Chemia

Chemia

Prof. dr hab. Krystyna A. Skibniewska
Katedra Podstaw Bezpieczeństwa WNT
E-mail: [e-mail]

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