Общие способы получения металлов. Сплавы. Химические расчёты

1.

Общие способы получения металлов.
Сплавы. Вычисления по уравнениям
химических реакций, если один из
реагентов содержит примеси.

2.

Получение металлов
Рудами называют минералы и горные породы,
содержащие металлы и их соединения, из которых
технически возможно и экономически целесообразно
получать чистые металлы.
Способами промышленного получения металлов из
металлических руд занимается металлургия.
Металлургия – это и наука о промышленной добыче
металлов из руд, а так же соответствующая отрасль
промышленности.

3.

Чтобы получить металл из руды, нужно осуществить
восстановление катионов металла.
Способы получения металлов
Пирометаллургические
Электрометаллургические

4.

Пирометаллургия – это восстановление металлов из руд при
высоких температурах с помощью углерода С, оксида углерода(II)
СО, водорода Н2, металлов – алюминия Al, магния - Mg.
- Восстановление металлов из их оксидов с помощью углерода или
оксида углерода(II) называется карботермией.
Напрмер: олово восстанавливают из оловянного камня углеродом.
+4 -2
0t
+4 -2
0
SnO2 + C → Sn + CO2↑
- Восстановление металлов из их оксидов с помощью металлов
называется металлотермией.
Например: титан восстанавливают из оксида титана(IV) магнием.
+4 -2
0 t
0
+2 -2
TiO2 + 2Mg → Ti + 2MgO

5.

- Восстановление металлов из их оксидов с помощью водорода,
таким образом получают металлы с высокой степенью чистоты.
Например: так восстанавливают вольфрам из оксида
вольфрама(VI).
+6 -2
0
0
t
+1 -2
WO3 + 3H2 → W + 3H2O
- Руды, образованные сульфидами металлов, предварительно
подвергают обжигу (окисляют кислородом воздуха), а затем
полученный оксид цинка восстанавливают углеродом.
+2 -2
0
+2 -2
t
+4 -2
2ZnS + 3O2 → 2ZnO + 2SO2↑
+2 -2
0
t
0
+2 -2
ZnO + C → Zn + CO↑

6.

Электрометаллургия
- восстановление металлов из растворов или
расплавов их соединений под действием электрического тока (электролиз).
- Восстановление активных металлов электролизом из расплавов и солей
(галогенидов).
Например: Na можно получить из расплавленного хлорида натрия под
действием электрического тока.
+1 -1 электролиз
0
0
2NaCI → 2Na + CI2↑
- Восстановление металлов средней активности и неактивных металлов
электролизом из растворов их солей.
Например: олово образуется при электролизе раствора хлорида олова(II).
+2 -1 электролиз
0
0
SnCI2 → Sn + CI2↑

7.

Сплав – это материал, который образуется в результате
затвердения расплава двух или нескольких отдельных веществ.
В состав сплавов, кроме металлов, могут входить так же
неметаллы. Например: такие как углерод или кремний.
Характеристика сплавов:
-механически прочнее и твёрже;
-со значительно более высокой или низкой температурой
плавления;
-устойчивее к коррозии;
-устойчивее к высоким температурам;
-практически не меняет свои размеры при нагревании или
охлаждении.

8.

Применение сплавов
- В качестве конструкционных материалов (сплавы железа и
алюминия, чугуна, дюралюминий, силумин, магния, сплавы на
основе титана).
- Инструментальные сплавы → нержавеющая сталь.
- В электротехнической промышленности, электронике и
приборостроении (сплавы кобальта, никеля, нихром, меди,
латуни, бронзы).
- Легкоплавкие металлы (из висмута, свинца, кадмия, олова),
сплав Вуда, сплав натрия с калием.
- В ювелирном деле (сплав золота, серебра, платины, паладия).
- В искусстве: сплавы меди с оловом (бронза), а так же чугун.

9.

Коррозия металлов
Коррозия
–
это процесс самопроизвольного разрушения
металлов и их сплавов под влиянием внешней среды (от
латинской «разъединение»).
Способы защиты от коррозии
1)Нанесение защитных покрытий.
2)Применение сплавов, стойких к коррозии.
3)Защита с помощью протектора.
4)Изменение состава среды.

10.

Вычисления по уравнениям химических реакций, если один
из реагентов содержит примеси.
Каждое вещество, наряду с наличием основного компонента,
содержит то или иное количество примесей. Именно поэтому в
природе не существует абсолютно чистых веществ.
Вещество содержащее примеси, принято называть технически
чистым.
Его массу обозначают mтехн, масса примесей – mприм, масса
основного (чистого) вещества – mчист.
mтехн = mчист + mприм

11.

Содержание примесей (в техническом) обычно указывается с
помощью массовой доли, которая выражается в долях единицы
или процентах: