Металл или неметалл медь – Медь, свойства, соединения, сплавы, производство, применение

alexxlab | 12.02.2020 | 0 | Разное

Полезное о металлах: медь – Ярмарка Мастеров

В ходе многолетней практики создания украшений часто приходится сталкиваться с необходимостью рассказать покупателю или человеку, пришедшему на мастер-класс, о свойствах металлов и их славов.

Понятия — серебро, золото, железо — в целом являются общеизвестными и пояснений не требуют, а вот такие загадочные обозначения как "бижутерный сплав", томпак, бронза, нейзильбер и другие могут вызывать некоторые затруднения.

В связи с этим, возникла потребность написания цикла обзорных статей, которыми я бы хотела поделиться.

Первая статья цикла посвящена меди — первому освоенному человеком металлу.

Медь — элемент одиннадцатой группы IV периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 29. Обозначается символом Cu (лат. Cuprum).

В чистом виде медь — это пластичный, вязкий и легко прокатываемый в тонкие листы металл золотисто-розового цвета (розового цвета при отсутствии оксидной плёнки), обладающий высокой тепло- и электропроводностью.
Тонкие плёнки меди на просвет имеют зеленовато-голубой цвет.

Медь встречается в природе в самородном виде чаще, чем золото, серебро и железо.

Поэтому из-за сравнительной доступности для получения из руды и малой температуры плавления медь входит в семёрку металлов, известных человеку с очень древних времён и один из первых металлов, широко освоенных человеком .
Одни из самых древних изделий из меди, а также шлак — свидетельство выплавки её из руд — найдены на территории Турции, при раскопках поселения Чатал-Гююк, относящегося к периоду медного века.
Медный век, когда значительное распространение получили медные предметы, следует во всемирной истории за каменным веком и предшествует бронзовому. Медь как художественный материал использовался для изготовления украшений, скульптур, утвари и посуды.

В наши дни медь широко используется в промышленности разного рода из-за:

  • высокой теплопроводимости;
  • высокой электропроводимости;
  • ковкости;
  • хороших литейных качеств;
  • большого сопротивления на разрыв;
  • химической стойкости.

Около 40% меди идёт на изготовление различных электрических проводов и кабелей.

Кроме того, медь обладает высокой декоративной возможностью, что активно используется при изготовлении предметов декоративно-прикладного искусства и даже дизайне интерьеров.

На равне с прекрасной деформируемостью и устойчивостью к условиям окружающей среды, высокая декоративность меди обусловлена потрясающей цветовой палитрой патины, образующейся на ее поверхности.

Патина — пленка, образующаяся на поверхности металла в ходе окисления под влиянием окружающей среды.

Химический состав и цвет патины слегка отличается в зависимости от окружающей среды и формирует химически стабильный и прочный защитный слой, изолирующий металл от внешней среды. Патина предохраняет металл от дальнейшего разрушения. В случае механических повреждений эта поверхность восстанавливается сама.

Для соединений, образующихся на поверхности металлической меди характерны цвета: Cu2O — красный (в природе в виде минерала куприт), CuO — черный (в природе в виде минерала тенорит), CuCl2+h3O — голубой. Во влажном воздухе на поверхности меди образуются меднозакисные соли: в присутствии углекислого газа образуется зеленоватая пленка карбонатов состава Cu(OH)2·CuCO3; так как в воздухе всегда имеются следы сернистого газа и сероводорода, то в составе поверхностной пленки на металлической меди обычно имеются и сернистые соединения, в виде основного сульфата (II) — (CuOH)2 SO4.

В естественных условиях цвет меди изменяется несколько раз, начиная с момента рождения и до полного формирования патины на ее поверхности. Непосредственно после изготовления металла он покрывается оксидом Cu2O и поверхность меди становится нежно-розовая и блестящая. Под действием кислорода воздуха пленка из оксида меди Cu2O становится более толстой и цвет густеет; медь становится ярко-красной.

Затем на ней начинает образовываться оксид меди CuO черного цвета. Поэтому, по мере наращивания слоя CuO поверхность меди становится тусклой и матовой. Затем цвет темнеет и постепенно меняется на коричневый. Становясь все более непрозрачным, слой CuO меняет цвет меди с темно-коричневого в итоге на антрацитово-черный.

Затем эта поверхность развивается далее, под воздействием находящихся в воздухе углерода, серы, хлоридов и влаги на ней образуются различные меднозакисные соли, обладающие зеленым цветом, иногда с синеватыми или голубоватыми оттенками. С течением времени наступает последняя стадия процесса окисления и на поверхности образуется ярко-зеленый, иногда зеленый с голубовато-синим оттенком слой патины. В основной своей массе природная патина — это соединения родственные зеленоватому минералу меди — малахиту.

Многообразие и красоту этого металла можно отразить, приведя примеры предметов декоративно-прикладного искуссства, бижутерии и фотографий итерьеров, для создания которых использовалась медь.

Широкое применение в ювелирной, инструментальной и машиностроительной промышленности и электротехнике нашли различные сплавы меди с другими веществами. Наиболее важными из них являются латуни, медноникеливые сплавы и бронзы.
Также необходимо отметить, что медь является важнейшим компонентом лигатур для изготовления драгоценных сплавов различных проб на основе серебра и золота.

Более подробно о сплавах меди, их свойствах и применении будет рассказано в следующих частях обзора 🙂

В завершении этой части приведу несколько советов по чистке медных украшений:

1. Для легкой чистки и удаления жирного налета медные украшения можно промыть в мыльной воде и/ или протереть бумагой или ветошью.

2. Для удаления пятен на медной поверхности и некрасивой патины:

  • можно взять 9% уксус и мелкую пищевую соль. Из этих двух компонентов делают пасту, которой натирают медь, после чего пасту смывают, и ваше украшение блестит, как новое;

ВНИМАНИЕ: при этом методе счищается ВСЯ патина, т.е. если вы хотите сохранить состаренный вид изделия, данный метод не применять.

