Застосування металів та їхніх сплавів. ТЕМАТИЧНА Основи. Властивості, застосування гідроксидів Натрію і Кальцію.

 60 група Хімія 06.06.2022

Понедельник, 6 июня · 9:40–10:40AM

Контактная информация для встречи в Google Meet

Ссылка: https://meet.google.com/jos-fjqe-fir

Урок https://imijzppl.blogspot.com/2022/06/60-06062022.html

Хімія на 06.06.22

60 група

Урок 96-97

Тема: 

Застосування металів та їхніх сплавів.  ТЕМАТИЧНА

Основи. Властивості, застосування гідроксидів Натрію і Кальцію.

 

Урок 96

Тема: Застосування металів та їхніх сплавів.

 ТЕМАТИЧНА

Завдання на урок:

1.      Ознайомтесь з матеріалами відеоуроку за посиланням:

https://www.youtube.com/watch?v=5pw2EhZLE9A

https://www.youtube.com/watch?v=5JDxCZDbGk8

та  § 32 підручника (стор.163-164)

  https://uahistory.co/pidruchniki/grygorovich-chemistry-11-class-2019-standard-level/

2.      Ознайомтесь з матеріалами уроку:

 

Про те, що властивості металів змінюються при їх сплавлюванні з іншими металами, стало відомо ще в давнину. 5 тисяч років тому наші предки навчилися робити бронзу — сплав олова з міддю. Бронза за твердістю перевершує обидва метали, що входять до її складу.

 

Властивості чистих металів, як правило, не відповідають необхідним вимогам, тому практично у всіх сферах людської діяльності найчастіше використовують не чисті метали, а їх сплави.

Сплав — це матеріал, який утворюється у результаті затвердіння розплаву двох або кількох окремих речовин, хоча б одна з яких — обов'язково метал.

До складу сплавів, крім металів, можуть входити також неметали, наприклад, такі, як вуглець або силіцій.

 

Додаючи в певній кількості домішки інших металів і неметалів, можна отримати багато тисяч матеріалів з найрізноманітнішими властивостями, у тому числі і такими, яких немає в жодного зі складових елементів сплаву.

 

Сплав, у порівнянні з вихідним металом, може бути:

·         механічно міцніше і твердіше,

·         зі значно вищою або нижчою температурою плавлення,

·         стійкішим до корозії,

·         стійкішим до високих температур,

·         практично не змінювати своїх розмірів при нагріванні або охолодженні, тощо.

Наприклад, чисте залізо — порівняно м'який метал. При додаванні до заліза вуглецю, твердість сплаву істотно зростає. За кількістю вуглецю, а, отже, і за твердістю, розрізняють сталь (уміст вуглецю менше 2 % за масою), чавун (С — більше 2 %). Проте не тільки вуглець змінює властивості стали. Доданий до сталі хром робить її нержавіючою, вольфрам робить сталь набагато твердішою, додавання мангану робить сплав зносостійким, а ванадію — міцним.

Застосування сплавів, як конструкційних матеріалів

Сплави, що використовуються для виготовлення різних конструкцій, повинні бути міцними і легко піддаватися обробці.

 

У будівництві та у машинобудуванні найширше використовуються сплави заліза та алюмінію.

 

Такі сплави заліза, як сталі, відрізняються високою міцністю і твердістю. Їх можна кувати, пресувати, зварювати.

Чавуни використовують для виготовлення масивних і дуже міцних деталей. Наприклад, раніше з чавуну відливали радіатори центрального опалення, каналізаційні труби, досі виготовляють котли, перила і опори мостів. Вироби з чавуну виготовляються з використанням лиття.

  

Сплави алюмінію, які використовуються у конструкціях, наряду з міцністю, повинні відрізнятися легкістю. Дюралюміній, силумін — сплави алюмінію, які є незамінними у літако-, вагоно- і суднобудуванні.

 

У деяких вузлах літаків використовуються сплави магнію — дуже легкі і жаростійкі.

 

У ракетобудуванні застосовують легкі і термостійкі сплави на основі титану.

 

Для поліпшення ударостійкості, корозійної стійкості, зносостійкості, сплави легують — вводять спеціальні добавки. Додавання мангану, робить сталь ударостійкою. Щоб отримати нержавіючу сталь, до складу сплаву вводять хром.

 

Конструкція зі сталевих балок	Радіатори центрального опалення	Ажурні перила, відлиті з чавуну

Інструментальні сплави

Інструментальні сплави призначені для виготовлення ріжучих інструментів, штампів і деталей точних механізмів. Такі сплави повинні бути зносостійкими і міцними, причому при розігріванні їх міцність не повинна істотно зменшуватися. Таким вимогам відповідають, наприклад, нержавіючі сталі, які пройшли спеціальну обробку (загартування).

Додавання до сплавів речовин, що поліпшують їх властивості, називають легуванням.

Для отримання необхідних властивостей, інструментальні сталі, як правило, легують вольфрамом, ванадієм або хромом.

Застосування сплавів в електротехнічній промисловості, електроніці та приладобудуванні

Сплави служать незамінним матеріалом при виготовленні особливо чутливих і високоточних приладів, різного роду датчиків і перетворювачів енергії.

 

Наприклад, для виготовлення серцевини трансформаторів і деталей реле використовують сплав нікелю. Окремі деталі електромоторів виготовляються зі  сплавів кобальту.

 

Сплав нікелю з хромом — ніхром, що відрізняється високим опором, використовується для виготовлення нагрівальних елементів печей і побутових електроприладів.

Зі сплавів міді в електротехнічній промисловості і в приладобудуванні найширше застосування мають латуні і бронзи.

 

Латуні незамінні при виготовленні приладів, деталями яких є опорні крани. Такі прилади використовуються в мережах подачі газу і води.

 

Бронзи використовуються при виготовленні пружин і пружних контактів.

 

Нагрівальні елементи побутових електроприладів	Запірні крани для водопроводів і газопроводів	Пружні контакти електричних розеток

 

Застосування легкоплавких сплавів

Головною необхідною властивістю легкоплавких сплавів є задана низька температура плавлення. Це властивість, зокрема, використовується для пайки мікросхем. Крім того, ці сплави повинні мати певну густину, міцність на розрив, хімічну інертність, теплопровідність, тощо.

 

Легкоплавкі сплави виготовляють з вісмуту, свинцю, кадмію, олова та інших металів. Такі сплави використовують у термодатчиках і термометрах пожежної сигналізації, наприклад, сплав Вуда. У ливарній справі для виробництва виплавлюваних моделей, для фіксації кісток і протезування у медицині.

 

Сплав натрію з калієм (температура плавлення −12,5°С) використовується як теплоносій для охолодження ядерних реакторів.

 

Припой (сплав для паяння) має невисоку температуру плавлення	Легкоплавкі сплави використовуються у ливарній справі	Легкоплавкі сплави незамінні у датчиках пожежної сигналізації

 

Застосування сплавів у ювелірній справі

Застосування в чистому вигляді дорогоцінних металів у ювелірній справі не завжди виправдано і доцільно через їх дороговизну, фізичні і хімічні особливості.

 

Для надання ювелірним виробам із золота більшої твердості і зносостійкості використовуються сплави з іншими металами.

 

Найкраща добавка — це срібло (знижує температуру плавлення) і мідь (підвищує твердість). Чисте золото використовують дуже рідко, оскільки воно занадто м'яке, легко деформується і дряпається.

 

Зі сплавів золота з 10−30 % інших благородних металів (платини або паладію) виготовляють форсунки лабораторних приладів, а зі сплаву з 25−30 % срібла — ювелірні вироби та електричні контакти.

 

Ювелірні вироби зі сплавів золота	Позолочені електричні контакти

Сплави у мистецтві

Олов'яна бронза (сплав міді з оловом) — один з перших освоєних людиною сплавів металів. Вона має більшу, у порівнянні з чистою міддю, твердість, міцність і більш легкоплавка. Бронзи успішно застосовують для отримання складних за конфігурацією виливків, включаючи художнє лиття. Класичною маркою бронзи є дзвонова бронза.

 

Одне з нових напрямків у мистецтві — виробництво художніх литих виробів із чавуну. Литі вироби з чавуну істотно перевершують за якістю ковані вироби. 

 

Чавун — метал набагато крихкіший і не такий ковкий, як сталь. Але, навіть з такого, здавалося б, грубого матеріалу, можна отримувати справжні витвори ливарного мистецтва способом лиття, наприклад, такі, як литі сходи або решітки на вікна. Такі вироби піддаються лише поверхневій корозії і не потребують ретельного догляду.

 

Бронзова скульптура	Дзвони відливають із спеціального сорту бронзи	Чавунні сходи. Практично і дуже гарно

 

3.      Дайте усну відповідь на питання № 457-459 (стор.164):

457. Що називають сплавом? Наведіть приклади сплавів.

458. Чому здебільшого використовують не чисті метали, а їхні сплави?

459. Схарактеризуйте застосування чистих металів та їхніх сплавів.

 

4.      Виконайте самостійну роботу № 461,462 (стор.164).

461. Зразок заліза масою 8,4 г занурили в хлоридну кислоту масою 200 г із масовою часткою HCl 6 %. Обчисліть масу солі в розчині після реакції.

462. Під час взаємодії сплаву міді з цинком масою 13 г із надлишком хлоридної кислоти виділився водень об'ємом 2,24 л (н. у.). Обчисліть масові частки металів у сплаві.

5.      Виконати тест за посиланням https://naurok.com.ua/test/join?gamecode=4092106 або відкривши посилання  join.naurok.ua код доступу 4092106 до 14 червня

6.    Виконайте тематичне оцінювання з теми «Метали»

 

Варіант I.

Частина А. Тестові завдання з вибором однієї правильної відповіді з чотирьох:

1. s-Елементу 4-го періоду ПСХЕ відповідає електронна формула:

1) 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d³4s²                   2) 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹4s²

3) 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹            4) 1s²2s²2p⁶3s¹

2. Електронна формула йона натрію:

1) 1s²2s²2p⁶3s²           2) 1s²2s²2p⁶                3) 1s²2s²2p⁶3s¹           4) 1s²2s²2p⁵

3. Змінний ступінь окиснення у сполуках проявляє:

1) барій                      2) мідь                        3) кальцій                  4) цезій

4. Проста речовина - залізо - може бути:

1) тільки відновником 2) тільки окисником

3) і окисником, і відновником

5. Схема перетворень Cu + 2 → Cu + 1 → Cu0 є процеси:

1) відновлення 2) окиснення

3) окиснення (1), відновлення (2) 4) відновлення (1), окиснення (2)
6. Відновні властивості в ряду хімічних елементів: Cs - Rb - K - Ca:

1) змінюються періодично 2) не змінюються 3) слабшають 4) посилюються

7. Формула речовини Х в рівнянні реакції: Cu + 2H2SO4 = CuSO4 + X + 2H2O:

1) H2 2) SO2 3) H2S 4) SO3

8. Формули продуктів електролізу броміду натрію на інертних електродах:

1) Na, H2 2) NaOH, Br2, H2 3) Na, Br2 4) NaOH, H2

9. Цинк взаємодіє з кожною речовиною групи:

 1) водень, сульфат міді (II) (розчин), формальдегід 2) кисень, мурашина кислота, сірка 3) оксид вуглецю (IV), оксид кальцію, фенол (розплав) 4) глюкоза, етанол, хлор

10. Основні властивості гідроксидів посилюються в ряду:

1) KOH-NaOH-Be (OH) 2-LiOH 2) Be (OH) 2-LiOH-NaOH-KOH

3) LiOH-Be (OH) 2-NaOH-KOH 4) KOH-NaOH-Be (OH) 2-LiOH

 

Частина Б. Завдання з вільною відповіддю.

11. Складіть формули вищого оксиду і гідроксиду елемента, в ядрі якого міститься 56 протонів. Назвіть ці речовини, вкажіть їх характер.

12. Складіть рівняння реакцій наступних перетворень:

 Al → X → AlCl3 → Al (NO3) 3 → X → KAlO2

13. Доповніть фразу: «В періоді зі зменшенням заряду ядра атома від галогену до лужного металу радіус атомів ...».

14. Порівняйте число атомів в 32 г міді і 12 г магнію.

15. Розрахуйте об’єм, кількість речовини та масу газу, отриманого при взаємодії 3,5 г літію з водою, взятою в надлишку.

 

 

7.    Скріншот звіту чекаю на пошту nataalex088@gmail.com 

 

 

 

 

Урок 97

Тема: Основи. Властивості, застосування гідроксидів Натрію і Кальцію.

Завдання на урок:

1.      Ознайомтесь з матеріалами відеоуроку за посиланням:

https://www.youtube.com/watch?v=wv4d7WIDIYU

 

та  § 32 підручника (стор.163-164)

  https://uahistory.co/pidruchniki/grygorovich-chemistry-11-class-2019-standard-level/

2.      Ознайомтесь з матеріалами уроку:

 

 

2.1.Основи, назви  основ, класифікація .

 Основи – складні сполуки, молекули яких складаються з атома металу та однієї або декількох гідроксильних груп — ОН.

 Загальна формула основ – M(OH)n.

 Кількість гідроксильних груп у молекулі основи (n) дорівнює валентності металу.

      Назви основ.

Назви основ за міжнародною номенклатурою утворюються за наступною схемою: Метал — (валентність) — гідроксид. Назва металу вказується в називному відмінку, валентність вказується лише у тому випадку, коли елемент може проявляти змінну валентність, у кінці назви додається слово «гідроксид». Крім назви за міжнародною номенклатурою існують ще історичні назви основ. Наприклад: NaOH — натрій гідроксид (їдкий натр); KOH — калій гідроксид (їдкий калій); Ca(OH)2 — кальцій гідроксид (гашене вапно); Fe(OH)2 — ферум (ІІ) гідроксид; Fe(OH)3 — ферум (ІІІ) гідроксид.

          Класифікація основ.

 В залежності від розчинності основ у воді, їх поділяють на розчинні основи(луги) та нерозчинні основи. Розчинні основи утворюються лужними і лужноземельними металами (головні підгрупи І і ІІ груп періодичної системи).

 В свою чергу, нерозчинні основи поділяються на амфотерні гідроксиди та власне нерозчинні основи. Здатність хімічних речовин виявляти кислотні або основні властивості в залежності від природи речовини, з якою вони реагують, називається амфотерністю. Амфотерні властивості виявляють гідроксиди алюмінію, берилію та перехідних металів, наприклад: цинку, тривалентного хрому і тривалентного заліза та ін.

 В залежності від кількості гідроксильних груп у складі молекули основи, їх класифікують на однокислотні (NaOH), двокислотні (Ca(OH)2), трикислотні (Fe(OH)3), чотирикислотні(Ti(OH)4).

 2.ФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ НАТРІЙ ГІДРОКСИДУ І КАЛЬЦІЙ ГІДРОКСИДУ. 

Натрій гідроксид NaOH  — біла непрозора тверда речовина, гігроскопічна, добре розчиняється у воді (за 20 °С у 100 г води розчиняється 100 г натрій гідроксиду), розчинення супроводжується виділенням теплоти. Розчини милкі на дотик.

Фізичні властивості кальцій гідроксиду схожі з властивостями натрій гідроксиду. Хоча він має порівняно малу розчинність (за 20 °С у 100 г води розчиняється 0,16 г кальцій гідроксиду).

Тверді луги та їх водні розчини зберігають у добре закритому посуді, бо вони реагують з вуглекислим газом повітря і перетворюються на карбонати.

І у твердому стані, і в розчинах натрій гідроксид у разі потрапляння на шкіру спричинює опіки. Тому поводитися з ним необхідно обережно, використовувати засоби індивідуального захисту (захисні окуляри й гумові рукавички), а також дотримуватися загальних правил безпеки. У разі потрапляння лугу на шкіру, потрібно ретельно промити її водою, після чого нейтралізувати розчином етанової або борної кислот.

Луги руйнують скло, порцеляну, вовну, шовк і шкіру. Оскільки луги роз'їдають скло, їх зберігають у поліетиленовій тарі.

Натрій гідроксид NaOH та кальцій гідроксид Са(ОН)₂ — тверді речовини білого кольору, без запаху. Дисоціюють з утворенням гідроксид-аніонів ОН^-. Роз'їдають шкіру, тканини, папір й інші матеріали.

3.ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ НАТРІЙ ГІДРОКСИДУ І КАЛЬЦІЙ ГІДРОКСИДУ. 

1.Зміна забарвлення індикаторів.

 У розчинах гідроксиду Натрію та гідроксиду Кальцію лакмус набуває синього кольору, метиловий оранжевий — жовтого, а фенолфталеїн — малинового. Універсальний індикатор у розбавленому розчині лугу має зелене забарвлення, у концентрованому — синє та синьо-фіолетове.

2. Взаємодія лугів із кислотними оксидами. Луги взаємодіють з кислотними оксидами, утворюючи сіль кислоти, якій відповідає взятий для реакції оксид, і воду.

2NaOH + SO₃ = Na₂SO₄ + Н₂О;

3. Взаємодія лугів із розчинами кислот. Реакція нейтралізації.

NaOH + HCl = NaCl + H₂O

Реакцію обміну між основою та кислотою називають ще реакцією нейтралізації.

Тепер вам стає зрозумілою хімічна сутність запобіжних заходів при роботі з лугами. Нагадаємо, щоб знешкодити дію лугу, місце його потрапляння на відкриті ділянки шкіри нейтралізують оцтовою (етановою) кислотою.

4. Взаємодія лугів із розчинами солей. 

Луги реагують у розчинах із солями:

Са(ОН)₂ + Na₂CO₃ = СаСО₃↓ + 2NaOH;

2NaOH + MnCl₂ = Μn(ΟΗ)₂↓ + 2NaCl.

Такі реакції відбуваються, якщо утворюється нерозчинна сполука — сіль, основа чи амфотерний гідроксид.

а також   з амфотерними оксидами і гідроксидами:

                                 

5. Лугам також властива взаємодія з металами, оксиди та гідроксиди яких мають амфотерні властивості, і деякими органічними речовинами.

 Взаємодія натрій гідроксиду при сплавлянні з металами, оксиди та гідроксиди яких мають амфотерні властивості:

2NaOH + Zn = H₂ + Na₂ZnO₂ натрій цинкат

2KOH + 2Al + 2H₂O = 3H₂ + 2KAlO₂ калій метаалюмінат

4.  Застосування гідроксидів Натрію і Кальцію. 

Гідроксид Натрію в природі не трапляється. Добувають цю речовину з природної сировини — кухонної солі, пропускаючи через водний розчин цієї солі постійний струм. Між водою й сіллю відбувається окисно-відновна реакція, серед продуктів якої є луг. Натрій гідроксид є лугом, найуживанішим у хімічних лабораторіях — наукових, виробничих, навчальних. Використовують як саму речовину, так і її розчини у воді (розбавлені, концентровані), іноді — в спирті.

 

Застосування натрій гідроксиду

 

 

 

 

Застосування кальцій гідроксиду

 

3.      Виконайте самостійну роботу

4.1.Укажіть характеристики притаманні натрій гідроксиду:

а ) погано розчиняється у воді ;   в ) взаємодіє з алюміній гідроксидом;

б ) не має запаху ;                       г) змінює забарвлення фенолфталеїну.

4.2. Допишіть схеми реакцій за участю розчинів лугів і складіть хімічні рівняння:

            a) NaOH + SO₂ →

                NaOH + Mg(NO₃)₂ →

            б) Ca(OH)₂ + P₂O₅ →

                 Ca(OH)₂ + K₃PO₄ →

4.3. Складіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі перетворення:

          а) Cа→  CаO →  Cа(OH2) → CаCl 2→ CаCO 3;

           б) К→  К2О →  КОН  →  КСl →   КNO3 

     4.4.Яку масу вапняку, що містить 90% кальцій карбонату необхідно взяти для одержання негашеного вапна масою 112г?

5.Скріншот звіту чекаю на пошту nataalex088@gmail.com