← К списку тем

Химия · 11 класс · Химия ФГОС (Габриелян) · урок 15 · только теория

Сплавы металлов. Электрохимический ряд напряжений металлов

Сплавы — это макроскоски однородные материалы на основе металлов, классифицируемые по строению и типу основы. Электрохимический ряд напряжений показывает активность металлов и позволяет предсказать ход реакций вытеснения и взаимодействия с кислотами.

Чему учимся понимать

Научиться классифицировать сплавы по строению и использовать электрохимический ряд напряжений для предсказания химических свойств металлов.

Зачем это нужно

Знание свойств сплавов и активности металлов необходимо для выбора материалов в строительстве, машиностроении и для защиты металлов от коррозии.

Опорные понятия

сплавэлектрохимический ряд напряженийлегированиекоррозияпротекторная защитагалваническая пара

Главные тезисы

  • Сплавы бывают механическими смесями, твёрдыми растворами или химическими соединениями.
  • Чем левее металл в ряду напряжений, тем он активнее и сильнее восстановитель.
  • Металлы левее водорода вытесняют водород из разбавленных кислот.
  • Более активный металл вытесняет менее активный из раствора его соли.
  • Щелочные и щёлочноземельные металлы реагируют с водой при обычных условиях.
  • Металлы правее водорода не реагируют с разбавленными кислотами, но могут реагировать с окислителями.
  • Протекторная защита основана на окислении более активного металла, защищающего основной.

Определения

Сплав
Макроскопически однородный материал, состоящий из двух или более компонентов, главным из которых является металл, и обладающий металлическими свойствами.
Электрохимический ряд напряжений
Ряд металлов, расположенных в порядке возрастания их стандартных электродных потенциалов.
Легирование
Введение в сплав добавок для улучшения свойств.
Коррозия
Самопроизвольное разрушение металлов под действием окружающей среды.

Ключевые факты и правила

  • Сталь содержит 0,1–2% углерода, а чугун — 2–4%.
  • Металлы левее водорода в ряду напряжений вытесняют водород из разбавленных кислот.
  • Щелочные и щёлочноземельные металлы (Li...Ca) реагируют с водой при обычных условиях.
  • Металлы средней активности (Mg...Pb) реагируют с водой при нагревании.
  • Металлы правее водорода (Cu, Ag, Au) не реагируют с разбавленными кислотами.
  • Металлы реагируют с окислителями (например, HNO3), а не с кислотой вообще.

Теория

Изучить определение сплава и его классификацию по строению (механическая смесь, твёрдый раствор, химическое соединение).

Изучить классификацию сплавов по типу основы (чёрные, цветные, лёгкие, тугоплавкие, благородные).

Изучить важнейшие сплавы (сталь, чугун, бронза, латунь, дюралюминий, нихром) и их свойства.

Изучить электрохимический ряд напряжений и его правила использования.

Разобрать примеры реакций вытеснения металлов и взаимодействия с кислотами.

Изучить виды коррозии и методы защиты от неё.

Примеры

  1. Пример 1реакция
    • Zn + CuSO4 → реакция идёт, так как цинк левее меди в ряду напряжений
  2. Пример 2реакция
    • Cu + FeSO4 → реакция не идёт, так как медь правее железа в ряду напряжений
  3. Пример 3реакция
    • Fe + HCl (разб) → реакция идёт, так как железо левее водорода
  4. Пример 4реакция
    • Cu + HCl (разб) → реакция не идёт, так как медь правее водорода
  5. Пример 5реакция
    • Cu + HNO3(конц) → реакция идёт, так как HNO3 является окислителем

Интересно знать

  • Металлы реагируют с окислителями, поэтому медь реагирует с концентрированной азотной кислотой, хотя стоит правее водорода.
  • Алюминий пассивируется в концентрированной азотной кислоте из-за образования плёнки.
  • Припой на основе свинца и олова имеет низкую температуру плавления.

Связанные темы

  • Металлы
  • Химическая связь
  • Окислительно-восстановительные реакции
  • Электролиз