  • ярко-зеленый налет на медном изделии можно удалить с помощью 10%-ного раствора лимонной кислоты — опустить изделие в нагретый раствор или протереть половинкой лимона. и промыть водой;

ВНИМАНИЕ: при этом методе счищается ВСЯ патина обработанная поверхность приобретает красновато-розовый оттенок, т.е. если вы хотите сохранить состаренный вид изделия, данный метод не применять.

3. Для удаления царапин и крохотных вмятин поверхность изделия можно потереть наждачной бумагой — нулевкой. Выбирать наждачку нужно внимательно, так как слишком грубая оставит полосы и может испортить внешний вид изделия. Самая подходящая — имеющая зернистость 2500 и выше.

ВНИМАНИЕ: не применять, если изделие имеет декоративную патину и вставки — камни, стекло, эмаль (есть риск их поцарапать даже нулевкой).

Хранить медные украшения надо подальше от прямого солнечного света, парфюмерии и воды.

Большое спасибо за внимание! 🙂

www.livemaster.ru

Металлы и неметаллы

Все металлы, кроме ртути, в обычных условиях твердые вещества, характеризующиеся «металлическим» блеском, хорошей тепло- и электропроводимостью, пластичностью. Типичными металлами являются щелочные (литий, натрий, калий, рубидий, цезий) и щелочноземельные (кальций, стронций, барий, магний) металлы.

 

Неметаллы в обычных условиях находятся в твердом (фосфор, сера, селен, углерод и др.), жидком (бром) и газообразном (кислород, водород, азот и др.) состояниях. Твердые неметаллы отличаются хрупкостью и, как правило, обладают плохой тепло- и электропроводимостью.

 

Типичными неметаллами являются галогены (фтор, хлор, бром, иод), сера, селен, теллур, азот, фосфор, углерод.

 

Резкой границы между металлами и неметаллами не существует. Некоторые элементы одновременно совмещают свойства металлов и неметаллов, причем и те и другие свойства у них выражены недостаточно резко. Например, цинк, бериллий, алюминий, хром, олово, свинец в кислой среде проявляют свойства металлов, а в щелочной — неметаллов.

Все наиболее распространенные металлы и неметаллы как твердые, так и жидкие и газообразные, входят в ассортимент химических реактивов. Большинство металлов поступает в продажу в виде порошка, небольших слитков или кусков. Для облегчения работы с ними некоторые металлы переплавляют и выпускают в виде палочек (висмут, кадмий, олово, свинец), гранул (кадмий,, свинец, цинк), губки (олово), пыли (цинк, алюминий), листа или ленты (золото, медь), проволоки (алюминий, железо), стружки (железо) и т. п.

Некоторые металлы и неметаллы чрезвычайно легко окисляются на воздухе и поэтому их хранят в определенных условиях. Так, натрий и калий хранят под слоем керосина или другого углеводорода, а белый фосфор — под слоем воды.

Применение. Чистые металлы и неметаллы используют в неорганическом и органическом синтезе для получения химических реактивов и препаратов. Окислением некоторых металлов получают непосредственно окислы этих металлов реактивной чистоты, а растворением их в кислотах — соответствующие соли.

В органическом синтезе металлы находят применение в качестве катализаторов (алюминий, медь, никель, палладий, платина, серебро и др.), при получении металлоорганических соединений и т. д.

Белый фосфор, сера и другие неметаллы служат исходным сырьем для получения чистых кислот и других химических соединений. Бром, хлор, иод используются в органическом синтезе для получения галогенорганических производных, а также для получения некоторых галогенсодержащих кислот и их солей.

Металлы и неметаллы играют известную роль и в аналитической химии. Большая группа металлов — алюминий, железо, цинк, магний, олово, никель — применяются в качестве восстановителей. Натрий используют для определения хлора в органических веществах, при восстановлении и гидрировании многих органических соединений, для глубокой осушки органических жидкостей, для приготовления амальгам и т. д. Бром служит окислителем при аналитических определениях марганца, никеля, хрома, висмута, железа, цианидов, роданидов, мочевины, муравьиной кислоты.

Чистые элементы, такие, как сера, свинец, алюминий, кобальт, медь, никель, олово, палладий, сурьма, цинк, характеризующиеся четкой температурой плавления, используются в термометрии для калибровки термометров и пирометров.

abakbot.ru

Медь ГЦК-металлы - Справочник химика 21

    Так или иначе, но с этого времени медь стала вполне доступным материалом, и ее начали использовать для изготовления орудий труда, предметов домашнего обихода и т. д. Медная сковорода, найденная в захоронении, расположенном на территории Египта, датируется 3200 г. до н. э. А к 3000 г. до н. э. начали выплавлять и значительно более твердый, чем медь, металл — бронзу — сплав [c.11]

    Металлы характеризуются ковкостью. Металлом называется светлое тело, которое ковать можно , так писал Ломоносов. Они обладают также тягучестью металлы можно вытягивать в тонкую проволоку. Однако эти свойства у различных металлов выражены далеко не одинаково. Способность выковываться в тонкие листы в наибольшей степени проявляется у золота, серебра и меди. Металлы ЗЬ, В1, Мп относятся к числу хрупких, ковка и прокат их затруднительны. Соответственно и по способности быть вытянутыми в тонкую проволоку на первом месте стоят золото и серебро, на последнем — висмут и марганец. [c.298]


    Образец латуни содержит 40% цинка и 60% меди. Металлы образуют между собой химическое соединение. Представить химическую формулу этого соединения. [c.192]

    Физические свойства. Медь — металл светло-розового цвета, тягучий, вязкий, легко прокатывается. Температура плавления 1083 °С. Отличный проводник электрического тока (уступает только серебру). [c.106]

    Вытеснение меди металлами. Алюминий, железо, цинк вытесняют из растворов солей меди (II) красный губчатый осадок металлической меди  [c.228]

    Поток электронов перемещается к меди — металлу с меньшей химической активностью имеющему более высокий стандартный электродный потенциал) на медных участках создается избыточное количество электронов. Таким образом, медные участки представляют собой катод— на них возможны процессы восстановления. [c.279]

    Си " " (водн.)+2в другие металлы, более активные чем медь (например, 2п, Ре) также переходят в раствор в виде ионов 3— электролит СиЗО( (водн.) постоянной концентрации 4 — меиее активные, чем медь, металлы (Ад, Аи) ие переходят в раствор и остаются в виде анодного шлака, из которого их можно извлечь [c.540]

    Различные элементы представлены и распространены на Земле неравномерно. Большинство легких элементов с массовыми числами до 50 составляют в сумме 99,4% трех оболочек атмосферы, гидросферы и литосферы. На долю остальных элементов приходится всего 0,6%. В соответствии с этим выделяют так называемые редкие элементы, содержание которых на Земле мало. Так, для цезия оно составляет 9-10 5%, для рения — 9-10 %, для церия — 5-10 %, а содержание других лантаноидов значительно меньше. Другой характеристикой, отражающей распространенность элементов в природе, является способность концентрироваться, образуя месторождения. Так, общее содержание меди на Земле оценивается в 3-10 3%, т.е. сравнительно невелико. Однако медь — металл, известный челове- [c.251]

    Физические свойства. При обычных условиях все металлы (за исключением ртути) — твердые вещества с характерным металлическим блеском. Многие металлы на воздухе покрываются пленкой (обычно оксидной) и теряют блеск. Большинство металлов имеет серебристобелый цвет, хотя есть и исключения. Так, медь — металл розово-красного цвета, золото — желтого. [c.196]

    Порошкообразную медь можно получить восстановлением из соединений меди металлами или водородом, например  [c.230]

    Металлическую медь иногда получают выщелачиванием медной руды серной кислотой с последующим электролитическим осаждением меди из раствора сульфата меди. В большинстве случаев, однако, медную руду превращают в сырую медь химическим восстановлением. Такую сырую медь переплавляют в анодные пластины толщиной около 2 см и затем подвергают электролитической очистке. В этом процессе анодами служат листы сырой меди, чередующиеся с катодами — тонкими листами чистой меди, покрытыми графитом, что позволяет снимать отложившийся слой. В качестве электролита используют сульфат меди. При прохождении электрического тока сырая медь анодов растворяется и на катодах осаждается чистая медь. Металлы, стоящие в ряду напряжений ниже меди, такие, как золото, серебро и платина, не раство- [c.326]

    Сравнительно легко восстанавливаются до металла оксиды меди, металлов УП1 группы (N1, Р1, Со, Р(1). Например, медные катализаторы восстанавливают при 180-200 °С, никелевые при 250-300 °С, кобальтовые, платиновые, палладиевые при 400-450 °С. Восстановление чаще всего проводят водородом, но иногда применяют для этой цели азото-водородную смесь, оксид углерода, водяной газ и др. [c.669]

    Если без применения каких-либо специальных приемов наращивать на медную форму слой меди, металл срастается в одно целое и отделить слой совершенно невозможно. [c.85]

    Простые вещества (элементы в свободном виде) также подразделяют на металлы и неметаллы, основываясь на их физико-химических свойствах. Так, по физическим свойствам, например по электронной проводимости, бор — неметалл, а медь — металл, хотя и возможны исключения (графит). [c.106]

    Медь — металл, сплавы, окислы (гидроокись), сложные окислы меди, медь н окислы меди в сложных катализаторах  [c.883]

    Получение высших алифатических спиртов и эфиров (получаемых отщеплением воды от образующихся низших спиртов) из водяного газа температура 300—350°, давление 100 ат 12 частей железа, 2 части кадмия и 3 части меди (металлы берут в виде нитратов, смесь прокаливают и восстанавливают) 1030 [c.60]

    Максимальная скорость изотопного обмена при адсорбционно-десорбционном механизме соответствует заполнению хемосорбированным водородом —0,5 поверхности. Поэтому значение энергии связи водорода с поверхностью должно быть не слишком большим и не слишком малым. Такому оптимальному содержанию d-электронов соответствует электронная структура никеля и платины. При переходе к меди — металлу с заполненной d-зоной — энергия связи водорода с поверхностью металла и скорость хемосорбции резко уменьшаются. [c.56]

    Медь—металл, сплавы, окислы, гидроокись [c.1209]

    Мешающие вещества. Поскольку реакция практически специ-, фична для меди, металлы, которые могли бы выпасть в осадок при требуемом значении pH в виде гидроксидов, связываются в комплексные соединения добавлением тартрата. Как и при он- ределении меди предыдущими методами, комплексные соедине- ния меди с цианид-, роданид-ионами и органическими лигандами следует сначала разрушить выпариванием с азотной и серной кислотами (см. разд. 6.1.2). [c.128]

    Природа меди медь металл нечистый и несовершенный, составленный из нечистой, неустойчивой, землистой, красной, без блеска, горючей ртути.. ..Меди недостает прочности, чистоты, веса. В ней слишком много землистого негорючего начала и нечистого цвета (Роджер Бэкон, ХИ век). [c.15]

    Металлические электроды изготавливают следующим способом. К отрезку медной проволоки, запа

www.chem21.info

Ответы@Mail.Ru: алюминий металл или неметалл

Металл конечно. Самолёты сделаны из сплавов алюминия. Слышали, когда нибудь, что они из дерева или пластмассы?

Металл. конечно. как и медь и железо и титан

Амфотерный металл

Металл и свойства хорошие. Почти золото, но стоит дешевле

В таблице Менделеева он однозначно относится к металлам, но очень сильно окисляется, поэтому в бОльшей степени проявляет неметаллические свойства. (Из-за поверхностного окисла) . Оригинально ведет себя с концентрированной азотной кислотой- типа игнорирует ее, поэтому именно в алюминиевых цистернах ее и перевозят.... но стоит хоть чуток разбавить ее водой....

