Физические свойства металлов

Физические свойства магния: плотность, теплоемкость, теплопроводность MgПредставлены физические свойства магния Mg при различных температурах  — в интервале от -223 до 1123°С. В таблице даны следующие свойства магния в твердом и расплавленном состояниях:

  • плотность магния ρ;
  • удельная теплоемкость Cp;
  • коэффициент температуропроводности a;
  • коэффициент теплопроводности λ.

Температура плавления магния составляет 650°С. Процесс плавления сопровождается значительным изменением физических свойств магния — в особенности таких, как плотность и удельная теплоемкость. Плотность расплава магния становиться значительно ниже. Удельная массовая теплоемкость магния при дальнейшем нагревании расплава слабо снижается.

Магний — легкий металл с низкой плотностью. Плотность магния при комнатной температуре равна 1737 кг/м3 или 1,73 г/см3. Этот металл намного легче железа и алюминия, но в 2-3 раза тяжелее щелочных металлов — таких, как литий, калий и натрий.

Плотность магния ρ уменьшается при нагревании. При увеличении температуры, например на 600°С, она снижается на 6% до значения 1635 кг/м3. Плотность жидкого магния значительно ниже, чем твердого. При температуре плавления плотность магния имеет величину 1580 кг/м3.

Удельная теплоемкость магния при росте температуры увеличивается во всем интервале до температуры плавления. Магний в жидком состоянии имеет обратную зависимость удельной теплоемкости от температуры — теплоемкость жидкого магния при нагревании снижается.

Теплопроводность магния λ достаточно высока. При температуре 27°С она имеет значение 156 Вт/(м·град), что в два раза больше теплопроводности железа. Теплопроводность магния схожа по величине с коэффициентом теплопроводности таких металлов, как бериллий и вольфрам. Зависимость теплопроводности магния от температуры подобна таковой у других металлов — при нагревании происходит снижение ее величины.

Физические свойства магния Mg
Температура, °C ρ, кг/м3 Cp, Дж/(кг·град) a·106, м2/с λ, Вт/(м·град)
-223 418 465
-173 648 148 169
-72 934 97,1 159
27 1737 1025 87,4 156
127 1719 1072 82,8 153
227 1702 1118 79,2 151
327 1685 1164 75,6 149
427 1669 1209 72,2 147
527 1651 1255 68,9 146
627 1635 1301 65,6 145
650 1580 1410
723 1576 1372
923 1550 1295
1123 1251

Температуропроводность магния при комнатной температуре имеет значение 87,4·10-6 м2/с. Она значительно снижается с повышением температуры. Например, по данным таблицы, при температуре 527°С значение коэффициента температуропроводности этого металла будет равно 68,9·10-6 м2/с.

Примечание: допускается интерполяция значений физических свойств магния в таблице.

Источники:

  1. В.Е. Зиновьев. Теплофизические свойства металлов при высоких температурах.
  2. Лариков Л.Н., Юрченко Ю.Ф. Тепловые свойства металлов и сплавов.

Драгоценный металл платина: химические свойства

Платина относится к благородным металлам – она не окисляется и не подвержена коррозии. Является одним из самых инертных металлов, не взаимодействует с какими-либо органическими и минеральными кислотами, щелочами. В обычных условиях растворяется только в «царской водке» (смеси концентрированных азотной и соляной кислот) и в жидком броме. Медленно растворяется в горячей серной кислоте.

При нагревании способность платины  к взаимодействию с другими веществами значительно увеличивается.

Важнейшим химическим свойством платины (и металлов платиновой группы) является способность выступать в качестве катализатора реакций.

ВСЕ ЮВЕЛИРНЫЕ МЕТАЛЛЫ: КАТАЛОГ | ЮВЕЛИРНЫЕ МЕТАЛЛЫ — СПРАВОЧНИК

Все о платине | Все о золоте | Все о серебре | Палладий

Платиновые сплавы и их пробы | Почему изделия из платины дороже золотых? | Применение платины — ювелирное и промышленное | Как определить платина или нет?

