Образец сплава никеля с оловом массой

Образец сплава никеля с оловом массой 18.48 г полностью растворили в избытке соляной кислоты. Металлы при этом перешли в степень окисления +2. В образовавшийся раствор погрузили железную пластинку массой 50 г и выдержали до прекращения протекания реакции. Масса пластинки не изменилась. Вычислите массу (г) соли в конечном растворе.

Ответы

чтобы узнать кол-во моль х, надо (24*1)/2

m= m*n( n «ню» или — кол- во вещества)

m(cu2o) = 63.5*2 + 16=143 г/моль

m= 143*12=1716 г или 1,716 кг

v= vm*n= 22.4(закон авогадро)*12=268,8 л

ответ: 1,716 кг и 268,8 л

1) с + о2=со2; 2) s + o2=so2; 3) 2zn + o2=2zno; 4) 2cu + o2=2cuo

уравнения горения бинарных веществ:

1) 2н2s + 3o2 = 2h2o + 2so2; 2) cs2 + 3o2 = co2 + 2so2; 3) ch4 + 2o2 = co2 + 2h2o

катализаторы-это вещества,которые непосредственно участие в реакции не принимают,но в их присутствие реакции ускоряются или осуществляются вообще.

кислород получают в лаборатории разложением при нагревании многих веществ,например калий перманганата(«марганцовка»),пероксида водорода(в присутствии катализатора mno2),солей азотной кислоты щелочных металов,разложение воды при температуре 2000 градусов или постоянным электрически током и многих других.

для горения необходимо всего два условия: наличие кислорода и температура воспламенения данного вещества.температура воспламенения-это температура,при которой вещество загорается.

медленное окисление-это горение тоже с выделением энергии,но без огня

Источник

Механизм и технология осаждения сплава олово-никель. Преимущества перед другими сплавами. Структура, свойства.

1. Что такое сплав олово-никель?

Сплав олово-никель имеет серебристо-серый цвет с розоватым оттенком, блестящий. Его отличают:
• Исключительная коррозионная стойкость. На рисунке 1 приведена фотография образцов электроконтактов из алюминия с различными покрытиями сплавами олова. После нагрева до 300 о С цвет олово-никелевого покрытия (третий слева) не изменился, в то время как олово-свинец (первый) и белая бронза (второй) окислились. Олово-никель является анодом к меди, защищая ее электрохимически. А вот на сталь без подслоев его наносить не рекомендуется, ввиду большой пористости даже при значительных толщинах.

Рисунок 1 — Образцы электроконтактов из алюминия с покрытиями сплавами олова (слева направо): олово-свинец 60, белая бронза, олово-никель.

  • Полная устойчивость в концентрированной азотной кислоте. Наряду с этим олово-никелевое покрытие хорошо выдерживает воздействие разбавленных серной и соляной кислот, хлористого натрия, 100% влажности, масел.
  • Устойчивость в серосодержащей промышленной атмосфере. Сплав олово-никель может заменить серебро в этих условиях, если требуется стабилизация переходного сопротивления.
  • Повышенная, относительно других сплавов олова, износостойкость и твердость. Sn-Ni в несколько раз более износостоек и эластичен, чем чистый гальванический никель.
  • Высокая пластичность.
  • Применяется в ювелирном деле в качестве подслоя под драгоценные металла, так как золото не может диффундировать в сплав.
  • Отличная паяемость, покрытие применяется взамен лужения, когда к изделию применяются требования по износостойкости.

В Европе сплав олово-никель активно используют взамен олово-висмута при пайке и при повышенных требованиях к механической прочности. В ювелирном производстве Sn-Ni является разделительным слоем между покрываемым изделием и драгоценными металлами благодаря свойству покрытия препятствовать их диффузии в себя и затем в покрываемое изделие. Применяют сплав и для защиты арматуры неразъемных контактов, запрессованных в пластмассу.

Процесс электролитического осаждения оловянно-никелевого сплава полностью не изучен, но получил значительное промышленное применение.

2. Кинетика процесса осаждения сплава олово-никель, состав и свойства осадков.

Разность стандартных потенциалов между оловом и никелем составляет 0,1В. Совместное их осаждение на катоде возможно, если электролит содержит лиганды, образующие стабильные анионные комплексы с оловом. Это смещает потенциал олова в более отрицательную область, уменьшая разность потенциалов между ним и никелем. На рисунке 2 представлены катодные поляризационные кривые осаждения сплава и индивидуальных металлов из галогенидных электролитов. Никель начинает осаждаться при потенциалах ниже -0,35 В, олово — ниже -0,30 В. Восстановление ионов олова происходит при низкой поляризации.

Читайте также:  Температура плавления серебра алюминия свинца олова

Рисунок 2 — Катодные поляризационные кривые на медном электроде из раствора с анионным лигандом: 1 — никель, 2 — олово, 3 — сплав олово-никель, при температуре 70 о С и рН = 3.

Поляризационная кривая при совместном осаждении олова и никеля смещена в сторону более положительных потенциалов (рисунок 1, кривая 3), что подтверждает образование сплава и бинарных соединений.

Осаждению сплава способствует эффект деполяризации при совместном восстановлении ионов обоих металлов вследствие образования химических соединений NiSn2 и Ni3Sn2, что является энергетически выгодным процессом. Все вышесказанное подтверждает рентгено-фазовый анализ.

На рисунке 3 приведены рентгенограммы сплава олово-никель и индивидуальных металлов.

Рисунок 3 — Рентгенограммы электроосажденных покрытий никель (1), олово (2) и сплав олово-никель (3).

Анализ рентгенограмм показывает, что большинство наблюдаемых дифракционных пиков соответствуют основным компонентам покрытий. Наличие отражения от меди связано с тем, что сигнал от подложки проходит через поры в покрытии. Кроме того, было обнаружено, что сплав содержит интерметаллические фазы Ni3Sn4 и NiSn2.

С точки зрения элементного состава в сплаве содержится примерно 60% олова.

Температура электролита и pH являются ключевыми факторами, определяющими ход осаждения сплава и его финишные свойства.

При pH=2 при температуре 50° C осаждение сплава Sn–Ni (рисунок 4) начинается при потенциале -0,22 В и сопровождается интенсивным выделением водорода.

Рисунок 4 — Катодные поляризационные кривые на медном электроде в галогенидном растворе при осаждении сплава олово-никель. рН = 2 и 3. T = 50° C.

Повышение pH до 3 при 50 о С приводит к сдвигу потенциала сплавообразования в более электроотрицательную область, около –0,30 В. При этом обеспечивается рост однородных блестящих покрытий Sn – Ni серого цвета с плотноупакованной структурой без дендритов.

Повышение температуры до 70 о C при pH = 3 снижает катодную поляризацию, в результате чего сплав Sn – Ni начинает осаждаться даже при напряжении –0,25 В (рисунок 2).

Выход по току при осаждении сплава при различных температуре и рН приведен в таблице 1.

Таблица 1 — Зависимость ВТ при осаждении сплава олово-никель от температуры и рН.

Источник

Самостоятельная работа «СПЛАВЫ»

Тестовая работа состоит из 2-х вариантов. Содержит ключи с ответами. Предназначена для проверки знаний по теме «Сплавы»

Содержимое разработки

Что является сплавом?

Какой сплав не содержит железо?

Сплав на основе меди

все ответы верны

Сплав, на основе железа, содержащий менее 2% углерода.

Сплав, на основе железа, содержащий от 2до 4,5% углерода

Сплав, на основе железа, содержащий более 4,5 % углерода

Сплав железа с углеродом с добавлением специальных легирующих добавок

Углеродистая сталь в отличии от чугуна

Сплав на основе алюминия

Содержит меньше углерода, марганца, кремния, фосфора и серы

Сплав железа с углеродом со специальными легирующими добавками

Является цветным сплавом

Добавление хрома как легирующей добавки придает стали

Жаростойкость, механическую прочность при высоких температурах, коррозионную стойкость

Твердость, коррозионную стойкость

Твердость и жаропрочность, износоустойчивость

Устойчивость к действию кислот

Что не является сплавом?

Какой сплав не содержит алюминий?

Сплав на основе меди

Сплав, на основе железа, содержащий менее 2% углерода.

Сплав, на основе железа, содержащий от 2до 4,5% углерода

Сплав, на основе железа, содержащий более 4,5 % углерода

Сплав железа с углеродом с добавлением специальных легирующих добавок

Легированная сталь в отличии от чугуна

Сплав на основе алюминия

Содержит меньше углерода, марганца, кремния, фосфора и серы

Сплав железа с углеродом со специальными добавками, улучшающими их свойства

Является цветным сплавом

Добавление вольфрама как легирующей добавки придает стали

Жаростойкость, механическую прочность при высоких температурах, коррозионную стойкость

Твердость, коррозионную стойкость

Твердость и жаропрочность, износоустойчивость

Устойчивость к действию кислот

1.сплав железа с углеродом с содержанием более 2,14 %

2.сплав железа с углеродом с содержанием углерода не более 2,14 % но не менее 0,022 %

3.сплав меди, с оловом

(20%) как основным легирующим элементом

4. сплав меди с никелем.

Д. Обычное золото

5.многокомпонентный сплав на основе меди, где основным легирующим элементом является цинк иногда с добавлением олова, никеля, свинца, марганца и других элементов.

6.сплав на основе алюминия, основными легирующими элементами которого являются медь

7. твёрдый сплав карбида вольфрама WC (90%)и кобальта (10%)

8.1 г содержит 585 мг чистого золота и сплав из серебра и меди

Читайте также:  Чистое олово температура плавления

9.1 г содержит 585 мг чистого золота и никель (палладий), серебро

Источник

Химия. 11 класс

Конспект урока

Урок № 13. Сплавы металлов

Перечень вопросов, рассматриваемых в теме: урок посвящён изучению сплавов чёрных и цветных металлов, роли легирующих добавок, зависимости свойств сплавов от состава.

Бронза – сплав на основе меди; оловянная бронза содержит до 8,5% олова. Может содержать также алюминий, кремний, свинец. Используется для изготовления деталей машин, инструментов, при ударе не образующих искр.

Баббиты – сплавы на основе олова и свинца. Применяются для изготовления подшипников, так как отличаются высокой устойчивостью к истиранию.

Дюралюминий – высокопрочные сплавы на основе алюминия с добавками меди, магния и марганца. Основной конструкционный материал в авиа- и ракетостроении.

Константан – сплав на основе меди, никеля и марганца, используется для изготовления электроизмерительных приборов.

Латунь – сплав меди и цинка, с небольшими добавками никеля, олова, свинца, марганца. Используется для изготовления деталей машин и запорной аппаратуры.

Легированная сталь – сталь, в состав которой включены легирующие добавки, повышающие прочность, коррозионную устойчивость, жаропрочность и другие свойства сплава.

Легирующие добавки – вещества, вводимые в сплав в определённых количествах, для придания сплаву необходимых свойств.

Мельхиор – медно-никелевый сплав с добавлением железа, используется для изготовления монет, инструментов, столовых приборов.

Нейзильбер – трёхкомпонентный сплав на основе меди, цинка и никеля.

Силумин – сплав алюминия с кремнием. Применяется для литья деталей в авто- моторостроении.

Сплав — материал с металлическими свойствами, состоящий из двух или более компонентов, один из которых обязательно металл.

Сплав Вуда – легкоплавкий сплав на основе висмута, свинца, олова и кадмия. Используется для изготовления металлических моделей, заливки образцов, пайки некоторых сплавов.

Сталь – сплав железа с углеродом, причем доля углерода не превышает 2,14%.

Цветные металлы – алюминий, медь, никель, цинк, олово, свинец и другие металлы, не относящиеся к чёрным.

Цементит – карбид железа Fe3C, образуется в виде отдельной фазы в чугуне с высоким содержанием углерода.

Чёрные металлы – железо, марганец, иногда к чёрным металлам относят хром.

Чугун – сплав железа с углеродом, содержание углерода в пределах от 2,14 до 4,3%.

Электрон – сплав на основе магния и алюминия с добавлением цинка, и марганца. Используется в авиа- и ракетостроении.

Основная литература: Рудзитис, Г. Е., Фельдман, Ф. Г. Химия. 10 класс. Базовый уровень; учебник/ Г. Е. Рудзитис, Ф. Г, Фельдман – М.: Просвещение, 2018. – 224 с.

1. Рябов, М.А. Сборник задач, упражнений и тестов по химии. К учебникам Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман «Химия. 10 класс» и «Химия. 11 класс»: учебное пособие / М.А. Рябов. – М.: Экзамен. – 2013. – 256 с.

2. Рудзитис, Г.Е. Химия. 10 класс: учебное пособие для общеобразовательных организаций. Углублённый уровень / Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. – М.: Просвещение. – 2018. – 352 с.

Открытые электронные ресурсы:

  • Единое окно доступа к информационным ресурсам [Электронный ресурс]. М. 2005 – 2018. URL: http://window.edu.ru/ (дата обращения: 01.06.2018).

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО ИЗУЧЕНИЯ

Сплавы металлов и их классификация

Одним из первых металлов, который человек стал применять для своих нужд, была медь. Но ещё в III тысячелетии люди обнаружили, что медь, сплавленная с оловом, позволяет делать более прочное оружие, долговечную посуду. Материал, полученный при сплавлении меди с оловом, получил название «бронза». Это был первый сплав, изготовленный человеком.

Сплавом называют искусственный материал с металлическими свойствами, состоящий из двух или более компонентов, из которых, по крайней мере, один является металлом.

В зависимости от количества компонентов различают двойные (бинарные), тройные и многокомпонентные сплавы. Сплавы могут иметь однородную структуру (гомогенные сплавы), а также состоять из нескольких фаз (гетерогенные сплавы). В зависимости от своих свойств сплавы подразделяются на легкоплавкие, тугоплавкие, жаропрочные, высокопрочные, твердые, коррозионно-устойчивые. По предполагаемой технологии обработки различают литейные (изделия производят путём литья) и деформируемые (обрабатывают путём ковки, проката, штамповки, прессования) сплавы.

Чёрные металлы и сплавы на их основе

В зависимости от природы металла, составляющего основу сплава, различают чёрные и цветные сплавы. В чёрных сплавах основным металлом является железо. Самыми распространенными из чёрных сплавов являются сталь и чугун. К чёрным металлам относятся железо, а также марганец и хром, которые входят в состав чёрных сплавов.

Читайте также:  Жидкое олово удельная теплоемкость

Чугун – сплав на основе железа, содержание углерода в котором превышает точку предельной растворимости углерода в расплаве железа (2,14%). При остывании сплава, углерод кристаллизуется в виде отдельных включений цементита и графита. Углерод придает чугуну твердость, но снижает пластичность сплава, поэтому чугун хрупкий. Чугун применяют для изготовления литых деталей (коленчатых валов, колёс, труб, радиаторов отопления, ванн, решеток ограждения), кухонной посуды (сковородок, чугунков, казанов).

В стали содержание углерода значительно меньше. В низкоуглеродистых сталях количество углерода не превышает 0,25%, в высокоуглеродистой стали содержание углерода может достигать 2%. Самые первые стальные изделия появились 4000 лет назад. В настоящее время выплавляют стальные сплавы с различными свойствами. Это конструкционные, нержавеющие, инструментальные, жаропрочные стали.

Для придания стали особых свойств в процессе её изготовления, вводят легирующие добавки. Легирующими добавками называют вещества, которые добавляют в сплав в определенном количестве для изменения механических и физических свойств материала.

В зависимости от количества легирующих добавок различают низколегированную, среднелегированную и высоколегированную сталь. Марка стали обозначается с помощью букв и цифр. Буква указывает на химическую природу легирующей добавки, а цифра, стоящая после буквы – на примерное содержание этой добавки в сплаве. Если содержание добавки меньше 1%, то цифру не ставят. Цифры впереди букв показывают содержание углерода в сотых долях процента. Например, в стали марки 18ХГТ содержится 0,18 % С, 1 % Сr, 1 % Мn, около 0,1 % Тi.

Стали применяют для изготовления армирующих железнодорожных рельсов, дробильных установок, конструкций, турбин электростанций и двигателей самолётов, инструментов (пилы, сверла, резцы, зубила, фрезы), химической аппаратуры, деталей автомобилей, тракторов, дорожных машин, труб и много другого.

Цветные металлы и сплавы на их основе

К цветным металлам относят алюминий, цинк, медь, никель, олово, свинец и др. Сплавы на основе цветных металлов называют цветными. Это бронза, латунь, силумин, дюралюминий, баббиты и многие другие. В авиации широкое применение нашли легкие и прочные сплавы на основе алюминия и титана. Изделия из медных сплавов: бронзы и латуни, применяются в химической промышленности, для изготовления запорной аппаратуры: кранов, вентилей. Сплавы на основе олова и свинца используют для изготовления подшипников. Из мельхиора и нейзильбера – сплавов меди и никеля, изготовляют столовые наборы, монеты.

ПРИМЕРЫ И РАЗБОР РЕШЕНИЙ ЗАДАЧ ТРЕНИРОВОЧНОГО МОДУЛЯ

1. Расчет массовой доли металла в сплаве

Условие задачи: Кусочек нейзильбера массой 2,00 г поместили в раствор гидроксида натрия. В ходе реакции выделилось 0,14 л водорода (н.у.). Вычислите массовую долю цинка в сплаве. Ответ запишите в процентах с точностью до десятых долей.

Шаг первый: запишем уравнение реакции цинка с раствором гидроксида натрия:

Один моль цинка вытесняет из щёлочи один моль водорода.

Шаг второй: найдём количество цинка, которое вытеснило 0,14 л водорода.

Для этого найдём в периодической таблице элементов Д.И. Менделеева молярную массу цинка: М(Zn) = 65 г/моль. При нормальных условиях 1 моль любого газа занимает объём, равный 22,4 л. Составим пропорцию:

65 г цинка вытесняет 22,4 л водорода;

х г цинка вытесняет 0,14 л водорода.

65 : х = 22,4 : 0,14, откуда х = (65·0,14) : 22,4 = 0,41 (г) – масса цинка в сплаве.

Шаг третий: найдём массовую долю цинка в сплаве:

ω = (0,41 : 2,00)*100 = 20,5 (%).

2. Расчёт массы легирующей добавки

Условие задачи: Для придания стали противокоррозионных свойств в сплав добавляют хром. Сталь марки С1 должна содержать 12% хрома, 1% кремния, 1,5% марганца и 0,2% углерода. Сколько хрома необходимо добавить к железному лому (посторонними примесями пренебрегаем) массой 500 кг, чтобы получить нержавеющую сталь требуемой марки? Ответ записать в килограммах с точностью до десятых долей.

Шаг первый: найдём массовую долю железа в стали марки С1:

Для этого от 100% отнимем массовые доли остальных элементов:

100 – 12 – 1 – 1,5 – 0,2 = 85,3 (%).

Шаг второй: найдём массу одного процента сплава.

Для этого массу железного лома разделим на массовую долю железа:

500 : 85,3 = 5,9 (кг).

Шаг третий: найдём необходимую массу хрома. Для этого массу одного процента сплава умножим на массовую долю хрома в сплаве:

Источник

Adblock
detector