Сплавы черные и цветные химия кратко
Обновлено: 04.07.2024
Сплавы – это смеси двух или более элементов, среди которых преобладают металлы. Металлы, входящие в сплав, называют основой. Часто в сплав добавляют элементы неметаллы, придающие сплавам особые свойства, их называют легирующими или модифицирующими добавками. Среди сплавов наибольшую значимость имеют сплавы на основе железа и алюминия.
Классификация сплавов
Существует несколько способов классификации сплавов:
- по способу изготовления (литые и порошковые сплавы);
- по способу получения изделия (литейные, деформируемые и порошковые сплавы);
- по составу (гомогенные и гетерогенные сплавы);
- по характеру металла – основы (черные –основа Fe, цветные – основа цветные металлы и сплавы редких металлов – основа радиоактивные элементы);
- по числу компонентов (двойные, тройные и т.д.);
- по характерным свойствам (тугоплавкие, легкоплавкие, высокопрочные, жаропрочные, твердые, антифрикционные, коррозионностойкие и др.);
- по назначению (конструкционные, инструментальные и специальные).
Свойства сплавов
Свойства сплавов зависят от их структуры. Для сплавов характерны структурно-нечувствительные (определяются природой и концентрацией элементов, составляющих сплавы) и структурно-чувствительные свойства (зависят от характеристик основы). К структурно-нечувствительным свойствам сплавов относятся плотность, температура плавления, теплоту испарения. тепловые и упругие свойства, коэффициент термического расширения.
Все сплавы проявляют свойства, характерные для металлов: металлический блеск, электро- и теплопроводность , пластичность и др.
Также все свойства, характерные для сплавов можно разделить на химические (отношение сплавов к воздействию активных сред – вода, воздух, кислоты и т.д.) и механические (отношение сплавов к воздействию внешних сил). Если химические свойства сплавов определяют путем помещения сплава в агрессивную среду, то для определения механических свойств применяют специальные испытания. Так, чтобы определить прочность, твердость, упругость, пластичность и другие механические свойства проводят испытания на растяжение, ползучесть, ударную вязкость и др.
Основные виды сплавов
Широкое применение среди всевозможных сплавов нашли различные стали, чугун, сплавы на основе меди, свинца, алюминия, магния, а также легкие сплавы.
Стали и чугуны – сплавы железа с углеродом, причем содержание углерода в стали до 2%, а в чугуне 2-4%. Стали и чугуны содержат легирующие добавки: стали– Cr, V, Ni, а чугун – Si.
Выделяют различные типы сталей, так, по назначению выделяют конструкционные, нержавеющие, инструментальные, жаропрочные и криогенные стали. По химическому составу выделяют углеродистые (низко-, средне- и высокоуглеродистые) и легированные (низко-, средне- и высоколегированные). В зависимости от структуры выделяют аустенитные, ферритные, мартенситные, перлитные и бейнитные стали.
Стали нашли применение во многих отраслях народного хозяйства, таких как строительная, химическая, нефтехимическая, охрана окружающей среды, транспортная энергетическая и другие отрасли промышленности.
В зависимости от формы содержания углерода в чугуне — цементит или графит, а также их количества различают несколько типов чугуна: белый (светлый цвет излома из-за присутствия углерода в форме цементита), серый (серый цвет излома из-за присутствия углерода в форме графита), ковкий и жаропрочный. Чугуны очень хрупкие сплавы.
Области применения чугунов обширны – из чугуна изготавливают художественные украшения (ограды, ворота), корпусные детали, сантехническое оборудование, предметы быта (сковороды), его используют в автомобильной промышленности.
Сплавы на основе меди называют латунями, в качестве добавок они содержат от 5 до 45% цинка. Латунь с содержанием от 5 до 20% цинка называется красной (томпаком), а с содержанием 20–36% Zn – желтой (альфа-латунью).
