Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Химические свойства металлов
Основным химическим свойством металлов является способность их атомов легко отдавать своп валентные электроны и переходить в положительно заряженные ионы. Отдавая при химических реакциях свои валентные электроны, типичные металлы (элементы с ярко выраженными металлическими свойствами) являются энергичными восстановителями. Металл тем активнее, чем легче он отдает свои электроны. По степени химической активности металлы располагаются в ряд, который называется рядом напряжений: Li, К, Са, Na, Mg, Л1, Мп, Zn, Cr, Fe, Cd, Co, Ni, Mo, Sn, Pb, H, Си, Hg, Pd, Ag, Pt, An. В ряду напряжений находится и водород, так как его атомы также легко образуют положительные ионы. Ряд напряжений характеризует химические свойства металлов: 1. Чем левее в ряду активности (напряжений) находится металл, тем он химически активнее, тем большей обладает восстановительной способностью, тем легче окисляется и труднее восстанавливается из своих ионов. 2. Все металлы ряда напряжений (кроме щелочных) вытесняют все следующие за ним металлы из растворов их солей. 3. Все металлы, стоящие в ряду напряжений левее водорода, 13
В итоге можно сделать вывод, что все металлы могут образовывать химические соединения с неметаллами (металлоидами) — кислородом, серой и галогенами (фтор, хлор, бром, иод), т. е. окисляться. С металлами могут взаимодействовать кислоты с образованием солей и выделением водорода; соли с образованием новой соли и восстановлением металла и т. д. Все эти процессы будут рассмотрены в следующей главе. 3. КОРРОЗИЯ Коррозия — это химическое разрушение металлов под действием окружающей среды. По механизму разрушения различают химическую и электрохимическую коррозию. Химическая коррозия происходит при контакте с сухими газами или воздухом, а также в жидкостях, не проводящих электрический ток. Электрохимическую коррозию можно уподобить процессу, происходящему в простом гальваническом элементе, где катодом является плюс, а анодом минус. В воздухе всегда имеется влага, которая конденсируется на поверхности металла, растворяя соли и образуя гальванические пары между металлами. Интенсивность коррозии зависит от состава сплава и величины потенциала элементов, из которых состоит сплав.
Наиболее активно корразия проходит на стыках металлов, местах пайки, возле заклепок, на участках с трещинами и деформацией. На скорость электрохимической коррозии влияет концентрация водородных ионов в растворе электролита, так как Для каждого металла имеется определенное значение рН раствора, при котором скорость коррозии минимальна. Меньше разрушается литой металл и чистые металлы. Чистое железо очень слабо поддается коррозии. Обычное техническое железо часто для защиты от разрушения покрывают слоем Цинка или олова. Согласно ряду напряжений металлов цинк и олово должны влиять противоположно на коррозию железа. В этом случае оловянное покрытие носит чисто механический характер и достаточно нарушить целостность покрытия в любом месте, как железо начнет коррозировать. Напротив, цинковое по- 15 крытие предохраняет железо до тех пор, пока цинк полностью не растворится. В зависимости от условий, в которых находится металл, коррозия может протекать с различной скоростью. Процессы разрушения металла различны в сухой и влажной атмосфере, в почве и морской воде и прочее. В связи, с этим коррозия различается по видам: сухая коррозия, влажная атмосферная коррозия, мокрая атмосферная коррозия, почвенная коррозия, биокоррозия, морская коррозия; по характеру и степени разрушения: локальная коррозия, сплошная или повсеместная коррозия, язвенная коррозия, сквозная коррозия, межкристаллитная коррозия, частичная минерализация металлического ядра, полная минерализация предмета. Сухая коррозия - атмосферная коррозия при полном отсутствии влаги, в результате которой металл взаимодействует с газами. В процессе сухой коррозии образуются в основном окислы металлов в виде тонких пленок. Если сплав состоит из нескольких металлов, то к окислению склонны менее благородные компоненты. Так сплавы золота и серебра с медью покрываются окисью меди лишь в том случае, когда содержание меди слишком высоко..В то же время даже чистое серебро может темнеть, если в атмосфере содержатся сернистые соединения.
Влажная атмосферная коррозия -— атмосферная коррозия при относительной влажности воздуха до 100%- Вернее, это коррозия при средней относительной влажности, которая составляет в городах и в музеях 65—80%. Причиной коррозии является невидимая тончайшая пленка влаги, которая образуется на поверхности металла в результате конденсации при резких перепадах температуры. Например, если температура воздуха 25°С, а влажность составляет 50%, то металл покроется влагой, если его температура равна 14°С. Если влажность воздуха равна 90°С, то конденсат образуется при перепаде температуры 1°С. Мокрая атмосферная коррозия — "коррозия при 100% влажности воздуха (Или во время дождя. Такая влажность называется критической. При высокой влажности начинается усиленный процесс коррозии. При наличии в атмосфере сернистых соединений и хлора критический рубеж начинается при 50—70% влажности. Особо опасной считается критическая влажность воздуха на морских побережьях, когда в воздухе в аэрозольном состоянии находятся капельки морской воды и примеси газов. В присутствии газообразного хлора критической считается влажность воздуха 40%. Газы и окислы, соединяясь с водой, образуют кислоты, которые активно разрушают металл. Частицы пыли и других веществ, осаждаясь на поверхность металла, так- 16 же способствуют коррозии, т. к. адсорбируют газы и воду из атмосферы. Почвенная коррозия. В зависимости от распределения в грунтах растворимых солей грунтовые воды подразделяются на пресные, солоноватые, соленые и рассолы (от 5 до 40%). Влажная почва всегда является электролитом, поэтому в почве металлы разрушаются особенно активно. В почве также содержится до 2% кислорода (в атмосфере 21%). большое количество углекислоты, выделяемой в результате биохимических процессов. Большая часть соединений находится в почве в виде ионов. Величина рН изменяется в зависимости от общей минерализации грунтовых вод и присутствия в них кислот, кислых и основных солей. Количество сульфатов, карбонатов, хлоридов в засоленных почвах достигает значительной величины. Усиление коррозии в почве в значительной мере также зависит от неоднородности почвы по структуре, составу и плотности. Почвенная коррозия характерна для археологического металла. Биокоррозия — коррозия, связанная с жизнедеятельностью микроорганизмов, находящихся в почве. Сами микроорганизмы не разрушают металл, но продукты их жизнедеятельности вызывают значительное ускорение разрушения черных металлов. К таким микроорганизмам относятся анаэробные сульфовосстанавливающие бактерии, которые развиваются в болотных и глинистых почвах. При биохимическом разрушении в результате химических реакций могут образовываться гидроокись железа и сульфид железа. Морская коррозия. Морская вода является рассолом с высоким содержанием хлоридов, сульфатов, йода и брома. Она является прекрасным электролитом с высокой электропроводимостью- На скорость разрушения металла в морской воде значительное влияние оказывают температура, присутствие кислорода и особенно йода и брома. Большое количество микроорганизмов, водорослей и ракушечника также усиливают коррозию в воде. КОРРОЗИЯ МЕДИ И ЕЕ СПЛАВОВ
Медь. Химический элемент, символ Си, имеет порядковый номер 29, атомный вес 63,54, основную валентность II, плотность 8.9 г/см3, температуру плавления 1083°С, твердость по Бринеллю 35 кгс/мм2. Медь имеет красный цвет, пластична, прекрасный проводник тепла и электрического тока, обладает высоким блеском. Медь растворяется в серной кислоте в присутствии окислителей при концентрации раствора выше 60%. В присутствии воздуха Растворяется в соляной кислоте. Хорошо растворяется в азотной 17 кислоте, а также реагирует с аммиаком и хлористым аммонием. Устойчива к щелочам. Химические свойства медных сплавов во многом сходны с медью. Процесс коррозии меди и ее сплавов в атмосферных условиях очень длительный и может продолжаться десятилетиями, Обычно образовавшиеся на поверхности медных сплавов сл0] носят защитный характер и препятствуют' дальнейшему разрушению металла. Такая коррозия называется «благородной патиной». Цвет патины может иметь различные оттенки от коричневого до сине-зеленого, и зависит от ее состава. Например окись меди СuО — черного цвета; закись меди Сu2О — красно-коричневого. Зеленые, голубые и синие оттенки патине придают различные медные минералы — малахит, азурит, бромантит и многие другие. Практически компоненты патины нерастворимы в воде, негигроскопичны и нейтральны по отношению к металлу. Археологические предметы из меди и медных сплавов имеют сложный состав и строение. Наружный слой состоит из углекислых солей меди, соединенных с почвой и органическими остатками, имеет бугристую неровную поверхность. В основном это малахит — СuСО3 • Сu (ОН)2 в смеси с азуритом — 2СuСО3 • Сu(ОН)2 синего цвета. Кроме углекислых солей во внешнем слое содержится хлорная медь атакамит CuCI2 X 3Cu (ОН)2. Следующие слой, лежащий на поверхности металла,— красно-коричневый куприт (закись меди) Cu2O. Куприт тверд и хрупок, имеет крупнокристаллическое строение. Куприт редко залегает сплошным слоем, чаще он имеет трещины и полости. Под слоем куприта, а иногда и заменяя его, располагается прослойка вторично высадившейся меди в результате электролитических процессов. Между слоем восстановленной меди и металлом или купритом и металлом расположена очень гигроскопичная и нестабильная хлористая медь CuCl светло-серого цвета. Хлористая медь—самая опасная соль, которая при взаимодействии с влагой окисляется и гидролизуется, превращаясь в основную хлорную медь, вовлекая в реакцию еще не разрушенную медь.
Для оловянистых бронз характерны локальные выделения двуокиси олова — касентерита SnО2. Для высокооловяниетых бронз с небольшим содержанием свинца отличительной особенностью является патина с глянцевым светло-серым цветом. Иногда оловянистые бронзы на сохранившихся полированных поверхностях имеют обманчивый цвет золочения. Толщина коррозионного слоя медных, сплавов может колебаеться от долей миллиметра до полной минерализации. Большинство медных сплавов склонны к межкристаллитной коррозии. Внешне металл может выглядеть здоровым, однако прочность его 18 может быть потеряна из-за разрушения металла по границам зерен- Химические свойства продуктов коррозии, меди и ее сплавов Сu2О — закись меди (куприт) — не растворяется в холодной и горячей воде; плохо растворяется в щелочах и муравьиной кислоте; в холодной серной кислоте (разбавленной) разлагается с восстановлением меди; растворяется в горячих растворах серной кислоты и переходит в раствор в виде средних и кислых сернокислых солей; растворяется в аммиаке, углекислом аммонии и трилоне Б с образованием прочных комплексных соединений. Cuo — окись меди — в холодной и горячей воде не растворяется; не реагирует со щелочами; в щелочном растворе сегието-еой соли практически не растворяется; растворяется в кислотах. CuCo3 • Cu(OH)2 — основная углекислая медь (малахит) — не растворяется в холодной воде, в горячей воде при кипячении разлагается с образованием окиси; при температуре 200°С разлагается на воду и окись меди; в щелочах частично растворяется, частично переходит в гидрат окиси; растворяется в кислотах, углекислом аммонии, аммиаке, сегнетовой соли. CuCl — хлористая медь — гигроскопична,.неустойчива, в холодной воде не растворяется, при нагревании медленно гидролизуется, образуя гидрозакиси, которые затем разлагаются на - закись меди иводу; частично растворяется в серной кислоте, горячих растворах щелочей, медленно в муравьиной кислоте; растворяется в соляной кислоте, растворах углекислого аммония и аммиака. ЗСu(ОН)2 • СиСl2 — основная хлорная медь (атакамит) — негиг-роскопична, нерастворима в холодной воде, при кипячении медленно разлагается с образованием черной закиси меди; частично растворяется в щелочах, частично переходит в синий гидрат окиси меди, затем в черную окись меди. SnO2 — двуокись олова — химически устойчива: переходит в раствор при длительном нагревании с концентрированной серной кислотой. РbСОз — углекислый свинец — при температуре выше 300°С разлагается на Рb и СО2; плохо растворим в воде; растворяется в кислотах.
|
|||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-07-18; просмотров: 115; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.226.163.70 (0.023 с.) |