materiál č. šablony/č. sady/č. materiálu: Autor:

Transkript

1 Masarykova základní škola Klatovy, tř. Národních mučedníků 185, Klatovy; , fax internet: Kód přílohy vzdělávací VY_32_INOVACE_CH8SA_01_03_18 materiál č. šablony/č. sady/č. materiálu: Autor: Mgr. Emilie Salvetrová Vzdělávací oblast předmět: Člověk a příroda - chemie Ročník, cílová skupina: VIII. ročník; let Téma DUM: Kovy železo, měď, hliník Druh učebního materiálu: Prezentace s interaktivitou Časová náročnost: 1 vyučovací hodina Potřeby pro realizaci: Interaktivní tabule, SMART Notebook, periodická tabulka prvků, pomůcky pro pokus reakce mědi s kyselinou dusičnou. Anotace, základní pojmy: Opakování základních pojmů uhlovodíky a paliva, pohonné hmoty, kovy železo (výskyt, železné rudy, vlastnosti, výroba surového železa a oceli, vysoké pece, popouštění a kalení), měď vlastnosti, slitiny, užití, hliník vlastnosti, užití. Datum vytvoření: Ověřeno ve výuce (datum, a ; VIII. A; Mgr. Emilie Salvetrová třída, jméno ověřovatele):

2 18. hodina, kovy Odpovězte na uvedené otázky Mar 19 7:45 AM Odpovědi: Uhlovodíky sloučeniny uhlíku a vodíku, C čtyřvazný, H jednovazný, třídění uhlovodíků. Polokovy vlastnosti kovů i nekovů, kovový lesk, ale nejsou tažné, kujné, špatné vodiče elekt. proudu a tepla. Aromatické uhlovodíky = areny benzen vysoce hořlavá, toxická a karcinogenní kapalina Užití: výroba léčiv, plastů, výbušnin, jako rozpouštědlo toluen vysoce hořlavá, zdraví škodlivá kapalina, zneužití inhalační droga. naftalen zapáchající pevná látka, zdraví škodlivá, sublimuje Užití: dezinfekční látka (proti molům insekticid), výroba barev Výfukové plyny fosilní (ropa, uhlí, zemní plyn) paliva alternativní (biopaliva, vodík, LPG, CNG) Spalování benzinu + spalování nafty CO2; H2O + CO; NOx; plynné uhlovodíky Zdraví člověka: dýchací cesty, působení jedovatých látek a rakovinotvorných látek, vznik přízemního ozonu Životní prostředí: vznik kyselých dešťů, emise skleníkových plynů Katalyzátory v automobilech přeměna výfukových plynů na CO2, dusík a vodní páru :25 1

3 Alkalické kovy sodík patří mezi nejrozšířenější prvky na Zemi (výskyt sloučeniny) reaktivní prvek (s), samozápalný na vzduchu, uchovává se pod petrolejem (ocharana před O), kov, na řezu stříbrolesklý, vede elektrický proud, měkký (dá se krájet nožem), prudce reaguje s vodou. Pohonné hmoty benzín směs kapalných uhlovodíků C 5 až C 11; složení podle druhu a zpracování ropy (alkany až 65 %; cykloalkany až 25 %; areny až 15 %), vysoce hořlavá, zdraví škodlivá kap. Nafta získává se při destilaci ropy, zdraví škodlivá látka; směs kapalných uhlovodíků C 12 až C :32 Železo Fe Výskyt: v přírodě je železo nejrozšířenějším těžkým kovem. V zemské kůře se vyskytuje pouze ve formě sloučenin, průměrný obsah železa v zemské kůře je 4,2 % hmot., nezbytná součást krevního barviva hemoglobinu, myoglobinu a dále celé řady enzymů Nejdůležitější železné rudy: magnetit (magnetovec) Fe 3 O 4 hematit (krevel) Fe 2 O 3 limonit (hnědel) Fe 2 O 3 H 2 O siderit (ocelek) FeCO 3 pyrit (markasit) FeS 2 rudy = nerosty tvořené ze sloučenin kovů Železo je šedobílý, lesklý, středně tvrdý, feromagnetický kov, na suchém vzduchu je železo stálé, na vlhkém vzduchu se pokrývá vrstvou hydroxidu. Pasivace železa: pokrytí povrchu tenkou vrstvičkou oxidu železitého konc. H 2 SO 4; :46 2

4 Výroba surového železa Železo je v současnosti nejrozšířenějším kovem. Vyrábí se především z kyslíkatých rud obsahujících oxid železitý Fe 2 O 3 redukcí oxidem uhelnatým a uhlíkem ve vysoké peci, při teplozách až C Vysoká pec Vysoká pec je 30 až 50 m vysoká o průměru až 15 m, vyzděná žáruvzdorným materiálem. Plní se shora nepřetržitě rudou, koksem (uhlík)a vápencem (struskotvorná přísada). Do spodní části pece se vhání horký vzduch obohacený kyslíkem. V horní části pece se suroviny nejprve vysuší a řadou reakcí dochází k redukci oxidů železa uhlíkem a vznikajícím oxidem uhelnatým na železo. Fe 2 O C 2 Fe + 3 CO Fe 2 O CO 2 Fe + 3 CO 2 Ve spodní části pece se vzniklé železo taví a rozpouští v sobě uhlík. Z hlušiny a vápence vzniká kapalná struska, která chrání povrch roztaveného železa před oxidací. Struska i roztavené železo se vypouštějí zvlášť (odpich) :48 Surové železo (litina) Vlastnosti: obsahuje uhlík (asi 4%) a další prvky (např. křemík, fosfor, mangan, síru), je tvrdé, pevné, ale křehké Použití: výroba topných těles (kotlů, radiátorů), částítěžkých strojů, potrubí, odlitků atd., většina se zpracovává na ocel :48 3

5 18.hodina,kovy.notebook July 10, : :48 4

6 Výroba oceli Většina surového železa se zpracovává v ocelárnách na ocel. Toto zpracování zkujňování spočívá na snižování obsahu uhlíku a dalších přimíšených prvků. Provádí se dvěma způsoby: a) v konvertorech k roztavenému železu se vhání kyslík, který oxiduje přimíšené prvky na oxidy. Některé unikají z taveniny jako plyny (CO 2, CO, SO 2 ) a některé se stávají součástí strusky (P 2 O 5, SiO 2, MnO) :02 b) v nístějových pecích k surovému železu se přidává železný šrot a směs se taví. Přimíšené prvky se oxidují kyslíkem vázaným v oxidech železa :02 5

7 Na rozdíl od surového železa je ocel měkčí a je kujná. Její vlastnosti se dají výrazně zlepšit přídavkem některých kovů (např. titanu, vanadu, chromu, manganu, niklu atd.). Získají se tak různé druhy ocelí, např. nerezová ocel, žáruvzdorná ocel, zvlášť tvrdá ocel pro obráběcí nástroje,... (ocel nástrojářská, chirurgická,...) Další zpracování oceli mechanické opracování (kování, válcování) tepelné zpracování a) popouštění pomalé ochlazování rozžhavené oceli vzniká méně tvrdá a snáze ohýbatelná ocel b) kalení prudké ochlazení rozžhavené oceli vzniká tvrdá a lámavá ocel (zakalená ocel) :06 Měď Cu Výskyt v přírodě ryzí nebo ve sloučeninách, součást krevního barviba měkkýšů hemocyaninu. Vlastnosti: měkký, tažný, kujný, načervenalý kov (na vlhkém vzduchu se pokrývá zelenou vrstvou zásadité uhličitany = CuCO 3. Cu(OH) 2 = = měděnka, ochrana proti korozi), výborný vodič tepla a elektr. proudu Pokusy: reakce Cu s HNO 3 V roztoku zředěné kyseliny dusičné, která je oxidující kyselinou, se měď rozpouští za vzniku modrého roztoku Cu(NO 3 ) 2 a uvolňování NO. V roztoku koncentrované kyseliny dusičné, která je také oxidující kyselinou, se měď rozpouští za vzniku modrého roztoku Cu(NO 3 ) 2 a uvolňování NO 2. 3 Cu + 8 HNO 3 3 Cu(NO 3 ) NO + 4 H 2 O Cu + 4 HNO 3 Cu(NO 3 ) NO H 2 O :06 6

8 Užití: střešní krytiny, okapy, elektrotechnika vodiče, kotle, trubky, obsažena v mincích (10 Kč). Slitiny: bronz Cu + Sn (sochy, mince, medaile), mosaz Cu + Zn (zlatá barva bižuterie, kočičí zlato; hudební nástroje) :51 Hliník Al Výskyt v přírodě ve sloučeninách; ruda bauxit Al 2 O 3. 2H 2 O Drahé kameny, jejichž základním materiálem je oxid hlinitý se liší příměsí, která způsobuje jejich charakteristické zbarvení. Červený rubín je zbarven příměsí oxidu chromu, modrý safír obsahuje především stopová množství oxidů titanu. Vlastnosti: stříbřitě šedý kov, lehký, kujný, velmi dobře vede elektr. proud a teplo, v čistém stavu velmi reaktivní, na vzduchu se rychle pokryje vrstvičkou Al 2 O 3 Užití: tenká fólie alobal, povrch CD a DVD, slitiny dural (Al+Mg+Cu+Mn), v elektrotechnice součást chladičů počítačových procesorů a pamětí, drobné mince, kuchyňské příbory a nádobí :51 7

9 Historicky existovalo podezření, že případný zvýšený výskyt hliníku v krvi může být příčinou vzniku Alzheimerovy choroby tím, že likviduje mozkové a nervové buňky, avšak se to nikdy nepovedlo dokázat. Výzkumy, díky kterým vznikl tento předpoklad, mohly být ovlivněny tím, že se část lidí setkávala poměrně často s hliníkovým příborem a nádobím, a měli tedy zvýšenou hladinu hliníku. Poměrně diskutovaným problémem je riziko používání hliníkového nádobí a příborů při přípravě a konzumaci potravy. Je pravda, že v podmínkách, kdy se potraviny běžně tepelně upravují i konzumují, je hliník nejstálejší a prakticky nerozpustný. V neutrálním prostředí běžné pitné vody o ph = 7 je hliníkový povrch perfektně stabilní a bezpečný. Problém nastává, když je například vařený pokrm okyselen například octem. Kromě toho se v poslední době stále mírně zvyšuje kyselost pitné vody, především v důsledku kyselých dešťů. Pak může skutečně nastat situace, kdy se z hliníkových nádob bude uvolňovat hliník při každém použití. hliník a odpad :36 Zápis: Železo Fe je šedobílý, lesklý, středně tvrdý, feromagnetický kov, na suchém vzduchu je železo stálé, na vlhkém vzduchu se pokrývá vrstvou hydroxidu. Výroba oceli zkujňování snižování obsahu uhlíku Zpracování oceli a) popouštění b) kalení Měď Cu měkký, tažný, kujný, načervenalý kov (měděnka, ochrana proti korozi), výborný vodič tepla a elektr. proudu. Slitiny: bronz Cu + Sn (sochy, mince, medaile), mosaz Cu + Zn (zlatá barva bižuterie, kočičí zlato; hudební nástroje) Hliník Al stříbřitě šedý kov, lehký, kujný, velmi dobře vede elektr. proud a teplo. Užití: tenká fólie alobal, povrch CD a DVD, slitiny dural (Al+Mg+Cu+Mn), v elektrotechnice součást chladičů počítačových procesorů a pamětí, drobné mince, kuchyňské příbory a nádobí :00 8

10 Zdroje: [cit. 6. května 2012] [cit. 6. května 2012] 20 let od revoluce/115306/15 kveten 1989 rudy prapor valcirum.html; [cit. 6. května 2012] &tbm=isch&tbnid=rrgrvkype1k6 M: &imgrefurl= vak/velke/vysoka pec.jpg&w=509&h=700&ei=l3 mt8aee5hktqbz692gbq&zoom=1&iact=hc&vpx=753&vpy=142&dur=466&hovh=263 &hovw=191&tx=100&ty=165&sig= &page=2&tbnh=143&tbnw=104&start=21&ndsp=24&ved= 1t:429,r:15,s:21,i:150; [cit. 6. května 2012] &imgrefurl= ostrava vitkovice vysoka pec&docid=hjtnxwrn7ivkjm&imgurl= mt8aee5hktqbz692gbq&zoom=1&iact=hc&vpx=450&vpy=2&dur=2839&hovh=193&hovw=262&tx=130&ty=93&sig= &page=1&tbnh=143&tbnw=199&start=0&ndsp=21&ved=1t:429,r:9,s:0,i:90; [cit. 6. května 2012] &tbm=isch&tbnid=bk_s4rde1lrcvm:&imgrefurl= &docid=wx4ahu4ludavlm&imgurl= uvaspusgadr6j4ba&zoom=1 &iact=rc&dur=338&sig= &page=16&tbnh=148&tbnw=193&ndsp=24&ved=1t:429,r:16,s:365,i:198&tx=70&ty=59; [cit. 6. května 2012] [cit. 6. května 2012] &imgrefurl= &docid=br8oufdsnsrq_m&imgurl= &ei=hiimt_kdhibgtaamqtnyba&zoom=1&iact=hc&vpx=715&vpy=294&dur=3699&hovh=238&hovw=212&tx=95&ty=215&sig= &page=2&tbnh=140&tbnw=154&start=18&ndsp=24&ved=1t:429,r:9,s:18,i:131; [cit. 6. května 2012] :48 [cit. 6. května 2012] [cit. 6. května 2012] [cit. 6. května 2012] oxhhm: &imgrefurl= kladno.cz/index.php%3fmain_page%3dproduct_info%26cpath%3d9_164%26products_id%3d798 &docid=lkgburcrhmi_im&imgurl= kladno.cz/images/esusuyatetrojdilnyhlinik.jpg&w=570&h=362 &ei=r7mmt_cea4lntaadmawfbq&zoom=1&iact=rc&dur=301&sig= &page=1&tbnh=116&tbnw=183&start=0 &ndsp=21&ved=1t:429,r:17,s:0,i:107&tx=99&ty=80; [cit. 6. května 2012] _wrgm:&imgrefurl= pda/4175 notebook_asus_w1 displej_16 10_plus_hlinik_plus_tv&docid=A PlhWQXoZoi6M&imgurl= IE4jvsgbE3eSIBQ&zoom=1 &iact=hc&vpx=351&vpy=173&dur=8033&hovh=208&hovw=242&tx=139&ty=146&sig= &page=5&tbnh=144 &tbnw=167&ndsp=24&ved=1t:429,r:7,s:96,i:20; [cit. 6. května 2012] 6vf_KyMJ4IHXVM:&imgrefurl= scores.com/boutique/boutique frame eur acc.php%3fclef%3d169276%26categorie% 3D160&docid=rDGtsQbMP285IM&imgurl= &ei=hiimt_kdhibgtaamqtnyba&zoom=1&iact=rc&dur=298&sig= &page=3&tbnh=142&tbnw=178&start=42 &ndsp=26&ved=1t:429,r:22,s:42,i:212&tx=92&ty=56; [cit. 6. května 2012] Smart NOTEBOOK :39 9