Proprietățile chimice ale metalelor

Atomii de metal relativ sunt da cu ușurință electroni de valență și se transferă într-un mod pozitiv ioni incarcati. Prin urmare, metalele sunt agenți de reducere. Aceasta este principala si cea mai frecventa lor de proprietate chimice.

Metale ca agenți de reducere a reacționa cu diverși oxidanti - acizi, săruri ale metalelor mai puțin activi și alți compuși.

compuși metalici cu halogeni menționat halogenuri cu sulf - sulfuri de azot - nitruri, fosfor - Fosfuri carbon - carbură de siliciu, - Siliciuri, bor - boruri cu hidrogen - hidruri etc. Mulți dintre acești compuși au aplicații importante în noua tehnologie. De exemplu, boruri metalice utilizate în electronică, precum și în tehnologia nucleară ca material pentru reglarea radiatilor și protecție împotriva acesteia.

Interacțiunea metalelor cu acizi este procesul redox. Agentul de oxidare este un ion de hidrogen, care primește un electron din metal:

Interacțiunea metalelor cu soluții apoase de sare cu metale mai puțin reactive poate fi ilustrat printr-un exemplu:

În acest caz, separarea se produce mai mulți electroni din atomii din metal activ (Zn) și îmbinându-le ioni mai puțin activi (Cu2 +).

metalele active reacționează cu apa, care acționează ca un oxidant. De exemplu: Na - e- = Na + 2

2H2O + 2e- = H2 + 2OH- 1

2Na + 2H2O = 2Na + 2OH- + H2 ↑

Metale, hidroxizi amfoteri care, de regulă, și reacționează cu soluții de acizi și baze. De exemplu:

Astfel, raportul dintre metale la nemetale, acizi, soluții de săruri de metale mai puțin active în apă și substanțe alcaline confirmă lor proprietăți chimice principale - reziliența.

Metalele se pot forma compuși chimici cu altele. Ei au un nume comun - compuși intermetalici sau compuși intermetalici Ides. Exemple sunt compuși ai unor metale cu antimoniu: Na2 Sb, Ca3 Sb2. NiSb, Ni4 Sb, FeSbx (x = 0,72. 0,92). Ele nu sunt adesea respectate gradul de oxidare tipic pentru compușii cu nemetale.

Legarea chimică a compușilor intermetalici predominant din metal. În aparență acestea seamănă cu metale. intermetalicelor de duritate, de obicei, mai mare și ductilitatea este mult mai mică decât cea a metalelor constituente. Mulți intermetaplidy găsit aplicarea practică. De exemplu, antimoniu-aluminiu AlSb; Indiu antimoniu InSb și alte utilizate pe scară largă ca semiconductori.

Metale apar în natură ca în stare liberă (metale native), precum și compuși chimici.

Least metalele active sunt sub formă de metale native. Tipic reprezentanții lor sunt de aur și platină. Argint, cupru, mercur, staniu poate fi în natură ca și în stare nativă, și sub formă de compuși, toate celelalte metale (în picioare într-un rând la potențialele de electrod standard de staniu) - numai în compușii formă cu alte elemente.

Minerale și roci, care conțin metale sau compuși ale acestora și adecvate pentru producția industrială de metale, minereuri numite. Cele mai importante minereuri de metale sunt oxizii și sărurile lor (sulfuri, sulfați, carbonați, etc.). În cazul în care minereul conține un compus din două sau mai multe metale, acestea sunt numite polimetalice (de exemplu, cupru-zinc, plumb, argint, etc.).

metalurgia modernă primește mai mult de 75 de metale și aliaje pe bază de multe pe ele. În funcție de diferite metode pentru producerea pyro- metal chayut, hidro- și galvanoplastie.

Pyrometallurgy ocupă o poziție de lider în industrie. Aceasta cuprinde metode pentru producerea metalelor din minereuri utilizând reacțiile RESET-ose conductivitatea la temperaturi ridicate. Ca restauratoare teley-cărbune utilizat, metale activ, monoxid de carbon (II), hidrogen, metan. Astfel, de exemplu, cărbune și monoxid de carbon (II) a redus de cupru din minereu de cupru roșu (cuprita) Cu2 O:

Cu2 O + C = 2Cu + CO

Dacă un minereu de sulfură de metal, convertit anterior oxidul său prin oxidarea prăjirii (calcinare cu acces aer), de ex

Apoi, oxidul metalic este redus cu cărbune:

carbon de recuperare (cocs) se realizează de obicei în acele cazuri în care metalele obținute nu formează carburi sau formează carburi instabile (compuși cu carbon); Multe astfel de fier și neferoase metale - cupru, zinc, cadmiu, germaniu, staniu, plumb, și altele.

