Химические и физические свойства металлов

Общие свойства металлов

Получение

Встречаемость в виде:

· Самородное состояние (правее в ряду активности)

· Соединений с др. элементами (левее в ряду активности)

Способы восстановления металлов:
1) Пирометаллургия – получение металлов из их оксидов. В тех случаях, когда руда представляет собой соль, например сульфид цинка, ее предварительно переводят в оксид:
2ZnS+3O₂=2ZnO+2SO₂­
В качестве восстановителей металлов из их оксидов используют углерод, оксид углерода (II), водород, метан:
Cu₂O+С=2Cu+СО

Углём (коксом) восстанавливают соединения, плохо образующие карбиды: железо, многие цветные металлы.

Металлотермия – восстановление металлов из их соединений другими металлами. Эти процессы протекают также при высоких температурах. В качестве восстановителей используют алюминий, магний, кальций, натрий, а также кремний.
Если восстановителем является алюминий, то процесс называется алюмотермией, если магний — магнийтермией:
Cr₂О₃+2Аl=2Cr+Аl₂O₃

ТiCl₄+2Mg=Ti+2MgCl₂
Также встречается водородотермия:
МоO₃+3Н₂=Мо+3Н₂О

При меняется к легко образующим карбиды металлам: марганец, хром, титан, молибден, вольфрам и др.

2) Гидрометаллургия охватывает способы получения металлов из их солей. В этом случае элемент металла, входящего в состав руды, сначала переводят в растворимую соль с помощью соответствующего реагента и только после этого из раствора непосредственно извлекают металл.
Применяется к меди, серебру, цинку, урану и др. Многие медные руды содержат оксид меди. Такую руду обрабатывают разбавленной серной кислотой и переводят в сульфат меди, растворимый в воде:
CuO+H₂SO₄=CuSO₄+Н₂О
После этого из сульфата меди медь извлекают либо электролизом, либо вытесняют с помощью железа:

CuSO₄+Fe=Cu+FeSO₄

3) Электрометаллургия охватывает способы получения металлов с помощью электролиза. Этим способом получают главным образом легкие металлы — алюминий, натрий и другие — из их расплавленных оксидов или хлоридов.

Химические и физические свойства металлов

Все металлы отличаются способностью легко отдавать валентные электроны. В связи с этим металлы проявляют ярко выраженные восстановительные свойства. Степень восстановительной активности металлов отражает ряд напряжений.
Зная положение металла в этом ряду, можно сделать вывод о сравнительной величине энергии, затрачиваемой на отрыв от атома валентных электронов. Чем ближе к началу ряда, тем легче окисляется металл. Наиболее активные металлы вытесняют водород из воды при обычных условиях с образованием щелочи:
2Na+2Н₂O=2NaOH+H₂­
Менее активные металлы вытесняют водород из воды в виде перегретого пара и образуют оксиды:
2Fe+4H₂O=Fe₃O₄ +4H₂­
Реагируют с разбавленными и бескислородными кислотами, вытесняя из них водород:
Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂­
Металлы, стоящие в ряду напряжений после водорода, не могут вытеснять его из воды и из кислот, а вступают с кислотами-окислителями в окислительно-восстановительные реакции без вытеснения водорода:
Cu+2H₂SO₄ (конц)=CuSO₄+SO₂­+Н₂O
Все предшествующие металлы вытесняют последующие за ними в ряду напряжений из их солей:
Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu
Во всех случаях вступающие в реакции металлы окисляются. Окисление металлов наблюдается и при непосредственном взаимодействии металлов с неметаллами:
2Na+S=Na₂S 2Fe+3Cl₂=2FeCl₃
Большинство металлов активно реагируют с кислородом, образуя оксиды разного состава.

Дата добавления: 2015-07-11