ÀâòîÀâòîìàòèçàöèÿÀðõèòåêòóðàÀñòðîíîìèÿÀóäèòÁèîëîãèÿÁóõãàëòåðèÿÂîåííîå äåëîÃåíåòèêàÃåîãðàôèÿÃåîëîãèÿÃîñóäàðñòâîÄîìÄðóãîåÆóðíàëèñòèêà è ÑÌÈÈçîáðåòàòåëüñòâîÈíîñòðàííûå ÿçûêèÈíôîðìàòèêàÈñêóññòâîÈñòîðèÿÊîìïüþòåðûÊóëèíàðèÿÊóëüòóðàËåêñèêîëîãèÿËèòåðàòóðàËîãèêàÌàðêåòèíãÌàòåìàòèêàÌàøèíîñòðîåíèåÌåäèöèíàÌåíåäæìåíòÌåòàëëû è ÑâàðêàÌåõàíèêàÌóçûêàÍàñåëåíèåÎáðàçîâàíèåÎõðàíà áåçîïàñíîñòè æèçíèÎõðàíà ÒðóäàÏåäàãîãèêàÏîëèòèêàÏðàâîÏðèáîðîñòðîåíèåÏðîãðàììèðîâàíèåÏðîèçâîäñòâîÏðîìûøëåííîñòüÏñèõîëîãèÿÐàäèîÐåãèëèÿÑâÿçüÑîöèîëîãèÿÑïîðòÑòàíäàðòèçàöèÿÑòðîèòåëüñòâîÒåõíîëîãèèÒîðãîâëÿÒóðèçìÔèçèêàÔèçèîëîãèÿÔèëîñîôèÿÔèíàíñûÕèìèÿÕîçÿéñòâîÖåííîîáðàçîâàíèå×åð÷åíèåÝêîëîãèÿÝêîíîìåòðèêàÝêîíîìèêàÝëåêòðîíèêàÞðèñïóíäåíêöèÿ

ղ̲×Ͳ ÂËÀÑÒÈÂÎÑÒ² ÌÅÒÀ˲Â. Ïîøèðåí³ñòü òà ôîðìè çíàõîäæåííÿ ìåòàë³â ó ïðèðîä³

×èòàéòå òàêæå:
  1. Á³îõ³ì³÷í³ ìåòîäè
  2. Á³îõ³ì³÷í³ îçíàêè
  3. Á³îõ³ì³÷í³ îçíàêè
  4. Á³îõ³ì³÷í³ îñîáëèâîñò³
  5. ÁÍÌ 4.1.6. Ìàãí³òí³ âëàñòèâîñò³ ðå÷îâèíè
  6. Áóäîâà ³ âëàñòèâîñò³ íàï³âïðîâ³äíèê³â
  7. Áóäîâà ³ âëàñòèâîñò³ ïîë³ìåð³â
  8. Âçàºìîä³ÿ ìåòàë³â ç êèñëîòàìè
  9. Âçàºìîä³ÿ ìåòàë³â ç íåìåòàëàìè
  10. Âèçíà÷èòè, ÿê³ âëàñòèâîñò³ àáî òèï òåìïåðàìåíòó ëåæàòü â îñíîâ³ òàêî¿ ïîâåä³íêè.
  11. Âèçíà÷íèêè òà ¿õ îñíîâí³ âëàñòèâîñò³.
  12. Âèðîáíè÷à ôóíêö³ÿ òà ¿¿ âëàñòèâîñò³

Ïðîãðàìí³ ïèòàííÿ

Ïîøèðåí³ñòü òà ôîðìè çíàõîäæåííÿ ìåòàë³â ó ïðèðîä³. Ìåòîäè äîáóâàííÿ ìåòàë³â: ï³ðîìåòàëóðã³ÿ, åëåêòðîìåòàëóðã³ÿ, ã³äðîìåòàëóðã³ÿ.

Åëåêòðîííà áóäîâà àòîì³â ìåòàë³â. ³äíîâí³ âëàñòèâîñò³ ìåòàë³â. Âçàºìîä³ÿ ìåòàë³â ç ïðîñòèì³ ðå÷îâèíàìè, âîäîþ, ðîç÷èíàìè ëóã³â òà êèñëîò.

 

Íàãàäàºìî, ùî õ³ì³÷í³ åëåìåíòè ðîçïîä³ëÿþòüñÿ íà äâ³ ãðóïè: ìåòàëè ³ íåìåòàëè. Ç ô³çè÷íî¿ òî÷êè çîðó ùå ç ÷àñ³â Ì.Â.Ëîìîíîñîâà (1748 ð.) ìåòàëè ìàþòü ñóêóïí³ñòü çàãàëüíèõ âëàñòèâîñòåé: òàê çâàíèé ìåòàëåâèé áëèñê, òîáòî, ñ³ðèé êîë³ð (âèêëþ÷åííÿ – ì³äü ³ çîëîòî); âèñîê³ çíà÷åííÿ òåïëî- ³ åëåêòðîïðîâ³äíîñòåé; ÿê ïðàâèëî, - âèñîêó ìåõàí³÷íó ì³öí³ñòü òà âèñîê³ òåìïåðàòóðè ïëàâëåííÿ; ïëàñòè÷í³ñòü – çä³áí³ñòü ìåòàë³â ï³ä âïëèâîì ìåõàí³÷íèõ íàâàíòàæåíü äåôîðìóâàòèñü áåç ðóéíóâàííÿ (êîâê³ñòü). Çàãàëüí³ñòü ô³çè÷íèõ âëàñòèâîñòåé ìåòàë³â îáóìîâëåíà ñïåöèô³÷í³ñòþ ìåòàë³÷íîãî çâ’ÿçêó òà îñîáëèâîñòÿìè áóäîâè ìåòàë³÷íî¿ ðåø³òêè. Ó íåìåòàë³â òàêèé ñóêóïíîñò³ çàãàëüíèõ âëàñòèâîñòåé íåìàº.

Òàêîæ â³äîìî, ÿêùî ïðîâåñòè ä³àãîíàëü â³ä Be äî At â ïåð³îäè÷í³é òàáëèö³ õ³ì³÷íèõ åëåìåíò³â Ä.².Ìåíäå뺺âà, òî ãîëîâíèõ ï³äãðóïàõ çë³âà â³ä ö³º¿ ä³àãîíàë³ áóäóòü çíàõîäèòèñü ìåòàëè, à ç ïðàâà – íåìåòàëè. Íåìåòàë³â íàë³÷óºòüñÿ âñüîãî 21 – H, B, C, N, O, F, Si, P, S, Cl, As, Se, Br, Te, I, à òàêîæ ³íåðòí³ åëåìåíòè - He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn. Îäíàê, â áàãàòüîõ êðà¿íàõ âèä³ëÿþòü ùå îäíó ãðóïó åëåìåíò³â – ìåòàëî¿ä³â. ѳì åëåìåíò³â ö³º¿ ãðóïè çíàõîäÿòüñÿ âçäîâæ ä³àãîíàë³, óòâîðþþ÷è òàê çâàí³ “ñõ³äöi”: B, Si, Ge, Sb, As, Te, At. Õ³ì³÷í³ âëàñòèâîñò³ ñïîëóê öèõ åëåìåíò³â õàðàêòåðí³ ÿê äëÿ ñïîëóê ìåòàë³â, òàê ³ íåìåòàë³â.

Ç òî÷êè çîðó åëåêòðîííî¿ áóäîâè àòîìè ìåòàë³â ìàþòü íåâåëèêó ê³ëüê³ñòü åëåêòðîí³â íà çîâí³øí³ì (âàëåíòí³ì) ð³âí³: ns1-2. Ö³ åëåêòðîíè ñëàáî âçàºìîä³þòü ç ÿäðîì àòîìà (íèçêè çíà÷åííÿ åíåð㳿 ³îí³çàö³¿ òà ñòàíäàðòíèõ îêèñíî-â³äíîâíèõ ïîòåíö³àë³â) ³ òîìó âîíè ëåãêî â³äðèâàþòüñÿ â³ä íüîãî. Àòîì ìåòàëà, òàêèì ÷èíîì, ïðîÿâëÿº âëàñòèâîñò³ â³äíîâíèêà ³ îêèñëþºòüñÿ:

Ìå0 - ne = Ìån+

Âçàãàë³ äî ìåòàë³â, êð³ì s åëåìåíò³â - ns1-2 (âèêëþ÷åííÿ – H, He), â³äíîñÿòüñÿ òàêîæ âñ³ d- ³ f- åëåìåíòè (d1-10 ³ f1-14) áåç âèêëþ÷åíü, íàâ³òü ÷àñòèíà ð-åëåìåíò³â – ç 1-2 åëåêòðîíàìè íà öüîìó ï³äð³âí³. ßê âæå áóëî íàãàäàíî, ìåòàëè, âñòóïàþ÷è â ðåàêö³¿, îêèñëþþòüñÿ. Òîìó çíà÷åííÿ ¿õ îêèñíî-â³äíîâíèõ ( red-ox àáî åëåêòðîäíèõ ) ïîòåíö³àë³â, (ÿê ïðàâèëî, ñòàíäàðòí³ çíà÷åííÿ) ìàþòü áóòè ìåíøèìè çà â³äïîâ³äí³ çíà÷åííÿ îêèñíèê³â:

Ìå < îêèñíèêà

Äëÿ ñòóäåíò³â åíåðãåòèê³â, åëåêòðîåíåðãåòèê³â, ñòóäåíò³â ëþáîãî òåõí³÷íîãî íàïðÿìêó äóæå âàæëèâî çíàòè, ÿê òîé ÷è ³íøèé ìåòàë ðåàãóº ç ðå÷îâèíàìè, â ñåðåäîâèùå ÿêèõ â³í ³ñíóº – ïîâ³òðÿì, êèñíåì, âîäíåì, àçîòîì, ç âîäîþ ³ âîäíåâèìè ðîç÷èíàìè ëóã³â, êèñëîò ³ òàêå ³íøå. Ç öèìè çíàííÿìè òàêîæ çâ’ÿçàíè ïèòàííÿ, ÿêè ñòîñóþòüñÿ ïîâåä³íêè ìåòàë³â òà ¿õ ñïëàâ³â ³ êîíñòðóêö³é, âèðîáëåíèõ ç ð³çíèõ ìåòàë³â, ó âîä³ òà â âîëîãîìó ïîâ³òð³ ³ âîäíåâèõ ñåðåäîâèùàõ ð³çíèõ ðå÷îâèí – ïèòàííÿ åëåêòðîõ³ì³÷íî¿ êîðî糿.

Âçàºìîä³ÿ ìåòàë³â ç âîäîþ. Àòîìîì-îêèñíèêîì â ðåàêö³ÿõ ç âîäîþ º êàò³îí ã³äðîãåíó, Í+, âîäè:

Ìå - ne = Me

2 Í2Î + 2e = H + 2ÎÍ-; = -0,41 Â

Òîáòî, ïðèíöèïîâî ïîâèíí³ ðåàãóâàòè ç âîäîþ ò³ëüêè ìåòàëè, êîòðèõ º ìåíøèì çà -0,41 Âîëüò (äèâèñü òàáë. ¹). Íàïðèêëàä:

2Na + 2 Í2Î = 2 NaOH + H2

Na0 - 1e = Na+ x2

2H+ + 2x1e = H2 x1

Òîáòî, ïðîäóêòîì â³äíîâëåííÿ º ãàçîïîä³áíèé âîäåíü, ïðîäóêòîì îêèñëåííÿ – ðîç÷èíí³ ó âîä³ ã³äðîêñèäè ìåòàë³â. Îäíàê, á³ëüø³ñòü ìåòàë³â ç òàêèìè çíà÷åííÿìè ïîòåíö³àë³â ìàþòü íà ñâ ïîâåðõí³ íåðîç÷èíí³ ó âîä³ çàõèñí³ ïë³âêè îêñèä³â. Òîìó âîíè íå ðîç÷èíÿþòüñÿ – Mg, Al, Zn, Cr, Fe…

Âçàºìîä³ÿ ìåòàë³â ç ðîç÷èíàìè ëóã³â. ßêùî öÿ çàõèñíà ïëèâêà îêñèäó ìຠàìôîòåðíèé õàðàêòåð, òî âîíà áóäå ðîç÷èíÿòèñü â ðîç÷èí³ ëóãó, ³ ìåòàë áóäå âçàºìîä³ÿòè ç âîäîþ. Òàêèìè ìåòàëàìè º: Be, Zn, Sn, Pb (ò³ëüêè ö³ äâîâàëåíòí³), Al, Cr,…(òà ³íø³ òðüîõâàëåíòí³).

Ïîñë³äîâí³ñòü ñòàä³é âçàºìî䳿 â òàêèõ âèïàäêàõ áóäå íàñòóïíîþ:

1. Ðîç÷èíåííÿ çàõèñíî¿ îêñèäíî¿ ïë³âêè ç óòâîðåííÿì ðîç÷èííèõ ó âîä³ ãèäðîêñîêîìïëåêñ³â ìåòàëó –

 

ZnO + 2NaOH + H2O = Na2[Zn(OH)4 ]

Al2O3 + 6NaOH + 3H2O = 2Na3[ Al(OH)6]

â³äïîâ³äíî äëÿ äâî- ³ òðüîõâàëåíòíèõ ìåòàë³â.

 

2. Âçàºìîä³ÿ ìåòàëó ç âîäîþ (îêèñíî-â³äíîâíà ðåàêö³ÿ) -

Zn + 2H2O = Zn(OH)2 + H2

2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2

 

3. Ðîç÷èíåííÿ îñàäó ãèäðîêñèäó ó íàäëèøêó ëóãó –

Zn(OH)2 + 2NaOH = Na2[Zn(OH)4 ]

Al(OH)3 + 3NaOH = Na3[ Al(OH)6].

Òàê ÿê ïåðøà ñòóï³íü ðåàêö³¿ äຠëèøå íåçíà÷íó ê³ëüê³ñòü ïðîäóêò³â, òî ñêëàäàííÿ ð³âíÿíü äâîõ îñòàíí³õ ðåàêö³é ïðèâîäèòü äî ñóìàðíîãî ð³âíÿííÿ ïðîöåñó âçàºìî䳿 ìåòàëó ç ðîç÷èíîì ëóãó:

Zn + 2NaOH +2H2O = Na2[Zn(OH)4 ] + H2

Zn - 2e = Zn2+ x1

2H2O + 2x1e = H2 + 2OH- x1

2Al(OH)3 + 6NaOH + 6H2O = 2Na3[ Al(OH)6] + 3H2

Al0 - 3e = Al3+ x2

2H2O + 2x1e = H2 + 2OH- x3

Òîáòî, ïðîäóêòîì â³äíîâëåííÿ º ãàçîïîä³áíèé âîäåíü, ïðîäóêòîì îêèñëåííÿ – ðîç÷èíí³ ó âîä³ ã³äðîêñîêîìïëåêñè ö³õ ìåòàë³â.

Ò³æ ñàì³ ìåòàëè âçàºìîä³þòü ³ç ðîçòîïëåíèìè ëóãàìè (ïðè íàãð³âàíí³) â â³äñóòíîñò³ âîäè. ²îíîì-îêèñíèêîì â öèõ âèïàäêàõ áóäå Í+ ëóãó, à ïðîäóêòîì îêèñíåííÿ – ñîë³ êèñëîò, ÿêè â³äïîâ³äàþòü àìôîòåðíèì ã³äðîêñèäàì – Ìå(ÎÍ)2 òà Ìå(ÎÍ)3:

 

Zn + 2KOH = K2ZnO2 + H2;

2Al + 6KOH = 2K3AlO3 + 3H2;

 

