Obecná charakteristika kovů. Čisté a ultračisté kovy IV. Vytěsňování méně aktivních kovů aktivnějšími kovy z roztoků jejich solí
Pokud v periodické tabulce prvků D.I. nakreslíme úhlopříčku od berylia k astatu, pak vlevo dole podél úhlopříčky budou kovové prvky (patří sem také prvky bočních podskupin, zvýrazněné modře) a vpravo nahoře - nekovové prvky (zvýrazněny žlutě). Prvky umístěné v blízkosti diagonály - polokovy nebo metaloidy (B, Si, Ge, Sb atd.) mají duální charakter (zvýrazněny růžově).
Jak je vidět z obrázku, převážnou většinu prvků tvoří kovy.
Svou chemickou povahou jsou kovy chemickými prvky, jejichž atomy předávají elektrony z vnějších nebo předvnějších energetických hladin a vytvářejí kladně nabité ionty.
Téměř všechny kovy mají relativně velké poloměry a malý počet elektronů (od 1 do 3) na vnější energetické úrovni. Kovy se vyznačují nízkými hodnotami elektronegativity a redukčními vlastnostmi.
Nejtypičtější kovy se nacházejí na začátku period (počínaje druhou), poté zleva doprava kovové vlastnosti slábnou. Ve skupině shora dolů se kovové vlastnosti zvyšují s rostoucím poloměrem atomů (v důsledku nárůstu počtu energetických hladin). To vede ke snížení elektronegativity (schopnosti přitahovat elektrony) prvků a zvýšení redukčních vlastností (schopnosti darovat elektrony jiným atomům v chemických reakcích).
Typický kovy jsou s-prvky (prvky skupiny IA od Li po Fr. prvky skupiny PA od Mg po Ra). Obecný elektronový vzorec jejich atomů je ns 1-2. Vyznačují se oxidačním stavem + I a + II.
Malý počet elektronů (1-2) ve vnější energetické hladině typických kovových atomů znamená, že tyto elektrony se snadno ztrácejí a vykazují silné redukční vlastnosti, jak se odráží v nízkých hodnotách elektronegativity. To znamená omezené chemické vlastnosti a metody získávání typických kovů.
Charakteristickým znakem typických kovů je tendence jejich atomů vytvářet kationty a iontové chemické vazby s nekovovými atomy. Sloučeniny typických kovů s nekovy jsou iontové krystaly „metalanionu nekovu“, například K + Br -, Ca 2+ O 2-. Kationty typických kovů obsahují i sloučeniny s komplexními anionty - hydroxidy a soli, například Mg 2+ (OH -) 2, (Li +)2CO 3 2-.
Kovy skupiny A, které tvoří amfoterní diagonálu v periodické tabulce Be-Al-Ge-Sb-Po, stejně jako kovy s nimi sousedící (Ga, In, Tl, Sn, Pb, Bi) nevykazují typické kovové vlastnosti. Obecný elektronový vzorec jejich atomů ns 2 n.p. 0-4 zahrnuje větší rozmanitost oxidačních stavů, větší schopnost zadržovat vlastní elektrony, postupné snižování jejich redukční schopnosti a vznik oxidační schopnosti, zejména ve vysokých oxidačních stavech (typickým příkladem jsou sloučeniny Tl III, Pb IV, Bi v) . Podobné chemické chování je charakteristické pro většinu (d-prvků, tj. prvků B-skupin periodické tabulky ( typické příklady- amfoterní prvky Cr a Zn).
Tento projev dualitních (amfoterních) vlastností, jak kovových (základních), tak nekovových, je dán povahou chemické vazby. V pevném stavu obsahují sloučeniny atypických kovů s nekovy převážně kovalentní vazby (ale méně silné než vazby mezi nekovy). V roztoku se tyto vazby snadno rozbijí a sloučeniny se disociují na ionty (zcela nebo částečně). Například kovové gallium se skládá z molekul Ga 2 v pevném stavu, chloridy hliníku a rtuti (II) AlCl 3 a HgCl 2 obsahují silně kovalentní vazby, ale v roztoku AlCl 3 disociuje téměř úplně a HgCl 2 - na; ve velmi malé míře (a následně na ionty HgCl + a Cl -).
Obecné fyzikální vlastnosti kovů
Díky přítomnosti volných elektronů ("elektronového plynu") v krystalové mřížce vykazují všechny kovy následující charakteristické obecné vlastnosti:
1) Plastický- schopnost snadno měnit tvar, natahovat se do drátu a rolovat do tenkých plátů.
2) Kovový lesk a neprůhlednost. To je způsobeno interakcí volných elektronů se světlem dopadajícím na kov.
3) Elektrická vodivost. Vysvětluje se směrovým pohybem volných elektronů ze záporného pólu na kladný pod vlivem malého potenciálového rozdílu. Při zahřívání se elektrická vodivost snižuje, protože Se zvyšující se teplotou zesilují vibrace atomů a iontů v uzlech krystalové mřížky, což komplikuje směrový pohyb „elektronového plynu“.
4) Tepelná vodivost. Je to způsobeno vysokou pohyblivostí volných elektronů, díky které se teplota rychle vyrovnává nad hmotností kovu. Nejvyšší tepelnou vodivost má vizmut a rtuť.
5) Tvrdost. Nejtvrdší je chrom (řeže sklo); nejměkčí alkalické kovy – draslík, sodík, rubidium a cesium – se řežou nožem.
6) Hustota.Čím menší je atomová hmotnost kovu a čím větší je poloměr atomu, tím je menší. Nejlehčí je lithium (ρ=0,53 g/cm3); nejtěžší je osmium (ρ=22,6 g/cm3). Kovy s hustotou menší než 5 g/cm3 jsou považovány za „lehké kovy“.
7) Body tání a varu. Nejtavitelnějším kovem je rtuť (t.t. = -39°C), nejvíce žáruvzdorným kovem je wolfram (t.t. = 3390°C). Kovy s teplotou tání nad 1000 °C jsou považovány za žáruvzdorné, pod – nízkotavné.
Obecné chemické vlastnosti kovů
Silná redukční činidla: Me 0 – nē → Me n +
Řada napětí charakterizuje srovnávací aktivitu kovů v redoxních reakcích ve vodných roztocích. 
I. Reakce kovů s nekovy
1) S kyslíkem:
2Mg + O2 → 2MgO
2) Se sírou:
Hg + S → HgS
3) S halogeny:
Ni + Cl 2 – t° → NiCl 2
4) S dusíkem:
3Ca + N 2 – t° → Ca 3 N 2
5) S fosforem:
3Ca + 2P – t° → Ca 3 P 2
6) S vodíkem (reagují pouze alkalické kovy a kovy alkalických zemin):
2Li + H2 → 2LiH
Ca + H2 -> CaH2
II. Reakce kovů s kyselinami
1) Kovy v elektrochemické napěťové řadě do H redukují neoxidační kyseliny na vodík:
Mg + 2HCl -> MgCl2 + H2
2Al+ 6HCl → 2AlCl3 + 3H 2
6Na + 2H3P04 -> 2Na3P04 + 3H2
2) S oxidačními kyselinami:
Když kyselina dusičná jakékoli koncentrace a koncentrovaná kyselina sírová interagují s kovy Vodík se nikdy neuvolňuje! 
Zn + 2H2SO4(K) → ZnSO4 + SO2 + 2H20
4Zn + 5H2SO4(K) → 4ZnSO4 + H2S + 4H20
3Zn + 4H2SO4(K) → 3ZnSO4 + S + 4H20
2H 2 SO 4 (k) + Cu → Cu SO 4 + SO 2 + 2H 2 O
10HNO3 + 4Mg → 4Mg(NO3)2 + NH4NO3 + 3H20
4HNO 3 (k) + Cu → Cu (NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O
III. Interakce kovů s vodou
1) Aktivní (alkalické kovy a kovy alkalických zemin) tvoří rozpustnou bázi (alkálie) a vodík:
2Na + 2H20 -> 2NaOH + H2
Ca+ 2H20 -> Ca(OH)2 + H2
2) Kovy střední aktivity jsou oxidovány vodou při zahřátí na oxid:
Zn + H 2 O – t° → ZnO + H 2
3) Neaktivní (Au, Ag, Pt) - nereagují.
IV. Vytěsnění méně aktivních kovů aktivnějšími kovy z roztoků jejich solí:
Cu + HgCl2 → Hg+ CuCl2
Fe+ CuSO 4 → Cu+ FeSO 4
V průmyslu často nepoužívají čisté kovy, ale jejich směsi - slitiny, ve kterém jsou prospěšné vlastnosti jednoho kovu doplněny prospěšnými vlastnostmi druhého. Měď má tedy nízkou tvrdost a je nevhodná pro výrobu strojních součástí, zatímco slitiny mědi a zinku ( mosaz) jsou již poměrně tvrdé a jsou široce používány ve strojírenství. Hliník má vysokou tažnost a dostatečnou lehkost (nízká hustota), ale je příliš měkký. Na jeho základě je připravena slitina s hořčíkem, mědí a manganem - dural (dural), který bez ztráty užitečné vlastnosti hliník, získává vysokou tvrdost a stává se vhodným pro stavbu letadel. Slitiny železa s uhlíkem (a přísadami jiných kovů) jsou široce známé litina A ocel.
Volné kovy jsou restaurátoři. Některé kovy však mají nízkou reaktivitu kvůli skutečnosti, že jsou potaženy povrchový oxidový film, v různé míře odolné vůči chemickým činidlům, jako je voda, roztoky kyselin a zásad.
Například olovo je vždy pokryto oxidovým filmem, jeho přechod do roztoku vyžaduje nejen vystavení činidlu (například zředěné kyselině dusičné), ale také zahřívání. Oxidový film na hliníku zabraňuje jeho reakci s vodou, ale ničí ho kyseliny a zásady. Uvolněný oxidový film (rez), vznikající na povrchu železa ve vlhkém vzduchu, nebrání další oxidaci železa.
Pod vlivem koncentrovaný kyseliny se tvoří na kovech udržitelného oxidový film. Tento jev se nazývá pasivace. Takže koncentrovaně kyselina sírová kovy jako Be, Bi, Co, Fe, Mg a Nb se pasivují (a pak nereagují s kyselinou) a v koncentrované kyselině dusičné - kovy A1, Be, Bi, Co, Cr, Fe, Nb, Ni, Pb , Th a U.
Při interakci s oxidačními činidly v kyselých roztocích se většina kovů přeměňuje na kationty, jejichž náboj je určen stabilním oxidačním stavem tohoto prvku ve sloučeninách (Na +, Ca 2+, A1 3+, Fe 2+ a Fe 3+)
Redukční aktivita kovů v kyselém roztoku se přenáší řadou napětí. Většina kovů je převedena do roztoku pomocí kyseliny chlorovodíkové a zředěné kyseliny sírové, ale Cu, Ag a Hg - pouze s kyselinou sírovou (koncentrovanou) a dusičnou a Pt a Au - s „regia vodkou“.
Koroze kovů
Nežádoucí chemická vlastnost kovy je jejich aktivní destrukce (oxidace) při kontaktu s vodou a pod vlivem kyslíku v ní rozpuštěného (kyslíková koroze). Například je široce známá koroze železných výrobků ve vodě, v důsledku čehož se tvoří rez a výrobky se rozpadají na prášek.
Ke korozi kovů dochází i ve vodě v důsledku přítomnosti rozpuštěných plynů CO 2 a SO 2; vzniká kyselé prostředí a kationty H + jsou vytlačovány aktivními kovy ve formě vodíku H 2 ( vodíková koroze).
Oblast kontaktu mezi dvěma odlišnými kovy může být obzvláště korozivní ( kontaktní koroze). Galvanický pár se vyskytuje mezi jedním kovem, například Fe, a jiným kovem, například Sn nebo Cu, umístěným ve vodě. Tok elektronů jde od aktivnějšího kovu, který je v napěťové řadě vlevo (Re), k méně aktivnímu kovu (Sn, Cu) a aktivnější kov je zničen (korodován).
Právě kvůli tomu pocínovaný povrch plechovek (železo potažené cínem) při skladování ve vlhkém prostředí a neopatrné manipulaci reziví (žehlička se po objevení i malého škrábnutí rychle zbortí a žehlička se tak dostane do kontaktu s vlhkostí). Naopak pozinkovaný povrch železného kbelíku dlouho nerezaví, protože i když dojde k poškrábání, nekoroduje železo, ale zinek (aktivnější kov než železo).
Odolnost proti korozi pro daný kov se zvyšuje, když je potažen aktivnějším kovem nebo když jsou roztaveny; Potažení železa chromem nebo vytvoření slitiny železa a chrómu tedy eliminuje korozi železa. Pochromované železo a ocel obsahující chrom ( nerezová ocel), mají vysokou odolnost proti korozi.
elektrometalurgie, tj. získávání kovů elektrolýzou tavenin (u nejaktivnějších kovů) nebo roztoků solí;
pyrometalurgie, tj. získávání kovů z rud při vysoká teplota(například získávání železa ve vysokopecním procesu);
hydrometalurgie, tj. oddělování kovů z roztoků jejich solí aktivnějšími kovy (například výroba mědi z roztoku CuSO 4 působením zinku, železa nebo hliníku).
Nativní kovy se někdy vyskytují v přírodě (typické příklady jsou Ag, Au, Pt, Hg), ale častěji se kovy vyskytují ve formě sloučenin ( kovové rudy). Kovy se v zemské kůře hojně vyskytují: od nejběžnějších - Al, Na, Ca, Fe, Mg, K, Ti) po nejvzácnější - Bi, In, Ag, Au, Pt, Re.
Čisté kovy kovy s nízkým obsahem nečistot. V závislosti na stupni čistoty existují kovy vysoké čistoty (99,90-99,99 %), kovy vysoké čistoty nebo chemicky čisté (99,99-99,999 %), kovy zvláštní čistoty nebo spektrálně čisté, ultračisté kovy (nad 99,999 % ).
Velká sovětská encyklopedie. - M.: Sovětská encyklopedie. 1969-1978 .
Podívejte se, co jsou „čisté kovy“ v jiných slovnících:
čisté kovy- Kovy s nízkým obsahem nečistot (< 5 мас. %). Выделяют м. повыш. чистоты (от 99,90 до 99,99 %) и особой чистоты (от 9,999 до 99,9999 %). Тематики металлургия в целом EN pure metals … Technická příručka překladatele
Kovy nebo slitiny s nízkým obsahem nečistot. Podle stupně čistoty se rozlišují kovy srov. čistota, nebo technicky čistá (99,0 99,90 %). zvýšit čistota (99,90 99,99 %), vysoká čistota nebo chemicky čistá (99,99 99,999 %). speciální...... Velký encyklopedický polytechnický slovník
čisté kovy- kovy s nízkým obsahem nečistot (< 5 мас. %). Выделяют металлы повышенной чистоты (от 99,90 до 99,99 %) и особой чистоты (от 9,999 до 99,9999%); Смотри также: Металлы щелочные металлы ультрачистые металлы тяжелые металлы …
ČISTÉ KOVY- viz stupeň čistoty kovu nebo slitiny... Hutnický slovník
Jednoduché látky, které mají za normálních podmínek charakteristické vlastnosti: vysokou elektrickou a tepelnou vodivost, záporný teplotní koeficient elektrické vodivosti a schopnost dobře odrážet elektromagnetické vlny… …
- (z řeckého metallon, původně důl, ruda, důl), jednoduché in va, které za normálních podmínek mají charakteristické vlastnosti: vysokou elektrickou a tepelnou vodivost, negativní teplotní koeficient. elektrická vodivost, dobrá schopnost...... Fyzická encyklopedie
ultračisté kovy- vysoce čisté, ultračisté kovy, ve kterých hmotnostní podíl nečistot nepřesahuje 1 10 3 %. Hlavní fáze technologie výroby ultračistých kovů: získávání čistých chemických sloučenin, jejich obnova na... ... Encyklopedický slovník hutnictví
Vysoce čisté kovy, zejména čisté kovy, kovy, jejichž celkový obsah nečistot nepřesahuje 1․10 3 % (hmotn.). Hlavní fáze technologie chemické výroby: získávání čistých chemických sloučenin, jejich obnova do... ... Velká sovětská encyklopedie
radioaktivní kovy- kovy, které zaujímají místa v periodické tabulce prvků s atomovým číslem větším než 83 (Bi), emitující radioaktivní částice: neutrony, protony, částice alfa, beta nebo gama kvanta. V přírodě se vyskytují: At, Ac, Np, Pa, Po... Encyklopedický slovník hutnictví
přechodné kovy- prvky Ib a VIIIb podskupiny periodické tabulky. Vnitřní obaly atomů přechodných kovů jsou vyplněny pouze částečně. Existuje d kovů, ve kterých dochází k postupnému plnění 3d (od Se do Ni), 4d (od Y do ... ... Encyklopedický slovník hutnictví
ČISTÉ KOVY
kovy, kovy s nízkým obsahem nečistot. V závislosti na stupni čistoty existují kovy vysoké čistoty (99,90-99,99 %), kovy vysoké čistoty nebo chemicky čisté (99,99-99,999 %), kovy zvláštní čistoty nebo spektrálně čisté, ultračisté kovy (nad 99,999 %).
Velká sovětská encyklopedie, TSB. 2012
Viz také výklady, synonyma, významy slova a co jsou PURE METALS v ruštině ve slovnících, encyklopediích a příručkách:
- ČISTÝ
SOUKROMÉ DOMÁCÍ INVESTICE - hrubý objem soukromých domácích investic minus odpisy ... - ČISTÝ ve Slovníku ekonomických pojmů:
LOSSES - ztráty ekonomické subjekty spojené s vytvořením monopolisty umělého nedostatku, vedoucího ke stanovení cen, které se neshodují s mezními... - ČISTÝ ve Slovníku ekonomických pojmů:
PŘEVODNÍ PLATBY - osobní a vládní převodní platby rezidentům jiných zemí mínus osobní a vládní převody přijaté od rezidentů jiných zemí... - ČISTÝ ve Slovníku ekonomických pojmů:
OBĚŽNÝ MAJETEK - oběžný, snadno realizovatelný majetek minus náklady s ním spojené... - ČISTÝ ve Slovníku ekonomických pojmů:
NÁKUPY - celková částka nákupů za určité období minus slevy, vrácení původně zakoupených produktů a slevy z běžné ceny a ... - ČISTÝ ve Slovníku ekonomických pojmů:
DANĚ Z PRODUKTŮ - rozdíl mezi daněmi z produktů a dotacemi přidělenými na jejich ... - ČISTÝ ve Slovníku ekonomických pojmů:
DOVOZNÍ DANĚ - rozdíl mezi dovozními daněmi a dotacemi na ... - ČISTÝ ve Slovníku ekonomických pojmů:
DANĚ - daně, které platí obyvatelstvo státu, mínus transferové platby, které obyvatelstvo dostává od ... - ČISTÝ ve Slovníku ekonomických pojmů:
LIKVIDNÍ AKTIVA - výše hotovosti Peníze, snadné provedení cenné papíry, atd. pohledávky za... - ČISTÝ ve Slovníku ekonomických pojmů:
KAPITÁLOVÉ INVESTICE - hrubá kapitálová investice minus... - ČISTÝ ve Slovníku ekonomických pojmů:
NÁKLADY NA ZVEŘEJNĚNÍ - náklady přímo související s procesem nákupu a prodeje zboží; zahrnout cena dopravy, náklady na překládku nákladu, jeho zpracování, ... - ČISTÝ ve Slovníku ekonomických pojmů:
AKTIVA - vypočtená hodnota stanovená odečtením od částky aktiv, která zahrnuje peněžní a nepeněžní majetek v účetní hodnotě, ... - KOVY ve Slovníku ekonomických pojmů:
DRAHÉ - viz DRAHÉ KOVY... - KOVY v Biblické encyklopedii Nikephoros:
V St. Písma často zmiňují kovy: železo, měď, cín, olovo, zinek, stříbro, zlato. vidět o každém samostatně... - KOVY ve Velkém encyklopedickém slovníku:
(řecké) látky, které mají za normálních podmínek vysokou elektrickou vodivost (106-107 Ohm-1 cm-1, klesá s rostoucí teplotou) a tepelnou vodivost, kujnost, „kovový“ lesk... - KOVY
jednoduché látky, které za normálních podmínek mají charakteristické vlastnosti: vysokou elektrickou a tepelnou vodivost, negativní teplotní součinitel elektrické vodivosti, schopnost dobře odrážet elektromagnetické záření... - KOVY
I (a metaloidy) (chemické) - M. je skupina jednoduchých těles (viz), která mají známé charakteristické vlastnosti, které u typických zástupců jsou ostře ... - KOVY v Moderním encyklopedickém slovníku:
- KOVY v Encyklopedickém slovníku:
jednoduché látky, které mají za normálních podmínek charakteristické vlastnosti - vysokou elektrickou vodivost (106-104 Ohm-1?cm-1), klesající s rostoucí teplotou, vysokou tepelnou vodivost, brilanci, ... - ČISTÝ
"PURE BROTHERS" ("Bratři čistoty", arab. Ikhwan al-Safa), skupina filozofů 10. století, která zahrnovala myslitele Iráku (hlavní vzorek z města ... - KOVY ve Velkém ruském encyklopedickém slovníku:
"METALS", vědecký. Časopis Ruské akademie věd, od roku 1959, Moskva. Zakladatel (1998) - Institut metalurgie pojmenovaný po. A.A. Bayková. 6 pokojů v… - KOVY ve Velkém ruském encyklopedickém slovníku:
KOVY, látky, které mají za normálních podmínek vysokou elektrickou vodivost (10 6 - 10 4 Ohm -1 cm -1, klesá s ... - ČISTÝ v Novém výkladovém slovníku ruského jazyka od Efremové:
- KOVY v Modern Explanatory Dictionary, TSB:
(řecky), látky, které mají za normálních podmínek vysokou elektrickou vodivost (106-107 Ohm-1 cm-1, klesá s rostoucí teplotou) a tepelnou vodivost, kujnost, „kovový“ lesk... - ČISTÝ v Ephraimově vysvětlujícím slovníku:
čisté množné číslo rozklad Zbývající peníze po odečtení... - ČISTÝ v Novém slovníku ruského jazyka od Efremové:
pl. rozklad Zbývající peníze po odečtení... - ČISTÝ ve Velkém moderním výkladovém slovníku ruského jazyka:
pl. rozklad Zbývající peníze po odečtení... - NEŽELEZNÉ KOVY ve velkém Sovětská encyklopedie, TSB:
kovy, odborný název pro všechny kovy a jejich slitiny (kromě železa a jeho slitin, nazývaných železné kovy). Termín "C. m." V… - ŽÁRUVZDORNÉ KOVY ve Velké sovětské encyklopedii, TSB:
kovy podle technické klasifikace - kovy, které tají při teplotách nad 1650-1700 |C; T. m (stůl) obsahuje titan... - VZÁCNÉ KOVY ve Velké sovětské encyklopedii, TSB:
kovy, konvenční název skupiny kovů (nad 50), jejichž seznam je uveden v tabulce. Jedná se o kovy, které jsou relativně nové v technologii nebo jinde... - ušlechtilé kovy ve Velké sovětské encyklopedii, TSB:
kovy, zlato, stříbro, platina a kovy skupiny platiny (iridium, osmium, palladium, rhodium, ruthenium), které získaly své jméno především díky své vysoké ... - ODLITÍ KOVŮ: KOVY K ODLITÍ v Collierově slovníku:
K článku LITÍ KOVŮ Všechny kovy lze odlévat. Ale ne všechny kovy mají stejné odlévací vlastnosti, zejména tekutost -... - IMPRESIONISMUS v Lexikonu neklasiky, umělecké a estetické kultury 20. století, Bychkova:
(z francouzského imprese - imprese) Umění, které vzniklo ve Francii v poslední třetině 19. století. Hlavní představitelé I.: Claude... - PEVNÝ ve Velké sovětské encyklopedii, TSB.
- CHEMICKÁ ČINIDLA ve Velké sovětské encyklopedii, TSB:
chemikálie, chemická činidla, chemické přípravky (látky) používané v laboratořích pro analýzu, vědecký výzkum (při studiu metod výroby, vlastností a přeměn... - HUTNICTVÍ ve Velké sovětské encyklopedii, TSB:
(z řeckého metallurgeo - těžím rudu, zpracovávám kovy, z metallonu - těžím, kov a ergon - pracuji), v originále, úzký ... - LEPIDLA ve Velké sovětské encyklopedii, TSB:
přírodní nebo syntetické látky používané ke spojování různých materiálů díky vytvoření adhezivního spojení adhezivního filmu s povrchy lepených materiálů. ... - NÁKLADY NA ZVEŘEJNĚNÍ ve Velké sovětské encyklopedii, TSB:
oběh, souhrn nákladů spojených s procesem oběhu zboží. Svým ekonomickým charakterem je I. o. se dělí na čisté a doplňkové. Čistý... - FLUOR
- TURCI PROTI Encyklopedický slovník Brockhaus a Euphron:
(přesný význam slova není znám) - skupina národů mluvících různými dialekty turkického jazyka (viz turecké jazyky) a podle fyzických vlastností ... - SLITINY v Encyklopedickém slovníku Brockhause a Euphrona.
- VÝSADBY v Encyklopedickém slovníku Brockhause a Euphrona:
plochy lesa, které se přirozeně liší od sousedních povahou dřevin. Rozdíl mezi N. může být určen jejich původem, složením, věkem, stupněm... - ORGANICKÉ UMĚLÉ BARVY v Encyklopedickém slovníku Brockhause a Euphrona:
Vývoj výroby a používání umělých organických sloučenin úzce souvisí s historií vědecký výzkum uhelný dehet. Při studiu složení posledně jmenovaného Runge v ... - TOVÁRNY v Encyklopedickém slovníku Brockhause a Euphrona:
V hovorovém jazyce se pojmy z a továrna nerozlišují a možná to stále není potřeba... - NĚMECKÝ FYZICKÝ TYP v Encyklopedickém slovníku Brockhause a Euphrona:
Řím. spisovatelé (Tacitus a další) popisovali G. jako lidi vysokého vzrůstu, silné postavy, plavé nebo rusovlasé a se světlými, modrými ... - ZOTAVENÍ v Encyklopedickém slovníku Brockhause a Euphrona:
Alchymisté připustili, že kovy jsou složitá těla, skládající se z ducha, duše a těla nebo rtuti, síry a soli; v duchu...
Velmi dlouhou dobu byly některé další kovy považovány za křehké - chrom, molybden, wolfram, tantal, vizmut, zirkonium atd. Tak tomu však bylo do doby, než se je naučili získávat v docela čisté podobě. Jakmile toho bylo dosaženo, ukázalo se, že tyto kovy jsou velmi tažné i při nízkých teplotách. Navíc nerezaví a mají řadu cenných vlastností. Nyní jsou tyto kovy široce používány v různých průmyslových odvětvích.
Ale co je čistý kov? Ukazuje se, že ani na to neexistuje jednoznačná odpověď. Konvenčně se na základě čistoty kovy dělí do tří skupin – technicky čisté, chemicky čisté a zvláště čisté. Pokud slitina obsahuje alespoň 99,9 procenta obecného kovu, je technicky čistá. Od 99,9 do 99,99 procent - chemická čistota. Pokud je 99 999 nebo více, jde o obzvláště čistý kov. V běžném životě vědci používají i jinou definici čistoty – podle počtu devítek za desetinnou čárkou. Říkají: „čistota tři devítky“, „čistota pět devítek“ atd.
Zpočátku se průmysl zcela spokojil s chemicky a často i technicky čistými kovy. Ale vědeckotechnická revoluce kladl mnohem přísnější požadavky. První objednávky na ultračisté kovy pocházely z jaderného průmyslu. Desetitisíciny a někdy dokonce miliontiny procenta některých nečistot učinily uran, thorium, berylium a grafit nepoužitelnými. Získání ultračistého uranu bylo možná hlavním problémem při vytváření atomové bomby.
Pak vznesla své požadavky trysková technologie. K výrobě zvláště žáruvzdorných a žáruvzdorných slitin, které měly fungovat ve spalovacích komorách proudových letadel a střel, byly zapotřebí ultračisté kovy. Než měli metalurgové čas se s tímto úkolem vyrovnat, byla přijata nová „aplikace“ - pro polovodiče. Tento úkol byl obtížnější - v mnoha polovodičových materiálech by množství nečistot nemělo přesáhnout miliontinu procenta! Nedovolte, aby vás toto malé množství obtěžovalo. I při takové čistotě, kdy jeden atom nečistoty připadá na 100 000 000 000 atomů hlavní látky, každý její gram stále obsahuje více než 100 000 000 000 „cizích“ atomů. K dokonalé čistotě má tedy daleko. Nic jako absolutní čistota však neexistuje. To je ideál, o který musíme usilovat, ale kterého na této úrovni technologického rozvoje nelze dosáhnout. I když se zázrakem podaří získat absolutně čistý kov, okamžitě do něj proniknou atomy dalších látek obsažených ve vzduchu.
Kuriózní příhoda, která se stala se slavným německým fyzikem Wernerem Heisenbergem, je v tomto ohledu příznačná. Ve své laboratoři pracoval s hmotnostním spektrografem. A najednou zařízení ukázalo přítomnost atomů zlata v experimentální látce. Vědec byl ohromen, protože se to nemohlo stát. Ale zařízení tvrdohlavě „stálo za svým“. Nedorozumění se vyjasnilo, až když vědec vzlétl a schoval brýle se zlatými obroučkami. Jednotlivé atomy zlata „unikající“ z krystalové mřížky rámu vnikly do zkoumané látky a „zmátly“ extrémně citlivé zařízení.
To se ale stalo v laboratoři, kde je čistý vzduch. Co říci o moderních průmyslových oblastech, jejichž ovzduší je stále více znečišťováno průmyslovým odpadem?
Tuto kapitolu jsme začali povídáním o tom, že v jednom případě je přítomnost cizích nečistot v kovu dobrá a v jiném je špatná. Navíc jsme nejprve říkali, že slitiny mají lepší pevnost a tepelnou odolnost než čisté kovy, a nyní se ukazuje, že čisté kovy mají nejvíce vysoké vlastnosti. Není v tom žádný rozpor. V mnoha případech je slitina pevnější, odolnější vůči teplu atd., než kterýkoli z kovů, které ji tvoří. Tyto vlastnosti jsou však mnohonásobně vylepšeny, když všechny složky slitiny vykonávají konkrétní úkol nezbytný pro člověka. Když v tom není nic „navíc“. To znamená, že samotné složky musí být co nejčistší a obsahovat minimální počet „cizích“ atomů. Proto je nyní otázka čistoty výsledných hutních produktů stále aktuálnější. Jak tento problém řeší?
Na hutních závodů kde vyrábějí velký počet kovu používaného pro konvenční výrobky se stále více používá vakuum. Ve vakuu se kov taví a odlévá a to umožňuje jeho ochranu před škodlivými plyny a molekulami jiných látek z okolního vzduchu. A v některých případech se tavení provádí v atmosféře neutrálního plynu, který dále chrání kov před nežádoucím „pronikáním“.
Vzhledem k vývoji nových technologických odvětví jsou vyžadovány kovy velmi vysoké čistoty. Například v kovu germanium, používaném jako polovodič, je přípustné obsahovat pouze jeden atom fosforu, arsenu nebo antimonu na deset milionů atomů germania. V žáruvzdorných slitinách používaných při výrobě raket je i nepatrná příměs olova nebo síry zcela nepřijatelná.
Jeden z nejlepších stavebních materiálů pro jaderné reaktory– zirkonium se stává zcela nepoužitelným, pokud obsahuje byť jen nepatrnou příměs hafnia, kadmia nebo boru, proto obsah těchto prvků v materiálech nukleární energie by neměla překročit 10-6. Elektrická vodivost mědi klesá o 14 % v přítomnosti příměsi arsenu pouze 0,03 %. Čistota kovů v elektronických a počítačová technologie, stejně jako jaderná energetika. U kovových materiálů termonukleárních reaktorů a polovodičových zařízení by obsah nečistot neměl překročit 10 -10%. Existuje několik způsobů čištění kovů.
1. Destilace ve vakuu. Tato metoda je založena na rozdílu v těkavosti kovu a v něm přítomných nečistot.
2. Tepelný rozklad těkavých sloučenin kovů. Tato metoda je založena na chemických reakcích, při kterých kov s jedním nebo druhým činidlem tvoří plynné produkty, které se pak rozkládají za uvolnění vysoce čistého kovu. Uvažujme princip této metody na příkladu karbonylové a jodidové metody.
A) Karbonylová metoda. Tato metoda se používá k získání vysoce čistého niklu a železa. Průmyslový kov, který má být čištěn, se zahřívá pomocí této metody v přítomnosti oxidu uhelnatého (II): Ni + 4CO = Ni(CO) 4, Fe + 5CO = Fe(CO) 5
Výsledné těkavé karbonyly Ni(CO) 4 (bod varu 43 °C) nebo Fe(CO) 5 (bod varu 105 °C) se destilují, aby se odstranily nečistoty. Poté se karbonyly rozkládají při teplotách nad 180 °C, což vede ke vzniku čistých kovů a plynného oxidu uhelnatého (II): Ni(CO) 4 = Ni + 4CO, Fe(CO) 5 = Fe + 5CO
B) Jodidová metoda. Touto metodou se čištěný kov, například titan, zahřeje spolu s jódem na teplotu 900 °C: Ti + 2I 2 = TI 4
Vzniklý těkavý jodid titaničitý vstupuje do reaktoru, ve kterém je drát z čistého titanu, zahřátý elektrickým proudem na 1400 °C. Při této teplotě se jodid titaničitý tepelně disociuje: Til 4 = Ti + 2I 2
Čistý titan se nanáší na drát a jód se vrací do procesu čištění titanu. Touto metodou se také vyrábí čisté zirkonium, chrom a další žáruvzdorné kovy.
3. Zónové tavení. Výbornou metodou čištění je tzv. zónové tavení. Zónové tavení zahrnuje pomalé tažení ingotu kovu, který se má čistit kruhovou pecí. Kovy, které prošly předčištěním na koncentraci nečistot přibližně 1 %, se podrobí zónovému tavení. Metoda je založena na rozdílný obsah nečistot v pevném a roztaveném kovu. Proces se provádí pomalým pohybem podél pevného podlouhlého vzorku (ingotu) úzké roztavené zóny vytvořené speciálním ohřívačem (kruhová pec) .
Oblast (zóna) kovového ingotu, která je tento moment je v peci, přechází do roztaveného stavu.
Vznikají dvě pohyblivé mezifázové hranice: na jedné (vstup kovu do pece) dochází k tavení, na druhé (výstup kovu z pece) dochází ke krystalizaci.
V závislosti na rozpustnosti nečistot se některé koncentrují v roztavené zóně a pohybují se s ní na konec ingotu, nečistoty ostatních kovů se koncentrují ve výsledných krystalech a zůstávají za pohyblivou zónou, když se proces několikrát opakuje; posunou na začátek ingotu. V důsledku toho se složení výsledných krystalů liší od složení taveniny.
Pro dosažení vysokého stupně čištění se obvykle provádí několik průchodů roztavené zóny podél kovového ingotu. Ve výsledku je střední část ingotu nejčistší, vyřízne se a použije.
Metoda zónového tavení umožňuje získat zvláště čisté kovy s obsahem nečistot 10 -7 -10 -9 %. Tato metoda se používá k získání ultračistého germania, vizmutu, telluru atd.
Hlavní výhodou této metody je její vysoká účinnost. Nevýhodou metody je nízká produktivita, vysoká cena, dlouhá doba trvání procesu.
4. elektrochemická metoda čištění kovů(rafinace kovů).