Recuperarea metalelor din compușii lor cu alte metale, sunt chimic mai active, numite metallothermy. Aceste procese sunt, de asemenea, la temperaturi ridicate. Ca agenți reducători utilizat aluminiu, magneziu, calciu, sodiu și siliciu. Dacă Restore-NOVITEL este aluminiu, procesul se numește aluminothermy dacă magneziu - mapniytermiey. De exemplu:

Metallothermy obținute, de obicei, aceste metale (aliaje) că reducerea oxizilor de carbon pentru a forma carburi. Acest lucru - mangan, crom, titan, molibden, tungsten și altele.

Uneori, hidrogenul este recuperat din oxizi metalici (vodoro-dotermiya). De exemplu:

Acest lucru produce metale de înaltă puritate.

Hidrometalurgie cuprinde metode de producere a metalelor din soluții ale sărurilor lor. În acest caz, partea metalică a minereului este mai întâi adus în soluție cu soluții apoase de reactanți adecvați și apoi recuperați din această soluție. De exemplu, atunci când prelucrarea minereului cu acid sulfuric de cupru razbav lennoy conținând oxid de cupru (II) CuO, cuprul intră în soluție sub formă de sulfat;

Apoi, cuprul este îndepărtat din soluție, fie prin electroliză sau prin deplasarea prin pulbere de fier:

În prezent, metoda hidrometalurgice pentru a da 25% din totalul cuprului produs. El are un mare viitor, deoarece permite obținerea de metale, fără a scoate minereu la suprafață.

Aceeași metodă este minat de aur * argint, zinc, cadmiu, molibden,
uraniu, și altele. minereu care conține pepite de aur, după măcinare
tratat cu o soluție de cianură de potasiu KCN. Tot aurul în soluție.
Este recuperat din soluție prin electroliză sau deplasarea metalului
zinc.

Galvanoplastie cuprinde metode de producere a metalelor prin electroliză. Aceste metode sunt produse în principal metale ușoare - aluminiu, sodiu, etc -. Din oxizii lor topite sau cloruri.

Electroliza este de asemenea utilizat pentru purificarea anumitor metale.

Pentru capacitatea tipic metale pentru a forma aliaje. Numele în sine este un aliaj care majoritatea aliajelor metalice produse prin amestecarea în stare topită. Aliajul poate consta din două sau mai multe componente, inclusiv „nemetale. Metale în aliaje pot fi dizolvate unul în celălalt, se angajeze unul cu celălalt și formează un compus amestecuri prin mijloace mecanice obișnuite ale acestora.

În prezent, unele aliaje preparate prin metalurgia pulberilor. Este nevoie de un amestec de pulberi metalice, compactate sub presiune înaltă și sinterizate la o temperatură ridicată în agentul reducător-mediu. Acest lucru oferă aliaje ultrahard.

Compozitia unor aliaje includ nemetale, cum ar fi carbon, siliciu, bor și altele.

Tehnica aplicata peste 5000 de aliaje.

Fier - aliaj de fier cu carbon (2%), siliciu, mangan, fosfor și sulf. Comparativ cu fier pur este foarte greu și fragil.

În arta aliajelor pe bază de fier, t. E. otel, fonta si fier in sine, numite metale feroase și alte metale -Culoare. De aici divizarea industriei, pentru producerea metalului din minereu, și culoarea neagră.

Bronz - un aliaj de cupru cu alte elemente, în principal metale. În funcție de compoziția se disting: bronz staniu (compus din cupru și staniu), bronz aluminiu (cuprinzând 5 până la 11% aluminiu), plumb (până la 33% plumb), siliciu (până la 4% siliciu) și altele aplicate pentru fabricarea pieselor. mașini și pentru piese turnate de arta.

Alama - un aliaj de cupru cu zinc (35 până la 30% zinc). Are ductilitate ridicată. Folosit pentru fabricarea de dispozitive, piese de mașini, articole de uz casnic.

Babbity - aliaje, de reducere a fricțiunii, fabricate pe baza de staniu sau plumb, cu adaosuri de antimoniu, cupru și alte metale. Se aplică pentru a umple lagărele.

Nicrom - aliaj de nichel (67,5%), crom (15%), fier (16%) și mangan (1,5%) are o rezistență electrică ridicată și rezistență la căldură, prin urmare, utilizat pentru fabricarea încălzitoare electrice.

Duraluminiu - aliaj de aluminiu (95%), magneziu, cupru și mangan. Extrem de aliaj ușor și durabil. Este egal în puterea de oțel, dar este mai ușor de 3 ori. Este folosit în aeronavă. aliaje pe bază de titan Light mențin rezistența și rezistența la coroziune la temperatură și presiune ridicată. din

Ele produc unele motoare cu reacție.