Puhaste tulekindlate metallide omadused ja kasutusalad. Puhaste metallide väärtus suures nõukogude entsüklopeedias, bse I

Kui joonistame D.I. Mendelejevi elementide perioodilisuse tabelis diagonaali berülliumist astatiinile, siis on vasakpoolses alanurgas diagonaalis metallist elemendid (need sisaldavad ka sekundaarsete alamrühmade elemente, mis on esile tõstetud sinisega) ja mittemetallist elemente. elemendid üleval paremal (kollasega esile tõstetud). Diagonaali lähedal asuvad elemendid - poolmetallid või metalloidid (B, Si, Ge, Sb jne) on kahekordse märgiga (esile tõstetud roosaga).

Nagu jooniselt näha, on valdav enamus elementidest metallid.

Oma keemilise olemuse poolest on metallid keemilised elemendid, mille aatomid loovutavad elektrone väliselt või väliselt eelnevalt energiatasemelt, moodustades seega positiivselt laetud ioone.

Peaaegu kõigil metallidel on välisenergia tasemel suhteliselt suured raadiused ja väike arv elektrone (1 kuni 3). Metalle iseloomustavad madalad elektronegatiivsuse väärtused ja redutseerivad omadused.

Kõige tüüpilisemad metallid paiknevad perioodide alguses (alates teisest), kaugemal vasakult paremale metalliomadused nõrgenevad. Ülevalt alla rühmas paranevad metallilised omadused, kuna aatomite raadius suureneb (energiatasemete arvu suurenemise tõttu). See toob kaasa elementide elektronegatiivsuse (elektronide ligitõmbamise) vähenemise ja redutseerivate omaduste suurenemise (võime loovutada elektrone teistele aatomitele keemilistes reaktsioonides).

tüüpiline metallid on s-elemendid (IA rühma elemendid Li-st Fr-ni. PA-rühma elemendid Mg-st Ra-ni). Nende aatomite üldine elektrooniline valem on ns 1-2. Neid iseloomustavad vastavalt oksüdatsiooniastmed + I ja + II.

Väike elektronide arv (1–2) tüüpiliste metalliaatomite välisenergia tasemes viitab sellele, et need elektronid lähevad kergesti kaduma ja neil on tugevad redutseerivad omadused, mis peegeldavad madalaid elektronegatiivsuse väärtusi. See tähendab piiratud keemilisi omadusi ja meetodeid tüüpiliste metallide saamiseks.

Tüüpiliste metallide iseloomulik tunnus on nende aatomite kalduvus moodustada katioone ja ioonseid keemilisi sidemeid mittemetallide aatomitega. Tüüpiliste metallide ühendid mittemetallidega on ioonkristallid "mittemetalli metalli katiooni anioon", näiteks K + Br -, Ca 2+ O 2-. Tüüpilised metallikatioonid sisalduvad ka kompleksanioonidega ühendites - hüdroksiidid ja soolad, näiteks Mg 2+ (OH -) 2, (Li +) 2CO 3 2-.

A-rühma metallidel, mis moodustavad amfoteerse diagonaali Be-Al-Ge-Sb-Po perioodilises tabelis, samuti nendega külgnevatel metallidel (Ga, In, Tl, Sn, Pb, Bi) ei ole tüüpilisi metallilisi omadusi . Nende aatomite üldine elektrooniline valem ns 2 np 0-4 tähendab oksüdatsiooniastmete suuremat mitmekesisust, suuremat võimet säilitada oma elektrone, nende redutseerimisvõime järkjärgulist vähenemist ja oksüdatsioonivõime ilmnemist, eriti kõrge oksüdatsiooniastme korral (tüüpilised näited on ühendid Tl III, Pb IV, Bi v ). Sarnane keemiline käitumine on iseloomulik ka enamikule (d-elementidele, st perioodilise süsteemi B-rühmade elementidele ( tüüpilised näited- amfoteersed elemendid Cr ja Zn).

See duaalsuse (amfoteersed) omadused, nii metallilised (aluselised) kui ka mittemetallilised, on tingitud keemilise sideme olemusest. Tahkes olekus sisaldavad ebatüüpiliste metallide ühendid mittemetallidega valdavalt kovalentseid sidemeid (kuid vähem tugevad kui sidemed mittemetallide vahel). Lahuses need sidemed purunevad kergesti ja ühendid dissotsieeruvad ioonideks (täielikult või osaliselt). Näiteks galliummetall koosneb Ga 2 molekulidest, tahkes olekus alumiiniumi ja elavhõbeda (II) kloriidid AlCl 3 ja HgCl 2 sisaldavad tugevalt kovalentseid sidemeid, kuid lahuses dissotsieerub AlCl 3 peaaegu täielikult ja HgCl 2 - väga väikeseks. ulatuses (ja seejärel HgCl + ja Cl - ioonideks).

Metallide üldised füüsikalised omadused

Vabade elektronide ("elektrongaasi") olemasolu tõttu kristallvõres on kõigil metallidel järgmised iseloomulikud üldised omadused:

1) Plastikust- võimalus lihtsalt kuju muuta, traadiks venitada, õhukesteks lehtedeks rullida.

2) metalliline läige ja läbipaistmatus. See on tingitud vabade elektronide vastasmõjust metallile langeva valgusega.

3) Elektrijuhtivus. Seda seletatakse vabade elektronide suunatud liikumisega negatiivsest poolusest positiivsele poolusele väikese potentsiaalide erinevuse mõjul. Kuumutamisel elektrijuhtivus väheneb, sest. temperatuuri tõustes suurenevad aatomite ja ioonide vibratsioonid kristallvõre sõlmedes, mis raskendab "elektrongaasi" suunatud liikumist.

4) Soojusjuhtivus. See on tingitud vabade elektronide suurest liikuvusest, mille tõttu temperatuur ühtlustub kiiresti metalli massiga. Suurim soojusjuhtivus on vismutil ja elavhõbedal.

5) Kõvadus. Kõige kõvem on kroom (lõikab klaasi); pehmeim - leelismetallid- kaalium, naatrium, rubiidium ja tseesium - lõigatakse noaga.

6) Tihedus. See on seda väiksem, seda väiksem on metalli aatommass ja seda suurem on aatomi raadius. Kergeim on liitium (ρ=0,53 g/cm3); kõige raskem on osmium (ρ=22,6 g/cm3). Metalle, mille tihedus on alla 5 g/cm3, loetakse "kergmetallideks".

7) Sulamis- ja keemistemperatuurid. Kõige sulavam metall on elavhõbe (st = -39°C), kõige tulekindlam metall on volfram (t°m. = 3390°C). Metallid, mille t°pl. üle 1000°C loetakse tulekindlaks, alla - madala sulamistemperatuuriga.

Metallide üldised keemilised omadused

Tugevad redutseerijad: Me 0 – nē → Me n +

Mitmed pinged iseloomustavad metallide võrdlevat aktiivsust redoksreaktsioonides vesilahustes.

I. Metallide reaktsioonid mittemetallidega

1) hapnikuga:
2Mg + O2 → 2MgO

2) Väävliga:
Hg + S → HgS

3) Halogeenidega:
Ni + Cl 2 – t° → NiCl 2

4) Lämmastikuga:
3Ca + N 2 – t° → Ca 3N 2

5) Fosforiga:
3Ca + 2P – t° → Ca 3P 2

6) Vesinikuga (reageerivad ainult leelis- ja leelismuldmetallid):
2Li + H2 → 2LiH

Ca + H2 → CaH2

II. Metallide reaktsioonid hapetega

1) Metallid, mis asuvad elektrokeemilises pingereas kuni H, redutseerivad mitteoksüdeerivad happed vesinikuks:

Mg + 2HCl → MgCl2 + H2

2Al+ 6HCl → 2AlCl3 + 3H 2

6Na + 2H3PO4 → 2Na3PO4 + 3H2

2) Oksüdeerivate hapetega:

Mis tahes kontsentratsiooniga lämmastikhappe ja kontsentreeritud väävelhappe koosmõjul metallidega vesinik ei eraldu kunagi!

Zn + 2H 2SO 4 (K) → ZnSO 4 + SO 2 + 2H 2 O

4Zn + 5H2SO4(K) → 4ZnSO4 + H2S + 4H2O

3Zn + 4H2SO4(K) → 3ZnSO4 + S + 4H2O

2H 2SO 4 (c) + Cu → Cu SO 4 + SO 2 + 2H 2 O

10HNO3 + 4Mg → 4Mg(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O

4HNO 3 (c) + Сu → Сu (NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O

III. Metallide koostoime veega

1) Aktiivsed (leelis- ja leelismuldmetallid) moodustavad lahustuva aluse (leelis) ja vesiniku:

2Na + 2H2O → 2NaOH + H2

Ca+ 2H 2O → Ca(OH)2 + H2

2) Keskmise aktiivsusega metallid oksüdeeritakse oksiidiks kuumutamisel vee toimel:

Zn + H 2 O – t° → ZnO + H 2

3) Mitteaktiivne (Au, Ag, Pt) – ei reageeri.

IV. Vähemaktiivsete metallide väljatõrjumine aktiivsemate metallide poolt nende soolade lahustest:

Cu + HgCl 2 → Hg + CuCl 2

Fe+ CuSO 4 → Cu+ FeSO 4

Tööstuses ei kasutata sageli mitte puhtaid metalle, vaid nende segusid - sulamid mille puhul ühe metalli kasulikke omadusi täiendavad teise metalli kasulikud omadused. Niisiis on vasel madal kõvadus ja sellest on vähe kasu masinaosade valmistamiseks, samas kui vasesulamid tsingiga ( messing) on juba üsna kõvad ja neid kasutatakse laialdaselt masinaehituses. Alumiiniumil on kõrge elastsus ja piisav kergus (madal tihedus), kuid see on liiga pehme. Selle põhjal valmistatakse sulam magneesiumi, vase ja mangaaniga - duralumiinium (duralumiinium), mis kaotamata kasulikud omadused alumiiniumist, omandab kõrge kõvaduse ja muutub sobivaks lennukitööstuses. Raua ja süsiniku sulamid (ja muude metallide lisandid) on laialt tuntud Malm Ja terasest.

Metallid vabal kujul on redutseerivad ained. Mõnede metallide reaktsioonivõime on aga madal, kuna need on kaetud pinna oksiidkile, erineval määral vastupidavad sellistele kemikaalid nagu vesi, hapete ja leeliste lahused.

Näiteks plii on alati kaetud oksiidkilega, selle lahustumiseks ei ole vaja ainult kokkupuudet reagendiga (näiteks lahjendatud lämmastikhape), vaid ka kuumutamist. Alumiiniumi oksiidkile takistab selle reaktsiooni veega, kuid hävib hapete ja leeliste toimel. Lahtine oksiidkile (rooste), moodustub raua pinnal niiskes õhus, ei sega raua edasist oksüdeerumist.

Mõju all keskendunud happed tekivad metallidel jätkusuutlik oksiidkile. Seda nähtust nimetatakse passiveerimine. Niisiis, kontsentreeritult väävelhape passiveeritud (ja siis ei reageeri happega) metallid nagu Be, Bi, Co, Fe, Mg ja Nb ning kontsentreeritud lämmastikhappes - metallid A1, Be, Bi, Co, Cr, Fe, Nb, Ni, Pb, Th ja U.

Happelistes lahustes oksüdeerivate ainetega suheldes muutub enamik metalle katioonideks, mille laengu määrab antud elemendi stabiilne oksüdatsiooniaste ühendites (Na +, Ca 2+, A1 3+, Fe 2+ ja Fe 3). +)

Metallide redutseeriv aktiivsus happelises lahuses kandub edasi pingete jadaga. Enamik metalle muudetakse vesinikkloriid- ja lahjendatud väävelhapete lahuseks, kuid Cu, Ag ja Hg - ainult väävelhape (kontsentreeritud) ja lämmastikhape ning Pt ja Au - "aqua regia".

Metallide korrosioon

soovimatu keemiline omadus metallid on nende, st aktiivne hävitamine (oksüdatsioon) kokkupuutel veega ja selles lahustunud hapniku mõjul (hapniku korrosioon). Näiteks on laialt tuntud rauatoodete korrosioon vees, mille tagajärjel tekib rooste ja tooted murenevad pulbriks.

Vees toimub metallide korrosioon ka lahustunud CO 2 ja SO 2 gaaside olemasolu tõttu; tekib happeline keskkond ja H + katioonid tõrjutakse välja aktiivsete metallide poolt vesiniku kujul H 2 ( vesiniku korrosioon).

Kahe erineva metalli kokkupuutepunkt võib olla eriti söövitav ( kontaktkorrosioon).Ühe metalli, nagu Fe, ja teise metalli, nagu Sn või Cu, vahel, mis asetatakse vette, tekib galvaaniline paar. Elektronide voog läheb pingereas (Re) vasakul olevast aktiivsemast metallist vähemaktiivse metalli (Sn, Cu) poole ja aktiivsem metall hävib (korrodeerub).

Just seetõttu roostetab purkide tinatatud pind (tinatatud raud) niiskes keskkonnas hoidmisel ja hooletul ümberkäimisel (raud laguneb kiiresti juba pärast väikese kriimu tekkimist, võimaldades raua kokkupuutel niiskusega). Vastupidi, rauast kopa tsingitud pind ei roosteta kaua, sest isegi kriimude korral ei korrodeeru mitte raud, vaid tsink (aktiivsem metall kui raud).

Antud metalli korrosioonikindlus suureneb, kui see on kaetud aktiivsema metalliga või kui need on sulatatud; näiteks raua katmine kroomiga või rauast kroomiga sulami valmistamine välistab raua korrosiooni. Kroomitud raud ja kroomi sisaldav teras ( roostevaba teras) on kõrge korrosioonikindlusega.

elektrometallurgia st metallide saamine sulandite (kõige aktiivsemate metallide puhul) või soolalahuste elektrolüüsi teel;

pürometallurgia st metallide taaskasutamine maakidest kõrgel temperatuuril (näiteks raua tootmine kõrgahjuprotsessis);

hüdrometallurgia st metallide eraldamine nende soolade lahustest aktiivsemate metallidega (näiteks vase tootmine CuSO 4 lahusest tsingi, raua või alumiiniumi toimel).

Looduslikke metalle leidub mõnikord looduses (tüüpilised näited on Ag, Au, Pt, Hg), kuid sagedamini on metallid ühendite kujul ( metallimaagid). Levimuse järgi maakoores on metallid erinevad: kõige tavalisematest - Al, Na, Ca, Fe, Mg, K, Ti) kuni kõige haruldasemateni - Bi, In, Ag, Au, Pt, Re.

Väga pikka aega peeti rabedaks ka mõningaid teisi metalle – kroomi, molübdeeni, volframi, tantaalia, vismutit, tsirkooniumi jne. Seda aga seni, kuni nad õppisid, kuidas neid piisavalt puhtal kujul hankida. Kui see oli tehtud, selgus, et need metallid on väga plastilised ka madalatel temperatuuridel. Lisaks ei roosteta ja neil on mitmeid muid väärtuslikke omadusi. Nüüd kasutatakse neid metalle laialdaselt erinevates tööstusharudes.

Aga mis on puhas metall? Selgub, et ka sellele pole kindlat vastust. Tavapäraselt jaotatakse metallid puhtuse järgi kolme rühma – tehniliselt puhtad, keemiliselt puhtad ja ekstrapuhtad. Kui sulam sisaldab vähemalt 99,9 protsenti mitteväärismetallist, on see tehniline puhtus. 99,9–99,99 protsenti - keemiline puhtus. Kui 99 999 või rohkem, on see eriti puhas metall. Igapäevaelus kasutavad teadlased ka teist puhtuse määratlust – üheksa arvu järgi pärast koma. Nad ütlevad: "kolme üheksa puhtus", "viie üheksa puhtus" jne.

Alguses oldi keemiliselt ja sageli isegi tehniliselt puhaste metallidega üsna rahul. Kuid teaduslik ja tehnoloogiline revolutsioon esitas palju karmimaid nõudmisi. Esimesed ultrapuhaste metallide tellimused tulid tuumatööstusest. Kümmetuhandik ja mõnikord isegi miljondik protsenti mõnest lisandist muutis uraani, tooriumi, berülliumi ja grafiidi kasutuskõlbmatuks. Ülipuhta uraani saamine oli ehk peamiseks raskuseks aatomipommi loomisel.

Seejärel esitas reaktiivtehnoloogia oma nõuded. Ülipuhtaid metalle oli vaja eriti kuuma- ja kuumakindlate sulamite saamiseks, mis pidid töötama reaktiivlennukite ja rakettide põlemiskambrites. Enne kui metallurgid jõudsid selle ülesandega toime tulla, laekus uus "rakendus" - pooljuhtide jaoks. See ülesanne oli raskem – paljudel pooljuhtmaterjalid lisandite kogus ei tohiks ületada miljondik protsenti! Ärge laske sellel vähesel summal teid segadusse ajada. Isegi sellise puhtuse korral, kus üks lisandi aatom langeb põhiaine 100 000 000 000 aatomile, sisaldab iga gramm selle ikkagi üle 100 000 000 000 "võõra" aatomi. Nii et see pole kaugeltki täiuslik. Absoluutset puhtust aga ei eksisteeri. See on ideaal, mille poole püüelda, kuid seda on sellisel tehnoloogilise arengu tasemel võimatu saavutada. Isegi kui ime läbi on võimalik saada absoluutselt puhast metalli, tungivad teiste õhus sisalduvate ainete aatomid sellesse kohe sisse.

Selles suhtes on soovituslik kummaline juhtum, mis juhtus kuulsa saksa füüsiku Werner Heisenbergiga. Ta töötas oma laboris massispektrograafiga. Ja äkki näitas seade katseaines kullaaatomite olemasolu. Teadlane oli üllatunud, sest see ei saanud olla. Kuid seade "seisab kangekaelselt iseseisvalt". Arusaamatus selgus alles siis, kui teadlane eemaldas ja peitis oma kullast ääristega prillid. Eraldi kullaaatomid, "põgenesid" raami kristallvõrest, sattusid uuritavasse ainesse ja "segasid" ülitundliku seadme.

Kuid see juhtus laboris, kus õhk on puhas. Mida öelda tänapäevaste tööstuspiirkondade kohta, mille õhk on tööstusjäätmetest üha enam saastatud?

Alustasime seda peatükki sellest, et ühel juhul on lisandite olemasolu metallis hea ja teisel juhul halb. Veelgi enam, algul ütlesime, et sulamitel on parem tugevus ja kuumakindlus kui puhastel metallidel, ja nüüd selgub, et kõige kõrgemad omadused on puhastel metallidel. Vastuolu pole. Paljudel juhtudel on sulam tugevam, kuumakindlam jne kui ükski selle koostises olev metall. Kuid need omadused paranevad mitu korda, kui kõik sulami komponendid täidavad teatud inimese jaoks vajalikku ülesannet. Kui selles pole midagi "ekstra". Ja see tähendab, et komponendid ise peavad olema võimalikult puhtad, sisaldama minimaalset arvu "võõraid" aatomeid. Seetõttu muutub nüüd üha teravamaks küsimus saadud metallurgiatoodete puhtuse kohta. Kuidas nad selle probleemi lahendavad?

Metallurgiatehastes, mis toodavad suures koguses metalli, mis läheb tavatoodetesse, kasutatakse üha enam vaakumit. Vaakumis metall sulatatakse ja valatakse ning see võimaldab kaitsta seda ümbritsevast õhust kahjulike gaaside ja muude ainete molekulide sissepääsu eest. Ja mõnel juhul toimub sulatamine neutraalse gaasi atmosfääris, mis kaitseb metalli veelgi soovimatu "läbitungimise" eest.

PUHTAD METALLID

metallid, vähese lisandite sisaldusega metallid. Olenevalt puhtusastmest eristatakse kõrge puhtusastmega metalle (99,90-99,99%), metalle kõrge puhtusastmega, või keemiliselt puhtad (99,99–99,999%), kõrge puhtusastmega metallid või spektripuhtad ülipuhtad metallid (üle 99,999%).

Suur Nõukogude Entsüklopeedia, TSB. 2012

Vaata ka tõlgendusi, sünonüüme, sõnade tähendusi ja seda, mis on PURE METALS vene keeles sõnaraamatutes, entsüklopeediates ja teatmeteostes:

• PUHASTA
  ERAINVESTEERINGUD – kodumaised erainvesteeringud ilma amortisatsioonita …
• PUHASTA majandusterminite sõnastikus:
  KAOTUS – kaotused majandusüksused seostatakse kunstliku defitsiidi tekitamisega monopolisti poolt, mis viib hinna kehtestamiseni, mis ei lange kokku marginaalse ...
• PUHASTA majandusterminite sõnastikus:
  ÜLEKANDEMAKSED – isiklikud ja riiklikud ülekandemaksed teiste riikide elanikele, millest on maha arvatud muude riikide elanikelt saadud isiklikud ja valitsuse ülekandemaksed ...
• PUHASTA majandusterminite sõnastikus:
  KÄIBEVARAD on käibevarad, mis on kergesti turustatavad, millest on maha arvatud nende…
• PUHASTA majandusterminite sõnastikus:
  OSTUD - teatud perioodi ostude kogusumma, millest on maha arvatud allahindlused, algselt ostetud toodete tagastus ja tavahinna alandused ja ...
• PUHASTA majandusterminite sõnastikus:
  TOOTEMAKSUD - tootemaksude ja neile eraldatud subsiidiumide vahe ...
• PUHASTA majandusterminite sõnastikus:
  IMPORTIMAKSUD - vahe impordimaksude ja subsiidiumide vahel ...
• PUHASTA majandusterminite sõnastikus:
  MAKSUD - maksud, mida elanikkond maksab riigile, miinus ülekandemaksed, mida elanikkond saab ...
• PUHASTA majandusterminite sõnastikus:
  likviidsed VARAD - sularaha kogus Raha, kergesti turustatavad väärtpaberid jne. saadaolevad arved Kõrval …
• PUHASTA majandusterminite sõnastikus:
  KAPITALIINVESTEERINGUD – kogukapitaliinvesteering miinus …
• PUHASTA majandusterminite sõnastikus:
  KÕRVALDAMISKULUD - kaupade ostu-müügi protsessiga otseselt seotud kulud; sisaldama transpordikulud, kulud lasti ümberlaadimiseks, selle töötlemiseks, ...
• PUHASTA majandusterminite sõnastikus:
  VARAD - varade summast lahutamise teel määratud hinnanguline väärtus, mis sisaldab rahalist ja mitterahalist vara bilansilises väärtuses, ...
• METALLID majandusterminite sõnastikus:
  VÄÄRISMETALLID - vaata VÄÄRISMETALLID ...
• METALLID Nicephorose piiblientsüklopeedias:
  Pühas Pühakirja mainitakse sageli metallidest: raud, vask, tina, plii, tsink, hõbe, kuld. vaata igaüks omaette...
• METALLID Suures entsüklopeedilises sõnastikus:
  (Kreeka) ained, millel on tavatingimustes kõrge elektrijuhtivus (106-107 Ohm-1 cm-1, väheneb temperatuuri tõustes) ja soojusjuhtivus, vormitavus, "metalliline" läige ...
• METALLID
  lihtsad ained, millel on tavatingimustes iseloomulikud omadused: kõrge elektri- ja soojusjuhtivus, elektrijuhtivuse negatiivne temperatuuritegur, võime hästi peegeldada elektromagnetkiirgust ...
• METALLID
  I (ja metalloidid) (keemia) - M. on rühm lihtsaid kehasid (vt), millel on teadaolevad iseloomulikud omadused, mis on tüüpilistes esindajates teravalt ...
• METALLID kaasaegses entsüklopeedilises sõnastikus:
  
• METALLID entsüklopeedilises sõnastikus:
  lihtsad ained, millel on tavatingimustes iseloomulikud omadused - kõrge elektrijuhtivus (106-104 Ohm-1?cm-1), väheneb temperatuuri tõustes, kõrge soojusjuhtivus, sära, ...
• PUHASTA
  "CLEAN BROTHERS" ("Brothers of Purity", araablane. Ikhvan as-safa), 10. sajandi filosoofide rühmitus, kuhu kuulusid Iraagi mõtlejad (ptk. arr. linnast ...
• METALLID Suures vene entsüklopeedilises sõnastikus:
  "METALLID", teaduslik. Venemaa Teaduste Akadeemia ajakiri, aastast 1959, Moskva. Asutaja (1998) - Metallurgia Instituut im. A.A. Baikov. 6 tuba…
• METALLID Suures vene entsüklopeedilises sõnastikus:
  METALLID, ained, millel on tavatingimustes kõrge elektrijuhtivus (10 6 - 10 4 Ohm -1 cm -1, väheneb koos ...
• PUHASTA Uues vene keele seletavas ja tuletussõnastikus Efremova:
  
• METALLID in Kaasaegne seletav sõnastik, TSB:
  (kreeka keeles), ained, millel on tavatingimustes kõrge elektrijuhtivus (106-107 Ohm-1 cm-1, väheneb temperatuuri tõustes) ja soojusjuhtivus, vormitavus, "metalliline" läige ...
• PUHASTA Efremova seletavas sõnastikus:
  puhas pl. lahti rulluma Pärast mahaarvamist jäänud raha...
• PUHASTA Uues vene keele sõnaraamatus Efremova:
  pl. lahti rulluma Pärast mahaarvamist jäänud raha...
• PUHASTA Suures kaasaegses vene keele seletavas sõnaraamatus:
  pl. lahti rulluma Pärast mahaarvamist jäänud raha...
• VÄRVILISED METALLID suures Nõukogude entsüklopeedia, TSB:
  metallid, kõigi metallide ja nende sulamite tehniline nimetus (välja arvatud raud ja selle sulamid, mida nimetatakse mustmetallideks). Mõiste "C. m." V…
• TULEKINDLAD METALLID Suures Nõukogude Entsüklopeedias, TSB:
  metallid, poolt tehniline klassifikatsioon- metallid, mis sulavad temperatuuril üle 1650–1700 | C; T. m arv (tabel) sisaldab titaani ...
• HARULDASED METALLID Suures Nõukogude Entsüklopeedias, TSB:
  metallid, metallide rühma (üle 50) kokkuleppeline nimetus, mille loetelu on toodud tabelis. Need on metallid, mis on tehnoloogias suhteliselt uued või muidu ...
• VÄÄRISMETALLID Suures Nõukogude Entsüklopeedias, TSB:
  metallid, kuld, hõbe, plaatina ja plaatina rühma metallid (iriidium, osmium, pallaadium, roodium, ruteenium), mis said oma nime peamiselt tänu oma kõrgele ...
• METALLIDE VALU: METALLIDE VALU Collieri sõnaraamatus:
  Artiklile METALLIDE VALAMINE Kõiki metalle saab valada. Kuid mitte kõigil metallidel ei ole samad valuomadused, eriti voolavus - ...
• IMPRESSIONISM XX sajandi mitteklassikalise, kunstilise ja esteetilise kultuuri leksikonis Bychkov:
  (prantsuse muljest - mulje) Kunstisuund, mis tekkis Prantsusmaal 19. sajandi viimasel kolmandikul. I. peamised esindajad: Claude ...
• TAHKE Suures Nõukogude Entsüklopeedias, TSB.
• REAKTIIVID KEEMILISED Suures Nõukogude Entsüklopeedias, TSB:
  keemilised, keemilised reaktiivid, keemilised preparaadid (ained), mida kasutatakse laborites analüüsiks, teadusuuringuteks (saamismeetodite, omaduste ja muundamise uurimisel ...
• METALLURGIA Suures Nõukogude Entsüklopeedias, TSB:
  (Kreeka keelest metallurgeo - kaevandan maaki, töötlen metalle, metallonist - kaevandust, metalli ja ergonit - töötan), originaalis, kitsas ...
• LIIMID Suures Nõukogude Entsüklopeedias, TSB:
  looduslikud või sünteetilised ained, mida kasutatakse erinevate materjalide ühendamiseks kleepkihi ja liimitavate materjalide pindade vahel tekkiva kleepuva sideme tõttu. …
• KÕRVALDAMISKULUD Suures Nõukogude Entsüklopeedias, TSB:
  ringlus, kaupade ringluse protsessiga seotud kulude kogum. Oma majandusliku olemuse tõttu on I. o. jagatud puhtaks ja täiendavaks. Puhas…
• FLUOR
• TÜRGI V entsüklopeediline sõnaraamat Brockhaus ja Euphron:
  (sõna täpne tähendus on teadmata) on rühm rahvaid, kes räägivad erinevaid türgi keele dialekte (vt türgi keeled) ja vastavalt füüsilistele omadustele ...
• SULMID Brockhausi ja Euphroni entsüklopeedilises sõnastikus.
• ISTUTUSED Brockhausi ja Euphroni entsüklopeedilises sõnastikus:
  metsaalad, mis on puittaimestiku olemuselt naaberaladest looduslikult erinevad. N-de erinevust saab määrata nende päritolu, koostise, vanuse, kraadi ...
• ORGAANILISED KUNSTVÄRVID Brockhausi ja Euphroni entsüklopeedilises sõnastikus:
  Kunstliku orgaanilise tõrva tootmise ja kasutamise areng on tihedalt seotud kivisöetõrva teadusliku uurimise ajalooga. Viimase kompositsiooni uurides, Runge aastal ...
• TEHASED Brockhausi ja Euphroni entsüklopeedilises sõnastikus:
  Kõnekeeles ei eristata mõisteid Z. ja tehased ning ehk pole siiani ka erilist vajadust, ...
• SAKSLASTE FÜÜSILINE TÜÜP Brockhausi ja Euphroni entsüklopeedilises sõnastikus:
  Rooma. kirjanikud (Tacitus jt) kirjeldasid G.-d kui kõrget kasvu, tugeva kehaehitusega, blondi või punajuukselist ja heleda sinise ...
• TAASTAMINE Brockhausi ja Euphroni entsüklopeedilises sõnastikus:
  Alkeemikud nõustusid, et metallid on keerulised kehad, mis koosnevad vaimust, hingest ja kehast või elavhõbedast, väävlist ja soolast; vaimu all...

Seoses uute tehnoloogiaharude arendamisega on vaja väga kõrge puhtusastmega metalle. Näiteks pooljuhina kasutatavas germaaniumi metallis on kümne miljoni germaaniumi aatomi kohta lubatud ainult üks fosfori, arseeni või antimoni aatom. Raketiteaduses kasutatavates kuumuskindlates sulamites on isegi tühine plii või väävli segu täiesti vastuvõetamatu.

Üks parimaid ehitusmaterjale tuumareaktorid- tsirkoonium muutub täiesti kasutuskõlbmatuks, kui see sisaldab kasvõi vähesel määral hafniumi, kaadmiumi või boori lisandit, mistõttu nende elementide sisaldus tuumaenergia materjalides ei tohiks ületada 10 -6. Vase elektrijuhtivus väheneb 14% ainult 0,03% arseenilisandi juuresolekul. Eriti oluline on metallide puhtus elektroonika- ja arvutitehnoloogias ning tuumaenergias. Termotuumareaktorite metallmaterjalidele ja pooljuhtseadmed lisandite sisaldus ei tohiks ületada 10-10%. Metallide puhastamiseks on mitu meetodit.

1. Vaakumdestilleerimine. See meetod põhineb metalli lenduvuse ja selles sisalduvate lisandite erinevusel.

2. Lenduvate metalliühendite termiline lagunemine. See meetod põhineb keemilistel reaktsioonidel, mille käigus metall ühe või teise reagendiga moodustab gaasilisi tooteid, mis seejärel lagunevad kõrge puhtusastmega metalli vabanemisega. Mõelge selle meetodi põhimõttele karbonüül- ja jodiidimeetodite näitel.

A) karbonüülmeetod. Seda meetodit kasutatakse kõrge puhtusastmega nikli ja raua saamiseks. Puhastada tehniline metall kuumutatakse selle meetodiga süsinikmonooksiidi (II) juuresolekul: Ni + 4CO \u003d Ni (CO) 4, Fe + 5CO \u003d Fe (CO) 5

Saadud lenduvad karbonüülid Ni(CO) 4 (keemistemperatuur 43 °C) või Fe(CO) 5 (keemistemperatuur 105 °C) destilleeritakse lisandite eemaldamiseks. Seejärel lagunevad karbonüülid temperatuuril üle 180 ° C, mille tulemusena moodustuvad puhtad metallid ja gaasiline süsinikmonooksiid (II): Ni (CO) 4 \u003d Ni + 4CO, Fe (CO) 5 \u003d Fe + 5CO

B) Jodiidi meetod. Selle meetodi abil kuumutatakse puhastatav metall, näiteks titaan, koos joodiga temperatuurini 900 ° C: Ti + 2I 2 \u003d TI 4

Saadud lenduv titaantetrajodiid siseneb reaktorisse, mis sisaldab puhast titaantraati, mida kuumutatakse elektrivooluga temperatuurini 1400 °C. Sellel temperatuuril dissotsieerub titaantetrajodiid termiliselt: Til 4 = Ti + 2I 2

Traadile sadestatakse puhas titaan ja jood suunatakse uuesti titaani puhastusprotsessi. Selle meetodiga saadakse ka puhast tsirkooniumi, kroomi ja muid tulekindlaid metalle.

3. Tsooni sulamine. Märkimisväärne puhastusmeetod on nn tsoonisulatus. Tsooni sulatamine seisneb puhastatava metalli valuploki aeglases tõmbamises läbi rõngakujulise ahju. Tsoonisulatamist rakendatakse metallidele, mis on läbinud eelpuhastuse kuni lisandite kontsentratsioonini ligikaudu 1%. Meetod põhineb erinev lisandite sisaldus tahkes ja sulametallis. Protsess viiakse läbi aeglaselt liikudes mööda spetsiaalse küttekeha (rõngakujulise ahju) loodud kitsa sulatsooni tahket piklikku proovi (valuplokki). .

Metalli valuploki ala (tsoon), mis praegu ahjus on, läheb sula olekusse.

Liikuvaid faasidevahelisi piire on kaks: ühel (metalli sisenemine ahju) toimub sulamine, teisel (metall väljub ahjust) kristalliseerumine.

Sõltuvalt lisandite lahustuvusest koonduvad osad sulatsooni ja liiguvad koos sellega valuploki lõppu, teiste metallide lisandid koonduvad tekkinud kristallidesse ja jäävad protsessi korduval kordamisel liikuva tsooni taha. nad liiguvad valuploki algusesse. Selle tulemusena erineb moodustunud kristallide koostis sulatise koostisest.

Kõrge puhastusastme saavutamiseks tehakse tavaliselt mitu sulatsooni läbimist mööda metalli valuplokki. Tänu sellele on valuploki keskmine osa kõige puhtam, see lõigatakse välja ja kasutatakse ära.

Tsoonisulatusmeetod võimaldab saada väga puhtaid metalle lisandite sisaldusega 10 -7 -10 -9%. Seda meetodit kasutatakse ülipuhta germaaniumi, vismuti, telluuri jne saamiseks.

Peamine eelis seda meetodit- kõrge efektiivsusega. Meetodi puudused on madal tootlikkus, kõrge hind ja pikk protsessiaeg.

4. metallide puhastamise elektrokeemiline meetod(metallide rafineerimine).

4. PERIOODI TULEKINDLAVATE METALLIDE (Mn, Cr, Fe, Ni, Co) VAKUUMDESTILLERIMINE

Kõige tulekindlamad ja raskesti lenduvad metallid, mida praegu destilleeritakse, on mangaan, kroom, raud, nikkel ja koobalt. Kõik need metallid on osa kõige olulisematest tehnilistest sulamitest.

Mehaaniline ja füüsikalised omadused raual, niklil ja muudel kindlaksmääratud elementidel põhinevad sulamid, eriti erinevate kuumakindlate sulamite omadused, on suures osas määratud lähtematerjalide puhtusega.On hästi teada, et mittemetallilised kandmised ja mitmed lisandid, mis moodustavad väikese sulav eutektika lagundab järsult paljusid sulameid: plastilisus, kuumakindlus, korrosioonikindlus jne. Eriti kahjulikud lisandid kõigis neis metallides on plii, vismut, kaadmium, väävel, fosfor, lämmastik ja hapnik.Sellega seoses saadakse puhtad 4. perioodi metallid pakub erakordset huvi nii nende omaduste uurimise seisukohalt kui ka legeerivate lisandite mõju uurimiseks sulamite omaduste muutmisel. Puhtad metallid on vaakumtehnoloogias vajalikud elektroodide valmistamisel, röntgentorude anoodidel ja ioonseadmete osade tootmiseks.Puhas raud peaaegu ei interakteeru elavhõbedaauruga Seda saab kasutada oksiidkatoodidega torudes, mis on ülitundlikud vähimagi saastumise suhtes. Puhtal raud on suure magnetilise läbilaskvusega, mistõttu sobib see magnetväljade varjestamiseks. Kõrge puhtusastmega nikkel on oluline erinevate tulekindlate metallide katmiseks. Märkimisväärne kogus 4. perioodi puhtaid metalle kulub keemiatööstuses erinevate ühendite valmistamiseks. Üksikasjalikku teavet lisandite mõju kohta vaadeldavate metallide omadustele leiate monograafiatest.

Kõige levinum 4. perioodi tulekindlate metallide puhastamise meetod on lisandite keemiline sidumine redoksprotsesside tulemusena (sageli vesinikuga töötlemisega), millele järgneb degaseerimine ja lisandite destilleerimine vaakumsulatamise käigus. Sulametallide töötlemine vaakumis on viimase 5-10 aasta jooksul laialt levinud. Seda kasutatakse mitte ainult puhaste metallide, vaid ka teraste ja muude sulamite jaoks. Kuna ei ole võimalik üksikasjalikult selgitada asjassepuutuvaid töid, milles käsitletavad küsimused jäävad selle teema ulatusest kaugemale, piirdume nende metallide destilleerimise ja metalliliste lisandite destilleerimisega seotud töö kirjeldusega. . Üksikasjalikku teavet metallide vaakumsulatamise ja gaasiliste lisandite eemaldamise kohta leiate paljudest artiklite kogumikest ja monograafiatest.

Selles lõigus käsitletud metallidest kuuluvad perioodilise süsteemi VIII rühma raua alarühma raud, nikkel ja koobalt. Peamiste lisanditena neis metallides on lisaks lähedastele elementidele vask, räni, mangaan, kroom, alumiinium, süsinik, fosfor, väävel ja gaasid (N 2, 0 2, H 2). Seotud elementide omaduste läheduse tõttu on destilleerimisel nendest puhastamise aste madal, kuid nende metallide väikesed lisandid mõjutavad põhielemendi omadusi vähe. Kõik raua alarühma puhtad metallid on plastilised toatemperatuuril ja isegi madalamal temperatuuril ning nikkel on plastiline kuni vedela heeliumi temperatuurini (4,2 °K). Gaasi ja mõningate metallide lisandite sisalduse suurenemine võib aga kaasa tuua metallide üleminekutemperatuuri tõusu plastilisest olekust hapraks. Seega muutub >0,005% 0 2 sisaldav raud rabedaks temperatuuril 20 ° C. Koobaltil on madalam plastilisus kui raual või niklil, mis võib olla tingitud selle ebapiisavast puhtusest. Kõigil kolmel vaadeldaval metallil on sarnased aururõhu väärtused. Nende destilleerimine toimub tavaliselt temperatuuril 20–50 ° C üle sulamistemperatuuri, kuigi nad kõik sublimeeruvad vaakumis temperatuuril > 1100 ° C.

Erinevalt raua alarühma metallidest on kroom ja kõrge puhtusastmega mangaan toatemperatuuril rabedad. Isegi väikesed lisandite, nagu süsinik, väävel, lämmastik ja hapnik, kontsentratsioonid halvendavad neid järsult. mehaanilised omadused. Kõige puhtama kroomi puhul on üleminekutemperatuur rabedast plastsesse olekusse ligi 50 °C. Siiski on võimalus seda temperatuuri metalli edasise puhastamise teel alandada.

Praegu arvatakse, et kroomi hapruse peamiseks põhjuseks toatemperatuuril on lämmastiku ja hapniku olemasolu selles ~0,001%. Kroomi üleminekutemperatuur plastilisse olekusse tõuseb järsult alumiiniumi, vase, nikli, mangaani ja koobalti lisamisel. Võimalik, et kroomi lämmastikust puhastamisel saab suurepärase efekti saavutada, kui destilleerida seda eraldatud mahus.

Mangaan on habras kogu α-faasi olemasolu jooksul (kuni 700 °C), kõrge temperatuuriga faasid (β- ja γ-Mπ) on aga üsna plastilised. α-Mn rabeduse põhjuseid ei ole piisavalt uuritud.

Kroomil ja mangaanil on märkimisväärne aururõhk nende sulamistemperatuurist madalamal. Kroom sublimeerub vaakumis märgatava kiirusega üle 1200 ° C. Kuna kroomi sulamistemperatuur on umbes 1900 ° C, ei ole võimalik seda sublimatsiooni tõttu vaakumis sulatada. Tavaliselt sulatatakse algne metall või kondensaat inertgaasis rõhul üle 700 mm Hg. Art. Mangaani destilleeritakse nii sublimatsiooni teel kui ka vedelfaasist.

Tavaliselt on kõigi vaadeldavate metallide destilleerimisel võimalik saada kondensaate puhtusega ~ 99,99%. Väga tõhus puhastamine on aga võimalik ainult temkasutamisega. Kroomi ja mangaani destilleerimist on põhjalikult uuritud peamiselt Crolli poolt ja autorite laboris.

Mangaani vaakumdestilleerimist kirjeldasid esmakordselt Thide ja Birnbrauer. Geiler uuris seda protsessi üksikasjalikult ja uuris saadud kõrge puhtusastmega mangaani mitmeid omadusi. Destilleerimine viidi läbi 600 mm pikkuses ja 100 mm läbimõõduga kvartstorus. Mangaan aurustus magnesiiditiiglist ja kondenseerus teisele sarnasele tiiglile. Metalli kuumutati kõrgsagedusvooludega. Aurutamine viidi läbi temperatuuril ~ 1250 °C vaakumis 1-2 mm Hg. Art. Lähteaineks oli aluminotermiline metall puhtusega ~ 99% ja kaubanduslik mangaan (~ 96–98%). Ühekordse destilleerimise tulemused on toodud tabelis. 48. Puhta metalli toodang oli -50% koorma massist. Määratud protsessiparameetrite ja 2,7 kg koormusega saadi 5 tunniga 0,76 kg puhast metalli. Geyleri paigaldises ei välistatud metalli interaktsiooni võimalust torumaterjaliga ja seetõttu oli mitmete katsete käigus destillaat saastunud räniga.