Chemia
Chemia
Prof. dr hab. Krystyna A. Skibniewska
Katedra Podstaw Bezpieczeństwa WNT
E-mail: kas@uwm.edu.pl
Chemia
Chemia
Prof. dr hab. Krystyna A. Skibniewska
Katedra Podstaw Bezpieczeństwa WNT
E-mail: kas@uwm.edu.pl
Plan wykładu IV
Plan wykładu IV
Budowa, przewodnictwo, chemia
metali. Szereg napięciowy metali.
Reakcje redox.
Ogólna charakterystyka
Ogólna charakterystyka
metali
metali
Ciała stałe (prócz Hg), metaliczny połysk,
dobra przewodniość cieplna i elektryczna.
Metale lekkie (np. Al, d <5000 kg/m
3
) i
ciężkie (np. Fe, Ni, Sn, Pb, Hg, Ag, Au).
Metale trudno topliwe (np. Fe, Cr, W, Ni, T
t
>700
o
C) i łatwo topliwe (np. Sn, Zn, Pb).
Metale są rozciągliwe, plastyczne.
Pasywacja – tlenki lub warstwy metali
odpornych na rdzewienie.
Można je trwale złączyć na gorąco
(spawanie, zgrzewanie, lutowanie) –
skutek budowy krystalicznej.
Żelazo i jego stopy
Żelazo i jego stopy
W przyrodzie występuje w związkach
(rudy żelaza).
Stal - < 2% wag. C i żeliwo - > 2% C.
Stale konstrukcyjne (o bardzo niskiej
zawartości C), stale z dodatkami
innych metali (Cr, Ni, V, W)
Fe
2
O
3
– składnik wielu farb, emalii,
ceramiki budowlanej – odporny na
działanie czynników zewnętrznych.
Inne metale
Inne metale
Chrom – dodatek do stali, zewnętrzna
warstwa ochronna wyrobów
stalowych i mosiężnych, tlenki i
chromiany to pigmenty.
Inne metale c.d.
Inne metale c.d.
Miedź – niezbyt twarda. Bardzo dobry
przewodnik ciepła i elektryczności. Również –
odporność na wysoką temperaturę
(przeciwieństwo
do instalacji z tworzyw sztucznych. To bardzo ważne w instalacjach
gazowych; w przypadku pożaru instalacje gazowe wykonane z tworzyw
sztucznych ulegają uszkodzeniu, co prowadzi do rozszczelnienia i
wybuchu. Cu nie wydziela również szkodliwych gazów w czasie pożaru)
.
Pasywacja – różne związki w zależności od
warunków zewnętrznych.
Stopy: mosiądze (Cu i Zn nawet do 50%), brązy
(z Sn, Pb, Al., Si, Mn, i Be w różnych ilościach).
Zastosowanie – pokrycia dachowe, instalacje
grzewcze i wodne, przewody elektryczne.
Inne metale c.d. (miedź
Inne metale c.d. (miedź
c.d.)
c.d.)
Uchodzi za drogi materiał ale ma
wysoką trwałość, nie trzeba jej
specjalnie konserwować, jest łatwa w
produkcji i montażu.
Daje się łatwo kształtować – razem z
atrakcyjną barwą metalu i/lub
patyny stanowi element dekoracyjny.
W całości podlega recyklingowi nie
tracąc przy tym niczego ze swych
właściwości.
Inne metale c.d.
Inne metale c.d.
Cynk – dość twardy. Kruchy w temp. pokojowej.
W wilgotnym powietrzu szczelnie pasywuje na
Zn
2
CO
3
(OH)
2
. Zastosowanie do produkcji blach,
rynien, armatury sanitarnej. Również pigmenty.
Ołów – miękki, ciągliwy. Pasywuje na powietrzu i
w zimnej wodzie na Pb
2
[(OH)
2
CO
3
]. W
warunkach kontaktu z chemikaliami pokrywa
się szczelnie warstewką siarczków lub
siarczanów. Nieodporny na działanie zapraw
budowlanych i kwasów humusowych (gleby).
Składnik farb – minia.
Inne metale c.d.
Inne metale c.d.
Glin – lekki, bardzo dobry przewodnik. Bardzo
aktywny – łatwo utlenia się dając szczelnie
przylegającą powłokę nieodporną na
środowisko nieobojętne.
8Al + 3Fe
3
O
4
→ 4Al
2
O
3
+ 9Fe H
o
= -3010 kJ/mol
(powstające Fe jest płynne – spawanie).
Zastosowanie – pręty, kształtowniki, blachy,
folie, elementy lekkich konstrukcji, okna.
Magnez – dodatek do stopów (z Al – elektron).
Szereg napięciowy metali
Szereg napięciowy metali
Jeżeli uszeregujemy metale wg ich
malejącej skłonności do oddawania
elektronów otrzymamy szereg
napięciowy metali.
K, Ba, Ca, Na, Mg, Al., Mn, Zn, Cr, Fe,
Cd, Co, Sn, Pb,
H
2
,
Sb, Bi, Cu, Ag,
Hg, Pt, Au
Zagadnienia na ćwiczenia
Zagadnienia na ćwiczenia
Rozwiąż równania redox:
H
2
S + O
2
→ SO
2
+ H
2
O
NH
3
+ O
2
→ NO + H
2
O
H
2
O
2
+ HJO
3
→ J
2
+ O
2
+ H
2
O
KClO
3
→ KClO
4
+ KCl
FeSO
4
+ K
2
Cr
2
O
7
+ H
2
SO
4
→ Fe
2
(SO
4
)
3
+
Cr
2
(SO
4
)
3
+ K
2
SO
4
+ H
2
O
CuS + HNO
3
→ CuO + S + NO + H
2
O
MnO
4-
+ SO
32-
+ x → MnO
42-
+ SO
42-
+
H
2
O
H
2
O
2
+ Cr(OH)
4-
+ x → CrO
42-
+ H
2
O