Technicky významné kovy

Prezentace na téma: "Technicky významné kovy"— Transkript prezentace:

1 Technicky významné kovy

2 Kovová vazba Kationty tvoří pravidelnou prostorovou mříž. Elektrony jsou volně pohyblivé a tvoří tzv. elektronový plyn.

3 Vlastnosti kovů kovový lesk málo propustné pro světlo, neprůhledné
dobře tažné vynikající tepelná vodivost dobrá elektrická vodivost (roste s klesající t)

4 Výroby kovů 1. Suchá cesta Redukcí oxidů kovů vhodným redukovadlem
Oxidy se dají získat ze sulfidů pražením –zahříváním v proudu vzduchu Redukovadla: Koks, dřevěné uhlí, vodík, hliník- v případě, že se koksem tvoří karbid (aluminotermie), hořčík, vápník

5 Redukce halogenidů Redukovadla: vápník, sodík, draslík, zahřátí v proudu vodíku (těžké kovy)

6 2. Mokrá cesta Elekrolýza vodných roztoků
Elektrolýza tavenin (Al, Ca, Na, Mg)

7 3. Tepelný rozklad sloučenin
Používá se při výrobě zvlášť čistých kovů Výroba niklu rozkladem karbonylu Ni(CO)4  Ni + 4 CO Výroba železa Fe(CO)5  Fe + 5 CO

8 Železo Výskyt: 2%mol. V Zemské kůře vzácně volné-meteorické
rudy: Fe2O3 hematit – krevel Fe3O4 magnetit – magnetovec FeO(OH) limonit – hnědel FeCO3 siderit – ocelek FeS2 pyrit

9 Výroba železa Surové železo ve vysoké peci – redukcí rud koksem

10

11

12 Plní se: ruda, koks, struskotvorné přísady (CaCO3)
Reakce: C + O2  CO2 CO2 + C  2 CO Struska: CaCO3  CaO + CO2 CaO + SiO2  CaSiO3 3 Fe2O3 + CO  2 Fe3O4 + CO2 Fe3O4 + CO  3 FeO + CO2 FeO + CO  Fe + CO2

13 Výroba čistého železa Fe2O3 + 3 H2  3 H2O + 2 Fe Elektrolýzou vodného roztoku železnatých solí

14 Vlastnosti železa měkký, kujný kov
rozpouští se ve zředěných kyselinách za vyšších teplot reaguje přímo s Cl2, O2, S, P,C, Si v červeném žáru reaguje s H2O (g) Fe + H2O  FeO + H2 vlivem vzdušné vlhkosti koroduje 4 Fe + 2 H2O + 3 O2  2 Fe2O3·H2O surové železo obsahuje velké procento C – nad 1,7% = litina – křehké, koroduje

15 Ocel – pod 1,7% C kujná – obsahuje přísady Zkujňování železa = snižování obsahu uhlíku popř. přidávání dalších příměsí Konvertory – vzduch se vede přes rozžhavené železo Siemens-Martinské pece – plamenné pece

16 Sloučeniny železa Oxidy FeO – černý prášek Fe3O4 - hematit Fe2O3 magnetit – pigment –anglická červeň – leštění kovů Hydroxidy Fe(OH)2 – hydratovaný oxid železitý- limonit

17 Sulfidy FeS FeS2 – disulfid železnatý Fe2S3 – sulfid železitý Halogenidy FeF2 FeCl3 – tištěné spoje, leptání mědi FeCl2 FeCl3·6H2O FeBr2 FeI2

18 Sírany Zelená skalice FeSO4·7 H2O Fe + H2SO4(zřeď.)  FeSO4 + H2 FeSO4 – bezvodý - bezbarvý Mohrova sůl (NH4)2Fe(SO4)2·6 H2O Kamence – podvojné solí síranu železnatého MIFeIII(SO4)2 · 12 H2O použití k moření

19 Hemoglobin – červené krevní barvivo – středová atom Fe

20 MĚĎ Výskyt: chalkopyrit CuFeS2 chalkosin Cu2S kuprit Cu2O
malachit CuCO3.Cu(OH)2 azurit 2CuCO3.Cu(OH)2 v malé míře ryzí

21 Výroba mědi 1. Hutnický proces pražení a tavení rud – sulfidy na oxidy
redukce 2. Mokrá cesta elektrolýzou roztoků, které vznikly extrakcí rud kyselinou sírovou

22 Vlastnosti mědi červený, lesklý kov měkký a tažný
rozpouští se pouze v oxidujících kyselinách: v dusičné, v sírové za horka při zahřívání na vzduchu se potahuje vrstvou Cu2O při dlouhodobém působení povětrnostních vlivů se potahuje vrstvou měděnky=zásadité uhličitany ochotně reaguje s halogeny sloučeniny jsou toxické

23 Použití mědi slitiny výroba mincí a šperků (+Ag, Au) elektrotechnika
galvanické pokovování

24 Sloučeniny mědi CuI+ - nerozpustné sraženiny Cu2O
červená až hnědá sraženina používá se na barvení skla a smaltů a na hubení škůdců

25 Cu2+ CuSO4.5 H2O – modrá skalice bezvodá je bílá vyrábí se: oxidací měděného šrotu v přítomnosti kyseliny sírové (horké, zředěné) 2 Cu + O2 +2 H2SO4  2 CuSO4 + 2 H2O použití: impregnace dřeva hubení rostlinných škůdců elektrolyt při galvanickém pokovování kalatyzátor v organické chemii přísada pří výrobě rubínového skla

26 Zinek Výskyt: rudy ZnS – sfalerit ZnCO3 – smithsonit

27 Výroba zinku 1. Pražení sfaleritu + následná redukce
2 ZnS + 3 O2  2 ZnO SO2 ZnO + C  Zn + CO 2. Elektrolýza roztoku ZnSO4 ZnCO3 + H2SO4  ZnSO4 + H2O + CO2

28 Fyzikální vlastnosti zinku
Lesklý namodrale bílý kov Křehký, tažný Na vzduchu se pasivuje – ZnO Patří mezi nejsnáze tavitelné a nejtěkavější kovy Při vyšší teplotě těká – onemocnění plic

29 Chemické vlastnosti zinku
V kyselém prostředí: Zn + 2 HCl  ZnCl2 + H2 V zásaditém prostředí: Zn + 2 OH- + 2H2O  [Zn(OH)4]2- +H2

30 Použítí zinku Slitiny Baterie Zn – prach jako redukční činidlo
Pozinkování

31 Sloučeniny 1.ZnO: - zinková běloba ZnCl2 . 2H2O:
- tavidlo při pozinkování - roztokem ZnCl2 (s HCl) se naleptávají kovové předměty při pájení ZnSO4 . 7H2O: - bílá skalice - impregnace dřeva - součást elektrolytu při galvanickém pozinkování