Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Fémek. A fémek fizikai tulajdonságai I •Nagyméretű atomok •Kevés és lazán kötött vegyértékelektron •A fémrácsban a vegyértékelektronok az egész rácsra.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Fémek. A fémek fizikai tulajdonságai I •Nagyméretű atomok •Kevés és lazán kötött vegyértékelektron •A fémrácsban a vegyértékelektronok az egész rácsra."— Előadás másolata:

1 Fémek

2 A fémek fizikai tulajdonságai I •Nagyméretű atomok •Kevés és lazán kötött vegyértékelektron •A fémrácsban a vegyértékelektronok az egész rácsra kiterjedő delokalizált elektronrendszert alkotnak, ezt nevezzük fémes kötésnek •A fémrács háromféle lehet (lapon középpontos kockarács, térben középpontos kockarács, hatszöges rács), befolyásolja a fém megmunkálhatóságát, sűrűségét

3 Fémek fizikai tulajdonságai II •Szürke színűek (kivéve réz és arany) •Általában csillogóak •Szobahőmérsékleten szilárd halmazállapotúak (kivéve higany) •Többségükben magas olvadáspontúak •Egymás olvadékában általában oldódnak – ötvözetek keletkeznek •Megkülönböztetünk nehéz- és könnyűfémeket, előbbiek sűrűsége 5 g/cm 3 -nél nagyobb, utóbbiaké kisebb

4 Ötvözetek •A fématomok mérete alapján három típust különböztetünk meg: helyettesítéses, rácsközi és eutektikum •Ötvözés során általában romlik a megmunkálhatóság és a vezetés, más tulajdonságok viszont jelentősen javulhatnak

5 Ötvözetek típusai •Helyettesítéses ötvözet –Ha a két fématom mérete hasonló, az ötvöző fém atomjai véletlenszerűen helyettesítik az ötvözendő fém atomjait a rácsban –Pl. Au-Ag ékszerarany •Rácsközi ötvözet –Ha az ötvöző elem atomjai kicsik, beleférnek az ötvözendő fém kristályrácsainak a hézagaiba –Pl. Fe-C acél •Eutektikum –Ha a két fém a kihűlés során külön kristályosodik, az ötvözetben a két fém kristályainak a keveréke lesz jelen –Pl. Sn-Pb forrasztóón

6 A fémek redukálósora I •A réz-szulfát-oldatba mártott vastárgy vörös színű lesz, felületén kiválik a réz. •A folyamat redoxireakció, a vas elektronokat ad át az oldatban lévő réz-ionoknak (redukálja azt), ennek hatására a réz a vas felszínén kiválik, a vas pedig ion formájában oldatba kerül (oxidálódik). •Hasonló kísérletek alapján készült el a fémek redukálósora

7 A fémek redukálósora II •A sor elején lévő nagy redukálóképességű fémek könnyen adnak le elektronokat (oxidálódnak). •A sor végén lévő kis redukálóképességű fémek nehezen adnak le elektront, viszont könnyen felveszik azokat (redukálódnak) •A redukálósorban minden fém képes elemi fémmé redukálni a tőle JOBBRA lévő, azaz kisebb redukálóképességű fém KATIONJÁT •A redukálósorban megtaláljuk a hidrogént is. A tőle jobbra lévő fémek híg savakból hidrogént fejlesztenek, miközben feloldódnak.

8 Alkálifémek •Lítium, Nátrium, Kálium, Rubídium, Cézium, Francium •A nátriumot és a káliumot petróleum alatt tároljuk, mert a levegő oxigénjével reakcióba lépnek •Színük a friss vágási felületen szürke, csillogó, egyébként oxidréteg borítja őket •Késsel vágható, puha könnyűfémek •A vízzel heves reakcióba lépnek, ld. TK 82.o. •Lángfestésük: a nátrium a lángot sárgára, a kálium fakóibolyára színezi

9 Alkáliföldfémek •Berillium, Magnézium, Kalcium, Stroncium, Bárium, Rádium •A levegő oxigénje hosszú idő alatt eloxidálja őket, ezért jól záró üvegben tároljuk, a magnézium felületén tömör védő oxidréteg alakul ki •A kalcium a vízzel reakcióba lép, hidrogén fejlődik, a magnézium csak meleg vízzel lép reakcióba •A kalcium lángfestése téglavörös, a magnézium nem festi a lángot

10 Alkálifémek és alkáliföldfémek vegyületei NaClNa 2 CO 3 NaHCO 3 NaOHCaCO 3 MgCO 3 Köznapi név KonyhasóSzódaSzódabikarbónalúgkőmészkődolomit Vízoldhatóság jó Nem oldódik Reakció sósavval Nem reagál Reagál, gáz fejlődik reagál Reagál, gáz fejlődik Vizes oldatának kémhatása SemlegeslúgosEnyhén lúgoslúgos--

11 Vízkeménység I •A természetes vizek különböző oldott anyagokat tartalmaznak •Az oldott szén-dioxidot tartalmazó esővíz reakcióba lép a mészkővel (kalcium-karbonát), és vízben oldható vegyületté alakítja a következő egyenlet szerint: •CaCO 3 + H 2 CO 3 = Ca(HCO 3 ) 2 •Az oldható kálcium- és magnéziumvegyületeket tartalmazó vizet kemény víznek nevezzük •Az ilyen víz forralása során az edény falán vízkő marad vissza: •Ca(HCO 3 ) 2 = CaCO 3 + H 2 O + CO 2

12 Vízkeménység II •A vízkőképződés probléma, mert –Rossz hővezető, így a fűtőszálra rárakódva rontja a melegítés hatékonyságát –Eltömíti a csöveket –A kazánok falára kirakódott réteg megrepedésekor a kazán falával érintkező forró víz gőzzé alakulva robbanást okozhat •A kemény víz mosásra alkalmatlan, mert a szappan részecskéivel oldhatatlan csapadékot képez •A vízkövet különböző savakkal, pl. ecettel, vagy sósavval távolíthatjuk el

13 Vízlágyítás •A vízlágyítás során az oldott kalcium és magnéziumionokat távolítjuk el •Módszerek –Forralás – a kalcium- és a magnézium-hidrogénkarbonátot tudjuk vele eltávolítani. Ez a két vegyület okozza a víz változó keménységét –Kémiai vízlágyítás – a víz állandó keménységét okozó többi kalcium- és magnéziumvegyület csak kémiai módszerekkel távolítható el. Olyan vízlágyító szereket pl. szódát, vagy trisót használnak, amelyek az oldott kalcium-vegyületeket oldhatatlan kalcium-vegyületekké alakítja. Ezeket aztán szűréssel eltávolíthatjuk –Ioncserélő műgyanták – a kalcium- és magnézium-ionokat nátriumra cserélik –Vízdesztillálás

14 Alumínium és vegyületei •Ezüstszürke, alacsony olvadáspontú könnyűfém •Könnyen megmunkálható, a hőt és az elektromos áramot jól vezeti •Felületét vékony, tömör oxidréteg borítja, ami megvédi a korróziótól – ha ez megsérül, reakcióba lép a meleg vízzel, ezért az alumíniumedényeknél erre figyelni kell •Sósavval és nátrium-hidroxid-oldattal is reakcióba lép, amfoter elem •Természetben csak vegyületeiben, pl. korund (Al 2 O 3 ) vagy drágakövek (zafír, smaragd, rubin), amik a korund szennyezett változatai •Érce a bauxit, előállítása ebből lúgos mosással, majd elektrolízissel történik •Felhasználása: fóliák, vezetékek, építészet, közlekedés, ötvözőanyag

15 Vas és vegyületei I •Ezüstszürke, magas olvadáspontú rugalmatlan nehézfém •Megmunkálhatósága függ a kristályszerkezettől, szobahőmérsékleten nehezen megmunkálható, vörösizzásra hevítve könnyen formázható •Nincs tömör védő oxidrétege, így korrodálódik - rozsdásodás

16 Vas és vegyületei II •A vas sósavban oldódik, de tömény kénsavban nem – ilyenkor kialakul a tömör védő oxidréteg, ezért lehet a tömény kénsavat vastartályban tárolni •Kétféle ionja van: Fe 2+ és Fe 3+, a Fe 2+ a levegő oxigénjének hatására át tud alakulni Fe 3+ -má •Elemi állapotban a meteoritokban, illetve a Föld magjában található, vegyületeiben gyakori •Előállítása a vasércek szenes redukciójával történik (ld. Film)

17 Réz, ezüst, arany, cink, higany RézEzüstAranyCinkHigany SzínVörösEzüstszürkeSárgaKékesszürkeEzüstszürke SűrűségNehézfém Reakció levegőn Patinásodik A levegő kéntartalmával reagál, megfeketedik Nem változik Nem változik, mert tömör oxidréteg védi Nem változik Reakció sósavval Nem reagál ReagálNem reagál Reakció tömény salétromsavval Reagál Reagál (az arany nem, ezért a tömény salétromsavat választóvíznek nevezik) Nem reagál (csak királyvízben oldódik) Nem reagálReagál Előfordulás CuO, CuSO 4 x5H 2 O Ag 2 S Elemi állapotban ZnSHgS Előállítás Rézércekből redukcióval RedukcióvalNem kellRedukcióval Felhasználás Elektromos vezetékek, vízvezetékek Fényképezés, dísztárgyak Ékszerek, érmék Ötvözőelem, szárazelem, korrózióvédelem Hőmérők, higanylámpák, fogtömés

18 Réz-szulfát •Kék színű, kristályos vegyület •CuSO 4 x5H 2 O – kristályvíz, a réz-szulfát rácsába épül be •Hevítés hatására elveszíti kristályvizét, kifehéredik •Felhasználás: mésztejjel keverve permetezésre (bordói lé) •Kicsapja a sejtek fehérjéit, ezért mérgező

19 Szorgalmi ötletek •Fényképezés (nem digitális!!!) •Alkálifémek és alkáliföldfémek vegyületei •Építőanyagaink •Ötvözetek •Ásványok, drágakövek, féldrágakövek •Porcelánkészítés •A fémek szervezetre gyakorolt hatása •Fémek története


Letölteni ppt "Fémek. A fémek fizikai tulajdonságai I •Nagyméretű atomok •Kevés és lazán kötött vegyértékelektron •A fémrácsban a vegyértékelektronok az egész rácsra."

Hasonló előadás


Google Hirdetések