I n v e s t i c e d o r o z v o j e v z d ě l á v á n í Inovace profesní přípravy budoucích učitelů chemie CZ.1.07/2.2.00/15.0324 I n v e s t i c e d o r o z v o j e v z d ě l á v á n í Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.

I n v e s t i c e d o r o z v o j e v z d ě l á v á n í Výroba kovů, slitiny I n v e s t i c e d o r o z v o j e v z d ě l á v á n í Mgr. Jana Prášilová, Prof. RNDr. Jiří Kameníček, CSc. Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.

Obsah prezentace: Kovy Kovy v periodické tabulce prvků Fyzikální vlastnosti kovů Chemické vlastnosti kovů Výskyt kovů v přírodě Výroba kovů 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 Kovy v periodické tabulce prvků (hranici mezi kovy a nekovy nelze přesně definovat)

Fyzikální vlastnosti kovů tažnost, kujnost, ohebnost tepelná a elektrická vodivost kovový lesk Platina Kovový drát 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

Chemické vlastnosti kovů kovy neušlechtilé X ušlechtilé reakce s kyselinami koroze Při reakci neušlechtilých kovů s kyselinami dochází k uvolňování vodíku. Zn + 2 HCl → H2 + ZnCl2 Koroze železných předmětů 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 Barva plamene Barva plamene Li+ růžová Ca2+ cihlově červená Na+ žlutá Sr2+ červená K+ fialová Ba2+ žlutozelená Rb+ Cu2+ modrozelená Cs+ šedomodrá

Výskyt kovů v přírodě Hliník Cín Olovo Zinek Rtuť kasiterit SnO2 bauxit Al2O3 . xH2O kryolit Na3AlF6 barevné odrůdy korundu Al2O3 Cín Olovo Zinek Rtuť kasiterit SnO2 galenit PbS sfalerit ZnS cinabarit HgS

Výskyt kovů v přírodě Železo Měď hematit Fe2O3 limonit 2Fe2O3 . xH2O magnetit Fe3O4 pyrit FeS2 Měď malachit CuCO3 . Cu(OH)2 chalkopyrit CuFeS2 azurit 2CuCO3 . Cu(OH)2

Kov vystupuje v rudě v kladném oxidačním čísle, lze jej vyredukovat. 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 Fyz. chem separační postupy tavení rozklad pomocí kyseliny či báze filtrace destilace aj. Zisk surového kovu redukce chemickým činidlem elektrored. tepelný rozklad speciální metody Čištění surového kovu elektrolýza zonální tavba aj.

Výroba kovů Zisk surového kovu: Redukce chemickým činidlem redukce uhlíkem redukce oxidem uhelnatým redukce vodíkem redukce kovem Fe3O4 + 4 C → 4 CO + 3 Fe PbO + CO → Pb + CO2 2 AgCl + H2 → 2 Ag + 2 HCl 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 D. Speciální metody Mondova metoda pro výrobu niklu, van Arkel-de Boerova metoda pro výrobu titanu 2 HgO → 2 Hg + O2

Slitiny Slitina = ztuhlá směs roztavených kovů. Složení slitiny nelze vyjádřit chemickým vzorcem. Hlavní typy slitin: Lehké slitiny Nízkotající slitiny Slitiny barevných kovů Amalgámy 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 píst součástky motoru sportovní potřeby pyrotechnika

Slitiny 2. Nízkotající slitiny – mají nízkou teplotu tání pájky liteřina Roseův kov Woodův kov Sn, Pb Pb, Sb, Sn Bi, Pb, Sn Bi, Pb, Sn, Cd slévárenské modely Woodův kov teplota tání cca 63°C litera pájení

Slitiny 3. Slitiny barevných kovů – slitiny neželezných kovů bronzy mosazi Monelův kov alpaka Cu, Sn + …. Cu, Zn + …. Ni, Cu Cu, Ni, Zn socha žesťové nástroje příbor chemické nádobí zvon armatury mince

Slitiny 4. Amalgámy – slitiny rtuti zlatý stříbrný alkalických kovů Hg, Au Hg, Ag Hg, alkalický kov zlatý amalgám amalgámová výplň amalgámový způsob výroby NaOH

Slitiny 5. Legované oceli – ocel obsahující více než 5 % dalších kovových prvků nerezová vanadová pružinová ohnivzdorná Fe, Cr, Ni Fe, V Fe, Cr Fe, Mo, W nerezové nádobí karosérie automobilů pružina trezor chirurgické nástroje

I n v e s t i c e d o r o z v o j e v z d ě l á v á n í Konec Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.