Поделитесь статьей с друзьями

Работы дизайнеров из каталога ЮВЕЛИРУМ

  • Серьги с эмалью, P.N.Jewelry

  • Кольцо с эмалью, P.N.Jewelry

  • Кольцо, Khramtsova Jewelry

  • Кольцо, Khramtsova Jewelry

  • Свадебные кольца на заказ, obruchalki.com

  • Свадебные кольца на заказ, obruchalki.com

  • Серьги, Юрий Былков

  • Серьги, Юрий Былков

  • Браслеты из титана, LanaMuransky

  • Кулон из титана, LanaMuransky

  • Брошь Слон (по Сальвадору Дали), THING

  • Кольцо Вуаль, THING

  • Серьги-булавы, ВЛАДИМИР МАРКИН

  • Запонки, ювелирная механика, ВЛАДИМИР МАРКИН

  • Кольцо в форме капли, EKATERINA TOLSTAYA

  • Серьги в форме капли, EKATERINA TOLSTAYA

  • Колье с янтарем, LETA

  • Серьги с янтарем, LETA

  • Серьги детские комбинируемые, FASHBY

  • Серьги детские комбинируемые, FASHBY

  • Кольцо архитектурной формы, Елизавета Малафеевская MANU_L

  • Браслет архитектурной формы, Елизавета Малафеевская MANU_L

  • Гарнитур Лист Гинкго, SHABUT JEWELLERY

  • Брошь Носимый фарфор, SHABUT JEWELLERY

  • Кольцо архитектурной формы, GEOMETRY

  • Брошь, фарфор, GEOMETRY

  • Колье из полимерной глины, LICORNE ART

  • Брошь из полимерной глины, LICORNE ART

  • Кольцо, авангард, ВАЛЕРИЙ СЕРЕДИН

  • Браслет, авангард. ВАЛЕРИЙ СЕРЕДИН

  • Гарнитур из дерева, скандинавский/японский минимализм, ВЛАДИМИР ШЕСТАКОВ

  • Кольцо, скандинавский/японский минимализм, ВЛАДИМИР ШЕСТАКОВ

  • Серьги, TON ANT

  • Кольцо, TON ANT

  • Кольцо архитектурной формы, ANCHOR

  • Колье архитектурной формы, ANCHOR

  • Серьги, GOHFELD JEWELLERY

  • Колье, GOHFELD JEWELLERY

  • Массивное кольцо, YAKISCHIK

  • Дизайнерская бижутерия, YAKISCHIK

  • Кольцо архитектурной формы, ONE DAY ART

  • Кольцо архитектурной формы, ONE DAY ART

  • Брошь, бионика, ВАЛЕРИЯ МАРКОВА (TESSA)

  • Кольцо незамкнутое, бионика, ВАЛЕРИЯ МАРКОВА (TESSA)

  • Кольцо, бионика, BEAVERS

  • Серьги, бионика, BEAVERS

  • Серьги, асимметрия, VAGANOVA JEWELRY

  • Кольцо-самолет, VAGANOVA JEWELRY

  • Кольцо-цветок, ALCHEMIA JEWELLERY

  • Гарнитур, ALCHEMIA JEWELLERY

  • Подвеска-кот, этника, СТУДИЯ ИЛЬИ И ВЕРЫ ПАЛКИНЫХ

  • Серьги, СТУДИЯ ИЛЬИ И ВЕРЫ ПАЛКИНЫХ

Проверяемые физические характеристики

Стандартный тест на физические свойства металлов (к примеру, идентификационный), включает следующие моменты для проверки:

  • теплопроводность;
  • плотность или удельный вес;
  • электропроводность;
  • теплоемкость;
  • выраженность намагничивания.

К такого рода проверкам прибегают потому, что выявляемые ими свойства имеют большое практическое значение. Так, для паровых котлов и корпусов камер сгорания различных двигателей теплопроводность должна быть‚ возможно‚ меньшей. Строго нормируется она и для магистральных труб по подаче горячей воды и тепла.

А вот радиаторы, напротив, должны как можно интенсивнее отдавать тепло окружающему воздуху, иначе их эффективность будет слишком малой. При тесте металла, предназначенного для стенок печей, наряду с теплопроводностью значимым становится такой показатель, как теплоемкость.

Электропроводность оценивают очень тщательно, если речь идет о проводах и кабелях любого назначения. Впрочем, те части обычных механизмов и приспособлений (конструкций), которые тоже могут с высокой степенью вероятности нештатно оказаться под напряжением, должны иметь сопротивление повыше.

Как мы тестируем металлы

Проверяя сведения из сопроводительной документации, требуется иметь строго юстированное и отвечающее стандартам качества измерительное оборудование: пирометры, вольтметры, манометры. Качественный набор тестов включает, конечно, и установление сопротивляемости разрыву, ударной прочности, плотности металла, его магнитных свойств.

В нашей лаборатории могут сказать об образцах решительно все необходимое, причем в кратчайшие сроки; стоимость проверок назначается сообразно реальным условиям их проведения, а не каким-то странным пожеланиям.

Related Posts:

  • Тест металлов и цены на него

    Тест металлов и цены на него

  • Что из себя представляет тест на химические свойства металлов

    Что из себя представляет тест на химические свойства…

  • Точное тестирование металлов давлением

    Точное тестирование металлов давлением

  • Физико-химическое исследование металла

    Физико-химическое исследование металла

  • Экспертиза состава металла

    Экспертиза состава металла

  • Высококачественное тестирование смесей металлов коррозионностойких

    Высококачественное тестирование смесей металлов…

Химические свойства металлов

Металлы легко отдают электроны, т. е. являются восстановителями. Поэтому они легко реагируют с окислителями.

  1. Какие атомы являются окислителями?
  2. Как называются простые вещества, состоящие из атомов, которые способны принимать электроны?

Таким образом, металлы реагируют с неметаллами. В таких реакциях неметаллы, принимая электроны, приобретают обычно НИЗШУЮ степень окисления.

Рассмотрим пример. Пусть алюминий реагирует с серой:

Вопрос. Какой из этих химических элементов способен только отдавать электроны? Сколько электронов?

Алюминий — металл, имеющий на внешнем уровне 3 электрона (III группа!), поэтому он отдаёт 3 электрона:

Поскольку атом алюминия отдает электроны, атом серы принимает их.

Вопрос. Сколько электронов может принять атом серы до завершения внешнего уровня? Почему?

У атома серы на внешнем уровне 6 электронов (VI группа!), следовательно, этот атом принимает 2 электрона:

Таким образом, полученное соединение имеет состав:

В результате получаем уравнение реакции:

Задание 8.5. Составьте, рассуждая аналогично, уравнения реакций:

  • кальций + хлор (Cl2);
  • магний + азот (N2).

Составляя уравнения реакций, помните, что атом металла отдаёт все внешние электроны, а атом неметалла принимает столько электронов, сколько их не хватает до восьми.

Названия полученных в таких реакциях соединений всегда содержат суффикс ИД:

Корень слова в названии происходит от латинского названия неметалла (см. урок 2.4).

Металлы реагируют с растворами кислот (см. урок 2.2). При составлении уравнений подобных реакций и при определении возможности такой реакции следует пользоваться рядом напряжений (рядом активности) металлов:

Металлы, стоящие в этом ряду до водорода, способны вытеснять водород из растворов кислот:

Задание 8.6. Составьте уравнения возможных реакций:

  • магний + серная кислота;
  • никель + соляная кислота;
  • ртуть + соляная кислота.

Все эти металлы в полученных соединениях двухвалентны.

Реакция металла с кислотой возможна, если в результате её получается растворимая соль. Например, магний практически не реагирует с фосфорной кислотой, поскольку его поверхность быстро покрывается слоем нерастворимого фосфата:

Металлы, стоящие после водорода, могут реагировать с некоторыми кислотами, но водород в этих реакциях не выделяется:

Задание 8.7. Какой из металлов — Ва, Mg, Fе, Рb, Сu — может реагировать с раствором серной кислоты? Почему? Составьте уравнения возможных реакций.

Металлы реагируют с водой, если они активнее железа (железо также может реагировать с водой). При этом очень активные металлы (Li – Al) реагируют с водой при нормальных условиях или при небольшом нагревании по схеме:

где х — валентность металла.

Задание 8.8. Составьте уравнения реакций по этой схеме для К, Nа, Са. Какие ещё металлы могут реагировать с водой подобным образом?

Возникает вопрос: почему алюминий практически не реагирует с водой? Действительно, мы кипятим воду в алюминиевой посуде, — и… ничего! Дело, в том, что поверхность алюминия защищена оксидной пленкой (условно — Al2O3). Если её разрушить, то начнётся реакция алюминия с водой, причём довольно активная. Полезно знать, что эту плёнку разрушают ионы хлора Cl–. А поскольку ионы алюминия небезопасны для здоровья, следует выполнять правило: в алюминиевой посуде нельзя хранить сильно солёные продукты!

Вопрос. Можно ли хранить в алюминиевой посуде кислые щи, компот?

Менее активные металлы, которые стоят в ряду напряжений после алюминия, реагируют с водой в сильно измельчённом состоянии и при сильном нагревании (выше 100 °C) по схеме:

Металлы, менее активные, чем железо, с водой не реагируют!

Металлы реагируют с растворами солей. При этом более активные металлы вытесняют менее активный металл из раствора его соли:

Задание 8.9. Какие из следующих реакций возможны и почему:

  1. серебро + нитрат меди II;
  2. никель + нитрат свинца II;
  3. медь + нитрат ртути II;
  4. цинк + нитрат никеля II.

Составьте уравнения возможных реакций. Для невозможных поясните, почему они невозможны.

Следует отметить (!), что очень активные металлы, которые при нормальных условиях реагируют с водой, не вытесняют другие металлы из растворов их солей, поскольку они реагируют с водой, а не с солью:

А затем полученная щёлочь реагирует с солью:

Поэтому реакция между сульфатом железа и натрием НЕ сопровождается вытеснением менее активного металла:

Коррозия металлов

Коррозия — самопроизвольный процесс окисления металла под действием факторов окружающей среды.

В природе практически не встречается металлов в свободном виде. Исключение составляют только «благородные», самые неактивные металлы, например золото, платина. Все остальные активно окисляются под действием кислорода, воды, кислот и др. Например, ржавчина образуется на любом незащищённом железном изделии именно в присутствии кислорода или воды. При этом окисляется железо:

а восстанавливаются компоненты атмосферной влаги:

В результате образуется гидроксид железа (II), который, окисляясь, превращается в ржавчину:

Подвергаться коррозии могут и другие металлы, правда, ржавчина на их поверхности не образуется. Так, нет на Земле металла алюминия — самого распространённого металла на планете. Но зато основу многих горных пород и почвы составляет глинозём Al2O3. Дело в том, что алюминий мгновенно окисляется на воздухе. Коррозия металлов наносит колоссальный ущерб, разрушая различные металлические конструкции.

Чтобы уменьшить потери от коррозии, следует устранить причины, которые её вызывают. В первую очередь, металлические предметы следует изолировать от влаги. Это можно сделать разными способами, например, хранить изделие в сухом месте, что далеко не всегда возможно. Кроме того, можно поверхность предмета покрасить, смазать водоотталкивающим составом, создать искусственную оксидную плёнку. В последнем случае в состав сплава вводят хром, который «любезно» распространяет собственную оксидную плёнку на поверхность всего металла. Сталь становится нержавеющей.

Изделия из нержавеющей стали дороги. Поэтому для защиты от коррозии используют тот факт, что менее активный металл не изменяется, т. е. не участвует в процессе. Поэтому если к сохраняемому изделию приварить более активный металл, то, пока он не разрушится, изделие корродировать не будет. Этот способ защиты называется протекторной защитой.

Металлы — это простые вещества, которые всегда являются восстановителями. Восстановительная активность металла убывает в ряду напряжений от лития к золоту. По положению металла в ряду напряжений можно определить, как металл реагирует с растворами кислот, с водой, с растворами солей.

Урок 9. Щелочные и щёлочноземельные металлы

← Урок 7. Понятие об окислительно-восстановительных реакциях

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: