Кислород (лат. Oxygenium) — элемент VIa группы 2 периода периодической таблицы Д.И. Менделеева. Первым открывает группу халькогенов — элементов VIa группы.
Газ без цвета, без запаха, составляет 21% воздуха.
Общая характеристика элементов VIa группы
Общее название элементов VIa группы O, S, Se, Te, Po — халькогены. Халькогены (греч. χαλκος — руда + γενος — рождающий) — входят в состав многих минералов. Например, кислород составляет 50% массы земной коры.
От O к Po (сверху вниз в периодической таблице) происходит увеличение: атомного радиуса, металлических, основных, восстановительных свойств. Уменьшается электроотрицательность, энергия ионизации, сродство к электрону.
Среди элементов VIa группы O, S, Se — неметаллы. Te, Po — металлы.
Электронные конфигурации у данных элементов схожи, так как они находятся в одной группе (главной подгруппе!), общая формула ns2np4:
- O — 2s22p4
- S — 3s23p4
- Se — 4s24p4
- Te — 5s25p4
- Po — 6s26p4
Основное состояние атома кислорода
У атома кислорода (как и атомы азота, фтора, неона) нет возбужденного состояния, так как отсутствует свободная орбиталь с более высоким энергетическим уровнем, куда могли бы перемещаться валентные электроны.
Атом кислорода имеется два неспаренных электрона, максимальная валентность II.
Природные соединения
- Воздух — в составе воздуха кислород занимает 21% (это число пригодится в задачах!)
- В форме различных минералов в земной коре кислорода содержится около 50%
- В живых организмов кислород входит в состав органических веществ: белков, жиров, углеводов и нуклеиновых кислот
Получение
В промышленности кислород получают из сжиженного воздуха. Также активно применяются кислородные установки, мембрана которых устроена как фильтр, отсеивающие кислород (мембранная технология).
В лаборатории кислород получают разложением перманганата калия (марганцовки) или бертолетовой соли при нагревании. Применяется реакция каталитического разложения пероксида водорода.
- KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2↑
- KClO3 → KCl + O2↑
- H2O2 → (кат. — MnO2) H2O + O2
- На подводных лодках для получения кислорода применяют следующую реакцию:
- Na2O2 + CO2 → Na2CO3 + O2↑
Химические свойства
Является самым активным неметаллом после фтора, образует бинарные соединения со всеми элементами кроме гелия, неона, аргона. Чаще всего реакции с кислородом экзотермичны (горение), ускоряются при повышении температуры.
- Реакции с неметаллами
- Во всех реакциях, кроме взаимодействия со фтором, кислород проявляет себя в качестве окислителя.
- NO + O2 → (t) NO2
- S + O2 → (t) SO2
- 2C + O2 = (t) 2CO (неполное окисление — угарный газ, соотношение 2:1)
- C + O2 = (t) CO2 (полное окисление — углекислый газ, соотношение 1:1)
- F + O2 → OF2 (фторид кислорода, O+2)
- Реакции с металлами
- Li + O2 → Li2O (оксид)
- Na + O2 → Na2O2 (пероксид)
- K + O2 → KO2 (супероксид)
- Горение воды
- Окисление органических веществ
- Контролируемое окисление
В реакциях кислорода с металлами образуются оксиды, пероксиды и супероксиды. Реакции с активными металлами идут без нагревания.
Известна реакция горения воды во фторе.
F2 + H2O → HF + O2
Все органические вещества сгорают с образованием углекислого газа и воды.
C3H7 + O2 = CO2 + H2O
При применении катализаторов и особых реагентов в органической химии достигают контролируемого окисления: алканы окисляются до спиртов, спирты — до альдегидов, альдегиды — до кислот.
Процесс можно остановить на любой стадии в зависимости от желаемого результата.
Видеоурок «Химические свойства металлов. Взаимодействие металлов с неметаллами»
§ 1 Взаимодействие металлов с неметаллами
- В этом уроке мы рассмотрим взаимодействие металлов с неметаллами.
- Металлы проявляют восстановительные свойства, так как их атомы отдают свои электроны и образуют положительные ионы – катионы, а атомы неметаллов выступают в роли окислителей – принимают электроны.
- Взаимодействие металлов с галогенами (элементами седьмой группы главной подгруппы: фтором, хлором, бромом, иодом).
- При взаимодействии металлов с хлором образуются хлориды, например, если тонкую стальную проволоку накалить и опустить в колбу, заполненную газообразным хлором, проволока сгорает, образуя бурый хлорид железа (III).
- Запишем уравнение реакции: 2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3 .
- Если высыпать в колбу с хлором порошок меди, он горит без нагревания с образованием хлорида меди (II). Уравнение этой реакции записывается так:
- Cu+Cl2 = CuCl2.
При взаимодействии металлов с бромом образуются бромиды, например, при смешивании порошок алюминия с бромом загорается, и образуется бромид алюминия. Уравнение этой реакции записывается так: 2Al + 3Br2 = 2AlBr3.
При взаимодействии металлов с иодом образуются иодиды, если взять смесь порошков цинка и иода (в соотношении 1:1) и капнуть из пипетки несколько капель воды, начнется бурная химическая реакция, в результате которой образуется иодид цинка. Уравнение этой реакции записывается так: Zn+I2=ZnI2. Вода в данной реакции является катализатором.
- Взаимодействие металлов с кислородом.
- С кислородом воздуха легко взаимодействуют щелочные и щелочноземельные металлы с образованием оксидов, пероксидов, поэтому их хранят под слоем керосина, а литий — в вазелиновом масле.
- При взаимодействии лития с кислородом образуется оксид лития.
Запишем уравнение реакции: 4Li + O2 = 2Li2O.
Кальций на воздухе окисляется до оксида кальция, уравнение этой реакции записывается так: 2Ca+ O2 = 2CaO.
Химические реакции с менее активными металлами происходят при нагревании.
Например, для реакции кислорода с магнием необходимо порошок магния поджечь. Магний моментально сгорает ярким пламенем с образованием белого оксида магния.
Уравнение этой реакции записывается так: 2Mg+ O2 = 2MgO.
Это свойство магния – ярко гореть – используется в пиротехнике. Измельченный магний – составляющая смесей для фейерверков. Вспышку магния использовали фотографы 100 лет назад для освещения моделей.
Медь и другие менее активные металлы энергично окисляются кислородом только при нагревании. Если прокаливать медную проволоку на пламени спиртовки, она покрывается черным налетом оксида меди (II). Запишем уравнение этой реакции: 2Cu+O2 = 2CuO.
- Золото и платиновые металлы кислородом воздуха не окисляются.
- Взаимодействие металлов с другими неметаллами.
- При взаимодействии металлов с серой образуются сульфиды. Если смесь порошков цинка и серы поджечь, образуется сульфид цинка по следующему уравнению:
- Zn+ S= ZnS.
Сульфид ртути образуется при взаимодействии серы с ртутью, при комнатной температуре реакция идет очень медленно, при нагревании процесс ускоряется. Уравнение этой реакции: Hg+ S= HgS. Это соединение нелетучее и не растворяется в воде, поэтому его можно использовать при демеркуризации помещений.
Металлы могут реагировать с водородом с образованием гидридов, реакции протекают при нагревании. Например, уравнение реакции получение гидрида натрия: 2Na+ H2 = 2NaH.
§ 2 Краткий итог урока
Взаимодействие металлов с неметаллами происходит с образованием бинарных соединений: хлоридов, оксидов, бромидов, сульфидов и других.
Условия протекания химических реакций зависят как от активности металла, так и от активности неметалла.
Наиболее активные металлы (щелочные и щелочноземельные) вступают в реакции без нагревания, менее активные металлы реагируют только при нагревании. В результате химических реакций металлы отдают свои электроны, а неметаллы принимают.
Список использованной литературы:
- Габриелян О.С. Химия. 9 класс: учебник для общеобразовательных учреждений. — М.: Дрофа, 2010.
- Химия. 9 класс: Настольная книга учителя./О.С. Габриелян, И.Г. Остроумов. – М.: Дрофа, 2003.
- school-collection.edu.ru/catalog/res/55a4babd-d3a0-e5b4-6daa…/view/
Использованные изображения:
ПОИСК
| Рис. 9.1. Система взаимодействия металла с кислородом |  |
Кроме того, взаимодействие металла с кислородом при сварке осложняется образованием растворов оксидов в металлах, а это сильно изменяет их термодинамическую устойчивость из-за возрастания энтропии в процессе растворения.
[c.318]
| Рис. 9.5. Схема взаимодействия металла с кислородом в ненасыщенном (а) и насыщенном б) растворах |  |
Коррозия металла — это самопроизвольный химический процесс, в результате которого возникает оксид металла. Реакция взаимодействия металла с кислородом может протекать в сторону образования оксида (направление направо), в сторону диссоциации оксида (направление влево) или находиться в химическом равновесии. В последнем случае будут одновременно происходить окисление металла и диссоциация оксида таким образом, что количество металла, кислорода и оксида в системе со временем не изменяется.
[c.44]
Взаимодействие газовой фазы с металлом в контактной зоне отливки характеризуется окислительно-восстановительными реакциями. В общем виде взаимодействие металла с кислородом можно описать реакцией
[c.98]
Химическая коррозия. Характерной особенностью химической коррозии, возникающей при взаимодействии металла со средой без появления электрического тока, является то, что продукты коррозии образуются непосредственно на тех участках поверхности, которые вступают в реакцию.
Чаще всего химическая коррозия происходит при взаимодействии металла с кислородом, образуя на поверхности окисные пленки. Плотную окисную пленку при химической коррозии образуют кадмий, алюминий, свинец, олово, железо, хром, медь, цинк, никель.
Пористые пленки окислов, сравнительно слабо препятствующие дальнейшему окислению, образуют магний, кальций, калий, натрий, поэтому эти металлы требуют специальной защиты от кислорода окружающей среды. i
[c.159]
Все научные исследования направлены к расшифровке механизма окисления на атомарном уровне. В этой связи наиболее ясной представляется начальная стадия взаимодействия металла с кислородом — адсорбция.
В литературе в настоящее время встречаются разные определения адсорбции.
Для рассматриваемого случая пригодно одно из последних универсальных определений адсорбция — концентрирование (сгущение) какого — либо вещества в пограничном слое у поверхности раздела двух фаз.
[c.9]
Размеры микрокамер и их форма выбираются в зависимости от вида свариваемого металла и его толщины, режимов сварки, формы изделия. При этом микрокамеры должны обеспечивать надежную защиту инертным газом зоны металла, нагретого до температур, при которых еще может происходить активное взаимодействие металла с кислородом и азотом воздуха. При сварке циркония необходимо защищать зону металла с температурой выше 500° С (773° К).
[c.46]
Теоретические представления, лежащие в основе моделей высокотемпературного взаимодействия металлов с кислородом в равной мере справедливы по отношению к реакциям металлов с галогенами, серусодержащими и другими газами. Классификация этих процессов должна базироваться на особенностях массопереноСа компонентов в твердой и газовой фазах [c.413]
При таких операциях, как прокатка, ковка, штамповка, нормализация, закалка и отжиг, необходим нагрев заготовок до высоких температур.
В результате взаимодействия металла с кислородом в процессе нагрева поверхностные слои металла окисляются, на поверхности заготовок образуется слой окалины. Чем продолжительнее нагрев и выше температура, тем больше угар металла.
При прокатке заготовок окалина закатывается в поверхность листов, что приводит к образованию поверхностных дефектов и является причиной брака металла. Не удаленная с поверхности окалина, обладающая высокой твердостью, ускоряет износ прокатных валков.
Потери металла в виде окалины в металлургическом производстве в среднем составляют около 4%, на машиностроительных заводах эти потери дополнительно составляют при ковке до 7 и штамповке до 3% массы заготовки.
[c.5]
При нагреве сталей и сплавов в обычной атмосфере заметно проявляется взаимодействие металла с кислородом.
[c.120]
Рассмотрим наиболее распространенный случай газовой коррозии — взаимодействие металла с кислородом с образованием слоя оксидов по реакции
[c.28]
При взаимодействии металла с кислородом продуктами коррозии являются оксидные пленки различной толщины, от свойств которых зависит дальнейший процесс коррозии.
Поэтому важно знать свойства образующихся пленок, механизм и законы их роста, отношение их к воздействию температуры, давления и т. д. Толщина образовавшихся пленок зависит от свойств металла, среды и других факторов.
Пленки бывают тонкие (до 40 нм), средние (от 40 до 500 нм) и толстые (более 500 нм).
[c.28]
Коррозионно-механическое изнашивание представляет собой изнашивание при трении материала, уже вступившего в химическое взаимодействие со средой. Коррозионное изнашивание является следствием взаимодействия металла с кислородом окружающей среды. В результате такого изнашивания на поверхности металла появляются осповидные ямки, язвы, ржавчина.
[c.494]
Считают, что причиной замедления анодного растворения при пассивации могут быть два процесса во-первых, хемосорбция кислорода, растворенного в электролите, который насыщает свободные валентности поверхностных атомов металла и снижает его химическую активность во-вторых, возникновение на поверхности металла тончайшей пленки продуктов взаимодействия металла с кислородом [3]. К металлам, способным к пассивации, относятся хром, алюминий, титан, никель, железо, молибден и ряд других.
[c.8]
Химическая коррозия — процесс взаимодействия металла с электропроводящей средой. При данном типе коррозии металлы и сплавы разрушаются без воздействия электрического тока.
Такая коррозия возникает при взаимодействии металла с кислородом, сильно активизируясь при повышенных температурах, а также при наличии галогенов, сероводорода, сернистого газа и т. д.
Она может возникать в жидкостях, не проводящих электрический ток, если в этих средах имеются продукты, химически взаимодействующие с данным металлом, например в обезвоженной нефти и продуктах ее переработки, в которых имеются серосодержащие вещества.
[c.23]
Рассмотрим наиболее распространенный случай газовой коррозии на примере взаимодействия металла с кислородом. Известно, что поверхностный слой любого металла, т. е.
поверхностные ад-ионы металла, имеет свободные связи, которые при соприкосновении с кислородом могут адсорбировать его, а затем ад-ионы металла взаимодействуют с ним с образованием слоя оксидов по реакции [c.35]
Взаимодействие металла с кислородом (окисление металла) протекает по уравнению
[c.12]
Незащищенная поверхность металла адсорбирует из окружающей среды окислительные компоненты — молекулы кислорода, оксидов углерода и серы, хлора и другие. Образуется оксидная пленка, которая на воздухе всегда содержит конденсированную влагу. Толщина пленки может быть различной в зависимости от температуры, влажности воздуха и других атмосферных условий.
В условиях сухой атмосферы происходит химическое взаимодействие металла с кислородом и другими газообразными реагентами из воздуха. Как правило, сухая атмосферная коррозия приводит к потускнению поверхности металла, не вызывая его разрушения. Железо и сталь в сухой атмосфере не корродируют даже при наличии агрессивных газов.
[c.
241]
Процессы, происходящие при выплавке стали, протекают в соответствии с целым рядом законов. По закону действующих масс скорость химических реакций пропорциональна концентрации реагирующих веществ. Поэтому при взаимодействии металла с кислородом в сталеплавильной печи происходит интенсивное окисление железа по реакции [c.44]
Наиболее важными при сварке являются реакции взаимодействия металла с кислородом, а также диссоциация, растворение и выделение в металле таких газов, как азот и водород. Большое значение имеют реакции связывания и нейтрализации водорода, а также подавления окисления углерода при затвердевании металла.
[c.47]
В широком смысле под вторичными структурами понимаются не только пленки, образующиеся в результате взаимодействия металла с кислородом, но и другие защитные пленки разного состава, строения и свойств, предохраняющие поверхности металла от непосредственного контакта.
[c.321]
Химической коррозией называют такие процессы, ири которых окисление металла и восстановление окислительного элемента происходят в одном акте, т. е. одновременно и в одном месте.
Примером химической коррозии является окисление металлов — взаимодействие металлов с кислородом воздуха, с газообразным хлором, с жидкой серой и нефтепродуктами, содержащими серу, вообще взаимодействие металлов с жидкостями, не являющимися электролитами (спирт, ацетон, фреоны, сжиженный природный газ и т. д).
[c.111]
Химическая коррозия или окисление — процесс непосредственного взаимодействия металла с кислородом окружающей среды, который может содержаться как в газах, так и в различных растворах, не проводящих электрический ток (спирте, бензине, органических жидкостях и т. д.).
Она развивается интенсивнее при нагреве, что приводит, например, к обгоранию нагревателей печей, окислению выхлопных клапанов и патрубков, обгоранию контактов и т. д. Если продукты реакции не улетучиваются, то они остаются в виде окисных пленок на поверхности металла.
Тугоплавкие и плотные окислы, прочно связанные с металлом, замедляют дальнейшее проник-
[c.141]
Взаимодействие металлов с кислородом
[c.261]
Правило фаз Гиббса (стр. 220) в полной мере приложимо к химически реагирующим системам, особенности которых рассмотрим на процессах взаимодействия металлов с кислородом [c.261]
Рассмотрим конкретные случаи взаимодействия металлов с кислородом на примере наиболее важных в техническом отношении металлов.
[c.267]
Взаимодействие металла с кислородом, как н с другими газами, определяется одновременно идущими процессами адсорбции и встречной диффузии атомов газа и ионов металла через слой окислов. Последние в окалине диффундируют обычно более интенсивно.
[c.25]
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МЕТАЛЛА С КИСЛОРОДОМ ПРИ СВАРКЕ ПЛАВЛЕНИЕМ
[c.206]
К химическим свойствам металлов и сплавов относится способность их вступать в реакцию с различными веществами.
При взаимодействии металлов с кислородом воздуха и влагой происходит их коррозия (разрушение) чугун ржавеет, бронза покрывается зеленым налетом, сталь при нагреве в закалочных печах окисляется, превращаясь в окалину, а в кислотах растворяется.
Металлы и сплавы, способные противостоять коррозии, делятся на нержавеющие, кислотостойкие (кислотоупорные) и жаростойкие (окалиностойкие). Последние применяются для изготовления различных деталей топок, труб паровых котлов, сильно нагревающихся деталей автомобилей и др.
[c.10]
Заготовки из вольфрама получают методами порошковой металлургии, а также дуговой и электронно-лучевой плавкой с последующим прессованием. При всех способах плавки и спекания используют инертную газовую среду или вакуум для предотвращения взаимодействия металла с кислородом, азотом и воздухом.
[c.132]
В большинстве случаев газовая коррозия является результатом взаимодействия металла с кислородом воздуха, согласно реакции
[c.127]
Наиболее распространенным является процесс взаимодействия металлов с кислородом, хотя известны и другие виды газовой коррозии (сернистая, водбродная и др.). Химическая коррозия, имеющая место в этом случае, развивается в кислородсодержащих газах иа воздухе, в углекислом газе, водяном паре, чистом кислороде и др.
Движущей силой газовой коррозии является термодинамическая неустойчивость металлов в газовых средах при данных внешних условиях давлении, температуре, составе среды и др. При этом на поверхности металла чаще всего образуется оксидная пленка.
От структуры, состава и свойств этих пленок зависит скорость процесса газовой коррозии. Защитные свойства оксидных пленок в значительной степени определяются их сплошностью, которая зависит от отношения моля оксида к массе атома металла.
Хорошо защищают металл от дальнейшего окисления только плотные оксиды, если отношение объемов находится S пределах 1,0—2,5 [28].
[c.407]
Окислы с Д>1, не растворяющие ионы металла или кислороду относятся к типу стехиометрических химических соединений такой окисел относительно плотный.
Взаимодействие металла с кислородом при образовании стехиометрического окисла может идти нреимущественно через разрывы в окисной пленке, образующиеся вследствие различия коэффициентов термического расширения окисла и паяемого металла при нагреве и охлаждении или в результате метастабильиости слоя окисла вследствие эпитаксиального его роста и образования локальных напряжений, приводящих к образованию в нем пор и отслоений.
[c.90]
В большинстве работ, посвященных механизму защиты железа от коррозии фосфатами, высказывается мнение, что фосфатный слой осаждается из электролита, а пассивирующий окисел возникает за счет взаимодействия металла с кислородом. Роль вторичного осажденного из электролита фосфата заключается в снижении скорости растворения окисного слоя. В работах [47] было показано, что в присутствии фосфатов на анодной поляризационной кривой имеется два потенциала пассивации один из них смещен на 0,2 В в отрицательную сторону по сравнению с потенциалом обычной пассивации, наблюдаемым в боратном буфере, не содержащем фосфатов. Из этого делается вывод, что в фосфатных растворах переходу железа в пассивное состояние предшествует специфическая пассивация, обусловленная вторичным осаждением фосфата металла из раствора. Накопление на поверхности стали плохорастворимого фосфата железа создает благоприятные условия для обычной окисной пассивации.
[c.66]
Однако во всех этих опытах не контролировалось прямым определением состояние поверхности металла перед началом пассивирования.
Вполне возможно, что начальное состояние поверхности металла, даже в электролите, полностью освобожденном от кислорода, не исключает наличия на поверхности металла адсорбированного кислорода и даже пленочного слоя окисла (или других соединений), образованных в результате взаимодействия металла с кислородом воды, как было установлено в нашей лаборатории для алюминия В. Н. Модестовой [46] и для титана — Р. М. Аль-товским [47]. Таким образом, не вполне ясно, следует ли определяемые экспериментально количества кислорода, меньше одного монослоя, достаточные для заметного смещения потенциала в пассивную сторону, связывать с равномерным его распределением по абсолютно непокрытой поверхности металла или считать, что этот кислород идет на заделку последних пор в уже имеющейся адсорбционной или даже фазовой пленке.
[c.16]
Чтобы определить направление реакции взаимодействия металла с кислородом по упругости диссоциации его окисла, необходимо упругость диссоциации РО2 сравнить с фактическим парциальным давлением кислорода Рогфакт в условиях реакции.
[c.48]
Процесс окисления — это сложный процесс, в результате которого наблюдаются и чисто химическое взаимодействие металла с кислородом, и диффузия атомов кислорода и металла через слой окислов. Поэтому строение окисной пленки имеет большое значение для жаростойкости металлов.
Чем плотнее окисная пленка, тем меньше через нее скорость диффузии, тем выше жаростойкость сплава. До 570° С структура поверхностного слоя сталей состоит из Fea и Рез04, может. образоваться и окисел РегОз. Эти окислы имеют сложное строение и скорость диффузии в них мала.
[c.
338]
Нагрев может сопровождаться взаимодействием поверхности металла с газовой фазой. Химическое взаимодействие металла с кислородом может приводить к обезуглероживанию поверхностного слоя (С -f Ог СО2) и образованию окалины в количестве до 1—3 % от массы металла (2Fe -f О2 2FeO).
[c.142]
Большинство средне- и высоколегированных сталей поддаются резке различными электрически.ми и кислороднофлюсовым способами.
Лишь кислородные способы резки непригодны для их обработки, так как в результате взаимодействия металла с кислородом на лобовой поверхности реза образуется тугоплавкая пл ка окислов хрома, затрудняющая диффузию кислорода и препятствующая непрерывному течению процесса.
[c.136]
Общие требования к точности складываются из требований к получению надлежащих раз.меров и форм вырезанных дегалей (заготовок). Требования к качеству поверхности реза непосредственно связаны с взаимодействием металла с кислородом режущей струи и подогревающим пламенем в процессе резки.
[c.197]
ПОИСК
Различают два вида коррозии химическую и электрохимическую. Химическая коррозия — это непосредственное взаимодействие металла с токонепроводящей внешней средой.
Например, окисление металла кислородом воздуха при высокт» температуре (газовая коррозия) или разрушение, происходящее при низких температурах в органических растворителях, нефти и т. п.
Некоторые оксидные пленки защищают металлы в той или иной степени от даль-нейш его разрушения (АиОз, ZnO, MgO, N 0, СггОз), другие, напротив, способствуют развитию процесса коррозии (оксиды железа, щелочных и щелоч оземельных металлов). Электрохимическая коррозия — процесс разрушения металла в растворе электролита.
Взаимодействие металла с растворами, способными проводить электрический ток, происходит не только при непосредственном погружении металлического изделия в раствор электролита, но даже при хранении в атмосферных условиях, так как на его поверхности образуется тонкая пленка влаги, В этом тонком слое [c.
90] Взаимодействие щелочных металлов с воздухом и водой. [c.185]
Химическая коррозия характерна для сред, не проводящих электрический ток. При химической коррозии происходит прямое гетерогенное взаимодействие металла с окислителем окружающей среды.
По условиям протекания коррозионного процесса различают а) газовую коррозию — в газах и парах без конденсации влаги на поверхности металла, обычно при высоких температурах. Примером газовой коррозии может служить окисление металла кислородом воздуха при высоких температурах б) коррозию в неэлектролитах — агрессивных органических, жидкостях, таких, как сернистая нефть и др. [c.207]
По химическим свойствам это активнейший металл. На воздухе тотчас окисляется, образуя рыхлые продукты окисления. При обычной температуре самовоспламеняется в атмосфере фтора и хлора. При небольшом подогревании энергично взаимодействует с жидким бромом, серой, иодом, водородом и др. [c.488]
Простые вещества. В виде простых веществ кальций и его аналоги — серебристо-белые металлы.
На воздухе, правда, они тотчас покрываются желтоватой пленкой продуктов взаимодействия с составными частями воздуха. Кальций довольно тверд, стронций и барий мягче. Барий в этом отношении напоминает свинец.
Приведем основные константы рассматриваемых металлов (и для сравнения константы Ве и Mg). [c.574]
Калий и его аналоги — исключительно реакционноспособные металлы. На воздухе калий тотчас окисляется, образуя рыхлые продукты взаимодействия цезий и рубидий самовоспламеняются.
[c.491]
Щелочные металлы на воздухе окисляются, образуя рыхлые продукты, например ЫзО и ЫдК. При этом КЬ и Сз самовоспламеняются. Все они самовоспламеняются в атмосфере фтора и хлора, а при соприкосновении с жидким бромом К, КЬ и Сз дают взрыв.
При умеренном нагревании они взаимодействуют с серой и углеродом, водородом и другими неметаллами. Во всех случаях атомы этих металлов превращаются в катионы (Ме — е = Ме+), в результате чего образуются вещества, в которых химические связи имеют ионный характер.
[c.401]
Калий и его аналоги — исключительно реакционноспособные металлы. На воздухе калий тотчас окисляется, образуя рыхлые продукты взаимодействия цезий и рубидий самовоспламеняются.
В атмосфере фтора и хлора эти металлы самовоспламеняются при обычных условиях. Взаимодействие их с жидким бромом сопровождается сильным взрывом. При нагревании они легко взаимодействуют с серой, водородом и другими неметаллами.
С металлами они образуют большей частью интерметаллические соединения. [c.594]
Для Ое, 5п и РЬ характерны оке и д ы (ЭОг, ЭО) и гидроксиды. Все оксиды —твердые вещества из них наиболее устойчивы ОеОг и РЬО. Оксиды получают накаливанием металлов на воздухе, а ОеО и 5пО косвенным путем. Оксиды ЭО и диоксиды ЭОз с водой не взаимодействуют, проявляют амфотерные свойства с преобладанием кислотных свойств у диоксида германия ОеОа и основных у оксида свинца РЬО. [c.299]
Кроме окисления кислородом, металлы взаимодействуют с парами воды воздуха. [c.558]
Химическая активность переходных элементов ниже активности непереходных (5, -р-) элементов.
Их металлы на воздухе покрыты защитными пленками оксида наиболее плотные защитные пленки у ниобия и тантала, рыхлые (малопрочные) — у цинка, марганца и железа.
Все переходные металлы взаимодействуют с галогенами, кислородом, серой, азотом, при сплавлении — с кремнием, бором, углеродом. [c.497]
Соединения с кислородом. Рубидий и цезий в зависимости от условий их окисления образуют с кислородом окиси МеаО, перекиси МеаОг, триоксиды Ме4(Ог)з, надперекиси МеОг и озониды МеОз- При сгорании металлов на воздухе или в кислороде образуются МеОа, всегда содержащие примеси Ме4(Ог)з и МедОг.
Все упомянутые кислородсодержащие соединения рубидия и цезия энергично взаимодействуют с парами воды и двуокисью углерода из воздуха, а надперекиси и озониды окисляют органические вещества с воспламенением или взрывом, вследствие чего требуют хранения в герметичной таре 26].
Изучены кислородные соединения рубидия и цезия недостаточно. [c.85]
Физические и химические свойства. В свободном состоянии Са, 5г и Ва — белые блестящие металлы, на воздухе окисляются. Са обладает наибольшей электрической проводимостью и твердостью.
Все эти металлы активней бериллия и магния, вытесняют водород из воды и разбавленных кислот. Металлы подгруппы кальция при обычных условиях взаимодействуют с кислородом и галогенами. С менее активными неметаллами (азот, халькогены, водород и др.
)— при умеренном нагревании. [c.131]
Щелочные металлы на воздухе очень легко окисляются, вследствие чего их хранят под слоем керосина, а большие количества — в герметичных сосудах. Взаимодействием их с кислородом происходит настолько энергично, что все они, за исключением лития, образуют при этом пероксиды общей формулы R2O2 (NajOj, КгОг). [c.50]
Нитрид алюминия частично образуется при сгорании металла на воздухе, хотя и в очень малых пропорциях по отношению к оксиду. Существует несколько способов получения A1N действием на нагретый металл аммиаком, взаимодействием азота и сульфида алюминия. Наконец, нитрид алюминия можно получить по реакции [c.151]
Изменение поверхности металлов на воздухе объясняют тем, что поверхность их покрывается тончайшей пленкой окислов — продуктов взаимодействия металла с кислородом воздуха. Как правило, при повышении температуры этот процесс ускоряется.
Если образующаяся на поверхности металла окисная пленка плотна, как, например, у алюминия или цинка, то она предохраняет металл от дальнейшего окисления. В этом случае сами продукты коррозии предохраняют металл от дальнейшего разрушения.
У других металлов, в частности у железа, поверхностная пленка пориста, поэтому через нее проникает кислород воздуха, такая пленка не предохраняет металл от дальнейшего разрушения.
Пленки на поверхности металла образуются и в результате действия на металл некоторых других (не только кислорода) газов, находящихся в воздухе. [c.180]
Взаимодействие с простыми веществами. Щелочные металлы взаимодействуют с кислородом. Все они легко окисляются кислородом воздуха, а рубидий и цезий даже самовоспламеняются. С кислородом литий образует оксид [c.241]
Коррозия теплопроводов со стороны грунта может быть вызвана электрохимическим взаимодействием металла с увлажненной теплоизоляцией или грунтом и блуждающими токами, стекающими с поверхности трубопроводов в грунте через увлажненную теплоизоляцию. В первом случае коррозия обусловлена воздействием на металл кислорода воздуха, содержащегося во влаге, во втором — анодным растворением металла в местах перетока электронов с металла в грунт и носит локальный характер. [c.14]
Химические реакции, при которых возможно образование аэрозолей, могут иметь самый различный характер. Так, в результате окисления при сгорании топлива образуются дымовые газы, содержащие продукты с весьма малым давлением пара. Смешиваясь с более холодным воздухом, эти продукты конденсируются и образуют топочный дым.
Дымы получаются также прн сгорании фосфора на воздухе (возникают частицы Р2О5), при взаимодействие газообразного аммиака и хлористого водорода (образуются частицы NH4 I), в результате фотохимических реакций, например при освещении влажного хлора (возникает туман хлористоводородной кислоты), я т. д.
Окисление металлов на воздухе, происходящее при различных металлургических и химических процессах, очень часто сопровождается образованием дымов, состоящих из частиц окислов металла, например окиси цинка, окиси магния и т. д. Стойкие туманы могут давать в смеси с воздухом такие вещества, как SO3 и НС1, Наконец, дым образуется при соприкосновении с влажным воздухом хлорида алюминия.
Последний дымит. на воздухе потому, что между А1(31з и водяным паром происходит химическая реакция с образованием высокодисперсных частиц А1(0Н)з. [c.356]
Вследствие довольно высокой активности марганец легко окисляется при нагревании, в особенности в порошкообразном состоянии, кислородом, серой, галогенами. Компактный металл на воздухе устойчив. Так как покрывается оксидной пленкой, которая препятствует дальнейшему окислению металла. Еще более устойчивая пленка образуется при действии на Мп холодной азотной кислоты. Технеций и рений вступают в химическое взаимодействие с неметаллами при достаточно 620 [c.620]
Электрокоррозия. Окислительно-восстановительный процесс, сопровождающийся окислением данного металла и восстановлением окислителя на его поверхности, называется коррозией этого металла. Коррозия может быть химической и электрохимической. Если металл взаимодействует с сухим, т. е.
лишенным влаги, газом (кислородом, сернистым газом, сероводородом, хлористым водородом и т. п.) или с жидким неэлектролитом (бензином, смолой и т. п.), то коррозия называется химической.
Коррозия называется электрохимической, когда при соприкосновении металла с влажным воздухом или с растворами электролитов образуются непрерывно действующие гальванические микроэлементы, в которых более активные составные части металла служат отрицательными электродами- (анодами) и поэтому окисляются, а менее активные — положительными электродами (катодами), на которых окислители восстанавливаются. В случае совершенно чистых металлов активными участками (анодами) являются более мелкие кристаллики, ребра, вершины или более значительные дефекты решетки, а менее активными (катодами) — более крупные кристаллики, грани и менее значительные дефекты кристаллической решетки. Например, в сталях катодными участками являются различные карбидные включения, а анодными — сам металл (железо). [c.310]
Если состав повер.хностного слоя стекла изменился в результате воздействия окружающего атмосферного воздуха, то в этом случае говорят, что стекло выветрилось.
Процесс выветривания состоит в гидролизе силикатов щелочных металлов, в процессе которого образуются гидроокислы щелочных металлов, а также коллоидальная кремниевая кислота.
Гидроокислы щелочных металлов взаимодействуют с находящимся в воздухе углекислым газом, образуя при этом пленку карбонатов щелочных металлов, которая выделяется на поверхности стекла в виде отдельной фазы. [c.82]
Почему едкие щмочи необходимо храннть в хорошо закупоренной посуде Напишите реакции взаимодействия щелочных металлов с воздухом. [c.155]
Марганец относится к активным металлам. На воздухе он окисляется и покрывается видимой пленкой оксидов, вначале красноватой, затем почти черной.
С водой на холоду марганец взаимодействует очень медленно при повышении температуры скорость реакции окисления марганца водой увеличивается. В разбавленных кислотах марганец растворяется с образованием солей марганца (П). В растворах щелочей марганец устойчив.
В соединениях марганец имеет окислительные числа +2, +3, +4, +6 и +7. Наиболее устойчивы соединения Мп (И), Мп (IV) и Мп (VII).
Наиболее часто возможные степени окисления марганца выражены в его оксидах МпО — одноокись, Мп Оз — полутораокись, МпОа—двуокись, МпОз—трехокись и Мп О, — полусемиокись. С повышением окислительного числа характер оксидов и гидроксидов изменяется от основного до кислотного [c.248]
Магний — легкий металл с плотностью при 20° С 1,738 г/см , с температурой плавления 65ГС и температурой кипения 1107° С. В атмосферных условиях магний при обычной температуре мало изменяется, обнаруживает значительную химическую стойкость, превышающую стойкость железа.
Это происходит вследствие образования на поверхности металла на воздухе тонкого слоя окиси магния. Обладая высоким электроотрицательным стандартным электродным потенциалом, равным —1,8 в, магний очень слабо взаимодействует с водой вследствие образования труднорастворимой гидроокиси магния.
Кипящая вода разлагается магнием с выделением водорода. [c.286]
Многие металлы взаимодействуют С кислотами, вы сняя из них водород. Почти все металлы взаимодействуют с кислородом воздуха многие из нихпри обыч ных условиях, особенно в присутствии влаги.
Некоторые металлы окисляются кислородом воздуха только при повышенной температуре, а отдельные металлы не окисляются кислородом воздуха даже при сильном нагревании. К последним относятся так называем-ые благородные металлы золото, платина, палладий и др.
Оксиды этих металлов можно получить лишь косвенным путем. Наиболее активные металлы (щелочные и щелочно [c.392]
Вместе с тем, на первый взгляд многие факты противоречат отмеченной закопомерности снижения химической активности от лития к цезию. Известно, что от лития к цезию усиливается способность самовозгорания металла на воздухе (рубидий и цезий воспламеняются без нагревания). Цезий гораздо энергичнее лития взаимодействует с водой.
В действительности эти наблюде-шя не противоречат тому, что рубидий и цезий менее активны по отношению к кислороду н воде, чем литий. Несмотря на то, что при окислении и взаимодействии с зодой рубидий и цезий выделяют меньше теплоты, чем 1ИТИЙ, эта энергия достаточна для быстрого плавления )тих металлов (рубидий, цезий и литий плавятся при 39, 18,5 и 179 °С).
Расплавленный металл окисляется зна-1ительно быстрее и, наконец, вспыхивает. [c.409]
Простые вещества титан, цирконий и гафний — тугоплавкие, коррозионно-стойкие металлы. Титан реагирует с кислотами-неокислителями в растворе с выделением водорода и образованием производных титана(П1).
Все три металла взаимодействуют с фтороводородной кислотой, превращаясь в комплексы (в случае титана образуется Нз[Т1Рб], цирконий и гафний переходят в Н2[ЭРб]).
При сплавлении со щелочами на воздухе эти металлы образуют двойные оксиды М и (М2Э)Оз, а титан в сильнощелочной среде взаимодействует с водой с выделением водорода и образованием в растворе ортотитанат-иона Т104. [c.243]
Скорость взаимодействия лития с воздухом, по данным [34], зависит от в.чияния нескольких факторов, к числу которых относятся чистота металла, влажность воздуха и температура окружающего воздуха, С увеличением степени чистоты лития повышается стойкость [c.167]
Наличие начальной защитной пленки, образовавшейся при взаимодействии металла с воздухом, часто обусловливает развитие питтинга. Переход ионов металла в раствор оказывается возможным в местах с на-рушеино пленкой, где образуется анодный участок, тогда как поверхность покрытая окисной пленкой является катодом. Образовавшиеся на катоде гидрохсг.
льные ионы мигрируют к анодному участку. Над анодной зоной з результате взаимодействия двухвалентных ионов с гидроксильными образуется гидроокись железа. Поступающий в зону образования гидроокиси железа кислород окисляет ее до Рез04 и Ре(ОН)з. Общее строение язвы, развивающейся в процессе коррозии, показано на рнс. 1-21. [c.
46]
Наличие начальной защитной пленки, образовавшейся при-взаимодействии металла с воздухом, часто обусловливает развитие точечной коррозии. Переход ионов металла в раствор оказывается возможным в местах с нарушенной пленкой, которые являются анодами, тогда как поверхность, покрытая окисной пленкой, является катодом.
Образовавшиеся на катоде гидроксильные ионы мигрируют к анодному участку. В прианодной зоне в результате взаимодействия двухвалентных ионов с гидроксильными образуется гидроокись железа. Поступающий в зону образования гидроокиси железа кислород окисляет гидроокись до Рео04 и Ре(ОН)з.
Схематично строение язвы, развивающейся в процессе коррозии, показано на рис. 26. В связи с затрудненны.
м доступом кислорода ко дну язвы потенциал на этом участке все более смещается в отрицательную сторону, но благодаря повышению омического сопротивления в поре за счет ее закупорки продуктами коррозии в развитии язвы наблюдается обычно некоторое замедление. [c.47]
