химический каталог




Основы общей химии. Том 2

Автор Б.В.Некрасов

т доменного газа. **-17

Доменный металл представляет собой сплав железа с углеродом, содержащий и другие примеси, чаще всего Si, Р, Мп и S. Присутствие всех этих элементов сильно влияет на механические свойства металла. Особенно важна роль углерода. При содержании последнего более 1,9% получается чугун (который и является конечным продуктом доменного процесса). Выплавка чугуна по СССР составила в 1972 году 92,3 млн. т (против 14,9 млн. т в 1940 г. и 4,2 млн. т в 1913 г.).18

Интервал 1,9—0,3% С отвечает различным сортам стали, а металл с еще меньшим содержанием углерода носит название ковкого железа.

Чугун тверд, но хрупок и, как правило, не поддается ковке нлн прокатке. Он идет главным образом для отливок тяжелых машинных частей (станин, маховых колес и т. п.). Сталь очень тверда и вместе с тем эластична. Поэтому она применяется для изготовления всех конструкций и отдельных деталей, от которых, требуется особая прочность. Ковкое железо отличается своей мягкостью и легко поддается механической обработке. Из него готовят кровельное железо, проволоку, гвозди

и т. д.

19

Для пбнижения содержания углерода в получаемом при доменном процессе чугуне к нему обычно добавляют окислы железа и выдерживают его при высокой температуре в токе воздуха. при этом происходит выгорание углерода (а также большинства остальных примесей) и в результате образуется сталь или ковкое железо. Вводя в обычную

углеродистую сталь примеси других элементов, получают различные сорта легированных сталей, удовлетворяющие самым разнообразным запросам машиностроения.

Рис XIV-2. Взаимодействие Fe с серной кислотой.

Обычно выплавка стали превышает выплавку чугуна, что обусловлено переплавкой на сталь большого количества железного лома. Выплавка стали по СССР составила в 1972 году 126 млн. г (против 18,3 млн. т в 1940 г. и 4,2 млн, т в 1913 г.).^

В химически ^чистом состоянии железо, кобальт и никель Могут быть получены восстановлением их окислов водородом или электролизом

растворов солей. Все три элемента представляют собой блестящие белые металлы с сероватым (Fe, Со) нлн серебристым (Ni) оттенком. Их

константы сопоставлены нижез s

Fe Co Ml

. . 7,9 8,9 8,9

Температура плавления, °С . . . . . 1536 1494 1455

. . 2770 2255 2140

Электропроводность (Hg = !) . . . 10 15 14

Теплопроводность (Hg=l) . . . . 7 8 7

Железо и никель легко куются и прокатываются. Кобальт более тверд и хрупок. В отличие от других металлов Fe, Со и Ni притягиваются магнитом, я-**

По химическим свойствам железо, кобальт и никель являются металлами средней активности. В отсутствие влаги онн при обычных условиях заметно не реагируют даже с такими типичными металлоидами, как О, S, С! и Вг. Однако при нагревании взаимодействие со всеми ними протекает довольно энергично, особенно если металлы находятся в измельченном состоянии.67-80

Располагаясь в ряду напряжений между железом и оловом, Со и Nr стоят ближе к олову. Поэтому оба металла растворяются в разбавленных кислотах медленнее железа. Зависимость скорости взаимодействия Fe с серной кислотой от ее концентрации показана на рнс XIV-2. Устойчивость к действию концентрированной HN03 по ряду Fe — Со — Ni быстро уменьшается. Сильные щелочи на все три элемента не действуют.

По отношению к воздуху и воде кобальт, никель и химически чистое железо (в виде компактных металлов) устойчивы. Напротив, обычное, содержащее различные примеси железо под совместным действием влаги, двуокиси углерода и кислорода воздуха подвергается коррозии, т. е. разъеданию с поверхности. Образующийся при этом на железных изделиях слой ржавчины состоит главным образом из водной окиси железа, по составу приблизительно отвечающей формуле РегОз-НгО. Так как слой этот хрупок и порист, он не предохраняет металл от дальнейшего ржавления. В результате коррозия постоянно выводит из обращения приблизительно 30°^ того количества Fe, которое добывается за то же время. Около 2/з этого количества возвращается производству в в виде металлолома, но (/з, т. е. 10% от всей мировой добычи, теряется безвозвратно.81

Основной реакцией процесса коррозии металлов при контакте их с водой или влажным воздухом является вытеснение водорода, в случае железа протекающее по схеме

Fe + 2Н'= Fe" + 2Н

Помимо природы самого металла и концентрации водородных ионов скорость процесса сильно зависит от быстроты смещения равновесия этой основной реакции вправо за счет вторичных реакций, так или иначе связывающих образующиеся продукты.

Главная роль при этом обычно принадлежит растворенному в воде кислороду (из воздуха). В частности, Fe" окисляется им до Fe1", а атомарный водород — до Н20. Суммарно процесс ржавления железа может быть выражен следующим уравнением:

4Fe + 2Н20 + 302= 2(Fe203 • Н20)

Для уменьшения коррозионных потерь железные изделия стараются изолировать от воды и воздуха, покрывая их слоем масляной краски или какого-либо устойчивого при обычных условиях металла. В качестве такового чаще всего пользуются цинком («оцинкованное железо») или оловом («луженое железо»). Нередко применяется также никелирование — покрытие железных изделий тонким слоем никеля. Однако все эти способы защиты оказываются действенными лишь до тех пор, пока цельность покровного слоя не нарушена. Применение их ведет таким образом не к полному устранению ржавления, а лишь к задержке его на более или менее продолжительное время. 82-93

В своих устойчивых соединениях Fe, Со и Ni почти исключительно двух- и трехвалентны. Для железа приблизительно одинаково характерны обе эти валентности, тогда как при переходе к кобальту и особенно к никелю значение второй из иих все более отступает на задний план. Производные других валентностей рассматриваемых элементов более или менее неустойчивы и имеют гораздо меньшее практическое значение. 94-161

Кислородные соединения двухвалентных элементов семейства железа образуют ряд закисей общей формулы ЭО. Относящиеся сюда окислы — черная FeO, серо-зеленая СоО и зеленая NiO — практически нерастворимы в воде и щелочах, но легкорастворимы в кислотах. Водородом при нагревании они могут быть восстановлены до металла, причем легкость такого восстановления по ряду- Fe — Со — N1 несколько увеличивается.1в2,183

Отвечающие окислам ЭО гидраты закисей Fe, Со и Ni общей формулы Э(ОН)г могут быть получены только косвенным путем. Все они практически нерастворимы в воде и обычно употребляемых растворах сильных щелочей, но легкорастворимы в кислотах. С химической стороны рассматриваемые гидраты характеризуются, следовательно, основными свойствами.

П Б. il. Некрасов

Общим методом получения гидроокисей Э(ОН)2 является взаимодействие растворов соответствующих солей Fe и его аналогов с сильными щелочами. Образующиеся при этом объемистые осадки — белый Fe(OH)2, розово-красный Со(ОН)2 и яблочно-зеленый Ni(OH)2— сильно отличаются друг от друга по отношению к кислороду воздуха. Тогда как Ni(OH)2 с иим не реагирует, а Со(ОН}2 окисляется лишь медлен^ но, гидрат закиси железа по реакции

4Fe(OH)2 + 02 + 2Н20 = 4Fe(OH)3

быстро переходит в буро-красный гидрат окиси железа [Fe(OH)3]. Промежуточными продуктами окисления являются различные окрашенные в грязно-зеленые тона (от бледного до почти черного) гидроксиль-ные производные, содержащие одновременно двух- и трехвалентное железо. Поэтому чистый Fe(OH)2 может быть получен лишь при полном отсутствии кислорода (также растворенного в реактивных жидкостях). *e*-tde

Образуемые двухвалентными катионами Э2+ соли сильных кислот почти все хорошо растворимы в воде, причем растворы их вследствие гидролиза показывают слабокислую реакцию. К труднорастворимым относятся многие соли сравнительно слабых кислот, в частности производные анионов СО|"" и РОЗ".

Гидратированные ионы Э" окрашены в цвета: бледно-зеленый (Fe-), розово красный (Со") и ярко-зеленый (Ni"). Те же окраски характерны для образованных ими кристаллогидратов солей. Напротив, в безводном состоянии отдельные соли окрашены различно, причем цвета их не всегда совпадают с собственной

страница 134
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280

Скачать книгу "Основы общей химии. Том 2" (12.92Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
наматрасник terry фысщтф
Выгодное предложение от KNS digital solutions моноблок intel core i5 - супермаркет компьютерной техники.
как разместить колеса на стене в гараже
система 5.1 hi end

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(27.06.2017)