раньше из дерева самолёты были

алюминий это химический элемент, то есть это не сплав металлов, а сталь это есть сплав металлов, в который МОЖЕТ входить алюминий, но это не одно и то же

Делали самолеты из фанеры. Во время первой мировой войны, правда от нескольких попаданий они разваливались, но это не важно)

Металл конечно. Самолёты сделаны из сплавов алюминия. Слышали, когда нибудь, что они из дерева или пластмассы? 3 Нравится Пожаловаться 11 ОТВЕТОВ Владимир Чумаков 6 лет назад Гуру (4381) металл 1 Нравится Пожаловаться Образование на подъеме 18+ Сразу 4 вуза РФ попали в 50 лучших по версии The Times vz.ru Играй в российскую ММОРПГ 16+ Игра запускается даже на калькуляторе. Интересный сюжет и non-target система боя. s3.gamexp.ru тема 6 лет назад Ученик (14) металл Нравится Пожаловаться Nada 6 лет назад Просветленный (49894) Металл. конечно. как и медь и железо и титан Нравится Пожаловаться Евгений Радикевич 6 лет назад Знаток (466) Амфотерный металл 1 Нравится Пожаловаться Козакевич Андрей 6 лет назад Знаток (455) Металл и свойства хорошие. Почти золото, но стоит дешевле Нравится Пожаловаться genok 6 лет назад Профи (567) Это цветмет. Нравится Пожаловаться Владимир Карлов 6 лет назад Просветленный (35423) В таблице Менделеева он однозначно относится к металлам, но очень сильно окисляется, поэтому в бОльшей степени проявляет неметаллические свойства. (Из-за поверхностного окисла) . Оригинально ведет себя с концентрированной азотной кислотой- типа игнорирует ее, поэтому именно в алюминиевых цистернах ее и перевозят.... но стоит хоть чуток разбавить ее водой.... 3 Нравится Пожаловаться Андрей Коровников 6 лет назад Ученик (177) металл Нравится Пожаловаться Сергей Л. 1 год назад Знаток (394) раньше из дерева самолёты были 1 Нравится Пожаловаться Maksim 1 год назад Знаток (258) алюминий это химический элемент, то есть это не сплав металлов, а сталь это есть сплав металлов, в который МОЖЕТ входить алюминий, но это не одно и то же Нравится Пожаловаться Михаил Петриков 8 месяцев назад Ученик (182) Делали самолеты из фанеры. Во время первой мировой войны, правда от нескольких попаданий они разваливались, но это не важно)

touch.otvet.mail.ru

Металлическая медь - Справочник химика 21

    Большое распространение получили самоуплотняющиеся металлические сальники. На рис. 65 показано устройство самоуплотняющегося металлического сальника низкого давления с радиальным нажимом, применяемого в компрессорах различного назначения. Оно состоит из чугунных обойм, в которых размещены уплотнительные кольца, изготовленные из мягкого металла или бронзы. На наружной поверхности колец имеются канавки, в которых расположены тонкие спиральные пружины, плотно прижимающие кольца к штоку. На обоих концах сальникового уплотнения находятся грундбуксы, уплотняемые мягкими (клингерит, резина) или металлическими (медь, свинец) прокладками. [c.238]
    Отдавая электроны, медь восстанавливает ионы серебра, а ионы серебра окисляют металлическую медь в реакции [c.423]

    Высвобождающиеся при этом электроны переходят по проводу к платиновому электроду, который передает их Си +-ионам, восстанавливая Си + до металлической меди, оседающей на поверхности электрода  [c.449]

    Из ЭТИХ трех форм окись меди (I), по литературным данным, является специфическим, селективно действующим катализатором для окисления пропилена в акролеин. Окись меди (II) оказывает каталитическое действие на реакцию полного окис.пения пропилена в СОа, металлическая медь неактивна. [c.98]

    За счет окислительно-восстановительной реакции по внешней цепи (металлический проводник) течет электрический ток от цинкового электрода к медному, а по внутренней цепи (трубка с электролитом) движутся ионы 504 Цинковый электрод постепенно растворяется, а на медном выделяется металлическая медь. [c.223]

    Дегидрирование метилового спирта осуществлялось в газовой фазе в присутствии катализатора (металлическая медь) нрн температурах от 180 до 250° С (табл. 5). [c.367]

    Если металлическая медь соприкасается с раствором, содержащим ионы Си+ и Си +, и находится в равновесии с ним, то потенциал медного электрода должен удовлетворять уравнениям [c.585]

    Ацетат меди( ) Си(СНзСОО)2-Н2О. Получается обработкой металлической меди или оксида меди П) уксусной кислотой. Обычно представляет собой смесь основных солей различного состава и цвета (зеленого и сине-зеленого). Под названием ярь-медянка применяется для приготовления масляной краски. [c.574]

    В некоторых случаях эта реакция может служить для получения металлической меди. Однако, как всегда бывает, при получении необходимого продукта какое-нибудь другое вещество расходуется. В данном случае такое расходуемое вещество - также полезный металл магний. [c.152]

    Нарисуйте схему ячейки для очистки металлической меди. [c.534]

    Наиболее распространенная медная руда содержит СигО ее превращают в металлическую медь путем нагревания с углеродом в виде кокса или древесного угля. Реакция протекает по уравнению [c.59]

    Какое количество электричества, в кулонах и фарадеях, требуется для восстановления 0,782 г ионов Си до металлической меди  [c.60]

    Образец оксида меди массой 1,00 г реагирует с газообразным водородом в результате реакции образуются вода и 0,799 г металлической меди. Удельная теплоемкость меди равна 0,385 Дж град г Определите атомную массу по этим данным. [c.298]

    Этот процесс можно детальнее пояснить на следующем примере. Твердый парафин, хлорированный до содержания хлора 19,5%, ра.ч-бавляют 2007о объемн. керосина, не содержащего ароматических компонентов. Полученный раствор направляют в вертикальный колонный реактор, заполненный фарфоровыми кольцами Рашига, к которым добавлено в соответствуюшей форме Ю % вес. металлического алюминия и 1 % вес. металлической меди. Температуру в реакторе поддерживают 170  [c.242]

