хими4ок |
| |||||||||||||||
Введение в органическую химию |
Общие способы получения металлов. КоррозияМеталлы присутствуют в природе как в самородном состоянии (самородные металлы), так и в виде различных соединений. В свободном состоянии присутствуют в природе металлы, которые либо плохо окисляются кислородом, либо совсем не окисляются. Например, платина, золото, серебро. Реже медь, ртуть и некоторые другие. Самородные металлы встречаются в природе в небольших количествах в виде зерен или вкраплении в различных минералах. Лишь изредка они образуют большие куски - самородки. Самый большой самородок золота весил 112 кг. Иногда металлы практически в чистом виде содержатся в метеоритах. Так некоторые предметы из высокочистого железа, найденные археологами, объясняются именно тем, что они были изготовлены из метеоритного железа. Но чаще всего металлы существуют в природе в связанном состоянии в составе минералов.Минерал – это химически и физически индивидуализированный продукт природной физико-химической реакции, находящийся в кристаллическом состоянии. Очень часто это оксиды. Например, оксид железа(III) Fe2O3 – гематит или красный железняк. Рис.1. Fe3O4 – магнетит или магнитный железняк. Нередко минералами являются сульфидные соединения: галенит ZnS, киноварь HgS. Активные металлы часто присутствуют в природе в виде солей (сульфаты, нитраты, хлориды, карбонаты). Минералы входят в состав горных пород и руд. Рудами называются природные образования, содержащие минералы в таком количестве, чтоб из этих руд было выгодно получать металлы. Обычно перед получением металла из руды, руду обогащают, удаляя пустую породу и различные примеси. При этом образуется концентрат, который и является исходным сырьем для металлургической промышленности. Способы получения металлов Существуют различные способы обогащения руды. Один из них флотация. Для получения металлов из руд необходимо перевести металлы из руд в какую-нибудь единую форму, чаще всего в форму оксидов. 2CuS +3 O2 2CuO + 2SO2 4FeS2 +11O2 2Fe2O3 + 8SO2 Полученные оксиды можно восстанавливать несколькими способами. 1. Один из основных - это металлотермия. - Алюмотермия ( алюминотермия) Cr2O3 +2 Al 2Al2O3 + 2Cr - Магниетермия. Fe2O3 +3Mg 3MgO + 2Fe Можно проводить восстановление и другими веществами. CuO + C → Cu + CO↑ NiO + H2 → Ni + H2O 2. Термическое разложение соединений металлов. 2AlH3 2Al + 3H2↑ Fe(CO)5 Fe + 5 CO ↑ TiI4 Ti + 2I2 Этот метод применяется для получения высокочистых металлов. 3. Электролитическое получение металлов. Металлы , особенно, активные можно получить при электролизе расплавов электролитов. Для щелочных металлов- это единственный способ их получения. Возможно получение металлов при электролизе водных растворов солей. Катионы металлов, расположенных в электрохимическом ряду напряжений до водорода, разряжаются на катоде в той или иной степени одновременно с молекулами воды. А в случае солей металлов, расположенных правее водорода, на катоде получается только соответствующий металл. 4. Более активный металл вытесняет менее активный из раствора его соли. CuSO4 + Fe → FeSO4 + Cu В таких реакциях нельзя использовать щелочные и щелочноземельные металлы, потому что они реагируют с водой. Коррозия – самопроизвольное разрушение металлов и сплавов под воздействием окружающей среды. Коррозию металлов и сплавов вызывают такиекомпоненты окружающей среды как вода, кислород, оксиды углерода и серы, содержащиеся в воздухе, морская вода и грунтовые воды. По типу агрессивных сред, в которых протекает коррозия, она может быть следующих видов: - Газовая коррозия - Атмосферная коррозия - Коррозия в не электролитах - Коррозия в электролитах - Подземная коррозия - Биокоррозия Рис. 2 Чаще всего коррозии подвергаются изделия из железа. Рис.2. Особенно сильно коррозируют металлы во влажном воздухе и в воде. В повседневной жизни для сплавов железа чаще всего использую термин « ржавление». Химически чистое железо ржавеет медленно, техническое железо, содержащее различные примеси ржавеет быстро. Коррозия зависит не только от химического состава объекта, но и от того какие примеси и в каком количестве этот объект содержит. Способы борьбы с коррозией. 1. Нанесение различных покрытий на поверхность металла (краски, эмали, другой металл). Рис.3. Рис. 3 2. Использование нержавеющих сплавов, добавки к железу Cr. Ni. Ti.Рис.4. Рис. 4 3. Введение ингибиторов коррозии. 4.Контакт с более активным металлом, протектором. Сначала будет корродировать протектор, потом защищаемый металл.
| |||||||||||||||
Хостинг от uCoz |