Âçàºìîä³ÿ ìåòàë³â ç ðîç÷èíàìè êèñëîò ‘’ íåîêèñíèê³â ‘’ (HCl, H SO , H PO , CH COOH…), òîáòî ðîç÷èíàìè êèñëîò - ñëàáêèõ îêèñíèê³â â ïîð³âíÿíí³ ç ðîç÷èíàìè êèñëîò – ñèëüíèõ îêèñíèê³â. Àòîìîì-îêèñíèêîì çíîâó æ òàêè º êàò³îí ã³äðîãåíó, àëå ç á³ëüøèì çíà÷åííÿì îêèñíî-â³äíîâíîãî ïîòåíö³àëó, í³æ ó âîä³ - 0. Òîìó â òàêèõ ðîç÷èíàõ ïîâèíí³ ðîç÷èíÿòèñü ìåòàëè, ñòàíäàðòí³ red-ox ïîòåíö³àëè ìåíø³ íóëÿ Âîëüò, òîáòî ò³ ìåòàëè, ÿêè çíàõîäÿòüñÿ â ðÿäó íàïðóã ìåòàë³â äî ã³äðîãåíó:

Fe + H SO = FeSO4 + H2 ; = -0,44 B

2Al + 3H SO = Al2(SO4)3 + 3H2 ; = -1,66 B

Cu + HCl =, òàê ÿê = + 0,34 B

Îäíàê, â äåÿêèõ âèïàäêàõ (Pb, Sn,…), ðåàêö³ÿ, êîòðà ïðèíöèïîâî ìàëà á ïåðåá³ãàòè, íå çä³éñíþºòüñÿ, àáî ïåðåá³ãຠç äóæå ìàëèìè øâèäêîñòÿìè ïî ïðè÷èíàì ïîãàí³é ðîç÷èííîñò³ ñîë³ ³ òàêå ³íøå.

Âçàºìîä³ÿ ìåòàë³â ç ðîç÷èíàìè êèñëîò – ñèëüíèõ îêèñíèê³â. Ïðè ðåàêö³ÿõ ìåòàë³â ç âîäíèìè ðîç÷èíàìè êèñëîò-îêèñíèê³â, òàêèõ ÿê H SO , òà ÍNO , ÍNO , ïîòð³áíî ïàì’ÿòàòè, ùî àòîìàìè îêèñíèêàìè â öèõ âèïàäêàõ º àòîìè êèñëîòî-óòâîðþþ÷èõ åëåìåíò³â - S , N . Ïðîäóêòàìè îêèñëåííÿ áóäóòü, ÿê ïðàâèëî, ñîë³ ìåòàë³â. Ñêëàä ïðîäóêò³â â³äíîâëåííÿ çàëåæèòü â³ä àêòèâíîñò³ ìåòàë³â (äèâèñü ðÿä ñòàíäàðòíèõ red-ox ïîòåíö³àë³â ìåòàë³â, òàáë…..). Äóæå àêòèâí³ ìåòàëè (Li – Mg) â³äíîâëþþòü êîíöåíòðîâàíó ñóëüôàòíó êèñëîòó äî Í S; àêòèâí³ (Âå – Cr) – äî S; ìàëîàêòèâí³ (Fe – Hg) – äî SO . Ïîä³áíèì æå ÷èíîì 䳺 ðîçâåäåíà í³òðàòíà êèñëîòà. ³äïîâ³äíèìè ïðîäóêòàìè â³äíîâëåííÿ í³òðîãåíó áóäóòü: NH4NO3, N O; N ; NO. Íåîáõèäíî ïàì'ÿòàòè, ùî â á³ëüøîñò³ âèïàäê³â âèä³ëÿþòüñÿ âñ³ ïðîäóêòè â³äíîâëåííÿ, àëå â ð³çí³õ ñï³ââ³äíîøåííÿõ. Ìè æå ïèøèìî ò³ëüê³ îñíîâíîé ç íèõ.

³äïîâ³äí³ ñõåìè:

Li

H2S + ñ³ëü ìåòàëó + H2O

+8e Mg

+6e Be

H S+6 O êîíö. S + ñ³ëü ìåòàëó + H2O

Cr

+ 2e Fe

SO2 + ñ³ëü ìåòàëó + H2O

Hg

Íåìåòàëè îêèñëþþòüñÿ, ÿê ïðàâèëî, äî âèùèõ îêñèä³â àáî äî â³äïîâ³äíèõ êèñëîò.

Li

äëÿ äóæå ðîçâåäåíî¿ N-3H4N+5O3 + ñ³ëü ìåòàëó + H2O

+8e 5å õ2 Mg N2 + ñ³ëü ìåòàëó + H2O

+4e x2 Be

HN+5 O3ðîçâåä. N2O + ñ³ëü ìåòàëó + H2O

Cr

+3e Fe

SO2 + ñ³ëü ìåòàëó + H2O

Hg

Êîíöåíòðîâàíà í³òðàòíà êèñëîòà íåçàëåæíî â³ä àêòèâíîñò³ ìåòàëó â³äíîâëþºòüñÿ ç óòâîðåííÿì NO :

1 Mg + HNO3 êîíö. 2 NO2 + 1 Mg(NO3)2 + H2O

N+5 +e = N+4 x2

Mg0 - 2e = Mg2+ x1

Âñüîãî ç ïðàâà º 4 àòîìà í³òðîãåíó, òîìó ïåðåä í³òðàòíîþ êèñëîòîé ñòàâèìî êîåô³ö³ºíò 4. Çë³âà – 4 àòîì³â ã³äðîãåíó, ñë³ä ïåðåä âîäîé – 2:

1 Mg + 4 HNO3 êîíö. = 2 NO2 + 1 Mg(NO3)2 + 2 H2O

Ïåðåâ³ðêà ïî ê³ëüêîñòÿì îêñèãåíó äຠïî 12. Êîåô³ö³ºíòè ðîçñòàâëåí³ â³ðíî.

Êîíöåíòðîâàí³ í³òðàòíà òà ñóëüôàòíà êèñëîòè ‘’íà õîëîäó ‘’ (áåç íàãð³âàííÿ) ïàñèâóþòü äåÿê³ ìåòàëè (Al, Cr, Fe, Co, Ni, Ti, Zr,…), òîáòî ïåðåâîäÿòü ¿õ â íåàêòèâíèé ñòàí, óòâîðþþ÷è íà ïîâåðõíÿõ ìåòàë³â çàõèñíó îêñèäíó ïë³âêó, ÿêà íå ðîç÷èíÿºòüñÿ ó ðîç÷èí³ ³ çàïîá³ãຠïåðåá³ãó ðåàêö³¿:

Al + 6 HNO3 êîíö. Al2O3 + 6 NO2 + 3 H2O

2Al0 - 3e x2 = Al3+ x1

N+5 + 1e = N+1 x6

 îáîõ ÷àñòèíàõ ð³âíÿííÿ ïî 18 àòîì³â îêñèãåíó, òîìó êîåô³ö³ºíòè ðîçñòàâëåíè â³ðíî.

Ïîòð³áíî òàêîæ ïàì’ÿòàòè, ùî ðîç÷èíè êèñëîò - ñèëüíèõ îêèñíèê³â çä³áí³ îêèñëþâàòè ìåòàëè, ùî ñòîÿòü â ðÿäó íàïðóã ìåòàë³ ò³ëüêè ïî Hg (ìåðêóð³é) âêëþ÷íî. Ìåíø àêòèâí³ ìåòàëè (Au, Pt, ….) îêèñëþþòüñÿ ò³ëüêè ñóì³øàìè ðîç÷èí³â êèñëîò.


1 | 2 |

Ïîèñê ïî ñàéòó:



Âñå ìàòåðèàëû ïðåäñòàâëåííûå íà ñàéòå èñêëþ÷èòåëüíî ñ öåëüþ îçíàêîìëåíèÿ ÷èòàòåëÿìè è íå ïðåñëåäóþò êîììåð÷åñêèõ öåëåé èëè íàðóøåíèå àâòîðñêèõ ïðàâ. Ñòóäàëë.Îðã (0.009 ñåê.)