    При прохождении тока через электролит, в который погружены два электрода, на электродах происходят процессы восстановления и окисления соответствующих ионов. Например, при электролизе раствора СиС12 катод, получающий электроны от источника тока, передает их Си2+-ионам, которые при этом восстанавливаются до металлической меди и отлагаются на поверхности катода. В то же время С1 -ионы, подходя к аноду, отдают ему свои избыточные электроны, окисляясь до свободного хлора, выделяющегося в виде газа после насыщения раствора. [c.422]

    Например, при электролизе раствора Си504 на катоде по-прежнему наблюдается выделение металлической меди. На аноде же разряжаются не ЗО -ионы, а молекулы воды. [c.423]

    Если анод сделан не из платины, а из какого-либо другого металла, то он тоже может принимать участие в окислительно-восстановительных процессах, происходящих при электролизе. Так, выше было указано, что при электролизе раствора USO4 с платиновым анодом на нем молекулы воды окисляются до Ог- Если платиновый анод заменить медным, то при электролизе окисляться на нем будут уже не молекулы воды, а материал самого электрода, т. е. металлическая медь, отдающая электроны еще легче, чем молекулы воды. Следовательно, анод будет растворяться с образованием Си +-ионов  [c.424]

    Как и при окислении чистого кухмола, скорость окисления увеличивается по мере повышения давления, но в последнем случае влияние давления значительно больше. Однако это компенсируется тем, что скорость окисления в эмульсии априори больше, чем скорость окисления чистого кумола [270—272]. Давление выше 10 кгс/см уже не оказывает никакого влияния на окисление. Если окисление проводится в присутствии металлической меди, то скорость окисления не зависит от давления [188]. [c.278]

    Для отделения меди от железа и пустой породы медную руду обжигают на воздухе. При этом сульфиды железа переходят в FeO и выделяется SOj. Затем к образовавшемуся огарку добавляют кремнезем и кокс шихту направляют на плавку. При плавлении шихты образуются две жидкие фазы. Верхний слой — сплав оксидов и силикатов (шлак), в который переходит часть железа (в виде FeSiOg) и компонентов пустой породы. Нижний — сплав сульфидов (штейн), в котором концентрируется медь (в основном в виде ujS-FeS) и сопутствующие ей ценные элементы (Ац, Ag, Se, Те, Ni и др.). Далее жидкий штейн подвергают окислительному обжигу, пропуская через него сжатый воздух. При этом происходит дальнейшее выгорание серы, переход железа в шлак и вьделение металлической меди  [c.623]

    При эксплуатации взрывоопасных производств неоднократно происходили взрывы в результате воспламенения огнеопасных веществ. В ряде случаев взрывы были вызваны проскоком газов, воспламенявшихся в присутствии кислорода. В производстве ацетилена, а также в ряде других производств, в которых присутствует ацетилен, особую опасность представляет образование ацети-ленистой меди, которая на воздухе может взорваться. Поэтому з производствах, связанных с применением газовых фракций, содержащих ацетилен, не допускается применение оборудования и деталей из меди. В процессах, связанных с переработкой ацетилена на. медьсодержащем катализаторе, принимают другие меры, исключающие образование ацетиленидов меди. Например, для предупреждения образования металлической меди и контакта ее с ацетиленом процесс ведут в кислой среде солей меди. [c.337]

www.chem21.info

📌 Металл - это... 🎓 Что такое Металл?

Мета́лл (название происходит от лат. metallum — шахта) — один из классов элементов, которые в отличие от неметаллов (и металлоидов), обладают характерными металлическими свойствами. Металлами являются большинство химических элементов (примерно 70 %). Самым распространённым металлом в земной коре является алюминий.

Металлы (1А и 2А группа)- это химические элементы, атомы которых легко отдают валентные электроны с внешнего и предвнешнего подуровня, превращаясь в катионы, это обусловлено малым количеством валентных электронов и большим радиусом атома.

Нахождение в природе

Большая часть металлов присутствует в природе в виде руд и соединений. Они образуют оксиды, сульфиды, карбонаты и другие химические соединения. Для получения чистых металлов и дальнейшего их применения необходимо выделить их из руд и провести очистку. При необходимости проводят легирование и другую обработку металлов. Изучением этого занимается наука металлургия. Металлургия различает руды чёрных металлов (на основе железа) и цветных (в их состав не входит железо, всего около 70 элементов). Исключением можно назвать около 16 элементов: т. н. благородные металлы (золото, серебро и др.), и некоторые другие (например, ртуть, медь), которые присутствуют без примесей. Золото, серебро и платина относятся также к драгоценным металлам. Кроме того, в малых количествах они присутствуют в морской воде, растениях, живых организмах (играя при этом важную роль).

Известно, что организм человека на 3 % состоит из металлов. Больше всего в наших клетках кальция и натрия, сконцентрированного в лимфатических системах. Магний накапливается в мышцах и нервной системе, медь — в печени, железо — в крови.

Свойства металлов

Характерные свойства металлов

Физические свойства металлов

Все металлы (кроме ртути) тверды при нормальных условиях. Однако твёрдость их различна. Так, щелочные металлы легко режутся кухонным ножом. Сталь же по твёрдости схожа с оконным стеклом. Такие металлы, как ванадий, вольфрам и хром легко царапают самую твёрдую сталь и стекло.

Твёрдость некоторых металлов по шкале Мооса:

ТвёрдостьМеталлОбрабатываемость
0.2Цезийочень легко царапался бы ногтём (прикосновение опасно.)
0.3Рубидийочень легко царапался бы ногтём (прикосновение опасно.)
0.4Калийочень легко царапался бы ногтём (прикосновение опасно.)
0.5Натрийочень легко царапался бы ногтём (прикосновение опасно.)
0.6Литийочень легко царапался бы ногтём (прикосновение опасно.)
1.2Индийлегко царапается ногтём
1.2Таллийлегко царапается ногтём
1.25Барийлегко царапается ногтём
1.5Стронцийцарапается ногтём
1.5Галлийцарапается ногтём
1.5Оловоцарапается ногтём
1.5Свинеццарапается ногтём
1.5Ртутьцарапается ногтём (в твёрдом состоянии)
1.75Кальцийцарапается ногтём
2.0Кадмийцарапается алюминиевой ложкой
2.25Висмутцарапается алюминиевой ложкой
2.5Магнийцарапается медной проволокой
2.5Цинкцарапается медной проволокой
2.5Сереброцарапается медной монетой
2.5Золотоцарапается медной монетой
3.0Медьцарапается кухонным ножом
3.0Сурьмацарапается кухонным ножом
3.5Платинацарапается кухонным ножом
4.0Железоцарапается кухонным ножом (из нержавеющей стали)
4.0Никельцарапается кухонным ножом (из нержавеющей стали)
4.75Палладийцарапается кухонным ножом (из нержавеющей стали)
5.0Кобальтцарапается стеклом и стальным гвоздём
5.0Цирконийцарапается стеклом и стальным гвоздём
5.0Бериллийцарапается напильником из и полевым шпатом
5.5Молибденцарапается напильником из и полевым шпатом
5.5Гафнийцарапается напильником из и полевым шпатом
6.0Титанцарапает стекло; царапается стеклом и напильником
6.0Марганеццарапает стекло; царапается стеклом и напильником
6.0Германийцарапает стекло; царапается стеклом и напильником
6.0Ниобийцарапает стекло; царапается стеклом и напильником
6.0Родийцарапает стекло; царапается стеклом и напильником
6.5Рутенийцарапает стекло; царапается кварцом
6.5Танталцарапает стекло; царапается кварцом
6.5Иридийцарапает стекло; царапается кварцом
7.0Ванадийцарапает все виды сталей; царапается топазом
7.0Ренийцарапает все виды сталей; царапается топазом
7.0Осмийцарапает все виды сталей; царапается топазом
7.5Вольфрамцарапает все виды сталей; царапается топазом
8.5Хромлегко царапает стекло и все металлы; царапается рубином


Температуры плавления лежат в диапазоне от −39 °C (ртуть) до 3410 °C (вольфрам). Температура плавления большинства металлов (за исключением щелочных) высока, однако некоторые «нормальные» металлы, например олово и свинец, можно расплавить на обычной электрической или газовой плите.

В зависимости от плотности металлы делят на лёгкие (плотность 0,53 ÷ 5 г/см³) и тяжёлые (5 ÷ 22,5 г/см³). Самым лёгким металлом является литий (плотность 0.53 г/см³). Самый тяжёлый металл в настоящее время назвать невозможно, так как плотности осмия и иридия — двух самых тяжёлых металлов — почти равны (около 22.6 г/см³ — ровно в два раза выше плотности свинца), а вычислить их точную плотность крайне сложно: для этого нужно полностью очистить металлы, ведь любые примеси снижают их плотность.

Большинство металлов пластичны, то есть металлическую проволоку можно согнуть, и она не сломается. Это происходит из-за смещения слоёв атомов металлов без разрыва связи между ними. Самыми пластичными являются золото, серебро и медь. Из золота можно изготовить фольгу толщиной 0.003 мм, которую используют для золочения изделий. Однако не все металлы пластичны. Проволока из цинка или олова хрустит при сгибании; марганец и висмут при деформации вообще почти не сгибаются, а сразу ломаются. Пластичность зависит и от чистоты металла; так, очень чистый хром весьма пластичен, но, загрязнённый даже незначительными примесями, становится хрупким и более твёрдым.

Все металлы хорошо проводят электрический ток; это обусловлено наличием в их кристаллических решётках подвижных электронов, перемещающихся под действием электрического поля. Серебро, медь и алюминий имеют наибольшую электропроводность; по этой причине последние два металла чаще всего используют в качестве материала для проводов. Очень высокую электропроводность имеет также натрий, в экспериментальной аппаратуре известны попытки применения натриевых токопроводов в форме тонкостенных труб из нержавеющей стали, заполненных натрием. Благодаря малому удельному весу натрия, при равном сопротивлении натриевые «провода» получаются значительно легче медных и даже несколько легче алюминиевых.

Высокая теплопроводность металлов также зависит от подвижности свободных электронов. Поэтому ряд теплопроводностей похож на ряд электропроводностей и лучшим проводником тепла, как и электричества, является серебро. Натрий также находит применение как хороший проводник тепла; широко известно, например, применение натрия в клапанах автомобильных двигателей для улучшения их охлаждения.

Гладкая поверхность металлов отражает большой процент света — это явление называется металлическим блеском. Однако в порошкообразном состоянии большинство металлов теряют свой блеск; алюминий и магний, тем не менее, сохраняют свой блеск и в порошке. Наиболее хорошо отражают свет алюминий, серебро и палладий — из этих металлов изготовляют зеркала. Для изготовления зеркал иногда применяется и родий, несмотря на его исключительно высокую цену: благодаря значительно большей, чем у серебра или даже палладия, твёрдости и химической стойкости, родиевый слой может быть значительно тоньше, чем серебряный.

Цвет у большинства металлов примерно одинаковый — светло-серый с голубоватым оттенком. Золото, медь и цезий соответственно жёлтого, красного и светло-жёлтого цвета.

Химические свойства металлов

На внешнем электронном слое у большинства металлов небольшое количество электронов (1-3), поэтому они в большинстве реакций выступают как восстановители (то есть «отдают» свои электроны)

1. Реакции с простыми веществами

  • С кислородом реагируют все металлы, кроме золота, платины. Реакция с серебром происходит при высоких температурах, но оксид серебра(II) практически не образуется, так как он термически неустойчив. В зависимости от металла на выходе могут оказаться оксиды, пероксиды, надпероксиды:

4Li + O2 = 2Li2O оксид лития
2Na + O2 = Na2O2 пероксид натрия
K + O2 = KO2 надпероксид калия
Чтобы получить из пероксида оксид, пероксид восстанавливают металлом:
Na2O2 + 2Na = 2Na2O
Со среднмими и малоактивными металлами реакция происходит при нагревании:
3Fe + 2O2 = Fe3O4
2Hg + O2 = 2HgO
2Cu + O2 = 2CuO

  • С азотом реагируют только самые активные металлы, при комнатной температуре взаимодействует только литий, образуя нитриды:

6Li + N2 = 2Li3N
При нагревании:
2AL + N2 = 2AlN
3Ca + N2 = 2Ca3N2

  • С серой реагируют все металлы, кроме золота и платины:

Железо взаимодействует с серой при нагревании, образуя сульфид:
Fe + S = FeS

  • С водородом реагируют только самые активные металлы, то есть металлы IA и IIA групп кроме Be. Реакции осуществляются при нагревании, при этом образуются гидриды. В реакциях металл выступает как восстановитель, степень окисления водорода −1:

2Na + H2 = 2NaH
Mg + H2 = MgH2

  • С углеродом реагируют только наиболее активные металлы. При этом образуются ацетилениды или метаниды. Ацетилениды при взаимодествии с водой дают ацетилен, метаниды — метан.

2Na + 2C = Na2C2
Na2C2 + 2H2O = 2NaOH + C2H2
2Na + H2 = 2NaH

Легирование

Это введение в расплав дополнительных элементов, улучшающих механические, физические и химические свойства основного материала.

Микроскопическое строение

Характерные свойства металлов можно понять, исходя из их внутреннего строения. Все они имеют слабую связь электронов внешнего энергетического уровня (другими словами, валентных электронов) с ядром. Благодаря этому созданная разность потенциалов в проводнике приводит к лавинообразному движению электронов (называемых электронами проводимости) в кристаллической решётке. Совокупность таких электронов часто называют электронным газом. Вклад в теплопроводность, помимо электронов, дают фононы (колебания решётки). Пластичность обусловлена малым энергетическим барьером для движения дислокаций и сдвига кристаллографических плоскостей. Твёрдость можно объяснить большим числом структурных дефектов (междоузельные атомы, вакансии и др.).

Из-за лёгкой отдачи электронов возможно окисление металлов, что может приводить к коррозии и дальнейшей деградации свойств. Способность к окислению можно узнать по стандартному ряду активности металлов. Этот факт подтверждает необходимость использования металлов в комбинации с другими элементами (сплав, важнейшим из которых является сталь), их легирование и применение различных покрытий.

Для более корректного описания электронных свойств металлов необходимо использовать квантовую механику. Во всех твёрдых телах с достаточной симметрией уровни энергии электронов отдельных атомов перекрываются и образуют разрешённые зоны, причём зона, образованная валентными электронами, называется валентной зоной. Слабая связь валентных электронов в металлах приводит к тому, что валентная зона в металлах получается очень широкой, и всех валентных электронов не хватает для её полного заполнения.

Принципиальная особенность такой частично заполненной зоны состоит в том, что даже при минимальном приложенном напряжении в образце начинается перестройка валентных электронов, т. е. течёт электрический ток.

Та же высокая подвижность электронов приводит и к высокой теплопроводности, а также к способности зеркально отражать электромагнитное излучение (что и придаёт металлам характерный блеск).

Некоторые металлы

  1. Щелочные:
  2. Щёлочноземельные:
  3. Переходные
  4. Другие:

Применение металлов

Конструкционные материалы

Металлы и их сплавы — одни из главных конструкционных материалов современной цивилизации. Это определяется прежде всего их высокой прочностью, однородностью и непроницаемостью для жидкостей и газов. Кроме того, меняя рецептуру сплавов, можно менять их свойства в очень широких пределах.

Электротехнические материалы

Металлы используются как в качестве хороших проводников электричества (медь, алюминий), так и в качестве материалов с повышенным сопротивлением для резисторов и электронагревательных элементов (нихром и т. п.).

Инструментальные материалы

Металлы и их сплавы широко применяются для изготовления инструментов (их рабочей части). В основном это инструментальные стали и твёрдые сплавы. В качестве инструментальных материалов применяются также алмаз, нитрид бора, керамика.

Wikimedia Foundation. 2010.

dic.academic.ru

Металлы

У всех металлов есть общие физические свойства, например блеск и электропроводность, однако в зависимости от химических свойств они делятся на несколько групп. Такие металлы, как калий и натрий, очень активны и мгновенно вступают в реакции с водой и воздухом, в то время как золото вообще не вступает в реакции. На рисунке изображена золотая маска царя Микен (см. статью «Загадочные жители Греции»)

Свойства металлов 

При комнатной температуре (20 °С) все металлы, кроме ртути, пребывают в твердом состоянии и хорошо проводят тепло и электричество. На срезе металлы блестят и не­которые, как железо и никель, обладают магнитными свойствами. Многие металлы пластичны — из них можно делать проволоку — и ковки — им несложно при­дать другую форму.

Благородные металлы

Благородные металлы в земной коре встречаются в чистом виде, а не в составе соединений. К ним относятся медь, се­ребро, золото и платина. Они химически пассивны и с трудом вступают в химические реакции с другими элементами. Медь — благородный металл. Золото — один из самых инертных элементов. Из-за своей инертности благородные металлы не подвержены коррозии, поэтому из них делают украшения и монеты. Золото настолько инертно, что древние золотые изделия до сих пор ярко сияют.

Щелочные металлы 

Группу 1 в периодической таблице состав­ляют 6 очень активных металлов, в т.ч. натрий и калий. Они плавятся при сравнительно низкой температуре (темпера­тура плавления калия 64 °С) и настолько мягкие, что их можно резать ножом. Вступая в реакцию с водой, эти металлы образуют щелочной раствор и поэтому называются щелочными. Калий бурно реагирует с водой. При этом выделяется водород, который сгорает сиреневым пламенем.

Щелочноземельные металлы 

Шесть металлов, составляющих 2-ю группу периодической таблицы (в т.ч. магний и кальций), называются щелочноземельными. Эти металлы входят в состав множества минералов. Так, кальций имеется в кальците, прожилки которого можно обнаружить в известняке и меле. Щелочноземельные металлы менее активны, чем щелочные, они тверже и плавятся при более высокой температуре. Кальций содержится в ракушках, костях и губках. Магний входит в состав хлорофилла, зеленого пигмента, необходимого для фотосинтеза.

Металлы 3-й и 4-й групп 

Семь металлов этих групп расположены в периодической таблице справа от переходных металлов. Алюминий — один из наименее плотных металлов, поэтому он легкий. А вот свинец очень плотный; из него делают экраны, защищающие от рентгеновских лу­чей. Все эти металлы довольно мягкие и плавятся при относительно низкой тем­пературе. Многие из них используются в сплавах — создаваемых с определенными целями смесях металлов. Велосипеды и самолеты делают из алюминиевых сплавов.

Переходные металлы 

Переходные металлы обладают типично металлическими свойствами. Они прочные, твердые, блестящие и плавятся при высоких температурах. Они менее актив­ны, чем щелочные и щелочноземельные металлы. К ним относятся железо, золото, серебро, хром, никель, медь. Они все ковкие и широко применяются в промышленности — как в чистом виде, так и в виде сплавов. Около 77% от массы автомобиля составляют металлы, в основном сталь, т.е. сплав железа и углерода (см. статью «Железо, сталь и прочие металлы«). Ступицы колес делают из хромированной стали — для блеска и предохранения от коррозии. Корпус машины сделан из листовой стали. Стальные бамперы предохраняют автомобиль в случае столкновения.

Ряд активности 

Положение металла в ряду активности показывает, насколь­ко охотно металл вступает в реакции. Чем более активен металл, тем легче он отнимает кислород у менее активных металлов. Активные металлы трудно выде­лить из соединений, тогда как малоактивные металлы встречаются в чистом виде. Калий и натрий хранят в керосине, так как они моментально вступают в реакции с водой и воздухом. Медь – наименее активный металл из числа недорогих. Она используется в производстве труб, резервуаров для горячей воды и электрических проводов.

Металлы и пламя 

Некоторые металлы, если поднести их к огню, придают пламени определенный оттенок. По цвету пламени можно определить присутствие в соединении того или иного металла. Для этого крупинку вещества помешают в пламя на конце проволоки из инертной платины. Соединении натрия окрашивают пламя в желтый цвет, соединения меди — в сине-зеленый, соединении кальции — в красный, и калия — в сиреневый. В состав фейерверков входят разные металлы, сообщающие пламени разные оттенки. Барий дает зеленый цвет, стронций — красный, натрий — желтый, а медь — сине-зеленый.

Коррозия

Коррозия — это химическая реакция, происходящая при контакте металла с воздухом или водой. Металл взаимодействует с кислородом воздуха, и на его поверхности образуется оксид. Металл теряет блеск и покрывается налетом. Высокоактивные металлы подвергаются коррозии быстрее, чем менее активные. Рыцари смазывали стальные доспехи маслом или воском, чтобы они не ржавели (сталь содержит много железа). Для предохранения от ржавчины стальной корпус автомобиля покрывают несколькими слоями краски. Некоторые металлы (например, алюминий) покрываются защищающей их плотной оксидной пленкой. Железо при коррозии образует неплотную пленку оксида, кото­рая при реакции с водой дает ржавчину. Слой ржавчины легко осыпается, и процесс коррозии распространяется вглубь. Для предохранения от коррозии стальные консервные банки покрывают слоем олова — менее активного металла. Крупные сооружения, например мосты, спасает от коррозии краска. Движущиеся части машин, например велосипедные цепи, смазывают маслом, чтобы спасти от коррозии.

Способ предохранения стали от коррозии путем покрытия слоем цинка называется гальванизацией. Цинк активнее стати, поэтому он «оттягивает» от нее кислород. Даже если цинковый слой поцарапается, кислород воздуха будет быстрее взаимодействовать с цинком, чем с железом. Для зашиты  судов от коррозии к их корпусам прикрепляют блоки цинка или магния, которые корродируют сами, но защищают судно. Для дополнительной защиты от коррозии стальные листы корпуса автомобилей чисто гальванизируют перед покраской. С внутренней стороны их иногда покрывают пластиком.

Как открывали металлы 

Вероятно, люди узнали, как получить металлы, случайно, когда металлы выделялись из минералов при нагревании их в печах с древесным углем. Чистый металл выделяется из соединения при реакции восстановления. На таких реакциях основано действие доменных печей. Около 4000 г. до н.э. Шумеры (узнайте больше в статье «Повседневная жизнь Шумеров«) делали золотые, серебряные и медные шлемы и кинжалы. Раньше всего люди научились обрабатывать медь, зо­лото и серебро, т.е. благородные металлы, поскольку они встречаются в чистом виде. Около 3500 г. до н.э. шумеры научились делать бронзу — сплав меди и олова. Бронза прочнее благородных металлов. Железо было открыто позднее, так как для извлечения его из соединений нужны весьма высокие температуры. На рисунке справа изображены бронзовый топор (500 г. до н.э.) и шумерская бронзовая чаша.

 До 1735 г. люди знали всего несколько металлов: медь, серебро, золото, железо, ртуть, олово, цинк, висмут, сурьму и свинец. Алюминий был открыт в 1825 г. В наши дни ученые синтезировали ряд новых металлов, облучая в ядерном реакторе атомы урана нейтронами и другими элементарными частицами. Эти элементы нестабильны и очень быстро распадаются.

 

www.polnaja-jenciklopedija.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *