Тақырып 6

Металдар мен бейметалдар. Металдар өндірісі

Спецификация бойынша не тексеріледі:

Металдардың жалпы сипаттамасыМеталдардың белсенділік қатарыБейметалдардың жалпы сипаттамасыМеталдарды алу әдістеріШойын және болат

Бір минутта мәні

Металдар кестенің сол жақ төменгі бөлігінде орналасқан, электрондарды оңай береді және тотықсыздандырғыштар болып табылады. Олардың белсенділігін электрохимиялық кернеу қатары көрсетеді. Бейметалдар оң жақ жоғарғы бөлігінде, көбінесе тотықтырғыштар. Металдарды кендерден тотықсыздандыру арқылы алады: көмірмен немесе CO, белсендірек металмен немесе электролизбен.

Басты формулалар

Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2
Домна пешінде темір алу
2Al2O3 → 4Al + 3O2 (балқыма электролизі)
Алюминий алу, криолиттегі ерітінді
Fe2O3 + 2Al → Al2O3 + 2Fe
Алюминотермия

Ұғымдар мен терминдер

Пирометаллургия
Металдарды кендерден жоғары температурада тотықсыздандыру (C, CO, H2, Al)
Гидрометаллургия
Металды ерітіндіге өткізіп, одан бөліп алу
Электрометаллургия
Металдарды электролизбен алу (Na, Mg, Al)
Шойын және болат
Темірдің көміртекпен құймалары: шойында 2,14%-дан көп C, болатта 2,14%-дан аз

Тақырыпты талдау

Металдардың химиялық қасиеттері

Қышқылдармен (HNO3 және конц. H2SO4-тен басқа): сутектен солға тұрған металдар H2 ығыстырады: Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2↑.

Тұздармен: белсендірек металл белсенділігі төменін ығыстырады: Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu.

Сумен: сілтілік және сілтілік жер металдары қалыпты жағдайда сілті және H2 түзеді.

Коррозия — металдардың қоршаған ортаның әсерінен бұзылуы. Қорғау: жабындар, құймалар, протекторлар.

Бейметалдар

Бейметалдардың молекулалық (O2, Cl2, S8) немесе атомдық (алмаз, Si, B) торы болады.

Металдармен және сутекпен тотықтырғыш, оттекпен және фтормен тотықсыздандырғыш қасиет көрсетеді (фтордың өзінен басқа).

Кернеулер қатары. Гальваникалық элемент. Коррозия 8, 11 сынып

Электрохимиялық кернеулер қатары — металдар стандартты электродтық потенциалдары E0E^0 бойынша: ол неғұрлым кіші болса, металл соғұрлым күшті тотықсыздандырғыш.

Даниэль–Якоби гальваникалық элементі: мырыш (анод, тотығады) және мыс (катод) өз тұздарының ерітінділерінде. ЭҚК =Eкат0−Eан0=0,34−(−0,76)=1,10=E^0_{\text{кат}}-E^0_{\text{ан}}=0{,}34-(-0{,}76)=1{,}10 В.

Коррозия — металдың орта әсерінен бүлінуі. Қорғау: жабындар (бояу, мырыштау), белсендірек металдан жасалған протекторлар, легирлеу (тот баспайтын болат), ингибиторлар.

Шешімі бар есеп мысалдары

Есеп 1320 кг Fe2O3-ті иіс газымен тотықсыздандырғанда неше килограмм темір алуға болады?
  1. M(Fe2O3) = 2 · 56 + 3 · 16 = 160 г/моль.
  2. n(Fe2O3) = 320 / 160 = 2 кмоль.
  3. Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2 теңдеуі бойынша n(Fe) = 2 · 2 = 4 кмоль.
  4. m(Fe) = 4 · 56 = 224 кг.
Жауабы 224 кг темір

ҰБТ-дағы жиі қателіктер

  • Мыс тұз қышқылынан сутекті ығыстырмайды: ол H-тан оңға тұр.
  • Кез келген концентрациядағы HNO3 және конц. H2SO4 металдармен сутек бөлмейді.
  • Алюминийді көмірмен емес, криолиттегі Al2O3 балқымасын электролиздеу арқылы алады.

Есте сақта

H-тан солға — сутекті ығыстырады. Қатарда солға — тұздан ығыстырады.

Өзіңді тексер

1. Қай металл тұз қышқылымен әрекеттеспейді?
  1. Zn
  2. Fe
  3. Cu
  4. Mg
Жауабын көрсету

Cu Мыс сутектен кейін тұр.

2. Шойында қанша көміртек бар?
  1. 0,5%-дан аз
  2. 2,14%-дан аз
  3. 2,14%-дан көп
  4. Көміртек жоқ
Жауабын көрсету

2,14%-дан көп Шойын — 2,14%-дан көп C.

3. Өнеркәсіпте алюминийді қалай алады?
  1. Көмірмен тотықсыздандырып
  2. Криолиттегі Al2O3 балқымасын электролиздеп
  3. AlCl3 ерітіндісінен мырышпен
  4. Боксит күйдіріп
Жауабын көрсету

Криолиттегі Al2O3 балқымасын электролиздеп Электрометаллургия.

Байланысты тақырыптар

3. Тотығу-тотықсыздану реакциялары. Электролиз7. 1, 2 және 3 топ элементтері12. Ауыспалы элементтер. Кешенді қосылыстар

Деңгейіңді біл: ҰБТ-ға тегін диагностика