I n v e s t i c e d o r o z v o j e v z d ě l á v á n í Inovace profesní přípravy budoucích učitelů chemie CZ.1.07/2.2.00/15.0324 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
I n v e s t i c e d o r o z v o j e v z d ě l á v á n í Výroba kovů, slitiny Mgr. Jana Prášilová, Prof. RNDr. Jiří Kameníček, CSc. Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
Obsah prezentace: 1. Kovy a) Kovy v periodické tabulce prvků b) Fyzikální vlastnosti kovů c) Chemické vlastnosti kovů d) Výskyt kovů v přírodě 2. Výroba kovů 3. Slitiny
Kovy v periodické tabulce prvků nekovy, polokovy, kovy s-prvky (vyjma vodíku) p-prvky hranice mezi nekovy a kovy d-prvky kovy f-prvky - kovy
Fyzikální vlastnosti kovů kovový lesk tažnost, kujnost, ohebnost tepelná a elektrická vodivost http://investicnikovy.cz/ http://www.modryobchod.cz/cat alog/index.php?cpath=44 Platina Kovový drát Pásový model pevných látek
Chemické vlastnosti kovů kovy neušlechtilé X ušlechtilé reakce s kyselinami koroze K, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Co, Ni, Sn, Pb, H 2 Cu, Ag, Hg, Au neušlechtilé kovy ušlechtilé kovy Při reakci neušlechtilých kovů s kyselinami dochází k uvolňování vodíku. http://mjf.pise.cz/151304-oxidace.html Koroze železných předmětů Zn + 2 HCl H 2 + ZnCl 2 Ušlechtilé kovy jsou odolné vůči působení běžných kyselin. Výjimečně reagují s oxidujícími kyselinami. Nevytěsňuje se však vodík. Cu + 2 H 2 SO 4 CuSO 4 + SO 2 + 2 H 2 O
Chemické vlastnosti kovů hoření práškových kovů barvení plamene kationty kovů Kationt kovu Barva plamene Kationt kovu Barva plamene Li + růžová Ca 2+ cihlově červená Na + žlutá Sr 2+ červená K + fialová Ba 2+ žlutozelená Rb + fialová Cu 2+ modrozelená Cs + šedomodrá
Výskyt kovů v přírodě Rudy hliníku http://www.zlaty-sperk.cz/magazin/drahekameny/25-safir-drahokam-z-nebe.xhtml bauxit kryolit barevné odrůdy korundu Ruda cínu Ruda olova Ruda zinku Ruda rtuti http://geologie.vsb.cz/loziska/lozisk a/rudy/kasiterit.html cínovec (kasiterit) http://geologie.vsb.cz/gp/stud.php leštěnec olověný (galenit) http://geologie.vsb.cz/loziska/suroviny/ rudy/sfalerit.html sfalerit rumělka (cinabarit)
Výskyt kovů v přírodě Rudy železa http://asvanytan.nyf.hu/node/257 http://web.natur.cuni.cz/ugmnz/min eral/mineral/magnetit.html krevel (hematit) hnědel (limonit) magnetovec (magnetit) http://mineralminers.com/html/pytmins.stm kyz železný (pyrit) Rudy mědi chalkopyrit http://www.akvamarin.org/obchod /index.php?main_page=index&cp ath=106 malachit azurit
Výroba kovů Kov vystupuje v rudě v kladném oxidačním čísle, lze jej vyredukovat. Me n+ + n e - Me 0 Výrobní postup: Zkoncentrování rudy Fyzikální a chemické separační postupy Zisk surového kovu Čištění surového kovu separace částic magnetem plavení sedimentace flotace tavení rozklad pomocí kyseliny či báze filtrace destilace aj. redukce chemickým činidlem elektroredukce tepelný rozklad speciální metody elektrolýza tepelný rozklad zonální tavba aj.
Zisk surového kovu: A. Redukce chemickým činidlem redukce uhlíkem redukce oxidem uhelnatým Výroba kovů Fe 3 O 4 + 4 C 4 CO + 3 Fe redukce vodíkem PbO + CO Pb + CO 2 2 AgCl + H 2 2 Ag + 2 HCl redukce kovem V 2 O 5 + 5 Ca 5 CaO + 2 V Cr 2 O 3 + 2 Al Al 2 O 3 + 2 Cr
Zisk surového kovu: B. Elektroredukce Výroba kovů stejnosměrný elektrický proud kov se vylučuje na záporné elektrodě (katodě) elektrolýza tavenin solí X elektrolýza roztoků solí C. Tepelný rozklad sloučenin především oxidy ušlechtilých kovů 2 HgO 2 Hg + O 2 D. Speciální metody Mondova metoda pro výrobu niklu, van Arkel-de Boerova metoda pro výrobu titanu
Slitiny Slitina = ztuhlá směs roztavených kovů. Složení slitiny nelze vyjádřit chemickým vzorcem. Hlavní tipy slitin: 1. Lehké slitiny 2. Nízkotající slitiny 3. Slitiny barevných kovů 4. Amalgámy 5. Legované oceli
Slitiny 1. Lehké slitiny nízká hustota, vysoká pevnost dural magnalium silumin elektron Al, Cu, Mg Al, Mg Al, Si, Mg Mg, Al, Zn konstrukční materiál konstrukční materiál součástky motoru píst sportovní potřeby pyrotechnika
Slitiny 2. Nízkotající slitiny mají nízkou teplotu tání pájky liteřina Roseův kov Woodův kov Sn, Pb Pb, Sb, Sn Bi, Pb, Sn Bi, Pb, Sn, Cd litera slévárenské modely Woodův kov teplota tání cca 63 C pájení
Slitiny 3. Slitiny barevných kovů slitiny neželezných kovů bronzy mosazi Monelův kov alpaka Cu, Sn +. Cu, Zn +. Ni, Cu Cu, Ni, Zn socha žesťové nástroje chemické nádobí příbor zvon armatury mince
Slitiny 4. Amalgámy slitiny rtuti zlatý stříbrný alkalických kovů Hg, Au Hg, Ag Hg, alkalický kov zlatý amalgám amalgámová výplň amalgámový způsob výroby NaOH
Slitiny 5. Legované oceli ocel obsahující více než 5 % dalších kovových prvků nerezová vanadová pružinová ohnivzdorná Fe, Cr, Ni Fe, V Fe, Cr Fe, Mo, W nerezové nádobí karosérie automobilů pružina trezor chirurgické nástroje
I n v e s t i c e d o r o z v o j e v z d ě l á v á n í Konec Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.