Investice do rozvoje vzdělávání
Inovace profesní přípravy budoucích učitelů chemie CZ.1.07/2.2.00/15.0324
Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
Investice do rozvoje vzdělávání
Výroba kovů, slitiny
Mgr. Jana Prášilová, Prof. RNDr. Jiří Kameníček, CSc.
Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
Obsah prezentace: 1. Kovy
a) Kovy v periodické tabulce prvků b) Fyzikální vlastnosti kovů c) Chemické vlastnosti kovů d) Výskyt kovů v přírodě 2. Výroba kovů 3. Slitiny
Kovy v periodické tabulce prvků • nekovy, polokovy, kovy
• s-prvky (vyjma vodíku)
• p-prvky – hranice mezi nekovy a kovy • d-prvky – kovy • f-prvky - kovy
Fyzikální vlastnosti kovů kovový lesk
tažnost, kujnost, ohebnost
http://investicnikovy.cz/
http://www.modryobchod.cz/cat alog/index.php?cPath=44
Platina
Kovový drát
tepelná a elektrická vodivost
Pásový model pevných látek
Chemické vlastnosti kovů kovy neušlechtilé X ušlechtilé
reakce s kyselinami
koroze
K, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Co, Ni, Sn, Pb, H2 Cu, Ag, Hg, Au neušlechtilé kovy
ušlechtilé kovy
Při reakci neušlechtilých kovů s kyselinami dochází k uvolňování vodíku.
http://mjf.pise.cz/151304-oxidace.html
Koroze železných předmětů
Zn + 2 HCl → H2 + ZnCl2 Ušlechtilé kovy jsou odolné vůči působení běžných kyselin. Výjimečně reagují s oxidujícími kyselinami. Nevytěsňuje se však vodík.
Cu + 2 H2SO4 → CuSO4 + SO2 + 2 H2O
Chemické vlastnosti kovů hoření práškových kovů
barvení plamene kationty kovů
Kationt kovu Li+ Na+ K+ Rb+ Cs+
Barva plamene růžová žlutá fialová fialová šedomodrá
Kationt kovu Ca2+ Sr2+ Ba2+ Cu2+
Barva plamene cihlově červená červená žlutozelená modrozelená
Výskyt kovů v přírodě Rudy hliníku
http://www.zlaty-sperk.cz/magazin/drahekameny/25-safir-drahokam-z-nebe.xhtml
bauxit
Ruda cínu
http://geologie.vsb.cz/loziska/lozisk a/rudy/kasiterit.html
cínovec (kasiterit)
kryolit
Ruda olova
http://geologie.vsb.cz/gp/stud.php
leštěnec olověný (galenit)
barevné odrůdy korundu
Ruda zinku
Ruda rtuti
http://geologie.vsb.cz/loziska/suroviny/ rudy/sfalerit.html
sfalerit
rumělka (cinabarit)
Výskyt kovů v přírodě Rudy železa
http://asvanytan.nyf.hu/node/257
krevel (hematit)
hnědel (limonit)
http://web.natur.cuni.cz/ugmnz/min eral/mineral/magnetit.html
magnetovec (magnetit)
Rudy mědi
http://www.akvamarin.org/obchod /index.php?main_page=index&cP ath=106
chalkopyrit
malachit
azurit
http://mineralminers.com/html/pytmins.stm
kyz železný (pyrit)
Výroba kovů Kov vystupuje v rudě v kladném oxidačním čísle, lze jej vyredukovat. Men+ + n e- → Me0 Výrobní postup: Zkoncentrování rudy
•separace částic magnetem •plavení •sedimentace •flotace
Fyzikální a chemické separační postupy •tavení •rozklad pomocí kyseliny či báze •filtrace •destilace aj.
Zisk surového kovu
•redukce chemickým činidlem •elektroredukce •tepelný rozklad •speciální metody
Čištění surového kovu •elektrolýza •tepelný rozklad •zonální tavba aj.
Výroba kovů Zisk surového kovu: A. Redukce chemickým činidlem • redukce uhlíkem
Fe3O4 + 4 C → 4 CO + 3 Fe •
redukce oxidem uhelnatým PbO + CO → Pb + CO2
•
redukce vodíkem 2 AgCl + H2 → 2 Ag + 2 HCl
•
redukce kovem V2O5 + 5 Ca → 5 CaO + 2 V Cr2O3 + 2 Al → Al2O3 + 2 Cr
Výroba kovů Zisk surového kovu: B. Elektroredukce •
stejnosměrný elektrický proud
•
kov se vylučuje na záporné elektrodě (katodě)
•
elektrolýza tavenin solí X
elektrolýza roztoků solí
C. Tepelný rozklad sloučenin •
především oxidy ušlechtilých kovů 2 HgO → 2 Hg + O2
D. Speciální metody • Mondova metoda pro výrobu niklu, van Arkel-de Boerova metoda pro výrobu titanu
Slitiny Slitina = ztuhlá směs roztavených kovů. Složení slitiny nelze vyjádřit chemickým vzorcem.
Hlavní tipy slitin: 1. Lehké slitiny 2. Nízkotající slitiny
3. Slitiny barevných kovů 4. Amalgámy 5. Legované oceli
Slitiny 1. Lehké slitiny – nízká hustota, vysoká pevnost dural
magnalium
silumin
elektron
Al, Cu, Mg
Al, Mg
Al, Si, Mg
Mg, Al, Zn
konstrukční materiál
konstrukční materiál
součástky motoru píst
sportovní potřeby
pyrotechnika
Slitiny 2. Nízkotající slitiny – mají nízkou teplotu tání pájky
liteřina
Roseův kov
Sn, Pb
Pb, Sb, Sn
Bi, Pb, Sn
litera
pájení
slévárenské modely
Woodův kov Bi, Pb, Sn, Cd
Woodův kov teplota tání cca 63°C
Slitiny 3. Slitiny barevných kovů – slitiny neželezných kovů bronzy Cu, Sn + ….
socha
mosazi Cu, Zn + ….
Monelův kov Ni, Cu
žesťové nástroje
alpaka Cu, Ni, Zn
příbor chemické nádobí
zvon
armatury
mince
Slitiny 4. Amalgámy – slitiny rtuti zlatý Hg, Au
zlatý amalgám
stříbrný Hg, Ag
amalgámová výplň
alkalických kovů Hg, alkalický kov
amalgámový způsob výroby NaOH
Slitiny 5. Legované oceli – ocel obsahující více než 5 % dalších kovových prvků nerezová Fe, Cr, Ni
nerezové nádobí
vanadová Fe, V
karosérie automobilů
pružinová
ohnivzdorná
Fe, Cr
Fe, Mo, W
pružina trezor
chirurgické nástroje
Investice do rozvoje vzdělávání
Konec
Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