Среди сплавов на основе свинца выделяют двухкомпонентные (сплавы свинца с оловом или сурьмой) и четырехкомпонентные сплавы (сплавы свинца с кадмием, оловом и висмутом, сплавы свинца с оловом, сурьмой и мышьяком), причем (характерно для двухкомпонентных сплавов) при различном содержании одинаковых компонентов получают разные сплавы. Так, сплав, содержащий 1/3 свинца и 2/3 олова — третник (обычный припой) используется для пайки трубо- и электропроводов, а сплав, содержащий 10-15% свинца и 85-90% олова – пьютер, ранее применялся для отливки столовых приборов.
Сплавы на основе алюминия двухкомпонентные – Al-Si, Al-Mg, Al-Cu. Эти сплавы легко получать и обрабатывать. Они обладают электро- и теплопроводностью, немагнитны, безвредны в контакте с пищевыми, взрывобезопасны. Сплавы на основе алюминия нашли применение для изготовления легких поршней, применяются в вагоно-, автомобиле- и самолетостроении, пищевой промышленности, в качестве архитектурно-отделочных материалов, в производстве технологических и бытовых кабелепроводов, при прокладке высоковольтных линий электропередачи.
Перечень вопросов, рассматриваемых в теме: урок посвящён изучению сплавов чёрных и цветных металлов, роли легирующих добавок, зависимости свойств сплавов от состава.
Бронза – сплав на основе меди; оловянная бронза содержит до 8,5% олова. Может содержать также алюминий, кремний, свинец. Используется для изготовления деталей машин, инструментов, при ударе не образующих искр.
Баббиты – сплавы на основе олова и свинца. Применяются для изготовления подшипников, так как отличаются высокой устойчивостью к истиранию.
Дюралюминий – высокопрочные сплавы на основе алюминия с добавками меди, магния и марганца. Основной конструкционный материал в авиа- и ракетостроении.
Константан – сплав на основе меди, никеля и марганца, используется для изготовления электроизмерительных приборов.
Латунь – сплав меди и цинка, с небольшими добавками никеля, олова, свинца, марганца. Используется для изготовления деталей машин и запорной аппаратуры.
Легированная сталь – сталь, в состав которой включены легирующие добавки, повышающие прочность, коррозионную устойчивость, жаропрочность и другие свойства сплава.
Легирующие добавки – вещества, вводимые в сплав в определённых количествах, для придания сплаву необходимых свойств.
Мельхиор – медно-никелевый сплав с добавлением железа, используется для изготовления монет, инструментов, столовых приборов.
Нейзильбер – трёхкомпонентный сплав на основе меди, цинка и никеля.
Силумин – сплав алюминия с кремнием. Применяется для литья деталей в авто- моторостроении.
Сплав - материал с металлическими свойствами, состоящий из двух или более компонентов, один из которых обязательно металл.
Сплав Вуда – легкоплавкий сплав на основе висмута, свинца, олова и кадмия. Используется для изготовления металлических моделей, заливки образцов, пайки некоторых сплавов.
Сталь – сплав железа с углеродом, причем доля углерода не превышает 2,14%.
Цветные металлы – алюминий, медь, никель, цинк, олово, свинец и другие металлы, не относящиеся к чёрным.
Цементит – карбид железа Fe3C, образуется в виде отдельной фазы в чугуне с высоким содержанием углерода.
Чёрные металлы – железо, марганец, иногда к чёрным металлам относят хром.
Чугун – сплав железа с углеродом, содержание углерода в пределах от 2,14 до 4,3%.
Электрон – сплав на основе магния и алюминия с добавлением цинка, и марганца. Используется в авиа- и ракетостроении.
Основная литература: Рудзитис, Г. Е., Фельдман, Ф. Г. Химия. 10 класс. Базовый уровень; учебник/ Г. Е. Рудзитис, Ф. Г, Фельдман – М.: Просвещение, 2018. – 224 с.
Дополнительная литература:
2. Рудзитис, Г.Е. Химия. 10 класс: учебное пособие для общеобразовательных организаций. Углублённый уровень / Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. – М.: Просвещение. – 2018. – 352 с.
