Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | ||
|
ЛЕГКІ КОНСТРУКЦІЙНІ МАТЕРІАЛИ ТА ЇХ ВЛАСТИВОСТІ
Мета роборти: ознайомитися із методами добування, властивостями металів та іх сполук магнію, алюмінію, титану.
9.1 Загальні відомості
9.1.1 Деякі властивості металів
Вале-нтні елек-трони | Е˚, В | Гус-тина, г/см³ | Tпл., ˚С | Вміст в земній корі, % | Харак-терні ступені окисне-ння | Природні сполуки | |
Магній | 2S² | -2,36 | 1,74 | 1,87 | 0, +2 | MgCl2, KCl, CaCO3, MgCO3 | |
Алюмі-ній | 3S²3р | -1,62 | 2,7 | 7,57 | 0, +3 | Al2O3, Na3AlF3 | |
Титан | 4S²3d² | -1,28 | 4,49 | 167065·10ˉ2 | 0, +2, +3, +4 | TiO2, FeTiO3, CaTiO3 |
Сріблясто-білі, легкі, пластичні метали, стійкі до атмосферної корозії. Магній, алюміній, титан здатні утворювати сплави з цінними властивостями:: легкі, тверді, міцні, пластичні, хімічно стійкі, мало кородують. Сплави застосовують в авіа-, ракето-, судобудуванні, громадському будівництві, військовій справі, транспортному машинобудуванні. Сплави магнію, алюмінію, титану займають перше місце по використанню їх як легких конструкційних матеріалів.
Найважливіші сплави:
Mg-Al-Zn; дюралюміній Al-Cu (4%) → по 0,5% Mg, Mn, Fe, Si (міцність цьому сплаву надають інтерметалічні сполуки, наприклад Al2Cu).
Збільшення кількості магнію до 5-10% підвищує корозійну стійкість сплаву, механічні властивості, жаростійкість.
9.1.2 Здобування
1) Електрометалургійний спосіб – електроліз розплавів солей
катод: Mg²+2eˉ→Mg˚
Al³+3eˉ→Al˚
2) Металотермічний спосіб здобування титану
TiO2+2Cl2+2C→TiCl4+2CO
TiCl4+2Mg→Ti+2MgCl2
9.1.3 Хімічні властивості:
– в ряду Mg-Al-Ті зменьшується хімічна активність металів.
– реагують з неметалами:
2Mg+O2→2MgO; магній оксид
2Al+3Cl2→2AlCl3; алюміній хлорид
2Ti+N2→2TiN; титан(III) нітрид.
– при нагріванні реакційна здатність збільшується.
– з водою при нагріванні:
Mg+2H2O→Mg(OH)2+H2
2Al(Hg)+6H2O→2Al(OH)3+3H2; Al(Нg) - амальгама;
Ti+2H2O→TiO2+2H2
– розчиняються в кислотах
Mg0+2H+→Mg²++H20
10Al+36HNO3=10Al(NO3)3+3N2+18H2O
2Ti+12HF=2H3[TiF6]+3H2
Оксиди та гідроксиди магнію мають основний характер властивостей, алюмінію-амфотерний; сполуки титану ІІІ – мають більше основні властивості; титану ІV – амфотерні
Mg → MgO → Mg(OH)2
основний оксид основа
Al → Al2О3 → Al(OH)3
амфотерний оксид Н[Al(OH)4]
амфотерний гідроксид
ТіО2 → Ті(ОН)4 – амфотерний гідроксид
Ті
Ті(ОН)3 → ТіС13
Сполуки титану(ІІІ) – сильні відновники
Ті³ + -1еˉ→ Ті4+
9.2 Завдання для самостійного розв’язання
9.2.1 Виконати завдання
1. Порівняти будову атомів, металічні властивості, хімічну активність металів магнію, алюмінію, титану
2. Скласти рівняння реакцій в молекулярному, йонному, електронному видах для здійснення перетворень по схемі, назвати речовини
а) Mg→MgCl2→Mg(OH)2→MgBr2→Mg→Mg(NO3)2
б) Al→AlN→Al(OH)3→Al2O3→KAlO2→Al(NO3)3
3. При прожарюванні металічного титану на повітрі утворюється білий порошок титан (ІV) оксиду, який розчиняється в концентрованій сульфатній кислоті і сплавляється з лугами. Скласти рівняння реакцій: а) прожарювання титану на повітрі; б) розчинення титан (ІV) оксиду в сульфатній кислоті; в) сплавлення титан (ІV) оксиду з лугом.
9.2.2 Розв’язати задачі
1. Чи можливо алюмотермічним способом добути залізо з ферум (ІІІ) оксиду при температурі 1500К? Відповідь обгрунтувати розрахунком енергії Гіббса за даної температури.
2. Титан (ІІІ) гідроксид відновлює нітрати до амоніаку. Скласти рівняння реакції в молекулярному та електронному видах взаємодії титан (ІІІ) гідроксиду з натрій нітратом в лужному середовиші. Розрахувати об’єм амоніаку (н.у.), який виділяється, якщо в реакцію вступає 0,1 моль Ті(ОН)3.
(0,28 л)
3. Вивести молекулярну формулу інтерметалічної сполуки магнію з цинком, яка відноситься до бертолідів і містить 42,48% магнію.
9.3 Вказівки до техніки безпеки
Дотримуватися правил роботи з розчинами кислот, лугів, солей, хімічним склом, нагрівальним приладом.
Дата публикования: 2015-09-17; Прочитано: 361 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!