Obojeni, plemeniti i crni metali i njihove karakteristike

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-17 10:20

Metali su velika grupa jednostavnih elemenata sa karakterističnim karakteristikama kao što su visoka toplotna i električna provodljivost, pozitivni temperaturni koeficijent i još mnogo toga. Da biste pravilno klasificirali i razumjeli šta je što, morate se pozabaviti svim nijansama. Pokušajmo s vama razmotriti osnovne vrste metala kao što su crni, obojeni, plemeniti, kao i legure. Ovo je prilično opsežna i složena tema, ali pokušaćemo da sve stavimo na police.

Šta bi svi trebali znati?

Prije razvrstavanja metala u grupe, potrebno je razumjeti glavne karakteristike. Primarni su negativni koeficijent provodljivosti električne energije. Ovo sugerira da kako temperatura opada, provodljivost se povećava, a neki provodnici postaju supravodnici. Istovremeno, povećanje temperature dovodi do djelomičnogili potpuni gubitak propusnog opsega. Sekundarne karakteristike uključuju metalni sjaj, kao i visoku tačku topljenja. Osim toga, neki metali u obliku spojeva igraju ulogu redukcionog sredstva u redoks reakcijama. Imajte na umu da se čisti metali praktički ne nalaze u prirodi, tako da ne zaboravite ni na rudu i grumene.

O crnim metalima

Ova grupa uključuje gvožđe, kao i njegove legure (liveno gvožđe, ferolegure). U stvari, gvozdeni metali su legura gvožđa i ugljenika, ali pored toga postoje i drugi hemijski elementi, kao što su sumpor, fosfor, silicijum itd. koji su najčešće bakar, hrom ili nikl. Sve vrste crnih metala klasificirane su prema sadržaju ugljika. Dakle, postoje sljedeće legure:

• Liveno gvožđe - količina ugljenika se kreće od 2 do 4,3%, u nekim slučajevima dostižući kritični nivo od 5%. Različiti hemijski elementi direktno utiču na svojstva proizvoda. Dakle, sumpor sa fosforom povećava lomljivost, dok aditivi hroma i nikla čine liveno gvožđe otpornijim na toplotu i koroziju.
• Čelik - sadržaj ugljika do 2%. Od livenog gvožđa se razlikuje po visokoj duktilnosti, kao i po visokim tehnološkim performansama (lakše za obradu).

Karakteristike livenog gvožđa i čelika u detaljima

Trenutno postojinekoliko vrsta livenog gvožđa koje se koriste u svakodnevnom životu, kao i industriji: livnički (sivi) i konverzijski (beli). Potonji se razlikuje od prvog tipa po tome što je ugljik u vezanom stanju u obliku cementa, u prvom slučaju - u slobodnom stanju u obliku grafita. Smanjenje čvrstoće ovog materijala je zbog činjenice da grafitne ploče razbijaju metalnu strukturu, čime je slabe. Postoji modifikovani sivi liveni gvožđe. Njegove karakteristike su da je grafit u sfernom obliku, što povećava mehanička svojstva proizvoda.

Verovatno ste već shvatili da su postali svestraniji, jer nema toliko ugljenika u sastavu. Dakle, konstrukcijski čelici sadrže od 0,02 do 0,85% ugljika i koriste se za konstrukciju. Njihova glavna prednost je dobra plastičnost. Stepen lomljivosti je nizak. Postoje i instrumentalni, u kojima je sadržaj ugljika nešto veći - od 0,65 do 1,4%, dakle, to je jača legura, ali krhka. Koristi se, kao što naziv govori, kao uložak za izradu alata (rezanje, piljenje radnih dijelova mašina i sklopova). Ovdje smo pogledali vrste crnih metala, pa idemo dalje.

Plemeni metali

Ova grupa uključuje hemijski stabilne legure koje ne oksidiraju u vodi i vazduhu. Vrijedi napomenuti da je broj takvih metala na cijeloj planeti relativno mali, a proces ekstrakcije i obrade izuzetno složen i dugotrajan. Ako je čovječanstvo dugo znalo samo oko 7 grupa, danas ih ima nekoliko.više. Dakle, najpoznatije vrste plemenitih metala: zlato, srebro, platina, osmijum, rodijum, paladijum, iridijum, itd. Svi oni se nalaze u prirodi. Postoje i takozvani izotopi. Dobivaju se u laboratorijama složenim hemijskim reakcijama. Najskuplji takav metal je kalifornij-252, vrijedan 500.000 dolara po gramu. Osmijum-187, dobijen u savremenim laboratorijama, je među najtraženijim.

O srebru i zlatu

Još od kamenog doba, ljudi su upoznati sa takvim metalom kao što je zlato. Može se reći da je ovo najvažniji plemeniti metal na svijetu. U prirodi se najčešće nalazi kao grumen sa malom količinom nečistoća ili u leguri sa srebrom. Izuzetne karakteristike uključuju toplotnu provodljivost i vrlo nisku otpornost. Naravno, ne može se ne primijetiti kovnost zlata, zbog čega je izuzetno popularan materijal za izradu nakita. Zanimljiva činjenica: najveći grumen zlata pronađen je u Australiji. Imao je oko 90 kilograma.

Ako uzmemo u obzir glavne vrste plemenitih metala, onda ne možemo reći o srebru. U prirodi se ovaj materijal nalazi u izvornom obliku (srebrna ruda). No, vrijedno je napomenuti da se glavna proizvodnja odvija iz složenih ruda, gdje ima relativno malo srebra, ali su češća nalazišta takvih minerala. To je veoma mekan i duktilan metal koji ima izuzetnu električnu i toplotnu provodljivost.

rodij i platina

Rodijum je metal, neposjedovanje vlastitih minerala, dakle, jedno je od najskupljih. Moraćete da platite više od 220 dolara po gramu. Ovaj plemeniti metal ima srebrnu boju sa plavičastom nijansom. Odlikuje ga otpornost na kemijske i toplinske utjecaje, ali je zbog svoje krhkosti izuzetno osjetljiv na mehanička oštećenja. Pošto je prilično skup, koristi se samo tamo gde je nemoguće naći analog.

Ako uzmemo u obzir vrste i vrste metala, onda se ne može reći za platinu, koju je 1952. otkrio švedski hemičar. Ovo je prilično rijedak materijal i nalazi se u prirodi samo u kombinaciji s legurama s drugim metalima. Proces rudarenja je izuzetno naporan i zahtijeva velika ulaganja, ali se isplati, jer nijedna dosad poznata kiselina ne utječe na platinu. Kada se zagrije, ne mijenja boju i ne oksidira.

Vrste obojenih metala

Ova grupa je najtraženija, jer je većina materijala sirovina za proizvodnju valjanog metala. Ako govorimo o obimu, onda je on prilično obiman, to je: mašinstvo, metalurgija, radioelektronika, visoka tehnologija itd. Prema fizičkim svojstvima postoje sledeće vrste obojenih metala:

• teški (olovo, cink, kalaj, nikl, itd.);
• light (aluminijum, titanijum, magnezij, itd.).

Prema ovoj klasifikaciji, postoji metalurgija lakih i teških metala. Nije tajna da se iz ove grupe može napraviti apsolutno bilo koja tehnika. Imajte na umu da za bojuuključuje sve vrste metalnih legura, osim željeza. Sada idemo dalje.

Glavne vrste teških metala

Do danas postoji oko 40 definicija koncepta ove grupe materijala. Među karakterističnim karakteristikama je impresivna atomska težina, obično veća od 50. Iz ovoga možemo zaključiti da sve što dolazi nakon vanadijuma (bez obzira na gustinu) treba uključiti u listu. Ali ako se koristi druga definicija, tada bi parametar koji određuje mogao biti gustina, koja bi trebala biti veća od gustine gvožđa (8 g/cm3). U ovom slučaju na listi će biti: olovo, živa, bakar, ali će iza liste biti kalaj. Danas je pitanje zagađenja životne sredine od strane ove grupe izuzetno akutno. To je zbog činjenice da se mnogi metali koriste u teškoj industriji i završavaju u okeanu zajedno sa kanalizacijom. Glavni problem je visoka toksičnost žive, olova, kadmija. Osim toga, neke vrste teških metala imaju tendenciju da se akumuliraju u živim organizmima. Dakle, zbog trovanja živom 1977. godine bilo je više od 2300 žrtava.

Merkur, olovo i kadmijum

Ovo su najopasniji teški obojeni metali. Oni su glavni zagađivači životne sredine. Živa je veoma toksičan metal za ljude, u okean ulazi kroz atmosferu i sa kanalizacijom. Kada se ugalj sagorijeva u elektranama, jedinjenja žive se oslobađaju u atmosferu i zatim padaju u okean kao padavine. Osim toga, u njima se nakuplja mnogo slatkovodnih i morskih životinjaznačajna količina žive u organizmu, što je više puta dovelo do trovanja ljudi, pa čak i smrti.

Kadmij je raspršeni i prilično rijedak element koji ulazi u okean zajedno sa otpadnim vodama iz metalurške i prerađivačke industrije. Treba napomenuti da je kadmijum prisutan u ljudskom organizmu, ali je veoma mali. Kod kroničnog trovanja kosti se uništavaju i počinje anemija. Što se tiče olova, ovaj metal u raspršenom stanju nalazi se gotovo posvuda. Takve vrste metala, čije smo fotografije dale gore, izlučuju se iz organizma, ali prilično sporo, pa njihov višak izaziva ozbiljne zdravstvene probleme. Zajedno sa kontinentalnom prašinom, oko 25.000 tona olova ulazi u okean zajedno sa padavinama.

Napomena

Kao što vidite, postoje različite vrste i svojstva metala. Nešto uopšte nije opasno, a svaki dan nosimo srebrni krst i zlatni prsten na ruci. Radioaktivne tvari mogu ubiti čovjeka, pa ekolozi širom svijeta pokušavaju dijelom riješiti pitanje ispuštanja opasnih metala u ocean i atmosferu. Naravno, takve probleme je vrlo teško riješiti, pogotovo ako se uzme u obzir da većina poduzetnika uopće ne stupa u kontakt. Ipak, ne zaboravite da bez provodnika, koji se sastoje i od metala, električni krugovi su nemogući, a bez gvožđa neće biti automobila i drugih stvari koje su nam poznate.

Nismo se dotakli grupe takozvanih radioaktivnih metala Mendeljejevljevog periodnog sistema. Evouključuju: tehnecijum, polonijum, prometijum, itd. Glavna svrha je upotreba u nuklearnim reaktorima i oružju, što ih čini veoma opasnim.

Zaključak

Mora da ste primijetili da postoji mnogo različitih vrsta metala. U prirodi ih je većina prisutna u obliku ruda i formiraju različite sulfide, karbonate i druga hemijska jedinjenja. Za dobijanje čistih metala i njihovu dalju upotrebu koriste se moderne tehnološke linije za čišćenje i obogaćivanje. Sigurno će vas zanimati da ljudsko tijelo sadrži i malu količinu metalnih spojeva - oko 3%. Dakle, imamo kalcijum u kostima, gvožđe u krvi, magnezijum se stalno nakuplja u mišićima, a bakra ima u jetri.

Pa, to je, u principu, sve što se može reći o tome koje vrste metalnih legura postoje. Uprkos činjenici da je ovo prilično komplikovana tema, može biti od interesa za one koji vole metalurgiju.