Открытые электронные ресурсы:
ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО ИЗУЧЕНИЯ
Сплавы металлов и их классификация
Сплавом называют искусственный материал с металлическими свойствами, состоящий из двух или более компонентов, из которых, по крайней мере, один является металлом.
В зависимости от количества компонентов различают двойные (бинарные), тройные и многокомпонентные сплавы. Сплавы могут иметь однородную структуру (гомогенные сплавы), а также состоять из нескольких фаз (гетерогенные сплавы). В зависимости от своих свойств сплавы подразделяются на легкоплавкие, тугоплавкие, жаропрочные, высокопрочные, твердые, коррозионно-устойчивые. По предполагаемой технологии обработки различают литейные (изделия производят путём литья) и деформируемые (обрабатывают путём ковки, проката, штамповки, прессования) сплавы.
Чёрные металлы и сплавы на их основе
В зависимости от природы металла, составляющего основу сплава, различают чёрные и цветные сплавы. В чёрных сплавах основным металлом является железо. Самыми распространенными из чёрных сплавов являются сталь и чугун. К чёрным металлам относятся железо, а также марганец и хром, которые входят в состав чёрных сплавов.
Чугун – сплав на основе железа, содержание углерода в котором превышает точку предельной растворимости углерода в расплаве железа (2,14%). При остывании сплава, углерод кристаллизуется в виде отдельных включений цементита и графита. Углерод придает чугуну твердость, но снижает пластичность сплава, поэтому чугун хрупкий. Чугун применяют для изготовления литых деталей (коленчатых валов, колёс, труб, радиаторов отопления, ванн, решеток ограждения), кухонной посуды (сковородок, чугунков, казанов).
В стали содержание углерода значительно меньше. В низкоуглеродистых сталях количество углерода не превышает 0,25%, в высокоуглеродистой стали содержание углерода может достигать 2%. Самые первые стальные изделия появились 4000 лет назад. В настоящее время выплавляют стальные сплавы с различными свойствами. Это конструкционные, нержавеющие, инструментальные, жаропрочные стали.
Легирующие добавки
Для придания стали особых свойств в процессе её изготовления, вводят легирующие добавки. Легирующими добавками называют вещества, которые добавляют в сплав в определенном количестве для изменения механических и физических свойств материала.
Легированные стали
В зависимости от количества легирующих добавок различают низколегированную, среднелегированную и высоколегированную сталь. Марка стали обозначается с помощью букв и цифр. Буква указывает на химическую природу легирующей добавки, а цифра, стоящая после буквы – на примерное содержание этой добавки в сплаве. Если содержание добавки меньше 1%, то цифру не ставят. Цифры впереди букв показывают содержание углерода в сотых долях процента. Например, в стали марки 18ХГТ содержится 0,18 % С, 1 % Сr, 1 % Мn, около 0,1 % Тi.
Стали применяют для изготовления армирующих железнодорожных рельсов, дробильных установок, конструкций, турбин электростанций и двигателей самолётов, инструментов (пилы, сверла, резцы, зубила, фрезы), химической аппаратуры, деталей автомобилей, тракторов, дорожных машин, труб и много другого.
Цветные металлы и сплавы на их основе
К цветным металлам относят алюминий, цинк, медь, никель, олово, свинец и др. Сплавы на основе цветных металлов называют цветными. Это бронза, латунь, силумин, дюралюминий, баббиты и многие другие. В авиации широкое применение нашли легкие и прочные сплавы на основе алюминия и титана. Изделия из медных сплавов: бронзы и латуни, применяются в химической промышленности, для изготовления запорной аппаратуры: кранов, вентилей. Сплавы на основе олова и свинца используют для изготовления подшипников. Из мельхиора и нейзильбера – сплавов меди и никеля, изготовляют столовые наборы, монеты.
ПРИМЕРЫ И РАЗБОР РЕШЕНИЙ ЗАДАЧ ТРЕНИРОВОЧНОГО МОДУЛЯ
1. Расчет массовой доли металла в сплаве
Условие задачи: Кусочек нейзильбера массой 2,00 г поместили в раствор гидроксида натрия. В ходе реакции выделилось 0,14 л водорода (н.у.). Вычислите массовую долю цинка в сплаве. Ответ запишите в процентах с точностью до десятых долей.
Шаг первый: запишем уравнение реакции цинка с раствором гидроксида натрия:
Один моль цинка вытесняет из щёлочи один моль водорода.
Шаг второй: найдём количество цинка, которое вытеснило 0,14 л водорода.
Для этого найдём в периодической таблице элементов Д.И. Менделеева молярную массу цинка: М(Zn) = 65 г/моль. При нормальных условиях 1 моль любого газа занимает объём, равный 22,4 л. Составим пропорцию:
65 г цинка вытесняет 22,4 л водорода;
х г цинка вытесняет 0,14 л водорода.
65 : х = 22,4 : 0,14, откуда х = (65·0,14) : 22,4 = 0,41 (г) – масса цинка в сплаве.
Шаг третий: найдём массовую долю цинка в сплаве:
ω = (0,41 : 2,00)*100 = 20,5 (%).
2. Расчёт массы легирующей добавки
Условие задачи: Для придания стали противокоррозионных свойств в сплав добавляют хром. Сталь марки С1 должна содержать 12% хрома, 1% кремния, 1,5% марганца и 0,2% углерода. Сколько хрома необходимо добавить к железному лому (посторонними примесями пренебрегаем) массой 500 кг, чтобы получить нержавеющую сталь требуемой марки? Ответ записать в килограммах с точностью до десятых долей.
Шаг первый: найдём массовую долю железа в стали марки С1:
Для этого от 100% отнимем массовые доли остальных элементов:
100 – 12 – 1 – 1,5 – 0,2 = 85,3 (%).
Шаг второй: найдём массу одного процента сплава.
Для этого массу железного лома разделим на массовую долю железа:
500 : 85,3 = 5,9 (кг).
Шаг третий: найдём необходимую массу хрома. Для этого массу одного процента сплава умножим на массовую долю хрома в сплаве:
Все металлы и сплавы подразделяются на цветной и черный металл. Черный металл — это сплав железа с углеродом, в который могут быть включены кремний, марганец, фосфор, сера, а также другие химические элементы, добавляемые в процессе плавки для улучшения качества металла. Чтобы придать черному металлу специфические свойства в его состав вводят легирующие добавки — медь, никель, хром, кремний. Цветной металл — это тоже сплав — алюминия, магния, меди, никеля, цинка, олова, свинца. Как видите, цветной и черный металлы отличаются по своему составу: в черном металле есть железо, в цветном металле оно отсутствует.
Цветной и черный металлы различны по своей структуре, которая хорошо видна под микроскопом. Зерна металлов тесно прилегают друг к другу, что особенно заметно на изломе металлического стрежня. И хотя различия, как говорится налицо, порой, даже профессионалу трудно определить принадлежность к группе цветного и черного металлов невооруженным глазом. Цветной и черный металлы потребляются во всем мире, благодаря чему развивается металлургия и промышленность. Продукция — чугун, сталь, кованное железо из черного металла занимает около 90% от общего объема металлопроизводства.
- Чугун — железоуглеродистый сплав, с содержанием углерода более 2,14% — 3,8% используется в промышленности. Он обладает хорошими литейными свойствами, хрупкостью. Но у чугуна плохая свариваемость, а также низкая способность к пластической деформации, чего нельзя не учитывать. Чугунная продукция изготавливается, в основном, литьем, после чего обрабатывается путем резки или прокаткой чугуна. Современные производственные технологии рассчитаны на производство изделий из чугуна любого уровня сложности и модификаций. Это и лифтовые грузы, и шары, и барабаны, и фланцы и т.д.
- Сталь — это сплав железа с содержанием углерода от 0,02 до 2,14%. Обладает твердостью, высокой прочностью, пластичностью, вязкостью, хорошей свариваемостью, что и определило сферу ее использования. Мягкая сталь, углеродистая сталь, нержавеющая сталь незаменимы в машиностроении и производстве, в том числе в строительном. Для улучшения механических, прочностных, физических и химических в расплав стали добавляются хром, молибден, никель, вольфрам, титан или ванадий. Таким образом сталь легируют, после чего обрабатывают — резкой, прессованием и отливкой. Готовая сталь подразделяется на марки, с учетом процента содержания углерода, после чего используются по своему прямому назначению — в производстве металлических конструкций, элементов и деталей, таких как шайбы, прокладки, приборы, змеевики, втулки, шатуны, коленвалы и маховики.
- Кованое железо — это сплав железа, отличающийся гибкостью и долговечностью. Этот вид металла редко используется в структурных и коммерческих отраслях, так у него очень темный внешний вид. Кованое железо используют для заборов, уличных перил и мебели. При использовании вне помещений, продукция из кованного железа окрашивается в черный цвет, что, в общем-то, не только улучшает внешний изделий, но и защищает их от ржавчины.
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
Зарегистрироваться 15–17 марта 2022 г.
Открытый урок. Дисциплина: Химия.
Преподаватель: Нестеренко Л.Н.
Тема: Сплавы черные и цветные.
Цель урока: сформировать понятие о сплавах, их классификации и свойствах. Познакомить обучающихся с важнейшими сплавами и их значением в жизни общества.
Содействовать формированию систему знаний о сплавах, их классификации и свойствах в зависимости от кристаллической решетки, а также значением сплавов в жизни общества;
Содействовать развитию умения анализировать, сравнивать, обобщать и делать выводы на основании уже имеющихся и вновь полученных знаний как по химии, так и по другим дисциплинам. Прививать навыки поисковой и самостоятельной работы. Продолжить работу над формированием навыков по применению знаний при решении теоретических и практических задач, формирование предметной компетентности.
Содействовать в ходе урока формированию научного мировоззрения, коммуникативной и информационной компетенции. уважения к труду российских умельцев.
Тип урока: Комплексное применение знаний и умений.
Методы и приемы: беседа, работа в тетради, лабораторные исследования, работа у доски, демонстрация опытов, заполнение таблиц, презентация к уроку.
Компетенции: учебно-познавательные, информационные, ценностно- смысловые, коммуникативные.
Оборудование и реактивы: коллекция сплавов черных металлов: чугун и сталь, изделия из них, мультимедийная установка, презентация к уроку, кристаллические решетки металлов и сплавов
История металлов и сплавов, строение сплавов, классификация сплавов и свойства их. Работа с презентацией, учебником, составление таблицы. Выводы.
Закрепление изученного материала
Выполнение заданий в тетради
Самооценивание работы за урок. Выставление отметок.
I .Организационный этап
II .Актуализация опорных знаний.
Где находятся металлы в природных условиях? -находятся в земле.
В чистом виде или в сочетании с чем либо? - в основном в рудах в сочетании с солями и оксидами. .(слайд) Такие как Au, Pt, Cu и Ag, обладают химической устойчивостью и встречаются в чистом виде. .(слайд)
В реальной жизни металлы в чистом виде встречаются редко, а в
основном мы имеем дело со сплавами.(слайд)
Какая тема сегодняшнего урока? – сплавы.
Какие сплавы вы предполагаете могут быть? -Сплавы черных и цветных металлов. Запишем тему урока: Сплавы черные и цветные.
III . Целепологание
Изучить история металлов и сплавов. Рассмотреть строение сплавов, виды сплавов, классификация сплавов и свойства их. составление таблицы. Сделать выводы, выделять главное, сравнивать и обобщать;
IV. Изучение нового материала
– Как давно люди начали использовать металлы?( вспомните из истории)- железный век, медный век, бронзовый век. Почему они так названы?
Часы истории человечества стали отсчитывать время быстрее, когда в его жизнь вошли металлы и их сплавы. Век каменный сменился веком медным, потом - бронзовым, а затем веком железным. На Руси из древне использовали сплавы металлов, умельцы много знали о достоинствах сплавов.(слайд) Обратите внимание на Царь-пушку, отлитую в 1586 году. Главное достоинство всякого колокола – его благозвучность. Но отлить колокол требуемого тона и нужного веса было нелегко. Чуть ли не главным условием успеха был состав сплава. Бронза для колокола должна обладать высокой твердостью, чтобы обеспечить хорошее звучание при многочисленных ударах языка о края колокола, и при этом не быть хрупкой, она не должна подвергаться значительным деформациям, а также выкрашиваться при ударах. В XX столетии был установлен состав колокольной бронзы: из чистого серебра (525 кг), золота (75 кг), меди (85%) и олова (13%). Вес его составляет почти 200 тонн! (слайд)
Сплавы – это материалы с характерными свойствами, состоящие из двух или более компонентов, из которых по крайней мере один – металл.
Компонентами сплавов могут быть и неметаллы, и соединения.
Общее свойство металлов и сплавов — их кристаллическое строение, характеризующееся определенным закономерным расположением атомов в пространстве. Для описания атомно-кристаллической структуры используют понятие кристаллической решетки, являющейся воображаемой пространственной сеткой с ионами (атомами) в узлах.(слайд)
Металлы и сплавы состоят из прочно соединенных друг с другом зерен. Такое строение формируется в процессе кристаллизации металла и перехода его из жидкого состояния в твердое.
Хочу заметить, что в результате затвердевания смеси, возможно, образование нескольких видов сплавов.
1. Твердые растворы: (слайд) они получаются, если расплавленные металлы
неограниченно растворяются друг в друге, то есть смешиваются в любых
соотношениях. Компонентами могут быть металлы, кристаллические
решетки которых одного типа, а атомы мало различаются по размеру.
Например, золото и серебро, серебро и медь, медь и никель.
Такие сплавы содержат в узлах кристаллической решетки атомы обоих
металлов, а потому они однородны.
2. Механическая смесь металлов : Расплавленные металлы смешиваются
между собой в любых соотношениях, но при охлаждении образуется не
твердый раствор, а сплав, состоящий из мельчайших отдельных
кристалликов каждого из металлов. Например, свинца и олова, свинца и
серебра, висмута и кадмия.
3 . Интерметаллиды : такие сплавы получаются, если расплавленные металлы вступают во взаимодействие и образуют между собой химические
соединения. Например, медь и цинк, Кальций и сурьма, свинец и натрий.
Химическая связь в сплавах – металлическая, поэтому они обладают теми же физическими свойствами, что и металлы: металлическим блеском, пластичностью, электро- и теплопроводностью и др.
Но эти свойства несколько изменяются в более полезные для человека свойства.
Если составлять полную классификацию, то она будет выглядеть следующим образом (слайд)
В металлургии железо и его сплавы выделяют в одну группу под названием черные металлы ; остальные металлы и их сплавы имеют техническое название цветные металлы.
Подавляющее большинство железных (или черных) сплавов содержит углерод. Их разделяют на чугуны и стали.(слайд)
– Сейчас мы познакомимся с основными сплавами железа и цветных металлов.
Заполним таблицу, где отметим название и состав, свойства и применение.
Бронза сплав меди с оловом, иногда в нее добавляют
цинк, свинец, алюминий, марганец, фосфор и кремний. Добавки влияют на
свойства сплава. Так количество олова меняется от 5 до 25%, если его
больше сплав становится хрупким. Фосфор добавляется для предотвращения
окисления олова до оловянной кислоты. А свинец добавляется для
жесткости. Наряду с изготовлением орудий труда и изделий культового
назначения уже в глубокой древности из бронзы начали отливать скульптуру.
Первая из них появилась в 3 тысячелет ии до нашей эры в Месопотамии. Это
была статуя местного божества. В России из бронзы лились даже колокола.
Из нее отлиты знаменитые Царь –колокол и Царь –пушка. Бронза относится
2. Латунь является сплавом, состоящим из меди и цинка, причем процент
цинка может достигать 50%. Иногда в него добавляют олово, марганец,
алюминий, свинец, кремний, но их количес тво колеблется от 0.08 до 1.2 %.
Данный сплав обладает хорошими механическими свойствами, устойчив к
коррозии, легко обрабатывается. Открытие латунного сплава связано с
кораблестроением. До открытия латуни суда смолили, но такой защиты было
не достаточно. И борта стали обивать латунными пластинами, которые не
боятся контак та с водой. Помимо защиты, пластины просто красивы, так как
сплавимеет красивый желто –золотис тый цвет. В современной
промышленности латунь применяется для изготовления водопроводных
кранов, любых предметов находящихся в тесном контакте с водной средой.
3. Мельхиор представляет собой соединение меди и никеля, причем процент
никеля составляет 29 – 33%, иногда с добавлением серебра. Был получен с
целью создания боле дешевой альтернативы серебру, и в отличие от первого
не стирается, так как более прочный. Мельхиор служит материалом
получения посуды, столовых приборов, из него чеканили монеты. Это
прочный материал, легкий в обработке.
4.Дюралюминий состав из алюминия и меди 6 –8%. С добавками магния,
марганца, кремния. Медь добавлена в сплав для придания ему большей
мягкости, что упрощает его обработку, а так же для прочности. Используется
как строительный материал, для изготовления легких и прочных
конструкций, а так же в современном самолетостроении.
5. Чугун сплав железа и углерода (2 -4.5%), с добавками марганца до 3%,
кремния до 4.5%, серы до 0.08%, фосфора до 2.5%. чугун сыграл важную
роль в развитии изобразительного искусства и архитектуры. В России его
применение в архитек туре началось с литых столбов, которые производили
заводы Демидова на Урале. Изобретение данного сплава стало причиной
революции в мос тостроении. Вообще, литье из чугуна – самостоятельный
Воронихинской решетке у Казанского собора. Отлитая в 1811 году она до сих
пор является украшением центра города. Но данный сплав, в силу
коррозионной стойкости и прочности применяется и для изготовления
6. Сталь сплав железа и углерода (0.04 –2%), и добавок марганца(0.1 –1%),
кремния(0.4%), серы(0.08%), фосфора(0.09%), если сталь легированная, то в
нее добавлены хром и никель. Сталь -основа современной техники. Она
прочная, легкая, коррозионностойкая. В старину она считалась драгоценным
металлом. Из нее в первую очередь делали оружие. Самым знаменитым был
булат. Его родина –Индия. До 19 века сталь считалась исключительно
оружейным сплавом, но в 1830 году в Англии из нее стали делать бытовые
предметы: шкатулки, подносы, портсигары. В 20 веке из стали начали
изготавливать светильники, и даже барельефы. Сталь с различными видами
обработки может иметь золотой, красный, синий, зеленый, оранжевый цвет.
7. Нихром состоит из никеля до 78% и хрома. Выдумка современных
мастеров. Поскольку данный сплав является жаропрочным и обладает низкой
теплопроводностью, а так же высокой сопротивляемос тью элек тричеству, то из него изготовляют современную кухонную посуду, а так же детали
А теперь попробуйте ответить на основной вопрос
1. Сплавы обладают различными свойствами, поэтому есть возможность
создать сплав с нужными свойствами.
2. Не смотря на то, что в состав сплавов входят металлы, обладающ ие
определенным набором свойств (металлический блеск, высокая электро-и
теплопроводность, ковкость, плас тичность), но свойства сплава сильно
отличаются от свойств компонентов, входящих в него, что особенно ценно.
V. Закрепление изученного материала
1.Как вы думаете, подвержена ли коррозии медь – основной компонент бронзы?
Этот процесс протекает более медленно, чем коррозия железа. На поверхности старинных бронзовых предметов постепенно образуется тёмный налет, переходящий в зеленый (достаточно вспомнить о Медном всаднике, статуе Свободы). Темный налет – это оксид меди (II), который образуется при постепенном окислении металла кислородом воздуха, а зеленый образующийся основный карбонат меди(2) по составу аналогичен минералу малахиту.
2.Как называется наука, занимающаяся получением металлов из их природных соединений минералов и руд? - носит название металлургии.
Как правило, металлы получают из сульфидных и оксидных руд в результате обжига и последующего восстановления. Вспомним, как протекает этот процесс, на примере халькозина Сu 2 S: работа у доски.
2СuО + С = 2Сu + СO 2 .
3. Из растворов солей более активные металлы вытесняют менее активные:
4.Запишите уравнения реакций следующих превращений:
Задача: Железную пластинку массой 5,2 г выдержали в растворе, содержащем 1,6г сульфата меди. По окончании реакции пластинку вынули из раствора и высушили. Чему стала равна ее масса?
Решение . Fe+CuSO4=Cu+FeSO4. Медь оседает на железной пластинке.
n(СuSO4)=1,6/160=0,01моль. n(Fe)=5,2/56=0,093моль.Сульфат меди находится в недостатке, в реакцию вступает 0,01моль железа и образовалось 0,01 моль меди, согласно уравнения реакции.Масса пластинки после реакции равна:m=5,2+m(Cu)-m(Fe)=5,2+0,01х64-0,01х56=5,28г
Ответ :масса пластинки стала равна 5,28 граммов.
Предлагаю выполнить тест:
1. Что является сплавом?
А) никель Б) цирконий В) бронза Г) железо
2. Что не является сплавом?
А) Сталь Б) цирконий В) бронза Г) силумин
3. Сплавы Fe используются чаще, чем чистое железо так как:
А) Они дешевле Б) не ржавеют В) очень мягкие Г) легкоплавкие
4. Сплавы Аl используют чаще, чем чистый алюминий так как:
А) Они дешевле Б) очень мягкие В) более прочные Г) легкоплавкие
VI. Рефлексия
– На столах находятся вырезанные из цветного картона круги двух цветов. Выплавили ли мы с вами сегодня новые сплавы знаний, или вы уйдёте с урока с тем , с чем пришли?
Серые круги – сплавы знаний не получили
Красные круги – получен новый сплав, ребята формулируют основную, на их взгляд идею урока.
VII. Домашнее задание
Габриелян О.С. Настольная книга учителя химии. 9 класс. – М.: Блик и К°, 2001. – 397 с.
Габриелян О.С., Лысова Г.Г. методическое пособие. Химия 11 класс. – М.: Дрофа, 2003. – 156 с.
Все металлические материалы можно разделить на две группы.
Технически чистые металлы — металлы, в состав которых, помимо химически чистого элемента, в небольших количествах входят другие элементы.
Сплавы
Сплавы — сложные материалы, получаемые путем сплавления одного металла с другими металлами или неметаллами.
Сплавам можно придать самые разнообразные свойства. Поэтому в технике, особенно в машиностроении, они нашли большее применение, чем технически чистые металлы.
Наиболее распространенными металлическими материалами в промышленности являются сплавы железа с углеродом — стали и чугуны. Такие сплавы получили наименование черные металлы.
Помимо этого, широко используются в технике цветные металлы:
и главным образом их сплавы.
Изготовляя сплавы с разными количественными соотношениями элементов, можно придать им различные свойства, необходимые для нормальной работы детали или конструкции.
Кроме этого, есть иной путь получения необходимых свойств — это изменение состояния или структуры (строения) металла или сплава различными методами.
Так, например, железо в обычных, нормальных, условиях является металлом с ярко выраженными магнитными свойствами изделия из железа притягиваются к магниту. Однако, если железо нагреть до температуры свыше 768°, оно потеряет полностью магнитные свойства и снова их приобретет, как только температура станет меньше 768°.
Можно повлиять на состояние металла или сплава таким образом, что вновь приобретенные ими свойства сохранятся надолго.
Например, путем ковки или прокатки меди при комнаткой температуре можно повысить ее прочность примерно в
Эти, свойства медь сохранит до тех пор, пока мы не подвергнем ее, нагреву до температуры свыше 270°.
При помощи специальной тепловой обработки сплава, называемой термической, о которой подробно будет рассказано ниже, можно изменять структуру сплава, в результате чего сильно изменятся и его качества.
Читайте также: