Metālu atomi salīdzinoši viegli atsakās no valences elektroniem un kļūst par pozitīvi lādētiem joniem. Tāpēc metāli ir reducētāji. Metāli reaģē ar vienkāršām vielām: Ca + C12 - CaC12 Aktīvie metāli reaģē ar ūdeni: 2Na + 2H20 = 2NaOH + H2f. Metāli, kas atrodas standarta elektrodu potenciālu virknē līdz ūdeņradim, mijiedarbojas ar atšķaidītiem skābju šķīdumiem (izņemot HN03), izdalot ūdeņradi: Zn + 2HC1 = ZnCl2 + H2f. Metāli reaģē ar mazāk aktīvo metālu sāļu ūdens šķīdumiem: Ni + CuS04 = NiS04 + Cu J. Metāli reaģē ar oksidējošām skābēm: C. Metālu iegūšanas metodes Mūsdienu metalurģijā tiek ražoti vairāk nekā 75 metāli un uz tiem balstīti daudzi sakausējumi. Atkarībā no metālu iegūšanas metodēm izšķir pirohidro- un elektrometalurģiju. GG) Pirometalurģija aptver metodes metālu iegūšanai no rūdām, izmantojot reducēšanas reakcijas, ko veic augstā temperatūrā. Kā reducētājus izmanto ogles, aktīvos metālus, oglekļa monoksīdu (II), ūdeņradi un metānu. Cu20 + C - 2Cu + CO, t° Cu20 + CO - 2Cu + C02, t° Cr203 + 2A1 - 2Cg + A1203, (aluminotermija) t° TiCl2 + 2Mg - Ti + 2MgCl2, (magnija termiskā) t° W2 =3 + 3 W0 W+3H20. (hidrogenotermija) |C Hidrometalurģija ir metālu ražošana no to sāļu šķīdumiem. Piemēram, ja vara rūdu, kas satur vara oksīdu (I), apstrādā ar atšķaidītu sērskābi, varš nonāk šķīdumā sulfāta veidā: CuO + H2S04 = CuS04 + H20. Pēc tam varu no šķīduma atdala vai nu ar elektrolīzi, vai ar pārvietošanu, izmantojot dzelzs pulveri: CuS04 + Fe = FeS04 + Cu. [h] Elektrometalurģija ir metode metālu iegūšanai no to izkausētiem oksīdiem vai sāļiem, izmantojot elektrolīzi: elektrolīze 2NaCl - 2Na + Cl2. Patstāvīga risinājuma jautājumi un uzdevumi 1. Norādiet metālu stāvokli iekšā periodiskā tabula D. I. Mendeļejevs. 2. Parādīt metālu fizikālās un ķīmiskās īpašības. 3. Izskaidrojiet metālu kopīgo īpašību cēloni. 4. Parādiet periodiskās tabulas I un II grupas galveno apakšgrupu metālu ķīmiskās aktivitātes izmaiņas. 5. Kā mainās II un III perioda elementu metāliskās īpašības? Nosauciet ugunsizturīgākos un kausējamākos metālus. 7. Norādiet, kuri metāli dabā ir sastopami dabiskā stāvoklī un kuri ir sastopami tikai savienojumu veidā. Kā to var izskaidrot? 8. Kāda ir sakausējumu būtība? Kā sakausējuma sastāvs ietekmē tā īpašības. Parādiet ar konkrētiem piemēriem. Norādiet svarīgākajiem veidiem metālu iegūšana no rūdām. 10l Nosauc pirometalurģijas veidus. Kādi reducējošie līdzekļi tiek izmantoti katrā konkrētā veidā ? Kāpēc? 11. Nosauciet metālus, kurus iegūst, izmantojot hidrometalurģiju. Kāda ir būtība un kādas ir priekšrocībasšī metode citu priekšā? 12. Sniedziet piemērus metālu ražošanai, izmantojot elektrometalurģiju. Kādā gadījumā šī metode tiek izmantota? 13. Kas ir modernas metodes metālu iegūšana augsta pakāpe tīrība? 14. Kas ir “elektroda potenciāls”? Kuram metālam ūdens šķīdumā ir lielākais un kuram vismazākais elektrodu potenciāls? 15. Aprakstiet vairākus standarta elektrodu potenciālus? 