хими4ок

Введение в органическую химию
Главная » Статьи » 11 класс » Основные металлы и неметаллы

Общие способы получения металлов. Коррозия

Металлы 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 + H→ 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 средыКоррозию 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.

20.05.2024
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]



Хостинг от uCoz