 Кельвин
Олово 118,71 50 2876 Кельвин 505,12 Кельвин
Сурьма 121,757 51 1860 Кельвин 903,91 Кельвин
Теллур 127,6 52 1261 Кельвин 722,72 Кельвин
Йод 126.9045 53 457,5 Кельвина 386,7 Кельвина
Ксенон 131,29 54 165,1 Кельвин 161,39 Кельвин
Цезий 132,9054 55 944 Кельвин 301,54 Кельвин
Барий 137,33 56 2078 Кельвин 1002 Кельвин
Лантан 138.9055 57 3737 Кельвин 1191 Кельвин
Церий 140,12 58 3715 Кельвин 1071 Кельвин
Празеодим 140,9077 59 3785 Кельвин 1204 Кельвин
Неодим 144,24 60 3347 Кельвин 1294 Кельвин
Прометий 145 61 3273 Кельвин 1315 Кельвин
Самарий 150.36 62 2067 Кельвин 1347 Кельвин
Европий 151,965 63 1800 Кельвин 1095 Кельвин
Гадолиний 157,25 64 3545 Кельвин 1585 Кельвин
Тербий 158,9253 65 3500 Кельвин 1629 Кельвин
Диспрозий 162.5 66 2840 Кельвин 1685 Кельвин
Гольмий 164,9303 67 2968 Кельвин 1747 Кельвин
Эрбий 167,26 68 3140 Кельвин 1802 Кельвин
Тулий 168,9342 69 2223 Кельвин 1818 Кельвин
Иттербий 173.04 70 1469 Кельвин 1092 Кельвин
Лютеций 174,967 71 3668 Кельвин 1936 Кельвин
Гафний 178,49 72 4875 Кельвин 2504 Кельвин
Тантал 180,9479 73 5730 Кельвин 3293 Кельвин
Вольфрам 183.85 74 5825 Кельвин 3695 Кельвин
Рений 186,207 75 5870 Кельвин 3455 Кельвин
Осмий 190,2 76 5300 Кельвин 3300 Кельвин
Иридий 192,22 77 4700 Кельвин 2720 Кельвин
Платина 195.08 78 4100 Кельвин 2042,1 Кельвин
Золото 196,9665 79 3130 Кельвин 1337,58 Кельвин
Меркурий 200,59 80 629,88 Кельвин 234,31 Кельвин
Таллий 204,383 81 1746 Кельвин 577 Кельвин
Свинец 207.2 82 2023 Кельвина 600,65 Кельвина
Висмут 208,9804 83 1837 Кельвин 544,59 Кельвин
Астат 210 85 610 Кельвин 575 Кельвин
Радон 222 86 211,4 Кельвин 202 Кельвин
Франций 223 87 950 Кельвин 300 Кельвин
Радий 226.0254 88 1413 Кельвин 973 Кельвин
Торий 232,0381 90 5060 Кельвин 2028 Кельвин
Протактиний 231.0359 91 4300 Кельвин 1845 Кельвин
Уран 238,029 92 4407 Кельвин 1408 Кельвин
Нептуний 237.0482 93 4175 Кельвин 912 Кельвин
Плутоний 244 94 3505 Кельвин 913 Кельвин
Америций 243 95 2880 Кельвин 1449 Кельвин

1.3: Свойства материи — Химия LibreTexts

Цели обучения

  • Для отделения физических свойств и изменений от химических

Все вещества обладают физическими и химическими свойствами. Физические свойства — это характеристики, которые ученые могут измерить без изменения состава исследуемого образца, такие как масса, цвет и объем (объем пространства, занимаемый образцом). Химические свойства описывают характерную способность вещества реагировать с образованием новых веществ; они включают его воспламеняемость и подверженность коррозии. Все образцы чистого вещества обладают одинаковыми химическими и физическими свойствами. Например, чистая медь всегда представляет собой красновато-коричневое твердое вещество (физическое свойство) и всегда растворяется в разбавленной азотной кислоте с образованием синего раствора и коричневого газа (химическое свойство).

Физические свойства могут быть экстенсивными или интенсивными. Экстенсивные свойства зависят от количества вещества и включают массу, вес и объем. Интенсивные свойства , напротив, не зависят от количества вещества; они включают цвет, температуру плавления, точку кипения, электрическую проводимость и физическое состояние при данной температуре. Например, элементарная сера представляет собой желтое кристаллическое твердое вещество, которое не проводит электричество и имеет температуру плавления 115.2 °C, независимо от того, какое количество исследуется (рис. \(\PageIndex{1}\)). Ученые обычно измеряют интенсивные свойства для определения идентичности вещества, в то время как экстенсивные свойства передают информацию о количестве вещества в образце.

Рисунок \(\PageIndex{1}\): Разница между экстенсивными и интенсивными свойствами материи. Поскольку они различаются по размеру, два образца серы имеют разные экстенсивные свойства, такие как масса и объем. Напротив, их интенсивные свойства, включая цвет, температуру плавления и электропроводность, идентичны.

Хотя масса и объем являются экстенсивными свойствами, их соотношение является важным интенсивным свойством, называемым плотностью (\(\rho\)). Плотность определяется как масса на единицу объема и обычно выражается в граммах на кубический сантиметр (г/см 3 ). По мере увеличения массы в данном объеме увеличивается и плотность. Например, свинец с его большей массой имеет гораздо большую плотность, чем тот же объем воздуха, точно так же, как кирпич имеет большую плотность, чем пенополистирол того же объема.При данной температуре и давлении плотность чистого вещества постоянна:

\[\begin{align*} \text{плотность} &={\text{масса} \over \text{объем}} \\[4pt] \rho &={m \over V} \label{Eq1} \end{выравнивание*} \]

Чистая вода, например, имеет плотность 0,998 г/см 3 при 25 °C. Средние плотности некоторых распространенных веществ приведены в таблице \(\PageIndex{1}\). Обратите внимание, что кукурузное масло имеет более низкое отношение массы к объему, чем вода. Это означает, что при добавлении в воду кукурузное масло будет «плавать» (рис. \(\PageIndex{2}\)).

Таблица \(\PageIndex{1}\): плотности обычных веществ
Вещество Плотность при 25 °C (г/см 3 ) Вещество Плотность при 25 °C (г/см 3 )
кровь 1,035 кукурузное масло 0,922
жировые отложения 0.918 майонез 0,910
цельное молоко 1,030 мед 1,420
Рисунок \(\PageIndex{2}\): Вода и масло. Так как плотность масла меньше, чем у воды, оно всплывает на поверхность. (CC-BY SA 3.0; Виктор Блакус).

Физическая собственность и сдача

Физические изменения — это изменения, при которых химические связи не разрываются и не образуются.Это означает, что те же типы соединений или элементов, которые были в начале изменения, остаются и в конце изменения. Поскольку конечные материалы такие же, как и начальные, свойства (такие как цвет, температура кипения и т. д.) также будут одинаковыми. Физические изменения связаны с перемещением молекул, но не с их изменением. Некоторые типы физических изменений включают в себя:

  • Изменения состояния (переход из твердого состояния в жидкое или газообразное и наоборот)
  • Разделение смеси
  • Физическая деформация (порезы, вмятины, растяжения)
  • Приготовление растворов (специальных видов смесей).

Когда кубик льда тает, его форма меняется, поскольку он приобретает способность течь. При этом его состав не меняется. Плавление является примером физического изменения (Рисунок \(\PageIndex{3}\)), поскольку изменяются некоторые свойства материала, но не изменяется сущность материи. Физические изменения можно дополнительно классифицировать как обратимые и необратимые. Растаявший кубик льда можно снова заморозить, поэтому таяние является обратимым физическим изменением. Все физические изменения, связанные с изменением состояния, обратимы.Другие изменения состояния включают испарение (жидкость в газ), замерзание (жидкость в твердое состояние) и конденсацию (газ в жидкость). Растворение также является обратимым физическим изменением. Когда соль растворяется в воде, говорят, что соль перешла в водное состояние. Соль можно восстановить, выкипятив воду, оставив соль.

Рисунок \(\PageIndex{3}\): «Таяние льда» — это физическое изменение. Когда твердая вода (\(\ce{H_2O}\)) в виде льда превращается в жидкость (воду), она кажется измененной.Однако это изменение носит только физический характер, поскольку состав составляющих молекул тот же: 11,19% водорода и 88,81% кислорода по массе.

Химические свойства и изменение

Химические изменения происходят при разрыве и/или образовании связей между молекулами или атомами. Это означает, что одно вещество с определенным набором свойств (таким как температура плавления, цвет, вкус и т. д.) превращается в другое вещество с другими свойствами. Химические изменения часто труднее обратить вспять, чем физические изменения.

Одним из хороших примеров химического изменения является сжигание бумаги. В отличие от процесса разрывания бумаги, процесс сжигания бумаги фактически приводит к образованию новых химических веществ (точнее, углекислого газа и воды). Другой пример химического изменения происходит при образовании воды. Каждая молекула содержит два атома водорода и один атом кислорода, химически связанные.

Другим примером химического изменения является то, что происходит, когда в вашей печи сжигается природный газ. На этот раз перед реакцией у нас есть молекула метана, \(\ce{CH_4}\), и две молекулы кислорода, \(\ce{O_2}\), а после реакции у нас есть две молекулы воды, \(\ce{H_2O}\) и одна молекула углекислого газа, \(\ce{CO_2}\).При этом изменился не только внешний вид, но и структура молекул. Новые вещества не обладают такими же химическими свойствами, как исходные. Следовательно, это химическое изменение.

Сгорание металлического магния также является химическим изменением (магний + кислород → оксид магния):

\[\ce{2 Mg + O_2 \rightarrow 2 MgO } \номер\]

, как и ржавление железа (Железо + кислород → оксид железа/ржавчина):

\[\ce{4 Fe + 3O_2 \rightarrow 2 Fe_2O_3} \номер\]

Используя компоненты состава и свойства, мы имеем возможность отличить один образец вещества от других.

Различные определения изменений: https://youtu.be/OiLaMHigCuo

Ссылки

  1. Петруччи, Биссоннетт, Херринг, Мадура. Общая химия: принципы и современные приложения. Десятое изд. Река Аппер-Сэдл, штат Нью-Джерси, 07458: Pearson Education Inc., 2011.
  2. .
  3. Краколис, Питерс. Основы вводной химии. Активный подход к обучению. Второе изд. Белмонт, Калифорния 94001: Брукс/Коул, 2007.

Авторы и авторство

10 примеров точки плавления в повседневной жизни — StudiousGuy

Температура плавления – это температура, при которой данное твердое вещество переходит из твердого состояния в жидкое.Обе фазы, т. е. твердая и жидкая, находятся в равновесии при температуре плавления. Следовательно, температура плавления данного твердого вещества равна температуре замерзания жидкости. Например, вода показывает равновесие при 0°C.

Это физическое свойство вещества, которое используется для различных целей. Наиболее распространенным примером таяния в повседневной жизни является таяние кубиков льда при воздействии тепла.

Указатель статей (щелкните, чтобы перейти)

Как происходит плавление?

Кристаллические твердые тела состоят из трехмерного расположения очень мелких частиц, которые называются решетчатыми структурами.Силы решетки действуют внутри частиц решетчатых структур. Когда этот тип твердой структуры нагревается, составляющие ее частицы вибрируют быстрее, потому что они поглощают кинетическую энергию. Эта вибрация продолжается до тех пор, пока силы притяжения между ними перестают быть достаточно сильными для поддержания кристаллической структуры. Это, в свою очередь, разрушает твердую структуру, и, в конце концов, твердое тело начинает плавиться. Температура, при которой происходит этот процесс, известна как температура его плавления.В аморфных твердых телах частицы располагаются в кристаллической решетке хаотично, например, в стекле, смолах и многих синтетических пластмассах.

Процесс плавки

Факторы, влияющие на температуру плавления

Температура плавления вещества зависит от силы сил притяжения, действующих внутри твердой структуры. Например, хлорид натрия (NaCl) представляет собой ионное соединение, состоящее из сильных ионных связей. Таким образом, он плавится при высоких температурах, т.е.е., 801°С, тогда как лед представляет собой соединение, состоящее из водородных связей, прочность которых меньше, чем у ионных связей. Следовательно, лед тает при низких температурах, т. е. при 0°С. При повышении давления твердого тела температура плавления вещества понижается. Присутствие примесей в твердой структуре также снижает ее температуру плавления, что называется «понижением температуры плавления».

Кто измеряет температуру плавления?

Аналитические лаборатории

Аналитические лаборатории проводят различные тесты для исследования материалов, которые проводятся в различных отраслях промышленности, таких как фармацевтика, пищевая промышленность, электроника и пластмассы, для проверки чистоты продуктов.Одним из аналитических методов, применяемых для характеристики чистоты продуктов (от сырья до готовой продукции), является определение температуры плавления. Важно тщательно выбрать процедуру определения точки плавления для получения удостоверяемых результатов контроля качества (КК) и обеспечения качества (ОК). Аналитические лаборатории КК/ОК обязаны регулярно калибровать свои приборы для определения точки плавления, чтобы определить, соответствуют ли их приборы конкретным требованиям, установленным их местными, национальными и международными лабораториями.

Примеры

1. Анализ чистоты гхи/масла

Топленое масло или масло — один из самых потребляемых продуктов в Индии. Очень важно обеспечить его чистоту, так как фальсифицированное коровье топленое масло смешивают с растительными маслами и жиром животного происхождения. Прогорклое топленое масло также доступно на рынке из-за того же цвета и текстуры. Вот несколько простых трюков, которые можно выполнять дома, и они основаны на концепции плавления для обеспечения его чистоты.

Тепловое испытание

Возьмите чайную ложку топленого масла в сосуд и нагрейте его. Если топленое масло сразу же тает и приобретает коричневатый цвет, значит, оно чистое. Однако, если для плавления требуется некоторое время и появляется светло-желтая текстура, то это нечистый, т. Е. Смешанный с некоторыми примесями.

Ладонный тест

Возьмите в ладонь чайную ложку топленого масла, если оно само растает, значит оно чистое, или нет.

Метод с двумя котлами

Гхи также фальсифицируют различными видами масел, особенно кокосовым маслом, поэтому для проверки того, содержит ли гхи кокосовое масло, используется метод пароварки.В этом методе топленое масло растапливают в стеклянной банке с помощью пароварки, которая содержит банку, помещенную над кастрюлей с кипящей водой, а затем помещают эту банку на некоторое время в холодильник. Если топленое масло и кокосовое масло затвердевают отдельными слоями, то топленое масло не является чистым, поскольку разные слои показывают присутствие масла в топленом масле.

2. Катание на коньках

В зимнее время лед привлекает многих. Им нравится кататься на коньках в заснеженных районах, но задумывались ли вы когда-нибудь, что стоит за скользкостью льда, которая позволяет им кататься на коньках? Причиной скользкости льда является идея таяния под давлением и трения.Когда на лед оказывается давление, он тает верхний слой льда и создает тонкий слой воды, который позволяет кататься на коньках. Теория плавления под давлением основана на том факте, что температура замерзания воды ниже 0°C для определенного диапазона высокого давления.

3. Формование сплава

Образование сплава является примером плавления. Большинство сплавов получают путем смешения различных металлов в расплавленном состоянии с последующим затвердеванием.Все металлы имеют разную температуру плавления. Это создает некоторые трудности при формировании сплава. Например, медь плавится при 1083°С, а цинк плавится при 419°С и кипит при 907°С. Так, при изготовлении латуни (сплава меди и цинка), если расплавить оба металла, нагрев их выше 1083°С, жидкий цинк тоже выкипит, а пары окислятся на воздухе. Чтобы этого избежать, сначала приходится плавить металл с высокой температурой, т. е. медь, а когда медь приходит в расплавленное состояние, к ней добавляют твердый цинк, и он быстро растворяется в жидкой меди до того, как большая часть цинка расплавится. выкипело.Здесь правильное знание температуры плавления металлов и процесса плавления является обязательным для изготовления различных сплавов, что, в свою очередь, предлагает множество применений в различных отраслях промышленности.

Суперсплавы Суперсплавы

состоят из различных комбинаций сплавов никеля, железа и кобальта, и эти сплавы в основном используются в реактивных двигателях. Они производятся методом электронно-лучевой плавки. Этот специализированный процесс плавки включает плавку в высоком вакууме с использованием электронного луча.Этот процесс плавления является дорогостоящим, поэтому его использование ограничено.

Плавка стали Сталь

представляет собой сплав железа и углерода. Знание его температуры плавления важно для его изготовления в ценной форме. Температура плавления стали зависит от ее типа. Следы других элементов также добавляются для улучшения его свойств, и их процентное содержание в них также влияет на их температуру плавления. Из 5 основных типов стали нержавеющая сталь используется в основном для кухонных столовых приборов.

 

4. Лампочки Лампы

содержат нить накаливания, состоящую из металлического вольфрама. Металлический вольфрам используется, потому что он имеет самую высокую температуру плавления среди металлов. Чтобы произвести свет, металл, используемый в нитях накала лампы, должен быть нагрет до экстремальных температур. Большинство металлов обычно плавятся до достижения таких экстремальных температур. Поэтому лампочки изготавливаются с вольфрамовой нитью, потому что она имеет аномально высокую температуру плавления.Нить накаливания в лампочке закрыта герметичной бескислородной камерой, чтобы избежать возгорания. Вольфрамовая нить испаряется тем быстрее, чем выше температура нити. По мере того, как все больше и больше атомов испаряется, происходит распад нити накала, и стекло темнеет, что сокращает срок службы колбы, тогда как в современных лампочках используется газ аргон, который увеличивает срок службы вольфрамовой нити. В таких лампах, когда атомы вольфрама испаряются, они сталкиваются с атомами аргона и отскакивают обратно к нити накала, где воссоединяются с твердой структурой.Поскольку аргон — инертный газ, нет возможности объединить этот элемент в реакции горения. Хотя это по-прежнему популярный метод освещения внутри домов, в последнее время охлаждаемые источники света, такие как люминесцентные лампы и светодиоды, постепенно вытесняют старые лампочки.

5. Сахара

Сахар — это форма углеводов, содержащая атомы углерода, водорода и кислорода. Когда человеческое тело потребляет углеводы, они превращаются в глюкозу, которая служит предпочтительным источником энергии для всех клеток человеческого тела.Существуют две основные формы сахаров: простые и сложные. Отличие заключается в их химическом строении. Простые углеводы состоят из молекул сахара, тогда как сложные углеводы состоят из двух или более молекул сахара. Четыре наиболее распространенные формы сахара в нашем рационе — это глюкоза, фруктоза (фруктовый сахар), сахароза (столовый сахар), лактоза (дневной сахар).

Плавящийся сахар

Диапазон температур разложения сахаров составляет от 184°C до 186°C. Когда мы осторожно нагреваем сахарозу, возникает явление, известное как «кажущееся плавление».Кристаллы сахара на самом деле не плавятся, а демонстрируют реакцию, называемую «инверсией», которая означает разложение двух молекулярных компонентов сахаров, то есть глюкозы и фруктозы. Этот процесс известен как карамелизация и состоит из двух фаз. На первом этапе структура сахара изменяется при повышении температуры. Это можно наблюдать, когда сахар начинает «таять». На втором этапе более сильное повышение температуры вызывает элиминацию молекул воды, что приводит к реакции, называемой «бета-элиминация».После этого вещество темнеет по цвету и по вкусу больше напоминает «карамель». При чрезмерном нагреве останется только нагар, а это говорит о том, что наша карамель подгорела. Когда происходит инверсия, мы получаем «инвертный сахар», который очень гигроскопичен (способен поглощать большое количество молекул воды), что делает его идеальным для приготовления мягких сладостей и десертов.

6. Плавка стекла

В процессе производства стекла сырье нагревается до температуры от 1500°C до 1700°C в стекловаренных печах.Он трансформируется через последовательность химических реакций. Стекловаренные печи могут быть электрическими, газовыми или жидкотопливными.

7. Плавка монет

Вы когда-нибудь замечали, почему в Индии уменьшается размер монет? Логика этого заключается в плавлении монет. Правительство всегда пытается снизить металлическую стоимость монеты по сравнению с ее номинальной стоимостью, потому что, если металлическая стоимость монет больше ее номинальной стоимости, то люди будут поощряться к тому, чтобы переплавить монету и продать этот металл на открытом рынке, чтобы получить прибыль. .Это можно понять на этом примере, предположим, что у человека есть монета в 1 рупию, если он переплавит монету и продаст металл на открытом рынке за 2 рупии, то он получит прибыль в размере 1 рупии. Представьте, если бы все люди начнут этот процесс плавления, тогда все монеты исчезнут, и это создаст сложную ситуацию для правительства. Таким образом, это причина того, что правительство пытается снизить стоимость металла по сравнению с ее номинальной стоимостью, чтобы люди не поощрялись к переплавке монет.

8. Снеготаяние

Сильный снегопад в регионах с холодным климатом вызывает повсеместное промерзание почвы и большие отложения снега, что часто приводит к дорожно-транспортным происшествиям и риску для жизни водителей и пассажиров. Таким образом, таяние снега необходимо, чтобы избежать таких ситуаций. Для таяния снега используются два типа методов: химический метод, который включает применение химикатов, таких как NaCl или CaCl2, для удаления снега, и метод нагрева, который включает тепловой насос, инфракрасную лампу или нагревательные провода для таяния снега. снег.

9. Восковые расплавы

Восковые расплавы представляют собой свечи без фитиля. Они доступны в различных формах и размерах. Это тип ароматизированного воска, который расплавляют в устройствах для подогрева воска (электрических устройствах), который выделяет более сильный и стойкий аромат, чем свеча. Воск тает, когда воск расплавляется, высвобождается ароматическое масло. В основном восковые расплавы, доступные на рынках, изготавливаются либо из парафинового воска, либо из соевого воска. Следует избегать парафинового воска, потому что он состоит из побочных продуктов нефти.

Расплавы соевого воска

10. Металл, который тает на вашей ладони

Галлий — неожиданный металл, который тает на ладони. Его температура плавления относительно низкая, то есть 85,6 ° F, и только тепло вашей ладони может его растопить. Это свойство делает галлий идеальным материалом для записи высокотемпературных термометров.

Плавление металла галлия

Характеристики твердого, жидкого и газообразного состояний

В разделах 1.3 и 2.5А3, мы отметили, что физические свойства того или иного вещества определяют его состояние при комнатной температуре. Если и его нормальная температура плавления, и его нормальное кипение ниже комнатной температуры (20°C), вещество представляет собой газ при нормальных условиях. условия. Нормальная температура плавления кислорода составляет -218°C; нормальное кипячение точка -189°С. Кислород – это газ при комнатной температуре. Если нормальное плавление точка вещества ниже комнатной температуры, вещество находится в жидком состоянии при комнатная температура.Бензол плавится при 6°С и кипит при 80°С; это жидкость при комнатной температуре. Если и нормальная температура плавления, и нормальная температура кипения точки выше комнатной температуры, вещество твердое. хлорид натрия плавится при 801°С и кипит при 1413°С. Хлорид натрия представляет собой твердое вещество под нормальные условия. Рисунок 9.1 иллюстрирует взаимосвязь между физическим состояние и нормальные температуры плавления и кипения.

РИСУНОК 9.1 Физическое состояние относительно нормальных температур плавления и кипения.Обратите внимание, что твердые тела плавятся и кипят при температуре выше комнатной, жидкости плавятся и кипят при температуре ниже комнатной, а газы плавятся и кипят при температуре ниже комнатной.


А. Форма и объем
Твердое тело имеет фиксированную форму и объем, которые не меняются в зависимости от формы его сосуда. Подумайте о камне и о том, как его размер и форма остаются неизменными, независимо от того, куда вы его поместите. Жидкость имеет постоянный объем, но ее форма соответствует форме сосуда.Рассмотрим образец молока. Его объем остается неизменным, кладете ли вы его в блюдце для питья кота или в стакане для себя; ясно, что его форма меняется, чтобы соответствовать форме контейнера. Газ меняет свою форму и объем, чтобы соответствовать форме и объему своего сосуда. Рассмотрим образец воздуха. Он наполнит пустую комнату, воздушный шар, шину или резиновый плот. Его форма и объем соответствуют форме и объему сосуда, в который он помещен. Рисунок 9.2 иллюстрирует эти моменты.

РИСУНОК 9.2 Постоянство объема, формы и массы в трех состояниях вещества: (а) твердом, (б) жидком, (в) газообразном.


B. Плотность
Плотность жидкостей и твердых веществ измеряется в граммах на миллилитр и граммах на кубический сантиметр соответственно и очень мало меняется при изменении температуры образца. Газы имеют гораздо более низкую плотность, настолько низкую, что плотность газа измеряется в граммах на литр, а не в граммах на миллилитр.Плотность газа значительно меняется при изменении температуры газа. В таблице 9.1 показаны плотности трех обычных веществ, по одному в каждом из трех физических состояний, при двух различных температурах.

ТАБЛИЦА 9.1 Плотность трех обычных веществ
Плотность при 20°C Плотность при 100°C
твердые: хлорид натрия 2.16 г/см 3 2,16 г/см 3
жидкость: вода 0,998 г/мл 0,958 г/мл
газ: кислород 1,33 г/л 1,05 г/л


С. Сжимаемость
Объем твердого тела или жидкости не сильно меняется под давлением.Ты нельзя изменить объем кирпича, сжимая его, и вы не можете сжать один литр жидкости в 0,5-литровую бутыль. Объем газа сильно меняется справиться с давлением; вы можете втиснуть 1,0-литровый баллон в 0,5-литровое пространство.

D. Выводы о межмолекулярной структуре
Постоянство формы и объема твердого тела предполагает, что его частицы (атомы, ионы или молекулы) удерживаются вместе довольно жесткими связями. Переменная форма и постоянный объем жидкости предполагают наличие некоторой связи между ее частиц, но эти связи не являются жесткими и, вероятно, менее прочными, чем те, что в твердом теле.Тот факт, что газ не имеет ни постоянной формы, ни постоянной объем предполагает, что нет никаких связей и только очень небольшие силы взаимодействия между частицами газа. Разнообразие сжимаемости предполагает другие гипотезы. Если твердые тела и жидкости не могут быть сжаты, частицы которых они составлены должны быть очень близко друг к другу. Высокая сжимаемость газа означает, что частицы газа находятся очень далеко друг от друга пространства между ними.Эта последняя гипотеза подтверждается разницей между плотности твердых и жидких тел и плотности газов. Один мл твердое тело или жидкость всегда имеют гораздо большую массу, чем один миллилитр газа.

Изменение состояния вещества: плавление, плавление, испарение, конденсация

Наука > Химия > Состояние вещества > Изменение состояния вещества

В этой статье мы будем изучать изменение состояния вещества.

Плавление (твердое → жидкое):

Процесс перехода твердого вещества в жидкое состояние называется плавлением или плавлением. Постоянная температура, при которой твердое тело становится жидким при поглощении тепла при постоянном давлении, называется температурой плавления этого твердого тела при этом давлении.

Обычно температура плавления увеличивается с увеличением давления. Исключением является лед, поскольку его температура плавления снижается с увеличением давления.Температура плавления при нормальном давлении является характеристическим свойством вещества. Температура плавления снижается при добавлении примеси. Следовательно, температуру плавления можно рассматривать как критерий чистоты.

Температура плавления некоторых важных веществ: лед (0°С), железо (1535°С), алюминий (660°С), золото (1064°С), серебро (961°С), алюминий (660°С), олово (232°C), цинк (419,5°C), медь (1084°C) и т. д.

Объяснение на основе кинетической модели:  

При нагревании твердых тел увеличивается тепловая энергия частиц.Таким образом, силы сцепления между частицами ослабевают до такой степени, что частицы могут двигаться относительно друг друга, но не могут выходить из объема. Таким образом, твердое тело превращается в жидкость (плавится).

Применение плавления:

  • Плавление очень важно при производстве сплавов. Если будет производиться бинарный сплав. Элемент с более высокой температурой плавления плавится в тигле, а элемент с более низкой температурой плавления добавляется в расплавленный металл.Второй элемент также плавится, образуя почти однородный раствор, называемый сплавом. Сплавы имеют множество применений в повседневной жизни. Некоторые примеры сплавов
0
Композиция Композиция Приложения Babbitt Metal SN: 90%, SB: 7% & CU: 3% подшипники
Металлический колокол Cu: 77% & Sn: 23% Литье колоколов.
Латунь в основном CU с до 50% Zn имитация ювелирных изделий, муфты, посуды
бронза в основном Cur с до 12% Sn монеты, медали, тяжелые шестерни,
Дюралюминий Al: 95%, Cu: 4%, Mn ‹1%, Mg: 0,5% Самолеты, лодки, железнодорожные вагоны.
Оружейный металл Cu: 85-90%, Sn: 8-12% и Zn: 1-3% В основном используется для изготовления оружия & Fe: 7% Коррозионностойкие контейнеры.
Фосфористая бронза Бронза с небольшим содержанием фосфора Пружины
Металлический припой Pb: 50% & Sn: 50% Соединение двух других металлов друг с другом.
  • Вещества с высокой температурой плавления используются для изготовления высокотемпературных устройств. Например, вольфрам используется в лампе накаливания.
  • Металлы плавят и отливают (формуют) для придания твердым телам требуемой формы.

Факторы, влияющие на температуру плавления:

Внутренние факторы:
  • Межмолекулярные (частичные) силы: Если силы притяжения между молекулами твердого вещества слабее и твердое тело имеет низкую температуру плавления.Притяжение между молекулами ковалентных соединений слабее, чем в ионных твердых телах, и, следовательно, ковалентные соединения имеют более низкую температуру плавления, чем у ионных соединений.
  • Форма молекул: Если форма молекулы такова, что может иметь замкнутую упаковку молекул, то вещество имеет более высокую температуру плавления.
  • Размер молекулы: Меньший размер молекул может иметь закрытую упаковку (меньше пустот) молекул, тогда вещество имеет более высокую температуру плавления.
Внешние факторы: 
  • Примесь:  Температура плавления вещества снижается при наличии в нем примесей. Это явление называется снижением температуры плавления. Частицы примеси нарушают повторяющийся узор сил, удерживающих твердое тело вместе. Следовательно, для плавления части твердого тела, окружающей примесь, требуется меньше энергии. На замерзшей улице разбрасывают соль, чтобы температура плавления понизилась и лед быстро растаял.
  • Давление: Для твердых тел, которые расширяются при нагревании, температура плавления увеличивается с увеличением давления. Это связано с тем, что давление препятствует увеличению расстояния между молекулами (расширению). например серебро, золото, медь, парафин и др. У твердых тел, сжимающихся при нагревании, температура плавления понижается с повышением давления. Это связано с тем, что давление способствует уменьшению расстояния между молекулами (сокращению).например лед, чугун, висмут, латунь и т. д.

При сжатии двух кубиков льда они образуют единый блок льда. Явление называется регелированием. Когда два куба прижаты друг к другу. лед на границе тает из-за понижения температуры плавления. Когда давление сбрасывается, растаявший лед (вода) на границе раздела снова затвердевает, и получается единый блок льда.

Сублимация (Твердое тело Газ):

Сублимация – это процесс, при котором нагретое твердое вещество непосредственно переходит в газообразное состояние i.е. парообразное состояние. Эти пары при охлаждении непосредственно дают твердое вещество. Такие вещества называются возгонами. Примеры: хлористый аммоний, нашатырный спирт, нафталиновые шарики, камфора и т. д.

Объяснение на основе кинетической модели:  

Некоторые твердые тела нагреваются, тепловая энергия молекул возрастает, так что силы между частицами становятся незначительными и частицы могут свободно двигаться. Таким образом, такие твердые вещества при нагревании превращаются непосредственно в газы. Это явление известно как сублимация.Силы сцепления между частицами в таких веществах слабые.

Замораживание (жидкое → твердое):

Процесс перехода вещества из жидкого состояния в твердое называется замерзанием или затвердеванием. Постоянная температура, при которой жидкость переходит в твердое состояние, выделяя тепловую энергию (или охлаждаясь), называется точкой замерзания жидкости. Температура замерзания жидкости является характерным свойством жидкости. Следовательно, можно рассматривать как критерии чистоты.

Температура замерзания некоторых важных веществ: вода (0 °С), бензол (5,5 °С), ртуть (-38,87 °С) и т. д.

Объяснение на основе кинетической модели:  

При охлаждении жидкостей тепловая энергия частиц уменьшается. При этом силы сцепления между частицами усиливаются до такой степени, что частицы не могут иметь относительного движения друг с другом и занимают фиксированные положения. При этом жидкость превращается в твердое (замерзает).

Применение заморозки:

  • Используется для приготовления мороженого.
  • Понижение точки замерзания при добавлении растворенного вещества в раствор используется для определения молекулярной массы растворенного вещества.

Факторы, влияющие на температуру замерзания:

Для одного и того же вещества точка замерзания жидкости равна температуре плавления твердого вещества. Следовательно, факторы, влияющие на температуру плавления твердого тела, очевидно, влияют и на температуру замерзания жидкости.

Морозильные смеси:

смесь двух или более веществ (например,грамм. ледяная вода и соль или сухой лед и спирт), которые можно использовать для получения температур ниже точки замерзания воды.

Замораживающая смесь из 3 частей льда и 1 части NaCl дает температуру – 21 °C. Замораживающая смесь из 2 частей льда и 3 частей K 2 CO 3 дает температуру – 46 °C. Замораживающая смесь сухого льда и спирта или эфиров может создавать температуру – 60 °C.

В смесь для замораживания добавляют растворимую соль.Теплота, необходимая для растворения одного моля растворенного вещества в растворителе, называется теплотой сольватации. Это тепло, необходимое для растворения твердого вещества, берется из самой смеси, и, таким образом, температура замерзания снижается ступенчато.

Смеси для замораживания используются для консервирования скоропортящихся пищевых продуктов, таких как мясо и рыба. Они используются для создания минусовых температур в лабораториях и промышленных установках.

Испарение или испарение (жидкость → газ):

Процесс перехода вещества из жидкого состояния в парообразное при любой температуре ниже точки кипения называется испарением или испарением.

Объяснение на основе кинетической модели: 

Некоторые частицы с поверхности жидкости обладают кинетической энергией, достаточной для преодоления сил притяжения со стороны оставшихся частиц жидкости, становятся полностью свободными и вылетают в виде частиц газа в окружающую среду. Это явление называется испарением или вапоризацией.

Скорость испарения прямо пропорциональна площади поверхности и температуре жидкости.

При испарении температура жидкости падает.Для поддержания температурного баланса частицы жидкости поглощают тепло из окружающей среды, делая окружающую среду более прохладной. Мы уже видели, что молекулы с более высокой кинетической энергией покидают поверхность жидкости, таким образом, происходит общее уменьшение кинетической энергии жидкости. Это одна из причин снижения температуры жидкости.

Чтобы увеличить скорость испарения, мы должны увеличить площадь поверхности, температуру и скорость ветра и уменьшить влажность.

Характеристики испарения:

  • Это поверхностное явление, поскольку оно происходит на поверхности жидкости.
  • Происходит при любых температурах.
  • Это медленный процесс
  • Температура жидкости падает.

Применение испарения:

  • В жаркий день на теле образуется пот, который испаряется. Тепло, необходимое для испарения пота, отбирается от тела и, таким образом, поддерживается температура тела.
  • Поваренная соль добывается в мелководных лагунах. Собирается вода из ручья или моря. Вода испаряется, оставляя после себя поваренную соль.
  • Вода охлаждается в глиняном горшке (матке). Вода просачивается через пористый глиняный горшок и попадает на поверхность горшка. Она испаряется, и тепло, необходимое для испарения воды, берется из воды внутри кастрюли, и, таким образом, температура воды внутри кастрюли снижается.
  • Сушка одежды происходит за счет испарения воды.Мы должны расстелить одежду (увеличение площади поверхности), под солнцем (повышение температуры) в ветреном месте.
  • В холодильнике охлаждающий газ (фреон) поступает через испаритель в трубы, окружающие морозильную камеру. Необходимое количество тепла, необходимое для испарения воды, отбирается из морозильной камеры, и, таким образом, температура морозильной камеры снижается.

Кипение (жидкость → газ):

Процесс кипения, при котором жидкость превращается в пар при определенной температуре и давлении из всей части жидкости.Кипение является объемным процессом и происходит во всей жидкости.

Когда мы подаем тепловую энергию жидкости, частицы начинают двигаться быстрее. При определенной температуре достигается точка, когда частицы обладают достаточной энергией, чтобы освободиться от сил притяжения друг друга. При этой температуре жидкость начинает превращаться в газ (пары). Температура, при которой жидкость начинает кипеть при атмосферном давлении, называется точкой кипения. Чистые жидкости имеют фиксированную температуру кипения.Это можно рассматривать как критерий чистоты.

Постоянная температура, при которой жидкость превращается в пар при нормальном атмосферном давлении, называется температурой кипения жидкости. Точки кипения некоторых важных жидкостей: вода (100 °C), этиловый спирт (78,3 °C), бензол (80,2 °C), хлороформ (62 °C), серная кислота (280 °C), диэтиловый эфир (35 °C). ) и т. д.

Объяснение на основе кинетической модели: 

При кипячении из жидкости начинают покидать не только частицы на поверхности жидкости, но и частицы у стенок сосуда.Видно, что внутри жидкости на стенках сосуда образуются мелкие пузырьки пара. С повышением температуры давление паров в пузырьке увеличивается. Пузыри начинают увеличиваться в размерах. Наступает момент, когда давление пара внутри пузырька становится равным атмосферному давлению. В этот момент пузырек отрывается от стенок сосуда и поднимается вверх. Достигнув поверхности, он лопается, выделяя пары в окружающую среду. Таким образом, происходит непрерывное перемешивание массы жидкости, и мы говорим, что жидкость кипит.

По мере увеличения давления температура кипения увеличивается. Растворимые примеси повышают температуру кипения.

Характеристики кипения:

  • Это объемное явление, поскольку оно происходит во всей жидкости.
  • Происходит при фиксированных температурах.
  • Это быстрый процесс
  • Температура жидкости остается постоянной.

Факторы, влияющие на температуру кипения:

  • Давление: По мере уменьшения внешнего (атмосферного) давления температура кипения снижается.Следовательно, на больших высотах вода кипит при температуре ниже 100 °C. Отсюда большая высота, пища не готовится должным образом. Чтобы избежать этой проблемы, скороварка используется для приготовления пищи.

Рабочий скороварки:

Основной принцип работы скороварки заключается в том, что температура кипения воды повышается с увеличением давления. Скороварка представляет собой стальной или алюминиевый сосуд с герметичной крышкой. Имеется предохранительный клапан для выпуска пара для снижения избыточного давления выше определенного заданного давления.Пар, образующийся из воды в скороварке, не имеющий пути отвода, собирается в сосуде, который создает дополнительное давление на воду, что приводит к повышению температуры кипения воды выше 100 °С. Таким образом, постепенно температура кипения воды продолжает повышаться. При достижении необходимого давления предохранительный клапан поднимается за счет давления пара, и избыток пара выдувается. Стена безопасности закрывается, и процесс возобновляется. Давление пара равномерно во всем сосуде, поэтому пища готовится быстро и равномерно.Скороварка экономит много топлива, необходимого для приготовления пищи.

  • Примесь: Когда твердое вещество растворяется в жидкости, температура кипения повышается выше нормальной точки кипения. Поэтому при приготовлении пищи на пару в воду добавляют немного соли, чтобы пища хорошо готовилась.

Сжижение или конденсация:

Сжижение – это процесс перехода газообразного вещества в жидкое состояние при определенной температуре.

Объяснение на основе кинетической модели:

При охлаждении частицы газа теряют кинетическую энергию и их скорость уменьшается.Уменьшение их скорости уменьшает пространство между частицами, и частицы сближаются настолько, что силы притяжения между ними увеличиваются, и газ превращается в жидкость.

Наука > Химия > Состояния вещества > Изменение состояния вещества

Ch. 2.1 & 2.2 Review

903 16
B
B
Устойчивость к течению Вязкость Вязкость
Способность к течению по течению Проводимость Проводимость
Способность твердого тела без разбивки Mallo
тест на царапины используется для проверки… твердость
температура превращения вещества из твердого состояния в жидкое температура плавления
температура превращения вещества из жидкого состояния в газообразное температура кипения16 Газ к жидкости кипения кипение
Тематура вещество Изменения из жидкости до твердого вещества Point
температура кипения воды 100 градусов Celcius
температура плавления воды 0 градусов Celcius
комнатная температура 20 градусов Celcius
10216
масса / объем
Два метода разделительных смесей фильтрация и дистилляция
процесс, отделяющий материалы на основе размер их частиц фильтрация
процесс разделения смесей на основе различий в температурах кипения дистилляция
_____ изменение – это когда некоторые свойства материала изменяются, но вещества в материале остаются теми же физическое изменение
_____ изменение происходит при изменении состава вещества химическое изменение
плавление меди может быть примером _____ физического изменения обратимое
чистка апельсина может быть примером _____ физического изменения необратимые
все вещества могут быть классифицированы как ___ или ___ чистые вещества или смеси
чистые вещества могут быть классифицированы как ___ или ___ как ___ или ___ в зависимости от их однородности гетеро Огенные или однородные
Смеси могут быть классифицированы как _________ на основе их размера частиц Решения, суспензии, или коллоиды
Свет может пройти через ____ Решение
A ____ можно отфильтровать Подвеска
___ имела частицы среднего размера Colloid Scatters Light, но не фильтруют Colloid
Невозможно отфильтровать Решение и коллоид
Scatters Light Colloid и подвеска
тип смеси, в которой все образцы будут одинаковыми гомогенный
тип смеси, в котором образцы будут различаться гетерогенный
фиксированное соединение 902 92 содержит более одного элемента в пропорции
содержит только один тип о F Atom Элемент Элемент
Вода бассейна будет классифицирована как ___ или ___ однородная смесь или решение
серебро будет классифицировано как ___ элемент
Вязкость Устойчивость к Проводящий
Проводимость Умение проводимость Способность к течению по течению
Malloability МАЛЛЕСЬ Способность твердого вещества, чтобы быть хамерем без разрыва
Мед будет иметь ___ Вязкость Высокий
Медь имеет ___ Mallo Высокий
дерево имеет ___ Проводимость Low
1 мл = ___ CC 1
1 м = ___ см 100
1 см = ___ мм 10
1 кг = ___ г 1000
1 дюйм = ____ см 2 .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.