Применение неметаллов и металлов. Коррозия металлов

16 терминов

Вещество	Применение
Применение хлора и галогенов	обеззараживание воды, отбеливание, получение \(\ce{HCl}\), пластмасс (ПВХ), растворителей; бром и иод — медицина, фотография, галогенные лампы; фтор — фторопласт (тефлон), фреоны, зубные пасты
Применение углерода, кремний	алмаз — резка, бурение, ювелирное дело; графит — электроды, карандаши, смазка, замедлитель в реакторах; уголь — топливо, адсорбент (противогаз, фильтры, таблетки), сажа — резина; кремний — полупроводники, солнечные батареи, сплавы; \(\ce{SiO2}\) — стекло, цемент, керамика
Применение алюминия	лёгкий, коррозионностойкий (оксидная плёнка), электропроводный: авиация (дюралюминий — \(\ce{Al}\) + \(\ce{Cu}\), \(\ce{Mg}\), \(\ce{Mn}\)), провода, посуда, фольга, алюминотермия

Сплав — смесь металлов (иногда с неметаллами), полученная сплавлением; многие сплавы однородны (латунь, бронза), а в чугуне видны включения графита. Свойства сплава отличаются от свойств компонентов: сплавы твёрже и прочнее чистых металлов, плавятся при более низкой температуре.

Как это спрашивают на ОГЭ. Задание 16 и суждения о применении веществ: из чего делают провода (медь, алюминий), что входит в состав бронзы и дюралюминия, почему алюминий не ржавеет, какие вещества — удобрения.

Вещество	Применение
Железо и его сплавы	чугун (\(\ce{Fe}\) + 2–4 % \(\ce{C}\): хрупкий, идёт на литьё), сталь (менее 2 % \(\ce{C}\): прочная, ковкая; нержавеющая — с \(\ce{Cr}\) и \(\ce{Ni}\)) — машины, конструкции, инструменты
Медь и её сплавы	провода, теплообменники; бронза (\(\ce{Cu}\) + \(\ce{Sn}\)), латунь (\(\ce{Cu}\) + \(\ce{Zn}\)), мельхиор (\(\ce{Cu}\) + \(\ce{Ni}\))

Лайфхак. Сплавы — по «главному» металлу: сталь и чугун — железо с углеродом (граница — 2 % углерода), бронза — медь с оловом, латунь — медь с цинком, дюралюминий — алюминий с медью, магнием и марганцем.

Вещество	Применение
Железо и его сплавы	чугун (\(\ce{Fe}\) + 2–4 % \(\ce{C}\): хрупкий, идёт на литьё), сталь (менее 2 % \(\ce{C}\): прочная, ковкая; нержавеющая — с \(\ce{Cr}\) и \(\ce{Ni}\)) — машины, конструкции, инструменты
Применение алюминия	лёгкий, коррозионностойкий (оксидная плёнка), электропроводный: авиация (дюралюминий — \(\ce{Al}\) + \(\ce{Cu}\), \(\ce{Mg}\), \(\ce{Mn}\)), провода, посуда, фольга, алюминотермия
Медь и её сплавы	провода, теплообменники; бронза (\(\ce{Cu}\) + \(\ce{Sn}\)), латунь (\(\ce{Cu}\) + \(\ce{Zn}\)), мельхиор (\(\ce{Cu}\) + \(\ce{Ni}\))

Из истории. Бронзовый век начался около 5000 лет назад: бронза твёрже меди, и из неё делали оружие и инструменты. Секрет знаменитой булатной стали в XIX веке заново открыл русский металлург П. П. Аносов на заводах Златоуста.

Коррозия металлов — самопроизвольное разрушение металлов под действием окружающей среды (окислительно-восстановительный процесс: металл окисляется). Химическая коррозия — при контакте с газами и неэлектролитами при нагревании (окалина на железе, потемнение меди); электрохимическая коррозия — в присутствии воды и электролитов, особенно при контакте двух металлов. Ржавление железа:

Ржавчина — рыхлый гидратированный оксид \(\ce{Fe2O3.nH2O}\), он не защищает металл от дальнейшего разрушения.

Ускоряют коррозию влага, соли (морская вода, соль на дорогах), кислоты, кислород, контакт с менее активным металлом: железо рядом с медью ржавеет быстрее, рядом с цинком — медленнее.

Способ защиты	Как работает
Защитные покрытия	краски, лаки, эмали, масла; металлические покрытия — цинкование (\(\ce{Zn}\) активнее \(\ce{Fe}\) и защищает даже при царапине), лужение (\(\ce{Sn}\)), хромирование, никелирование; оксидирование, воронение
Легирование	добавки \(\ce{Cr}\), \(\ce{Ni}\) — нержавеющая сталь
Протекторная защита	к конструкции присоединяют более активный металл (\(\ce{Zn}\), \(\ce{Mg}\)), который разрушается вместо неё — корпуса судов, трубопроводы
Ингибиторы коррозии	вещества, замедляющие коррозию, добавляют в среду (в воду систем отопления); осушение воздуха

Металлы, устойчивые к коррозии: \(\ce{Au}\), \(\ce{Pt}\), \(\ce{Ag}\); \(\ce{Al}\), \(\ce{Zn}\), \(\ce{Cr}\), \(\ce{Ti}\) защищены плотной оксидной плёнкой. Около 10 % выплавляемого металла ежегодно теряется из-за коррозии.

Интересный факт. Эйфелеву башню (около 7300 т железа) перекрашивают примерно раз в 7 лет, и на это уходит около 60 т краски. Без покраски башню «съела» бы коррозия.

Лайфхак. Коррозию ускоряют влага, соли (дороги зимой посыпают солью — машины ржавеют быстрее) и контакт с менее активным металлом; замедляют — покрытия, сухой воздух и контакт с более активным металлом (протектор).

Способ защиты	Как работает
Легирование	добавки \(\ce{Cr}\), \(\ce{Ni}\) — нержавеющая сталь
Протекторная защита	к конструкции присоединяют более активный металл (\(\ce{Zn}\), \(\ce{Mg}\)), который разрушается вместо неё — корпуса судов, трубопроводы
Ингибиторы коррозии	вещества, замедляющие коррозию, добавляют в среду (в воду систем отопления); осушение воздуха

Закрепите теорию: 16 терминов с проверкой и подсказками, урок зачитывается от 70 %.

Пройти урок arrow_forward