Химические свойства металлов. Взаимодействие с простыми веществами, Сплавы. Диаграммы состояния сплавов. Построение диаграмм, понятие о линии ликвидуса, электрической точке - Основы химии

С кислородом большинство металлов образует оксиды - амфотерные и основные:

4Li + O2 = 2Li2O, 4Al + 3O2 = 2Al2O3.

Щелочные металлы, за исключением лития, образуют пероксиды:

2Na + O2 = Na2O22.

С Галогенами металлы образуют соли галогеноводородных кислот, например,

Cu + Cl2 = CuCl2.

С Водородом самые активные металлы образуют ионные гидриды - солеподобные вещества, в которых водород имеет степень окисления -

1. 2Na + H2 = 2NaH.

С Серой металлы образуют сульфиды - соли сероводородной кислоты:

Zn + S = ZnS.

С Азотом некоторые металлы образуют нитриды, реакция практически всегда протекает при нагревании: 3

Mg + N2 = Mg3N2.

С Углеродом образуются карбиды:

4Al + 3C = Al3C4.

С Фосфором - фосфиды:

3Ca + 2P = Ca3P2.

Металлы могут взаимодействовать между собой, образуя Интерметаллические соединения:

2Na + Sb = Na2Sb,3Cu + Au = Cu3Au.

Металлы могут растворяться друг в друге при высокой температуре без взаимодействия, образуя сплавы.

Сплавы. Диаграммы состояния сплавов. Построение диаграмм, понятие о линии ликвидуса, электрической точке

Представляет собой смеси кристаллов металлов или смеси свободных металлов с химическими соединениями металлов друг с другом. Хим. связь в сплавах - металлическая, поэтому они обладают металлическим блеском, эл проводимостью и др. свойствами металлов. Сплавы получают смешиванием металлов в расплавленном состоянии. Они затвердевают при последующем охлаждении. При этом возможны след случаи: расплавленные металлы смешиваются с собой в любых отношениях неограниченно растворяясь друг в друге. Сюда относятся металлы, кристаллы в однотипных решетках и имеющих близкие по размеру атомы(AgCu, CuNi, AgAu) при охлаждении таких расплавов получаются твердые растворы. Кристаллы последних содержат атомы обоих металлов, чем обусловлена их полная однородность. По сравнению с чистыми металлами твердые растворы характеризует более высокой прочностью, твердостью и хим. стойкостью. Они пластичны и хорошо проводят эл ток. 2) хаотические металлы смешиваются с собой в любых соотношениях, однако при охлаждении твердый р-р не образуется. При затвердевании таких сплавов получается масса, состоящая из мельчайших кристалликов каждого из металлов. Это характерно для сплавов: свинец-олово, висмут-кадмий, серебро-свинец и др. расплавленные металлы взаимодействуют друг с другом образуя химические соединения - интерметаллиды(Cu i Zn) некоторые сплавы рассматриваются как смеси исходных металлов с продуктами их взаимодействия. Природу сплавов чаще всего устанавливают при помощи термического анализа. Сущность последнего сводится к построению диаграммам, выражающих зависимость температуры плавления сплавов от содержании в них составных частей. Если два элемента не образуют при сплавлении хим. соединений, то диаграмма имеет вид: Точка а показ температуру плавления чистого металла М, по мере прибавления к нему металла N температура плавления сначала понижается, а затем при дальнейшем увеличении содержания металла N в сплаве снова возрастает пока не достигнет В, пока не достигнет температуры плавления чистого металла N. Кривая ACB показывает, что из всех сплавов, которые могут образовывать металлы M и N самую низкую темп плавления имеет сплав, состав которого соответствует т C. Сплав с самой низкой температурой плавления называется эвтектикой, температура, при которой он плавится - эвтектической, а точка C(E) - соответствует этой температуре эвтектической точкой. При охлаждении жидкого сплава, имеющего иной состав, чем эвтектика, из него будет выделяться в виде твердого тот металл, содержание которого в сплаве превышает его содержание в эвтектике. Например, при охлаждении сплава, содержащего 70% металла N вначале будет выделяться металл N по мере его выделения температура будет падать, а состав остающейся жидкой части сплава постепенно будет приближаться к эвтектике. Когда состав жидкой части сплава достигнет состава эвтектики, а температура эвтектической температуры, вся жидкая часть сплава затвердевает, образовав смесь мельчайших кристалликов обоих металлов. Поэтому все сплавы, имеющие состав отличный от состава эвтектики, в которую вкраплены более крупные кристаллы одного из металлов, выделившегося первым при затвердевании сплава.

Перпендикуляр, опущенный из точки D делит всю площадь диаграммы на две части которые можно рассматривать как две самостоятельные диаграммы: левая половина кривой представляет собой кривую плавкости металла M и хим. соединения, образованного обоими металлами, а правая-кривую плавкости того же хим. соединения и металла M при температуре отвечающей точке E1из сплава выделяется эвтектическая смесь металла M и хим. соединения. Диаграммы плавкости позволяют решать ряд вопросов, касающихся природы сплавов

Похожие статьи




Химические свойства металлов. Взаимодействие с простыми веществами, Сплавы. Диаграммы состояния сплавов. Построение диаграмм, понятие о линии ликвидуса, электрической точке - Основы химии

Предыдущая | Следующая