Презентация к уроку по химии "Применение металлов и их соединений"

Применение металлов и их соединений

Презентацию подготовил: учитель химии МОУ «Школа №13 г. Донецка» Маркелова Н.А .

Металлы – химические элементы, образующие в свободном состоянии простые вещества с металлической связью. Металлы – основа человеческой цивилизации. Металлами является большинство химических элементов (примерно 80 %). У каждого элемента в чистом виде есть свои недостатки - коррозия, недостаточная твердость, ломкость, хрупкость, недолговечность. Поэтому их применение в технике и автомобилестроении ограничено. В связи с этим стало необходимо найти новые материалы, объединяющие в себе преимущества известных, то есть найти способы получения сплавов металлов. Железо — сравнительно мягкий металл. При добавлении в железо углерода твёрдость его существенно возрастает. По количеству углерода различают сталь и чугун . Добавленный в сталь хром делает её нержавеющей, вольфрам делает сталь намного более твёрдой, добавка марганца делает сплав износостойким, а ванадия — прочным. Область применения металлов определяется их индивидуальными физическими свойствами. Практически невозможно найти хотя бы одну промышленную область, которая бы обходилась без использования металлов, их сплавов и химических соединений.

Алюминий

Алюминий – серебристо – белый металл, обладающий высокой тепло- и электропроводностью, высокой отражающей способностью, высокой коррозионной стойкостью. Пластичный, легко вытягивается в проволоку и прокатывается в фольгу до 0,01 мм. Легкий и прочный металл, особенно в сплавах. Алюминий и его сплавы является стратегическим металлом, он используется в военной промышленности, а также в космической технике. Из дюралюминия (сплав алюминия с медью, магнием, марганцем и кремнием) делают вертолеты, детали самолетов, искусственных спутников, космических ракет. Также из алюминия и его сплавов делают некоторые детали автомобилей, вагонов, кораблей, дверные и оконные рамы, электрические кабели, а также банки для безалкогольных напитков, тару для консервирования и хранения продуктов сельского хозяйства, упаковочный материал - алюминиевую фольгу. Алюминий используют для производства зеркал. Мелкодисперсный алюминиевый порошок используют как присадку к ракетному топливу.

ЭТО ИНТЕРЕСНО !

Алюминий применяют при производстве фейерверков, он также является ключевым компонентом такой праздничной забавы, как «бенгальские огни». Наполеоном III был издан приказ об изготовлении алюминиевых столовых приборов. Они предоставлялись только на важных торжественных застольях, самому императору и его почетным гостям. Сейчас же алюминиевые приборы выходят из употребления даже в школьных столовых. В 1967 году американские дизайнеры выпустили купальник, изготовленный из алюминиевой нити. Природный минерал корунд, представляющий собой чистый кристаллический оксид алюминия, из-за высокой твёрдости используется в качестве абразивного материала. Синтетический оксид алюминия широко применяется в производстве керамики, устойчивой при очень высоких температурах. Природные монокристаллы оксида алюминия (минералы рубин, сапфир) являются драгоценными камнями и используются в производстве ювелирных украшений. Очень большое значение имеет каолинит, значительные количества которого расходуются при производстве цемента, который используется в строительстве.

Медь

Медь – мягкий, пластичный металл золотисто-розового цвета, очень хороший проводник тепла и электрического тока. В электротехнике медь используется в чистом виде: в производстве кабельных изделий, шин голого и контактного проводов, электрогенераторов, телефонного и телеграфного оборудования и радиоаппаратуры. Из меди изготавливают теплообменники, вакуум-аппараты, трубопроводы. Медь – важная составная часть сплавов, в том числе бронзы и латуни. Бронза – сплав меди с оловом, свинцом или алюминием. Имеет высокую прочность, твердость, хорошо обрабатывается резанием и обладает коррозионной стойкостью и применяется для изготовления водопроводных кранов, зубчатых колёс, для отливки художественных изделий, колоколов. Сплав меди и бериллия – бериллиевая бронза, из этого сплава выпускают пружины и инструменты, не образующие при ударе искр - это струны музыкальных инструментов. Сплав цинка с медью — это латунь, применяется для изготовления деталей, работающих в условиях повышенной влажности, и в электротехнике. Медь добавляется в ювелирные сплавы, чтобы повысить их прочность.

ЭТО ИНТЕРЕСНО !

Медь «старше» железа на 1,5 - 2 тысячи лет, она первая использовалась для производства монет, украшений и орудий труда. Благодаря высокой коррозионной стойкости меди из неё изготавливают капсулы для захоронения токсичных и радиоактивных отходов. Медное покрытие применяется для изготовления скальпеля хирурга и проводит электричество для нагрева лезвия, делая, таким образом, прибор самостоятельного прижигания. Медью богата верблюжатина. У осьминогов кровь голубого цвета из-за наличия в ее составе меди. Статуя Свободы в Нью-Йорке изготовлена из норвежской меди. Медь является природным антибактериальным средством. Медь встречается в природе как в соединениях, входит в состав 200 минералов, так и в самородном виде. Из – за своей универсальности и долговечности медь называется «вечным металлом человека».

Цинк

Цинк – блестящий металл голубовато - белого цвета, хрупкий при комнатной температуре, пластичный – при 100 - 150°C, поэтому легко прокатывается в тонкие листы и проволоку, а при температуре 200 - 250°C вновь становится хрупким и его можно истолочь в порошок. Важным качеством цинка является его способность противостоять коррозии, поэтому цинковое покрытие используют для защиты стальных изделий и железных листов. Цинк применяют для получения технически важных сплавов. Сплав меди, цинка и никеля называется нейзильбер. Из данного сплава выпускают различную бижутерию и наградные знаки, монеты, посуду и столовые принадлежности, медицинское оборудование, детали для электоприборов. Цинк входит в состав солевых батареек и аккумуляторных батарей. Существует две широко распространенные краски с цинком. Краска серого цвета на основе цинковой пыли, ее используют для обработки металла (мост, судно корабля) и белого — знаменитые цинковые белила, которые используют в строительстве и масляной живописи.

ЭТО ИНТЕРЕСНО !

Оксид цинка увеличивает срок жизни стекла и поэтому используется в производстве специальных стекол, эмалей и глазурей, а также оксид цинка используют при производстве резины. Сульфид цинка используется для производства электроннолучевых трубок и экранов радаров. Теллурид цинка используется как материал для фоторезисторов, приемников инфракрасного излучения, дозиметров и счетчиков радиоактивного излучения. Хлорид цинка применяется в магнезиальном цементе для зубных пломб. Хлорид и сульфат цинка используют в медицине как антисептическое средство. Ацетат цинка используют как фиксатор при крашении тканей, консервант древесины, противогрибковое средство в медицине.

Цинк есть везде: в каждой клетке человеческого тела, в земле, в воздухе, в продуктах, которые мы употребляем в пищу. Цинк поддерживает здоровое состояние кожи и сосудов, улучшает рост и силу волос, заживляет раны, хорош при лечении глазных заболеваний и диабета. Он – прекрасный защитник от тяжелых металлов, поскольку он их «связывает» и удаляет из организма человека.

Железо

Железо – ковкий металл серебристо — белого цвета, легко намагничивается. Однако, при нагреве металла до температуры 800°С его магнитные свойства исчезают. Само по себе железо (без примеси прочих элементов) очень мягкое, гибкое и пластичное, его без особого труда можно вытянуть в тонкую проволоку. Из железа изготавливают магниты, как обычные, так и электрические. Магнитная окись железа (магнетит) является важным материалом в изготовлении долговременной компьютерной памяти - жестких дисков или дискет. Важнейшими сплавами железа являются чугун и сталь. Чугун – сплав железа, содержащий углерод 2 — 4%, кремний, марганец, серу и фосфор. Из-за повышенного содержания углерода чугун, как правило, хрупок. Из чугуна выпускают шестерни, колеса, трубы, радиаторы, кухонный инвентарь. Сталь – сплав железа, содержащий 0,3 – 2% углерода и небольшое количество кремния, марганца, фосфора и серы. Видами стальной продукции являются металлопрокат, украшения, детали для станков и транспорта, инструменты, принадлежности для шитья и канцелярские принадлежности. Железо – орудие войны и мирного труда!

ЭТО ИНТЕРЕСНО !

Ученые предполагают, что ядро нашей планеты преимущественно состоит именно из железа. Самый крупный кусок чистого железа на планете Земля был найден в Намибии в 1920 году. Это метеорит Гоба, вес которого – около 66 тонн. В речной воде содержание железа в 100 -1000 раз выше, чем в морской. Если еда готовится в чугунной или железной посуде, то содержание железа в еде увеличится от 1,2 до 21 раза. Наша кровь имеет красный цвет именно благодаря железу. Железо в организме человека усваивается легко, но для его усвоения необходим витамин С и органические кислоты. Мешают усвоению железа щавелевая кислота, кальций, дубильные вещества и повышенное употребление в пищу клетчатки. Сульфат железа (III) применяют при очистке воды, а также в медицине.

Никель

Никель – твердый, серебристо – белый блестящий металл с небольшим золотистым оттенком. Никель содержится в некоторых метеоритах, которые по составу представляют собой сплав никеля и железа. Чистый никель очень вязок и легко поддается прокатке в тончайшие листы и вытягиванию в проволоку. На воздухе никель не тускнеет и обладает высокой коррозионной стойкостью. Для техники очень ценны сплавы никеля с различными металлами особенно с железом. Никель применяется в аэрокосмической промышленности, при производстве железо-никелевых, никель-кадмиевых, никель-цинковых, никель-водородных аккумуляторов. Никель используется в стоматологии (при протезировании и изготовлении брекет-систем). Никель считается «военным» металлом. Сплав меди, никеля и железа – мельхиор, а сплав меди, никеля и марганца – никелин и константан.

Платина

Платина – тугоплавкий, серебристо – белый, редкий благородный металл, он дороже золота и серебра. Платина - это мощный антиоксидант, поэтому её успешно используют в косметологии. Сегодня платину широко применяют, как в производстве украшений, так и активно используют в химической и электронной промышленности, для изготовления электрических контактов и сосудов для варки оптического стекла, а также в медицине для борьбы с раком, в стоматологической сфере для изготовления зубных протезов. Платину применяют в качестве материала для термопар. Из платины и ее сплавов изготавливают хирургические инструменты, которые, не окисляясь, стерилизуются в пламени спиртовой горелки. Инертность платины к любым соединениям, ее электропроводимость и неаллергенность позволяют активно использовать ее в биомедицине как компонент электростимуляторов, катетеров и другого медицинского оборудования. В Советском Союзе платину применяли при изготовлении некоторых знаков отличия.

Титан

Титан – самый твердый металл в мире с блестящим серебристо-белым цветом. Титан активно используют в военной сфере в качестве брони, ювелирном деле и медицине. Из титана делают большинство хирургических инструментов, протезы из титана, выдерживают огромные физические нагрузки. Основным потребителем титановых изделий является авиастроение, его использовали для создания пилотируемых ракетных комплексов. Этот металл имеет небольшую плотность и коррозийную стойкость, что важно в судостроительной сфере, а также титан используют для изготовления турбинных двигателей, паровых котлов, конденсаторных труб. Из титана делают немало предметов – оправа для очков, велосипеды, инвалидные коляски, клюшки для гольфа, ледорубы. Он используется в производстве высококачественных гоночных автомобилей и мотоциклов. Двуокись титана используют для изготовления водоэмульсионных красок и алкидных эмалей. Ему дали неофициальное название «металл будущего».

Хром

Хром – твёрдый, весьма тяжелый, тугоплавкий, ковкий металл голубовато-белого цвета. Металл обладает достаточной твердостью и хрупкостью одновременно. Обладает высокой химической стойкостью. В чистом виде хром весьма токсичен. Хром — важнейший компонент кобальт - хромовых сплавов для изготовления всевозможных имплантатов. Металлический хром используют для хромирования, а также в качестве одного из важнейших компонентов легированных сталей. Хромистым сталям присуща повышенная твердость. Хром – важный биогенный элемент, входящий в состав тканей растений, животных и человека. Хромовые квасцы используются при дублении кож. Хром применяется для производства так называемых суперсплавов—хром-30 и хром-90, используемых в авиастроении, космической отрасли и изготовлении сопел плазмотронов. Различные соединения хрома, такие как окись хрома (III) и хромат свинца, ярко окрашены и используются в красках и пигментах.