Закон Фарадея. Маски речовин що перетворюються в процесі електролізу прямо пропорційні молярній масі їх еквіваленті та кількості електричного струму пропущеного крізь

Маски речовин що перетворюються в процесі електролізу прямо пропорційні молярній масі їх еквіваленті та кількості електричного струму пропущеного крізь електроліт F=96900 Кл

Акумуля́тор (рос. аккумулятор, англ. accumulator, нім. Akkumulator, лат. Aссumulator) — пристрій, в якому нагромаджується (акумулюється) енергія. Найпоширеніші електричні (кислотні та лужні) Акумулятори нагромаджують хімічну енергію (внаслідок зворотних хімічних реакцій між речовиною електродів та електролітом), а віддають електричну енергію, являючи собоюгальванічні елементи. Крім того, розрізняють акумулятори гідравлічні, пневматичні, теплові та інерційні (гіровози). Акумулятори широко застосовують в техніці, зокрема в гірництві.

40.Металічний звязок. Загальні властивості металів.

Металі́чний зв'язо́к — тип хімічного зв'язку, при якому валентні електрони атомівделокалізуються і починають взаємодіяти з атомними остовами усього тіла.

При встановленні металічного типу зв'язку з атомів утворюється метал, в якому позитивно заряджені іони занурені в електронний газ. Незважаючи на заряджений стан іонів, взаємодія між ними екранується рухливими електронами, й не поширюється на далекі відстані.

Наявність вільних електронів визначає всю сукупність власти­востей речовин у металічному стані: високу електро- і тепло­провідність; позитивний температурний коефіцієнт електроопору, здатність добре відбивати світлові хвилі (що зумовлює їхній ха­рактерний блиск і непрозорість), високу пластичність (ковкість), термоелектронну емісію, явище фотоефекту, магнітні властивості та ін.

На відміну від ковалентних і іонних сполук у металах невелике число електронів одночасно зв'язує велике число атомних ядер. Успільненням валентних електронів металічний зв'язок дещо нагадує ковалентний. Проте у металів спільні електрони не належать окремим парам атомів, вони повністю делокалізовані. Цим пояснюється відсутність просторової напрямленості та наси­чуваності металічного зв'язку. Делокалізація валентних електронів є наслідком багатоцентрового характеру металічного зв'язку й причиною високої електро- та теплопровідності металів.

Отже, металічний зв'язок є багатоцентровим хімічним зв'язком з дефіцитом електронів і базується на узагальненні зовнішніх електронів атомів. Тому він характерний лише для конденсованого стану речовини. У газуватому стані атоми всіх речовин, у тому числі й металів, зв'язані між собою тільки ковалентним зв'язком.

Більшість металів утворює одну з наступних високосиметричних ґраток з щільною упаковкою атомів: кубічну об'ємно центровану, кубічну гранецентрировану і гексагональну. У кубічної об'ємно центрованої ґратки атоми розташовані у вершинах куба і один атом в центрі обсягу куба. Кубічну об'ємно центровану грати мають метали: Pb, K, Na, Li, β-Ti, β-Zr, Ta, W, V, α-Fe, Cr, Nb, Ba та ін. У кубічної гранецентрованої ґратки атоми розташовані у вершинах куба і в центрі кожної грані. Грати такого типу мають метали: α-Ca, Ce, α-Sr, Pb, Ni, Ag, Au, Pd, Pt, Rh, γ-Fe, Cu, α-Co та ін. У гексагональної ґратки атоми розташовані у вершинах і центрі шестигранних основ призми, а три атома - у середній площині призми. Таку упаковку атомів мають метали:: Mg, α-Ti, Cd, Re, Os, Ru, Zn, β-Co, Be, β-Ca та ін. Вільно рухомі електрони зумовлюють високу електро-і теплопровідність. Речовини, що володіють металічним зв'язком, часто поєднують міцність з пластичністю, тому що при зміщенні атомів один щодо одного не відбувається розрив зв'язків.

Усі метали (за винятком ртуті) при звичайних умовах є кристалічними речовинами. Їхні атоми розташовані в певному геометричному порядку і утворюють просторову кристалічну ґратку. У вузлах кристалічної ґратки містяться іони металів.Валентні електрони дуже слабо зв'язані з атомами і можуть легко переміщатися по всьому об'єму металу, переходячи від одних іонів до інших.

Легкою рухливістю валентних електронів пояснюється висока електропровідність і теплопровідність металів. На відміну від розчинів і розплавів при проходженні електричного струму через металічний провідник переносу частинок речовини не відбувається. Метали мають електронну електропровідність. За електропровідністю і теплопровідністю метали розміщуються в однаковому порядку. Найкращими провідниками електричного струму є срібло, мідь, золото і алюміній.

Характерна особливість металів — металічний блиск, тобто здатність добре відбивати світло. Але ця здатність проявляється лише тоді, коли метал утворює суцільну і гладку (поліровану) поверхню.

Дуже важливою властивістю більшості металів є пластичність, тобто здатність змінювати зовнішню форму при дії сторонньої сили і зберігати набуту форму після припинення впливу зовнішньої дії. На цій здатності базуються різні способи механічної обробки металів: прокатка, кування, штамповка, волочіння тощо. Однак ця властивість у різних металів виявляється не однаково. Здатність розкатуватись у тоненькі листи і витягуватись у тоненький дріт найкраще виявляється у золота, срібла, міді, алюмінію і олова, трохи гірше в заліза і цинку. Деякі метали зовсім не виявляють пластичності, вони дуже крихкі — це бісмут,манган і особливо стибій (сурма). При ударі вони розпадаються на шматочки.

Хімічні властивості

Характерною особливістю металів є здатність їх атомів віддавати свої валентні електрони і утворювати позитивно заряджені іони. На відміну від неметалів метали негативно заряджених іонів не утворюють. Отже, вільні метали є відновниками. Чим легше даний метал віддає свої валентні електрони, тим він активніший відновник. За хімічною активністю метали можна розподілити на три групи: сильно активні — калій, натрій, барій, кальцій і ін., середньої активності — цинк, залізо, нікель тощо і мало активні — срібло, золото і платина. Відносну активність металів можна визначити за положенням елемента в періодичній системі Д. І. Менделєєва: металічний характер елементів і хімічна активність металів посилюється в періодах справа наліво, а в головних підгрупах - згори донизу. Типові металічні елементи перебувають у лівому нижньому куті довгого варіанта періодичної системи. Це францій, цезій, радій.

Сильно активні метали з киснем повітря енергійно взаємодіють вже при звичайній температурі, утворюючи оксиди, наприклад:

· 2Ca + O₂ = 2CaO

Тому лужні і лужноземельні метали зберігають під шаром гасу, щоб запобігти їх окисненню киснем повітря. Метали середньої активності окиснюються киснем повітря лише з поверхні, покриваючись тонкою оксидною плівкою, яка запобігає дальшому окисненню металу. Наприклад:

· 2Zn + O₂ = 2ZnO

Але при високій температурі вони енергійно взаємодіють з киснем і перетворюються в оксиди.

Малоактивні (благородні) метали з киснем безпосередньо не реагують взагалі. Більшість металів може безпосередньо реагувати з сіркою, хлором і майже з усіма неметалами, особливо при високій температурі. З водою сильно активні (лужні і лужноземельні) метали взаємодіють вже при звичайній температурі з виділенням водню і утворенням розчинних гідроксидів (лугів), наприклад:

2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂ Ba + 2H₂O = Ba(OH)₂ + H₂ ↑

Метали середньої активності, наприклад залізо, реагують з водою (водяною парою) лише при сильному розжаренні:

· 3Fe + 4H₂O = Fe₃O₄ + 4H₂ ↑

Мало активні метали з водою не реагують ні при яких умовах. Відношення металів до кислот визначається їх місцем велектрохімічному ряду напруг (ряду активності). Усі метали, що займають місце в ряду напруг лівіше від водню взаємодіють з кислотами з утворенням солі і виділенням водню (з нітратної кислоти водень не виділяється!) Метали, що займають місце в ряду напруг правіше від водню, водню з кислот не витісняють. Але деякі з них можуть реагувати з концентрованою сульфатною кислотою при нагріванні з утворенням солі і виділенням діоксиду сірки SO₂, наприклад:

· Cu + 2H₂SO₄ = CuSO₄ + 2H₂O + SO₂ ↑

Що ж стосується нітратної кислоти, то при взаємодії її з усіма металами, незалежно від їх місця в ряду напруг, водень з HNO₃ не виділяється, а утворюються оксиди азоту і сіль металу. Наприклад:

· 3Zn + 2HNO₃ + 6HNO₃ = 3Zn(NO₃)₂ + 2NO ↑ + 4H₂O

· 3Ag + HNO₃ + 3HNO₃ = 3AgNO₃ + NO ↑ + 2H₂O

41.Залізо.Природні сполуки одержання властивості застосування.

Залі́зо — хімічна речовина, яка складається з феруму —хімічного елемента з атомним номером 26, що позначається в хімічних формулах символом Fe^[1] (від латинського ferrum, що в перекладі означає "залізо").

Атомна маса заліза 55,847. Це сріблясто-сірий, пластичний і ковкий метал, який легко окиснюється, утворюючи оксиди феруму у вигляді товстої плівки (іржі), що сповільнюють подальше руйнування заліза. Залізо електропровідний метал. Його твердість за Брінеллем не перевищує 100 HB; модуль Юнга 190—210·10³ МПа; модуль зсуву 8,4·10³ МПа; границя міцності на розрив 170—210 МПа, границя текучості — 100 МПа; ударна в'язкість 300 МПа; середня питома теплоємність(273—1273 К) 640,57 Дж/кг·К; густина 7840 кг/м³. На повітрі окиснюється, вкриваючись іржею FeO·nH₂O. Серед інших породоутворюючих елементів має максимальну атомну масу.

Найважливішими природними сполуками феруму, що мають промислове значення, є магнітний залізняк Fe₃O₄, червоний залізняк Fe₂O₃, бурий залізняк Fe₂O₃ · nH₂O та пірит FeS₂. Оксиди феруму служать рудами, з яких добувають залізо, а пірит — сировиною для сульфатно-кислотного виробництва.

Поширеність феруму в гірських породах (% за масою): ультраосновні — 9,85; основні — 8,56; середні — 5,85; кислі — 2,70; лужні — 3,60; осадові — 3,33. Відомо понад 300 мінералів, що містять ферум: оксиди, сульфіди, силікати, фосфати, карбонатита ін.

Найважливіші мінерали феруму: гематит Fe₂O₃ (70 % Fe), магнетит Fe₃O₄ (72,4 % Fe), ґетит FeOOH (62,9 % Fe), лепідокрокітFeO(OH) (62,9 % Fe), лімоніт — суміш гідрооксидів Fe з SiO₂ та ін. речовинами (40-62 % Fe), сидерит FeCO₃ (48,2 % Fe),ільменіт FeTiO₃ (36,8 % Fe), шамозит (34-42 % FeO), вівіаніт (43,0 % FeO), скородит (34,6 % Fe₂О₃), ярозит (47,9 % Fe₂О₃) та ін.

Дата добавления: 2015-05-24