Obojene, plemenite i crne vrste metala i njihove karakteristike

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-17 10:29

Metali su velika skupina jednostavnih elemenata s karakterističnim značajkama kao što su visoka toplinska i električna vodljivost, pozitivni temperaturni koeficijent i više. Da biste ispravno klasificirali i razumjeli što je što, morate se nositi sa svim nijansama. Pokušajmo s vama razmotriti takve osnovne vrste metala kao što su željezni, obojeni, plemeniti, kao i legure. Ovo je prilično opsežna i složena tema, ali pokušat ćemo sve staviti na police.

Što bi svi trebali znati?

Prije razvrstavanja metala u skupine, potrebno je razumjeti glavne karakteristike. Primarni su negativni koeficijent vodljivosti električne energije. To sugerira da kako temperatura pada, vodljivost raste, a neki vodiči postaju supravodnici. Istodobno, povećanje temperature dovodi do djelomičnogili potpuni gubitak propusnosti. Sekundarne značajke uključuju metalni sjaj, kao i visoku točku taljenja. Osim toga, neki metali u obliku spojeva imaju ulogu redukcijskog agensa u redoks reakcijama. Imajte na umu da se čisti metali praktički ne nalaze u prirodi, pa ne zaboravite ni na rudu i grumene.

O crnim metalima

Ova grupa uključuje željezo, kao i njegove legure (lijevano željezo, ferolegure). U stvari, željezni metali su legura željeza i ugljika, ali osim ovoga postoje i drugi kemijski elementi, kao što su sumpor, fosfor, silicij itd. koji su najčešće bakar, krom ili nikal. Sve vrste crnih metala klasificirane su prema sadržaju ugljika. Dakle, postoje sljedeće legure:

• Lijevano željezo - količina ugljika kreće se od 2 do 4,3%, u nekim slučajevima doseže kritičnu razinu od 5%. Različiti kemijski elementi izravno utječu na svojstva proizvoda. Dakle, sumpor s fosforom povećava lomljivost, dok aditivi kroma i nikla čine lijevano željezo otpornijim na toplinu i koroziju.
• Čelik - sadržaj ugljika do 2%. Razlikuje se od lijevanog željeza po visokoj duktilnosti, kao i po visokim tehnološkim performansama (lakši za obradu).

Karakteristike lijevanog željeza i čelika u detaljima

Trenutno postojinekoliko vrsta lijevanog željeza koje se koriste u svakodnevnom životu, kao i industriji: ljevaonica (siva) i konverzija (bijela). 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 posljedica je činjenice da grafitne ploče razbijaju metalnu strukturu, čime je slabe. Postoji modificirano sivo lijevano željezo. Njegove karakteristike su da je grafit u sfernom obliku, što povećava mehanička svojstva proizvoda.

Vjerojatno ste već shvatili da su postali svestraniji, jer nema toliko ugljika u sastavu. Dakle, konstrukcijski čelici sadrže od 0,02 do 0,85% ugljika i koriste se za konstrukciju. Njihova glavna prednost je dobra plastičnost. Stupanj 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 implicira, kao praznina za izradu alata (rezanje, piljenje radnih dijelova strojeva i sklopova). Ovdje smo pogledali vrste crnih metala, pa idemo dalje.

plemeniti metali

Ova grupa uključuje kemijski stabilne legure koje ne oksidiraju u vodi i zraku. Vrijedi napomenuti da je broj takvih metala na cijelom planetu relativno mali, a proces vađenja i obrade iznimno je složen i dugotrajan. Ako je čovječanstvo dugo znalo samo oko 7 grupa, danas ih je nekoliko.više. Dakle, najpoznatije vrste plemenitih metala: zlato, srebro, platina, osmij, rodij, paladij, iridij itd. Svi se oni nalaze u prirodi. Postoje i takozvani izotopi. Dobivaju se u laboratorijima složenim kemijskim reakcijama. Najskuplji takav metal je kalifornij-252, vrijedan 500.000 dolara po gramu. Osmij-187, dobiven u modernim laboratorijima, je među najtraženijim.

O srebru i zlatu

Još od kamenog doba ljudi su upoznati s takvim metalom kao što je zlato. Može se reći da je ovo najvažniji plemeniti metal na svijetu. U prirodi se najčešće nalazi kao grumenčići s malom količinom nečistoća ili u leguri sa srebrom. Iznimne značajke uključuju toplinsku vodljivost i vrlo nisku otpornost. Naravno, ne može se ne primijetiti kovnost zlata, zbog čega je iznimno 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 depoziti takvih minerala češći. To je vrlo mekan i duktilan metal koji ima iznimnu električnu i toplinsku vodljivost.

rodij i platina

Rodij je metal, neposjedovanje vlastitih minerala, dakle, jedno je od najskupljih. Morat ćete platiti više od 220 dolara po gramu. Ovaj plemeniti metal ima srebrnu boju s plavkastom nijansom. Odlikuje se svojom otpornošću na kemijske i toplinske utjecaje, ali je iznimno osjetljiv na mehanička oštećenja zbog svoje krhkosti. Budući da je prilično skup, koristi se samo tamo gdje je nemoguće pronaći analog.

Ako uzmemo u obzir vrste i vrste metala, onda ne možemo reći o platini, koju je 1952. otkrio švedski kemičar. 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, budući da je većina materijala sirovina za proizvodnju valjanog metala. Ako govorimo o opsegu, onda je on prilično opsežan, to je: strojarstvo, metalurgija, radioelektronika, visoka tehnologija itd. Prema fizičkim svojstvima postoje sljedeće vrste obojenih metala:

• teške (olovo, cink, kositar, nikal, itd.);
• light (aluminij, titan, magnezij, itd.).

Prema ovoj klasifikaciji, postoji metalurgija lakih i teških metala. Nije tajna da se iz ove skupine 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 pojma ove grupe materijala. Među prepoznatljivim značajkama je impresivna atomska težina, obično veća od 50. Iz ovoga možemo zaključiti da sve što dolazi nakon vanadija (bez obzira na gustoću) treba uključiti u popis. Ali ako se koristi druga definicija, tada bi parametar za određivanje mogao biti gustoća, koja bi trebala biti veća od gustoće željeza (8 g/cm3). U ovom slučaju, popis će uključivati: olovo, živu, bakar, ali kositar će biti iza popisa. Danas je pitanje onečišćenja okoliša od strane ove skupine izuzetno akutno. To je zbog činjenice da se mnogi metali koriste u teškoj industriji i završavaju u oceanu zajedno s kanalizacijom. Glavni problem je visoka toksičnost žive, olova, kadmija. Osim toga, neke vrste teških metala imaju tendenciju nakupljanja u živim organizmima. Dakle, zbog trovanja živom 1977. bilo je više od 2300 žrtava.

živa, olovo i kadmij

Ovo su najopasniji teški obojeni metali. Oni su glavni zagađivači okoliša. Živa je vrlo otrovan metal za ljude, u ocean ulazi kroz atmosferu i s kanalizacijom. Kada se ugljen sagorijeva u elektranama, spojevi žive se oslobađaju u atmosferu i zatim padaju u ocean kao oborine. Osim toga, u njima se nakuplja mnogo slatkovodnog i morskog životaznačajna količina žive u tijelu, što je više puta dovelo do trovanja ljudi, pa čak i smrti.

Kadmij je raspršeni i prilično rijedak element koji ulazi u ocean zajedno s otpadnim vodama iz metalurške i prerađivačke industrije. Treba napomenuti da je kadmij prisutan u ljudskom tijelu, ali je vrlo malen. Kod kroničnog trovanja dolazi do uništavanja kostiju 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 tijela, ali prilično sporo, pa njihov višak uzrokuje ozbiljne zdravstvene probleme. Zajedno s kontinentalnom prašinom, oko 25.000 tona olova ulazi u ocean zajedno s padalinama.

Napomena

Kao što možete vidjeti, postoje različite vrste i svojstva metala. Nešto uopće nije opasno, a svaki dan na ruci nosimo srebrni križić i zlatni prsten. Radioaktivne tvari mogu ubiti čovjeka, pa ekolozi diljem svijeta pokušavaju djelomično riješiti pitanje ispuštanja opasnih metala u ocean i atmosferu. Naravno, takve probleme je vrlo teško riješiti, pogotovo s obzirom na to da većina poduzetnika uopće ne ostvaruje kontakt. Ipak, ne zaboravite da su bez vodiča, koji se također sastoje od metala, električni krugovi nemogući, a bez željeza neće biti automobila i drugih stvari koje su nam poznate.

Nismo se dotakli grupe takozvanih radioaktivnih metala Mendeljejevljevog periodnog sustava. Ovdjeuključuju: tehnecij, polonij, prometij itd. Glavna svrha je korištenje u nuklearnim reaktorima i oružju, što ih čini vrlo opasnim.

Zaključak

Sigurno ste primijetili da postoji mnogo različitih vrsta metala. U prirodi ih je većina prisutna u obliku ruda i tvore razne sulfide, karbonate i druge kemijske spojeve. Za dobivanje čistih metala i njihovu daljnju uporabu koriste se suvremene tehnološke linije za čišćenje i obogaćivanje. Sigurno će vas zanimati da ljudsko tijelo također sadrži malu količinu metalnih spojeva - oko 3%. Dakle, imamo kalcij u kostima, željezo u krvi, magnezij 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. Unatoč činjenici da je ovo prilično komplicirana tema, mogla bi biti zanimljiva onima koji vole metalurgiju.