Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
Đại cương kim loại - Coggle Diagram
Đại cương kim loại
Hợp kim
Khái niệm
Sự ăn mòn kim loại là sự phá hủy kim loại hoặc hợp kim do sự tác dụng của các chất trong môi trường xung quanh.
Đó là quá trình điện hóa: M → Mn+ + n
Tính chất hóa học
Có tính chất hóa học tương tự của các đơn chất tham gia tạo thành hợp kim
Tính chất vật lý
.
Tính chất vật lí và tính chất cơ học của hợp kim khác nhiều so với tính chất của các đơn chất
Có tính dẫn điện, dẫn nhiệt, tính dẻo và ánh kim do trong hợp kim có các electron tự do
Tính dẫn điện, dẫn nhiệt của hợp kim giảm so với kim loại thành phần do mật độ electron tự do trong hợp kim giảm đi rõ rệt
Có độ cứng cao hơn so với các kim loại thành phần do có sự thay đổi về cấu tạo mạng tinh thể, thay đổi về thành phần của ion trong mạng tinh thể
Có rất nhiều hợp kim khác nhau được chế tạo có hóa tính, cơ tính và lí tính ưu thế như không gỉ, độ cứng cao, chịu nhiệt tốt, chịu ma sát tốt…
Sự ăn mòn kim loại
Khái niệm
Sự ăn mòn kim loại là sự phá huỷ kim loại hoặc hợp kim do tác dụng của các chất trong môi trường xung quanh.
Hệ quả: Kim loại bị oxi hoá thành ion dương
M → Mn+ + ne
Các dạng ăn mòn kim loại
Có 2 dạng ăn mòn kim loại là ăn mòn hóa học và ăn mòn điện hóa học
Ăn mòn hóa học
VD – Thanh sắt trong nhà máy sản xuất khí Cl2
Fe + Cl2 → FeCl3
⇒ Ăn mòn hoá học là quá trình oxi hoá – khử, trong đó các electron của kim loại được chuyển trực tiếp đến các chất trong môi trường.
Ăn mòn điện hóa học
Khái niệm về ăn mòn điện hóa:
Hiện tượng:– Kim điện kế quay ⇒ chứng tỏ có dòng điện chạy qua.
– Thanh Zn bị mòn dần.
– Bọt khí H2 thoát ra cả ở thanh Cu.
Ăn mòn điện hoá học hợp kim sắt trong không khí ẩm
– Trong không khí ẩm, trên bề mặt của gang luôn có một lớp nước rất mỏng đã hoà tan O2 và khí CO2 , tạo thành dung dịch chất điện li.
– Gang có thành phần chính là Fe và C cùng tiếp xúc với dung dịch đó tạo nên vô số các pin nhỏ mà sắt là anot và cacbon là catot.
Các electron được giải phóng chuyển dịch đến catot.
Ion Fe2+ tan vào dung dịch chất điện li có hoà tan khí O2.Tại đây, ion Fe2+ tiếp tục bị oxi hoá, dưới tác dụng của ion OH− tạo ra gỉ sắt có thành phần chủ yếu là Fe2O3.nH2O.
Điều kiện xảy ra sự ăm mòn điện hoá học
Các điện cực phải khác nhau về bản chất.
Cặp KL – KL; KL – PK; KL – Hợp chất hoá học
Các điện cực phải tiếp xúc trực tiếp hoặc gián tiếp qua dây dẫn.
Các điện cực cùng tiếp xúc với một dung dịch chất điện li.
Các phương pháp chống ăn mòn kim loại
.
1, Phương pháp bảo vệ bề mặt: sơn; mạ kim loại
2, Phương pháp điện hóa
3, Sản xuất vật liệu không bị ăn mòn: hợp kim không bị ăn mòn
Cấu tạo
Cấu tạo của nguyên tử kim loại
Nguyên tử của hầu hết các nguyên tố kim loại đều có ít electron ở lớp ngoài cùng (1, 2 hoặc 3e).
Trong cùng chu kì, nguyên tử của nguyên tố kim loại có bán kính nguyên tử lớn hơn và điện tích hạt nhân nhỏ hơn so với nguyên tử của nguyên tố phi kim.
Cấu tạo mạng tinh thể kim loại ( trừ thủy ngân ở dạng lỏng)
.
Mạng tinh thể lục phương có độ đặc khít 74%. (Be, Mg, Zn,...)
Mạng tinh thể lập phương tâm diện có độ đặc khít 74%. (Cu, Ag, Au, Al,...)
Mạng tinh thể lập phương tâm khối có độ đặc khít 68%. (Li, Na, K, V, Mo,...)
Liên kết kim loại
Là liên kết được hình thành giữa các nguyên tử và ion kim loại trong mạng tinh thể do sự tham gia của electron tự do
Điều chế kim loại
Nguyên tắc : Khử ion kim loại thành kim loại tự do: Mn+ + ne → M
Phương pháp
Phương pháp thủy luyện
– Dùng kim loại mạnh đẩy kim loại yếu hơn ra khỏi hợp chất muối.
– Phương pháp thủy luyện chủ yếu dùng để điều chế những kim loại có tính khử yếu như Cu, Hg, Ag, Au, …
Phương pháp nhiệt luyện
– Dùng các chất khử mạnh như C, co, H, hoặc kim loại A1 để khử những ion kim loại ở nhiệt độ cao.
– Phương pháp nhiệt luyện được dùng để điều chế những kim loại có độ hoạt động trung bình như Zn, Fe, Sn, Pb, …
Phương pháp điện phân
– Dùng dòng điện một chiều để khử các ion kim loại.
– Điều chế kim loại có tính khử mạnh như Li, Na, K, Al, .. .
Cặp oxi hóa-khử của kim loại
Khái niệm
Nguyên tử kim loại dễ nhường electron để trở thành ion kim loại, ngược lại ion kim loại có thể nhận electron để trở thành ion kim loại
Dạng oxi hoá và dạng khử của cùng một nguyên tố kim loại tạo nên cặp oxi hoá – khử của kim loại.
Dãy điện hóa của kim loại
Dự đoán chiều của phản ứng oxi hoá – khử theo quy tắc α: Phản ứng giữa hai cặp oxi hoá – khử sẽ xảy ra theo chiều chất oxi hoá mạnh hơn sẽ oxi hoá chất khử mạnh hơn, sinh ra chất oxi hoá yếu hơn và chất khử yếu hơn.
Tổng quát: Giả sử có 2 cặp oxi hoá – khử Xx+/X và Yy+/Y (cặp Xx+/X đứng trước cặp Yy kim loại
Phương trình phản ứng: Yy+ + X → Xx+ + Y
Vị trí
.
Các nguyên tố hoá học được phân thành kim loại và phi kim. Trong số 110 nguyên tố hoá học đã biết có tới gần 90 nguyên tố là kim loại. Trong bảng tuần hoàn các nguyên tố kim loại có mặt ở :
Nhóm IA (trừ hiđro) và IIA.
Nhóm IIIA (trừ Bo) và một phần của các nhóm IVA, VA, VIA. + Các nhóm B (từ IB đến VIIIB).
Họ lantan và actini, được xếp riêng thành hai hàng ở cuối bảng.