16. Vai ir iespējams izspiest metālisku dzelzi no tā sulfāta ūdens šķīduma, izmantojot metālisku cinku, niķeli un nātriju? Kāpēc? 17. Kāds ir galvanisko elementu darbības princips? Kādus metālus tajos var izmantot? 18. Kādi procesi tiek uzskatīti par koroziju? Kādus korozijas veidus jūs zināt? 19. Ko sauc elektroķīmiskā korozija ? Kādas aizsardzības metodes pret to jūs zināt? 20. Kā tā saskare ar citiem metāliem ietekmē dzelzs koroziju? Kurš metāls vispirms tiks iznīcināts uz bojātas alvas, cinkotas un niķelētas dzelzs virsmas? 21. Kādu procesu sauc par elektrolīzi? Uzrakstiet reakcijas, kas atspoguļo procesus, kas notiek uz katoda un anoda izkausēta nātrija hlorīda, nātrija hlorīda ūdens šķīdumu, vara sulfāta, nātrija sulfāta, sērskābes elektrolīzes laikā. 22. Kāda loma elektroda materiālam ir elektrolīzes procesos? Sniedziet piemērus elektrolīzes procesiem, kas notiek ar šķīstošiem un nešķīstošiem elektrodiem. 23. Sakausējums, ko izmanto vara monētu pagatavošanai, satur 95% vara. Nosakiet otro sakausējumā iekļauto metālu, ja, apstrādājot vienas kapeikas monētu, ir pārpalikums Tika atbrīvoti 62,2 ml ūdeņraža (n.u.).
alumīnija. 24. Metāla karbīda paraugs, kas sver 6 g, tika sadedzināts skābeklī. Šajā gadījumā izveidojās 2,24 litri oglekļa monoksīda (IV) (nr.). Nosakiet, kāds metāls tika iekļauts karbīdā. 25. Parādiet, kādi produkti izdalīsies niķeļa sulfāta ūdens šķīduma elektrolīzes laikā, ja process turpinās: a) ar akmeņoglēm; b) ar niķeļa elektrodiem? 26. Vara sulfāta ūdens šķīduma elektrolīzes laikā pie anoda izdalījās 2,8 litri gāzes (n.e.). Kas šī ir par gāzi? Kas un kādā daudzumā tika izlaists pie katoda? 27. Sastādiet uz elektrodiem plūstoša kālija nitrāta ūdens šķīduma elektrolīzes diagrammu. Kāds ir elektrības daudzums, ja pie anoda izdalās 280 ml gāzes (n.e.)? Kas un kādā daudzumā tika izlaists pie katoda?
1. Metāli reaģē ar nemetāliem. 2 Es + n
Hal 2 → 2 MeHal n
4Li + O2 = 2Li2O
Sārmu metāli, izņemot litiju, veido peroksīdus:
2Na + O 2 = Na 2 O 2
2. Metāli pirms ūdeņraža reaģē ar skābēm (izņemot slāpekļskābi un sērskābi), izdalot ūdeņradi
Me + HCl → sāls + H2
2 Al + 6 HCl → 2 AlCl3 + 3 H2
Pb + 2 HCl → PbCl2↓ + H2
3. Aktīvie metāli reaģē ar ūdeni, veidojot sārmu un izdalot ūdeņradi. 2Me+ 2n 2 Es + H2O → 2Me(OH)n+
H 2
Metāla oksidēšanās produkts ir tā hidroksīds – Me(OH) n (kur n ir metāla oksidācijas pakāpe).
Piemēram:
Ca + 2H 2 O → Ca(OH) 2 + H2
4. Vidējas aktivitātes metāli, karsējot, reaģē ar ūdeni, veidojot metāla oksīdu un ūdeņradi.
2Me + nH 2 O → Me 2 O n + nH 2
Oksidācijas produkts šādās reakcijās ir metāla oksīds Me 2 O n (kur n ir metāla oksidācijas pakāpe).
3Fe + 4H2O → Fe2O3FeO + 4H2
5. Metāli pēc ūdeņraža nereaģē ar ūdeni un skābes šķīdumiem (izņemot slāpekļa un sēra koncentrāciju)
6. Aktīvāki metāli izspiež mazāk aktīvos no savu sāļu šķīdumiem.
CuSO 4 + Zn = Zn SO 4 + Cu
CuSO 4 + Fe = Fe SO 4 + Cu
Aktīvie metāli - cinks un dzelzs - aizstāja varu sulfātā un veidoja sāļus. Cinks un dzelzs tika oksidēti, un varš tika reducēts.
7. Halogēni reaģē ar ūdeni un sārmu šķīdumu.
Fluors, atšķirībā no citiem halogēniem, oksidē ūdeni: 2 2H 2 O+2F 2 .
= 4HF + O
aukstumā: veidojas Cl2+2KOH=KClO+KCl+H2OCl2+2KOH=KClO+KCl+H2O hlorīds un hipohlorīts
karsējot: veidojas 3Cl2+6KOH−→KClO3+5KCl+3H2O3Cl2+6KOH→t,∘CKClO3+5KCl+3H2O lorīdi un hlorāts
8 Aktīvie halogēni (izņemot fluoru) izspiež mazāk aktīvos halogēnus no to sāļu šķīdumiem.
9. Halogēni nereaģē ar skābekli.
3Zn+4H2SO4= 3 ZnSO4+S+4H2O
11. Magnijs reaģē ar oglekļa dioksīds un silīcija oksīds.
2Mg + CO2 = C + 2MgO
SiO2+2Mg=Si+2MgO
12. Sārmu metāli (izņemot litiju) ar skābekli veido peroksīdus.
Sārmu metāli, izņemot litiju, veido peroksīdus:
3. Neorganisko savienojumu klasifikācija
Vienkāršas vielas – vielas, kuru molekulas sastāv no viena veida atomiem (viena elementa atomi). Ķīmiskās reakcijās tie nevar sadalīties, veidojot citas vielas.
Sarežģītas vielas (vai ķīmiskie savienojumi) – vielas, kuru molekulas sastāv no dažāda veida atomiem (dažādu ķīmisko elementu atomi). Ķīmiskās reakcijās tie sadalās, veidojot vairākas citas vielas.
Vienkāršas vielas iedala divās lielās grupās: metāli un nemetāli.
Metāli – elementu grupa ar raksturīgām metāliskām īpašībām: cietām vielām (izņemot dzīvsudrabu) ir metālisks spīdums, tās ir labi siltuma un elektrības vadītāji, kaļamas (dzelzs (Fe), varš (Cu), alumīnijs (Al), dzīvsudrabs ( Hg), zelts (Au), sudrabs (Ag) utt.).
Nemetāli – elementu grupa: cietas, šķidras (broms) un gāzveida vielas, kurām nav metāliska spīduma, ir izolatori un ir trauslas.
A sarežģītas vielas savukārt iedala četrās grupās jeb klasēs: oksīdi, bāzes, skābes un sāļi.
Oksīdi - tās ir sarežģītas vielas, kuru molekulās ir skābekļa atomi un dažas citas vielas.
Pamatojums - tās ir sarežģītas vielas, kurās metālu atomi ir saistīti ar vienu vai vairākām hidroksilgrupām.
No elektrolītiskās disociācijas teorijas viedokļa bāzes ir sarežģītas vielas, kuru disociācijas rezultātā ūdens šķīdumā rodas metālu katjoni (jeb NH4+) un hidroksīda anjoni OH-.
Skābes - tās ir sarežģītas vielas, kuru molekulās ir ūdeņraža atomi, kurus var aizstāt vai apmainīt pret metāla atomiem.
Sāļi - tās ir sarežģītas vielas, kuru molekulas sastāv no metālu atomiem un skābju atlikumiem. Sāls ir skābes ūdeņraža atomu daļējas vai pilnīgas aizstāšanas produkts ar metālu.
Skābekļa atomi var veidot divu veidu molekulas: O 2 - skābeklis un O 3 - ozons.
Vairāku vienkāršu vielu pastāvēšanas fenomenu, ko veido viena ķīmiskā elementa atomi, sauc par alotropiju. A vienkāršas vielas, ko veido viens elements, sauc par alotropiskām modifikācijām.
Līdz ar to ozons un skābeklis ir elementa skābekļa alotropās modifikācijas.
|
Īpašības |
Skābeklis |
Ozons |
|
Saliktā formula |
O2 |
O 3 |
|
Izskats normālos apstākļos |
Gāze |
Gāze |
|
Krāsa |
Skābeklis tvaikos ir bezkrāsains. Šķidrums ir gaiši zils un ciets ir zils |
Ozona tvaiki ir viegli zils. |
|
Šķidrums ir zils, un cietā viela ir tumši purpursarkani kristāli. |
Smaržo un garšo |
Bez smaržas un garšas |
|
Asa raksturīga smarža (mazās koncentrācijās piešķir gaisam svaigu smaržu) |
Kušanas temperatūra |
219 °C |
|
192 °C |
Vārīšanās temperatūra |
183 °C |
|
112 °C |
Blīvums pie n. u. |
1,43 g/l |
|
2,14 g/l |
Šķīdība |
4 tilpumi skābekļa 100 tilpumos ūdens |
|
45 tilpumi ozona 100 tilpumos ūdens |
Magnētiskās īpašības |
Šķidrais un cietais skābeklis ir paramagnētiskas vielas, t.i. tiek ievilkti magnētiskajā laukā Tam ir diamagnētiskas īpašības, tas ir, tas nesadarbojas ar |
|
magnētiskais lauks |
Bioloģiskā loma |
Nepieciešams augu un dzīvnieku elpošanai (sajaukumā ar slāpekli vai inertu gāzi). Tīra skābekļa ieelpošana izraisa smagu saindēšanos Atmosfērā tas veido tā saukto ozona slāni, kas aizsargā biosfēru no kaitīgo ietekmi |
ultravioletais starojums. Indīgs
Skābekļa un ozona ķīmiskās īpašības
Skābekļa mijiedarbība ar metāliem
Molekulārais skābeklis ir diezgan spēcīgs oksidētājs. Tas oksidē gandrīz visus metālus (izņemot zeltu un platīnu). Daudzi metāli gaisā oksidējas lēni, bet tīra skābekļa atmosfērā tie sadeg ļoti ātri, veidojot oksīdu:
Tomēr, kad daži metāli sadedzina, tie veido nevis oksīdus, bet peroksīdus (šādos savienojumos skābekļa oksidācijas pakāpe ir -1) vai superoksīdus (skābekļa atoma oksidācijas pakāpe ir daļēja). Šādu metālu piemēri ir bārijs, nātrijs un kālijs:
Skābekļa mijiedarbība ar nemetāliem
Savienojumos, kas veidojas ar visiem nemetāliem, izņemot fluoru, hēliju, neonu un argonu, skābekļa oksidācijas pakāpe ir -2. Sildot, skābekļa molekulas tieši mijiedarbojas ar visiem nemetāliem, izņemot halogēnus un inertās gāzes. Skābekļa atmosfērā fosfors un daži citi nemetāli spontāni aizdegas:Kad skābeklis mijiedarbojas ar fluoru, veidojas skābekļa fluorīds, nevis fluora oksīds, jo fluora atomam ir lielāka elektronegativitāte nekā skābekļa atomam. Skābekļa fluorīds ir gaiši dzeltena gāze. To izmanto kā ļoti spēcīgu
oksidētājs un fluorvalentais līdzeklis. Šajā savienojumā skābekļa oksidācijas pakāpe ir +2.
Fluora pārpalikumā var veidoties dioksīda difluorīds, kurā skābekļa oksidācijas pakāpe ir +1. Šādas molekulas struktūra ir līdzīga ūdeņraža peroksīda molekulai. ozona slānis
Skābekli elpošanai izmanto visas aerobās dzīvās būtnes. Fotosintēzes laikā augi atbrīvo skābekli un absorbē oglekļa dioksīdu.
Molekulāro skābekli izmanto tā sauktajai intensifikācijai, tas ir, oksidatīvo procesu paātrināšanai metalurģijas rūpniecībā. Skābekli izmanto arī augstas temperatūras liesmas radīšanai. Kad acetilēns (C 2 H 2) sadedzina skābeklī, liesmas temperatūra sasniedz 3500 ° C. Medicīnā skābekli izmanto, lai atvieglotu pacientu elpošanu. To izmanto arī elpošanas aparātos cilvēkiem, kuri strādā grūti elpotos apstākļos. Šķidrais skābeklis tiek izmantots kā raķešu degvielas oksidētājs.
Ozons tiek izmantots laboratorijas praksē kā ļoti spēcīgs oksidētājs. Rūpniecībā to izmanto ūdens dezinfekcijai, jo tam ir spēcīga oksidējoša iedarbība, kas iznīcina dažādus mikroorganismus.
Sārmu metālu peroksīdus, superoksīdus un ozonīdus izmanto skābekļa reģenerācijai kosmosa kuģos un zemūdenēs. Šī pielietojuma pamatā ir šo vielu reakcija ar oglekļa dioksīdu CO 2:
Dabā ozons ir atrodams augstos atmosfēras slāņos aptuveni 20-25 km augstumā, tā sauktajā ozona slānī, kas pasargā Zemi no skarbā saules starojuma. Ozona koncentrācijas samazināšanās stratosfērā vismaz par 1 var izraisīt smagas sekas, šāds skaita pieaugums onkoloģiskās slimībasāda cilvēkiem un dzīvniekiem, slimību skaita palielināšanās, kas saistītas ar cilvēka imūnsistēmas nomākšanu, sauszemes augu augšanas palēnināšanās, fitoplanktona augšanas ātruma samazināšanās utt.
Bez ozona slānis, dzīvība uz planētas nebūtu iespējama. Tikmēr dažādu rūpniecisko emisiju radītais atmosfēras piesārņojums izraisa ozona slāņa iznīcināšanu. Visvairāk bīstamām vielām ozonam ir freoni (tos izmanto kā aukstumnesējus saldēšanas iekārtās, kā arī pildvielas dezodorantu kārbām) un atkritumu raķešu degvielu.
Pasaules sabiedrība ir ļoti nobažījusies par cauruma veidošanos ozona slānī pie mūsu planētas poliem, un tāpēc 1987. gadā tika pieņemts Monreālas Protokols par vielām, kas noārda ozona slāni, kas ierobežoja kaitīgu vielu izmantošanu. ozona slānis.
Vielu fizikālās īpašības, ko veido elements Sērs
Sēra atomi, kā arī skābeklis var veidot dažādas allotropas modifikācijas ( S∞; S 12; S 8; S 6; S 2 un citi). Istabas temperatūrā sērs ir formāα -sērs (vai rombiskais sērs), kas ir dzelteni, trausli kristāli, bez smaržas, nešķīst ūdenī. Temperatūrā virs +96 °C notiek lēna pārejaα-sērs uz β -sērs (vai monoklīniskais sērs), kas ir gandrīz baltas plāksnes. Ja izkausētu sēru ielej ūdenī, šķidrais sērs pārdzesē un veidojas dzeltenbrūns gumijai līdzīgs plastmasas sērs, kas vēlāk pārvēršas par a-sēru. Sērs vārās +445 ° C temperatūrā, veidojot tumši brūnus tvaikus.
Visas sēra modifikācijas nešķīst ūdenī, bet diezgan labi šķīst oglekļa disulfīdā(CS 2) un daži citi nepolāri šķīdinātāji.
Sēra pielietošana
Sēra rūpniecības galvenais produkts ir sulfātskābe. Tās ražošana veido aptuveni 60% no iegūtā sēra. Gumijas rūpniecībā sēru izmanto, lai gumiju pārvērstu augstas kvalitātes gumijā, tas ir, gumijas vulkanizēšanai. Sērs ir vissvarīgākā visu pirotehnisko maisījumu sastāvdaļa. Piemēram, sērkociņu galviņas satur apmēram 5%, bet uz kastītes esošais smērviela satur apmēram 20% sēra pēc svara. IN lauksaimniecība sēru izmanto kaitēkļu apkarošanai vīna dārzos. Medicīnā sēru izmanto ražošanā dažādas ziedesādas slimību ārstēšanai.
METĀLU ĶĪMISKĀS ĪPAŠĪBAS
Pēc ķīmiskajām īpašībām metālus iedala:1 )Aktīvs (sārmu un sārmzemju metāli, Mg, Al, Zn utt.)
2) Metālividējā aktivitāte (Fe, Cr, Mn utt.) ;
3 )Zema aktīvs (Cu, Ag)
4) Cēlmetāli – Au, Pt, Pd utt.
Reakcijās ir tikai reducējošie līdzekļi. Metāla atomi viegli atsakās no elektroniem no ārējā (un daļu no ārējā) elektronu slāņa, pārvēršoties pozitīvos jonos. Iespējamie Me oksidācijas stāvokļi Zemākais 0,+1,+2,+3 Augstākais +4,+5,+6,+7,+8
1. MIJIEDARBĪBA AR NEMETĀLIEM
1. AR ŪDEŅRAŽU
Karsējot reaģē IA un IIA grupas metāli, izņemot beriliju. Veidojas cietas nestabilas vielas hidrīdi, citi metāli nereaģē.
2K + H₂ = 2KH (kālija hidrīds)
Ca + H₂ = CaH₂
2. AR SKĀBEKLI
Reaģē visi metāli, izņemot zeltu un platīnu. Reakcija ar sudrabu notiek augstā temperatūrā, bet sudraba (II) oksīds praktiski neveidojas, jo tas ir termiski nestabils. Sārmu metāli plkst normāli apstākļi veido oksīdus, peroksīdus, superoksīdus (litija oksīds, nātrija peroksīds, kālijs, cēzijs, rubīdijs - superoksīds
4Li + O2 = 2Li2O (oksīds)
2Na + O2 = Na2O2 (peroksīds)
K+O2=KO2 (superoksīds)
Pārējie galveno apakšgrupu metāli normālos apstākļos veido oksīdus ar oksidācijas pakāpi, kas vienāda ar grupas numuru 2Ca+O2=2CaO
2Ca+O2=2CaO
Sekundāro apakšgrupu metāli normālos apstākļos veido oksīdus un, karsējot, oksīdus dažādas pakāpes oksidēšanās un dzelzs dzelzs nogulsnes Fe3O4 (Fe⁺²O∙Fe2⁺³O3)
3Fe + 2O2 = Fe3O4
4Cu + O2 = 2Cu₂⁺¹O (sarkans) 2Cu + O2 = 2Cu⁺²O (melns);
2Zn + O₂ = ZnO 4Cr + 3O2 = 2Cr2O3
3. AR HALOGĒNU
halogenīdi (fluorīdi, hlorīdi, bromīdi, jodīdi). Sārmainas vielas normālos apstākļos aizdegas ar F, Cl, Br:
2Na + Cl2 = 2NaCl (hlorīds)
Sārmzeme un alumīnijs reaģē normālos apstākļos:
ARa+Cl2=ARaCl2
2Al+3Cl2 = 2AlCl3
Sānu apakšgrupu metāli ar paaugstinātas temperatūras
Cu + Cl2 = Cu⁺²Cl2 Zn + Cl2 = ZnCl₂
2Fe + 3С12 = 2Fe⁺³Cl3 dzelzs hlorīds (+3) 2Cr + 3Br2 = 2Cr⁺³Br3
2Cu + I₂ = 2Cu⁺¹I(nav vara jodīda (+2)!)
4. MIJIEDARBĪBA AR SĒRU
karsējot pat ar sārmu metāliem, ar dzīvsudrabu normālos apstākļos. Reaģē visi metāli, izņemot zeltu un platīnu
Arpelēks – sulfīdi: 2K + S = K2S 2Li+S = Li2S (sulfīds)
ARa+S=ARaS(sulfīds) 2Al+3S = Al2S3 Cu + S = Cu⁺²S (melns)
Zn + S = ZnS 2Cr + 3S = Cr2⁺³S3 Fe + S = Fe⁺²S
5. MIJIEDARBĪBA AR FOSFORU UN SLĀPEKLI
rodas karsējot (izņēmums: litijs ar slāpekli normālos apstākļos):
ar fosforu – fosfīdiem: 3Ca + 2 P=Ca3P2,
Ar slāpekli - nitrīdi 6Li + N2 = 3Li2N (litija nitrīds) (n.s.) 3Mg + N2 = Mg3N2 (magnija nitrīds) 2Al + N2 = 2A1N 2Cr + N2 = 2CrN 3Fe + N2 = FeN₳
6. MIJIEDARBĪBA AR OGLEKLI UN SILICIJU
rodas sildot:
Karbīdi veidojas ar oglekli Tikai visaktīvākie metāli reaģē ar oglekli. No sārmu metāliem karbīdi veido litiju un nātriju, kas nesadarbojas ar oglekli:
2Li + 2C = Li2C2, Ca + 2C = CaC2
Metāli - d-elementi ar oglekli veido nestehiometriska sastāva savienojumus, piemēram, cietus šķīdumus: WC, ZnC, TiC - izmanto supercieto tēraudu ražošanai.
ar silīciju – silicīdi: 4Cs + Si = Cs4Si,
7. METĀLU MIJIEDARBĪBA AR ŪDENI:
Metāli, kas nonāk pirms ūdeņraža elektroķīmiskā sprieguma sērijā reaģē ar ūdeni: Sārmains un sārmzemju metāli reaģē ar ūdeni bez karsēšanas, veidojot šķīstošos hidroksīdus (sārmus) un ūdeņradi, alumīniju (pēc oksīda plēves iznīcināšanas - amalgiācijas), magniju karsējot, veido nešķīstošas bāzes un ūdeņradi.
2Na + 2HOH = 2NaOH + H2
ARa + 2HOH = Ca(OH)2 + H2
2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2
Citi metāli reaģē ar ūdeni tikai karstā stāvoklī, veidojot oksīdus (dzelzs-dzelzs nogulsnes)
Zn + H2O = ZnO + H2 3Fe + 4HOH = Fe3O4 + 4H2 2Cr + 3H2O = Cr2O₃ + 3H2
8 AR SKĀBEKLI UN ŪDENI
Gaisā dzelzs un hroms viegli oksidējas mitruma klātbūtnē (rūsēšana)
4Fe + 3O2 + 6H2O = 4Fe(OH)3
4Cr + 3O2 + 6H2O = 4Cr(OH)3
9. METĀLU MIJIEDARBĪBA AR OKSĪDIEM
Metāli (Al, Mg, Ca) tiek reducēti plkst augsta temperatūra nemetāli vai mazāk aktīvi metāli no to oksīdiem → nemetāli vai zemas aktivitātes metāli un oksīdi (kalcija termiskā, magnija termiskā, aluminotermija)
2Al + Cr2O3 = 2Cr + Al2O3 ZCa + Cr₂O₃ = ZCaO + 2Cr (800 °C) 8Al+3Fe3O4 = 4Al2O3+9Fe (termīts) 2Mg + CO2 = 2MgO + C MgO + N2O = Zn + Cu + 2NO = 2CuO + N2 3Zn + SO2 = ZnS + 2ZnO
10. AR OKSĪDIEM
Metāli dzelzs un hroms reaģē ar oksīdiem, samazinot oksidācijas pakāpi
Cr + Cr2⁺³O3 = 3Cr⁺²O Fe+ Fe2⁺³O3 = 3Fe⁺²O
11. METĀLU MIJIEDARBĪBA AR Sārmiem
Reaģē tikai tie metāli, kuru oksīdi un hidroksīdi reaģē ar sārmiem amfoteriskas īpašības((Zn, Al, Cr(III), Fe(III) utt. KUSĒJUMS → metāla sāls + ūdeņradis.
2NaOH + Zn → Na2ZnO2 + H2 (nātrija cinkāts)
2Al + 2(NaOH H2O) = 2NaAlO2 + 3H2
RISINĀJUMS → kompleksais metāla sāls + ūdeņradis.
2NaOH + Zn0 + 2H2O = Na2 + H2 (nātrija tetrahidroksicinkāts) 2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na + 3H2
12. MIJIEDARBĪBA AR SKĀBĒM (IZŅEMOT HNO3 un H2SO4 (konc.)
Metāli, kas atrodas pa kreisi no ūdeņraža metālu elektroķīmiskā sprieguma virknē, izspiež to no atšķaidītām skābēm → sāls un ūdeņradis
Atcerieties! Slāpekļskābe, mijiedarbojoties ar metāliem, nekad neizdala ūdeņradi.
Mg + 2HC1 = MgCl2 + H2
Al + 2HC1 = Al⁺³Сl3 + H2
13. REAKCIJAS AR SĀLI
Aktīvie metāli izspiež mazāk aktīvos metālus no sāļiem. Atgūšana no risinājumiem:
CuSO4 + Zn = ZnSO4 + Cu
FeSO4 + Cu =REAKCIJASNĒ
Mg + CuCl2(pp) = MgCl2 +ARu
Metālu atgūšana no izkausētiem sāļiem
3Na+ AlCl₃ = 3NaCl + Al
TiCl2 + 2Mg = MgCl2 + Ti
B grupas metāli reaģē ar sāļiem, pazeminot oksidācijas pakāpi
2Fe⁺³Cl3 + Fe = 3Fe⁺²Cl2
Ķīmiskās īpašības metāli: mijiedarbība ar skābekli, halogēniem, sēru un saistība ar ūdeni, skābēm, sāļiem.
Metālu ķīmiskās īpašības nosaka to atomu spēja viegli atdot elektronus no ārpuses enerģijas līmenis, pārvēršoties pozitīvi lādētos jonos. Tādējādi ķīmiskajās reakcijās metāli izrādās enerģiski reducējoši aģenti. Šī ir viņu galvenā kopējā ķīmiskā īpašība.
Spēja ziedot elektronus no atsevišķiem atomiem metāla elementi dažādi. Jo vieglāk metāls atdod savus elektronus, jo aktīvāks tas ir un jo enerģiskāk reaģē ar citām vielām. Pamatojoties uz pētījumiem, visi metāli tika sakārtoti to aktivitātes samazināšanās secībā. Šo sēriju pirmo reizi ierosināja izcilais zinātnieks N. N. Beketovs. Šo metālu aktivitāšu sēriju sauc arī par metālu nobīdes sēriju vai metāla spriegumu elektroķīmisko sēriju. Tas izskatās šādi:
Li, K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, H2, Cu, Hg, Ag, Pt, Au
Ar šīs sērijas palīdzību jūs varat atklāt, kurš metāls ir aktīvs citā. Šī sērija satur ūdeņradi, kas nav metāls. Tās redzamās īpašības salīdzināšanai tiek ņemtas par sava veida nulli.
Ņemot vērā reducētāju īpašības, metāli reaģē ar dažādiem oksidētājiem, galvenokārt ar nemetāliem. Metāli reaģē ar skābekli normālos apstākļos vai karsējot, veidojot oksīdus, piemēram:
2Mg0 + O02 = 2Mg+2O-2
Šajā reakcijā magnija atomi tiek oksidēti un skābekļa atomi tiek reducēti. Sērijas beigās esošie cēlmetāli reaģē ar skābekli. Aktīvi notiek reakcijas ar halogēniem, piemēram, vara sadegšana hlorā:
Cu0 + Cl02 = Cu+2Cl-2
Reakcijas ar sēru visbiežāk notiek karsējot, piemēram:
Fe0 + S0 = Fe+2S-2
Aktīvie metāli, kas ir Mg metālu aktivitāšu sērijā, reaģē ar ūdeni, veidojot sārmus un ūdeņradi:
2Na0 + 2H+2O → 2Na+OH + H02
Vidējas aktivitātes metāli no Al līdz H2 reaģē ar ūdeni smagākos apstākļos un veido oksīdus un ūdeņradi:
Pb0 + H+2O Metālu ķīmiskās īpašības: mijiedarbība ar skābekli Pb+2O + H02.
Metāla spēja reaģēt ar skābēm un sāļiem šķīdumā ir atkarīga arī no tā atrašanās vietas metālu pārvietošanās rindā. Metāli, kas atrodas izstumjošajā metālu rindā pa kreisi no ūdeņraža, parasti izspiež (reducē) ūdeņradi no atšķaidītām skābēm, savukārt metāli, kas atrodas pa labi no ūdeņraža, to neizspiež. Tādējādi cinks un magnijs reaģē ar skābju šķīdumiem, izdalot ūdeņradi un veidojot sāļus, bet varš nereaģē.
Mg0 + 2H+Cl → Mg+2Cl2 + H02
Zn0 + H+2SO4 → Zn+2SO4 + H02.
Metālu atomi šajās reakcijās ir reducētāji, un ūdeņraža joni ir oksidētāji.
Metāli reaģē ar sāļiem ūdens šķīdumi. Aktīvie metāli izspiež mazāk aktīvos metālus no sāļu sastāva. To var noteikt pēc metālu aktivitāšu sērijas. Reakcijas produkti ir jauns sāls un jauns metāls. Tātad, ja dzelzs plāksne tiek iegremdēta vara (II) sulfāta šķīdumā, pēc kāda laika uz tās izdalīsies varš sarkana pārklājuma veidā:
Fe0 + Cu+2SO4 → Fe+2SO4 + Cu0.
Bet, ja sudraba plāksne ir iegremdēta vara (II) sulfāta šķīdumā, reakcija nenotiks:
Ag + CuSO4 ≠ .
Lai veiktu šādas reakcijas, jūs nevarat izmantot metālus, kas ir pārāk aktīvi (no litija līdz nātrijam), kas var reaģēt ar ūdeni.
Tāpēc metāli spēj reaģēt ar nemetāliem, ūdeni, skābēm un sāļiem. Visos šajos gadījumos metāli tiek oksidēti un ir reducētāji. Lai prognozētu strāvu ķīmiskās reakcijas ar metālu piedalīšanos jāizmanto metālu nobīdes sērija.