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