Leidsid 33 sarnast õppematerjali, mis on seotud failiga "METALLIDE SAAMINE MAAKIDEST". Need materjalid aitavad sul teemat sügavamalt mõista.
metall, maak, metallioksiid, maakide, koksi, maakidest, energiamahukas, rikastamine, särdamine, kuumutamine, oksiidne, 2so2, redutseerimine, fe3o4, kasutamisel, fe2o3, 3co2, puhaste, aluminotermia, maagist, cr2o3, metalle, 2naclMetallid Leidumine: 4/5 elementidest on metallid. Enamlevinud on Al, Fe, Ca, Na, K, Mg. Ehedana leidub väheaktiivseid metalle: Cu, Hg, Ag, Au, Pt, enamuses metallidest leiduvad ühenditena maakide koostises. Maagid võivad olla oksiidsed(Fe2O3, Al2O3), sulfiidsed( Cu2S, HgS, FeS2), kloriidsed ( NaCl, KCl), karbonaatsed, ... jt.sooladena. Aatomi ehitus ja paiknemine per. süsteemis: Per. süsteemis- vasakul all; väliskihis 1-3 elektroni, aatomiraadius suhteliselt suur; elektronegatiivsus suhteliselt väike; loovutavad elektrone; on redutseerijad; ühendites omandavad positiivse oksüdatsiooniastme. Metalliline side: Metallioonide ja "vabade elektronide" vaheline side.
2. keskmised H2SO3, H3PO4, HNO2 3. nõrgad H2S, H2CO3 2. vesinike arvu järgi 1. üheprootonilised HNO3, HCl 2. mitmeprootonilised H2SO3, H3PO4 3. hapniku sisaldavuse järgi 1. hapnikku sisaldavad happed H2SO3, H3PO4 4. hapnikku mitte sisaldavad happed HCl, HBr, HI Keemilised omadused: 1. hape + ALUS = sool + vesi 2HCl + Mg(OH)2 = MgCl2 + 2H2O 2. hape + ALUSELINE OKSIID = sool + vesi 2HCl + MgO = MgCl2 + H2O 3. hape + METALL = sool + vesinik (vt. pingerida) (va. HNO3 ja konts. H2SO4 puhul ei redutseeru vesinikioon) 2HCl + Mg = MgCl2 + H2 4. hape + SOOL = uus sool + nõrgem või lenduvam hape 2HCl + Na2S = 2NaCl + H2S 5. hapnikhape = vastav oksiid + vesi H2CO3 = CO2 + H2O Saamine: 1. hapnikhappeid saadakse vastava happelise oksiidi reageerimisel veega. (va. Ränihapet) N: SO3 + H2O = H2SO4 2. hapnikku mittesisaldavaid happeid saadakse 5
• Sulam on kahe või enama metalli või metalli ja mittemetalli kokku sulatamisel saadud aine. Jahtumisel moodustavad nad tahke sulami. Kokku ei ole võimalik sulatada metalle, mille sulamistemperatuuride vahe on suur. • Sulameid kasutatakse laialdaselt sellepärast, et nad on tavaliselt kõvemad lähtemetallidest, püsivamad välistingimuste suhtes ja sulavad madalamal temperatuuril kui neid moodustavad metallid. Ning tihtipeale on nad ka odavamad. • Kõige tuntum metall on raud ja tema sulamid- teras ja malm. Rauast ja tema sulamitest valmistatakse tööriistu, autosid, ronge, tööstusseadmeid jne. Malmist valmistatakse ka radiaatoreid, sest malm on hea soojusjuhtivusega. Kulla ja hõbeda sulameid on aastasadu kasutatud ehete valmistamiseks (nt: kaelakeed, käeketid, kõrvarõngad jne). Peeglites kasutatakse samuti hõbedat, sest tal on hea peegeldusvõime. • Tähtsamad sulamid: • Teras on raua ja süsiniku sulam, milles on
Reageerimine veega: 2Na + 2H2O ---> 2NaOH + H2 Reageerimine soola lahustega: 2Fe + 3Cl2 ---> 2FeCl Reageerimine mittemetallidega: 4Al + 3O2 ---> 2Al2O Metallide redutseeriv toime väheneb metallide aktiivsuse reas vasakult paremale. Need metallid, mis paiknevad vesinikust vasakul, võivad lahjendatud hapetest vesiniku välja tõrjuda. Näiteks Cu, Hg, Ag, Pt, Au ei reageerigi lahjendatud hapetega ning need paiknevad vesinikust paremal. Iga metall võib välja tõrjuda teise metalli selle soola vesilahusest, kui ta paikneb soola moodustavast metallist vasakul. http://www.chemicum.com/?video=50&lan=EE Metallide korrosioon Korrosioon ehk korrodeerumine on keemilise aine, Aeglustada saab kivimi, koe või materjali, enamasti metalli osaline hävin mitmel viisil: keskkonnas toimuvate keemiliste reaktsioonide tõttu. Korrosioon on raua roostetamine, vase kattumine
Kordamisküsimused (õpik lk 150 176) 1) Selgita mõisteid: korrosioon: metalli hävimine (oksüdeerumine) keskkonna toimel keemiline korrosioon: toimub kuivades gaasides ja vedelikes, mis ei juhi elektrivoolu (nt raua ühinemine hapnikuga ilma niiskuse juurdepääsuta) elektrokeemiline korrosioon: on seotud galvaaniaelementide tekkimisega, toimub kui kaks erinevat metalli on kontaktis elektrolüüdi lahusega (juhib elektrit) maak:kivim või mineraal, mis on mingi lihtaine saamisel tooraineks metallurgia: metallide ja sulamite tootmine metallimaakidest särdamine: mitteoksiidsete maakide kuumutamine õhu juuresolekul, et saada oksiidne maak (metallide tootmisel maagist, pärast seda viiakse läbi redutseerimine) redutserimine: metalli saamine maagis sisalduva metalliühendi redutseerimisel (aluminotermia, karbotermia)
kroomimine, tsingiga ja tinaga katmine), elektrokeemiline kaitse (kaitstav seade ühendatakse juhtme abil aktiivsemast metallist plaadiga protektoriga), korrosiooniaeglustaja kasutamine (inhibiitor) Maak - mitmest ainest koosnev ühend, mis sisaldab peale metalliühendi ka mitmesuguseid kõrvalaineid MAAK (rikastamine) > RIKASTATUD MAAK (särdamine) > METALLI OKSIID (redutseerimine) >METALL Malm raud + (2-5%)süsinikku, aga ka teisi lisandeid Metallid peegeldavad hästi valgust, plastilised, soojusjuhid, elektrijuhtivus(hõbe, vask) Redutseerija loovutab elektrone ehk ta oksüdeerub Rooste 4Fe + 3O2 + nH2O = 2Fe2O3 * nH2O Sulamid -koosnevad mitmest metallist või sisaldavad peale metalli(de) ka mittemetalle
Kordamine keemia KT'ks - sulamid, korrosioon jms 1. Sulamid sulam koostisosad kasutusala Duralumiinium alumiinium + vask, magneesium, lennukitööstus mangaan Silumiin alumiinium + räni keemiatööstuse aparaadid Amalgaam elavhõbe + hõbe või mõni muu hammaste täidised metall Ehtehõbe hõbe + vask Ehtekuld kuld + vask Melhior vask + nikkel laevade aurujõuseadmete kondensaatoritorusi, arstiriistad, lauanõud, metallraha Messing e. valgevask vask + tsink puhkpillid, antiseptik, padrunikestad
Kaevandatavas rauamaagis on rauda 25-60% 1) Rauda toodetakse rauamaagist erilistes suurtes ahjudes, mida nimetatakse kõrgahjudeks. Kõrgahjus toimub raudoksiidi redutseerimine süsinikoksiidi abil. Fe(2alla) + 3CO tuleb(temp.) 2Fe + 3CO(2alla) Kõrgahjus tekkiv raud reageerib osaliselt süsinikoksiidi, süsiniku ja teiste ainetega (räni, väävel). Seetõttu kõrgahjus ei saada puhast rauda, vaid sulamit, mida nimetatakse malmiks. Malm sisaldab 1,7-5% süsinikku ja veel teisi lisandeid. 2) Maakidest metalli tootmine on tavaliselt keerukas, mitmeetapiline protsess. Enne maagis sisalduvate ainete redutseerimist on vaja maaki sageli eelnevalt töödelda. Seda tehakse kahel moel: : Rikastamine- rikastamisel eraldatakse maagist suurem osa kõrvalainetest : Särdamine- metallioksiid üleviimine oksiidiks sest oksiidide redutseerimisel saadakse puhtam ja paremate omadustega metall. Seda tehakse särdamisel ehk kuumutamisel õhuhapniku juuresolekul ETAPID Metalli redutseerimine metallioksiidist:
.......................4 Kõrgahju materjalide bilanss..............................................................................6 Terase tootmine...................................................................................................8 Kasutatud kirjandus............................................................................................9 Sissejuhatus Metalle leidub looduses väga harva puhaste maakidena, enamasti on nad ikka ühenditena. Maakidest metallide ja nende sulamite tootmist nimetatakse metallurgiaks. Metallurgia kui teadusharu uurib metallide ja nende sulamite omadusi ning tootmise ja töötlemise tehnoloogiat. Metallurgia eesmärk on metallide tootmine. Enamus metallidest on Maakeral levinud ühenditena ja neid mineraale, millest mingit metalli toota tasub kutsutakse maakideks · Ehedalt leidud: Au, Pt (ja plaatinametallid) osaliselt Ag, Hg harva, ka vaske ja teisi metalle
olevad elektrolüüdi (näiteks õhuke veekiht) lahuses. Metalli aatomid oksü- deeruvad (Fe0 2e- Fe2+) ja hapnik redutseerub (O2 + 2H2O + 4e- 4OH-). · Raua roostetamine 4Fe + 3O2 + nH2O 2Fe2O3 nH2O. O2 happeline elektrolüüdi lahus + 2+ H Fe Fe · Lisanditega metall korrodeerub kiiremini kui puhas metall. · Korrosiooni tõrje võimalused: 1) metalli isoleerimine väliskeskkonnast (värvimine, lakkimine, kaitsva oksiidikihi tekitamine), 2) metalli kaitsmine teise metalli kihiga (nikeldamine, kroomimine, katmine tsingi või tinaga), 3) elektrokeemiline kaitse (kaitstava metalli ühendamine aktiivsema metalliga protektor, siis oksüdeerub aktiivsem metall), 4) korrosiooni aeglustite kasutamine. 2. Metallide saamine ühenditest
olevad elektrolüüdi (näiteks õhuke veekiht) lahuses. Metalli aatomid oksü- deeruvad (Fe0 2e- Fe2+) ja hapnik redutseerub (O2 + 2H2O + 4e- 4OH-). · Raua roostetamine 4Fe + 3O2 + nH2O 2Fe2O3 nH2O. O2 happeline elektrolüüdi lahus + 2+ H Fe Fe · Lisanditega metall korrodeerub kiiremini kui puhas metall. · Korrosiooni tõrje võimalused: 1) metalli isoleerimine väliskeskkonnast (värvimine, lakkimine, kaitsva oksiidikihi tekitamine), 2) metalli kaitsmine teise metalli kihiga (nikeldamine, kroomimine, katmine tsingi või tinaga), 3) elektrokeemiline kaitse (kaitstava metalli ühendamine aktiivsema metalliga protektor, siis oksüdeerub aktiivsem metall), 4) korrosiooni aeglustite kasutamine. 2. Metallide saamine ühenditest
Maakidest metallide ja nende sulamite tootmist nimetatakse metallurgiaks. Tuntakse kolme erinevat metallide tootmise viisi: 1. Haruldasi ja värvilisi metalle toodetakse kloormetallurgiliselt. Sel juhul töödeldakse toormaaki klooriga. Metallid reageerides klooriga muutuvad kloriidideks, sellisel kujul nad eraldatakse ja seejärel töödeldakse puhtaks metalliks. Nii toodetakse titaani, tantaali, tina jne. 2. Hüdrometallurgia põhineb maakide töötlemisel niisuguste kemikaalide lahustega (hapete, leeliste), mis maagis oleva metalliga reageerides viivad selle ioonidena lahusesse. Lahuse järgneval töötlemisel eraldatakse metall sellest lihtainena. 3. Vanimaks ja kõige levinumaks metallurgiaharuks on pürometallurgia (püro tähendab ladina keeles leeki). Siin sulatatakse metall maagist välja kõrge temperatuuriga. See kõrge temperatuuriga leek saadakse kütuste põletamisel. Nii toodetakse rauda ja tema sulameid, vaske jne.
oleva ainega nt O2. 3Fe + 2O2 -> Fe3O4 Elektrokeemiline korrosioon toimub metalli pinnal olevas elektrolüüdi lahuses. Neutraalne keskkond O2+2H2O + 4e- = 4OH- Fe-2e- = Fe2+ Happeline keskkond 2H++2e- = H2 Fe 2e- = Fe2+ Metallid (lihtainena) käituvad reaktsioonides alati redutseerijatena, seega neil on väike elektronegatiivsus ja positiivne laeng ühendites. Metallide saamine : enamasti saadakse metalle maakidest looduslik metalli sisaldav ühend. 1) Metalli rikastamine (lisanditest puhastamine) 2) Metalli redutseerimine maagist a) Koksiga(peamiselt CO või CO2) Fe2O3+3CO -> 2Fe + 3CO2 b) Vesinikuga-(puhaste metallide tootmisel) CuO+H2 -> Cu + H2O c) Aluminotermia-(rasksulavate metallide jaoks) Cr2O3+2Al -> 2Cr+ Al2O3
palju muud. Värvilismetallidest on tuntud vask (Cu) ja tema sulamid, millest valmistatakse peenraha ja tehakse elektrijuhtmeid. Kergmetall alumiiniumist (Al) foolimisse pakitakse toiduaineid, komme ja sokolaadi. Katuseplekina kasutatakse tsingitud (tsingikihiga) (Zn) raudplekki, tinakihiga (Sn) plekkpurkides hoitakse konserve, magneesiumsulamist (Mg) purkides aga karastusjooke ja õlut. Palju haruldasem metall on volfram (W), kuigi seda leidub kõikides ruumides, kus on elektrivalgus. Väärismetallid kuld (Au) ja hõbe (Ag) on ehete valmistamise materjaliks. Kelli kaetakse kroomi- ja niklikihiga. Kroomi (Cr) ja nikli (Ni) sulam on elektriküttekehamaterjal elektripliidis ja triikrauas. Termomeetris kasutatakse mürgist elavhõbedat (Hg). Praegu tuntakse 112 elementi. Inimmõistuse töö tulemusena suureneb elementide arv veelgi. Need uued elemendid on kõik metallilised.
3Fe + 2O2 Fe3O4 Elektrokeemiline korrosioon-Toimub metalli pinnal olevas elektrolüüdi lahuses (õhus olev veeaur ja selles lahustunud gaasid). Toimub kahe omavahel seotud osareaktsioonina, mis võivad toimuda metalli erinevatel pinnaosadel. Metall oksüdeerub Fe - 2e- Fe2+.Neutraalses keskkonnas on oksüdeerijaks õhuhapnik.O2 + 2H2O + 4e- 4OH— Soodustavad tegurid: Oksüdeeruva metalli kokkupuude vähemaktiivse metalliga-aktiivsem metall oksüdeerub, vähemaktiivse metalli pinnal toimub O2 redutseerumine), kõrgem temperatuur, happeline keskkondoksüdeerijaks on H+-ioonid.2H+ + 2e- H2; erinevate ioonide olemasolu lahuses (soolad) Korrosioonikaitse: Metalli värvimine, lakkimine, õlitamine Metalli katmine korrosioonikindla metalli kihiga Elektrokeemiline kaitse (protektorkaitse)– metalli ühendamine aktiivsema metalli tükiga Inhibiitor – korrosiooni aeglustaja Metalli redutseerimine maagist:
Keemiline vooluallikas on seade, milles elektrokeemilises reaktsioonis vabanev energia muundub vahetult elektrienergiaks. galvaanelement- toimub isevooluline keemiline reaktsioon ja sellest vabanev energia kasutatakse elektri saamiseks. 5.Määra reaktsioonivõrrandis oksüdeerija ja redutseerija ,märgi kõikide elementide o. -a-d. N2(O5( +H2O = 2HNO3( N -oksüdeerija 2Na + 2H2(O = 2NaOH+ H2 NA-oksüdeerija 6.Neutraalseslahuses on kontaktis tsink ja hõbe. Kumb metall korrodeerub ?Kirjutage toimuva oksüdeerumis-ja redutseerumisreaktsiooni võrrandid. Hõbe korrodeerub. 7.Kirjutage anoodil ja katoodil toimuvate reaktsioonide elektronvõrrandid , kui elektrolüüsitakse a) KI vesilahus b) sulatatud BaCl2 8.Mis on sulamitel ja nende koostismetallidel omadustes ühist? Nimetage 3 sulamit , millest koosnevad? Nt. Messing -vase ja tsingi sulam , Vase ja nikli sulamit nimetatakse melhioriks , Alumiiniumi sulam räniga on silumiin. Ühist- metallilised omadused.
elektrolüüdilahusega. Elektrokeemiline reaktsioon kulgeb kahe omavahel seotud (osa)reaktsioonina, mis võivad toimuda ka metalli erinevatel pindadel. Üheks on metalli oksüdeerumine, teiseks on keskkonnas leiduvate oksüdeerijate redutseerumine. METALLIDE TOOTMINE JA KORROSIOON: Korrosioonis tekivad uued ained, uued sidemed, ühendite või sidemete moodustumisel vabaneb energia ja korrosioonil energiat kulutamata ja see toimub iseeneslikult. Metalli maakide lõhkumiseks on vaja lõhkuda sidemeid ja kulutada energiat. Kui on vaja energiat juurde anda. See on eksotermiline protsess. OKSÜDEERIJA JA REDUTSEERIJA LEIDMINE: 2Na(0) + 2h2o(1 ja -2) --> 2NaOH(1 -2 1) + H2 Oksüdeerija liidab elektrone ja oksüdatsiooniaste suureneb. Sellel juhul on aine oksüdeerijaks. 2H(1) - 2e- --> H2(0) Redutseerija lahutab elektrone ja oksüdatsiooniaste suureneb. Sellel juhul on aine redutseerijaks. Na(0) - e- -->Na AINULT REDUTSEERIJANA VÕIB KÄITUDA a) H - ioon
Metallid praktikas 1. Füüsikalised omadused (5) Läige, elektri ja soojusjuhtivus (sest neil on poolvabad elektronid), plastilisus (kihid võivad üksteise suhtes nihkuda ilma kristallvõre lagunemata), ei lahustu vees ega org. lahuses. NB! pole alati kõrge sulamistemp (nt elavhõbe, frantsium, gallium) Füüsikalised omadused on tingitud aatomiehitusest: 1) Metallielementide raadius on suurem kui mittemetalliliste. 2) Viimasel kahel kihil paardumata (valentseid) elektrone vähe. Ei suuda moodustada kov. sidemeid, nende suurte aatomite kohta vähe sidemeid, ainult paar > tekitavad metallilise sideme. 3) Ioonide vahel liiguvad elektronid (elektrongaas). 2. Keemilised omadused (5) Metallideks nim. elemente, mis alati loovutavad elektrone reaktsioonide käigus. 1. reageerimine mittemetallidega Aktiivsed metallid reageerivad halogeenide, hap
aatom ja kõige väiksemaga väärisgaasi aatom. Suure raadiuse tõttu, seovad nad elektrone nõrgalt ja metallid loovutavad elektrone ( on redutseerijad). Kõige väiksema aatomiga väärisgaasid peaks nagu elektrone liitma, kuid neil on väliskihid juba täidetud - praktiliselt on kõige aktiivsemad mittemetallid on halogeenid. Järgneval diagrammil on kujutatud aatomraadiuste muutumist, selgelt on näha leelismetallid Rühmas, ülevalt-alla aatomraadiused kasvavad ja seega on K aktiivsem metall, kui Na või Li Samuti on KOH tugevam alus, kui LiOH. B rühmades selline seaduspära paraku ei kehti, ei saa ju väita, et kuld on aktiivsem metall, kui hõbe või vask. B rühmade elementide tuumalaengud on väga erinevad, aatom- raadiused, aga suhteliselt lähedased. Füüsikast on teada, et laetud osakeste vahel mõjuv jõud on võrdeline laengute korrutisega ja pöördvõrdeline nendevahelise kauguse ruuduga. Z r pikomeetrites
Mida suurem on aatomiraadius, seda väiksem on sulamistemperatuur, sest seda nõrgem side aatomite vahel 2. Metallide keemilised omadused - lihtaine metalli reaktsioonid on redoksreaktsioonid 1) Reageerivad leelistega ● Reageerivad ZN ja Al Zn + KOH + 2H2O -> K [Zn(OH)3] + H2 2Al + 2KOH + 6H2O -> 2K[Al(OH)4 ] + H2 OH järgi tuleb ühe võrra suurem oa, sest k on ka Alumiiniumi puhul reageerib enne oksiid, siis vesinikku ei eraldu, muu on sama. Ja alles siis reageerib metall ise 2) Reageerivad soolalahusega a) Aktiivne metall + soola vesilahus 2K + CuSO4 + 2H2O -> K2SO4 + Cu(OH)2 + H2 1. 2K + H2O -> 2KOH + H2 kõigepealt reageerib veega 2. KOH + CuSO4 -> K2SO4 +Cu(OH)2 b) Ülejäänud metallid alates Mg Aktiivssema metalli aatomid loovutavad oma elektronid vähemaktiivsema metalli katioonile Fe + CuSO4 -> FeSO4 + Cu Fe + Cu -> Fe + Cu NB! Metallidega reageerivad ainult vees lahustuvad soolad
happe anioonidest redutseerija: aine, mille osakesed loovutavad elektrone, ise oksudeerub oksüdeerumine: elektronide loovutamine redoksreaktsioonis, elemendi o.a- suurenemine leelismuldmetall: IIA rühma elemendid katioon: positiivse laenguga ioon korrosioon: metalli hävimine (oksüdeerumine) keskkonna toimel Metall oksüdeerub keskkonnas oleva oksüdeerija toimel metalliühendiks (loovutab elektrone) oksüdeerija: aine, mille osakesed liidavad elektrone (ise redutseerudes) redoksreaktsioon: keemiline reaktsioon, milles toimub elektronide üleminek ühtedelt osakestelt teisele, sellega kaasneb elementide o.a- muutus leelismetall: IA rühma metallid, kõige aktiivsemad siirdemetallid: B-rühma metallid
Keemiaküsimused 10. klassile Metallid,metallide tootmine ja rakendusi praktikas õ.lk. 8-75 1.Millised metallid esinevad looduses ehedana? Kuld, hõbe, alumiinium, raud, kaltsium ja naatrium 2.Mis on maak? Maak on mineraalne maavara, enamasti mõeldakse maagi all maavara, millest eraldatakse metalle. 3.Milliste ühenditena esinevad looduses tähtsamad metallid? Naatrium- Na Kaltsium- K Magneesium- Mg Alumiinium- Al Raud- Fe Tsink- Zn Vask-Cu 4.Mis on kõige levinum metalliline element looduses? Kõige levinum metalliline element looduses on alumiinium 5.Millised metallid on elusorganismides väga vajalikud ja mille jaoks vajalikud?
Tartu Kutsehariduskeskus Mootorliikurid, laevandus ja lennundustehnika KEIO OLEV AT 109 Metallurgia, kõrgahju tehnoloogia Iseseisev töö Juhendaja: Helmo Hainsoo Tartu 2010 2 Sissejuhatus Selles referaadis on teemadeks metallurgia ja kõrgahju tehnoloogia. Metallurgi eesmärk on metallide tootmine. Kõrgahju eesmärk terase tootmine Metalle toodetakse maakidest, kui kõikide metallide tootmiseks ei ole maake ja neid tuleb toota. Metallurgia jaguneb omakorda: · Rauametallurgiaks ehk ferrometallurgiaks, mis hõlmab raua ja selle sulamite tootmist. · Mitterauametallurgiaks ehk värvilismetallide mettalurgiaks. See hõlmab mitteraudmetallide tootmist. Enamik metalle on meil maakoores keemiliste ühenditena. Selleks, et neid kasutada saaks,
Enamus metallidest on Maakeral levinud ühenditena ja neid mineraale, millest mingit metalli toota tasub kutsutakse maakideks. · Ehedalt leidub: Au, Pt (ja plaatinametallid) osaliselt Ag, Hg harva, ka vaske ja teisi metalle · oksiidsete maakidena leidub rauda, vaske, alumiiniumit, kroomi............ · Sulfiidsete maakidena leidub vaske, elavhõbedat, tina, pliid,..... · halogeniidid ( NaCl) , karbonaadid CuCO3* Cu(OH)2, sulfaadid ja nii edasi Tihti sisaldab maak mitut metalli - Polümetalliline maak. Paljudel metallidel polegi iseseisvaid maake ja neid saadakse teiste metallide maakidest, kus nad on teinekord tühise, kuid kalli lisandina. Ka hõbedat ei toodeta tavaliselt hõbedamaagist, vaid plii ja tsingimaagist Maak sisaldab aherainet - kasutut osa. Aheraine eraldamist kutsutakse rikastamiseks. Rikastamisel kasutatakse füüsikaliste omaduste ( tihedus, magnetilised omadused,märgumine,....) erinevust.
) Fe+CuSO2®FeSO4+Cu Met. mis reag. külma veega(IA ja IIA metallid alates Ca), ei asenda soola koostises vähem aktiivseid met. vaid reag. veega ja tekkinud leelis võib reag. soolaga- Na+CuCl2 1) 2Na+2NaOH+H2 2) 2NaOH+CuCl2®Cu(OH)2+ 2NaCl Summaarselt: 2Na+CuCl2+H2O®Cu(OH)2+2NaCl+H2 ·Reag. mittemet.(peaaegu kõik met. reag. mittemet. 2K+Cl2®2KCl) SAAMINE ·Maagid on kivimid, mis sisaldavad tootmisväärses koguses metallide looduslikke ühendeid. 1. Maagi rikastamine (lisanditest puhastamine) 2. Metalli redutseerimine maagist a) koksiga (kõige odavam) ( Fe2O3+3CO=>2Fe+3CO2 ) b) vesinikuga puhaste metallide tootmisel CuO+H2=>Cu+H2O c) alumiiniumiga (aluminotermia) rasksulavate metallide tootmisel ( Cr2O3+2Al=>2Cr+Al2O3 ) d) elektrivooluga (sulandi elektrolüüs) aktiivsemate metallide tootmisel ·NaCl-keedusool, Na2CO3-(pesu)sooda, NaHCO3-söögisooda, CaO-kustutamata e. põletatud lubi, Ca(OH)2-kustutatud lubi, CaCO2-lubjakivi(paas),kriit,marmor,
Pronks- vasesulam, põhilisandiks tina. Messing-vasesulam, põhiaineks tsink. Melhior-vasesulam nikliga. Duralumiinium- alumiiniumi sulam, sisaldab vaske ja mangaani. Keemiline korrosioon Toimub kuivas gaasis kõrgel temperatuuril või mitteelektrolüüdi lahuses. Toimub metalli otsene reag ümbritsevas keskkonnas oleva ainega. 3Fe +2O2 = Fe2O3 või 2Fe+ 3Cl2 = 2FeCl2 elektrokeemiline korrosioon toimub elektrolüüdi lahuses ja kahe erineva kontaktse metalli olemasolus. Aktiivsem metall oksüdeerub. Vähemaktiivse metalli pinnal toimub redutseerimine. Neutraalses või aluselises keskkonnas redutseerub veekiles lahustunud O2, happelises H+ Sula elektrolüüt. NaCl Na+Cl Katood: Na-1e Na Anood: Cl-1e Cl=>2Cl+2e->Cl2 Elektrolüüt lahuses. Katood: Kui on tegemist väheaktiivse metalliga, siis need redutseeruvad ja tekib vastav metal. Kui on tegemist aktiivse metalliga, siis nemad ei redutseeru, vaid redutseerub vesi. 2H2O+2e2OH+H2
CO2 + CaOH2 ---> CaCO3 +H2O Hapetega ---> Sool ja vesi 2NaOH + H2SO4 ---> Na2SO4 + 2H2O Sooladega ---> uus hüdroksiid + uus sool Lähteained peavad mõlemad lahustuma ja vähemalt üks saadustest ei tohi lahustuda. CuCl2 + 2NaOH ---> Cu(OH)2 + NaCl Lagunevad kuumutamisel ---> aluseline oksiid ja vesi Ei lagune IA-Rühma metallide hüdroksiidid. Cu(OH)2 ---> CuO + H2O Soolade keemilised omadused: Reageerivad metallidega ---> uus sool ja uus metall. Metall reageerib vees lahustuva soolaga, kui ta on aktiivsem, kui soolas olev metall. Fe +CuSO4 ---> FeSO4 + Cu. IA ja IIA -rühm alates Ca reageerivad veega ja tekkinud leelis võib reageerida soolaga, kui tekib sade. Na + CuCl2 ---> 1. 2Na + 2H20 ---> 2NaOH + H2 2. 2NaOH + CuCl2 ---> Cu(OH)2 + 2NaCl 3. Kokku 2Na + 2H2O + CuCl2 ---> Cu(OH)2 + H2 + 2NaCl Reageerivad hapetega ---> uus sool ja uus hape. Toimub siis, kui tekib võetavast happest nõrgem või lenduvam hape või sade.
b) tavaliselt kõvemad kui koostisosad Tähtsamad sulamid: malm - Fe + üle C teras - Fe + alla C eriterased - Fe + legeerivad lisandid messing ehk valgevask - Cu + Zn pronks - Cu + Sn duralumiinium - Al + veidi Mg, Mn, Cu amalgaamid - Hg sulamid Metallide saamine Enamik metalle esineb looduses ühenditena. Kivimeid, mis sisaldavad tootmisväärses koguses metallide looduslikke ühendeid, nimetatakse maakideks. Maakide töötlemise põhilised etapid: 1. Maagi rikastamine (lisanditest puhastamine) 2. Metalli redutseerimine maagist a) koksiga: Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2 b) vesinikuga - puhaste metallide tootmisel: CuO + H2 = Cu + H2O c) alumiiniumiga - rasksulavate metallide tootmisel Cr2O3 + 2Al = 2Cr + Al2O3 d) elektrivooluga (sulandi elektrolüüs) - aktiivsete metallide tootmisel: 2Na+ + 2Cl- = 2Na + Cl2
happeanioonidest ehk happejäägist. NaCl naatriumkloriid Na2SO4 naatriumsulfaat Soolade liigitamine Lihtsoolad KCl NaCl keedusool Na2CO3 (pesu) sooda KNO3 kaaliumnitraat Vesiniksoolad NaHCO3 söögisooda KH2PO4 kaaliumdivesinikfosfaat Hüdroksiid soolad Cu2(OH)2CO3 Mg(OH)Cl Liitsoolad KAl(SO4)2 * 12H2O AlK(SO4)2*12H2O Soolade keemilised omadused 1. sool + metall = UUS SOOL + UUS METALL Ba + CuCl2 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2 Li + FeCl3 2NaOH + CuSO4 = Cu(OH)2 + Na2SO4 CuSO4 + Ag CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu 2. sool + leelis = UUS SOOL + UUS ALUS FeCl3 + 3KOH = 3KCl + Fe(OH)3 3. sool + hape = UUS SOOL + UUS HAPE CaCO3 + 2HCl = CaCl + H2O + CO2 4. sool + sool = UUS SOOL + UUS SOOL Happed koosnevad vesiniku aatomi(te)st ja happejäägist. Happeid
vastupidi. Aktiivsete metalliliste elementide oksiidid on tugevalt aluseliste omadustega, vähemaktiivsete metalliliste elementide oksiidid on enamasti nõrgalt aluseliste omadustega. Mittemetalliliste elementide oksiidid on enamasti happeliste omadustega (v.a üksikud erandid). Elementide metalliliste omaduste nõrgenedes ja mittemetalliliste omaduste tugevnedes oksiidide aluselised omadused nõrgenevad ja happelised omadused tugevnevad. Mida enam vasakul metall pingereas asub, seda: suurem on ta keemiline aktiivsus, seda kergemini ta oksüdeerub, loovutab elektrone. suurem on ta redutseerimisvõime; raskemini redutseeruvad metallioonid. Pingerea iga metall tõrjub kõik temast paremal asuvad metallid nende soolade lahustest välja. Näide: Zn + HCl ZnCl2+ H2 lahja H2SO4 ja sulfaadid väga nõrgad oksüdeerijad, oksüdeerimisvõime kasvab happesuse suurenemisega Metallid (aatomi väliskihil elektrone suht. vähe) käituvad keemilistes reaktsioonides
Redoksreaktsioonid,metallide keemilised omadused, metallide leidumine ja saamine. Materjal on õpikus lk. 1922, 2729, 3743, 4548, 151155, töövihikus lk.14 harj. 3.9 (9,10), lk. 15 harj. 4.1, lk. 2226, lk. 84, 85 harj.5.1. Tuleb teada: 1. Mis on: oksüdatsiooniaste elemendi aatomite oksüdeeruise astet iseloomustav suurus; võrdub aatomi laenguga ühendis redoksreaktsioon keemiline reaktsioon, milles toimub elektronide üleminek ühtedelt osakestelt teistele; sellega kaasneb elementide oksüdatsiooniastme muutus oksüdeerumine elektronide loovutamine redokreaktsioonis; sellele vastab elemendi oksüdatsiooiastme suurenemine redutseerumine elektronide liitumine redoksreaktsioonis; sellele vastab elemendi oksüdatsiooniastme vähenemine oksüdeerija aine, mille osakesed liidavad elektrone redutseerija aine, mille osakesed loovutavad elektrone 2. Kuidas mä
METALLID Aktiivsed metallid(IjaII A rühm) reageerivad VIIA rühma metallidega(halogeenidega), hapniku ja väävliga energiliselt juba toatemperatuuril või nõrgal soojendamisel. Vähemaktiivsed metallid reageerivad mittemetallidega alles kuumutamisel. Väärismetallid on oksüdeerumise suhtes vastupidavad. Ei reageeri hapnikuga isegi kuumutamisel. (kuld ja plaatina) Õhu käes seismisel tekib metalli pinnale õhuke oksiidkiht, mistõttu metall muutub tuhmiks. METALLI aatomid loovutavad elektrone, muutudes metalli katioonideks. ON REDUTSEERIJAD. oksüdeerumine. MITTEMETALLI aatomid liidavad elektrone, muutudes anioonideks. ON OKSÜDEERIJAD. Metallide reageerimine teiste ühenditega on alati redoksreaktsioon, kus üks element liidab ja teine loovutab elektrone. Fe + O2 -> Fe3O4 rauatagi FeO . Fe2O3 kuumutades Fe + Cl2 -> FeCl3 sest on tugev oksüdeerija Metallide reageerimine hapetega
Tartu Kutsehariduskeskus Metallurgia- kõrgeahju tehnoloogia Referaat Koostas: Tartu 2013 Sissejuhatav loeng Metalle leidub looduses väga harva puhaste maakidena, enamasti on nad ikka ühenditena. Maakidest metallide ja nende sulamite tootmist nimetatakse metallurgiaks . Tuntakse kolme erinevat metallide tootmise viisi: 1. Haruldasi ja värvilisi metalle toodetakse kloormetallurgiliselt. Sel juhul töödeldakse toormaaki klooriga. Metallid reageerides klooriga muutuvad kloriidideks, sellisel kujul nad eraldatakse ja seejärel töödeldakse puhtaks metalliks. Nii toodetakse titaani, tantaali,
annaabi.ee 
