KOVY
Zařazení kovů v periodické tabulce [1]
Obecné vlastnosti kovů elektropozitivní tvoří kationty ochotně předávají své valenční elektrony [2] vodiče tepla a elektřiny tvoří slitiny kujné tažné ohebné neprůhledné i v tenkých vrstvách jejich hladké plochy mají kovový lesk krystalují v krychlové nebo šesterečné soustavě
Dělení kovů TĚŽKÉ hustota kovu: ρ > 5 g/cm 3 Fe, Mn, Cu, Zn, Co, Hg, Pb, Ni, W LEHKÉ Al, slitiny hliníku, Mg, Ti, Zr, Na, Ca TOXICKÉ mají toxické účinky, mohou zhoršit nebo poškodit funkce organismu Be, Hg, Cd, Pb, As ESENCIÁLNÍ nepostradatelné v malých dávkách pro funkci organismu: metabolismus látková výměna Ca, Mg, Na, Fe, Cu, Zn, Mn, Se, K, I
Klasifikace nebezpečnosti kovů ve vodách kovy zvláště nebezpečné: organocínové sloučeniny Hg a její sloučeniny Cd a jeho sloučeniny kovy nebezpečné: Zn, Cu, Ni, Cr, Pb Se, As, Sb, Ag Mo, Ti, Sn, Ba, Be B, U, V, Co, Ta, Te [3]
Reaktivnost kovů chemická reaktivnost kovů je značně rozdílná Kovy s jinými látkami: a) reagují za běžných podmínek alkalické kovy Li, Na, K, Rb, Cs, Fr b) reagují za zvýšené teploty reakce rozžhaveného Fe s přehřátou vodní párou reakce mědi a kyslíku na oxid [4] c) vůbec nereagují kovy ušlechtilé Au, Ag, Pt,
Elektrochemická řada kovů prvky nalevo od vodíku prvky napravo od vodíku neušlechtilé ušlechtilé klesá chemická reaktivita K Ca Mg Al Mn Zn Fe Ni Sn Pb H Cu Ag Hg klesá snaha reagovat se zředěnými kyselinami
Elektrochemická řada kovů kovy umístěné vlevo dokážou redukovat kovy z roztoků solí kovů umístěných vpravo K Ca Mg Al Mn Zn Fe Ni Sn Pb H Cu Ag Hg klesají redukční účinky př. železo vyredukuje měď z roztoku síranu měďnatého Fe + CuSO 4 Cu + FeSO 4 př. železo s roztokem síranu hlinitého nereaguje Fe + Al (SO 4 ) 3 NEREAGUJE
Koroze kovů kovy se liší svou stálostí vůči vnějším podmínkám CHEMICKÉ VLIVY vzduch, voda pórovitá vrstvička rzi hydroxid železitý Fe(OH) 3 na povrchu kovů se vytváří vrstvička sloučenin, které nemají vlastnosti kovů znehodnocený kovový předmět [5]
Pasivace kovů na povrchu kovů se vytváří tenká souvislá vrstvička sloučenin, které chrání kov před další korozí pasivace kovu = samovolná nebo řízená tvorba ochranné vrstvy na kovu např. u hliníku nebo zinku chemická pasivace hliníku [6]
Slitiny kovů roztavené kovy se mohou slévat a vychladnutím taveniny vznikají slitiny (= pevné roztoky) ze dvou a více kovových prvků mají lepší vlastnosti pro praktické využití než čisté kovy bronz (Cu + Sn) dural (Al + Cu + Mn + Mg) mosaz (Cu + Zn) ocel ( Fe, C a legující prvky, obsah C < 3%, korozivzdorná ocel obsah C: 0,1-1%)
Vnitřní struktura kovů prostorová mřížka kationtů kovu mezi kationty kovu se volně a neuspořádaně pohybují valenční elektrony kovová vazba [7]
metalurgie (hutnictví) Principy výroby kovů sloučeniny používané k výrobě kovů = RUDY z rud získáváme kovy redukcí: M n+ + ne - M zredukovaný kov elektropozitivní kov, s kladným oxidačním číslem Redukce: a) chemická - redukčním činidlem nekovy i kovy b) elektrochemická - elektrolýza v tavenině nebo v roztoku solí daného kovu galvanické pokovování
Skupiny kovů v periodické tabulce alkalické kovy (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr) kovy alkalických zemin (Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra) přechodné kovy (např. Sc, Ti, V, Cr ) ušlechtilé kovy (Cu, Ag, Au, Hg, Ru, Rh,Pd, Os, Ir, Pt) kovy skupiny železa triáda Fe (Fe, Co, Ni) [8] lehké platinové kovy (Ru, Rh, Pd) těžké platinové kovy (Os, Ir, Pt)
Alkalické kovy (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr) jsou to nejreaktivnější kovy (uchování pod petrolejem) [9] jeden valenční elektron, slabě poután malé hustoty měkké nízké teploty tání významné sloučeniny: hydroxidy NaOH, KOH hygroskopické, silně žíravé, silné zásady tvoří kationty M +
Kovy alkalických zemin (Be, Mg, Ca, s rostoucím Z ve skupině roste reaktivita prvků významné sloučeniny: Ca(OH) 2 CaCO 3 Sr, Ba, Ra) dva valenční elektrony, snadno je odevzdávají CaSO 4 CaO MgO [10] tvoří kationty M 2+ MgCO 3 CaHPO 4 Ca(H 2 PO 4 ) 2
Kovové prvky III.skupiny (Al, Ga, In, Tl) hliník 3. nejrozšířenější prvek zemské kůry křemičitany (živec, slídy, jíly), bauxit Al 2 O 3 xh 2 O hliník vedle železa nejpoužívanějším kovem vodiče slitiny práškový Al do barev redukční činidlo Al 2 O 3 tvrdý minerál korund Al 2 (SO 4 ) 3 k úpravě vody ve vodárnách [11]
Kovové prvky IV.skupiny ( Sn a Pb) olovo a cín se liší svou stálostí na vzduchu ( olovo se povléká vrstvičkou kyslíkatých sloučenin, cín je stálý) oba kovy se snadno taví tvoří slitiny bronz (Sn+Cu) pájky (Pb+Sn) Pb ochranné desky proti RTG záření [12] význam čistých kovů: Sn vnitřní povrch konzerv
Přechodné prvky lze je navzájem velmi dobře slévat slitiny vynikajících mechanických vlastností oceli slitiny platinových kovů slitiny chromu s niklem karbidy, nitridy:tvrdé a chemicky odolné látky různá oxidační čísla ve sloučeninách (I až VII) sloučeniny těchto prvků jsou barevné vysoké T T a T V, vysoké hustoty, vysoká tvrdost
Otázky k opakování: 1)Jak se říká kovům nepostradatelným pro organismus? 2)Které kovy jsou naopak pro organismus velmi nebezpečné?... 3) Uveďte příklady významných slitin. 4) Určete podle elektrochemické řady kovů, zda může reagovat železo se síranem hořečnatým...
5) Jaký chemický proces může zcela znehodnotit kovový předmět? Je možné této chemické reakci zabránit? Chemický proces:. Opatření:
Obrázky: Seznam použitých zdrojů: [1] Periodic Table Armtuk Armtuk. [online]. 2007-04-28 [cit. 2012-10-21]. Dostupný pod licencí Creative Commons Uveďte autora-zachovejte licenci 3.0 <http://commons.wikimedia.org/w/index.php?title=file:periodic_table_armtuk3.svg& page=1 > [2] Ritzelpaket Chris 73 Chris 73 [online]. 2005-01-01 [cit. 2012-10-21]. Dostupný pod licencí Creative Commons Uveďte autora-zachovejte licenci 3.0 <http://commons.wikimedia.org/wiki/file:ritzelpaket_01_kmj.jpg > [3] <http://commons.wikimedia.org/wiki/file:spinning_device.jpg > [cit 19.7.2012] [4] IronOxidePigment - Saperaud <http://commons.wikimedia.org/wiki/file:ironoxidepigmentusgov.jp g?uselang=cs > [cit 19.7.2012] [5] Corrosion, atmosferic and biologic - Lzur Lzur. [online]. 2005-06-12 [cit. 2012-10-21]. Dostupný pod licencí Creative Commons Uveďte autora-zachovejte licenci 3.0 <http://commons.wikimedia.org/wiki/file:corrosion.jpg?uselang=cs>
[6] Hamburgerpaumelle - Sindala <http://commons.wikimedia.org/wiki/file:hamburgerpaumelle.jpg > [cit 19.7.2012] [7] Nuvola di elettroni - Arte <http://commons.wikimedia.org/w/index.php?title=file:nuvola_di _elettroni.svg&page=1> [cit 19.7.2012] [8] Stylised Lithium Atom Indolesces Indolesces [online]. 2007-02-14 [cit. 2012-10-21]. Dostupný pod licencí Creative Commons Uveďte autora-zachovejte licenci 3.0 <http://commons.wikimedia.org/w/index.php?title=file:stylised_lithium_atom.svg &page=1> [9] Flame colour in alcalic metals - Miraceti Miraceti. [online]. 2007-09-02 [cit. 2012-10-21]. Dostupný pod licencí Creative Commons Uveďte autora-zachovejte licenci 3.0 <http://commons.wikimedia.org/wiki/file:flame_colour_in_alcalic_metals.png>
[10] Metallic Magnesium Jurii Jurii. [online]. 2009-05-28 [cit. 2012-10-21]. Dostupný pod licencí Creative Commons Uveďte autora-zachovejte licenci 3.0 <http://commons.wikimedia.org/wiki/file:magnesium-2.jpg> [11] Aluminium foil Jurii Jurii [online]. 2009-07-26 [cit. 2012-10-21]. Dostupný pod licencí Creative Commons Uveďte autora-zachovejte licenci 3.0 <http://commons.wikimedia.org/wiki/file:aluminium.jpg> [12] Cín Ondřej Mangl <http://commons.wikimedia.org/wiki/file:cín.png> [cit 21.10.2012]
Zdroje: http://ekologie.upol.cz/ku/etxo/toxickekovy.pdf [cit 19.7.2012] http://cs.wikipedia.org/wiki/kovy [cit 19.7.2012] Banýr J., Beneš P. a kol.,: Chemie pro střední školy. SPN, a.s., Praha 2001 Blažek J., Fabini J.,: Chemie pro studijní obory SOŠ a SOU nechemického zaměření. SPN, n.p., Praha 1984