Курсовая работа: Металлы и сплавы, применяемые в полиграфии
Металлы хорошо проводят тепло и электрический ток, т. е. они теплопроводны и электропроводны. Самую высокую электропроводность имеют серебро Ag, медь Си, алюминий Al, золото Au и железо Fe. Из меди и алюминия делают электрические провода.
Характерным свойством металлов является пластичность. Пластичностью называется свойство металлов изменять форму.
Металлы изменяют свою форму при ударе. В сильно нагретом состоянии они куются. Их можно прокатывать в листы, вытягивать в проволоку. Следовательно, металлы пластичны и ковки. Только марганец Mn, сурьма Sb и висмут Bi хрупки.
Цель данной работы – рассмотреть металлы и сплавы, применяемые в полиграфии.
2. Физические свойства металлов и сплавов
В настоящее время известны 104 элемента, из них 84 являются металлами.
Все металлы, кроме ртути Hg, являются твердыми веществами. Они имеют характерный металлический блеск. Но блестят металлы только в кусках.
Все металлы, кроме магния Mg и алюминия Al, в виде порошка имеют черный и темно-серый цвет.
Металлы хорошо проводят тепло и электрический ток, т. е. они теплопроводны и электропроводны. Самую высокую электропроводность имеют серебро Ag, медь Си, алюминий Al, золото Au и железо Fe. Из меди и алюминия делают электрические провода.
Характерным свойством металлов является пластичность. Пластичностью называется свойство металлов изменять форму.
Металлы изменяют свою форму при ударе. В сильно нагретом состоянии они куются. Их можно прокатывать в листы, вытягивать в проволоку. Следовательно, металлы пластичны и ковки. Только марганец Mn, сурьма Sb и висмут Bi хрупки.
Кроме общих физических свойств каждый металл имеет свойства, присущие ему одному.
Например, металлы отличаются по твердости. Самым твердым металлом является хром Сг, самыми мягкими - натрий Na и калий К.
Металлы отличаются по удельному весу. Металлы, которые имеют удельный вес меньше пяти, называются легкими. Калий, натрий и алюминий являются легкими металлами.
Металлы, которые имеют удельный вес больше пяти, называются тяжелыми металлами. Цинк Zn, железо Fe и золото Au являются тяжелыми металлами.
Металлы отличаются друг от друга по температуре плавления (tпл). Например, цезий Cs плавится при температуре +28,5° С. Это легкоплавкий металл. Самым тугоплавким металлом является вольфрам W. Его температура плавления +3370° С. Из вольфрама делают нити электроламп.
3. Химические свойства металлов и сплавов.
Основным химическим свойством металлов является способность их атомов легко отдавать свои валентные электроны и переходить в положительно заряженные ионы. Типичные металлы никогда не присоединяют электронов; их ионы всегда заряжены положительно.
Легко отдавая при химических реакциях свои валентные электроны, типичные металлы являются энергичными восстановителями.
Способность к отдаче электронов проявляется у отдельных металлов далеко не в одинаковой степени. Чем легче металл отдает свои электроны, тем он активнее, тем энергичнее вступает во взаимодействие с другими веществами.
Опустим кусочек цинка в раствор какой-нибудь свинцовой соли. Цинк начинает растворяться, а из раствора выделяется свинец. Реакция выражается уравнением:
Zn + Pb(NO3)2 = Pb + Zn(NO3)2
Из уравнения следует, что эта реакция является типичной реакцией окисления-восстановления. Сущность ее сводится к тому, что атомы цинка отдают свои валентные электроны ионам двухвалентного свинца, тем самым превращаясь в ионы цинка, а ионы свинца восстанавливаются и выделяются в виде металлического свинца. Если поступить наоборот, то есть погрузить кусочек свинца в раствор цинковой соли, то никакой реакции не произойдет. Это показывает, что цинк более активен, чем свинец, что его атомы легче отдают, а ионы труднее присоединяют электроны, чем атомы и ионы свинца.
Вытеснение одних металлов из их соединений другими металлами впервые было подробно изучено русским ученым Бекетовым, расположившим металлы по их убывающей химической активности в так называемый “вытеснительный ряд”. В настоящее время вытеснительный ряд Бекетова носит название ряда напряжений.
В таблице №2 представлены значения стандартных электродных потенциалов некоторых металлов. Символом Me+/Me обозначен металл Me, погруженный в раствор его соли. Стандартные потенциалы электродов, выступающих как восстановители по отношению к водороду, имеют знак “-”, а знаком “+” отмечены стандартные потенциалы электродов, являющихся окислителями.
Таблица №1
Стандартные электродные потенциалы металлов.
| Электрод | Е0,В | Электрод | Е0,В |
| Li+/Li | -3,02 | Co2+/Co | -0,28 |
| Rb+/Rb | -2,99 | Ni2+/Ni | -0,25 |
| K+/K | -2,92 | Sn2+/Sn | -0,14 |
| Ba2+/Ba | -2,90 | Pb2+/Pb | -0,13 |
| Sr2+ /Sr | -2,89 | H+/1/2H2 | 0,00 |
| Ca2+/Ca | -2,87 | Sb3+/Sb | +0,20 |
| Na+/Na | -2,71 | Bi3+/Bi | +0,23 |
| La3+/La | -2,37 | Cu2+/Cu | +0,34 |
| Mg2+/Mg | -2,34 | Cu+/Cu | +0,52 |
| Al3+/Al | -1,67 | Ag+/Ag | +0,80 |
| Mn2+/Mn | -1,05 | Pd2+/Pd | +0,83 |
| Zn2+/Zn | -0,76 | Hg2+/Hg | +0,86 |
| Cr3+/Cr | -0,71 | Pt2+/Pt | +1,20 |
| Fe2+/Fe | -0,44 | Au3+/Au | +1,42 |
| Cd2+/Cd | -0,40 |
Металлы, расположенные в порядке возрастания их стандартных электродных потенциалов, и образуют электрохимический ряд напряжений металлов: Li, Rb, K, Ba, Sr, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Cd, Co, Ni, Sn, Pb, H, Sb, Bi, Cu, Hg, Ag, Pd, Pt, Au.
Ряд напряжений характеризует химические свойства металлов:
1. Чем меньше электродный потенциал металла, тем больше его восстановительная способность.
2. Каждый металл способен вытеснять(восстанавливать) из растворов солей те металлы, которые стоят в ряду напряжений после него.
--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--